JPH0946189A - クロック供給回路 - Google Patents

クロック供給回路

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JPH0946189A
JPH0946189A JP7190456A JP19045695A JPH0946189A JP H0946189 A JPH0946189 A JP H0946189A JP 7190456 A JP7190456 A JP 7190456A JP 19045695 A JP19045695 A JP 19045695A JP H0946189 A JPH0946189 A JP H0946189A
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真一 大瀬良
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Abstract

(57)【要約】 【課題】クロック供給回路において、同一クロック信号
源からスルーパスを経た信号と分周パスを経た分周信号
との間のクロックスキューを大幅に改善する。 【解決手段】クロック信号源10と、上記クロック信号
源から入力するクロック信号をD型フリップフロップ回
路が用いられたバイナリカウンタからなる分周回路11
により分周し、被制御回路90へ供給する分周パス11
aと、クロック信号源から入力するクロック信号を分周
することなく分周回路の信号遅延量と等しい信号遅延量
を有するダミー回路12を通過させて被制御回路へ供給
するスルーパス12aとを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路
(IC)内に形成されるクロック供給回路に係り、特に
同一クロック信号源からスルーパスを経たクロック信号
と分周パスを経た分周クロック信号との間のクロックス
キューを改善する回路に関するもので、パワーセーブ回
路などに使用される。
【0002】
【従来の技術】ICにおいて消費電力を削減するために
使用されるパワーセーブ回路は、クロック供給回路から
動作クロック信号が供給される被制御回路の待機動作モ
ード時には通常動作モードよりも周波数が低いクロック
信号を供給するように切換制御する。
【0003】上記クロック供給回路は、同一クロック信
号源からのクロック信号に基づいて周波数が異なる複数
種類のクロック信号群を選択的に供給するものであり、
従来は例えば図8に示すように構成されている。
【0004】図8において、10はクロック信号源、8
1は上記クロック信号源からのクロック信号Aをそのま
ま通過させて被制御回路90へ供給するスルーパス、8
2は上記クロック信号源からのクロック信号Aを例えば
2分周するための分周回路である。83は上記分周回路
82の出力信号(分周クロック)Bおよび前記クロック
信号源10からのクロック信号Aをセレクト信号SEL
に応じて選択し、選択出力Cを被制御回路90へ供給す
る選択回路である。
【0005】なお、前記分周回路82は、例えば図9に
示すように、CMOS構成のクリア信号(リセット信
号)端子CD付きのD型フリップフロップ回路が用いら
れたバイナリカウンタからなる。
【0006】しかし、上記構成においては、パス(通過
経路)が異なる2つのクロック信号の立上がりエッジ間
にクロックスキューが生じる。即ち、例えば図10に示
すように、セレクト信号SELにより分周クロックBを
選択した場合には、分周パスの分周回路82および選択
回路83を経て被制御回路90に供給される分周クロッ
クが、スルーパス81から被制御回路90に供給される
クロック信号Aよりも分周回路82および選択回路83
による遅延分d1だけ遅延する。
【0007】また、セレクト信号SELによりクロック
信号源10からのクロック信号Aを選択した場合には、
選択回路83を経て被制御回路90に供給されるクロッ
ク信号が、スルーパス81から被制御回路90に供給さ
れるクロック信号Aよりも選択回路83による遅延分d
2だけ遅延する。
【0008】上記したようなクロックスキューが生じる
と、被制御回路90において例えばシフトレジスタにお
いてデータの抜けが発生したり、回路動作の速度が低下
したり、回路間のインターフェースで誤動作が発生す
る。
【0009】そこで、上記したようにパスが異なるクロ
ック信号間に生じるクロックスキューを改善するため
に、従来はスルーパス81にインバータ回路と容量から
なる遅延用のダミー回路(図示せず)を挿入している
が、製造プロセスのばらつき、MOSトランジスタの閾
値の変動などが存在するので、クロックスキューを十分
に防止することは困難である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
クロック供給回路は、同一クロック信号源からスルーパ
スを経たクロック信号と分周パスを経た分周クロック信
号との間にクロックスキューが発生するという問題があ
った。
【0011】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、同一クロック信号源からスルーパスを経たク
ロック信号と分周パスを経た分周クロック信号との間の
クロックスキューを大幅に改善し得るクロック供給回路
を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明のクロック供
給回路は、クロック信号源と、上記クロック信号源から
入力するクロック信号をD型フリップフロップ回路が用
いられたバイナリカウンタからなる分周回路により分周
し、被制御回路へ供給する分周パスと、前記クロック信
号源から入力するクロック信号を上記分周回路の信号遅
延量と等しい信号遅延量を有するダミー回路を通過させ
て前記被制御回路へ供給するスルーパスとを具備するこ
とを特徴とする。
【0013】第2の発明のクロック供給回路は、クロッ
ク信号源から入力するクロック信号を分周するD型フリ
ップフロップ回路が用いられたバイナリカウンタからな
る分周回路と、上記分周回路の信号遅延量と等しい信号
遅延量を有し、前記クロック信号源から入力するクロッ
ク信号を通過させる第1のダミー回路と、前記分周回路
からの分周クロック信号および上記第1のダミー回路か
らのクロック信号をセレクト信号に応じて選択して被制
御回路へ供給する選択回路と、前記クロック信号源から
選択回路出力側までの信号遅延量と等しい信号遅延量を
有し、前記クロック信号源から入力するクロック信号を
分周することなく通過させる第2のダミー回路とを具備
することを特徴とする。
【0014】第3の発明のクロック供給回路は、クロッ
ク信号源と、上記クロック信号源から入力するクロック
信号を分周するクリア信号端子付きのD型フリップフロ
ップ回路が用いられた第1のバイナリカウンタと、前記
クロック信号源から入力するクロック信号を通過させる
クリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用い
られた第1のスルー回路と、上記第1のバイナリカウン
タから出力する分周クロック信号および上記第1のスル
ー回路から出力するクロック信号をセレクト信号に応じ
て選択して被制御回路へ供給する第1の選択回路と、前
記クロック信号源から入力するクロック信号を分周する
クリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用い
られた第2のバイナリカウンタと、前記クロック信号源
から入力するクロック信号を分周することなく通過させ
るクリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用
いられた第2のスルー回路と、上記第2のバイナリカウ
ンタから出力する分周クロック信号および上記第2のス
ルー回路から出力するクロック信号が入力し、常に上記
第2のスルー回路から出力するクロック信号を選択して
前記被制御回路へ供給する第2の選択回路とを具備する
ことを特徴とする。
【0015】
【実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形
態を詳細に説明する。図1(a)は、第1の発明のクロ
ック供給回路の実施の形態を示しており、その一動作例
を図1(b)に示している。
【0016】図1(a)に示すクロック供給回路は、ク
ロック信号源10と、上記クロック信号源から入力する
クロック信号AiをD型フリップフロップ回路が用いら
れたバイナリカウンタからなる分周回路(例えば2分周
回路)11により分周した分周クロック信号Boを被制
御回路90へ供給する分周パス11aと、前記クロック
信号源10から入力するクロック信号を分周することな
く、上記分周回路11の信号遅延量d1と等しい信号遅
延量d1を有するダミー回路(上記分周回路と同様のD
型フリップフロップ回路からなる)12を通過させたス
ルーパスクロック信号Aoを前記被制御回路90へ供給
するスルーパス12aとを具備する。
【0017】上記構成のクロック供給回路においては、
図1(b)に示すように、同一クロック信号源10から
それぞれ対応して分周パス11aおよびスルーパス12
aを経た2つのクロック信号Bo、Aoを被制御回路9
0へ供給するように動作する。この際、分周パス11a
中の分周回路11と同様の信号遅延量d1と等しい信号
遅延量d1を有するダミー回路(分周回路11と同様の
回路からなる)12をスルーパス12a中に挿入してい
る。
【0018】これにより、同一クロック信号源10から
分周パス11aを経た分周クロック信号Boとスルーパ
ス12aを経たスルーパスクロック信号Aoとの間のク
ロックスキューを大幅に改善することが可能になる。
【0019】図2(a)は、第2の発明のクロック供給
回路の実施の形態を示しており、その一動作例を図2
(b)に示している。図2(a)に示すクロック供給回
路は、クロック信号源から入力するクロック信号Aiを
分周するD型フリップフロップ回路が用いられたバイナ
リカウンタからなる分周回路(例えば2分周回路)11
と、上記分周回路11の信号遅延量と等しい信号遅延量
を有し、前記クロック信号入力Aiを分周することなく
通過させる第1のダミー回路(上記分周回路11と同様
のD型フリップフロップ回路からなる)21と、前記分
周回路11からの分周クロック信号および上記第1のダ
ミー回路21からのクロック信号をセレクト信号SEL
に応じて選択し、選択出力Coを被制御回路90へ供給
する選択回路22と、前記クロック信号源から第1の選
択回路22の出力側までの信号遅延量と等しい信号遅延
量を有し、前記クロック信号入力Aiを分周することな
く通過させたスルーパスクロック信号Aoを被制御回路
90へ供給する第2のダミー回路23と、前記クロック
信号源から第1の選択回路22の出力側までの信号遅延
量と等しい信号遅延量を有し、前記クロック信号源から
入力する分周クロック信号Biを分周することなく通過
させたスルーパス分周クロック信号Boを被制御回路9
0へ供給する第2のダミー回路24とを具備する。
【0020】上記第2のダミー回路23および24は、
それぞれ前記分周回路11と同様のクリア信号端子CD
付きのD型フリップフロップ回路であってクリア信号端
子CDが接地されたものと、前記第1のダミー回路21
と同様のD型フリップフロップ回路と、前記選択回路2
2と同様の選択回路からなる。
【0021】上記した図2の構成のクロック供給回路に
おいては、図2(b)に示すように、同一クロック信号
源からそれぞれ対応して第1〜第3のパスを経た3つの
クロック信号を被制御回路90へ供給するように動作す
る。この際、選択回路22を有する第1のパスには、分
周回路11を有するパスに対して分岐された別のパスに
分周回路の信号遅延量と等しい信号遅延量を有する第1
のダミー回路21を挿入し、第2のパス、第3のパスに
は、それぞれクロック信号源から選択回路22出力側ま
での第1のパスにおける信号遅延量と等しい信号遅延量
を有する第2のダミー回路23、24を挿入している。
【0022】これにより、同一クロック信号源から別々
のパスを経た3つのクロック信号間のクロックスキュー
を大幅に改善することが可能になる。図3(a)は、第
3の発明のクロック供給回路の実施の形態を示してお
り、その一動作例を図3(b)に示している。
【0023】図3(a)に示すクロック供給回路は、ク
ロック信号源10と、上記クロック信号源から入力する
クロック信号Aiを分周するクリア信号端子付きのD型
フリップフロップ回路が用いられた第1のバイナリカウ
ンタ31と、前記クロック信号源から入力するクロック
信号Aiを分周することなく通過させるクリア信号端子
付きのD型フリップフロップ回路が用いられた第1のス
ルー回路32と、上記第1のバイナリカウンタ31から
出力する分周クロック信号Bおよび上記第1のスルー回
路32から出力するクロック信号Aをセレクト信号SE
Lに応じて選択し、選択出力Coを被制御回路90へ供
給する第1の選択回路33と、前記クロック信号源から
入力するクロック信号Aiを分周するクリア信号端子付
きのD型フリップフロップ回路が用いられた第2のバイ
ナリカウンタ34と、前記クロック信号源から入力する
クロック信号Aiを分周することなく通過させるクリア
信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用いられた
第2のスルー回路35と、上記第2のバイナリカウンタ
から出力する分周クロック信号Bおよび上記第2のスル
ー回路35から出力するクロック信号Aが入力し、常に
上記第2のスルー回路から出力するクロック信号Aを選
択(固定的に選択)し、選択出力Aoを前記被制御回路
へ供給する第2の選択回路36とを具備する。
【0024】前記第1のバイナリカウンタ31で使用さ
れるD型フリップフロップ回路は、前記クロック信号源
10から入力するクロック信号がクロック入力端子CP
に入力し、クリア信号がクリア信号端子CDに入力し、
反転データ出力端子/Q(/QはQの相補信号である。
以下同じ。)とデータ入力端子Dとが接続されている。
【0025】前記第2のバイナリカウンタ34で使用さ
れるD型フリップフロップ回路は、前記クロック信号源
10から入力するクロック信号がクロック入力端子CP
に入力し、クリア信号端子CDは“0”レベル(接地電
位Vss)に固定され、反転データ出力端子/Qとデータ
入力端子Dとが接続されている。
【0026】また、前記第1のスルー回路32および第
2のスルー回路35でそれぞれ使用されるD型フリップ
フロップ回路は、前記クロック信号源10から入力する
クロック信号がクロック入力端子CPおよびクリア信号
端子CDに入力し、データ入力端子Dが“1”レベル
(電源電位Vcc)に固定されている。
【0027】図3の構成のクロック供給回路において
も、図3(b)に示すように、同一クロック信号源から
それぞれ対応して第1のパスおよび第2のパスを経た2
つのクロック信号を被制御回路へ供給するように動作す
る。この際、第1の選択回路33を有する第1のパスに
は、第1のバイナリカウンタ31を有するパスに対して
分岐された別のパスに第1のバイナリカウンタ31の信
号遅延量と等しい信号遅延量を有する第1のスルー回路
32を挿入し、第2の選択回路36を有する第2のパス
には、第2のバイナリカウンタ34を有するパスに対し
て分岐された別のパスに第2のバイナリカウンタ34の
信号遅延量と等しい信号遅延量を有する第2のスルー回
路35を挿入している。
【0028】これにより、同一クロック信号源から第1
のパスを経たクロック信号と第2のパスを経た分周クロ
ック信号との間のクロックスキューを大幅に改善するこ
とが可能になる。
【0029】図4は、図3に示したクロック供給回路の
一変形例を示している。図4に示すクロック供給回路
は、図3に示したクロック供給回路と比べて、前記第1
のスルー回路32および第2のスルー回路35でそれぞ
れ使用されるD型フリップフロップ回路のクリア信号端
子CDの入力が、クロック信号からクリア信号に変更さ
れている点が異なり、その他は同じであるので図3中と
同一符号を付している。
【0030】図5は、図4中のスルーパス用のD型フリ
ップフロップ回路の一例を示す。図5に示すD型フリッ
プフロップ回路において、Dはデータ入力端子、CPは
クロック入力端子、CDはクリア信号端子、Qはデータ
出力端子、/Qは反転データ出力端子である。
【0031】上記クロック入力端子CPに入力するクロ
ック信号は二段のインバータ回路51、52に入力する
ことにより相補的なクロックパルスφ、/φが生成され
る。前記データ入力端子Dに入力するデータ信号は、ク
ロックパルス/φにより制御されるクロックドインバー
タ回路53を経て第1のインバータ回路54に入力す
る。この第1のインバータ回路54の出力は、それぞれ
クロックパルスφにより制御される二入力の第1のクロ
ックドナンドゲート55の第1の入力端および二入力の
第2のクロックドナンドゲート56の第1の入力端に入
力する。そして、上記第1のクロックドナンドゲート5
5の第2の入力端および第2のクロックドナンドゲート
56の第2の入力端には、前記クリア信号端子CDに入
力するクリア信号が入力する。上記第1のクロックドナ
ンドゲート55の出力端は前記第1のインバータ回路5
4の入力端に帰還接続されており、上記第1のインバー
タ回路54および第1のクロックドナンドゲート55は
第1のラッチ回路を形成している。
【0032】さらに、前記第2のクロックドナンドゲー
ト56の出力は、第2のインバータ回路57を経てデー
タ出力端子Qに出力するとともに第3のインバータ回路
58および第4のインバータ回路59を経て反転データ
出力端子/Qに出力する。そして、上記第3のインバー
タ回路58の出力はクロックパルス/φにより制御され
る二入力の第3のクロックドナンドゲート60の第1の
入力端に入力し、上記第3のクロックドナンドゲート6
0の第2の入力端には接地電位Vssが印加されている。
上記第2のインバータ回路57および第3のクロックド
ナンドゲート60は第2のラッチ回路を形成している。
【0033】図6は、図5のD型フリップフロップ回路
の一動作例を示すタイミング波形図である。即ち、図5
に示すようにD型フリップフロップ回路のクロック入力
端子CPとクリア信号端子CDとが分離されていると、
図6に示すように、データ入力端子Dに“1”レベルが
印加されている状態ではクロック入力端子CPのクロッ
ク入力毎に出力が反転する動作(T型フリップフロップ
回路と同様の動作)が得られる。
【0034】図4の構成のクロック供給回路において
も、前述したような図3に示したクロック供給回路の動
作と基本的には同様の動作が行われるが、さらに、D型
フリップフロップ回路をクロック信号に関係なくクリア
信号により任意にリセットすることが可能になるので、
各パスの信号の初期レベルを簡単に揃えることが可能に
なる。
【0035】図7は、本発明における分周回路部分およ
びそれに対応するスルーパス回路部分の一変形例とし
て、クリア信号端子CD付きのD型フリップフロップ回
路70が例えば3段接続されてなる8分周回路およびそ
れに対応する信号遅延量を有するダミー回路を示してい
る。なお、図7は、この変形例を例えば図2(a)中の
分周回路11、ダミー回路21に適用した例を示してい
る。
【0036】
【発明の効果】上述したように本発明によれば、同一ク
ロック信号源からスルーパスを経たクロック信号と分周
パスを経た分周クロック信号との間のクロックスキュー
を大幅に改善し得るクロック供給回路を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明のクロック供給回路の実施の形態を
示す回路図および一動作例を示すタイミング図。
【図2】第2の発明のクロック供給回路の実施の形態を
示す回路図および一動作例を示すタイミング図。
【図3】第3の発明のクロック供給回路の実施の形態を
示す回路図および一動作例を示すタイミング図。
【図4】図3のクロック供給回路の一変形例を示す回路
図。
【図5】図4中のスルーパス用のD型フリップフロップ
回路の一例を示す回路図。
【図6】図5のD型フリップフロップ回路の一動作例を
示すタイミング波形図。
【図7】本発明における分周回路部分およびそれに対応
するスルーパス回路部分の一変形例を示す回路図。
【図8】従来のクロック供給回路の一例を示す回路図。
【図9】図8中の分周パス用のD型フリップフロップ回
路の一例を示す回路図。
【図10】図9のD型フリップフロップ回路の一動作例
を示すタイミング波形図。
【符号の説明】
10…クロック信号源、 11…分周回路、 11a…分周パス、 12…ダミー回路、 12a…スルーパス、 21…第1のダミー回路、 22…選択回路、 23、24…第2のダミー回路、 31…第1のバイナリカウンタ、 32…第1のスルー回路、 33…第1の選択回路、 34…第2のバイナリカウンタ、 35…第2のスルー回路、 36…第2の選択回路、 90…被制御回路。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号源と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号をD型フ
    リップフロップ回路が用いられたバイナリカウンタから
    なる分周回路により分周し、被制御回路へ供給する分周
    パスと、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を前記分
    周回路の信号遅延量と等しい信号遅延量を有するダミー
    回路を通過させて前記被制御回路へ供給するスルーパス
    とを具備することを特徴とするクロック供給回路。
  2. 【請求項2】 クロック信号源から入力するクロック信
    号を分周するD型フリップフロップ回路が用いられたバ
    イナリカウンタからなる分周回路と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を通過さ
    せ、前記分周回路の信号遅延量と等しい信号遅延量を有
    する第1のダミー回路と、 前記分周回路からの分周クロック信号および前記第1の
    ダミー回路からのクロック信号をセレクト信号に応じて
    選択して被制御回路へ供給する選択回路と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を分周す
    ることなく通過させ、前記クロック信号源から選択回路
    出力側までの信号遅延量と等しい信号遅延量を有する第
    2のダミー回路とを具備することを特徴とするクロック
    供給回路。
  3. 【請求項3】 クロック信号源と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を分周す
    るクリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用
    いられた第1のバイナリカウンタと、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を通過さ
    せるクリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が
    用いられた第1のスルー回路と、 前記第1のバイナリカウンタから出力する分周クロック
    信号および前記第1のスルー回路から出力するクロック
    信号をセレクト信号に応じて選択して被制御回路へ供給
    する第1の選択回路と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を分周す
    るクリア信号端子付きのD型フリップフロップ回路が用
    いられた第2のバイナリカウンタと、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を分周す
    ることなく通過させるクリア信号端子付きのD型フリッ
    プフロップ回路が用いられた第2のスルー回路と、 前記第2のバイナリカウンタから出力する分周クロック
    信号および前記第2のスルー回路から出力するクロック
    信号が入力し、常に前記第2のスルー回路から出力する
    クロック信号を選択して前記被制御回路へ供給する第2
    の選択回路とを具備することを特徴とするクロック供給
    回路。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のクロック供給回路におい
    て、 前記第1のバイナリカウンタで使用されるD型フリップ
    フロップ回路は、前記クロック信号源から入力するクロ
    ック信号がクロック入力端子に入力し、クリア信号が前
    記クリア信号端子に入力し、反転データ出力端子/Qと
    データ入力端子Dとが接続されており、 前記第2のバイナリカウンタで使用されるD型フリップ
    フロップ回路は、前記クロック信号源から入力するクロ
    ック信号がクロック入力端子に入力し、前記クリア信号
    端子は“0”レベルに固定され、反転データ出力端子/
    Qとデータ入力端子Dとが接続されており、 前記第1のスルー回路および第2のスルー回路でそれぞ
    れ使用されるD型フリップフロップ回路は、前記クロッ
    ク信号源から入力するクロック信号がクロック入力端子
    CPおよびクリア信号端子CDに入力し、データ入力端
    子Dが“1”レベルに固定されていることを特徴とする
    クロック供給回路。
  5. 【請求項5】 請求項3記載のクロック供給回路におい
    て、 前記第1のバイナリカウンタで使用されるD型フリップ
    フロップ回路は、前記クロック信号源から入力するクロ
    ック信号がクロック入力端子に入力し、クリア信号が前
    記クリア信号端子に入力し、反転データ出力端子/Qと
    データ入力端子Dとが接続されており、 前記第2のバイナリカウンタで使用されるD型フリップ
    フロップ回路は、前記クロック信号源から入力するクロ
    ック信号がクロック入力端子に入力し、前記クリア信号
    端子は“0”レベルに固定され、反転データ出力端子/
    Qとデータ入力端子Dとが接続されており、 前記第1のスルー回路および第2のスルー回路でそれぞ
    れ使用されるD型フリップフロップ回路は、前記クロッ
    ク信号源から入力するクロック信号がクロック入力端子
    CPに入力し、クリア信号端子CDにクリア信号が入力
    し、データ入力端子Dが“1”レベルに固定されている
    ことを特徴とするクロック供給回路。
  6. 【請求項6】 クロック信号源と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を分周
    し、被制御回路へ供給する第1の回路と、 前記クロック信号源から入力するクロック信号を前記第
    1の回路の信号遅延量と同じく遅延させて前記被制御回
    路へ供給する第2の回路とを具備することを特徴とする
    クロック供給回路。
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