JPH09181593A - ディジタル出力段回路 - Google Patents

ディジタル出力段回路

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JPH09181593A
JPH09181593A JP7338939A JP33893995A JPH09181593A JP H09181593 A JPH09181593 A JP H09181593A JP 7338939 A JP7338939 A JP 7338939A JP 33893995 A JP33893995 A JP 33893995A JP H09181593 A JPH09181593 A JP H09181593A
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JP
Japan
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circuit
output
synchronizing
clock
system clock
Prior art date
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JP7338939A
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English (en)
Inventor
Yukinori Kudo
幸則 工藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】LSIのピン数を減らし且つLSIのスプリア
ス対策コストを大幅に削減できるディジタル出力段回路
を提供すること。 【解決手段】複数ビットデ−タそれぞれに応じて設けら
れ、これらビットデ−タをシステムクロックCPに同期
化させる第1の同期化回路101 と、システムクロックC
Pを入力し複数の電圧制御遅延段で構成されるPLL回
路51と、PLL回路51の遅延段各々の出力をそれぞれ所
定クロックとして第1の同期化回路101 の各出力を同期
化する第2の同期化回路102 と、この同期化回路102 の
それぞれ位相のずれた出力信号を各々駆動するドライブ
回路61とを具備したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は特にディジタルL
SIの出力段の同時スイッチングを防止するディジタル
出力段回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来適用されているディジタル出
力段回路の構成を示す回路図である。図中D1 ,D2 …
D8 は出力すべきデ−タ8ビットの信号を示しており、
例えば映像信号処理LSIにおける色信号8ビットの出
力信号を示している。データ信号D1 はD型フリップフ
ロップ(D−FFと略す)111 に入力される。CPはシ
ステムクロックを示しており、例えば14.3MHzの
クロックである。システムクロックCPの立上がりに同
期して出力Qに得られた信号は、出力バッファ(OB)
121 に導かれる。出力バッファ121 はLSIの出力パッ
ド131 に接続され、容量負荷C1 をドライブする。同様
にデ−タ信号D2 〜D8 もD−FF112 〜118 でそれぞ
れ同期化され、それぞれの出力バッファ122 〜128 に導
かれ各々パッド132 〜138 を介して負荷C2 〜C8 をド
ライブするように構成されている。
【0003】第4図に示した従来回路は周知のようにシ
ステムクロックCPに同期して負荷C1 〜C8 がドライ
ブされるため、同時間に急激な電荷の流入、流出が各バ
ッファ21〜28を介して起こる。この出力段回路にて同時
に行われるスイッチングの際の流入、流出する電流が以
下のような種々の問題を引き起こす。
【0004】まず、LSIの内部においてはスイッチン
グノイズによる誤動作の問題である。この内部誤動作に
対しては、例えば出力回路の8本の出力線に対してそれ
ぞれ1本のグランド端子と電源端子を取ることにより誤
動作を改善している。この結果、出力回路の多いLSI
に対して多くのグランド端子、電源端子を必要とする。
低コストのLSIを考えるとこのピン数(端子数)の増
加が改善項目となっている。
【0005】また、同時スイッチング電流はスプリアス
妨害を発生し、電磁波妨害の主な原因となっている。こ
の結果、機器にこれらのLSIを採用すると、スプリア
ス対策として多数のインダクタンス、コンデンサ等の外
付け部品を必要としている。またよく見られるように、
これらのLSIを採用した基板等をシ−ルド材でシ−ル
ドする等の対策が必要となっている。この結果、相当の
コストアップとなっており、特に民生用機器の低コスト
化要求に対する障害となっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来では、
ディジタルLSIの出力段で同時スイッチング電流が発
生し、この問題に対して、誤動作対策、スプリアス妨害
対策等、コストアップに繋がる構成となってしまうのが
現状である。
【0007】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたもので、その目的とするところは、従来の同時ス
イッチングによる問題をコストのかからない簡単な手段
で大幅に改善するディジタル出力段回路を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明のディジタル出
力段回路は、複数ビットデ−タそれぞれに応じて設けら
れ、これらビットデ−タをシステムクロック信号に同期
化させる第1の同期化回路と、前記システムクロック信
号を入力し少なくとも複数の電圧制御遅延段で構成され
るPLL回路と、前記PLL回路の複数の電圧制御遅延
段各々の出力をそれぞれ所定クロックとして前記第1の
同期化回路の各出力を同期化する第2の同期化回路と、
前記第2の同期化回路の出力信号を各々駆動するドライ
ブ回路とを具備したことを特徴とする。
【0009】この発明では、出力されるべきデ−タを、
システムクロックで同期化した後にこのシステムクロッ
クを入力するPLL(phase-locked loop )回路で作成
されるタイミングの異なる複数の所定クロックで各々同
期化し、ドライブ回路の同時スイッチングを防ぐ。
【0010】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の実施形態に係る
ディジタル出力段回路の構成を示す回路図である。説明
を簡略化するため、出力すべきデ−タ信号はD1 ,D2
,…D4 の4ビットとし出力段回路を説明する。デ−
タ信号D1 〜D4 に応じてD型フリップフロップ(D−
FFと略す)11〜14が設けられる。D−FF 11 〜14は
それぞれデ−タ信号D1 〜D4 を入力する(D入力)と
共にシステムクロックCPを入力し、各々のQ出力をシ
ステムクロックCPに同期させる。これらD−FF 11
〜14は第1の同期化回路101 を構成する。システムクロ
ックCPはD−FF 11 〜14の次段におけるデータ出力
のタイミングを制御するPLL回路51にも入力される。
【0011】D−FF 11 〜14の各Q出力はそれぞれD
−FF 21 〜24のD入力に導かれる。D−FF 21 〜24
には共通にPLL回路51で生成するクロックパルスP5
が供給される。例えば、クロックパルスP5 の立上がり
に同期化してD−FF 21 〜24それぞれからデータに対
応したQ出力が得られる。
【0012】クロックパルスP5 に同期したD−FF 2
1 〜24の各Q出力はそれぞれD−FF 31 〜34のD入力
に導かれる。D−FF 31 にはシステムクロックCPと
同じ位相のクロックパルスP1 が供給される。D−FF
32 のクロックとしてクロックパルスP1 より位相の遅
れたクロックパルスP2 が供給される。D−FF 33の
クロックとしてクロックパルスP2 より位相の遅れたク
ロックパルスP3 が供給される。D−FF 34 のクロッ
クとしてクロックパルスP3 より位相の遅れたクロック
パルスP4 が供給される。そして、上記したクロックパ
ルスP5 はクロックパルスP4 より位相を遅らせ、クロ
ックパルスP1 と逆相の関係に設定されている。PLL
回路51で出力制御されるこれらD−FF 21 〜24,D−
FF 31〜34は第2の同期化回路102 を構成する。
【0013】各々位相の異なるクロックパルスに同期し
たD−FF 31 〜34それぞれのQ出力は出力バッファ
(OB)61〜64各々に導かれそれぞれの出力パッド65〜
68を介して容量負荷C1 〜C4 をドライブする。
【0014】上記構成によれば、データ信号をPLL回
路51により作成したクロックパルスP5 で一度同期化し
た後、クロックパルスP5 の立上がりの位相サイクル内
で各デ−タに従って位相差を持ったP1 ,P2 ,P3 ,
P4 のクロックパルスで同期化するので、システムクロ
ックCPのデュ−ティに影響されることなく、時間差の
ある出力データの発生が可能である。
【0015】図2は図1に示すPLL回路51の構成を示
す回路図であり、図3は図2の回路の動作を表すタイミ
ングチャートである。図3において、制御信号CNTに
より遅延量Δτの制御が可能な8個の遅延回路DLYが
直列に接続され遅延段を構成している。各遅延回路DL
Yにおいて、入力Iは制御信号CNTにより遅延量可変
となるインバ−タ81に接続され、CNTに従って遅延量
が制御されたインバ−タ81の出力は波形整形用インバ−
タ82で波形整形され出力Oに繋がる。
【0016】PLL回路51はシステムクロックCPと同
じ位相のクロックパルスP1 を先頭に上記遅延回路DL
Yを経る毎にクロックパルスP2 ,P3 ,P4 ,…と取
り出され、最後の8個目の遅延回路DLYの出力がクロ
ックパルスP9 (CPと同相)の出力ノードである。P
LL回路51の遅延段の総遅延値は少なくともシステムク
ロックCPの周期の1/2以上を有するように構成され
ている。
【0017】論理回路70はクロックパルスP1 と、イン
バータ701 を介したクロックパルスP3 の反転信号とを
入力するANDゲート702 、クロックパルスP3 と、イ
ンバータ703 を介したクロックパルスP5 の反転信号と
を入力するANDゲート704、ANDゲート702 ,704
の両出力を入力するORゲート705 からなる。
【0018】この論理回路70は(P1)・(/P3)+
(P3)・(/P5)の論理構成となっている(/P3
と/P5の先頭の/は信号の反転を表す)。論理回路70
の出力Sはバッファ回路71に接続されている。バッファ
回路71の出力は抵抗72、容量73を含むロ−パスフィルタ
(LPFと略す)で積分され、直流成分が遅延量を制御
する制御信号CNTとなる。このPLL構成により、論
理回路の出力Sのデュ−ティ比が1:1となるよう制御
系が動作することになる。
【0019】図3に示すごとくクロックパルスP1 はシ
ステムクロックCPと同一信号を示し、クロックパルス
P2 ,P3 ,P4 …P9 は各々図示したようにそれぞれ
時間Δτの遅延量を有する波形である。システムクロッ
クCPの立上がり位相から、クロックパルスP5 の立上
がり位相の間にクロックパルスP2 ,P3 ,P4 各々の
立上がり位相が存在する。このようなPLL構成によれ
ば、いかなるデュ−ティ比を有するクロックシステムに
も適用可能であり、応用範囲が極めて広い。
【0020】この発明によれば、本発明のディジタル回
路の出力段回路構成により、従来問題となっていた出力
回路の同時スイッチングによるグランド(或いは電源)
端子の増設によるLSIのピン数の増加の問題が解決さ
れる。少なくとも各デ−タの組で同時スイッチングが発
生しない構成にすることにより従来8ビットのデ−タ出
力が4組存在した場合、各々4本のグランド端子、電源
端子を必要としたが、本発明の適用によりグランド端
子、電源端子それぞれが1本か2本ですむことになる。
よってLSIのピン数としては4本から6本節約できる
ことになる。
【0021】また、同時スイッチングによる従来のスプ
リアスの問題についても、スイッチング時間に論理的な
時間差を持たせることにより、大きく改善できることが
明らかである。そして、本発明により付加されるロジッ
ク回路規模は大きくはなく実用化時の障害とはならな
い。
【0022】この結果、これらのLSIを採用した機器
においてスプリアス対策に必要とした多数の外付け部品
が少なくなり、機器の低コスト化に十分貢献することが
できる。特に低電圧化傾向にある最近のLSIを考える
と、システムの基板上のLSI配置等の条件にもよる
が、スプリアス対策用の外付け部品をなくせることは設
計上非常に有利になる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、ディジタル出力段
をPLL回路を用いて同時スイッチングが発生しない構
成にすることにより、スプリアス対策の外付け部品、ピ
ン数増加をなくし、集積化と共に低コスト化されるLS
Iを実現することができるディジタル出力段回路を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係るディジタル出力段回
路の構成を示す回路図。
【図2】図1に示すPLL回路51の構成を示す回路図。
【図3】図2の回路の動作を表すタイミングチャート
【図4】従来のディジタル回路の出力段回路構成を示す
図。
【符号の説明】
11〜14、21〜24、31〜34…D型フリップフフロップ(D
−FF)、51…PLL回路、61〜64…出力バッファ、65
〜68…出力パッド、C1 〜C4 …容量負荷。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/00 101N 101R

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数ビットデ−タそれぞれに応じて設け
    られ、これらビットデ−タをシステムクロック信号に同
    期化させる第1の同期化回路と、 前記システムクロック信号を入力し少なくとも複数の電
    圧制御遅延段で構成されるPLL回路と、 前記PLL回路の複数の電圧制御遅延段各々の出力をそ
    れぞれ所定クロックとして前記第1の同期化回路の各出
    力を同期化する第2の同期化回路と、 前記第2の同期化回路の出力信号を各々駆動するドライ
    ブ回路とを具備したことを特徴とするディジタル出力段
    回路。
  2. 【請求項2】 前記第2の同期化回路は、前記第1の同
    期化回路の出力信号を前記PLL回路の所定クロックの
    うちの1つに同期化させる第3の同期化回路と、この第
    3の同期化回路の出力信号各々を対応する前記PLL回
    路の所定のクロックに各々同期化させる第4の同期化回
    路より構成されることを特徴とする請求項1記載のディ
    ジタル出力段回路。
  3. 【請求項3】 PLL回路の電圧制御遅延段の総遅延値
    は少なくとも前記システムクロックの周期の1/2以上
    を有することを特徴とする請求項1記載のディジタル出
    力段回路。
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