JP2000503149A - 同期論理回路用信号デスキュー・システム - Google Patents

同期論理回路用信号デスキュー・システム

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Abstract

(57)【要約】 グローバル・クロック信号(CLKG)は、同じ長さだが異なる信号伝播速度を有する2本の別々の伝送線(18A、18B)経由で、分散同期論理回路の各モジュール(16(1)−16(N))へ配信される。各モジュールに到着するグローバル・クロック信号の対応するパルスの間の位相差は、伝送線の長さと、どちらかの伝送線における固有クロック信号遅延量に比例する。各モジュールのデスキュー回路(18(1)−18(N))は、モジュールに到着してからのグローバル・クロック信号を遅延させてローカル・クロック信号(CLK(1)−CLK(N))を発生する。デスキュー回路はモジュールに到着するグローバル・クロック信号パルス間の位相差を検出して第1の伝送線の固有遅延量を決定し、更にローカル・クロック遅延量を調節して固有遅延量とローカル・クロック遅延量の和が標準遅延量に等しくなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】 同期論理回路用信号デスキュー・システム 発明の背景 発明の分野 本発明はデジタル・システムの信号供給源と遠隔の動作モジュールの間で伝送 される信号をデスキューするための及び/又は該信号の時間軸を補償するための システムに関する。 関連技術の説明 相互接続された一組の動作モジュールで形成された同期式のデジタル論理回路 において、各モジュールへ配信される信号の1つがモジュール間の動作のタイミ ングを制御するためのクロック信号である。例えば、コンピュータはシャーシに 装着されて中央制御装置及びクロック信号供給源を含むマザーボードへバックプ レーン(backplane)の配線によって相互接続してある数枚の回路基板 を含むことがある。代表的には、バックプレーン配線中の導体の1本で各々の回 路基板へクロック信号を伝送する。ある種の同期システムにおいては、基準信号 パスの遅延量がシステム内でタイミング・レイテンシ(timing late ncies)(信号スキュー)を導入しないように相対時間で基準信号を同期す るのが望ましい。 信号スキューは相互に同期して動作しなければならない分散コンポーネントを 有する電子機器でも問題とされることがある。例えば、集積回路(IC)テスタ ーはホストユニットと、当該ホストユニットと接続されている多重の動作モジュ ールとを含むことがある。各動作モジュールは試験中のICの別々のピンへのイ ンタフェースを提供する。様々な時刻に動作モジュールはICピンへ試験信号を 送信したり、そのピンにおいてICによって発生した出力データを取り込む。ホ ストユニットの機能の1つは動作モジュールの各作動を調整することである。被 験デバイス(DUT)への信号の到着時刻を同期するためには、各モジュール間 の信号スキュー(歪曲)を除去する必要がある。例えば、試験の開始を知らせる ためにホストユニットは各動作モジュールへ「開始」信号を送信する。ホストユ ニットは各動作モジュールへクロック信号も送信して試験中の動作モジュールの 作動を同期させ、また、試験中にホストと動作モジュール間の通信を同期する。 クロック信号及びその他の制御信号及びデータ信号が様々な距離を移動して動作 モジュールへ到達する場合、様々なモジュールに異なる時間で到着する。このよ うな制御及びクロック信号のスキューは、テスターの動作周波数に対して充分に 大きい場合、各モジュール動作の間のタイミング不整合を起すことがあり、モジ ュールから被験デバイス(DUT)の同期のとれた信号着信に悪影響を与えるこ とがある。 ワトソン(Watson)等に1994年11月29日付で特許付与された米 国特許第5,369,640号は、クロック信号源から各々の動作モジュールま でセパレート式の伝送線を提供し、伝送線を調節して全部の線が同じ長さとなる ようにして、各動作モジュールを遠隔操作するために送出されるクロック信号の スキューを減少するためのシステムを開示している。しかし、信号スキューの問 題に対するこの「スター・バス」方式の解決方法は、非常に多数の伝送線を信号 供給源から配線する必要があるため、多数の動作モジュールを備えたシステムに おいては、多少実用的ではない。 信号スキューを取り除くための別の方法はターグ(Tague)等へ1984 年5月8日付で特許付与された米国特許第4,447,870号に開示されてい る。ここではクロック信号が各動作モジュールへ到着した後で更にクロック信号 を遅延させるための調節可能な遅延回路が各々の動作モジュールに提供される。 各動作モジュールの遅延回路は、クロック信号伝送線の遅延量と調節可能な遅延 回路によって提供される遅延量の和が標準遅延量と等しくなるように調節される 。この方法は、バックプレーンにおけるように全ての動作モジュールに接続され ている単一の伝送線から動作モジュールへクロック信号を供給できる。しかし、 この方法では各動作モジュールの遅延回路を手作業で較正するという時間のかか る困難な作業を必要とする。また、動作モジュールが伝送線に沿って新しい位置 へ移動されるとクロック遅延回路も再調整しなければならない。発明の要約 本発明によるデスキュー(deskew)・システム(時間軸補正システム) は単一の信号供給源で生成されたグローバル基準信号に応答してデジタルシステ ムの各分散モジュールでローカル・クロック信号を提供する。グローバル信号( global signal)は供給源から各モジュールへ同様の長さで信号伝 播速度が異なる2本の独立した伝送線を経由して供給される。2本の伝送線を経 由して各モジュールに到着する2つのグローバル信号の位相差は伝送線の長さに 比例しているので、どちらかの伝送線の固有クロック信号遅延量に比例する。各 モジュールのデスキュー回路はグローバル信号が2本の伝送線のうちの第1の線 で到着してから更に遅延させてモジュールでローカル・クロック信号を生成する 。デスキュー回路は2本の伝送線上でモジュールに到着する対応するグローバル 基準信号の間の位相差を検出して第1の伝送線の固有遅延量を決定する。次にデ スキュー回路はローカル・クロック遅延量を調整して固有の伝送線遅延量とロー カル・クロック遅延量の和が標準遅延量と等しくなるようにする。全モジュール で同一の標準遅延量では全モジュールで作られるローカル・クロック信号が互い に同位相である。 したがって、本発明の目的は同期式の論理回路システムの別々のモジュールの 動作を厳密に同期させるためのシステムを提供することである。 本明細書の結論部分では本発明の主題を特に指摘し明確に請求している。しか し、同じ参照文字が同じ部材を表わしている添付の図面を参照しつつ本明細書の 残りの部分を読むことにより、本発明の構成及び実施方法を、これの更なる効果 及び目的と併せて、当業者は最も良く理解できるであろう。 図面の簡単な説明 図1は、本発明による信号デスキュー・システムを使用するモジュール同期論 理回路を示すブロック図である。 図2は、図1のデスキュー回路を更に詳細に示すブロック図である。 図3は、図2の遅延制御回路を更に詳細に示すブロック図である。 図4は、図2の位相検出回路を使用するのに適した従来技術の回路を示すブロ ック図である。 図5は、従来技術の遅延回路を示すブロック図である。 図6は、図2の遅延制御回路の別の実施の形態を示すブロック図である。 図7は、従来技術の遅延回路を示すブロック図である。 図8は、図1のデスキュー回路の別の実施の形態を示すブロック図である。 図9は、図7のデスキュー・システムでのクロック信号遅延を示すブロック図 である。 図10は、信号の伝播速度を異ならせる伝送線を提供する回路基板の断面図で ある。 好適な実施の形態の説明 図1を参照すると、本発明はホストユニット12内部のホスト論理回路10と 、同期論理システムの動作モジュール16(1)−16(N)内部のN個一組の 分散したローカル論理回路14(1)−14(N)との間で送信される信号をデ スキューするためのシステムに関する。動作モジュール16はホスト論理回路1 0から様々な距離に配置される。ホスト論理回路10とローカル論理回路14は 用途依存である。例えば論理システムは、ホスト論理回路10がコンベンショナ ルなマイクロプロセッサで、ローカル論理回路18がメモリーや周辺機器I/O コントローラ又は同期式にコンピュータ・プロセッサと通信するその他のデバイ スであるようなコンピュータであり得る。システム10は、例えば、各ローカル 論理回路14が試験中の集積回路デバイスのセパレートピンへのインタフェース を提供する分散アーキテクチャ集積回路テスターであり得る。試験中の様々な時 間に、動作モジュールは被験デバイスの端子25(1)−25(N)へ試験信号 を送信するか、ピンでICにより発生した出力データを取り込む。ホストユニッ トは動作モジュールへ制御信号及び命令を提供する。 代表的な同期論理システムにおいて、グローバル・クロック信号は動作を同期 するために各ローカル論理回路へ同時に送出される。ローカル論理回路は空間的 に分散しているので、共通のクロック信号供給源から発したクロック信号のパル スは同時にローカル論理回路へ到着できない。これはローカル論理回路が異なる 位置で共通伝送線をタップすることによりグローバル・クロック信号を取り込む 場合に特に当てはまることである。クロック信号パルスがクロック供給源から出 て来る時間と、各種のローカル論理回路にパルスが到着する時間の間の遅延量の 差(スキュー)は、相互に同期的に動作する能力に影響する。本発明はクロック 信号スキューを補償して各ローカル論理回路14で互いに同位相になるローカル クロック信号を提供する。信号配信システムは信号パス長の差に起因するホスト 論理回路10とローカル論理回路14の間で送信される制御及び通信信号のスキ ューも補償する。 したがって、本発明のデスキュー・システムはN個一組のデスキュー回路18 (1)−18(N)を含み、各々のデスキュー回路は動作モジュール16(1) −16(N)の対応する1つの内部に取り付けてある。デスキュー・システムは ホスト論理回路10と各デスキュー回路18の間で通信及び/又は制御信号を伝 送するための制御信号バス20も含む。バス20はCLKA[28(A)]伝送 パスとして同一の伝播速度を有する伝送パスを使用する。I番目のデスキュー回 路18(I)は対応するI番目のローカル論理回路14(I)と制御信号バス2 Oの間のインタフェースを提供する。ここで「I」は1からNまでの数である。 ホスト論理回路10で生成された出力信号はバス20を経由して各デスキュー回 路18(I)へ渡り、ここで調節可能な遅延回路DELAY(I)を介して入力 信号22として対応するローカル論理回路14(I)へ供給される。 本発明の信号配信システムはクロック供給源26と、クロック供給源26で互 いに結線された一対の伝送線28A及び28Bも含み、伝送線は各々がクロック 供給源26をデスキュー回路18へ相互接続する。クロック供給源26は周期グ ローバル・クロック信号CLKGを伝送線28A及び28B各々に同時に発する 。伝送線28A及び28Bはグローバル・クロック信号を各々別々のクロック信 号CLKA及びCLKBとしてデスキュー回路18へ供給する。各デスキュー回 路18は伝送線28A及び28Bに沿って同等の距離で伝送線28A及び28B をタップする。CLKAとCLKB信号は任意の(I番目の)デスキュー回路1 8(I)に到着してからデスキュー回路18(I+1)に到着する。しかし、ク ロック供給源26とI番目のデスキュー回路18(I)の間を移動する際に、C L KA信号はCLKB信号が伝送線28Bに沿って移動するのと実質的に同じ距離 を伝送線28Aに沿って移動する。 本発明によれば、伝送線28A及び28Bは信号伝播速度が異なる。更に詳し くは伝送線28AのCLKA信号の伝播速度は伝送線28B上のCLKB信号の 伝播速度よりM倍(ここでMは1より大きな数とする)速い。つまり、同じ距離 を移動するということにもかかわらず、CLKA信号のパルスは、これに対応す るCLKB信号のパルスより先に、I番目のデスキュー回路18(I)に到着す ることになる。CLKA信号とCLKB信号がそれぞれ対応するパルスのデスキ ュー回路18(I)へ到着する間の遅延時間は、クロック供給源20とデスキュ ー回路18(I)の間の伝送線28A及び28Bの長さに比例する。つまり、C LKAとCLKBの間の位相差は、クロック供給源26から、デスキュー回路1 8(I)がCLKA及びCLKBを検出する伝送線28A及び28Bに沿った点 までの伝送線の長さの尺度である。 バス20は伝送線28Aの伝播速度と同じ伝播速度を有する1本又はそれ以上 の伝送線を含む。バス20に沿ってホスト論理回路10とデスキュー回路18( I)の間の距離は、クロック供給源26とデスキュー回路18(I)の間の伝送 線28Aに沿った距離と実質的に同一である。信号パルスがバス20上のホスト 論理回路10と、伝送線28上のクロック供給源26を同時に出発した場合、そ れらは同じ距離を移動し同じ伝播速度を有することから同時にデスキュー回路1 8(I)に到着する。 各々のデスキュー回路18(I)はCLKA及びCLKB信号からローカル・ クロック信号CLK(I)を取り出してローカル・クロック信号CLK(I)を 対応するローカル論理回路14(I)への入力として供給する。デスキュー回路 18はローカル・クロック信号CLK(1)−CLK(N)が全て実質的に互い に同位相であることを確実にする。ローカル論理回路14(1)−14(N)は これをタイミング信号として用いてローカル入力信号24(1)−24(N)の 受信を含む動作を同期する。 各々のデスキュー回路18(I)は入力CLKA信号を調節可能な遅延時間D ELAY(I)だけ遅延することにより、これのローカル・クロック信号CLK (I)を発生する。デスキュー回路18(I)がクロック供給源26に近いほど デスキュー回路18(I)はCLKA信号を長く遅延させてローカル・クロック 信号CLK(I)出力を発生する。更に詳しくは、各々のデスキュー回路18( I)は全てのローカル・クロック信号CLKL(1)−CLKL(N)を互いに 同位相にするのに充分なだけの時間量だけCLKAを遅延させる。 各々のデスキュー回路18(I)は、第1にCLKA信号とCLKB信号の対 応する両パルスの到着の間の期間を測定することにより、CLKA信号を遅延さ せる時間量を決定する。この測定した期間はクロック供給源26からデスキュー 回路18(I)までの伝送線28A(又は伝送線28B)の長さに比例するので 、クロック供給源26から各デスキュー回路18(I)までCLKA信号が移動 するのに必要な時間D(I)にも比例することになる。遅延時間DELAY(I )は時間D(I)とDELAY(I)の和が一定の総遅延量TDと等しくなるよ うに調節される: SKEW(I)=TD =D(I)+DELAY(I) =一定 ここで、SKEW(I)はクロック供給源26でのグローバル・クロック信号 に対するローカル・クロック信号CLK(I)のスキューである。 各々のデスキュー回路18(I)は、また、バス20の伝送線から同じ遅延回 路DELAY(I)を介してローカル論理回路14(I)へローカル入力信号2 2(I)を供給する。つまり、ホスト論理回路10から出発する信号は同時に全 てのローカル論理回路14(I)にローカル入力信号22(I)として到着する 。 図2を参照すると、本発明の好適な実施の形態によれば、図1のデスキュー回 路18(I)は遅延時間DELAY(I)だけCLKA信号を調節可能に遅延さ せてローカル・クロック信号CLK(I)を発生するための遅延回路32を含む 。遅延制御回路34は位相差を測定して、遅延回路32の遅延時間DELAY( I)を適当に調節する出力信号CSを発生する。CS信号は遅延制御信号として 遅延回路32と構造的に同じである遅延回路36にも印加され、CS信号に応答 して同じ遅延時間DELAY(I)を提供する。遅延回路36はバス20の線上 に到 着する信号を遅延させて、図1のローカル論理回路14(I)へローカル入力信 号22(I)を提供する。簡略化のため、1つだけの遅延回路36が図2には図 示してある。CS信号によって制御される同じ遅延回路を必要に応じて提供して 、バス20の各線をローカル論理回路の入力及び/又は出力にリンクすることが できる。 図3は、遅延制御回路34の1つの実施の形態を示す。遅延制御回路34はC LKA及びCLKB信号を受信し、CLKAとCLKBの間の位相差に比例した 電圧を有する出力信号VPHを発生する位相検出回路40を含む。A/Dコンバ ータ42はVPH信号を同様の大きさのデジタル値ADDRに変換する。デジタ ル値ADDRは各々のアドレスに制御データ(DATA)を格納するアドレス可 能なメモリー44をアドレスして、D/Aコンバータ46へ現在アドレスしてい るDATAを供給する。DAC46はDATAの大きさに比例した大きさのCS 信号を発生する。メモリー44の各アドレスに格納されたデータは、CLKA信 号とCLKB信号の間の任意の位相差に対してCS信号が遅延回路32に適当な 遅延量を提供する大きさを有するように調節される。このような格納されたDA TA値はオシロスコープ又はその他の位相検出装置を使用してグローバル・クロ ック信号CLKGとローカル・クロック信号CLK(I)の間の位相関係をモニ タし、また、ローカル・クロック信号CLK(I)とグローバル・クロック信号 CLKGがデジタル値ADDRの各々の値について所望の位相関係を有するまで 反復的にDATAを調節することにより決定することができる。 図4は、図2の位相検出回路40として使用するのに好適な周知の従来技術の 位相検出回路を示す。D型フリップフロップ50はCLKA信号がCLKB信号 に先行する場合に出力信号52を高値にし、CLKA信号がCLKB信号より遅 れる場合には低値にする。ローパス・フィルタ54は信号52を瀘波して増幅器 58への入力を提供する。増幅器58は入力信号56に応答してVPH信号出力 を発生する。VPHの大きさはCLKA信号とCLKB信号の間の位相差に比例 する。 図5は、図1の遅延回路32として使用するのに適した周知の遅延回路を示す 。遅延回路32は直列接続してある一組のインバータ回路60を含み、CLKA 信 号が直列の第1のインバータ回路の入力へ供給され、ローカル・クロック信号C LK(I)が直列の最後のインバータ回路の出力に発生する。CS信号はインバ ータへの電力を供給する。CS信号の大きさが増加するとインバータ回路60各 々の信号伝播率も増加し、これによって、遅延回路32の遅延量が減少する。 図6及び図7は、遅延制御回路34と遅延回路32の別の実施の形態を示す。 図5を参照すると、遅延制御回路34は、図2の位相検出回路40、A/Dコン バータ42、メモリー44と同様の位相検出回路62、A/Dコンバータ64、 メモリー66を含む。しかし、この実施の形態において、遅延回路32へ供給さ れるCS信号は、図2のメモリー44が出力DATA信号を発生するのと同じ方 法でメモリ64によって発生したデジタル・データ信号である。図7を参照する と、別の遅延回路32は直列接続された一組のインバータ回路68を含み、CL KA信号は直列の第1のインバータ回路へ入力として供給される。図6のメモリ ー66のデジタルCS出力によって制御されるマルチプレクサ68は、出力ロー カル・クロック信号CLK(I)とするべきインバータ66の1つの出力を選択 する。メモリ64に格納された変換データの値は、図2のメモリー44に格納す べき変換データの値を確認するために本明細書で前述した方法で実験的に設定し た。図7に図示した遅延回路32の実施の形態は、当業者には周知のものである 。 図8は、図1のデスキュー回路30(I)の別の実施の形態70を示す。デス キュー回路70は一対の遅延回路72A及び72Bを含む。遅延回路72AはC LKA信号を遅延させて第1のローカル・クロックLAを発生する(クロックL Aは出力ローカル・クロック信号CLK(I)として使用される)。遅延回路7 2BはCLKB信号を遅延して第2のローカル・クロック信号LBを発生する。 LAとLB信号は(図4の位相検出回路40と同様の)位相検出回路76へ入力 として供給され、これがLAとLBの間の位相差に比例した電圧を有する出力信 号VABを発生する。差動増幅器78はVAB信号を定電圧基準信号VREFに 比較して、VABとVREFの間の差に比例した大きさを有する出力信号VPL Lを発生する。VPLL信号は遅延回路72Aと遅延回路72Bの両方へ制御入 力として共通に供給される。 遅延回路72A及び72Bは同様な方法で変化する。VPLLが増加すると、 遅延回路72A及び72Bの両方によって提供される遅延量が減少する。しかし 、VPLLの任意の大きさについて、遅延回路72Bによって提供される遅延時 間は遅延回路72Aによって提供される遅延時間よりM倍長い。本明細書で前述 したように、図1の伝送線28Aの信号伝播速度は伝送線28Bの信号伝播速度 よりM倍大きい。つまり、クロック供給源とデスキュー回路の間で伝送線28B によって提供される信号遅延時間は伝送線28Aの遅延量よりM倍長い。遅延回 路72A及び72Bが図5の遅延回路32と同様である場合、2つの遅延回路の 間の遅延比Mは、例えば、2つの遅延回路に個数の異なるインバータ・ステージ を使用することによって設定できる。また、インバータ・ステージが、例えば、 CMOSトランジスタによって実装される場合、遅延比Mは当業者に周知の方法 で入力信号56を形成するCMOSトランジスタのチャンネル幅を変化させるこ とによって微調整することができる。 図9は、図8の回路の信号遅延を示す。ローカル・モジュールはクロック供給 源26からの可変距離Lで伝送線28A及び28BをタップしてCLKA及びC LKB信号を取得する。タップとクロック供給源26の間の伝送線26Aにおけ る固有の信号遅延量D(L)はLに対して直線的に比例する。伝送線28Aでの 信号伝播速度は伝送線28BのそれよりM倍大きいことから、伝送線28Bにお ける固有信号遅延量M*D(L)は伝送線28(A)の固有信号遅延量D(L) よりM倍長い(ここで記号“*”は乗算を表わす)。遅延回路72Aによって提 供される遅延量はLの関数でもあり、図9においてD′(L)として表わされて いる。任意の大きさのVPLLについて図7の遅延回路72Bによって提供され る遅延量は遅延回路72Aによって提供される遅延量よりM倍大きいので、遅延 回路72Bの遅延量はM*D′(L)である。 図9の検証によって分かるように、ローカル・クロックLAは、伝送線28A と遅延回路72Aの遅延量D(L)とD′(L)の和だけクロック供給源20の 出力で周期グローバル・クロック信号CLKGから遅延される。つまり、ローカ ル・クロックLAの位相は、周期グローバル・クロック信号CLKGに対して、 PHASE(LA)=[D(L)]+[D′(L)] (1) となる。 同様に、周期グローバル・クロック信号CLKGに対するローカル・クロック LBの位相は、 PHASE(LB)=[M*D(L)+M*D′(L)] (2) となる。 図7の位相検出回路76によって検出されたLAとLBの間の位相差は、した がって、 PHASE(B:A)=PHASE(LB)−PHASE(LA) PHASE(B:A)=[M*D(L)+M*D′(L)]−[D(L)+D′(L)] PHASE(B:A)=(M−1)*[D(L)+D′(L)] (3) となる。 式(1)と式(3)から PHASE(LA)=D(L)+D′(L) =PHASE(B:A)/(M−1) (4) となる。 位相検出回路76と差動増幅器78によって提供されるフィードバック制御V PLLは、ローカル・クロックLBとLAの間の位相差PHASE(B:A)を 、差動増幅器78へ供給される基準信号VREFの電圧で決定される一定値に保 持する。フィードバックループはVPH電圧がVREF電圧に等しいことを必要 とする。VPH電圧は位相PHASE(B:A)に比例するので、PHASE( B:A)はVPH電圧をVREF電圧と等しくするのに必要とされる何らかの値 に固定される。 PHASE(B:A)とMはLとは独立している定数であるから、式(4)か らPHASE(LA)、つまり、クロック供給源26の出力におけるローカル・ クロックLAの周期グローバル・クロック信号CLKGに対する位相もLから独 立していることが分かる。これは、同じ大きさのVREF信号が全部のデスキュ ー回路内部にある差動増幅器78へ供給される場合には、システムの全部のデス キュー回路で生成するローカル・クロック信号LAが、クロック供給源26の出 力において周期グローバル・クロック信号CLKGに対して同じ位相を有するこ とを表わしている。LA信号はローカル論理回路へ出力されるローカル・クロッ ク信号CLK(I)として使用されるので、図1の全てのローカル・クロック信 号CLK(1)−CLK(N)は互いに同位相になり、ローカル論理回路14( 1)−14(N)の動作は厳密に同期することになる。 図8のVREFの大きさはローカル・クロック信号LAとLBの間の一定位相 差PHASE(B:A)が(M−1)*D(LMAX)に等しくなるように選択 すべきである。LMAXは最も離れたローカル・モジュール伝送線タップよりも クロック供給源20から更に遠い点まで伝送線248と248に沿っての距離で ある。D(LMAX)は、したがって、クロック供給源20とその離れた点の間 の伝送線28Aの固有信号総遅延量である。VREFの値は、得られた遅延量D ELAY(1)−DELAY(N)が正でデスキュー回路18(1)−18(N )内の内部遅延回路の能力範囲内にあることを確実にするように選択すべきであ る。 式(4)からは、2本の伝送線の信号伝播速度の比であるMの値が1よりも大 きくなるべきであることも理解できる。伝送線がバックプレーン回路基板上に実 装される場合にこれを行う1つの方法としては、1本の伝送線にマイクロストリ ップ導体を使用し、他方の伝送線にはストリップライン導体を使用することであ る。マイクロストリップ導体は基板の上部に形成しておき、ストリップライン導 体は回路基板の層の間にサンドイッチする。例えば、比誘電定数5.0のファイ バーガラス基板G−10では、マイクロストリップ導体の伝播速度が565pS /ft(ピコ秒/フィート)となり、一方でストリップライン導体の伝播速度は 442pS/ftとなる。つまり、速度比Mは1.28である。2本の導体の間 の信号遅延量の差は伝送線長さで68pS/インチである。 誘電定数が異なる回路基板層を使用することにより、デスキュー分解能を向上 するようにMを増加できる。図10は、伝送線28Aとバス20の線を提供する マイクロストリップ導体90と91が、接地面導体94より上の上部FR4誘電 体層92(比誘電定数=4.8)に形成されている多層回路基板89の断面図を 示す。伝送線28Bを提供するストリップライン導体95は2枚のデュロイド誘 電体層96と97(比誘電定数=10)の間にサンドイッチしてあり、第2の接 地面98が回路基板の底部にある。この構造では伝播速度比M=1.82が得ら れる。2本の導体間の信号遅延量の差は伝送線長1インチあたり120psであ る。 以上で分散同期論理回路のための信号デスキュー・システムを説明した。前述 の説明は本発明の好適な実施の形態を説明しているが、本発明から逸脱すること なく当業者は広範な面において、好適な実施の形態に多くの変更をなすことがで きる。したがって、以下のクレームはこれら全ての変更が本発明の真の範囲と精 神に納まる全ての変更を保護することを意図している。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年7月21日(1997.7.21) 【補正内容】 請求の範囲 1.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答し て分散同期論理回路の複数のモジュールの各々で別々にローカル・クロック信号 を発生するための方法であって、前記ローカル・クロック信号は互いに実質的に 同位相であり、 前記クロック信号供給源から伝送線経由で各モジュールへ前記グローバル・ク ロック信号を連続して伝送するが、前記クロック信号供給源と各モジュールの間 の前記伝送線の長さを同時に検出する工程と、 前記伝送線経由で各モジュールに到着する時に前記クロック信号供給源と前記 モジュールの間の前記検出した伝送線長の関数である遅延時間だけ前記グローバ ル・クロック信号を遅延させて、各モジュールで別々のローカル・クロック信号 を発生するようにする工程と から成ることを特徴とする方法。 2.前記遅延時間が前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求の 範囲第1項に記載の方法。 3.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答し て分散同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々にローカル・クロック 信号を発生するための方法であって、前記ローカル・クロック信号は互いに実質 的に同位相であり、 前記クロック信号供給源から第1と第2の伝送線経由で各モジュールへ前記グ ローバル・・クロック信号を伝送する工程であって、前記第1と第2の伝送線が 前記クロック信号供給源と各モジュールの間で実質的に長さが等しいが実質的に 異なる信号伝播速度を有するものと、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間の前記第1と第2の伝送線の長さ を検出する工程と、 前記第1と第2の伝送線の一方において各モジュールに到着する際に、そのモ ジュールと前記クロック信号供給源の間の前記検出した伝送線長の関数である遅 延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延することによって各モジュール で別々のローカル・クロック信号を発生するようにする工程と から成ることを特徴とする方法。 9.前記第1と第2の伝送線が前記クロック信号供給源と各モジュールの間が実 質的に長さが等しいが前記第1の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度が 前記第2の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度のM倍(Mは1以外の数 )であることを特徴とする請求の範囲第8項に記載の方法。 10.前記第2の遅延時間の前記第1の遅延時間に対する比が各モジュールにつ いて実質的にMに等しいことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の方法。 11.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々のローカル・クロック信 号を発生するための装置であって、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための伝送線と、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間の前記伝送線の長さを連続的に検 出して、同時に、前記伝送線経由で各モジュールに到着する時に前記モジュール と前記クロック信号供給源の間の前記検出した伝送線長の関数である遅延時間だ け前記グローバル・クロック信号を遅延することによって前記モジュールで前記 ローカル・クロック信号を発生するためのデスキュー手段と から成ることを特徴とする装置。 12.各モジュールにおける前記遅延時間が前記クロック信号供給源と前記モジ ュールの間の前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求の範囲第 11項に記載の装置。 13.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールに別々のローカル・クロック信号を発 生するための装置であって、前記ローカル・クロック信号が互いに実質的に同位 相であり、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第1の伝送線と、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第2の伝送線と、 各モジュールに付属し、前記クロック信号供給源とこれに関係するモジュール の間で前記第1と第2の伝送線の長さを検出して前記第1と第2の伝送線の一方 で関連するモジュールに到着する時に前記検出した伝送線長の関数である遅延時 間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延するためのデスキュー手段とを含み 、 前記第1と第2の伝送線が前記クロック信号供給源と各モジュールの間が実質 的に等しい長さだが実質的に異なるグローバル・クロック信号伝播速度を有する ことを特徴とする装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答し て分散同期論理回路の複数のモジュールの各々で別々にローカル・クロック信号 を発生するための方法であって、前記ローカル・クロック信号は互いに実質的に 同位相であり、 前記クロック信号供給源から伝送線経由で各モジュールへ前記グローバル・ク ロック信号を伝送する工程と、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間の前記伝送線の長さを検出する工 程と、 前記伝送線経由で各モジュールに到着する時に前記クロック信号供給源と前記 モジュールの間の前記検出した伝送線長の関数である遅延時間だけ前記グローバ ル・クロック信号を遅延させて、各モジュールで別々のローカル・クロック信号 を発生するようにする工程と から成ることを特徴とする方法。 2.前記遅延時間が前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求の 範囲第1項に記載の方法。 3.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答し て分散同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々にローカル・クロック 信号を発生するための方法であって、前記ローカル・クロック信号は互いに実質 的に同位相であり、 前記クロック信号供給源から第1と第2の伝送線経由で各モジュールへ前記グ ローバル・クロック信号を伝送する工程であって、前記第1と第2の伝送線が前 記クロック信号供給源と各モジュールの間で実質的に長さが等しいが実質的に異 なる信号伝播速度を有するものと、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間の前記第1と第2の伝送線の長さ を検出する工程と、 前記第1と第2の伝送線の一方において各モジュールに到着する際に、そのモ ジュールと前記クロック信号供給源の間の前記検出した伝送線長の関数である遅 延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延することによって各モジュール で別々のローカル・クロック信号を発生するようにする工程と から成ることを特徴とする方法。 4.前記遅延時間が前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求の 範囲第3項に記載の方法。 5.前記クロック信号供給源と各々のモジュールの間で前記第1と第2の伝送線 の長さを検出する前記工程が前記第1の伝送線経由で前記各モジュールへ到着す る時の前記グローバル・クロック信号の位相を前記第2の伝送線経由で前記各モ ジュールに到着する時の前記グローバル・クロック信号の位相と比較することを 特徴とする請求の範囲第3項に記載の方法。 6.前記第1と第2の伝送線の長さを検出する工程と前記グローバル・クロック 信号を遅延する工程が、 前記第1の伝送線経由で各モジュールに到着する時の前記グローバル・クロッ ク信号の位相を前記第2の伝送線経由で前記モジュールに到着する時の前記グロ ーバル・クロック信号の位相と比較して前記長さを表わす大きさの第1の信号を 発生するサブ工程と、 前記第1の信号に応答して第2の信号を生成し、前記第2の信号の大きさが前 記第1の信号の大きさの所定の関数となるようにするサブ工程と、 前記グローバル・クロック信号を遅延回路に通して前記第1と第2の伝送線の 一方を経由して前記グローバル・クロック信号が前記モジュールに到着した後で 前記ローカル・クロック信号を発生し、前記遅延回路が前記遅延時間だけ前記グ ローバル・クロック信号を遅延し、前記遅延時間が前記遅延回路への制御入力と して提供される前記第2の信号の大きさにしたがって制御されるようにするサブ 工程と から成ることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の方法。 7.前記第2の信号を生成する工程が、 アドレス可能なメモリーの別々のアドレスにデータ値を格納するサブ工程と、 前記アドレス可能なメモリーが前記格納してるデータ値の1つを読み出すよう に前記第1の信号の大きさにしたがって前記アドレス可能なメモリーをアドレス するサブ工程と、 前記読み出したデータ値にしたがって前記第2の信号の大きさを発生するサブ 工程と から成ることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の方法。 8.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答し て同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々のローカル・クロック信号 を発生する方法であって、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ第1と第2の伝送線の各々を経由 して前記グローバル・クロック信号を伝送する工程と、 前記第1の伝送線経由で各モジュールに到着する際に調節可能な第1の遅延時 間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延することによって前記モジュールで 第1のローカル・クロック信号を発生する工程と、 前記第2の伝送線経由で各モジュールに到着する際に調節可能な第2の遅延時 間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延することによって前記モジュールで 第2のローカル・クロック信号を発生する工程と、 各々のモジュールで前記第1と第2の遅延時間を調節して各モジュールで発生 した前記第1と第2のローカル・クロック信号の間の所定の位相関係を提供する 工程と から成ることを特徴とする方法。 9.前記第1と第2の伝送線が前記クロック信号供給源と各モジュールの間が実 質的に長さが等しいが前記第1の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度が 前記第2の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度のM倍(Mは1以外の数 )であることを特徴とする請求の範囲第8項に記載の方法。 10.前記第2の遅延時間の前記第1の遅延時間に対する比が各モジュールにつ いて実質的にMに等しいことを特徴とする請求の範囲第9項に記載の方法。 11.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々のローカル・クロック信 号を発生するための装置であって、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための伝送線と、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間の前記伝送線の長さを検出して、 前記伝送線経由で各モジュールに到着する時に前記モジュールと前記クロック信 号供給源の間の前記検出した伝送線長の関数である遅延時間だけ前記グローバル ・クロック信号を遅延することによって前記モジュールで前記ローカル・クロッ ク信号を発生するためのデスキュー手段と から成ることを特徴とする装置。 12.各モジュールにおける前記遅延時間が前記クロック信号供給源と前記モジ ュールの間の前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求の範囲第 11項に記載の装置。 13.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールに別々のローカル・クロック信号を発 生するための装置であって、前記ローカル・クロック信号が互いに実質的に同位 相であり、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第1の伝送線と、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第2の伝送線と、 各モジュールに付属し、前記クロック信号供給源とこれに関係するモジュール の間で前記第1と第2の伝送線の長さを検出して前記第1と第2の伝送線の一方 で関連するモジュールに到着する時に前記検出した伝送線長の関数である遅延時 間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延するためのデスキュー手段とを含み 、 前記第1と第2の伝送線が前記クロック信号供給源と各モジュールの間が実質 的に等しい長さだが実質的に異なるグローバル・クロック信号伝播速度を有する ことを特徴とする装置。 14.前記遅延時間が前記検出した伝送線長に逆比例することを特徴とする請求 の範囲第13項に記載の装置。 15.前記デスキュー手段が前記第1の伝送線経由で前記付属するモジュールに 到着する時の前記グローバル・クロック信号の位相と前記第2の伝送線経由で前 記付属するモジュールに到着する時の前記グローバル・クロック信号の位相とを 比較するための手段とから成ることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の装 置。 16.前記デスキュー手段が、 前記第1の伝送線経由で前記付属するモジュールに到着する時の前記グローバ ル・クロック信号の位相と前記第2の伝送線経由で前記付属するモジュールに到 着する時の前記グローバル・クロック信号の位相とを比較して前記長さを表わす 大きさの第1の信号を発生するための手段と、 前記第1の信号に応答して第2の信号を生成し、前記第2の信号の大きさが前 記第1の信号の大きさの所定の関数となるようにするための手段と、 前記第1と第2の伝送線の一方を経由して前記モジュールに前記グローバル・ クロック信号が到着した後で前記遅延時間だけ前記グローバル・クロック信号を 遅延して前記ローカル・クロック信号を発生し、前記遅延時間が前記遅延手段へ の入力として供給された前記第2の信号の大きさにしたがって制御されるように する遅延手段と とから成ることを特徴とする請求の範囲第13項に記載の装置。 17.前記第2の信号を発生するための前記手段が、 別々のアドレスにデータ値を格納するためのアドレス可能なメモリーと、 前記第1の信号の大きさにしたがって前記アドレス可能なメモリーをアドレス して前記アドレス可能なメモリーが前記格納してあるデータ値のアドレスされた 1つを読み出すようにするための手段と、 前記読み出したデータ値にしたがって前記第2の信号の大きさを発生するため の手段と から成ることを特徴とする請求の範囲第16項に記載の装置。 18.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々のローカル・クロック信 号を発生するための装置であって、前記ローカル・クロック信号が互いに実質的 に同位相であり、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第1の伝送線と、 各モジュールに付随して、前記第1の伝送線経由で各モジュールに到着する時 に調節可能な第1の遅延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延すること によって前記付随するモジュールのための第1のローカル・クロック信号を発生 するための第1の遅延手段と、 各モジュールに付随して、前記第2の伝送線経由で各モジュールに到着する時 に調節可能な第2の遅延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延すること によって前記モジュールで第2のローカル・クロック信号を発生するための第2 の遅延手段と、 各モジュールに付随して、前記モジュールの付随する前記第1と第2の遅延手 段の前記第1と第2の遅延時間を調節して前記付随するモジュールの前記第1と 第2のローカル・クロック信号の間に所定の位相関係を提供するための手段と から成ることを特徴とする装置。 19.前記第1の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度が前記第2の伝送 線のグローバル・クロック信号伝播速度のM倍(Mは実質的に1から変化する数 )であることを特徴とする請求の範囲第18項に記載の装置。 20.前記第2の遅延手段の前記第2の遅延時間の前記第1の遅延手段の前記第 1の遅延時間に対する比が実質的にMに等しいことを特徴とする請求の範囲第1 9項に記載の装置。 21.ホスト・ユニットと前記ホスト・ユニットから離れた複数の論理モジュー ルとを含み、前記ホスト・ユニットがグローバル・クロック信号を生成するクロ ック信号供給源を含む同期論理システムにおいて、各モジュールで別々のローカ ル・クロック信号を発生するためと前記ホスト・ユニットと各モジュールの間で データ信号を伝送するための方法であって、 伝送線経由で前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・ク ロック信号を伝送する工程と、 前記クロック信号供給源と各モジュールの間で前記伝送線の長さを検出する工 程と、 前記伝送線経由で各モジュールに到着する時に前記クロック信号供給源と前記 モジュールの間の前記検出した伝送線長の関数である遅延時間だけ前記グローバ ル・クロック信号を遅延することによってそのモジュールで前記ローカル・クロ ック信号を発生する工程と、 前記ホスト・ユニットと前記モジュールの各々の間でデータ線経由でデータ信 号を伝送する工程と、 前記クロック信号供給源と前記モジュールの間の前記検出した伝送線長の関数 である前記遅延時間だけ前記モジュールの各々で前記データ信号を遅延する工程 と から成ることを特徴とする方法。 22.同期論理システムの複数のモジュールにおいて前記同期論理システムのホ スト・ユニット内部のクロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロ ック信号に応答して別々のローカル・クロック信号を発生するためと、前記ホス ト・ユニットと前記モジュールの間にデータ信号を伝送するための装置であって 、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第1の伝送線と、 前記クロック信号供給源から各モジュールと前記第1と第2の伝送線へ前記グ ローバル・クロック信号を伝送するための第2の伝送線と、 前記ホスト・ユニットと前記モジュールの各々の間に前記データ信号を伝送す るためのデータ線と、 各モジュールに付属して、前記第1と第2の伝送線で前記付属するモジュール に到着する前記グローバル・クロック信号の間の位相差を検出し、 前記検出した位相差の関数である遅延時間だけ前記付随するモジュールで前記 第1と第2の伝送線の一方に到着する前記グローバル・クロック信号を遅延する ことにより、前記付随するモジュールでローカル・クロック信号を発生するため と、前記データ線と前記付随するモジュールの間で前記遅延時間に等しい遅延量 で前記データ信号を伝送するためのデスキュー手段と から成ることを特徴とする装置。 23.前記第1と第2の伝送線と前記データ線は前記クロック信号供給源と各モ ジュールの間で実質的に等しい長さだが、前記第1の伝送線のグローバル・クロ ック信号伝播速度が前記第2の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度のM 倍(Mは1以外の数)であり、前記データ線のデータ信号伝播速度が前記第1の 伝送線の速度と実質的に等しいことを特徴とする請求の範囲第22項に記載の装 置。 24.クロック信号供給源によって生成されたグローバル・クロック信号に応答 して同期論理システムの複数のモジュールの各々で別々のローカル・クロック信 号を発生するためと、ホスト・ユニットと前記モジュールの各々の間でデータ信 号を伝送するための装置であって、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第1の伝送線と、 前記クロック信号供給源から各モジュールへ前記グローバル・クロック信号を 伝送するための第2の伝送線と、 各モジュールに付属して、前記第1の伝送線経由で各モジュールに到着する際 に調節可能な第1の遅延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延すること によって前記付属するモジュールのために第1のローカル・クロック信号を発生 するための第1の遅延手段と、 各モジュールに付属して、前記第2の伝送線経由で各モジュールに到着する際 に調節可能な第2の遅延時間だけ前記グローバル・クロック信号を遅延すること によって前記モジュールのために第2のローカル・クロック信号を発生するため の第2の遅延手段と、 各モジュールに付属して、前記データ線と前記付属するモジュールの間で前記 調節可能な第1の遅延時間だけ前記データ信号を遅延するための第3の遅延手段 と、 各モジュールに付属して、前記第1と第2の遅延時間を調節し前記付属するモ ジュールの前記第1と第2のローカル・クロック信号の間に所定の位相関係を提 供するための手段とから成り、 前記第1の伝送線のグローバル・クロック信号伝播速度が前記第2の伝送線の グローバル・クロック信号伝播速度のM倍(Mは1から実質的に変化する数)で あり、前記データ線の信号伝播速度が前記第1の伝送線の伝播速度と実質的に等 しく、各モジュールにおける前記第1の遅延時間に対する前記第2の遅延時間の 比が実質的にMに等しいことを特徴とする装置。 25.第1の伝送線において信号スキューの大きさを表わす出力信号を生成する ための装置であって、 電気パルスを生成するためのパルス・ジェネレータ回路と、 位相検出回路と、 前記パルス・ジェネレータ回路から前記位相検出回路へ前記パルスを伝送する 第1の伝送線と、 前記パルス・ジェネレータ回路から前記位相検出回路へ前記パルスを別々に伝 送するための第2の伝送線とから成り、 前記第1と第2の伝送線が前記パルス・ジェネレータ回路と前記位相検出回路 の間で同じ長さを有するが異なる信号伝播速度を有し、 前記位相検出回路が前記第1と第2の伝送線での前記パルスの到着時間の間の 位相差を表わす出力信号を発生し、 前記位相差が前記パルス・ジェネレータ回路と前記位相検出回路の間の前記第 1の伝送線における信号スキューの大きさに比例することを特徴とする装置。
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