Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2010233226A - Clock generating circuit - Google Patents

Clock generating circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2010233226A
JP2010233226A JP2010091689A JP2010091689A JP2010233226A JP 2010233226 A JP2010233226 A JP 2010233226A JP 2010091689 A JP2010091689 A JP 2010091689A JP 2010091689 A JP2010091689 A JP 2010091689A JP 2010233226 A JP2010233226 A JP 2010233226A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
counter
delay
value
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010091689A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4700755B2 (en
Inventor
Koichi Iwami
幸一 石見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2010091689A priority Critical patent/JP4700755B2/en
Publication of JP2010233226A publication Critical patent/JP2010233226A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4700755B2 publication Critical patent/JP4700755B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/081Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter
    • H03L7/0812Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter and where no voltage or current controlled oscillator is used
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/0802Details of the phase-locked loop the loop being adapted for reducing power consumption
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L2207/00Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
    • H03L2207/10Indirect frequency synthesis using a frequency multiplier in the phase-locked loop or in the reference signal path

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Networks Using Active Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of a phase lock. <P>SOLUTION: A clock generating circuit includes: a multiplying circuit that includes a first delay circuit for delaying the period or phase of an output clock step-by-step and a first counter for setting and controlling the delay time of the first delay circuit; and a phase locked loop circuit that includes a second delay circuit for receiving the output clock outputted from the first delay circuit in the multiplying circuit and delaying the output clock by a predetermined period of time, and a second counter for setting and controlling the delay time of the second delay circuit. The multiplying circuit further includes a third counter for setting a second value when an initial value is a first value and the counter value of the first counter remains unchanged for a certain period of time. When the counter value of the third counter changes from the first value to the second value, the counter value of the second counter is set such that the delay time of the second delay circuit is equal to or slightly longer than the delay time of the first delay circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、低電圧下においても制御可能な、ノイズに対する影響の少ない、正確で確実に動作可能なクロック生成回路に関するものである。   The present invention relates to a clock generation circuit that can be controlled even under a low voltage and that can operate accurately and reliably with little influence on noise.

位相同期ループ(PLL:Phase Locked Loop)は、従来から広範囲の分野で利用されている、入力クロックに同期した周期または逓倍クロックを出力する回路である。最近のマイクロプロセッサの動作周波数は高く、例えば、数百MHzの高速クロックで動作するのでPLLをマイクロプロセッサに内蔵することは不可欠になっている。   A phase-locked loop (PLL) is a circuit that outputs a period synchronized with an input clock or a multiplied clock, which has been conventionally used in a wide range of fields. The operating frequency of recent microprocessors is high, and for example, it operates with a high-speed clock of several hundred MHz, so that it is indispensable to incorporate a PLL in the microprocessor.

従来のPLLは、電圧制御発信器(VCO:Voltage Control Oscillator)の制御電圧を保持するキャパシタの電圧をチャージポンプにより制御して発信周波数を制御するアナログ型PLLであった。しかし、従来のアナログ型PLLは、低電圧下での制御が困難であり、ノイズに弱く、また動作が安定するまでのロック時間が長く、入力クロックの供給が停止するとPLLの発信が停止し、再度動作を開始するまでに長い時間を要するという課題があった。   The conventional PLL is an analog PLL that controls the oscillation frequency by controlling the voltage of a capacitor that holds the control voltage of a voltage controlled oscillator (VCO) by a charge pump. However, the conventional analog PLL is difficult to control under a low voltage, is vulnerable to noise, and has a long lock time until the operation is stabilized. When the supply of the input clock is stopped, the transmission of the PLL is stopped. There is a problem that it takes a long time to start the operation again.

従来では、上記した課題を解決するために、様々な提案がなされている。例えば、以下に記載する非特許文献1の従来技術では、デジタルディレイラインを用いた周波数逓倍回路を開示している。   Conventionally, various proposals have been made to solve the above-described problems. For example, in the prior art of Non-Patent Document 1 described below, a frequency multiplication circuit using a digital delay line is disclosed.

図8は、従来の周波数逓倍回路10の構成を示すブロック図であり、図において、1はフリップフロップ回路(Flip−Flop)、2は分周器(Divider)、3はコンパレータ、4は制御回路、6および7はそれぞれ遅延回路である。また、図9は、図8に示した従来の周波数逓倍回路10の動作を示すタイミングチャートである。   FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a conventional frequency multiplier circuit 10. In FIG. 8, 1 is a flip-flop circuit (Flip-Flop), 2 is a divider, 3 is a comparator, and 4 is a control circuit. , 6 and 7 are delay circuits. FIG. 9 is a timing chart showing the operation of the conventional frequency multiplication circuit 10 shown in FIG.

次に動作について説明する。図8に示した従来の周波数逓倍回路10の動作において、デジタルディレイラインである遅延回路6,7の遅延時間の初期状態によっては、図9のタイミングチャート内のタイミングT1からタイミングT2の間に示すように、フリップフロップ回路1からパルスが出力されない状態に落ちる可能性がある。   Next, the operation will be described. In the operation of the conventional frequency multiplication circuit 10 shown in FIG. 8, depending on the initial state of the delay time of the delay circuits 6 and 7 which are digital delay lines, it is shown between the timing T1 and the timing T2 in the timing chart of FIG. As described above, there is a possibility that a pulse is not output from the flip-flop circuit 1.

この場合、入力クロックの立ち上がりエッジ(タイミングT1)から、分周器2の出力信号Mをネゲートするまでの遅延時間と、フリップフロップ回路1の出力信号Aとしての逓倍クロック出力信号の4パルス目の立ち下がり時刻(タイミングT1)から出力信号Mをアサートするまでの遅延時間の差によっては、図9に示すタイミングT1からタイミングT2までのように、入力クロックの1周期の間、出力信号Mがアサートされ続けて正確な逓倍出力信号を出力できない状態が発生するという課題があった。   In this case, the delay time from the rising edge (timing T1) of the input clock to the negation of the output signal M of the frequency divider 2 and the fourth pulse of the multiplied clock output signal as the output signal A of the flip-flop circuit 1 Depending on the difference in delay time from the falling time (timing T1) until the output signal M is asserted, the output signal M is asserted for one period of the input clock as shown in FIG. 9 from the timing T1 to the timing T2. There has been a problem that a state in which an accurate multiplied output signal cannot be output continues.

また、上記した従来技術である非特許文献1に開示された周波数逓倍回路10では、入力クロックと分周器2の出力信号Mとの間の位相同期に関しては何も言及されておらず、このためPLLの機能としては不十分なものとなっていた。   Further, in the frequency multiplication circuit 10 disclosed in Non-Patent Document 1 as the above-described prior art, nothing is mentioned regarding the phase synchronization between the input clock and the output signal M of the frequency divider 2, and this Therefore, the function of the PLL is insufficient.

一方、従来のデジタルディレイラインを用いた位相同期回路とデジタルディレイラインを用いた図8に示した周波数逓倍回路10を組み合わせたものがある。   On the other hand, there is a combination of a conventional phase synchronization circuit using a digital delay line and a frequency multiplication circuit 10 shown in FIG. 8 using a digital delay line.

図10は、デジタルディレイラインを用いた位相同期回路とデジタルディレイラインを用いた図8に示した周波数逓倍回路10とを組み合わせた従来のクロック生成回路15を示すブロック図であり、図において、10は図8に示した周波数逓倍回路、11は位相同期回路、12は位相同期回路11を構成するデジタルディレイライン、13はデジタルカウンタ、そして14はコンパレータである。   FIG. 10 is a block diagram showing a conventional clock generation circuit 15 in which a phase synchronization circuit using a digital delay line and the frequency multiplication circuit 10 shown in FIG. 8 using a digital delay line are combined. Is a frequency multiplication circuit shown in FIG. 8, 11 is a phase synchronization circuit, 12 is a digital delay line constituting the phase synchronization circuit 11, 13 is a digital counter, and 14 is a comparator.

次に動作について説明する。周波数逓倍回路10から出力される逓倍クロック出力信号(出力クロック)は、位相同期回路11内のデジタルディレイライン12へ入力され、デジタルディレイライン12から外部へPLL出力信号が出力される。また、コンパレータ14は、このPLL出力信号の位相と入力クロックとの位相を比較し、比較結果をデジタルディレイライン12へフィードバックして入力クロックとPLL出力信号との間の遅延を調整し両者の位相を一致させている。   Next, the operation will be described. A multiplied clock output signal (output clock) output from the frequency multiplying circuit 10 is input to the digital delay line 12 in the phase synchronization circuit 11, and a PLL output signal is output from the digital delay line 12 to the outside. The comparator 14 compares the phase of the PLL output signal with the phase of the input clock, feeds back the comparison result to the digital delay line 12, adjusts the delay between the input clock and the PLL output signal, and the phase between the two. Are matched.

しかしながら、図10に示す従来のクロック生成回路15の構成では、例えば、デジタルディレイライン12の遅延時間が入力クロックの周期より長くなると、周波数逓倍回路10内のコンパレータ3、または位相同期回路11内のコンパレータ14での比較結果により実施される周期または位相の補正がPLL出力信号に反映されるまで多くの時間がかかり、このため、電圧値、温度値等によるPLL出力信号のずれに対する補正能力が悪くなるという課題があった。   However, in the configuration of the conventional clock generation circuit 15 shown in FIG. 10, for example, when the delay time of the digital delay line 12 becomes longer than the period of the input clock, the comparator 3 in the frequency multiplication circuit 10 or the phase synchronization circuit 11 It takes a lot of time until the period or phase correction performed by the comparison result in the comparator 14 is reflected in the PLL output signal. Therefore, the correction capability for the shift of the PLL output signal due to the voltage value, the temperature value, etc. is poor. There was a problem of becoming.

図11は、図10に示すクロック生成回路15の動作を示すタイミングチャートである。図11のタイミングチャートに示すように、位相同期回路11内のデジタルディレイライン12での遅延時間が、入力クロックの2倍の遅延時間でロックしてしまった場合、タイミングT4で周波数逓倍回路10内のコンパレータ3から出力された比較結果が、PLL出力信号として位相同期回路11から出力されるのはタイミングT4からカウントして入力クロックの2周期後となる。この場合、補正能力は低下するのみならず、タイミングT5での不正確なPLL出力信号により、不正確な遅延補正演算処理が行われて正しくロックできないといった事態が発生する危険性がある。   FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the clock generation circuit 15 shown in FIG. As shown in the timing chart of FIG. 11, when the delay time in the digital delay line 12 in the phase synchronization circuit 11 is locked with a delay time twice as long as the input clock, the frequency multiplication circuit 10 in the timing T4. The comparison result output from the comparator 3 is output from the phase synchronization circuit 11 as the PLL output signal after two cycles of the input clock, counting from the timing T4. In this case, not only does the correction capability deteriorate, but there is a risk that an inaccurate PLL output signal at the timing T5 may cause an inaccurate delay correction calculation process to cause a situation where locking cannot be performed correctly.

図12は、従来のデジタルディレイライン12を示すブロック図であり、図において、17はデジタルディレイライン12を構成する複数の遅延素子、18は複数の遅延素子の中から1つを選択するセレクタである。例えば、上記非特許文献1や非特許文献2に開示の従来のデジタルディレイライン12では、セレクタ18が遅延素子17内の1つを選択して遅延時間を調整していた。   FIG. 12 is a block diagram showing a conventional digital delay line 12. In the figure, 17 is a plurality of delay elements constituting the digital delay line 12, and 18 is a selector for selecting one of the plurality of delay elements. is there. For example, in the conventional digital delay line 12 disclosed in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, the selector 18 selects one of the delay elements 17 and adjusts the delay time.

しかしながら、このような従来のデジタルディレイラインの構成では、デジタルディレイラインの遅延が短い場合においても、全ての遅延素子17をスイッチする必要があり、不必要に電力を消費するといった課題があった。   However, in such a conventional digital delay line configuration, even when the delay of the digital delay line is short, it is necessary to switch all the delay elements 17 and there is a problem that power is unnecessarily consumed.

図13は、従来の他のデジタルディレイラインを示す構成図である。図に示すように、従来の他のデジタルディレイラインの構成では、消費電力を抑えるため、入力取り込み位置を制御信号a,bを用いて制御することで、各遅延素子を選択的に活性化させ所望の遅延時間を得るものである。しかしながら、図13に示す従来の他のデジタルディレイラインの構成では、クロック生成回路の動作中にカウンタ値が変化した場合、例えば、図13内のノードaからノードbへ入力位置がシフトした場合、図14に示すデジタルディレイラインの動作を示すタイミングチャート内に示すタイミングT8での出力aに不定な電位が乗ってしまうという課題があった。   FIG. 13 is a block diagram showing another conventional digital delay line. As shown in the figure, in the configuration of another conventional digital delay line, in order to suppress power consumption, each delay element is selectively activated by controlling the input capture position using the control signals a and b. A desired delay time is obtained. However, in the configuration of another conventional digital delay line shown in FIG. 13, when the counter value changes during the operation of the clock generation circuit, for example, when the input position shifts from node a to node b in FIG. There is a problem that an indefinite potential is applied to the output a at the timing T8 shown in the timing chart showing the operation of the digital delay line shown in FIG.

A Portable Clock Multiplier Generator Using Digital CMOS Standard Cells,Michel Comber他2名,IEEE Journal of Solid-State circuits,Vol.31,No.7,Jul.1996A Portable Clock Multiplier Generator Using Digital CMOS Standard Cells, Michel Comber and 2 others, IEEE Journal of Solid-State circuits, Vol. 31, No. 7, Jul. 1996 Multifrequency Zero-Jitter Delay-Locked Loop(Avener Efendovich他3名:IEEE Journal of Solid-State Circuits,Vol.29,No.1,JAN.1994Multifrequency Zero-Jitter Delay-Locked Loop (Avener Efendovich and 3 others: IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 29, No. 1, JAN. 1994

上記したように、従来のクロック生成回路においては、デジタルディレイラインを用いたデジタルPLLにおいて、デジタルディレイラインの初期状態では、周波数逓倍回路10の出力信号である逓倍クロック出力信号が正確に出力されない場合が発生し、また位相同期回路11内のデジタルディレイライン12の初期状態によっては、周波数逓倍回路10もしくは位相同期回路11内のコンパレータ3および14での比較結果に基づいて計算されたデジタルディレイラインの遅延時間の変化がPLL出力信号に反映される以前に、次の位相比較を実行し、温度や電圧の変動に対する補正能力が低下し、位相ロックが困難になるという課題があった。   As described above, in the conventional clock generation circuit, in the digital PLL using the digital delay line, in the initial state of the digital delay line, the multiplied clock output signal that is the output signal of the frequency multiplying circuit 10 is not output accurately. Depending on the initial state of the digital delay line 12 in the phase synchronization circuit 11, the digital delay line calculated based on the comparison result in the frequency multiplication circuit 10 or the comparators 3 and 14 in the phase synchronization circuit 11 may be used. Before the change in the delay time is reflected in the PLL output signal, the next phase comparison is performed, and there is a problem that the correction capability with respect to temperature and voltage fluctuations is reduced and phase locking becomes difficult.

さらに、デジタルディレイライン内の全ての素子をスイッチングすると、無駄な電力を消費し、あるいはこの無駄な電力消費を防止するため、デジタルディレイラインの入力取り込み位置を制御して遅延時間を調整する方式にすると、動作中にカウンタ値が変化する場合に、デジタルディレイラインの出力にハザードが乗って正確に位相ロックができないといった課題があった。   In addition, switching all the elements in the digital delay line consumes wasted power, or in order to prevent this wasted power consumption, the delay time is adjusted by controlling the input capture position of the digital delay line. Then, when the counter value changes during the operation, there is a problem that a hazard is placed on the output of the digital delay line and the phase cannot be accurately locked.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、位相ロックの精度を向上できるクロック生成回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a clock generation circuit capable of improving the phase lock accuracy.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の1つの側面にかかるクロック生成回路は、入力されたクロック信号(以下、入力クロックという)の所定逓倍数のクロック信号を出力し(以下、出力された所定逓倍数のクロック信号を出力クロックという)、前記出力クロックの周期または位相を段階的に遅延する第1の遅延回路および前記第1の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第1のカウンタを有する逓倍回路と、前記逓倍回路内の第1の遅延回路から出力された前記出力クロックを入力し、前記出力クロックを所定時間遅延させる第2の遅延回路および前記第2の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第2のカウンタを有する位相同期回路を備え、前記逓倍回路は、初期値が第1の値であり第1のカウンタのカウンタ値が一定時間以内で変化しない場合に第2の値が設定される第3のカウンタをさらに有し、前記第3のカウンタのカウンタ値が前記第1の値から前記第2の値に変化した時、前記第2の遅延回路の遅延時間が前記第1の遅延回路の遅延時間と同じかあるいは少し長い遅延時間となるように前記第2のカウンタのカウンタ値を設定することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a clock generation circuit according to one aspect of the present invention outputs a clock signal having a predetermined multiple of an input clock signal (hereinafter referred to as an input clock) ( Hereinafter, the output clock signal having a predetermined multiplication number is referred to as an output clock), a first delay circuit that delays the cycle or phase of the output clock in stages, and the delay time of the first delay circuit are set and controlled. A multiplication circuit having a first counter, a second delay circuit for inputting the output clock output from the first delay circuit in the multiplication circuit, and delaying the output clock for a predetermined time, and the second delay A phase synchronization circuit having a second counter for setting and controlling a delay time of the circuit, wherein the multiplier circuit has an initial value of the first value and a counter value of the first counter A third counter that is set to a second value when it does not change within a predetermined time, and when the counter value of the third counter changes from the first value to the second value; The counter value of the second counter is set so that the delay time of the second delay circuit is the same as or slightly longer than the delay time of the first delay circuit.

本発明によれば、逓倍回路が、入力されたクロック信号の所定逓倍数のクロック信号を出力し(以下、出力クロックという)、出力クロックの周期または位相を段階的に遅延する第1の遅延回路および第1の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第1のカウンタを有し、位相同期回路が、逓倍回路内の第1の遅延回路から出力された出力クロックを入力し、出力クロックを所定時間遅延させる第2の遅延回路および第2の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第2のカウンタを有し、逓倍回路は、初期値が第1の値であり第1のカウンタのカウンタ値が一定時間以内で変化しない場合に第2の値が設定される第3のカウンタ(1ビットのフリップフロップ)をさらに有し、第3のカウンタのカウンタ値が、第1の値から第2の値に変化した時、第2の遅延回路の遅延時間が第1の遅延回路の遅延時間と同じかあるいは少し長い遅延時間となるように第2のカウンタのカウンタ値を設定するように構成したので、逓倍回路がロックした後に位相同期回路での初期状態を逓倍回路の1周期分かそれより少し大きくして位相ロックの精度を向上できる。   According to the present invention, the multiplication circuit outputs a clock signal having a predetermined multiplication number of the input clock signal (hereinafter referred to as an output clock), and delays the period or phase of the output clock stepwise. And a first counter for setting and controlling the delay time of the first delay circuit, the phase synchronization circuit inputs the output clock output from the first delay circuit in the multiplier circuit, and the output clock is set to a predetermined value. A second delay circuit that delays the time and a second counter that sets and controls the delay time of the second delay circuit, and the multiplier circuit has an initial value of the first value and a counter value of the first counter Further has a third counter (1-bit flip-flop) in which the second value is set when the value does not change within a certain time, and the counter value of the third counter is changed from the first value to the second value. When the value changes Since the counter value of the second counter is set so that the delay time of the second delay circuit is the same as or slightly longer than the delay time of the first delay circuit, the multiplier circuit is locked. Later, the phase lock accuracy can be improved by setting the initial state in the phase synchronization circuit to one cycle of the multiplication circuit or slightly larger than that.

この発明の実施の形態1によるクロック生成回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the clock generation circuit by Embodiment 1 of this invention. 図1に示したクロック生成回路内のPLLの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a PLL in the clock generation circuit illustrated in FIG. 1. PLLの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of PLL. ディレイ微調整回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of a delay fine adjustment circuit. 逓倍部内のカウンタの下位3ビット値、各制御信号およびディレイ微調整回路から出力される4逓倍出力の関係を示したタイミングチャートである。It is a timing chart showing the relationship between the lower 3 bit value of the counter in the multiplier, each control signal, and the quadruple output output from the delay fine adjustment circuit. 位相同期部の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of a phase synchronizing part. デジタルディレイラインの構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of a digital delay line. 従来の周波数逓倍回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the conventional frequency multiplication circuit. 図8に示した従来の周波数逓倍回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the operation | movement of the conventional frequency multiplication circuit shown in FIG. デジタルディレイラインを用いた位相同期回路とデジタルディレイラインを用いた図8に示した従来の周波数逓倍回路を組み合わせた従来のクロック生成回路を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a conventional clock generation circuit in which a phase synchronization circuit using a digital delay line and a conventional frequency multiplication circuit shown in FIG. 8 using a digital delay line are combined. 図10に示す従来のクロック生成回路の動作を示すタイミングチャートである。11 is a timing chart showing an operation of the conventional clock generation circuit shown in FIG. 従来のデジタルディレイラインを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conventional digital delay line. 従来の他のデジタルディレイラインを示す構成図である。It is a block diagram which shows the other conventional digital delay line. 図13に示す従来のデジタルディレイラインの動作を示すタイミングチャートである。14 is a timing chart showing an operation of the conventional digital delay line shown in FIG.

以下に、本発明にかかるクロック生成回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Embodiments of a clock generation circuit according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるクロック生成回路20を示すブロック図であり、図において、21は位相同期ループ(Phase Locked Loop、以下、PLLという)、22は2相クロック生成回路、23,24および37はインバータ、27はゲート制御のインバータからなるクロックドライバ、34,35,36はこの実施の形態1のクロック生成回路20で生成されたクロック信号を供給される外部回路である。クロック生成回路20は、PLL21、2相クロック生成回路22、インバータ23,24およびクロックドライバ27から構成されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a clock generation circuit 20 according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, 21 is a phase-locked loop (hereinafter referred to as PLL), 22 is a two-phase clock generation circuit, Reference numerals 23, 24 and 37 denote inverters, 27 denotes a clock driver composed of a gate-controlled inverter, and 34, 35 and 36 denote external circuits to which the clock signal generated by the clock generation circuit 20 of the first embodiment is supplied. The clock generation circuit 20 includes a PLL 21, a two-phase clock generation circuit 22, inverters 23 and 24, and a clock driver 27.

次に動作について説明する。この発明の実施の形態1のクロック生成回路20内のPLL21は、入力されたクロック信号(以下、入力クロックという)の4逓倍のクロック信号としてのPLL出力信号(以下、PLL出力という)を出力する。このPLL出力信号は、2相クロック生成回路22で2相ノンオーバラップ信号P1G,P2Gとなる。この2相ノンオーバラップ信号P1G,P2Gは、各ブロックのクロックドライバ27を介して外部回路34,35,36へ供給される。クロックドライバ27の出力信号P1C,P2Cは外部回路34へ出力され、クロックドライバ27の出力信号P1B,P2Bは外部回路35へ出力され、そしてクロックドライバ27の出力信号P1A,P2Aは外部回路36へ出力される。   Next, the operation will be described. The PLL 21 in the clock generation circuit 20 according to the first embodiment of the present invention outputs a PLL output signal (hereinafter referred to as a PLL output) as a clock signal that is four times the input clock signal (hereinafter referred to as an input clock). . This PLL output signal becomes two-phase non-overlap signals P1G and P2G by the two-phase clock generation circuit 22. The two-phase non-overlap signals P1G and P2G are supplied to the external circuits 34, 35 and 36 via the clock driver 27 of each block. Output signals P1C and P2C of the clock driver 27 are output to the external circuit 34, output signals P1B and P2B of the clock driver 27 are output to the external circuit 35, and output signals P1A and P2A of the clock driver 27 are output to the external circuit 36. Is done.

例えば、外部回路34の出力状態が変化しない場合(即ち、外部回路34が動作していない場合)、クロックドライバの出力信号P1C,P2Cは常にロウレベル(Lレベル)に固定され、外部回路34へ出力される。また、外部回路35の出力状態が変化しない場合(即ち、外部回路35が動作していない場合)、クロックドライバの出力信号P1B,P2Bは常にロウレベル(Lレベル)に固定され、外部回路35へ出力される。同様に、外部回路36の出力状態が変化しない場合(即ち、外部回路36が動作していない場合)、クロックドライバの出力信号P1A,P2Aは常にロウレベル(Lレベル)に固定され外部回路36へ出力される。PLL21は、クロック入力とインバータ37の出力である制御信号P1Pとの位相が一致するように、その出力(以下、PLL出力という)を制御する機能を備えている。   For example, when the output state of the external circuit 34 does not change (that is, when the external circuit 34 is not operating), the output signals P1C and P2C of the clock driver are always fixed to the low level (L level) and output to the external circuit 34 Is done. When the output state of the external circuit 35 does not change (that is, when the external circuit 35 is not operating), the output signals P1B and P2B of the clock driver are always fixed to the low level (L level) and output to the external circuit 35. Is done. Similarly, when the output state of the external circuit 36 does not change (that is, when the external circuit 36 is not operating), the output signals P1A and P2A of the clock driver are always fixed to the low level (L level) and output to the external circuit 36. Is done. The PLL 21 has a function of controlling its output (hereinafter referred to as PLL output) so that the phase of the clock input and the control signal P1P that is the output of the inverter 37 coincide.

図2は、図1に示したクロック生成回路20内のPLL21の構成を示すブロック図であり、PLL21は逓倍回路40(以下、逓倍部40という)および位相同期回路41(以下、位相同期部41という)の2つの部分から構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the PLL 21 in the clock generation circuit 20 shown in FIG. 1. The PLL 21 includes a multiplication circuit 40 (hereinafter referred to as a multiplication unit 40) and a phase synchronization circuit 41 (hereinafter referred to as a phase synchronization unit 41). 2).

以下、PLL21を構成する逓倍部40および位相同期部41に関して詳細に説明する。逓倍部40は、入力クロックの4逓倍クロックを生成する機能を備えている。この実施の形態1では、逓倍部40は4逓倍クロックを生成するが、この発明はこれに限定されることなく、例えば、2逓倍クロック、6逓倍クロック、8逓倍クロック等、所定の逓倍クロックを生成するPLLでもよい。   Hereinafter, the multiplication unit 40 and the phase synchronization unit 41 constituting the PLL 21 will be described in detail. The multiplier 40 has a function of generating a quadruple clock of the input clock. In the first embodiment, the multiplication unit 40 generates a quadruple clock. However, the present invention is not limited to this, and for example, a predetermined multiple clock such as a double clock, a 6 clock, or an 8 clock is used. A PLL to be generated may be used.

次に逓倍部40の動作について説明する。図3は、PLL21の動作を示すタイミングチャートである。図2に示す逓倍部40において、太線で示したループはリングオシレータ100を示している。逓倍部40は、この太線で示されたリングオシレータ100で生成された4逓倍クロックを位相同期部41へ出力する。但し、このリングオシレータ100は、制御信号DL−ACTがネゲートされている間は、強制的にLレベルに設定され、制御信号DL−STATがアサートされている間は、強制的にHレベルに設定される。   Next, the operation of the multiplier 40 will be described. FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the PLL 21. In the multiplication unit 40 shown in FIG. 2, the loop indicated by the thick line indicates the ring oscillator 100. The multiplier 40 outputs the quadruple clock generated by the ring oscillator 100 indicated by the bold line to the phase synchronizer 41. However, the ring oscillator 100 is forcibly set to L level while the control signal DL-ACT is negated, and is forcibly set to H level while the control signal DL-STAT is asserted. Is done.

図3のタイミングチャートに示されるように、制御信号DL−ACTは、入力クロックの立ち上がりエッジでアサートされ(例えば、タイミングT10)、4逓倍出力の4パルス目の立ち下がりエッジでネゲートされる(例えば、タイミングT11)。   As shown in the timing chart of FIG. 3, the control signal DL-ACT is asserted at the rising edge of the input clock (for example, timing T10) and negated at the falling edge of the fourth pulse of the quadruple output (for example, , Timing T11).

デジタルディレイライン(第1の遅延回路)56は、96個の遅延素子(例えば、セレクタ)が直列に接続されて構成されており、遅延時間を96段階に調整可能である。例えば、10ビットのカウンタ(第1のカウンタ)52の上位7ビットで、デジタルディレイライン56の遅延時間を制御する。制御信号PLL−resetがアサートされた時のカウンタ52の初期値は1であり、これはデジタルディレイライン56の遅延時間を最小値に制御する。カウンタ52は、入力クロックの2周期毎に1つカウントアップされる。   The digital delay line (first delay circuit) 56 is configured by connecting 96 delay elements (for example, selectors) in series, and the delay time can be adjusted in 96 stages. For example, the upper 7 bits of a 10-bit counter (first counter) 52 controls the delay time of the digital delay line 56. The initial value of the counter 52 when the control signal PLL-reset is asserted is 1, which controls the delay time of the digital delay line 56 to the minimum value. The counter 52 is incremented by one every two cycles of the input clock.

入力クロックの立ち上がりエッジとDL−OUTの立ち下がりエッジの位相が一致した時点(即ち、タイミングT12の次の入力クロック立ち上がりタイミングT13)で、カウンタ52のカウントアップが停止する。このように、カウンタ52は、デジタルディレイライン56の遅延時間を最小値から除々に大きく設定できるので、誤って3逓倍や2逓倍でロックすることなく、従来例で説明したように、分周器からの出力信号がアサートされ続けて、正確な逓倍出力信号が出力できないといった状態を避けることができる。   When the phase of the rising edge of the input clock matches the phase of the falling edge of DL-OUT (that is, the input clock rising timing T13 next to the timing T12), the counter 52 stops counting up. As described above, the counter 52 can set the delay time of the digital delay line 56 gradually and gradually from the minimum value, so that the frequency divider can be used as described in the prior art without erroneously locking by three or two times. Thus, it is possible to avoid a situation in which the output signal from is continuously asserted and an accurate multiplied output signal cannot be output.

例えば、入力クロックの立ち上がり時に、制御信号DL−ACTがアサートされ続けた場合、入力クロックの1周期の間に4逓倍出力が4パルス出ていないと逓倍回路40は判断し、制御信号PLL−rsetをアサートし、カウンタ52をリセットさせる。これにより、電源投入直後等の初期状態においてPLL21の動作が不安定な場合においても、確実にPLL21の動作をリセットできる。また、制御信号PLL−resetは、外部から供給される外部リセット信号によっても、アサート可能である。この外部リセット信号は、チップ外部の装置から供給されるリセット入力や、電源投入時にアサートされるパワーオンリセット信号等から生成される。   For example, when the control signal DL-ACT is continuously asserted at the rising edge of the input clock, the multiplication circuit 40 determines that four pulses of the quadruple output are not output during one cycle of the input clock, and the control signal PLL-rset. Is asserted, and the counter 52 is reset. Thereby, even when the operation of the PLL 21 is unstable in an initial state such as immediately after the power is turned on, the operation of the PLL 21 can be surely reset. The control signal PLL-reset can also be asserted by an external reset signal supplied from the outside. This external reset signal is generated from a reset input supplied from a device outside the chip, a power-on reset signal asserted when power is turned on, or the like.

図4は、ディレイ微調整回路の構成を示す回路図であり、図において、59はディレイ微調整回路(第1の遅延回路)、75および76は遅延素子である。   FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the delay fine adjustment circuit, in which 59 is a delay fine adjustment circuit (first delay circuit), and 75 and 76 are delay elements.

次に、ディレイ微調整回路59の動作について説明する。ディレイ微調整回路59は、DL−CNT生成回路57から出力される制御信号DL−CNTがHレベルの時、遅延素子75の1段分の遅延を追加する。これにより、デジタルディレイライン56での遅延時間の微調整を行う。DL−CNT生成回路57から出力される制御信号DL−CNTを、入力クロックのサイクルの途中で切り替えることで、同一入力クロックサイクル内で4逓倍出力の一部のパルス幅を遅延素子1段分広げることができる。   Next, the operation of the delay fine adjustment circuit 59 will be described. The delay fine adjustment circuit 59 adds a delay corresponding to one stage of the delay element 75 when the control signal DL-CNT output from the DL-CNT generation circuit 57 is at the H level. Thereby, the delay time in the digital delay line 56 is finely adjusted. By switching the control signal DL-CNT output from the DL-CNT generation circuit 57 in the middle of the cycle of the input clock, a part of the pulse width of the quadruple output is expanded by one delay element within the same input clock cycle. be able to.

DL−CNT生成回路57は、10ビットのカウンタ52の下位3ビット値とパルスカウンタ400の出力C1〜C7の値に基づいて制御信号DL−CNTを生成する。   The DL-CNT generation circuit 57 generates the control signal DL-CNT based on the lower 3 bits of the 10-bit counter 52 and the values of the outputs C1 to C7 of the pulse counter 400.

図5は、逓倍部40内のカウンタ52の下位3ビット値、各種の制御信号DL−CNT、C1〜C8、DL−ACT、およびディレイ微調整回路59から出力される4逓倍出力の関係を示したタイミングチャートである。図5のタイミングチャートに示すように、10ビットのカウンタ52の下位3ビット値が0の時は、ディレイ微調整回路59から出力される4逓倍出力の全てのパルスが同一パルス幅を有している。そして、カウンタ52の下位3ビット値が、例えば1から7へと増加してゆくにつれて、ディレイ微調整回路59内の遅延素子1段の遅延時間幅を持つパルスが、ディレイ微調整回路59から4逓倍出力として出力される。   FIG. 5 shows the relationship among the lower 3 bits of the counter 52 in the multiplier 40, various control signals DL-CNT, C1 to C8, DL-ACT, and the quadruple output output from the delay fine adjustment circuit 59. It is a timing chart. As shown in the timing chart of FIG. 5, when the lower 3 bits of the 10-bit counter 52 are 0, all the quadruple output pulses output from the delay fine adjustment circuit 59 have the same pulse width. Yes. Then, as the lower 3 bit value of the counter 52 increases from 1 to 7, for example, a pulse having a delay time width of one delay element in the delay fine adjustment circuit 59 is changed from 4 to 4. Output as multiplied output.

カウンタ52のカウンタ値が、入力クロック数でカウントして20サイクル以上停止した場合、ロック検出回路(第3のカウンタ)60はロック検出信号を出力する。このロック検出信号がアサートされた場合でも、周囲の温度、電圧、その他の要因により、入力クロックの立ち上がりエッジと制御信号DL−OUTの立ち下がりエッジの位相がずれた場合は、そのずれに応じてカウンタ52のカウンタ値を1つ毎増加/減少させ位相のずれを解消する。但し、一旦、ロック検出信号がアサートされたら、制御信号PLL−resetがカウンタ52へ入力されない限りこのロック検出信号はネゲートされない。   When the counter value of the counter 52 is counted by the number of input clocks and stopped for 20 cycles or more, the lock detection circuit (third counter) 60 outputs a lock detection signal. Even when the lock detection signal is asserted, if the phase of the rising edge of the input clock and the falling edge of the control signal DL-OUT are shifted due to the ambient temperature, voltage, or other factors, The counter value of the counter 52 is increased / decreased by one to eliminate the phase shift. However, once the lock detection signal is asserted, the lock detection signal is not negated unless the control signal PLL-reset is input to the counter 52.

次に、PLL21内の位相同期部41の動作について説明する。図6は、位相同期部41の動作を示すタイミングチャートである。位相同期部41内では、逓倍部40から出力された4逓倍出力を、位相同期部41内に組み込まれた2つのデジタルディレイライン(第2の遅延回路)69および71で所定時間遅延させ、入力クロックの位相と制御信号P1Pの位相を一致させる動作を行う。位相同期部41はリセット直後は動作せず、逓倍部40内のロック検出回路60からロック検出信号がアサートされるとその動作を開始する。   Next, the operation of the phase synchronization unit 41 in the PLL 21 will be described. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the phase synchronization unit 41. In the phase synchronization unit 41, the quadruple output output from the multiplication unit 40 is delayed for a predetermined time by two digital delay lines (second delay circuits) 69 and 71 incorporated in the phase synchronization unit 41, and input. An operation for matching the phase of the clock and the phase of the control signal P1P is performed. The phase synchronization unit 41 does not operate immediately after resetting, and starts its operation when a lock detection signal is asserted from the lock detection circuit 60 in the multiplication unit 40.

位相同期部41内のカウンタ(第2のカウンタ)65は、上位5ビット値でデジタルディレイライン69を、下位3ビット値でデジタルディレイライン71の動作を制御する。デジタルディレイライン71は、逓倍部40内のデジタルディレイライン56内で用いられている遅延素子を8個直列に接続した構成を有する。デジタルディレイライン69は、デジタルディレイライン71内の各遅延素子の約6〜8倍(この範囲は、温度、電圧、プロセス変動等に基づいて変動する)の遅延時間を有する遅延素子が32個直列に接続された構成を有する。   A counter (second counter) 65 in the phase synchronization unit 41 controls the operation of the digital delay line 69 with the upper 5-bit value and the digital delay line 71 with the lower 3-bit value. The digital delay line 71 has a configuration in which eight delay elements used in the digital delay line 56 in the multiplier 40 are connected in series. The digital delay line 69 has 32 delay elements having a delay time approximately 6 to 8 times as long as each delay element in the digital delay line 71 (this range varies based on temperature, voltage, process variation, etc.). It has the structure connected to.

位相同期部41では、デジタルディレイライン69が入力クロックの位相と制御信号P1Pの位相を大まかに合わせ、次に、デジタルディレイライン71が両者の位相を詳細に調整する。   In the phase synchronizer 41, the digital delay line 69 roughly matches the phase of the input clock and the phase of the control signal P1P, and then the digital delay line 71 adjusts both phases in detail.

カウンタ65の初期値として、ロック検出回路60から出力されたロック検出信号がアサートされた時の、逓倍部40内のカウンタ52のカウンタ値がセットされる。入力クロックの立ち上がりエッジと制御信号P1Pの立ち上がりエッジの位相差により、カウンタ65のカウンタ値を1つ増加減少させ、両者の位相が一致したところで、カウンタ65のカウント動作は停止する。但し、一旦、カウント動作が停止した場合でも、温度、電圧、その他の影響で入力クロックの位相と制御信号P1Pの位相がずれた場合は、ずれの大きさに応じてカウンタ65のカウンタ値を1つ毎増加減少させ、両者の位相を一致させる。   As an initial value of the counter 65, the counter value of the counter 52 in the multiplier 40 when the lock detection signal output from the lock detection circuit 60 is asserted is set. Due to the phase difference between the rising edge of the input clock and the rising edge of the control signal P1P, the counter value of the counter 65 is incremented and decremented by one, and the counting operation of the counter 65 stops when the two phases coincide. However, even if the counting operation is once stopped, if the phase of the input clock and the phase of the control signal P1P shift due to temperature, voltage, or other influences, the counter value of the counter 65 is set to 1 according to the magnitude of the shift. Increase and decrease each time to make both phases coincide.

逓倍部40内のカウンタ52のカウンタ値を初期値として設定する意味は、位相同期部41の動作が開始された時、位相を早くする(カウンタ値を減算する)場合と、位相を遅くする(カウンタ値を加算する)場合の、いずれの方向に動作させても確実に同期するエッジを得るため、あらかじめ半周期分の遅延時間を持たせたことや、位相同期部41がロックした場合のデジタルディレイライン69の遅延時間を入力クロックの1周期以内に設定させ、確実にロックを行い高いロック性能を得るためである。仮に、位相同期部41のデジタルディレイライン69の遅延時間が2周期以上でロックしようとすると、逓倍部40内のカウンタ52又は位相同期部41内のカウンタ65の値の変化が制御信号P1Pに乗せられる以前に次の位相比較を実行することになるので、ロック動作が困難になりロック性能が低下することになる。   The meaning of setting the counter value of the counter 52 in the multiplication unit 40 as an initial value is that when the operation of the phase synchronization unit 41 is started, the phase is advanced (the counter value is subtracted) and the phase is delayed ( In order to obtain an edge that can be surely synchronized regardless of the direction in which the counter value is added), it is possible to obtain a delay time corresponding to a half cycle in advance, or when the phase synchronization unit 41 is locked. This is because the delay time of the delay line 69 is set within one cycle of the input clock to ensure locking and obtain high locking performance. If the delay time of the digital delay line 69 of the phase synchronization unit 41 is locked for two cycles or more, a change in the value of the counter 52 in the multiplication unit 40 or the counter 65 in the phase synchronization unit 41 is put on the control signal P1P. Since the next phase comparison is executed before being performed, the lock operation becomes difficult and the lock performance is lowered.

次に、逓倍部40内や位相同期部41内に組み込まれているデジタルディレイライン56,69,71について説明する。   Next, the digital delay lines 56, 69, 71 incorporated in the multiplication unit 40 and the phase synchronization unit 41 will be described.

図7は、デジタルディレイライン56,69,71のそれぞれの構成を示す回路図であり、図において、各遅延素子n(n=0,...y,y−1,...,n−1,n)は、直列に接続された2つのPMOSTrおよび直列に接続された2つのNMOSTrがさらに直列に接続されて得られる回路を2組並列に並べた構成を有する。PMOSTrの組とNMOSTrの組とを直列に接続する直列接続点は、各遅延素子の出力ノードと次段の遅延素子との間に設けられた出力インバータに接続されている。各遅延素子には入力として入力パルスを入力する入力ノードがある。逓倍部40内のデジタルディレイライン56は、この遅延素子を96個(即ち、n=95)直接に接続した構成を有し、位相同期部41内のデジタルディレイライン71は、遅延素子を8個(n=7)直列に接続した構成を、またデジタルディレイライン69は遅延素子を32個(n=31)直列に接続した構成を有している。   7 is a circuit diagram showing the configuration of each of the digital delay lines 56, 69, 71. In the figure, each delay element n (n = 0,... Y, y−1,. 1, n) has a configuration in which two sets of circuits obtained by connecting two PMOSTr connected in series and two NMOSTr connected in series are further connected in series. A series connection point connecting the PMOSTr group and the NMOSTr group in series is connected to an output inverter provided between the output node of each delay element and the delay element of the next stage. Each delay element has an input node for inputting an input pulse as an input. The digital delay line 56 in the multiplication unit 40 has a configuration in which 96 delay elements (that is, n = 95) are directly connected, and the digital delay line 71 in the phase synchronization unit 41 has 8 delay elements. The digital delay line 69 has a configuration in which 32 delay elements (n = 31) are connected in series (n = 7).

次に、デジタルディレイラインの動作について説明する。カウンタ52,65から出力されるカウンタ値により、各デジタルディレイライン56,69,71内の所定の遅延素子が制御信号 ̄WL(n)により選択され、選択された遅延素子の入力ノードn(n=0,...y,y+1,...,n−1,n)から制御信号としての入力パルスが入力される。   Next, the operation of the digital delay line will be described. Based on the counter values output from the counters 52 and 65, a predetermined delay element in each of the digital delay lines 56, 69 and 71 is selected by the control signal (WL (n), and an input node n (n of the selected delay element) = 0, ... y, y + 1, ..., n-1, n), input pulses as control signals are input.

このように、入力パルスの入力位置を変えることにより、デジタルディレイライン56,69,71の遅延時間を調整する。入力位置を変える方式は、出力位置を変えてデジタルディレイラインの遅延時間を変化させる従来の方式と比較すると、特に高周波を用いる場合にスイッチングするトランジスタ数を減少できるからである。   In this way, the delay time of the digital delay lines 56, 69, 71 is adjusted by changing the input position of the input pulse. This is because the method of changing the input position can reduce the number of transistors to be switched especially when using a high frequency as compared with the conventional method of changing the delay time of the digital delay line by changing the output position.

カウンタ52,65の各カウンタ値がyの場合、制御信号 ̄WL(y)が入力される遅延素子yの入力ノードyを介して入力パルスが遅延素子y内に入力されるが、この場合、2つの制御信号、即ち制御信号 ̄WL(y)および制御信号 ̄WL(y+1)がアサートされるので、遅延素子yと遅延素子y+1との2ヶ所から入力パルスが取り込まれるため、従来例で説明した図14のタイミングチャート内のタイミングT7からタイミングT8間に示すような出力aに不定な電位が乗る状態を確実に回避できる。   When the counter values of the counters 52 and 65 are y, an input pulse is input into the delay element y via the input node y of the delay element y to which the control signal  ̄WL (y) is input. Since two control signals, namely, control signal  ̄WL (y) and control signal  ̄WL (y + 1) are asserted, input pulses are taken in from two locations of delay element y and delay element y + 1. Thus, it is possible to reliably avoid a state where an indefinite potential is applied to the output a as shown between the timing T7 and the timing T8 in the timing chart of FIG.

以上のように、この実施の形態1によれば、第1の遅延回路および第2の遅延回路から構成され、第1の遅延回路および第2の遅延回路のそれぞれは、互いに直列に接続された複数個の遅延素子から構成され、第1の遅延回路あるいは第2の遅延回路に対応した第1のカウンタあるいは第2のカウンタから出力されるカウンタ値の値に応じて複数の遅延素子のいずれかの遅延素子が選択され、選択された遅延素子およびこれに隣接する遅延素子により遅延時間が設定され制御されるように構成したので、誤動作を防止でき、またこれを組み込んだクロック生成回路やDLL(Delay Locked Loop)の消費電力を低減することができる。   As described above, according to the first embodiment, the first delay circuit and the second delay circuit are configured, and each of the first delay circuit and the second delay circuit is connected in series with each other. One of a plurality of delay elements according to the value of the counter value output from the first counter or the second counter corresponding to the first delay circuit or the second delay circuit. Delay elements are selected, and the delay time is set and controlled by the selected delay element and the delay element adjacent to the selected delay element, so that malfunction can be prevented and a clock generation circuit or DLL (in which this is incorporated) can be prevented. The power consumption of the Delay Locked Loop can be reduced.

また、この実施の形態1によれば、遅延素子のそれぞれが、直列に接続されたn個のPMOSTrの組および直列に接続されたn個のNMOSTrの組とをさらに互いに直列に接続させて得られる回路を2組並列に並べた構成を有し、n個のPMOSTrの組とn個のNMOSTrの組との接点に隣接するPMOSTrおよびNMOSTrのゲートを互いに接続するように構成したので、クロック生成回路の消費電力を低減することができる。   Further, according to the first embodiment, each delay element is obtained by further connecting a set of n PMOSTrs connected in series and a set of n NMOSTrs connected in series to each other in series. Generation circuit is arranged in parallel, and the gates of the PMOSTr and the NMOSTr adjacent to the contact point between the n PMOSTr set and the n NMOSTr set are connected to each other. The power consumption of the circuit can be reduced.

さらに、この実施の形態1によれば、逓倍回路が、入力されたクロック信号の所定逓倍数のクロック信号を出力し(以下、出力クロックという)、出力クロックの周期または位相を段階的に遅延する第1の遅延回路および第1の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第1のカウンタを有し、位相同期回路が、逓倍回路内の第1の遅延回路から出力された出力クロックを入力し、出力クロックを所定時間遅延させる第2の遅延回路および第2の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第2のカウンタを有し、逓倍回路は、初期値が第1の値であり第1のカウンタのカウンタ値が一定時間以内で変化しない場合に第2の値が設定される第3のカウンタ(1ビットのフリップフロップ)をさらに有し、第3のカウンタのカウンタ値が、第1の値から第2の値に変化した時、第2の遅延回路の遅延時間が第1の遅延回路の遅延時間と同じかあるいは少し長い遅延時間となるように第2のカウンタのカウンタ値を設定するように構成したので、逓倍回路がロックした後に位相同期回路での初期状態を逓倍回路の1周期分かそれより少し大きくしてロックの精度を向上することができる。   Furthermore, according to the first embodiment, the multiplication circuit outputs a clock signal having a predetermined multiplication number of the input clock signal (hereinafter referred to as an output clock), and delays the cycle or phase of the output clock stepwise. A first delay circuit and a first counter for setting and controlling a delay time of the first delay circuit, wherein the phase synchronization circuit inputs an output clock output from the first delay circuit in the multiplier circuit; , A second delay circuit for delaying the output clock for a predetermined time, and a second counter for setting and controlling the delay time of the second delay circuit. The multiplier circuit has the first value as the first value. The counter further includes a third counter (1 bit flip-flop) in which the second value is set when the counter value does not change within a predetermined time, and the counter value of the third counter is Number from value The counter value of the second counter is set so that the delay time of the second delay circuit is the same as or slightly longer than the delay time of the first delay circuit when the value is changed to Therefore, after the multiplier circuit is locked, the initial state in the phase locked loop circuit can be increased by one cycle of the multiplier circuit or slightly larger than that to improve the lock accuracy.

また、この実施の形態1によれば、デジタルディレイラインの遅延時間をカウンタで設定し、外部から供給されるリセット信号あるいは入力クロックの1周期の間に逓倍回路から出力される逓倍出力のパルス数が所望の逓倍数未満の場合、デジタルディレイラインの遅延時間を設定するカウンタのカウンタ値をリセットし、リセット直後のデジタルディレイラインの遅延時間が最小値となるようなカウンタ値に設定し、その後、徐々にデジタルディレイラインの遅延時間を増加するので、低電圧下でも制御が容易で、確実に所望の逓倍数で出力クロックをロックでき、またカウンタの初期状態がいかなる場合においても確実に正確な逓倍クロックを供給できる。さらに、デジタルディレイラインはカウンタで指定された遅延素子と隣接する遅延素子の2箇所から入力パルスを供給するので誤動作を防止でき、また消費電力を低減するとともに温度や電圧等の変動に対する補正能力を向上できる。   According to the first embodiment, the delay time of the digital delay line is set by the counter, and the number of pulses of the multiplication output output from the multiplication circuit during one period of the reset signal or input clock supplied from the outside Is less than the desired multiplication number, reset the counter value of the counter that sets the delay time of the digital delay line, set the counter value so that the delay time of the digital delay line immediately after the reset becomes the minimum value, and then Since the delay time of the digital delay line is gradually increased, control is easy even under low voltage, the output clock can be locked with the desired multiplication factor, and the multiplication of the counter is surely accurate regardless of the initial state. A clock can be supplied. In addition, the digital delay line supplies input pulses from the delay element specified by the counter and two adjacent delay elements, so that malfunctions can be prevented, power consumption is reduced, and the ability to correct fluctuations in temperature, voltage, etc. is reduced. It can be improved.

以上のように、本発明にかかるクロック生成回路は、入力クロックを逓倍したクロックの生成に有用であり、特に、低電圧下においても制御可能な、ノイズに対する影響の少ない、正確で確実なクロックの生成に適している。   As described above, the clock generation circuit according to the present invention is useful for generating a clock obtained by multiplying the input clock, and in particular, it is possible to control an accurate and reliable clock that can be controlled even under a low voltage and has little influence on noise. Suitable for generation.

20 クロック生成回路
40 逓倍部(逓倍回路)
41 位相同期部(位相同期回路)
52 カウンタ(第1のカウンタ)
56 デジタルディレイライン(第1の遅延回路)
59 ディレイ微調整回路(第1の遅延回路)
60 ロック検出回路(第3のカウンタ)
65 カウンタ(第2のカウンタ)
69,71 デジタルディレイライン(第2の遅延回路)
20 clock generation circuit 40 multiplier (multiplier circuit)
41 Phase synchronization unit (phase synchronization circuit)
52 counter (first counter)
56 Digital delay line (first delay circuit)
59 Delay fine adjustment circuit (first delay circuit)
60 Lock detection circuit (third counter)
65 counter (second counter)
69,71 Digital delay line (second delay circuit)

Claims (1)

入力されたクロック信号(以下、入力クロックという)の所定逓倍数のクロック信号を出力し(以下、出力された所定逓倍数のクロック信号を出力クロックという)、前記出力クロックの周期または位相を段階的に遅延する第1の遅延回路および前記第1の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第1のカウンタを有する逓倍回路と、前記逓倍回路内の第1の遅延回路から出力された前記出力クロックを入力し、前記出力クロックを所定時間遅延させる第2の遅延回路および前記第2の遅延回路の遅延時間を設定し制御する第2のカウンタを有する位相同期回路を備え、前記逓倍回路は、初期値が第1の値であり第1のカウンタのカウンタ値が一定時間以内で変化しない場合に第2の値が設定される第3のカウンタをさらに有し、前記第3のカウンタのカウンタ値が前記第1の値から前記第2の値に変化した時、前記第2の遅延回路の遅延時間が前記第1の遅延回路の遅延時間と同じかあるいは少し長い遅延時間となるように前記第2のカウンタのカウンタ値を設定することを特徴とするクロック生成回路。   A clock signal having a predetermined multiplication number of the input clock signal (hereinafter referred to as an input clock) is output (hereinafter, the output clock signal having the predetermined multiplication number is referred to as an output clock), and the cycle or phase of the output clock is stepwise A delay circuit having a first delay circuit, a multiplication circuit having a first counter for setting and controlling a delay time of the first delay circuit, and the output clock output from the first delay circuit in the multiplication circuit And a phase synchronization circuit having a second delay circuit for delaying the output clock for a predetermined time and a second counter for setting and controlling the delay time of the second delay circuit, A third counter that is set to a second value when the value is the first value and the counter value of the first counter does not change within a predetermined time; When the counter value of the counter changes from the first value to the second value, the delay time of the second delay circuit is the same as or slightly longer than the delay time of the first delay circuit. In this way, the counter value of the second counter is set as described above.
JP2010091689A 1997-05-23 2010-04-12 Clock generation circuit Expired - Fee Related JP4700755B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091689A JP4700755B2 (en) 1997-05-23 2010-04-12 Clock generation circuit

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1997134188 1997-05-23
JP13418897 1997-05-23
JP2010091689A JP4700755B2 (en) 1997-05-23 2010-04-12 Clock generation circuit

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007068344A Division JP4658982B2 (en) 1997-05-23 2007-03-16 Clock generation circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010233226A true JP2010233226A (en) 2010-10-14
JP4700755B2 JP4700755B2 (en) 2011-06-15

Family

ID=15122500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010091689A Expired - Fee Related JP4700755B2 (en) 1997-05-23 2010-04-12 Clock generation circuit

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4700755B2 (en)
KR (1) KR100262722B1 (en)
CN (1) CN1144116C (en)
TW (1) TW359936B (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4520380B2 (en) * 2005-08-09 2010-08-04 株式会社リコー Clock generation circuit
KR100911190B1 (en) 2007-06-11 2009-08-06 주식회사 하이닉스반도체 Internal Clock Driver Circuit
CN102073033B (en) * 2009-11-25 2013-03-20 中国科学院电子学研究所 Method for generating high-precision stepping delay capable of dynamic calibration
CN102109875B (en) * 2009-12-28 2015-05-20 北京普源精电科技有限公司 Signal generator with pulse signal generation function, and method for generating pulse signal
TWI520495B (en) 2013-06-06 2016-02-01 財團法人工業技術研究院 Crystal-less clock generator and operation method thereof
US10056899B1 (en) * 2017-06-21 2018-08-21 Silicon Laboratories Inc. Signal gating circuit for use in digital circuits and method therefor
US10516383B1 (en) * 2018-08-24 2019-12-24 Groq, Inc. Reducing power consumption in a processor circuit
CN111865300B (en) * 2020-07-08 2022-05-17 福州大学 Programmable digital control delay line applied to double-loop delay phase-locked loop

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277770A (en) * 1985-10-01 1987-04-09 Seiko Instr & Electronics Ltd Sampling clock generating circuit for video signal
JPH05199498A (en) * 1992-01-21 1993-08-06 Sony Corp Clock generating circuit
JPH08274600A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Toshiba Corp Cmos variable delay circuit
JPH0974339A (en) * 1995-09-06 1997-03-18 Mitsubishi Electric Corp Clock generating circuit, pll circuit, semiconductor device and method for calculating number of connection stages of unit delay elements at clock generating circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6277770A (en) * 1985-10-01 1987-04-09 Seiko Instr & Electronics Ltd Sampling clock generating circuit for video signal
JPH05199498A (en) * 1992-01-21 1993-08-06 Sony Corp Clock generating circuit
JPH08274600A (en) * 1995-03-30 1996-10-18 Toshiba Corp Cmos variable delay circuit
JPH0974339A (en) * 1995-09-06 1997-03-18 Mitsubishi Electric Corp Clock generating circuit, pll circuit, semiconductor device and method for calculating number of connection stages of unit delay elements at clock generating circuit

Also Published As

Publication number Publication date
CN1200504A (en) 1998-12-02
JP4700755B2 (en) 2011-06-15
KR19980086387A (en) 1998-12-05
TW359936B (en) 1999-06-01
KR100262722B1 (en) 2000-08-01
CN1144116C (en) 2004-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4700755B2 (en) Clock generation circuit
JP3232351B2 (en) Digital circuit device
KR100319890B1 (en) Delay locked loop and method for controlling the same
KR940001724B1 (en) Phase locked loop
JP2944607B2 (en) Digital PLL circuit and clock generation method
JP3404369B2 (en) DLL circuit
US6366150B1 (en) Digital delay line
US6049238A (en) Clock generator and clock generating method capable of varying clock frequency without increasing the number of delay elements
KR20030039994A (en) Apparatus for ensuring the correct start-up and locking of a delay locked loop
JP4390353B2 (en) Clock generation method and clock generation circuit
US7071750B2 (en) Method for multiple-phase splitting by phase interpolation and circuit the same
US6014047A (en) Method and apparatus for phase rotation in a phase locked loop
US6967536B2 (en) Phase-locked loop circuit reducing steady state phase error
JPH1022822A (en) Digital pll circuit
US7453297B1 (en) Method of and circuit for deskewing clock signals in an integrated circuit
US7323942B2 (en) Dual loop PLL, and multiplication clock generator using dual loop PLL
JP4463298B2 (en) Clock generation circuit
JP4033962B2 (en) Clock generation circuit
JP4658982B2 (en) Clock generation circuit
US7453301B1 (en) Method of and circuit for phase shifting a clock signal
US7170963B2 (en) Clock recovery method by phase selection
KR100511892B1 (en) DL Device
JP2000036728A (en) Circuit and method for generating clock
JP2006074580A (en) Dll circuit
KR100247006B1 (en) Dpll building zero phase error

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101201

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110304

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees