JPH0918302A - 遅延時間制御回路 - Google Patents

遅延時間制御回路

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JPH0918302A
JPH0918302A JP7175531A JP17553195A JPH0918302A JP H0918302 A JPH0918302 A JP H0918302A JP 7175531 A JP7175531 A JP 7175531A JP 17553195 A JP17553195 A JP 17553195A JP H0918302 A JPH0918302 A JP H0918302A
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俊幸 岡安
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲートの遅延時間を一定に保つ回路におい
て、簡単な付加回路で、消費電力が小さく、正確な遅延
時間信号を得ることができる遅延時間制御回路を実現す
る。 【構成】 一定の周期のパルスを入力する遅延回路のう
ち前端遅延回路A11及び後端遅延回路B12を設け、
遅延回路A11によって発生するパルスによってリセッ
トされ、遅延回路B12によって発生するパルスによっ
てセットされる遅延時間/デューティー変換回路14を
設け、デューティーを電圧レベル信号に変換する積分器
15を設け、デューティーが一定になるよう遅延回路の
遅延時間を制御する遅延時間制御部16を設け、遅延時
間の設定値を調整する遅延時間設定電圧DAC17を設
け、遅延時間制御部16の遅延制御電圧から、もう一方
の遅延制御電圧を発生する論理しきい値電圧制御回路1
8を設け、遅延制御電圧で遅延時間を制御されるIC内
の一般回路である論理回路13を設けて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CMOSゲートの遅延
時間を一定に保つ回路において、簡単な付加回路で、な
おかつ消費電力が小さく、正確な遅延時間信号を得るこ
とができる遅延時間制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CMOSゲートの遅延時間は、電源電圧
の変化や、消費電力の変化により発生する素子の温度変
化により変化する。一方、VLSIテストシステムにお
いては、タイミング信号を発生する回路で正確なタイミ
ング信号を発生するために、遅延時間を一定に保つ必要
がある。このため、遅延時間を安定にするために、従来
の技術として次のような回路がある。 (1)CMOSゲートの遅延時間と、温度の関係を利用
して、CMOSゲートの遅延時間を検出し、LSI内の
発熱回路を制御する。 (2)発熱量が周波数に比例する関係を利用して、回路
の動作周波数を全体として常に一定の値に保つことによ
り、発熱量を一定に保ち、CMOSゲートの遅延時間を
一定に保つ。 (3)CMOSゲートの遅延時間と、電源電圧との関係
を利用して、CMOSゲートの遅延時間を検出し、LS
Iの電源電圧を制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記(1)及び(2)
の回路においては、CMOSの消費電力が一定値になる
ため、低消費電力にできない。また、付加回路も大規模
になる。例えば、(1)においては、遅延時間検出回路
及び加熱セルが追加になる。また、(2)においては、
動作回路に対して相補的に動作するダミー回路が追加に
なる。(3)の回路においては、電源電圧発生回路の電
位降下を補うため、回路全体の電源電圧が大きくなり、
消費電力が増加する。また、(1)〜(3)いずれの方
法も、一定の遅延時間を保つことは可能であるが、10
0ps/ゲートとか200ps/ゲートなどのゲート当
たりの遅延時間をコントロールするには、別の手段が必
要である。例えば、(3)の電源電圧による遅延時間の
変化は、あまり大きくないため、素子のばらつきによる
遅延時間の差と、動作周波数の変化にともなう温度変化
による遅延時間の差を含めて、遅延時間を一定に保つた
めに、CMOSゲートの出力端の容量を変化させて遅延
時間を変更する方法など、複数の遅延時間制御手段を併
用する必要があり、回路規模が大きくなる。本発明は、
CMOSゲートの遅延時間を一定に保つ回路において、
簡単な付加回路で、なおかつ消費電力が小さく、正確な
遅延時間信号を得ることができる遅延時間制御回路を実
現することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の遅延時間制御回路は次のように構成してい
る。つまり、一定の周期のパルスを入力し遅延セルを直
列に接続した遅延回路のうち前端遅延回路A11及び後
端遅延回路B12を設け、遅延回路A11によって発生
するパルスAによってリセットされ、遅延回路B12に
よって発生するパルスBによってセットされるフリップ
フロップで成る遅延時間/デューティー変換回路14を
設け、デューティーを電圧レベル信号に変換する積分器
15を設け、デューティーが一定になるよう遅延回路の
遅延時間を制御する遅延時間制御部16を設け、遅延時
間の設定値を調整する遅延時間設定電圧DAC17を設
け、遅延時間制御部16の遅延制御電圧から、もう一方
の遅延制御電圧を発生する論理しきい値電圧制御回路1
8を設け、遅延制御電圧で遅延時間を制御されるIC内
の一般回路である論理回路13を設けている。
【0005】また、遅延時間制御部16は、積分器15
の出力V1と遅延時間設定電圧DAC17の出力V2と
を比較し、遅延時間を制御する電圧を発生する回路を設
けている。論理しきい値電圧制御回路18は、電源VD
D及び電源VSSの中間値を発生する基準電圧発生回路
181を設け、NVcontとPVcontが対称的に
電圧変動するように構成したしきい値発生回路183を
設け、両電源の中間値を発生する基準電圧発生回路18
1の中間電圧と、NVcontとPVcontで制御さ
れるしきい値発生回路183の中間電圧と、を入力と
し、PVcontを発生するしきい値電圧制御回路18
2を設けている。
【0006】遅延時間/デューティー変換回路24は、
クロック信号をパルス発生器20を介して入力し、遅延
セルを直列に接続した可変遅延回路A21を設け、上記
可変遅延回路A21の入力信号をリセット端子に入力
し、出力信号をセット端子に入力したフリップフロップ
で構成する。あるいは、遅延時間/デューティー変換回
路として、遅延セルを直列に接続して、出力を反転して
入力に接続したリングオシレータを構成する可変遅延回
路B31を設け、上記可変遅延回路B31の出力をトリ
ガとして一定幅のパルスを発生し、出力を積分器15に
入力する固定パルス発生器32を設けている。
【0007】
【作用】上記のように構成された遅延時間制御回路にお
いては、CMOSゲートの遅延時間を一定に保つ回路
を、簡単な付加回路で、なおかつ消費電力が小さく実現
できる。また、正確な遅延時間信号を指定して得ること
ができる遅延時間制御回路を実現する作用がある。
【0008】
【実施例】図1に本発明の実施例のブロック図を示す。
この回路は、一定の周期のパルスを入力し遅延する直列
に接続された遅延回路のうち前端遅延回路A11及び後
端遅延回路B12と、遅延回路A11によって発生する
パルスAによってリセットされ、遅延回路B12によっ
て発生するパルスBによってセットされるフリップフロ
ップで成る遅延時間/デューティー変換回路14と、デ
ューティーを電圧レベル信号に変換する積分器15と、
デューティーが一定になるよう遅延回路の遅延時間を制
御する遅延時間制御部16と、遅延時間の設定値を調整
する遅延時間設定電圧DAC17と、遅延時間制御部1
6の遅延制御電圧NVcontから、もう一方の遅延制
御電圧PVcontを発生する論理しきい値電圧制御回
路18と、遅延制御電圧で遅延時間を制御されるIC内
の一般回路である論理回路13とで構成される。
【0009】図2(a)は、遅延回路A11、遅延回路
B12及び一般回路である論理回路13に使用される回
路のインバータ回路であり、その遅延時間はQ3及びQ
4のゲート電圧PVcont及びNVcontによって
制御される。図2(b)は、図2(a)のインバータ回
路の動作波形を示す。Q3及びQ4は、ゲート電圧によ
って、抵抗値が可変となり、出力端OUTの浮遊容量と
の関係で遅延量も可変となり、ゲート電圧による遅延制
御が可能となる。
【0010】図3は、図1に示した回路の動作を示す。
遅延回路A11及び遅延回路B12は、一定の周期をも
ったパルス入力を伝搬する縦続接続されたゲートの列で
あり、図2で示したようにゲート電圧PVcont及び
NVcontにより遅延時間が制御される。まず、遅延
回路の先端にある遅延回路A11のA1信号及びA2信
号により、パルス信号Aが発生し、遅延回路の後端にあ
る遅延回路B12のB1信号及びB2信号により、パル
ス信号Bが発生する。パルス信号A及びパルス信号B
は、遅延時間/デューティー変換回路14内でフリップ
フロップ(F/F)をリセット/セット制御し、出力Q
を発生する。このとき、セット信号Bは、縦続されたゲ
ート列の遅延時間によって、タイミングが前後する。
【0011】F/Fの出力Qは、積分器15に入力さ
れ、出力Qの“1”及び“0”の時間の比率により変化
する電圧V1に変換される。図4に示すように、積分器
15の出力V1は遅延時間設定電圧DAC17の出力V
2と比較し、遅延時間を制御する電圧NVcontを発
生する。
【0012】遅延時間制御部16から出力された電圧N
Vcontは、遅延回路及びその他の論理回路13の立
ち下がり時間を制御する他、NVcontに対応する立
ち上がり時間を制御する電圧PVcontを発生するた
め、論理しきい値電圧制御回路18に入力する。
【0013】図5に示すように、論理しきい値電圧制御
回路18内は、電源VDD及び電源VSSの中間値を発
生する基準電圧発生回路181、NVcontとPVc
ontが対称的に電圧変動するように構成したしきい値
発生回路183、両電源の中間値を発生する基準電圧発
生回路181の中間電圧と、NVcontとPVcon
tで制御されるしきい値発生回路183の中間電圧とを
入力とし、PVcontを発生するしきい値電圧制御回
路182とで構成され、電圧PVcontを発生する。
【0014】なお、以上の説明では、遅延時間制御部1
6でNVcontを発生し、論理しきい値電圧制御回路
18でPVcontを発生しているが、逆に、遅延時間
制御部16でPVcontを発生し、論理しきい値電圧
制御回路18でNVcontを発生してもよい。
【0015】図6に本発明の別の実施例を示す。この回
路においては、遅延時間/デューティー変換回路24
は、クロック信号をパルス発生器20を介して入力し、
遅延セルを直列に接続した可変遅延回路A21を設け、
上記可変遅延回路A21の入力信号をリセット端子に入
力し、出力信号をセット端子に入力したフリップフロッ
プで構成する。クロック信号は、PVcont及びNV
contによって遅延時間を制御できる遅延セルを縦列
に接続した可変遅延回路A21の入力にパルス発生器2
0を経由して接続される。可変遅延回路A21の入力と
出力は、遅延時間/デューティー変換回路24のセット
リセットフリップフロップのリセット入力及びセット入
力に接続される。このフリップフロップのQ出力信号
は、可変遅延回路A21をパルスが通過する時間だけ
“L”の論理を保持し、クロック信号と等しい周期をも
った繰り返し信号となる。すなわち、可変遅延回路A2
1の遅延時間に応じてデューティーサイクルが変化する
信号となる。
【0016】図7に本発明の更に別の実施例を示す。こ
の回路においては、遅延時間/デューティー変換回路と
して、遅延セルを直列に接続して、出力を反転して入力
に接続したリングオシレータを構成する可変遅延回路B
31を設け、上記可変遅延回路B31の出力をトリガと
して一定幅のパルスを発生し、出力を積分器15に入力
する固定パルス発生器32を設けている。このリングオ
シレータの発振周期は、可変遅延回路B31の遅延時間
の2倍に相当する。この発振出力を立ち上がりないし立
ち下がりで動作するパルス幅が一定の固定パルス発生器
32に入力することで、パルス幅が一定で周期が変化す
る信号Dが得られる。すなわち、可変遅延回路B31の
遅延時間に応じてデューティーサイクルが変化する信号
となる。この場合の可変遅延回路B31の出力Cと固定
パルス発生器32の出力Dのタイミング関係を図8に示
す。
【0017】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。つ
まり、CMOSゲートの遅延時間を一定に保つ回路を、
簡単な付加回路で、なおかつ消費電力が小さく実現でき
る。また、正確な遅延時間信号を指定して得ることがで
きる遅延時間制御回路を実現する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路ブロック図である。
【図2】本発明のインバータの基本回路図とタイミング
図である。
【図3】本発明の回路のタイミング図である。
【図4】本発明の遅延時間制御部の一例を示す回路図で
ある。
【図5】本発明の論理しきい値電圧制御回路の一例を示
す回路図である。
【図6】本発明の別の実施例を示す回路ブロック図であ
る。
【図7】本発明の更に別の実施例を示す回路ブロック図
である。
【図8】図7で示す回路におけるタイミング図である。
【符号の説明】
11 遅延回路A 12 遅延回路B 13 論理回路 14、24 遅延時間/デューティー変換回路 15 積分器 16 遅延時間制御部 17 遅延時間設定電圧DAC 18 論理しきい値電圧制御回路 20 パルス発生器 21 可変遅延回路A 31 可変遅延回路B 32 固定パルス発生器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定の周期のパルスを入力し遅延セルを
    直列に接続した遅延回路のうち前端遅延回路A(11)
    及び後端遅延回路B(12)を設け、 遅延回路A(11)によって発生するパルスAによって
    リセットされ、遅延回路B(12)によって発生するパ
    ルスBによってセットされるフリップフロップで成る遅
    延時間/デューティー変換回路(14)を設け、 デューティーを電圧レベル信号に変換する積分器(1
    5)を設け、 デューティーが一定になるよう遅延回路の遅延時間を制
    御する遅延時間制御部(16)を設け、 遅延時間の設定値を調整する遅延時間設定電圧DAC
    (17)を設け、 遅延時間制御部(16)の遅延制御電圧から、もう一方
    の遅延制御電圧を発生する論理しきい値電圧制御回路
    (18)を設け、 遅延制御電圧で遅延時間を制御されるIC内の一般回路
    である論理回路(13)を設けた、 ことを特徴とする遅延時間制御回路。
  2. 【請求項2】 遅延時間制御部(16)は、積分器(1
    5)の出力V1と遅延時間設定電圧DAC(17)の出
    力V2とを比較し、遅延時間を制御する電圧を発生する
    回路を設けたことを特徴とする請求項1記載の遅延時間
    制御回路。
  3. 【請求項3】 論理しきい値電圧制御回路(18)は、
    電源VDD及び電源VSSの中間値を発生する基準電圧
    発生回路(181)を設け、 NVcontとPVcontが対称的に電圧変動するよ
    うに構成したしきい値発生回路(183)を設け、 両電源の中間値を発生する基準電圧発生回路(181)
    の中間電圧と、NVcontとPVcontで制御され
    るしきい値発生回路(183)の中間電圧と、を入力と
    し、PVcontを発生するしきい値電圧制御回路(1
    82)を設けたことを特徴とする請求項1及び請求項2
    記載の遅延時間制御回路。
  4. 【請求項4】 遅延時間/デューティー変換回路(2
    4)は、クロック信号をパルス発生器(20)を介して
    入力し、遅延セルを直列に接続した可変遅延回路A(2
    1)を設け、 上記可変遅延回路A(21)の入力信号をリセット端子
    に入力し、出力信号をセット端子に入力したフリップフ
    ロップで構成することを特徴とする請求項1、請求項2
    及び請求項3記載の遅延時間制御回路。
  5. 【請求項5】 遅延時間/デューティー変換回路とし
    て、遅延セルを直列に接続して、出力を反転して入力に
    接続したリングオシレータを構成する可変遅延回路B
    (31)を設け、 上記可変遅延回路B(31)の出力をトリガとして一定
    幅のパルスを発生し、出力を積分器(15)に入力する
    固定パルス発生器(32)を設けたことを特徴とする請
    求項1、請求項2及び請求項3記載の遅延時間制御回
    路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100780758B1 (ko) * 2001-03-21 2007-11-30 후지쯔 가부시끼가이샤 혼합 신호 집적 회로 장치, 데이터 변환기 및 전원에 독립적인 지터 제어 방법
JP2008008657A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Yokogawa Electric Corp 遅延時間測定方法及びこれを用いた遅延時間測定装置

Cited By (2)

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