Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einem
Phasenregelkreis.
Delay Locked Loops (DLL) sind integrierte Schaltungen mit ei
nem Phasenregelkreis, bei denen ein Ausgangstakt mit einer
bestimmten Phasenverschiebung zu einem Eingangstakt erzeugt
wird. DLLs weisen üblicherweise eine Verzögerungseinheit auf,
die zwischen einem Takteingang und einem Taktausgang angeord
net ist und deren Verzögerungszeit einstellbar ist. Der
Takteingang für den Eingangstakt und der Taktausgang für den
Ausgangstakt sind mit einem Phasenkomparator bzw. Phasende
tektor verbunden. Ein dem Phasendetektor nachgeschalteter
Phasenregler erzeugt ein Steuersignal, über das die Verzöge
rungszeit der Verzögerungseinheit eingestellt wird. Die Erzeu
gung und Aktualisierung des Steuersignals durch den Phasen
regler erfolgt dabei oftmals synchron mit einem Steuertakt.
Da Flanken des Ausgangstakts maßgeblich für die Ansteuerung
von der DLL nachgeschalteten Schaltungseinheiten sind, ist es
wünschenswert, daß diese Flanken möglichst ohne Störungen er
zeugt werden. Es kann jedoch vorkommen, daß der vom Steuer
takt getaktete Phasenregler eine Anpassung bzw. Aktualisie
rung des der Verzögerungseinheit zugeführten Steuersignals
kurz vor oder sogar während des Auftretens einer Flanke des
Ausgangstakts vornimmt. Dies führt zu einer unerwünschten
störenden Beeinflussung der Flanken des Ausgangstakts. Die
Störung ist darauf zurückzuführen, daß bei einer Änderung des
Steuersignals eine Änderung der Verzögerungszeit der Verzöge
rungseinheit durchgeführt wird, für die bestimmte Schaltvor
gänge innerhalb der Verzögerungseinheit durchgeführt werden
müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte
Schaltung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der
Störungen der Flanken des Ausgangstakts aufgrund der Aktuali
sierung des vom Phasenregler erzeugten Steuersignals vermie
den werden.
Diese Aufgabe wird mit einer integrierten Schaltung gemäß Pa
tentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird die Aktualisierung des dem Steuereingang
der Verzögerungseinheit zugeführten Steuersignals durch eine
Flanke des am Taktausgang auftretenden Ausgangstakts ausge
löst.
Dadurch, daß die Aktualisierung des Steuersignals erst durch
die Flanke des Ausgangstakts ausgelöst wird, können die durch
die Aktualisierung verursachten Einstellungsvorgänge inner
halb der Verzögerungseinheit die Flanke nicht mehr störend
beeinflussen.
Bisher war es üblich, den Phasenregler mit einem Steuertakt
anzusteuern, der unabhängig vom Ausgangstakt des Phasenregel
kreises ist. Damit erfolgte die Aktualisierung des der Verzö
gerungseinheit zugeführten Steuersignals unabhängig vom Aus
gangstakt, so daß es zu einer störenden Beeinflussung der
Flanken des Ausgangstakts kommen konnte.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Ab
hängigkeit der Aktualisierung des Steuersignals vom Aus
gangstakt erreicht, indem der Phasenregler vom Ausgangstakt
und nicht von einem davon unabhängigen Steuertakt getaktet
wird. Hierzu ist ein Takteingang des Phasenreglers mit dem
Taktausgang der Verzögerungseinheit verbunden. Der Phasenreg
ler erzeugt dann die aktualisierten Werte des Steuersignals
in Abhängigkeit der Flanken des Ausgangstakts.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist die
integrierte Schaltung eine zwischen dem Ausgang des Phasen
reglers und dem Steuereingang der ersten Verzögerungseinheit
angeordnete erste Transfereinheit auf, deren Takteingang mit
dem Taktausgang der ersten Verzögerungseinheit verbunden ist.
Die erste Transfereinheit leitet das ihr vom Phasenregler zu
geführte Steuersignal in Abhängigkeit der Flanke des ihrem
Takteingang zugeführten ersten Ausgangstakts an die erste
Verzögerungseinheit weiter.
Bei diese Ausführungsform ist es möglich, daß der Phasenreg
ler von einem Steuertakt getaktet wird, der weiterhin unab
hängig vom Ausgangstakt der ersten Verzögerungseinheit ist.
Durch die erste Transfereinheit, die beispielsweise eine ge
taktete Halteschaltung (Latch) sein kann, ist trotzdem ge
währleistet, daß der jeweils aktualisierte Wert des Steuersi
gnals erst nach dem Auftreten einer Flanke des Ausgangstakts
an den Steuereingang der ersten Verzögerungseinheit weiterge
leitet wird. Auch auf diese Weise werden also unerwünschte
Störungen von Flanken des Ausgangstakts aufgrund von Verände
rungen des vom Phasenregler erzeugten Steuersignals vermie
den.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die integrierte
Schaltung eine zweite Verzögerungseinheit mit einem Taktein
gang zur Zuführung eines zweiten Eingangstakts, mit einem
Taktausgang zur Ausgabe eines gegenüber dem zweiten Ein
gangstakt verzögerten zweiten Ausgangstakts und mit wenig
stens einem Steuereingang zum Einstellen ihrer Verzögerungs
zeit auf. Die Schaltung weist weiterhin eine zweite Trans
fereinheit auf, über die der Ausgang des Phasenreglers mit
dem Steuereingang der zweiten Verzögerungseinheit verbunden
ist, die einen Takteingang aufweist, der mit dem Taktausgang
der zweiten Verzögerungseinheit verbunden ist, und die das
ihr vom Phasenregler zugeführte Steuersignal in Abhängigkeit
der Flanke des ihrem Steuereingang zugeführten zweiten Aus
gangstakts an die zweite Verzögerungseinheit weiterleitet.
Bei dieser Weiterbildung der Erfindung dient der Phasenregler
also sowohl der Regelung der Phasenverschiebung des ersten
Ausgangstakts gegenüber dem ersten Eingangstakt als auch der
Steuerung der Phasenverschiebung des zweiten Ausgangstakts
gegenüber dem zweiten Eingangstakt. Diese Weiterbildung eig
net sich insbesondere für solche ersten und zweiten Ein
gangstakte, die die gleiche Frequenz aufweisen und zueinander
eine bestimmte Phasenverschiebung aufweisen. Durch die zweite
Transfereinheit ist gewährleistet, daß durch die Aktualisie
rung des Steuersignals, das sowohl der ersten als auch der
zweiten Verzögerungseinheit zugeführt wird, auch die Flanken
des zweiten Ausgangstakts nicht störend beeinflußt werden.
Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weist die er
ste Verzögerungseinheit eine Reihenschaltung einer ersten
Verzögerungsstufe und einer zweiten Verzögerungsstufe auf.
Der Phasenregler dient zur Erzeugung eines Steuersignals für
die erste Verzögerungsstufe und eines Steuersignals für die
zweite Verzögerungsstufe. Der Phasenregler ist über eine
zweite Transfereinheit mit der ersten Verzögerungsstufe und
über eine Reihenschaltung einer dritten Transfereinheit und
der ersten Transfereinheit mit der zweiten Verzögerungsstufe
verbunden. Takteingänge der zweiten und der dritten Trans
fereinheit sind mit einem Taktausgang der ersten Verzöge
rungsstufe verbunden.
Die zweite und die dritte Transfereinheit sorgen dafür, daß
den beiden Verzögerungsstufen während einer Periode des Aus
gangstakts die zum gleichen Zeitpunkt vom Phasenregler er
zeugten Steuersignale zugeführt werden. Die zweite Trans
fereinheit verhindert eine Störung der Flanken des Aus
gangstakts der ersten Verzögerungsstufe und die erste Trans
fereinheit verhindert eine Störung der Flanken des Aus
gangstakts der zweiten Verzögerungsstufe durch die Aktuali
sierung des jeweiligen Steuersignals.
Die erste Verzögerungsstufe kann beispielsweise zum Grobein
stellen einer Verzögerungszeit und die zweite Verzögerungs
stufe zum Feineinstellen einer Verzögerungszeit der ersten
Verzögerungseinheit dienen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er
läutert, die unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfin
dung zeigen.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
die eine erste Verzögerungseinheit D1 mit einem Takteingang
IN1 zur Zuführung eines ersten Eingangstakts und mit einem
Taktausgang OUT1 zur Ausgabe eines gegenüber dem ersten Ein
gangstakt verzögerten ersten Ausgangstakts aufweist. Der
Takteingang IN1 ist über ein ersten Verzögerungsglied dT1 mit
konstanter oder einstellbarer Verzögerungszeit mit einem er
sten Eingang eines Phasendetektors PD verbunden. Der Taktaus
gang OUT1 ist über ein zweites Verzögerungsglied dT2 mit
ebenfalls wahlweise fester oder einstellbarer Verzögerungs
zeit mit einem zweiten Eingang des Phasendetektors PD verbun
den. Bei anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann
auch eines der beiden Verzögerungsglieder dT1, dT2 entfallen.
Bei den weiter unten noch zu erläuternden Ausführungsbeispie
len gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ist nur ein derartiges Verzöge
rungsglied dT zwischen dem Taktausgang und dem zweiten Ein
gang des Phasendetektors PD angeordnet, wobei auch bei diesen
Ausführungsbeispielen ein weiteres Verzögerungsglied zwischen
dem Takteingang und dem ersten Eingang des Phasendetektors
alternativ oder zusätzlich zu diesem Verzögerungsglied dT
vorgesehen sein kann.
Der Phasendetektor PD in Fig. 1 prüft die Phasendifferenz
zwischen den an seinen beiden Eingängen auftretenden Taktsi
gnalen und übermittelt ein entsprechendes Ergebnissignal,
ggf. über eine Filtereinheit F, an einen Phasenregler C. Der
Phasenregler C erzeugt ein der vom Phasendetektor PD festge
stellten Phasendifferenz entsprechendes Steuersignal, das er
einem Steuereingang der ersten Verzögerungseinheit D1 zu
führt. Über ihren Steuereingang ist die Verzögerungszeit der
ersten Verzögerungseinheit D1 einstellbar.
Der Phasenregler C in Fig. 1 weist einen flankensensitiven
Takteingang auf, der mit dem Taktausgang OUT1 der ersten Ver
zögerungseinheit D1 verbunden ist. Der Phasenregler C führt
Neuberechnungen des von ihm erzeugten Steuersignals, die im
folgenden auch als "Aktualisierungen" des Steuersignals be
zeichnet werden, nur bei jeder an seinem Takteingang auftre
tenden positiven Flanke des ersten Ausgangstakts durch. Dabei
wird angenommen, daß die positive Flanke des ersten Aus
gangstakts dessen "aktive" Flanke ist, die für die Ansteue
rung von (in der Fig. 1 nicht dargestellten), dem ersten
Taktausgang OUT1 nachgeschalteten Schaltungseinheiten maßgeb
lich ist.
Während der Phasendetektor PD die Werte der von ihm festge
stellten Phasendifferenz kontinuierlich aktualisiert und dem
Phasenregler C übergibt, aktualisiert dieser das von ihm er
zeugte Steuersignal nur bei Auftreten einer positiven Flanke
an seinem Takteingang. Somit erfolgt eine Änderung des Steu
ersignals und damit eine Änderung der Verzögerungszeit der
ersten Verzögerungseinheit D1 immer unmittelbar nach dem Auf
treten der positiven, aktiven Flanke des ersten Aus
gangstakts. Auf diese Weise wird also verhindert, daß die Ak
tualisierung des Steuersignals durch den Phasenregler C die
aktive Flanke des ersten Ausgangstakts in unerwünschter Weise
beeinflußt. Da nur die aktive Flanke des ersten Ausgangstakts
maßgeblich für die Ansteuerung der nachgeschalteten Schal
tungseinheiten ist, ist eine auftretende Störung des ersten
Ausgangstakts kurz nach dem Auftreten der positiven Flanke
unschädlich.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem in Abweichung von Fig. I der Phasenregler C nicht
durch den ersten Ausgangstakt am Taktausgang OUT1 der ersten
Verzögerungseinheit D1, sondern durch einen davon abweichen
den Steuertakt CLK getaktet wird. Bei diesem Ausführungsbei
spiel erzeugt der Phasenregler C ein digitales Steuersignal
mit einer Breite von mehreren Bit. Dieses wird entsprechenden
Steuereingängen der ersten Verzögerungseinheit D1 über eine
erste Transfereinheit L1, die eine taktgesteuerte Halteschal
tung (Latch) ist, zugeführt. Die erste Transfereinheit L1
weist einen flankensensitiven Takteingang auf, der mit dem
Taktausgang OUT1 der ersten Verzögerungseinheit D1 verbunden
ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Phasenregler C
also das Steuersignal unabhängig vom ersten Ausgangstakt der
ersten Verzögerungseinheit D1. Allerdings speichert die erste
Transfereinheit L1 das jeweils vom Phasenregler C erzeugte,
aktuelle Steuersignal erst beim Auftreten einer positiven
Flanke des ersten Ausgangstakts und leitet dann erst dieses
aktualisierte Steuersignal an die erste Verzögerungseinheit
D1 weiter. Somit ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ge
währleistet, daß Änderungen des Steuersignals an den Steuer
eingängen der ersten Verzögerungseinheit D1 erst nach dem
Auftreten der positiven bzw. aktiven Flanke des ersten Aus
gangstakts erfolgen.
Fig. 2 sind noch weitere Komponenten zu entnehmen, die bei
anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung auch entfallen
können. Es handelt sich dabei um eine zweite Verzögerungsein
heit D2 mit einem Takteingang IN2 zum Zuführen eines zweiten
Eingangstakts und mit einem Taktausgang OUT2 zur Ausgabe ei
nes gegenüber dem zweiten Eingangstakt verzögerten bzw. pha
senverschobenen zweiten Ausgangstakts. Die beiden den
Takteingängen IN1, IN2 zugeführten Eingangstakte weisen zu
einander eine feste Phasenbeziehung auf. Einer der beiden
Eingangstakte kann beispielsweise aus dem anderen durch In
vertierung erzeugt sein. Die Ausgänge des Phasenreglers C, an
denen dieser das Steuersignal ausgibt, sind über eine zweite
Transfereinheit L2 mit entsprechenden Steuereingängen der
zweiten Verzögerungseinheit D2 verbunden, über die die Verzö
gerungszeit der zweiten Verzögerungseinheit D2 einstellbar
ist. Ein flankensensitiver Takteingang der zweiten Trans
fereinheit L2 ist mit dem Taktausgang der zweiten Verzöge
rungseinheit D2 verbunden.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Schaltung wird dasselbe vom Pha
senregler C erzeugte Steuersignal sowohl der ersten Trans
fereinheit L1 als auch der zweiten Transfereinheit L2 zuge
führt. Die Weiterleitung des aktualisierten Steuersignals er
folgt mittels der ersten Transfereinheit L1 jedoch abhängig
vom ersten Ausgangstakt der ersten Verzögerungseinheit D1 und
mittels der zweiten Transfereinheit L2 in Abhängigkeit des
zweiten Ausgangstakts der zweiten Verzögerungseinheit D2. So
mit ist für beide Verzögerungseinheiten D1, D2 gewährleistet,
daß die positive Flanke ihrer Ausgangstakte nicht durch Ände
rungen des Steuersignals an ihren Steuereingängen in stören
der Weise beeinflußt wird. Während die erste Verzögerungsein
heit D1 Bestandteil des den Phasenregler C aufweisenden Pha
senregelkreises ist, erfolgt über das vom Phasenregler C über
die zweite Transfereinheit L2 an die zweite Verzögerungsein
heit D2 übermittelte Steuersignal lediglich eine Steuerung,
also keine Regelung, der Phasenverschiebung des zweiten Aus
gangstakts gegenüber dem zweiten Eingangstakt.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem die erste Verzögerungseinheit D1 eine Reihenschaltung
einer ersten Verzögerungsstufe D3 und einer zweiten Verzöge
rungsstufe D4 aufweist. Der Phasenregler C erzeugt wiederum
ein digitales Steuersignal, das bei diesem Beispiel acht Bits
A0 bis A7 aufweist. Die fünf höchstwertigen Bits A3 bis A7
des Steuersignals werden entsprechenden Steuereingängen der
ersten Verzögerungsstufe D3 über eine zweite Transfereinheit
L2 zugeführt. Die drei niedrigwertigsten Bits A0 bis A2 des
Steuersignals werden entsprechenden Steuereingängen der zwei
ten Verzögerungsstufe D4 über eine Reihenschaltung einer
dritten Transfereinheit L3 und der ersten Transfereinheit L1
zugeführt. Über ihre Steuereingänge sind die Verzögerungszei
ten der beiden Verzögerungsstufen D3, D4 einstellbar. Dabei
handelt es sich bei der ersten Verzögerungsstufe D3 um eine
Grobverzögerungsstufe und bei der zweiten Verzögerungsstufe
D4 um eine Feinverzögerungsstufe der ersten Verzögerungsein
heit D1. Das bedeutet, daß die Verzögerungszeit der ersten
Verzögerungsstufe D3 in minimalen Schritten veränderlich ist,
die größer sind als diejenigen der zweiten Verzögerungsstufe
D4.
Die drei Transfereinheiten L1, L2, L3 weisen jeweils einen
flankensensitiven Takteingang auf. Die Takteingänge der zwei
ten Transfereinheit L2 und der dritten Transfereinheit L3
sind mit einem Taktausgang A der ersten Verzögerungsstufe D3
verbunden, der auch mit einem Takteingang der zweiten Verzö
gerungsstufe D4 verbunden ist. Der Takteingang der ersten
Transfereinheit L1 ist wiederum mit dem Taktausgang OUT1 der
ersten Verzögerungseinheit D1, der ein Taktausgang der zwei
ten Verzögerungsstufe D4 ist, verbunden.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt
das Weiterleiten des vom Phasenregler erzeugten Steuersignals
gleichzeitig über die zweite Transfereinheit L2 bzw. die
dritte Transfereinheit L3 an die Steuereingänge der ersten
Verzögerungsstufe D3 und an die Eingänge der ersten Trans
fereinheit L1. Somit ist gewährleistet, daß positive Flanken
am Taktausgang A der ersten Verzögerungsstufe D3 nicht durch
eine Aktualisierung des Steuersignals an den Steuereingängen
der ersten Verzögerungsstufe D3 in störender Weise beeinflußt
werden. Die erste Transfereinheit L1 sorgt wiederum dafür,
daß das von ihr an die Steuereingänge der zweiten Verzöge
rungsstufe D4 übermittelte Steuersignal erst nach dem Auftre
ten einer positiven Flanke des ersten Ausgangstakts geändert
wird.
Die Transfereinheiten L1, L2, L3 sind wiederum Halteschaltun
gen, die den vorhergehenden Wert des Steuersignals so lange
speichern und an die Steuereingänge der entsprechenden Verzö
gerungsstufen D3, D4 weiterleiten, bis sie beim Auftreten der
nächsten positiven Flanke an ihrem Takteingang den zu diesem
Zeitpunkt an ihren Eingängen anliegenden Wert des Steuersi
gnals übernehmen und anstelle des zuvor gespeicherten Wertes
speichern und an die Verzögerungsstufen D3, D4 weiterleiten.
Bei allen erläuterten Ausführungsbeispielen erfolgt die Ände
rung der Verzögerungszeit der Verzögerungseinheiten D1, D2
bzw. Verzögerungsstufen D3, D4 zu einem Zeitpunkt, der unkri
tisch ist und den entsprechenden Ausgangstakt nicht wesent
lich stört. Insbesondere wird dessen aktive Flanke (bei die
sen Ausführungsbeispielen die positive Flanke) nicht gestört.
Dadurch, daß die Aktualisierung der Steuersignale an den
Steuereingängen der Verzögerungseinheiten bzw. Verzögerungs
stufen unmittelbar durch die aktive Flanke der Ausgangstakte
ausgelöst wird, steht die maximal mögliche Zeitspanne der Pe
riode der Ausgangstakte zur Verfügung, um die sich aufgrund
der Aktualisierung ergebende Änderung der Verzögerungszeiten
vorzunehmen, bevor die nächste aktive Flanke am entsprechen
den Taktausgang auftritt. Somit befinden sich die Verzöge
rungseinheiten D1, D2 und Verzögerungsstufen D3, D4 bereits
im eingeschwungenen Zustand, wenn die nächste positive Takt
flanke auftritt.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gewährleistet die
dritte Transfereinheit L3, daß die Verzögerungszeit der zwei
ten Verzögerungsstufe D4 immer nach derjenigen der ersten
Verzögerungsstufe D3, aber in derselben Taktperiode geändert
wird.
Die Transfereinheiten L1, L2, L3 der unterschiedlichen Aus
führungsbeispiele sind günstigerweise unmittelbar in der Nähe
der Steuereingänge der zugehörigen Verzögerungseinheiten D1,
D2 bzw. Verzögerungsstufen D3, D4 angeordnet, so daß zwischen
ihren Ausgängen und den Steuereingängen nur noch vernachläs
sigbare Signallaufzeiten auftreten.
Das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eignet sich ins
besondere, wenn die beiden Verzögerungsstufen D3, D4, zum
Einstellen einer neuen Verzögerungszeit Zeitspannen benöti
gen, deren Summe größer oder gleich der Periodendauer des er
sten Eingangstakts ist.
Die Transfereinheiten L1, L2, L3 können bei anderen Ausfüh
rungsbeispielen auch durch negative Flanken an ihren Taktein
gängen getaktet werden, wenn dies die aktiven Flanken der
entsprechenden Taktsignale sind.