DE19830571A1 - Integrierte Schaltung - Google Patents
Integrierte SchaltungInfo
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Abstract
Die integrierte Schaltung weist einen Takteingang für ein externes Taktsignal (CLKE) sowie eine in einer Normalbetriebsart von einem internen Taktsignal (CLKI) gesteuerte Ausgabeeinheit (L) zur Ausgabe von Daten (DATA) an einen Datenausgang (10) auf. Außerdem weist sie eine Steuereinheit (DLL) zum Erzeugen des internen Taktsignals (CLKI) aus dem externen Taktsignal (CLKE) auf, die eine Phasenverschiebungseinheit (PRD) aufweist, die in der Normalbetriebsart eine Phasenverschiebung des von der Steuereinheit (DLL) erzeugten internen Taktsignals (CKLI) gegenüber dem externen Taktsignal (CLKE) bewirkt. Außerdem weist sie eine Detektoreinheit (CMP) auf zur Ermittlung der kapazitiven Last am Datenausgang (10), die der Phasenverschiebungseinheit (PRD) ein entsprechendes Detektorsignal (S2) liefert, in dessen Abhängigkeit die Phasenverschiebung eingestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einem
Takteingang für ein externes Taktsignal, mit einer von einem
internen Taktsignal gesteuerten Ausgabeeinheit zur Ausgabe
von Daten an einen Datenausgang und mit einer Steuereinheit
zum Erzeugen des internen Taktsignals aus dem externen Takt
signal, die eine Phasenverschiebungseinheit aufweist, die ei
ne Phasenverschiebung des von der Steuereinheit erzeugten in
ternen Taktsignals gegenüber dem externen Taktsignal bewirkt.
Eine derartige integrierte Schaltung in Form eines SDRAMs
(Synchronous DRAM) ist in C. Kim et al.: "A 640 MB/s
Bi-Directional Data Strobed, Double-Data-Rate SDRAM with a 40 mW
DLL Circuit for a 256 MB Memory System", in ISSCC98/Session
10/High-Speed Chip-To-Chip Connections/Paper FA 10.2 be
schrieben. Die Ausgabeeinheit des SDRAMs wird mit dem inter
nen Taktsignal getaktet, das gegenüber dem externen Taktsi
gnal eine negative Phasenverschiebung aufweist, die durch die
Steuereinheit in Form einer DLL-Schaltung (Delay Locked Loop)
erzeugt wird. Die durch die DLL bewirkte negative Phasenver
schiebung, die Vorauseilen des internen gegenüber dem exter
nen Taktsignal bewirkt, ist so eingestellt, daß für eine zu
erwartende Beschaltung des Datenausgangs weitestgehend ge
währleistet ist, daß unter Berücksichtigung der Signallauf
zeit zwischen der Ausgabeeinheit und dem Datenausgang von der
Ausgabeeinheit ausgegebene Daten im wesentlichen phasengleich
mit dem externen Taktsignal am Datenausgang anliegen. Auf
diese Weise soll erreicht werden, daß die an den Datenausgang
ausgegebenen Daten extern wiederum synchron mit dem externen
Taktsignal vorliegen.
Das beschriebene SDRAM hat den Nachteil, daß die durch die
DLL bewirkte negative Phasenverschiebung des internen gegen
über dem externen Taktsignal nur für bestimmte Beschaltungen
des Datenausgangs zum gewünschten Ergebnis führt. Der Erfin
der der im folgenden erläuterten Erfindung hat nämlich fest
gestellt, daß in Abhängigkeit der Beschaltung des Datenaus
gangs dessen kapazitive Last stark variieren kann. Da die Si
gnallaufzeit zwischen der Ausgabeeinheit und dem Datenausgang
abhängig von der kapazitiven Last des Datenausgangs ist, die
durch die DLL bewirkte negative Phasenverschiebung jedoch
durch den Hersteller des SDRAMs fest eingestellt wird, werden
die an den Datenausgang ausgegebenen Daten in vielen Fällen
nicht synchron mit dem externen Taktsignal vorliegen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine inte
grierte Schaltung der eingangs beschriebenen Art anzugeben,
bei der Daten, unabhängig von der Beschaltung des Datenaus
gangs, im wesentlichen synchron zum externen Taktsignal am
Datenausgang ausgegeben werden.
Diese Aufgabe wird mit einer integrierten Schaltung gemäß An
spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung weist einen Takt
eingang für ein externes Taktsignal und eine in einer Normal
betriebsart von einem internen Taktsignal gesteuerte Ausgabe
einheit zur Ausgabe von Daten an einen Datenausgang auf. Fer
ner weist sie eine Steuereinheit zum Erzeugen des internen
Taktsignals aus dem externen Taktsignal auf, die eine Phasen
verschiebungseinheit aufweist, die in der Normalbetriebsart
eine Phasenverschiebung des von der Steuereinheit erzeugten
internen Taktsignals gegenüber dem externen Taktsignal be
wirkt und eine Detektoreinheit zur Ermittlung der kapazitiven
Last am Datenausgang, die der Phasenverschiebungseinheit ein
entsprechendes Detektorsignal liefert, in dessen Abhängigkeit
die Phasenverschiebung eingestellt wird.
Indem erfindungsgemäß die Phasenverschiebung durch die Pha
senverschiebungseinheit gemäß der ermittelten kapazitiven
Last am Datenausgang eingestellt wird, wird erreicht, daß,
unabhängig von der Beschaltung des Datenausgangs, die für
dessen kapazitive Last verantwortlich ist, das interne Takt
signal zum externen Taktsignal in einem solchen zeitlichen
Verhältnis steht, daß von der Ausgabeeinheit an den Datenaus
gang aus gegebene Daten dort synchron mit dem externen Taktsi
gnal ausgegeben werden. Im Gegensatz zum in der Beschrei
bungseinleitung erläuterten Stand der Technik wird bei der
Erfindung also die durch die Steuereinheit, die beispielswei
se eine DLL sein kann, bewirkte Phasenverschiebung nicht be
reits durch den Hersteller der integrierten Schaltung fest
eingestellt. Vielmehr stellt die Steuereinheit selbst ihre
Phasenverschiebung durch Detektion der kapazitiven Last am
Datenausgang während des Betriebs, das heißt nach erfolgter
externer Beschaltung der integrierten Schaltung ein.
Die Erfindung eignet sich beispielsweise zum Einsatz in
SDRAMs. Jedoch ist ihr Einsatz auch in beliebigen anderen in
tegrierten Schaltungen möglich, die an einen Datenausgang Da
ten liefern, die mit einem externen Taktsignal synchron sein
sollen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Testbetriebs
art der integrierten Schaltung vorgesehen, in der die Ausga
beeinheit ein Testsignal an den Datenausgang ausgibt und in
der die Detektoreinheit die Laufzeit des Testsignals von der
Ausgabeeinheit zum Datenausgang als Maß der kapazitiven Last
am Datenausgang ermittelt. So läßt sich auf einfache Weise
die kapazitive Last am Datenausgang bestimmen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Ermittlung
der Laufzeit des Testsignals dadurch, daß die Ausgabeeinheit
in der Testbetriebsart vom externen Taktsignal gesteuert wird
und die Detektoreinheit weiterhin eine Vergleichseinheit auf
weist zur Ermittlung der Phasenverschiebung zwischen dem ex
ternen Taktsignal und dem sich in der Testbetriebsart am Da
tenausgang einstellenden Testsignal, wobei die Steuereeinheit
die Phasenverschiebung durch die Phasenverschiebungseinheit
so einstellt, daß sie im wesentlichen mit der durch die Ver
gleichseinheit ermittelten Phasenverschiebung übereinstimmt.
Im Gegensatz zur Normalbetriebsart wird die Ausgabeeinheit in
der Testbetriebsart also nicht durch das interne Taktsignal,
sondern durch das externe Taktsignal gesteuert. Da das exter
ne Taktsignal von außen vorgegeben ist, ergibt sich hiermit
ein definierter Startzeitpunkt für die Ausgabe des Testsi
gnals in der Testbetriebsart durch die Ausgabeeinheit. Die
Laufzeit des Testsignals von der Ausgabeeinheit zum Datenaus
gang kann somit problemlos bestimmt werden, indem überwacht
wird, wieviel später das Testsignal am Datenausgang eine
Flanke aufweist, als das externe Taktsignal, das die Ausgabe
des Testsignals durch die Ausgabeeinheit einleitet.
Die erfindungsgemäße Einstellung der Phasenverschiebung durch
die Phasenverschiebungseinheit und die damit verbundene Er
mittlung der kapazitiven Last am Datenausgang kann bei der
integrierten Schaltung beispielsweise während eines Initiali
sierungsvorgangs bei ihrer Inbetriebnahme vorgenommen werden.
Nach einer Weiterbildung weist die integrierte Schaltung ei
nen ersten Eingangstreiber auf zum Zuführen des externen
Taktsignals, dessen Eingang mit dem Takteingang und dessen
Ausgang mit einem ersten Eingang der Vergleichseinheit sowie
mit einem Takteingang der Ausgabeeinheit verbunden ist. Wei
terhin weist die integrierte Schaltung einen zweiten Eingangstrei
ber auf, dessen Eingang das sich in der Testbetriebsart
am Datenausgang einstellende Testsignal zugeführt wird, und
dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der Vergleichsein
heit verbunden ist. Dabei ist die Laufzeit des externen Takt
signals durch den ersten Eingangstreiber im wesentlichen
gleich der Laufzeit des Testsignals durch den zweiten Ein
gangstreiber.
Da die Vergleichseinheit in der Testbetriebsart die Phasen
verschiebung zwischen dem externen Taktsignal und dem an den
Datenausgang ausgegebenen Testsignal feststellt, werden auf
die beschriebene Art Verfälschungen des Vergleichsergebnisses
aufgrund unterschiedlicher Dimensionierungen der beiden Ein
gangstreiber vermieden. Diese Verfälschungen ergeben sich an
dernfalls dadurch, daß der Vergleichseinheit, die in der
Testbetriebsart die Phasenverschiebung zwischen dem externen
Taktsignal und dem Testsignal am Datenausgang feststellen
soll, die beiden Signale nicht direkt, sondern über die ge
nannten beiden Eingangstreiber zugeführt werden. Wären die
Laufzeiten durch die beiden Eingangstreiber unterschiedlich,
würde die Vergleichseinheit eine Phasenverschiebung ermit
teln, die wenigstens teilweise durch diesen Laufzeitunter
schied bedingt ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung dient der zweite Ein
gangstreiber in der Normalbetriebsart der Zuführung von ex
tern an die integrierte Schaltung anzulegenden Daten. Dies
hat den Vorteil, daß der zweite Eingangstreiber sowohl in der
Testbetriebsart, in der er das Testsignal vom Datenausgang
zur Vergleichseinheit übermittelt, als auch in der Normalbe
triebsart, in der er Daten nach innerhalb der integrierten
Schaltung übermittelt, Verwendung findet und daß für diese
beiden zeitlich getrennten Aufgaben keine zwei unterschiedli
chen Eingangstreiber notwendig sind. Hierdurch wird der Flä
chenbedarf reduziert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er
läutert, die Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsge
mäßen integrierten Schaltung,
Fig. 2 ein Detail des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,
Fig. 3 ein Detail einer zur Fig. 1 alternativen Ausfüh
rungsform der Erfindung und
Fig. 4 ein Detail des Blockschaltbildes aus Fig. 2.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen integrierten Schaltung IC in Form eines SDRAMs. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf SDRAMs beschränkt, sondern
kann auch bei beliebigen anderen integrierten Schaltungen
eingesetzt werden. Die Schaltung weist eine Ausgabeeinheit L
auf, die in einer Normalbetriebsart der integrierten Schal
tung IC ihr über einen ersten Multiplexer MUX1 zugeführte Da
ten DATA an einen Datenausgang 10 der integrierten Schaltung
ausgibt. Die Daten DATA werden dabei aus nicht dargestellten
Speicherzellen des SDRAMs ausgelesen. Das SDRAM weist weiter
hin einen Takteingang für die Zuführung eines externen Takt
signals CLKE auf. Vom Takteingang wird das externe Taktsignal
über einen ersten Eingangstreiber D1 einer DLL-Schaltung
(Delay Locked Loop) zugeführt, die aus dem externen Taktsi
gnal CLKE ein internes Taktsignal CLKI generiert, das gegen
über erstgenanntem eine bestimmte negative Phasenverschiebung
aufweist. Das interne Taktsignal eilt also dem externen Takt
signal voraus. Das interne Taktsignal CLKI wird einem Takt
eingang der Ausgabeeinheit L über einen zweiten Multiplexer
MUX2 zugeführt. Die Multiplexer MUX1, MUX2 werden über ein
Aktivierungssignal EN in der Weise angesteuert, daß sie in
einer Normalbetriebsart der Schaltung der Ausgabeeinheit L
die Daten DATA zuführen und dem Takteingang der Ausgabeein
heit L das interne Taktsignal CLKI.
Um zu erreichen, daß die von der Ausgabeeinheit L ausgegebe
nen Daten DATA am Datenausgang 10 synchron mit dem externen
Taktsignal CLKE vorliegen, bewirkt die Steuereinheit DLL eine
solche negative Phasenverschiebung des internen Taktsignals
CLKI gegenüber dem externen Taktsignal CLKE, daß die Ausgabe
einheit L die Daten DATA so früh an den Treiber D3 ausgibt,
daß die Daten DATA unter Berücksichtigung ihrer Signallauf
zeit zwischen der Ausgabeeinheit L und dem Datenausgang 10
synchron mit dem externen Taktsignal CLKE am Datenausgang 10
vorliegen. Die Laufzeit zwischen der Ausgabeeinheit L und dem
Datenausgang 10 ist jedoch abhängig von der externen kapazi
tiven Belastung des Datenausgangs 10. Die kapazitive Last ist
in Fig. 1 durch einen Kondensator C angedeutet. Die Erfin
dung sieht nun vor, daß die durch die DLL bewirkte Phasenver
schiebung des internen Taktsignals CLKI gegenüber dem exter
nen Taktsignal CLKE in Abhängigkeit von der kapazitiven Last
C des Datenausgangs 10 erfolgt. Hierzu werden die beiden Mul
tiplexer MUX1, MUX2 über das Aktivierungssignal EN in einer
Testbetriebsart so geschaltet, daß der Ausgabeeinheit L ein
Testsignal TEST anstelle der Daten DATA und ihrem Takteingang
anstelle des internen Taktsignals CLKI das externe Taktsignal
CLKE zugeführt wird. Das Testsignal TEST wird dann von dem
Ausgabeeinheit L in Abhängigkeit vom externen Taktsignal CLKE
über den Treiber D3 zum Datenausgang 10 übertragen.
Um die Laufzeit des Testsignals TEST von der Ausgabeeinheit L
zum Datenausgang 10 zu bestimmen (die ein Maß der kapazitiven
Last C am Datenausgang 10 ist), weist die integrierte Schal
tung eine Vergleichseinheit CMP auf, die die Phasendifferenz
zwischen dem externen Taktsignal CLKE und dem am Datenausgang
10 ausgegebenen Testsignal TEST ermittelt. Zu diesem Zweck
wird der Vergleichseinheit CMP an einem ersten Vergleichsein
gang das externe Taktsignal CLKE und an einem zweiten Ver
gleichseingang über einen zweiten Eingangstreiber D2 das in
den Datenausgang 10 ausgegebene Testsignal zugeführt.
Die Vergleichseinheit CMP ist ebenfalls durch das Aktivie
rungssignal EN gesteuert, das die Betriebsart der integrier
ten Schaltung festlegt. Die Vergleichseinheit ist nur in der
Testbetriebsart der Schaltung aktiviert und in der Normalbe
triebsart deaktiviert. Die Testbetriebsart wird beim vorlie
genden Ausführungsbeispiel in einer Initialisierungsphase des
SDRAMs durchgeführt. In der Testbetriebsart ermittelt die
Vergleichseinheit CMP die Laufzeit des Testsignals zwischen
Ausgabeeinheit L und Datenausgang 10. In der Normalbetriebs
art wird die Ausgabeeinheit L dann vom internen Taktsignal
CLKI gesteuert, das gegenüber dem externen Taktsignal CLKE
die in der Testbetriebsart ermittelte (negative) Phasenver
schiebung aufweist, die zu diesem Zweck von der Vergleich
seinheit während der Testbetriebsart gespeichert wird.
Fig. 1 ist auch zu entnehmen, daß der zweite Eingangstreiber
D2 in der Normalbetriebsart auch der Zuführung von Daten, die
extern an den Datenausgang 10 angelegt werden, dient, die im
SDRAM gespeichert werden sollen (in Fig. 1 dargestellt durch
das Bezugszeichen 30). Der zweite Eingangstreiber D2 dient
also in der Testbetriebsart der Zuführung des Testsignals am
Datenausgang 10 zur Vergleichseinheit CMP und in der Normal
betriebsart der Zuführung von extern an den Datenausgang 10
angelegten Daten, die im Speicher gespeichert werden sollen.
Der Datenausgang 10 ist also gleichzeitig ein Dateneingang
des SDRAMs.
Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der in Fig. 1 dargestellten
DLL zu entnehmen. Das vom Takteingang über den ersten Ein
gangstreiber D1 zugeführte externe Taktsignal CLKE' wird ei
nem spannungsgesteuerten Verzögerungsglied VCDL (Voltage Con
trolled Delay Line) zugeführt, die daraus das interne Taktsi
gnal CLKI generiert. Gleichzeitig wird das externe Taktsignal
CLKE' einem ersten Eingang einer Phasendetektionseinheit PFD
(Phase Frequency Detect) zugeführt. Einem zweiten Eingang der
Phasendetektionseinheit PFD wird das Ausgangssignal S3 einer
einstellbaren Phasenverschiebungseinheit PRD zugeführt. Das
Ausgangssignal der Phasendetektiereinheit PFD wird über einen
Tiefpaßfilter F der spannungsgesteuerten Verzögerungseinheit
VCDL als Steuersignal zugeführt. Das interne Taktsignal CLKI
ist rückgekoppelt über die einstellbare Phasenverschiebungs
einheit PRD als Signal S3 auf den zweiten Eingang der Phasen
detektiereinheit PFD.
Die Phasenverschiebungseinheit PRD bewirkt eine Phasenver
schiebung des Signals S3 an ihrem Ausgang gegenüber dem in
ternen Taktsignal CLKI, die abhängig von einem ihr von einer
Vergleichseinheit CMP zugeführten Detektorsignal S2 ist. Das
Detektorsignal S2 wird von der Vergleichseinheit CMP in der
Testbetriebsart durch Vergleich des externen Taktsignals
CLKE' und des ihr über den zweiten Eingangstreiber D2 in Form
eines Signals S1 zugeführten Testsignals am Datenausgang 10
zugeführten Testsignal TEST erzeugt. Die genaue Funktionswei
se der Vergleichseinheit CMP und der Phasenverschiebungsein
heit PRD werden im folgenden anhand Fig. 4 erläutert.
Fig. 4 zeigt in ihrem oberen Teil die Vergleichseinheit CMP
und in ihrem unteren Teil die Phasenverschiebungseinheit PRD.
Die Vergleichseinheit CMP weist eine Reihenschaltung mehrerer
Grundeinheiten auf, von denen in Fig. 4 nur vier dargestellt
wurden. Jede Grundeinheit besteht aus einer Reihenschaltung
eines ersten Schaltelementes SW1 und eines Speicherelementes
M. Die Speicherelemente M weisen zwei gegenparallel angeord
nete Inverter IM als Halteschaltung sowie einen diesem nach
geschalteten Inverter I auf, so daß ein am Eingang jedes
Grundelementes anliegender Signalpegel von der Halteschaltung
gespeichert und durch den nachgeschalteten Inverter I wieder
invertiert wird, womit der ursprüngliche Signalpegel auch am
Ausgang der Grundeinheit in nicht invertierter Form vorliegt.
Je zweien der Grundeinheiten ist ein XOR-Gatter zugeordnet,
denen die von den entsprechenden Speicherelementen M gespei
cherten Signalpegel zugeführt werden. Die Ausgangssignale der
XOR-Gatter bilden das Ausgangssignal S2 der Vergleichseinheit
CMP. Die ersten Schalteinheiten SW1 weisen Steuereingänge
auf, denen das am Datenausgang 10 ausgegebene und dort abge
griffene Testsignal S1 zugeführt wird. Dein Eingang der Rei
henschaltung der Grundeinheiten wird das externe Taktsignal
CLKE' zugeführt.
Die Funktionsweise der Vergleichseinheit CMP ist folgende:
Zunächst werden die Grundelemente in einen Zustand gebracht, in denen alle ihre Speichereinheiten M einen niedrigen Si gnalpegel speichern. Anschließend wird in der Testbetriebsart diejenige Flanke des externen Taktsignals CLKE', mit der die Ausgabe des Testsignals TEST durch die Ausgabeeinheit L auf Fig. 1 gestartet wird, durch die zu diesem Zeitpunkt geöff neten Schalteinheiten SW1 entlang der Reihenschaltung der Grundeinheiten übertragen. Diese Signalflanke läuft so weit durch die Reihenschaltung, bis das Signal S1 am Datenausgang 10 ebenfalls einen Pegelwechsel aufweist. Wenn das Signal S1 einen Pegelwechsel aufweist, werden die ersten Schaltelemente SW1 gesperrt, so daß der Zustand der Speichereinheiten M ein gefroren wird. Das Signal S1 wird den Steuereingängen der er sten Schaltelemente SW1 über ein Flip-Flop FF zugeführt, das über das Aktivierungssignal EN rückgesetzt wird. Dies ge schieht beim Versetzen der integrierten Schaltung in die Testbetriebsart. Anschließend wird das Flip-Flop FF durch das Signal S1 gesetzt und speichert somit den auftretenden Signalwechsel, so daß die ersten Schaltelemente SW1 dauerhaft gesperrt bleiben, und zwar auch nach Versetzen der integrier ten Schaltung IC in die Normalbetriebsart.
Zunächst werden die Grundelemente in einen Zustand gebracht, in denen alle ihre Speichereinheiten M einen niedrigen Si gnalpegel speichern. Anschließend wird in der Testbetriebsart diejenige Flanke des externen Taktsignals CLKE', mit der die Ausgabe des Testsignals TEST durch die Ausgabeeinheit L auf Fig. 1 gestartet wird, durch die zu diesem Zeitpunkt geöff neten Schalteinheiten SW1 entlang der Reihenschaltung der Grundeinheiten übertragen. Diese Signalflanke läuft so weit durch die Reihenschaltung, bis das Signal S1 am Datenausgang 10 ebenfalls einen Pegelwechsel aufweist. Wenn das Signal S1 einen Pegelwechsel aufweist, werden die ersten Schaltelemente SW1 gesperrt, so daß der Zustand der Speichereinheiten M ein gefroren wird. Das Signal S1 wird den Steuereingängen der er sten Schaltelemente SW1 über ein Flip-Flop FF zugeführt, das über das Aktivierungssignal EN rückgesetzt wird. Dies ge schieht beim Versetzen der integrierten Schaltung in die Testbetriebsart. Anschließend wird das Flip-Flop FF durch das Signal S1 gesetzt und speichert somit den auftretenden Signalwechsel, so daß die ersten Schaltelemente SW1 dauerhaft gesperrt bleiben, und zwar auch nach Versetzen der integrier ten Schaltung IC in die Normalbetriebsart.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 die Phasenver
schiebungseinheit PRD erläutert. Das interne Taktsignal CLKI
wird einer Reihenschaltung aus Verzögerungselementen V zuge
führt, die je zwei in Reihe geschaltete Inverter I aufweisen.
Der Ausgang jedes Verzögerungselementes V ist über ein zwei
tes Schaltelement SW2 mit dem Ausgang der Phasenverschie
bungseinheit PRD verbunden, an der diese das Signal S3 lie
fert. Die zweiten Schaltelemente SW2 weisen Steuereingänge
auf, denen je eines der Ausgangssignale S2 der Vergleichsein
heit CMP zugeführt werden.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Schaltelement SW1 gesperrt wer
den, wird der Speicherzustand der Speicherelemente M "ein
gefroren". Die Signalflanke des externen Taktsignals CLKE'
läuft also nur bis zu diesem Zeitpunkt durch die Reihenschal
tung. Es ändert sich nur in denjenigen Speicherelementen M
der gespeicherte Zustand, durch welche sich die Signalflanke
bis zum genannten Zeitpunkt ausbreiten konnte. In der Reihen
schaltung der Grundeinheiten weisen anschließend alle benach
barten Grundelemente den gleichen gespeicherten Signalpegel
auf, mit Ausnahme der beiden Grundelemente, bis zu denen die
Signalflanke des externen Taktsignal CLKE' gerade noch über
tragen wurde, bevor die ersten Schaltelemente SW1 sperrten.
Aus diesem Grunde liefert nur dasjenige XOR-Gatter einen ho
hen Signalpegel an seinem Ausgang, das mit diesen beiden
Grundelementen verbunden ist. Die übrigen XOR-Gatter geben
einen niedrigen Signalpegel aus. Somit liefert die Vergleichs
einheit CMP ein Ausgangssignal S2, das ein Maß für die Lauf
zeitverschiebung bzw. die Phasendifferenz zwischen dem exter
nen Taktsignal CLKE' und dem Signal S1 ist, das vom an der
Datenausgang 10 ausgegebenen Testsignal abgeleitet ist.
In der Phasenverschiebungseinheit PRD wird genau dasjenige
zweite Schaltelement SW2 leitend geschaltet, dessen zugeord
netes XOR-Gatter einen hohen Ausgangspegel liefert. Alle an
deren zweiten Schaltelemente SW2 bleiben gesperrt. Somit er
gibt sich eine Verzögerung des Ausgangssignals S3 der Phasen
verschiebungseinheit PRD gegenüber dem internen Taktsignal
CLKI, die proportional zur Laufzeitverschiebung zwischen dem
Signal S1 und dem externen Taktsignal CLKE' ist. Mit anderen
Worten: Die Phasenverschiebung durch die Phasenverschiebungs
einheit wird in Abhängigkeit von der Laufzeit des Testsignals
und damit in Abhängigkeit von der kapazitiven Last am Daten
ausgang eingestellt.
Fig. 3 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,
die sich bezüglich diesem nur hinsichtlich der Erfas
sung des Testsignals am Datenausgang 10 unterscheidet. Wäh
rend in Fig. 1 das Signal am Datenausgang 10 innerhalb der
integrierten Schaltung abgegriffen und der Vergleichseinheit
CMP zugeführt wird, geschieht dies beim Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 3 durch Abgriff von außerhalb der integrierten
Schaltung. Gemäß Fig. 3 weist die integrierte Schaltung IC
neben dem Datenausgang 10 einen Dateneingang 20 auf, der mit
dem zweiten Eingangstreiber D2 verbunden ist. Der Datenaus
gang 10 ist extern über einen Widerstand R mit der kapaziti
ven Last C verbunden. Je nach Anwendung kann es vorgesehen
sein, daß die externe Beschaltung der integrierten Schaltung
IC einen Anschluß über ein solches Widerstandselement R vor
sieht. Der Dateneingang 20 ist mit einem Schaltungsknoten A
zwischen dein Widerstandselement R und der kapazitiven Last C
verbunden. Somit wird der Vergleichseinheit CMP das Signal
S1, das dem an den Datenausgang 10 ausgegebenen Testsignal
TEST entspricht, von außerhalb der integrierten Schaltung IC
zugeführt. Auf diese Weise wird erreicht, daß das sich am
Schaltungsknoten A einstellende Signal synchron zum externen
Taktsignal CLKE ist.
Claims (5)
1. Integrierte Schaltung
- - mit einem Takteingang für ein externes Taktsignal (CLKE),
- - mit einer in einer Normalbetriebsart von einem internen Taktsignal (CLKI) gesteuerten Ausgabeeinheit (L) zur Ausga be von Daten (DATA) an einen Datenausgang (10),
- - mit einer Steuereinheit (DLL) zum Erzeugen des internen Taktsignals (CLKI) aus dem externen Taktsignal (CLKE), die eine Phasenverschiebungseinheit (PRD) aufweist, die in der Normalbetriebsart eine Phasenverschiebung des von der Steu ereinheit (DLL) erzeugten internen Taktsignals (CLKI) ge genüber dem externen Taktsignal (CLKE) bewirkt,
- - und mit einer Detektoreinheit (CMP) zur Ermittlung der ka pazitiven Last am Datenausgang (10), die der Phasenver schiebungseinheit (PRD) ein entsprechendes Detektorsignal (S2) liefert, in dessen Abhängigkeit die Phasenverschiebung eingestellt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1,
mit einer Testbetriebsart,
mit einer Testbetriebsart,
- - in der die Ausgabeeinheit (L) ein Testsignal (TEST) an den Datenausgang (10) ausgibt
- - und in der die Detektoreinheit (CMP) die Laufzeit des Test signals (TEST) von der Ausgabeeinheit (L) zum Datenausgang (10) als Maß der kapazitiven Last am Datenausgang ermit telt.
3. Schaltung nach Anspruch 2,
- - deren Ausgabeeinheit (L) in der Testbetriebsart vom exter nen Taktsignal (CLKE) gesteuert wird,
- - deren Detektoreinheit (CMP) eine Vergleichseinheit aufweist zur Ermittlung der Phasenverschiebung zwischen dem externen Taktsignal (CLKE) und dem sich in der Testbetriebsart am Datenausgang (10) einstellenden Testsignal,
- - und dessen Steuereinheit (DLL) die Phasenverschiebung durch die Phasenverschiebungseinheit (PRD) so einstellt, daß sie im wesentlichen mit der durch die Vergleichseinheit ermit telten Phasenverschiebung übereinstimmt.
4. Schaltung nach Anspruch 3,
- - mit einem ersten Eingangstreiber (D1) zum Zuführen des ex ternen Taktsignals (CLKE), dessen Eingang mit dem Taktein gang und dessen Ausgang mit einem ersten Eingang der Ver gleichseinheit sowie mit einem Takteingang der Ausgabeein heit (L) verbunden ist,
- - und mit einem zweiten Eingangstreiber (D2), dessen Eingang das sich in der Testbetriebsart am Datenausgang (10) ein stellende Testsignal zugeführt wird und dessen Ausgang mit einem zweiten Eingang der Vergleichseinheit verbunden ist,
- - wobei die Laufzeit des externen Taktsignals (CLKE) durch den ersten Eingangstreiber (D1) und die Laufzeit des Test signals durch den zweiten Eingangstreiber (D2) im wesentli chen gleich sind.
5. Schaltung nach Anspruch 4,
deren zweiter Eingangstreiber (D2) in der Normalbetriebsart
der Zuführung von extern an die integrierte Schaltung anzule
genden Daten dient.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19830571A DE19830571C2 (de) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | Integrierte Schaltung |
TW088110550A TW440763B (en) | 1998-07-08 | 1999-06-23 | Integrated circuit |
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