JP2000250651A - クロックとデータ間のスキューを補正する方式 - Google Patents

クロックとデータ間のスキューを補正する方式

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JP2000250651A
JP2000250651A JP11055873A JP5587399A JP2000250651A JP 2000250651 A JP2000250651 A JP 2000250651A JP 11055873 A JP11055873 A JP 11055873A JP 5587399 A JP5587399 A JP 5587399A JP 2000250651 A JP2000250651 A JP 2000250651A
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JP
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data
clock
skew
error
error detection
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Kenichi Iwata
健一 岩田
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LSIがそのプロセスのばらつきが大きくて
も正常に動作することを可能にするクロックとデータ間
のスキューを補正する方式を提供する。 【解決手段】 外部より入力したデータを入力したクロ
ックに同期して取り込み同期データとして出力する受信
フリップフロップと、同期データの誤りを検出して同期
データに誤りがあるか否かを示す誤り出信号を出力する
誤り検出回路と、誤り検出信号をもとにスキューが適正
でないと判定したときに選択信号を切り替える判定回路
と、外部より入力したクロックを選択信号に応じた遅延
時間だけ遅延させて受信フリップフロップが入力するク
ロックとして出力するスキュー調整回路と、を備える

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロックとデータ
間のスキューを補正する方式に関し、特に、LSIの外
部とのインターフェイス部分に用いられるクロックとデ
ータ間のスキューを補正する方式に関する。
【0002】
【従来の技術】このようなインターフェイス部分のスキ
ュー値は一般的に外部配線の遅延ばらつきや、LSI内
部のプロセスのばらつきを考慮し、クロックとデータの
遅延の差がもっとも開いた様な場合にでも動作するよう
に余裕を持って固定的に設計されいた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし近年、LSIや
ボードの動作周波数が高速化しているため設計値に余裕
が少ないことが多く、このような場合には固定的に設計
したのではプロセスのばらつきによって良品を少数しか
確保できない。
【0004】本発明は、LSIがそのプロセスのばらつ
きが大きくても正常に動作することを可能にするクロッ
クとデータ間のスキューを補正する方式を提供すること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるクロックと
データ間のスキューを補正する方式は、外部より入力し
たデータを入力したクロックに同期して取り込み同期デ
ータとして出力する受信フリップフロップと、前記同期
データの誤りを検出して前記同期データに誤りがあるか
否かを示す誤り検出信号を出力する誤り検出回路と、前
記誤り検出信号をもとにスキューが適正でないと判定し
たときに選択信号を切り替える判定回路と、外部より入
力したクロックを前記選択信号に応じた遅延時間だけ遅
延させて前記受信フリップフロップが入力する前記クロ
ックとして出力するスキュー調整回路と、を備えること
を特徴とする。
【0006】また、本発明によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式は、入力したデータを外部より
入力したクロックに同期して取り込み同期データとして
出力する受信フリップフロップと、前記同期データの誤
りを検出して前記同期データに誤りがあるか否かを示す
誤り検出信号を出力する誤り検出回路と、前記誤り検出
信号をもとにスキューが適正でないと判定したときに選
択信号を切り替える判定回路と、外部より入力したデー
タを前記選択信号に応じた遅延時間だけ遅延させて前記
受信フリップフロップが入力する前記データとして出力
するスキュー調整回路と、を備えることを特徴とする。
【0007】更に、本発明によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式は、入力したデータを入力した
クロックに同期して取り込み同期データとして出力する
受信フリップフロップと、前記同期データの誤りを検出
して前記同期データに誤りがあるか否かを示す誤り検出
信号を出力する誤り検出回路と、前記誤り検出信号をも
とにスキューが適正でないと判定したときに選択信号を
切り替える判定回路と、外部より入力したクロックを前
記選択信号に応じた遅延時間だけ遅延させて前記受信フ
リップフロップが入力する前記クロックとして出力する
第1のスキュー調整回路と、外部より入力したデータを
前記選択信号に応じた遅延時間だけ遅延させて前記受信
フリップフロップが入力する前記データとして出力する
第2のスキュー調整回路と、を備えることを特徴とす
る。
【0008】更に、本発明によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式は、上記のクロックとデータ間
のスキューを補正する方式において、前記判定回路は、
前記同期データに誤りがあることを示す前記誤り検出信
号を連続して入力したときに前記選択信号を切り替える
ことを特徴とする。
【0009】更に、本発明によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式は、上記のクロックとデータ間
のスキューを補正する方式において、前記誤り検出回路
はサイクリック・リダンダンシー・コードを用いて、誤
りを検出することを特徴とする。
【0010】更に、本発明によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式は、上記のクロックとデータ間
のスキューを補正する方式において、前記誤り検出回路
は8B10Bコードを用いて、誤りを検出することを特
徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、LSIにおける外部と
のインターフェースの部分に、クロック及びデータのス
キューを調整する回路と、エラー検出コードを用いてデ
ータのエラーを検出する回路と、それらを用いてクロッ
クとデータ間のスキューを自動的に適切なものに設定す
る回路を設けた事を特徴としている。
【0012】図1に示す実施形態1において、LSI1
は外部との受信フリップフロップである受信フリップフ
ロップ(F/F)2を有する。この受信フリップフロッ
プ2からのデータはエラー検出回路3に供給される。エ
ラー検出回路3はデータの有効性を判定する。スキュー
調整回路4は、エラー検出回路3からのデータの有効性
に関する情報を基にスキュー値を調整する。
【0013】このスキュー調整回路4は、エラー検出回
路3から受信データが無効であるとの情報を得た場合で
かつスキューが適切なものではないために起きたエラー
であると判断したときには、スキュー値を変更する。変
更の結果、正しいデータが受信できるようになるまでス
キュー値を調整する。
【0014】従って、受信フリップフロップ2でのデー
タとクロックの間のスキューの適正範囲が狭く、固定的
にスキューを設計するとプロセスのばらつき等によっ
て、スキュー値が適正範囲に収まっている良品が少数し
か得られない様な状況下でも、本方式を用いることによ
って多数のLSIにおいて適正なスキュー値が自動的に
設定されるという効果が得られる。
【0015】
【発明の実施の形態】[実施形態1]図2を参照する
と、本発明の実施形態1によるLSI1aが示されてい
る。LSI1aは、外部回路とのインターフェース回路
である受信フリップフロップ2を有する。この受信フリ
ップフロップ2は外部からデータと、それを取得するた
めのクロックを入力し、このクロックに同期してデータ
を内部に取り込み、出力する。このクロックに同期して
得られたデータは、エラー検出回路3に供給される。こ
の回路ではデータパスの遅延がクロックの遅延と比較し
て、きびしい回路だとする。
【0016】本実施形態によるエラー検出回路3はCR
C(Cyclic Redundancy Code、サイクリック・リダンダ
ンシー・コード)を用いる。判定回路6は、エラー検出
回路3が出力するエラー信号を基にデータの正当性を検
証し、データが有効なものであるかどうかを判定する。
判定結果はスキュー調整回路4aに供給される。
【0017】図2を参照すると、スキュー調整回路4a
は以下のように構成されている。すなわち、スキュー調
整回路4aは、クロックについて2つの異なる遅延を持
つパス42、43と、切替判定回路41を持つ。遅延が
すくない方のクロックのパス42をデフォルトのパスと
して使用する。そして、エラー検出回路3が出力するデ
ータが無効であることを示すエラー信号31を判定回路
6が受信すると、エラー信号31を基にエラーが一定期
間連続して起きたか否かを判定回路6が判別し、一定期
間連続してのエラーだった場合にはクロックパスの選択
信号61を反転し、クロックのパスを他方(遅延が大き
いほう)に切り替える。
【0018】図2中のエラー検出回路3は、当業者にと
ってよく知られているので、その説明は省略する。
【0019】また本例とは逆に、クロックの遅延がデー
タパスに比べて厳しい場合においても、事前にデータパ
スの遅延が大きくなるようにディレイゲートを挿入して
おけば、本例と同様の構成の回路が使用できる。
【0020】以下、本実施形態の動作につき説明する。
外部から供給されたクロックは二つの異なるパス42、
43を通過して、セレクタ41に供給される。セレクタ
41はどちらか一方を選んで出力し、その出力は受信フ
リップフロップ2のクロック入力端子に供給される。受
信フリップフロップ2はクロック入力端子に供給された
クロックに同期して、データを取り込み、その出力をエ
ラー検出回路3に供給する。エラー検出回路3は入力デ
ータにエラーかあるか否かを判別し、その判別結果を示
すエラー信号31をクロック反転用の判別回路6に供給
する。
【0021】クロック反転用の判別回路6は図3に示す
状態遷移図に従って動作する。つまり、エラー信号31
がエラーがないことを示しているときには、状態Aから
は状態Aに、状態Bからは状態Aに、状態Cからは状態
Bに、状態Dからは状態Cに遷移する。一方、エラー信
号31がエラーがあるを示しているときには、状態Aか
らは状態Bに、状態Bからは状態Cに、状態Cからは状
態Dに、状態Dからは状態Aに遷移する。状態Dから状
態Aに遷移するときに、クロックパス選択信号を反転す
る。このように動作することにより、スキューの不一致
以外の一時的な原因でのエラーによって、クロックの遅
延が変更されることを防止することができる。
【0022】[実施形態2]次に、実施形態2について
図4を参照して説明する。実施形態2の基本的構成は実
施形態1のものと同様であるがクロックのパスの数につ
いてさらに工夫している。図4においてはクロックのパ
ス41〜45はN本に拡張されている。但しNは2以上
の自然数である。したがって、本実施形態ではスキュー
のばらつきが大きい場合にも対応できるという効果が得
られる。また、本実施形態の構成において、クロックパ
ス41〜45の切り替えは全ての受信フリップフロップ
2に行っているが、受信データのエラーがビット単位で
判別できれば個々の受信フリップフロップ2の単位で行
ってもよい。
【0023】判定回路6の選択信号切換のアルゴリズム
についてであるが、エラーが発生していたならば、所定
の方向にパスを1個ずつ切り替えてゆき、エラーが無く
なったならばそのパスを選択した状態を維持する。切換
の結果、最終のパスに到達してもエラーが無くならない
ならば、最初のパスに切り替えて、再度、前記の所定の
方向にパスを1個ずつ切り替えてゆく。
【0024】[実施形態3]実施形態3について図5を
参照して説明する。上記実施形態では、クロック用のス
キュー調整回路を設けてクロックの遅延のみを調整して
いるが、本実施形態では、クロック用のスキュー調整回
路4cに加えて、データ用のスキュー調整回路5を設け
て、クロックの遅延のみならずデータの遅延も調整す
る。こうすることにより遅延の遅れ方向と進み方向の両
方向についてスキューを調整することが可能となる。
【0025】[実施形態4]実施形態4について図5を
参照して説明する。実施形態2では、クロック用のスキ
ュー調整回路を設けてクロックの遅延のみを調整してい
るが、本実施形態の構成は、図5のスキュー調整回路4
cを除去して、外部から入力するクロックを直接受信フ
リップフロップ2に入力するものである。本実施形態に
よれば、実施形態2と同様な効果を得ることができる。
【0026】[実施形態5]次に、実施形態5について
説明する。上記各実施形態では、エラー検出回路にCR
Cを用いて受信データ中のエラーの有無を判別すること
によりスキューの不整合を検出しているが、エラー検出
回路3でCRC以外のコードを用いても良い。例えば、
エラー検出の目的で8B10Bコード(8−10変換に
より得たコード)を使用することができる。8B10B
コードの検査をすることにより受信データ中のエ検出す
ることができ、本発明の目的が達成される。
【0027】尚、上記のいずれの実施形態においてもパ
リティビットを追加して、ワード幅を増やす形態をとっ
ても、時系列のワード群にパリティワードを挿入する形
態をとっても良い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力データ中のエラーの有無を判別することによってスキ
ューの不整合を検出して、その検出結果に基づいてスキ
ューを調整しているので、製造時に固定的なスキューを
設計しなくてもよく、製造プロセスのばらつきを吸収す
ることができる。従って、スキュー値の適正範囲が非常
に狭く、スキュー値を固定的に設計してしまうと製造プ
ロセスのばらつきによってスキュー値が適正範囲に収ま
っている良品が少数しか得られない様な状況下でも、本
方式を用いることによって多数のLSIにおいて適正な
スキュー値を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の実施例1によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式の構成を示すブロック図であ
る。
【図3】図2に示す判定回路6の動作の状態遷移図であ
る。
【図4】本発明の実施例2によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式の構成を示すブロック図であ
る。
【図5】本発明の実施例3によるクロックとデータ間の
スキューを補正する方式の構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 LSI 2 受信フリップフロップ 3 エラー検出回路 4、5 スキュー調整回路 6 判定回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部より入力したデータを入力したクロ
    ックに同期して取り込み同期データとして出力する受信
    フリップフロップと、 前記同期データの誤りを検出して前記同期データに誤り
    があるか否かを示す誤り検出信号を出力する誤り検出回
    路と、 前記誤り検出信号をもとにスキューが適正でないと判定
    したときに選択信号を切り替える判定回路と、 外部より入力したクロックを前記選択信号に応じた遅延
    時間だけ遅延させて前記受信フリップフロップが入力す
    る前記クロックとして出力するスキュー調整回路と、 を備えることを特徴とするクロックとデータ間のスキュ
    ーを補正する方式。
  2. 【請求項2】 入力したデータを外部より入力したクロ
    ックに同期して取り込み同期データとして出力する受信
    フリップフロップと、 前記同期データの誤りを検出して前記同期データに誤り
    があるか否かを示す誤り検出信号を出力する誤り検出回
    路と、 前記誤り検出信号をもとにスキューが適正でないと判定
    したときに選択信号を切り替える判定回路と、 外部より入力したデータを前記選択信号に応じた遅延時
    間だけ遅延させて前記受信フリップフロップが入力する
    前記データとして出力するスキュー調整回路と、 を備えることを特徴とするクロックとデータ間のスキュ
    ーを補正する方式。
  3. 【請求項3】 入力したデータを入力したクロックに同
    期して取り込み同期データとして出力する受信フリップ
    フロップと、 前記同期データの誤りを検出して前記同期データに誤り
    があるか否かを示す誤り検出信号を出力する誤り検出回
    路と、 前記誤り検出信号をもとにスキューが適正でないと判定
    したときに選択信号を切り替える判定回路と、 外部より入力したクロックを前記選択信号に応じた遅延
    時間だけ遅延させて前記受信フリップフロップが入力す
    る前記クロックとして出力する第1のスキュー調整回路
    と、 外部より入力したデータを前記選択信号に応じた遅延時
    間だけ遅延させて前記受信フリップフロップが入力する
    前記データとして出力する第2のスキュー調整回路と、 を備えることを特徴とするクロックとデータ間のスキュ
    ーを補正する方式。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
    クロックとデータ間のスキューを補正する方式におい
    て、前記判定回路は、前記同期データに誤りがあること
    を示す前記誤り検出信号を連続して入力したときに前記
    選択信号を切り替えることを特徴とするクロックとデー
    タ間のスキューを補正する方式。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    クロックとデータ間のスキューを補正する方式におい
    て、前記誤り検出回路はサイクリック・リダンダンシー
    ・コードを用いて、誤りを検出することを特徴とするク
    ロックとデータ間のスキューを補正する方式。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の
    クロックとデータ間のスキューを補正する方式におい
    て、前記誤り検出回路は8B10Bコードを用いて、誤
    りを検出することを特徴とするクロックとデータ間のス
    キューを補正する方式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6944801B2 (en) 2000-12-20 2005-09-13 Nec Corporation Skew adjusting circuit and semiconductor integrated circuit
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