JPH09307431A - 位相調整回路 - Google Patents
位相調整回路Info
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- JPH09307431A JPH09307431A JP8148150A JP14815096A JPH09307431A JP H09307431 A JPH09307431 A JP H09307431A JP 8148150 A JP8148150 A JP 8148150A JP 14815096 A JP14815096 A JP 14815096A JP H09307431 A JPH09307431 A JP H09307431A
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- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/081—Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter
- H03L7/0812—Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter and where no voltage or current controlled oscillator is used
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-
- H—ELECTRICITY
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Abstract
し、内部クロックと外部クロックの位相差を精度をあげ
る位相調整回路の提供。 【解決手段】帰還クロックと内部クロックを位相判定回
路で判定しその判定結果を用いて帰還クロックの遅延を
制御し、内部クロックと帰還クロックの位相を合わせ
る。帰還クロックの遅延は、Nビットの信号で負荷容量
値を選択できる構成とし、Nビットの信号は、位相判定
回路の出力を利用してアップ/ダウンカウンタ回路を用
いて生成する。内部クロックは常時動作している信号で
はないので、カウンタ回路は内部クロックが動作してい
る時のみカウンタとして動作し、停止時はカウンタ値を
保持する機能を有する。
Description
関し、特に外部クロックと同一の位相となる内部クロッ
クを生成するクロック発生器の位相調整技術に関する。
4に示す。図4を参照すると、外部クロック1は、位相
判定のためにクロック発生回路3の位相判定回路2の一
の入力端に入力される。クロック発生回路3の出力4
は、二系統に分かれ、第1の選択回路7、及び第2の選
択回路10に入力される。
停止、動作を選択制御するための回路であり、内部クロ
ック停止制御信号6は、内部クロック13を制御するた
めの選択信号である。内部クロック13用のバッファ1
1は、負荷成分が大きい内部クロック13をドライブす
るためのバッファ回路である。内部クロック13におけ
るクロック発生回路3の出力4からの遅延と、帰還クロ
ック14におけるクロック発生回路の出力4からの遅延
は、同じ遅延となるように構成される。
をもつ、第2の選択回路10を設け、バッファ回路11
と同等なバッファ回路12を設けている。第2の選択回
路10の、選択信号9は接地端子に接続されており、選
択回路としては機能せず、常にクロック発生回路3の出
力4をバッファ回路12に接続した状態とされている。
の入力端に入力され、位相判定回路2は、外部クロック
1との位相判定を行う。
と外部クロック1の位相を合わせるもので、このため、
内部クロック13をクロック発生回路3の位相判定回路
2に入力して、外部クロック1と位相判定を行うことが
望ましい。しかし、内部クロック13は集積回路全体に
分配される信号であるため、大きな寄生容量が負荷され
ており、内部クロック13が動作するだけで非常に大き
な電流が消費されてしまう。このため、内部クロック1
3を必要としない時間については、内部クロック13の
動作を停止し、消費電流を削減する方法が用いられてい
る。
ある程度の時間が必要であり、断続的動作の内部クロッ
クでは位相調整が追い付かず、所望の動作を満たすこと
ができない。このため、内部クロック13と同等の位相
となる常時動作している帰還クロック14を設け、帰還
クロック14をクロック発生回路3の位相判定回路2に
入力し、外部クロック1と帰還クロック14の位相差が
解消するようにクロック発生回路出力4の位相は制御さ
れる。この構成により、間接的に内部クロックと外部ク
ロックの位相を合わせている。
開平3−217919号公報には、図5に示すような構
成が提案されている。図5を参照すると、原クロック5
2の位相で、出力バッファ58の出力である制御信号5
6を動作させるために、制御信号56と同等な位相とな
るダミー制御信号59を設け、ダミー制御信号59と原
クロック52を位相比較器66に入力することで位相差
を解消し、間接的に原クロック52と制御信号56の位
相を合わせるような構成とされている。
が高くなってきた場合、外部クロックと内部クロックの
位相差を解消することは、高速動作のために更に重要と
なってくる。これは外部クロック同期の超高速データ転
送を行う場合では、内部クロックと外部クロックのずれ
は、データのセットアップ時間、ホールド時間を満足で
きなくなるなど、デバイスにとっては致命的な欠陥とな
るからである。
相差を精度を上げて解消するためのひとつの要素とし
て、内部クロックと帰還クロックとの位相差を精度を上
げて解消することが必要になる。内部クロックと帰還ク
ロックに位相差が生ずる場合、この位相差は内部クロッ
クと外部クロックの位相差となるためである。
還クロックは、同等な位相となるように同等な回路構成
をとっているが、内部クロックの寄生容量と帰還クロッ
クの寄生容量には大きな違いがあることから、デバイス
パラメータの変化や、デバイス温度の変化などに対応し
ながら、内部クロックと帰還クロックの位相差を解消す
ることは困難である。
の構成についても同様な問題をあげることができる。ダ
ミー制御信号59は、実際の制御信号56と同等な位相
となると説明されているが、実際にはある程度の位相差
が存在するため、高速動作での動作速度のロスは存在す
る。
れたものであって、その目的は、内部クロックと帰還ク
ロックの位相差により内部クロックと外部クロックの位
相差が生じ、データ転送の仕様を満足できなくなるとい
う問題を解消するクロック発生回路を提供することにあ
る。
め、本発明のクロック発生回路は、外部クロックを波形
整形し、デバイス内部で用いるクロック(「内部クロッ
ク」という)と前記外部クロックで位相差を解消するよ
うに位相調整するクロック発生器において、位相調整の
ためのフィードバック用クロックとして前記内部クロッ
クと同等な位相となるクロック(「帰還クロック」とい
う)と、前記外部クロックと前記帰還クロックの位相を
判定してクロックを出力するクロック発生回路と、前記
クロック発生回路の出力を入力とし、互いに並設されて
なる第1、第2のバッファ回路と、前記第1、第2のバ
ッファ回路の出力である前記内部クロックと前記帰還ク
ロックとの位相差を検出する位相判定回路と、前記位相
判定回路の判定出力結果に基づき前記帰還クロックの遅
延を調整する遅延回路と、を備え、前記帰還クロックと
前記内部クロックの位相合わせを調整自在としたことを
特徴とする。
ックを位相判定回路により位相判定し、その結果により
帰還クロックに負荷させる容量値を制御し、内部クロッ
クと帰還クロックの位相を合わせ込む構成を設ける。
ため、停止している場合の対策が必要であるが、停止す
る場合には、停止直前の前記帰還クロックに対する負荷
状態を保持することを特徴とする。
を参照して以下に説明する。
を示した図である。図1において、従来技術の説明で参
照した図4と同一の要素には、同一の参照符号を付し、
以下では同一要素の説明は省略し、図4に示した従来技
術との相違点を説明する。
いては、外部クロック1と帰還クロックの位相を判定す
るクロック発生回路3の位相判定回路2の他に、内部ク
ロックのバッファ回路11の出力と、帰還クロックのバ
ッファ回路12の出力と、を入力とする位相判定回路1
5を備え、位相判定回路15は、内部クロック13と帰
還クロック14の位相を判定し、その出力16は、アッ
プ/ダウン・カウント機能を有するカウンタ回路17の
カウント方向のアップ/ダウンを制御する信号として入
力される。
信号16によりNビットの出力値(カウント値)を制御
する機能と、内部クロック制御信号6の論理値により、
アップ/ダウン制御信号16によらず出力Nビットのカ
ウンタ値を保持する機能を有する。カウンタ回路17の
出力であるNビットの信号18は、遅延回路19に入力
され、遅延回路19は、Nビット信号18により帰還ク
ロック14の負荷を制御する。
相差を検出する位相判定回路15は、内部クロック13
が帰還クロック14より位相が早いときは判定結果16
をLowレベルに、内部クロック13が帰還クロック1
4より位相が遅いときは判定結果16をHighレベル
に出力する。
ルをみてNビットの出力18を制御する。
内部クロック13がクロック動作をしているとき、すな
わち内部クロック制御信号6がLowレベルのときのみ
である。このとき、カウンタ回路17は、判定結果16
レベルがLowレベルのときNビット出力18をひとつ
カウントダウンし、判定結果16レベルがHighレベ
ルのときNビット出力18をひとつカウントアップす
る。
になったら、その時点のNビット出力18の値を保持
し、その後内部クロック制御信号6がLowレベルにな
ったら、以前に保持した値からNビット出力18の制御
が開始される。
ら帰還クロック14の負荷される負荷容量を制御する。
構成の一例を図3に示す。
ビット20、23、…、26(第Nビット)は、トラン
ジスタ21、24、…、27のゲート端子に接続され、
各トランジスタ21、24、…、27のソースには、一
端を接地した容量値の異なる容量素子22、25、…、
28の他端がそれぞれ接続されている。容量素子25の
容量値は、容量素子22の容量値の2倍に、容量素子2
8の容量値は、容量素子22の容量値のN倍に設定す
る。
レインは共通接続されて帰還クロック14に接続され、
Nビットのカウンタ出力信号18のカウンタ値に対応し
た負荷容量が帰還クロック14に負荷されることにな
る。
部クロック13が動作しているときには帰還クロック1
4と内部クロック13の位相差の位相方向を常にモニタ
ーして負荷調整をするため、各デバイスごとのデバイス
パラメータの相違に対応することはもちろん、温度変化
にまで対応して前記位相差を解消することが可能であ
る。
クロック14と内部クロック13に周期の10%程度の
位相差が生ずるという測定結果があるが、本発明の実施
の形態に係る回路構成により、位相判定回路の不感帯の
みの1%以下にすることが可能である。
を示す図である。第2の実施の形態では、前記第1の実
施の形態のカウンタ回路17を備えず、遅延回路19に
入るNビットの信号29は、Nビットの値を決定する際
には外部から供給され、値の決定後はデバイス内部のヒ
ューズ回路30から供給される。
バイス外部に出力される構成をとり、予め回路的に遅延
回路19の容量が帰還クロック14に負荷されていない
場合には、帰還クロック14の方が内部クロック13よ
りも早い位相となるように設定しておき、位相判定回路
15の出力16はHighレベルになるようにしてお
く。
ーテストの段階で決定する。
ルに固定し、ウェハーテスト用のLSIテスタから、外
部クロック1にクロックを供給し、Nビット信号29に
は、0からスタートし1ビットずつ値をインクリメント
(増加)していく。その際、位相判定回路15の出力1
6をテスタは監視し続ける。
ていくと、あるとき位相判定回路15の出力16がHi
ghレベルからLowレベルになる。この変化時のNビ
ットの信号29は最も帰還クロック14と内部クロック
13の位相差が少ないときであるといえ、このNビット
信号29の値をテスタで記憶し、ヒューズカット工程に
おいて、記憶した値に対応したヒューズ回路30をカッ
トし、Nビット信号29を外部からの供給信号ではなく
ヒューズ回路30からの供給信号に切り替える。
信号29は固定となるため、デバイス温度変化には随時
対応することはできないが、各デバイスごとに異なるデ
バイスパラメータによる内部クロックと帰還クロックの
位相差は解消される。また、アップ/ダウンカウンタ回
路が不要であるため、デバイスサイズの面で有利であ
る。
デバイスパラメータの各デバイスごとの相違、また、設
計段階での見積もりとのずれによる内部クロックと帰還
クロックの位相差を解消することができるという効果を
有する。
いる状態で常に内部クロックと帰還クロックとをモニタ
ーして位相を調整することで、デバイスの温度変化によ
る位相差も解消することができる。
る。
る。
である。
記載の構成を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】外部クロックを波形整形し、デバイス内部
で用いるクロック(「内部クロック」という)と前記外
部クロックで位相差を解消するように位相調整するクロ
ック発生器において、 位相調整のためのフィードバック用クロックとして前記
内部クロックと同等な位相となるクロック(「帰還クロ
ック」という)と、前記外部クロックと前記帰還クロッ
クの位相を判定してクロックを出力するクロック発生回
路と、 前記クロック発生回路の出力を入力とし、互いに並設さ
れてなる第1、第2のバッファ回路と、 前記第1、第2のバッファ回路の出力である前記内部ク
ロックと前記帰還クロックとの位相差を検出する位相判
定回路と、 前記位相判定回路の判定出力結果に基づき前記帰還クロ
ックの遅延を調整する遅延回路と、 を備え、 前記帰還クロックと前記内部クロックの位相合わせを調
整自在としたことを特徴とするクロック発生回路。 - 【請求項2】前記帰還クロックに付加する遅延回路が、
複数ビットの選択信号より容量値を選択できる負荷回路
からなることを特徴とする請求項1記載のクロック発生
回路。 - 【請求項3】前記複数ビットの選択信号が、前記位相判
定回路の判定出力によりアカウント値をアップ又はダウ
ンするカウンタ回路で生成されることを特徴とする請求
項2記載のクロック発生回路。 - 【請求項4】前記複数ビットの選択信号を、前記位相判
定回路の判定出力結果を用いてヒューズ素子の切断によ
り生成する請求項2記載のクロック発生回路。 - 【請求項5】前記遅延回路が、前記遅延クロックを前記
複数ビットの選択信号を制御入力とするスイッチトラン
ジスタを介して容量に接続した構成とされたことを特徴
とする請求項1記載のクロック発生回路。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148150A JP2885186B2 (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 位相調整回路 |
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| KR1019970019505A KR100273829B1 (ko) | 1996-05-17 | 1997-05-16 | 내부 클럭 신호의 위상 조절 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8148150A JP2885186B2 (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 位相調整回路 |
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| JP (1) | JP2885186B2 (ja) |
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1997
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| KR970076249A (ko) | 1997-12-12 |
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