Die vorliegende Erfindung betrifft Phase-Locked-Schal
tungen bzw. Phasensynchronschaltungen oder Phasenregelschaltung
und eine die Phase-Locked-
Schaltung bzw. die Phasensynchronschaltung enthaltende
integrierte Schaltungseinrichtung.
Es wird Bezug genommen auf die Schwierigkeit bei der
Datenübertragung und beim Datenempfang infolge der
Ausbreitungsverzögerungszeit im Digitaldaten-Verarbei
tungssystem. Insbesondere stellt die bei den Taktsignalen
in den integrierten Schaltungen auftretende Ausbreitungs
verzögerungszeit ein wesentliches Problem dar. Ein Zyklus
eines Taktsignals beträgt etwa 25 ns bei 40 MHz. In
integrierten Schaltungen werden eingegebene externe Takt
signale im allgemeinen in den integrierten Schaltungen
als interne Taktsignale verteilt, nachdem sie durch einen
Eingangspuffer und eine Mehrzahl von parallelgeschalteten
internen Puffern gelaufen sind. Die Mehrzahl von Stufen
der Puffer ist erforderlich, da es eine Begrenzung in der
Treibfähigkeit für die nächste Stufe des Puffers gibt.
In diesem Fall läuft das externe Taktsignal durch die
Mehrfachstufen der Puffer, so daß die Ausbreitungsver
zögerungszeit zwischen dem internen Taktsignal und dem
externen Taktsignal auftritt. Beispielsweise wird eine
Verzögerung um etwa 1-2 ns hervorgerufen, wenn es durch
den Eingangspuffer läuft. Nun wird der Fall angenommen,
daß die aus der ersten integrierten Schaltungsgruppe in
Synchronisation mit dem externen Taktsignal ausgegebenen
Daten in Synchronisation mit dem externen Taktsignal an
der zweiten integrierten Schaltung gewonnen werden.
Fig. 29 stellt ein Schaltbild dar, welches eine her
kömmliche integrierte Schaltung zeigt. In der Figur be
zeichnet 2 eine integrierte Schaltung, 3 bezeichnet eine
in der integrierten Schaltung 2 vorgesehene Logikschal
tung, 4 bezeichnet eine in der Logikschaltung 3 vorge
sehene sequentielle Schaltung, 5 bezeichnet einen Takt
eingangsanschluß zum Empfangen eines Taktsignals CK1,
welches in die integrierte Schaltung 2 von außen einge
geben wird, 6 bezeichnet einen Dateneingangsanschluß zum
Empfangen von Eingangsdaten DI1, welche in die
integrierte Schaltung 2 von außen eingegeben werden, 7
bezeichnet einen Datenausgangsanschluß zum externen
Ausgeben der in der integrierten Schaltung 2 verarbei
teten Daten, Bu1 bezeichnet einen Puffer, dessen Ein
gangsende mit dem Takteingangsanschluß 5 verbunden ist,
um das von außen in die integrierte Schaltung 2 einge
gebene Taktsignal CK1 zu gewinnen, Bu2 bezeichnet einen
Puffer, dessen Eingangsende mit dem Dateneingangsanschluß
6 verbunden ist, um die von außen in die integrierte
Schaltung 2 eingegebenen Eingangsdaten DI1 zu gewinnen,
Bu3 bezeichnet einen in der Logikschaltung 3 vorgesehenen
Hauptpuffer, dessen Eingangsende mit einem Ausgangsende
des Puffers Bu1 verbunden ist, zum Zuführen des Takt
signals zur sequentiellen Schaltung 4, Bu4 bis Bu6
bezeichnen Puffer, deren Eingangsenden mit dem Ausgangs
ende des Puffers Bu3 verbunden sind und deren Ausgangs
enden mit der sequentiellen Schaltung 4 zum direkten
Zuführen des Taktsignals CK1 zur sequentiellen Schaltung
4 verbunden sind, 8 bezeichnet einen Taktpuffer, welcher
die Puffer Bu3 bis Bu6 umfaßt, und Bu7 bezeichnet einen
Puffer, dessen Eingangsende mit der sequentiellen
Schaltung 4 verbunden ist und dessen Ausgangsende mit dem
Datenausgangsanschluß 7 verbunden ist, zum Ausgeben der
in der sequentiellen Schaltung 4 verarbeiteten Daten DO1
nach draußen.
Nun wird ein aus dem Puffer Bu1 ausgegebenes Signal mit
SBu1 dargestellt, ein aus dem Puffer Bu2 ausgegebenes
Signal wird mit SBu2 dargestellt, ein aus dem Puffer Bu4
ausgegebenes Signal wird mit SBu4 dargestellt, und ein
aus der sequentiellen Schaltung 4 ausgegebenes Signal
wird mit S4 dargestellt.
Nachstehend wird der Betrieb der in Fig. 29 gezeigten
integrierten Schaltung 2 unter Bezugnahme auf Fig. 30
beschrieben werden. Die Eingangsdaten DI1 werden aus dem
Dateneingangsanschluß 6 in Synchronisation mit dem am
Takteingangsanschluß 5 eingegebenen Taktsignal CK1 einge
geben. Die Eingangsdaten DI1 umfassen eine Mehrzahl von
Daten, wie beispielsweise DataA1, DataA2 und DataA3, welche
nacheinander eingegeben werden.
Das eingegebene Taktsignal CK1 wird in die integrierte
Schaltung 2 durch den Puffer Bu1 hindurch eingeleitet.
Das heißt, der Puffer Bu1 gibt das Signal SBu1 in die
integrierte Schaltung 2 aus. Das Signal SBu1 weist eine
Verzögerung um eine bestimmte Zeit Δt1 auf, welche im
Puffer Bu1 bezüglich des Taktsignals CK1 hinzugefügt
wird. Ferner gibt der Taktpuffer 8, der das Signal SBu1
empfängt, welches ein Ausgang des Puffers Bu1 ist,
schließlich das Signal SBu4 und dergleichen aus den
Puffern Bu4 bis Bu6 an die sequentielle Schaltung 4 aus.
Zu dieser Zeit weist zum Beispiel das Signal SBu4 eine
Verzögerung um eine bestimmte Zeit Δt2 bezüglich des
Signals SBu1 auf. Die Verzögerungszeit Δt2 ist die
Signalverzögerung im Puffer Bu3 und im Puffer Bu4.
Andererseits werden die eingegebenen Eingangsdaten DI1
durch den Puffer Bu2 in die integrierte Schaltung 2
geleitet. Das heißt, der Puffer Bu2 gibt das Signal SBu2
in die integrierte Schaltung 2 aus. Das Signal SBu2 weist
eine Verzögerung um eine bestimmte Zeit auf, welche im
Puffer Bu2 bezüglich des Taktsignals CK1 hinzugefügt
wird.
Nun werden die ersten Übergänge des Taktsignals CK1 für
jeden Takt mit CK1-1, CK1-2 und CK1-3 aufeinanderfolgend
dargestellt. Die Daten DataA1 werden beim ersten Übergang
(CK1-1) des Signals SBu4 dem ersten Übergang CK1-1 des
Taktsignals CK1 entsprechend in die sequentielle Schal
tung 4 geleitet und verarbeitet.
Dann werden die in der sequentiellen Schaltung 4 ver
arbeiteten Daten zum Puffer Bu7 als Signal S4 ausgegeben,
welches mit dem Signal SBu4 synchron ist. Das Ausgabe-
Timing des Signals S4 weist eine Verzögerung um eine
bestimmte Zeit Δt3 bezüglich des Signals SBu4 auf. Infol
ge der Verzögerung im Puffer Bu7 sind die aus dem Daten
ausgangsanschluß 7 ausgegebenen Ausgangsdaten DO1 um eine
bestimmte Zeit Δt4 bezüglich des Signals S4 weiter ver
zögert.
Nachstehend werden die Beziehungen zwischen jedem Takt
signal, den Eingangsdaten und den Ausgangsdaten in
demjenigen Fall unter Verwendung von Fig. 31 beschrieben
werden, daß eine Mehrzahl von vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltungen verbunden ist. In Fig. 31
bezeichnet 1 eine Taktoszillationsschaltung zum Ausgeben
eines Signals CK, 2 bezeichnet eine Schaltung mit einer
zur in Fig. 29 dargestellten integrierten Schaltung 2
äquivalenten Funktion, und 9 sowie 16 bezeichnen Schal
tungen mit sequentiellen Schaltungen. In Fig. 31
bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in
Fig. 29 die entsprechenden Teile in Fig. 29.
In der Figur bezeichnen 11 und 18 sequentielle Schal
tungen, die in den integrierten Schaltungen 9 und 16
entsprechend vorgesehen sind, 12 und 19 bezeichnen
Takteingangsanschlüsse, welche Taktsignale CK2 und CK3
empfangen, die in die integrierten Schaltungen 9 und 16
von außen entsprechend eingegeben werden, 13 bezeichnet
einen Dateneingangsanschluß, welcher Eingangsdaten DI2
empfängt, die in die integrierte Schaltung 9 von außen
eingegeben werden, 20 und 21 bezeichnen Dateneingangs
anschlüsse, welche Eingangsdaten empfangen, die in die
integrierte Schaltung 16 von außen eingegeben werden, 14
und 22 bezeichnen Datenausgangsanschlüsse zum Ausgeben
von in den integrierten Schaltungen 9 und 16 verarbei
teten Daten nach draußen, Bu8 und Bu15 bezeichnen Puffer,
dessen Eingangsenden mit den Takteingangsanschlüssen 12
und 19 verbunden sind, um die Taktsignale CK2 und CK3 zu
gewinnen, welche von außen in die integrierten Schal
tungen 9 und 16 eingegeben werden, Bu9 bezeichnet einen
Puffer, dessen Eingangsende mit dem Dateneingangsanschluß
13 verbunden ist, um die von außen in die integrierte
Schaltung 9 eingegebenen Eingangsdaten DI2 zu gewinnen,
Bu16 und Bu17 bezeichnen Puffer, dessen Eingangsenden mit
den Dateneingangsanschlüssen 20 und 21 entsprechend
verbunden sind, um die von außen in die integrierte
Schaltung 16 entsprechend eingegebenen Eingangsdaten zu
gewinnen, Bu10 und Bu18 bezeichnen in den integrierten
Schaltungen 9 und 16 entsprechend vorgesehene Haupt
puffer, dessen Eingangsenden mit den Ausgangsenden der
Puffer Bu8 und Bu15 zum Zuführen der Taktsignale zu den
entsprechenden sequentiellen Schaltungen 11 und 18
verbunden sind, Bu11 bis Bu13 sowie Bu19 bis Bu21
bezeichnen entsprechende Puffer, deren Eingangsenden mit
den Ausgangsanschlüssen der Puffer Bu10 und Bu18
verbunden sind und deren Ausgangsenden mit den
sequentiellen Schaltungen 11 und 18 zum direkten Zuführen
der Taktsignale zu den sequentiellen Schaltungen 11 und
18 verbunden sind, 15 und 23 bezeichnen entsprechende
Taktpuffer, welche die Puffer Bu10 bis Bu13 und die
Puffer Bu18 bis Bu21 umfassen, Bu14 bezeichnet einen
Puffer, dessen Eingangsende mit der sequentiellen Schal
tung 11 verbunden ist und dessen Ausgangsende mit dem
Datenausgangsanschluß 14 verbunden ist, um die in der
sequentiellen Schaltung 11 verarbeiteten Ausgangsdaten
DO2 aus der integrierten Schaltung 9 nach draußen auszu
geben, und 22 bezeichnet einen Datenausgangsanschluß,
dessen Eingangsende mit der sequentiellen Schaltung 18
durch einen Puffer verbunden ist, zum Ausgeben von in der
sequentiellen Schaltung 18 verarbeiteten Ausgangsdaten
DO3 aus der integrierten Schaltung 16 nach draußen.
Ein aus dem Puffer Bu8 ausgegebenes Signal wird mit SBu8
dargestellt, und ein aus dem Puffer Bu11 ausgegebenes
Signal wird mit SBu11 dargestellt. Ferner werden aus den
Puffern Bu16 und Bu17 ausgegebene Signale entsprechend
mit SBu16 und SBu17 dargestellt, und ein aus dem Puffer
Bu19 ausgegebenes Signal wird mit SBu19 dargestellt.
Nun bilden die integrierte Schaltung 2 und die
integrierte Schaltung 9 die erste integrierte Schaltungs
gruppe. Die integrierte Schaltung 16 ist die zweite
integrierte Schaltung. Die integrierte Schaltung 2
empfängt die Eingangsdaten DI1 aus dem Dateneingangs
anschluß 6 in Synchronisation mit dem Taktsignal CK1,
welches dem Takteingangsanschluß 5 von außen zugeführt
wird, verarbeitet die Daten in der sequentiellen Schal
tung 4 und gibt die in der sequentiellen Schaltung 4 er
zeugten Ausgangsdaten DO1 aus dem Datenausgangsanschluß 7
nach draußen aus. Die integrierte Schaltung 9 leitet die
Eingangsdaten DI2 aus dem Dateneingangsanschluß 13 in die
sequentielle Schaltung 11 in Synchronisation mit dem
Taktsignal CK2, das dem Takteingangsanschluß 12 von außen
zugeführt wird, verarbeitet die Daten in der
sequentiellen Schaltung 11 und gibt die in der
sequentiellen Schaltung 11 erzeugten Ausgangsdaten DO2
aus dem Datenausgangsanschluß 14 nach draußen aus. Die
Taktsignale CK1 und CK2 unterscheiden sich von dem aus
der Taktoszillationsschaltung 1 ausgegebenen Taktsignal
CK, da die Impulsformen verwaschen werden und leichte
Verzögerungen während der Ausbreitung auftreten, jedoch
werden sie als gleiche Signale wie das Taktsignal CK
behandelt, da die Unterschiede sehr gering sind.
Bei der integrierten Schaltung 16 ist der Dateneingangs
anschluß 21 mit dem Datenausgangsanschluß 7 der
integrierten Schaltung 2 verbunden und der Datenein
gangsanschluß 20 mit dem Datenausgangsanschluß 14 der
integrierten Schaltung 9 verbunden. Die integrierte
Schaltung 16 empfängt die in der entsprechenden
integrierten Schaltung 2 und der integrierten Schaltung 9
verarbeiteten Daten DO1 und DO2 als Eingangsdaten aus dem
entsprechenden Dateneingangsanschluß 21 und dem
Dateneingangsanschluß 20. Die eingegebenen Daten DO1 und
DO2 werden in die sequentielle Schaltung 18 als Signale
SBu17 und SBu16 durch den entsprechenden Puffer Bu17 und
den Puffer Bu16 eingegeben. Die sequentielle Schaltung 18
wird durch das Signal SBu19 getrieben, um die einge
gebenen Signale SBu16 und SBu17 zu verarbeiten.
Die Betriebsweisen der vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltung 2, der integrierten Schaltung 9
und der integrierten Schaltung 16 sind in Fig. 32 darge
stellt. In der sequentiellen Schaltung 4 der integrierten
Schaltung 2 werden die Eingangsdaten DI1, welche die aus
dem Dateneingangsanschluß 6 eingegebenen Daten DataA11,
DataA12 und DataA13 und dergleichen umfassen, in
Synchronisation mit dem Signal SBu4 verarbeitet und die
Ausgangsdaten DO1, welche die erzeugten Daten DataB9,
DataB10 und DataB11 und dergleichen umfassen, in
Synchronisation mit dem Signal SBu4 aus dem Daten
ausgangsanschluß 7 ausgegeben. Das Signal SBu4 weist eine
Verzögerung um eine bestimmte Zeit Δt10 bezüglich eines
ersten Übergangs des Taktsignals CK auf. Die Verzögerung
wird im Puffer Bu1 und im Taktpuffer 8 verursacht. Das
Timing, mit welchem entsprechende Daten der Ausgangsdaten
DO1 ausgegeben werden, verzögert sich bezüglich der
ersten Übergänge des Signals SBu4 infolge der Verarbei
tung in der sequentiellen Schaltung 4 und infolge des
Durchlaufens durch den Puffer Bu7. Folglich werden die
Ausgangsdaten DO1 um eine bestimmte Zeit Δt11 gegenüber
dem Taktsignal CK verzögert.
Ahnlich werden in der sequentiellen Schaltung 11 der
integrierten Schaltung 9 die aus dem Dateneingangsan
schluß 13 eingegebenen Eingangsdaten DI2 in Synchroni
sation mit dem Signal SBu11 verarbeitet und die erzeugten
Ausgangsdaten DO2 aus dem Datenausgangsanschluß 14 in
Synchronisation mit dem Signal SBu11 ausgegeben. Das
Timing, mit welchem das Signal SBu11 ausgegeben wird,
weist eine Verzögerung um eine bestimmte Zeit Δt12
bezüglich des ersten Übergangs des Taktsignals CK auf.
Die Verzögerung findet im Puffer Bu8 und im Taktpuffer 15
statt. Nachdem die Ausgangsdaten DO2 in der sequentiellen
Schaltung 11 verarbeitet worden sind und durch den Puffer
Bu14 gelaufen sind, werden sie aus der integrierten
Schaltung 9 mit dem Timing ausgegeben, welches gegenüber
dem ersten Übergang des Signals SBu11 verzögert ist.
Folglich ist das Timing, mit welchem die Ausgangsdaten
DO2 ausgegeben werden, um eine bestimmte Zeit Δt13
bezüglich des ersten Übergangs des Taktsignals CK ver
zögert.
Die Ausgangsdaten DO1 und die Ausgangsdaten DO2, welche
in die Dateneingangsanschlüsse 20 und 21 der integrierten
Schaltung 16 aus den sequentiellen Schaltungen 4 und 11
eingegeben werden, werden zur sequentiellen Schaltung 18
durch den Puffer Bu17 und den Puffer Bu16 übertragen, so
daß sie weiter um eine bestimmte Zeit verzögert sind,
wenn sie bei der sequentiellen Schaltung 18 ankommen. Das
aus der sequentiellen Schaltung 11 in die sequentielle
Schaltung 18 eingegebene Signal SBu16 ist mit der
Verzögerung im Taktpuffer 15, in der sequentiellen Schal
tung 11 und in den Puffern Bu8, Bu14 und Bu16 beauf
schlagt und um eine bestimmte Zeit Δt15 bezüglich des
ersten Übergangs des Taktsignals CK verzögert. Ferner
wird das aus der sequentiellen Schaltung 4 in die
sequentielle Schaltung 18 eingegebene Signal SBu17 mit
der Verzögerung im Taktpuffer 8, in der sequentiellen
Schaltung 4 und in den Puffern Bu1, Bu7 und Bu17
beaufschlagt und ist daher um eine bestimmte Zeit Δt14
bezüglich des ersten Übergangs des Taktsignals CK
verzögert. Da sich nun die Verzögerungszeiten Δt15 und
Δt14 der in die sequentielle Schaltung 18 eingegebenen
Signale SBu16 und SBu17 unterscheiden, wird der Bereich
beschränkt, in welchem eine Schwankung des Timings des
internen Taktsignals (des Signals SBu19) zum Gewinnen und
Verarbeiten der Signale SBu16 und SBu17 in der
sequentiellen Schaltung 18 gestattet werden kann, was die
Datenübertragung/den Datenempfang kompliziert. Ferner ist
die Verarbeitungsgeschwindigkeit der integrierten Schal
tung 16 klein, da die Datenverarbeitung und dergleichen
mit der Verzerrung zwischen den Signalen SBu16 und SBu17
ausgeführt wird, was Schwierigkeiten beim Vergrößern der
Geschwindigkeit hervorruft.
Insbesondere bei der Hochgeschwindigkeits-Datenüber
tragung, bei welcher die Periode eines externen Takt
zyklus etwa ebensogroß wie das Niveau der Ausbreitungs
verzögerungszeiten ist, besteht das Erfordernis, die
Ausbreitungsverzögerungszeit zwischen dem internen
Taktsignal und dem externen Taktsignal zu eliminieren, um
eine Phasendifferenz als erstes Maß für ein exaktes
Übertragen und Empfangen von Daten zu eliminieren.
Beispielsweise existiert die in der offengelegten
Japanischen Patentschrift Nr. 62-261216 offenbarte Takt
verteilungsschaltung. Dieses Beispiel weist eine Phase-
Locked-Schaltung auf, welche umfaßt: eine Verzögerungs
schaltung mit externen Taktsignalen als Eingang und mit
einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Verzögerungs
elementen, eine Auswahlschaltung zum sequentiellen Aus
wählen entsprechender Abnahmeausgänge der Verzögerungs
schaltung, welche dem Ausgang eines Zählers entsprechen,
eine Pufferschaltung zum Verteilen von durch die Auswahl
schaltung ausgewählten Taktsignalen und eine Steuer
schaltung zum Hochzählen eines Wertes des Zählers, wenn
eine Phasendifferenz zwischen dem Pufferschaltungs-
Ausgang und dem externen Taktsignal vorhanden ist.
In der integrierten Schaltung mit der darin vorgesehenen
Phase-Locked-Schaltung nimmt der durch den Zähler gezähl
te Wert solange zu, bis die Phase des Pufferschaltungs-
Ausgangs, d. h. des internen Taktsignals, mit dem
externen Taktsignal übereinstimmt, wenn die Phase des
internen Taktsignals nacheilt, und die Zähloperation wird
gestoppt, wenn der externe Takt und der interne Takt
phasenmäßig übereinstimmen, um die Phase des internen
Taktsignals zu bestimmen.
Der Aufbau weist einige Schwachpunkte auf, so ist
beispielsweise die Arbeitsgeschwindigkeit des Zählers
klein, da eine Schaltung zum Codieren des Zählerausgangs
und zum Auswählen der Ausgänge aus den Abnahmestellen
benötigt wird, so daß er zum Erhöhen der Arbeitsge
schwindigkeit und zum Miniaturisieren der Schaltungen
nicht geeignet ist.
Ferner ist in der integrierten Schaltung, welche die in
der offengelegten Japanischen Patentschrift Nr. 62-26126
offenbarte Taktverteilungsschaltung verwendet, die
Phasendifferenz des externen Taktsignals und des internen
Taktsignals klein gehalten, so daß die im Taktpuffer
verursachte Ausbreitungsverzögerungszeit für die exakte
Datenübertragung und den exakten Datenempfang vernach
lässigt werden kann, jedoch kann in diesem Fall die
Ausbreitungsverzögerungszeit in der sequentiellen
Schaltung, im Ausgangspuffer und dergleichen, um welche
die Ausgangsdaten beaufschlagt werden, dennoch nicht
beseitigt werden.
In den herkömmlichen integrierten Schaltungseinrichtungen
mit derartigem vorstehend beschriebenen Aufbau hat ein
Problem darin bestanden, daß die für die in der
integrierten Schaltung vorgesehene Phase-Locked-Schaltung
erforderliche Zeit zum Bestimmen der Phase des internen
Takts groß ist, so daß es schwierig gewesen ist, Daten
mit miteinander verbundenen integrierten Schaltungen zu
übertragen und zu empfangen, welche Hochgeschwindigkeits-
Datenverarbeitungen durchführen.
Ferner weist das Ausgabe-Timing der aus den integrierten
Schaltungen 2, 9, 16 ausgegebenen Daten eine erheblich
große Verzögerungszeit gegenüber einem ersten Übergang
des den integrierten Schaltungen 2, 9, 16 zugeführten
Taktsignals CK auf, und die Verzerrungen unterscheiden
sich in den entsprechenden integrierten Schaltungen 2 und
9. Folglich bestanden die Probleme darin, daß die Daten
übertragung und der Datenempfang kompliziert sind und daß
die Verarbeitungsgeschwindigkeit der die Daten
empfangenden und verarbeitenden integrierten Schaltung 16
klein ist, so daß keine Hochgeschwindigkeits-Datenver
arbeitung ermöglicht wird.
Aus der DE 38 18 089 (A1) ist eine Anordnung zur
Synchronisierung der Phase von Taktimpulsen bekannt. Hier wird
ein erstes 75 Hz Taktsignal einer Phasenregelschaltung
zugeführt, der weiterhin ein zweites 75 Hz Taktsignal zugeführt
wird, welches durch eine Frequenzteilerschaltung erzeugt wird.
Ein am Ausgang der Phasenregelschaltung ausgegebenes
Ausgangssignal wird zur Steuerung der Erzeugung eines dritten
Taktsignals durch einen Taktsignalerzeuger verwendet. Dieses
dritte Taktsignal wird zur Erzeugung des zweiten Taktsignals
verwendet. Übersteigt nun eine Phasendifferenz zwischen dem
ersten und dem zweiten Taktsignal den zulässigen Steuerbereich
des Taktsignalerzeugers so verändert eine Steuerschaltung SE das
durch den Taktsignalerzeuger erzeugte dritte Taktsignal solange,
bis sich diese Phasendifferenz wieder innerhalb des
Steuerbereichs befindet.
Aus der US 4 868 522 ist eine Schaltungsanordnung bekannt, in
der eine Verzögerungsschaltung automatisch die
Laufzeitverzögerung von Taktsignalen ausgleicht, die durch einen
Takterzeuger erzeugt und an verschiedene Empfängereinrichtungen
verteilt werden, so daß diese Empfängereinrichtungen zusammen
getaktet werden.
Aus der US 4 775 704 ist eine automatische Taktentzerrung für
eine Mehrzahl von Platinen eines Datenverarbeitungssystems
bekannt.
Aus Johnson, "A Variable Line Phase Locked Loop for CPU-
Coprozessor Synchronisation", IEEE, Jour. of Solid-State
Circuits, Vol. 23, No. 5, 1988, p. 1218-1223 ist eine
Vorrichtung bekannt, in der durch eine Phasenregelschaltung
Buskonflikte zwischen einem CPU Chip und seinem mathematischen
(floating-point) Co-Prozessor FPU verhindert werden.
Insbesondere wird hier die Anpassung eines externen Taktgebers
der CPU an einen externen Taktgeber des FPU durch eine
Phasenregelschaltung offenbart, so daß die Ausgabezeiten der CPU
und des FPU zusammenfallen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
integrierte Schaltungseinrichtung anzugeben, bei der die Phase
von aus einer integrierten Schaltung ausgegebenen Daten in
Übereinstimmung mit der Phase des der integrierten Schaltung
zugeführten Takts gebracht wird.
Diese Aufgabe wird durch eine integrierte Schaltungseinrichtung
nach den Patentansprüchen 1, 16 bzw. 19 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
die Phasenregelschaltung (im folgenden
Phase-Locked-Schaltung) den Takt zum Treiben der
sequentiellen Schaltung zuführen, während die Phase des
Taktsignals zum Treiben der sequentiellen Schaltung ge
steuert wird, derart daß sich die Phase des Ausgangs
signals der sequentiellen Schaltung an die Phase des
Referenz-Taktsignals durch Vergleichen zum Beispiel des
durch die Rückkopplungseinrichtung eingegebenen Aus
gangssignals der sequentiellen Schaltung mit dem
Referenz-Taktsignal annähert. Da sich die Phase des aus
der sequentiellen Schaltung ausgegebenen Ausgangssignals
nahe der Phase des Referenz-Taktsignals befindet, kann es
folglich durch Verarbeitung des Ausgangssignals der
sequentiellen Schaltung gemäß dem Referenz-Taktsignal in
der integrierten Schaltung in der integrierten
Schaltungseinrichtung an die Hochgeschwindigkeits-
Signalverarbeitung angepaßt werden.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt
die integrierte Schaltung die Rückkopplungseinrichtung
zum Rückkoppeln des Ausgangssignals der sequentiellen
Schaltung und die mit der Rückkopplungseinrichtung
verbundene Phase-Locked-Schaltung, um das Ausgangssignal
der sequentiellen Schaltung zu empfangen, und ferner zum
Empfangen des Referenz-Taktsignals, um die Phase des die
sequentielle Schaltung treibenden Taktsignals zu steuern,
so daß sich die Phase des Ausgangssignals der
sequentiellen Schaltung an die Phase des Referenz-Takt
signals zum Versorgen der sequentiellen Schaltung mit dem
die sequentielle Schaltung treibenden Taktsignal
annähert, so daß die Verzögerung, die auftritt, wenn das
Ausgangssignal der sequentiellen Schaltung ausgegeben
wird, bezüglich des Referenzsignals verkleinert werden
kann, was bewirkt, daß die Phasensynchronisation mit
hohem Freiheitsgrad erhalten werden kann, um die Arbeits
geschwindigkeit der integrierten Schaltungseinrichtung zu
vergrößern.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung um
faßt die Phase-Locked-Schaltung in der integrierten
Schaltungseinrichtung vorzugsweise: eine Verzögerungs
schaltung mit einer Mehrzahl von Stufen von in Reihe
geschalteten Verzögerungselementen, einem Taktsignal-
Eingangsanschluß, welcher mit einem Eingangsende der
ersten Stufe des Verzögerungselements verbunden ist und
an welchem das Referenz-Taktsignal eingegeben wird, und
mit einer Mehrzahl von Verzögerungs-Taktausgangsan
schlüssen, die mit entsprechenden Ausgangsenden der
Mehrzahl von Verzögerungselementen verbunden sind, eine
Auswahlschaltung mit einer Mehrzahl von Takteingangs
anschlüssen, die mit entsprechenden Anschlüssen der
Mehrzahl von Verzögerungs-Taktausgangsanschlüssen der
Verzögerungsschaltung entsprechend verbunden sind, mit
einem Ausgangsanschluß und einem ersten und einem zweiten
Steueranschluß zum Auswählen eines beliebigen Taktsignals
aus der Mehrzahl von Taktsignalen, die aus den
Verzögerungs-Takteingangsanschlüssen gemäß den am ersten
und zweiten Steueranschluß eingegebenen Signalen
eingegeben werden, um das Signal an die sequentielle
Schaltung aus dem Ausgangsanschluß aus zugeben, und eine
Phasenvergleichsschaltung mit einem ersten Eingangsan
schluß, welcher mit der Rückkopplungseinrichtung verbun
den ist und an welchem das Ausgangssignal der
sequentiellen Schaltung eingegeben wird, mit einem
zweiten Eingangsanschluß, welcher das Referenz-Taktsignal
aus dem Taktsignal-Eingangsanschluß der Verzögerungs
schaltung empfängt, und mit einem ersten und einem
zweiten Steuersignal-Ausgangsanschluß, welcher dem
entsprechenden ersten und zweiten Steueranschluß der
Auswahlschaltung entspricht, zum Vergleichen der Phasen
der aus dem ersten Eingangsanschluß und dem zweiten
Eingangsanschluß entsprechend eingegebenen Signale, um
ein ein Ergebnis einer Überprüfung einer Phasenvor
eilung/-nacheilung anzeigendes Phasenvergleichssignal an
den ersten Steueranschluß aus dem ersten Steuersignal-
Ausgangsanschluß aus zugeben, und zum Ausgeben eines ein
Auswahl-Timing anzeigenden Phasenschaltsignals an den
zweiten Steueranschluß aus dem zweiten Steuersignal-Aus
gangsanschluß.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ver
gleicht die Phasenvergleichsschaltung die Phase des Takt
signals, welches am Eingangsende des Verzögerungselements
in der ersten Stufe der Verzögerungsschaltung eingegeben
wird, mit der Phase des Ausgangssignals der sequentiellen
Schaltung durch die Rückkopplungseinrichtung, um das das
Ergebnis des Prüfens der Phasenvoreilung/-nacheilung an
zeigende Phasenvergleichssignal und das das Timing der
Auswahl anzeigende Phasenschaltsignal an die Auswahl
schaltung entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs
auszugeben. Die Verzögerungsschaltung mit der Mehrzahl
von Verzögerungselementen kann Taktsignale mit unter
schiedlichen Verzögerungszeiten aus der Mehrzahl von
Verzögerungs-Taktausgangsanschlüssen ausgeben. Die
Auswahlschaltung kann das geeignetste Taktsignal der aus
der Mehrzahl von Verzögerungs-Taktausgangsanschlüssen der
Verzögerungsschaltung ausgegebenen Taktsignale gemäß dem
Phasenvergleichssignal und dem Phasenschaltsignal aus
wählen und ausgeben. Auf diese Weise kann der Takt zum
Treiben der sequentiellen Schaltung zugeführt werden,
wenn die Phase des Taktsignals zum Treiben der
sequentiellen Schaltung gesteuert wird, so daß sich die
Phase des Ausgangssignals der sequentiellen Schaltung an
die Phase des Referenz-Taktsignals durch die Phasenver
gleichsschaltung, die Verzögerungsschaltung und die Aus
wahlschaltung annähert.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung um
faßt die integrierte Schaltungseinrichtung: die Ver
zögerungsschaltung mit der Mehrzahl von Stufen von in
Reihe geschalteten Verzögerungselementen, dem Taktsignal-
Eingangsanschluß, welcher mit dem Eingangsende der ersten
Stufe der Verzögerungselemente verbunden ist und an
welchem das Referenz-Taktsignal eingegeben wird, und mit
der Mehrzahl von Verzögerungs-Taktausgangsanschlüssen,
die mit entsprechenden Ausgangsenden der Mehrzahl von
Verzögerungselementen verbunden sind, die Auswahlschal
tung mit der Mehrzahl von Takteingangsanschlüssen, die
mit entsprechenden Anschlüssen der Mehrzahl von Ver
zögerungs-Taktausgangsanschlüssen der Verzögerungsschal
tung entsprechend verbunden sind, mit dem Ausgangsan
schluß und dem ersten und zweiten Steueranschluß zum
Auswählen eines beliebigen Taktsignals aus der Mehrzahl
von Taktsignalen, die aus den Verzögerungs-Takteingangs
anschlüssen gemäß den am ersten und zweiten Steueran
schluß eingegebenen Signalen eingegeben werden, um das
Signal an die sequentielle Schaltung aus dem Ausgangsan
schluß aus zugeben, und die Phasenvergleichsschaltung mit
dem ersten Eingangsanschluß, welcher mit der Rück
kopplungseinrichtung verbunden ist und an welchem das
Ausgangssignal der sequentiellen Schaltung eingegeben
wird, mit dem zweiten Eingangsanschluß, welcher das
Referenz-Taktsignal aus dem Taktsignal-Eingangsanschluß
der Verzögerungsschaltung empfängt, und mit dem ersten
und zweiten Steuersignal-Ausgangsanschluß, welcher ent
sprechend dem ersten und dem zweiten Steueranschluß der
Auswahlschaltung entspricht, zum Vergleichen der Phasen
der aus dem ersten Eingangsanschluß und dem zweiten
Eingangsanschluß entsprechend eingegebenen Signale, um
das ein Ergebnis einer Überprüfung einer Phasenvor
eilung/-nacheilung anzeigendes Phasenvergleichssignal an
den ersten Steueranschluß aus dem ersten Steuersignal-
Ausgangsanschluß aus zugeben, und zum Ausgeben des das
Auswahl-Timing anzeigenden Phasenschaltsignals an den
zweiten Steueranschluß aus dem zweiten Steuersignal-
Ausgangsanschluß, daher können die Takte zum Treiben der
sequentiellen Schaltung zugeführt werden, derart daß sich
die Phase des Ausgangssignals der sequentiellen Schaltung
an die Phase des Referenz-Taktsignals annähert, wodurch
bewirkt wird, daß eine Phasendynchronisation mit hohem
Freiheitsgrad erhalten werden kann und die integrierte
Schaltung bei hoher Geschwindigkeit betrieben werden
kann.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die Auswahlschaltung in der integrierten Schal
tungseinrichtung ferner vorzugsweise ein Schieberegister,
welches mit dem ersten und dem zweiten Steueranschluß der
Auswahlschaltung verbunden ist und eine Mehrzahl von
Registern aufweist, welche der Mehrzahl von ent
sprechenden Verzögerungs-Takteingangsanschlüssen ent
sprechen, wobei eines der Register zum Speichern von
Daten gemäß einem Rücksetzsignal ausgewählt wird, zum
Bestimmen einer Schieberichtung der Daten gemäß dem aus
der Phasenvergleichsschaltung ausgegebenen Phasenver
gleichssignal und zum Ausführen einer Schiebeoperation
der Daten gemäß dem Phasenschaltsignal, und wählt das aus
dem Verzögerungs-Takteingangsanschluß eingegebene Takt
signal, welches dem die Daten speichernden Register ent
spricht.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann
das Schieberegister ein Schalten der Auswahlsignale bei
der Hochgeschwindigkeitsoperation des Bewegens der im
Register gespeicherten Daten in Reaktion auf das ein
gegebene Phasenvergleichssignal und das Phasenschalt
signal anweisen, so daß es selbst dann angepaßt werden
kann, wenn die Frequenz des Referenz-Taktsignals groß
wird.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die integrierte Schaltungseinrichtung ferner das
Schieberegister, welches mit dem ersten und dem zweiten
Steueranschluß der Auswahlschaltung verbunden ist und
eine Mehrzahl von Registern aufweist, welche der Mehrzahl
von entsprechenden Verzögerungs-Takteingangsanschlüssen
entsprechen, wobei eines der Register zum Speichern von
Daten gemäß einem Rücksetzsignal gewählt wird, zum Be
stimmen der Schieberichtung der Daten gemäß dem aus der
Phasenvergleichsschaltung ausgegebenen Phasenvergleichs
signal und zum Ausführen der Schiebeoperation der Daten
gemäß dem Phasenschaltsignal, in welchem dasjenige aus
dem Verzögerungs-Takteingangsanschluß eingegebene Takt
signal gewählt wird, das dem die Daten speichernden
Register entspricht, so daß der durch die Verzögerungs
schaltung ausgegebene Verzögerungstakt in einer kurzen
Zeit in der Auswahlschaltung gewählt werden kann, wodurch
bewirkt wird, daß es dazu angepaßt werden kann, die
Arbeitsgeschwindigkeit der integrierten Schaltungsein
richtung zu vergrößern. Es wird ferner bewirkt, daß die
Miniaturisierung der integrierten Schaltungseinrichtung
mittels des Schieberegisters ermöglicht werden kann.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die Auswahlschaltung der integrierten Schaltungs
einrichtung ferner vorzugsweise eine mit dem Schiebe
register verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines
Rücksetzsignals zum Ausgeben des Rücksetzsignals an das
Schieberegister, wenn die Daten in das Register in die
erste Stufe oder die letzte Stufe des Schieberegisters
bewegt worden sind.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
in dem rücksetzbaren Schieberegister das Rücksetzsignal
an das Schieberegister durch die Einrichtung zum Erzeugen
eines Rücksetzsignals ausgegeben, wenn die Daten in das
Register in die erste Stufe oder die letzte Stufe im
Schieberegister bewegt worden sind, so daß das Rücksetzen
dann ausgeführt wird, wenn die Daten infolge einer
anomalen Operation in das Register in die erste oder die
letzte Stufe im Schieberegister bewegt worden sind,
beispielsweise wenn die Phasensynchronisation verletzt
worden ist, um dann zu ermöglichen, daß das Schiebe
register zum Normalbetrieb zurückkehrt.
Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung um
faßt die integrierte Schaltungseinrichtung die mit dem
Schieberegister verbundene Einrichtung zum Erzeugen eines
Rücksetzsignals zum Ausgeben des Rücksetzsignals an das
Schieberegister, wenn die Daten in die erste Stufe oder
die letzte Stufe des Registers im Schieberegister bewegt
worden sind, so daß bewirkt wird, daß eine integrierte
Schaltungseinrichtung erhalten werden kann, die zur
Selbstregenerierung in der Lage ist, falls eine
Funktionsstörung auftritt, zum Beispiel wenn die Phase
des Taktsignals die Synchronisation verläßt.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die Phase-Locked-Schaltung der integrierten Schal
tungseinrichtung ferner vorzugsweise eine Schiebesteuer
einrichtung, welche mit dem ersten Steuersignal-Ausgangs
anschluß der Phasenvergleichsschaltung und dem ersten
Steueranschluß der Auswahlschaltung verbunden ist, zum
Ausgeben eines Signals an den ersten Steueranschluß, um
das Schieberegister dazu zu zwingen, in die Richtung
entgegengesetzt zu der durch das Phasenvergleichssignal
angezeigten Richtung zu schieben, wenn die Daten in das
Register in die erste oder die letzte Stufe im Schiebe
register bewegt worden sind, und den Schiebezustand
entgegengesetzter Richtung solange zu halten, bis sich
das Phasenvergleichssignal ändert.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung gibt
die Schiebesteuereinrichtung das Signal zum Zwingen des
Schieberegisters, in die Richtung entgegengesetzt zu der
durch das Phasenvergleichssignal angezeigten Richtung zu
schieben, an den ersten Steueranschluß aus und hält den
Zustand der Verschiebung in entgegengesetzter Richtung
solange aufrecht, bis sich das Phasenvergleichssignal
ändert, so daß das Schieberegister dazu gezwungen werden
kann, in den Normalzustand zurückzukehren, wenn die Daten
infolge einer anomalen Operation in die erste Stufe oder
die letzte Stufe des Registers im Schieberegister bewegt
worden sind, zum Beispiel wenn die Phasensynchronisation
verletzt worden ist.
Gemäß dem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die integrierte Schaltungseinrichtung die Schiebe
steuereinrichtung, welche mit dem ersten Steuersignal-
Ausgangsanschluß der Phasenvergleichsschaltung und dem
ersten Steueranschluß der Auswahlschaltung zum Ausgeben
des Signals verbunden ist, zum Zwingen des Schiebe
registers, in die Richtung entgegengesetzt zu der durch
das Phasenvergleichssignal angezeigten Richtung zu
schieben, an den ersten Steueranschluß, wenn die Daten in
die erste oder die letzte Stufe des Registers im Schiebe
register bewegt worden sind, und den Schiebezustand
entgegengesetzter Richtung solange zu halten, bis sich
das Phasenvergleichssignal ändert, so daß bewirkt wird,
daß eine integrierte Schaltungseinrichtung erhalten
werden kann, die zur Selbstregenerierung in der Lage ist,
falls eine Funktionsstörung auftritt, zum Beispiel falls
das Taktsignal die Synchronisation verläßt.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die integrierte Schaltung in der integrierten
Schaltungseinrichtung vorzugsweise eine erste und eine
zweite integrierte Schaltung, und die Phase-Locked-Schal
tung ist in der ersten integrierten Schaltung vorgesehen,
die sequentielle Schaltung ist in der zweiten
integrierten Schaltung vorgesehen, und die erste
integrierte Schaltung ist auf einem Substrat gebildet,
das sich von demjenigen der zweiten integrierten Schal
tung unterscheidet.
Gemäß dem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind
die erste und die zweite integrierte Schaltung auf unter
schiedlichen Substraten gebildet, so daß beispielsweise
nur die erste integrierte Schaltung mit der darin vorge
sehenen Phase-Locked-Schaltung entworfen und hergestellt
werden kann. Ferner kann die zweite integrierte Schaltung
ohne Berücksichtigung der Verzögerung der aus der
sequentiellen Schaltung ausgegebenen Ausgangssignale ent
worfen und hergestellt werden.
Gemäß der integrierten Schaltung des sechsten Aspekts der
vorliegenden Erfindung ist die Phase-Locked-Schaltung in
der ersten integrierten Schaltung vorgesehen, die
sequentielle Schaltung in der zweiten integrierten Schal
tung vorgesehen und die erste integrierte Schaltung auf
einem Substrat gebildet, das sich von demjenigen der
zweiten integrierten Schaltung unterscheidet, wodurch
bewirkt wird, daß eine mit hoher Geschwindigkeit arbei
tende integrierte Schaltungseinrichtung leicht erhalten
werden kann.
Gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die integrierte Schaltung in der integrierten
Schaltungseinrichtung vorzugsweise ferner einen ersten
Puffer zum Puffern des von außen eingegebenen Referenz-
Taktsignals, und die Rückkopplungseinrichtung umfaßt
einen zweiten Puffer mit dem gleichen Verzögerungsbetrag
wie der erste Puffer.
Da gemäß dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung
der zweite Puffer den gleichen Verzögerungsbetrag wie der
erste Puffer aufweist, kann die Verzögerungszeit, welche
im ersten Puffer auftritt, wenn das Referenz-Taktsignal
in die integrierte Schaltung von außen eingegeben wird,
bei der Phaseneinstellung in der Phase-Locked-Schaltung
durch Rückkoppeln des Ausgangssignals der sequentiellen
Schaltung zur Phase-Locked-Schaltung durch den zweiten
Puffer einbezogen werden.
Gemäß der integrierten Schaltungseinrichtung des
siebenten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfaßt die
integrierte Schaltung ferner den ersten Puffer zum
Puffern des von außen eingegebenen Referenz-Taktsignals,
und die Rückkopplungseinrichtung umfaßt den zweiten
Puffer mit dem gleichen Verzögerungsbetrag wie die erste
Puffer, so daß die Verzögerung im ersten Puffer durch den
zweiten Puffer kompensiert werden kann, um diejenige
Verzögerung bezüglich des Referenz-Taktsignals zu verkleinern,
welche auftritt, wenn das Ausgangssignal der
sequentiellen Schaltung ausgegeben wird, wodurch bewirkt
wird, daß eine Phasensynchronisation mit großem Frei
heitsgrad erhalten werden kann und daß die Arbeitsge
schwindigkeit der integrierten Schaltungseinrichtung ver
größert werden kann.
Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird
die zweite sequentielle Schaltung in der zweiten
integrierten Schaltung in Reaktion auf ein Taktsignal mit
einer mit dem Referenz-Taktsignal nahezu überein
stimmenden Phase betrieben, und sie gibt daß Ausgangs
signal mit einer mit dem Referenz-Taktsignal nahezu über
einstimmenden Phase aus der ersten sequentiellen Schal
tung der ersten integrierten Schaltung ein und verarbei
tet es, so daß das Ausgangssignal der ersten
sequentiellen Schaltung entsprechend verarbeitet werden
kann, selbst wenn die Frequenz des Taktsignals zunimmt.
Gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt
die integrierte Schaltungseinrichtung: die erste
integrierte Schaltung, welche die in Reaktion auf ein
Taktsignal betriebene erste sequentielle Schaltung
enthält und das Referenz-Taktsignal von außen empfängt,
die zweite integrierte Schaltung, welche die in Reaktion
auf das Taktsignal betriebene zweite sequentielle
Schaltung enthält und das Referenz-Taktsignal von außen
empfängt, bei welcher die erste integrierte Schaltung
ferner die Rückkopplungseinrichtung zum Rückkoppeln des
Ausgangssignals der ersten sequentiellen Schaltung und
die erste Phase-Locked-Schaltung enthält, welche mit der
Rückkopplungseinrichtung verbunden ist, um das Ausgangs
signal der ersten sequentiellen Schaltung und das
Referenz-Taktsignal zum Steuern der Phase des Taktsignals
zum Treiben der ersten sequentiellen Schaltung zu
empfangen, derart daß sich die Phase des Ausgangssignals
der ersten sequentiellen Schaltung der Phase des
Referenz-Taktsignals nähert, und zum Zuführen des Takt
signals zur ersten sequentiellen Schaltung, um die erste
sequentielle Schaltung zu treiben, wobei die zweite
integrierte Schaltung ferner die Rückkopplungseinrichtung
zum Rückkoppeln des Taktsignals zum Treiben der zweiten
sequentiellen Schaltung zur Zeit des Eingangs in die
zweite sequentielle Schaltung und die zweite Phase-
Locked-Schaltung enthält, welche mit der Rückkopplungs
einrichtung verbunden ist und das Referenz-Taktsignal und
das die zweite sequentielle Schaltung treibende Takt
signal zum Zuführen des die zweite sequentielle Schaltung
treibenden Taktsignals zur zweiten sequentiellen Schal
tung empfängt, während die Phase des Taktsignals zur Zeit
der Eingabe gesteuert wird, derart daß sich die Phase des
die zweite sequentielle Schaltung treibenden Taktsignals
der Phase des Referenz-Takts annähert, und wobei das aus
der ersten sequentiellen Schaltung ausgegebene Ausgangs
signal in der zweiten sequentiellen Schaltung verarbeitet
wird, so daß bewirkt wird, daß eine Phasensynchronisation
mit hohem Freiheitsgrad erhalten werden kann und eine
Hochgeschwindigkeits-Verarbeitung in der zweiten
sequentiellen Schaltung ermöglicht wird.
Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung
vergleicht in der Phase-Locked-Schaltung die Phasen
vergleichsschaltung das eingegebene Taktsignal zum
Treiben der sequentiellen Schaltung und das Referenz-
Taktsignal mit Hilfe der Rückkopplungseinrichtung, und
Takte zum Treiben der sequentiellen Schaltung können
zugeführt werden, während die Auswahlschaltung die Phase
des die sequentielle Schaltung treibenden Taktsignals
wählt, so daß sich die Phase des Ausgangssignals der
sequentiellen Schaltung an die Phase des Referenz-Takt
signals annähert. Folglich kann sie an die Hochge
schwindigkeits-Signalverarbeitung durch Verarbeitung des
Ausgangssignals der sequentiellen Schaltung gemäß dem
Referenz-Taktsignal in der integrierten Schaltung in der
integrierten Schaltungseinrichtung angepaßt werden, da
die Phase des aus der sequentiellen Schaltung ausge
gebenen Ausgangssignals nahe der Phase des Referenz-
Taktsignals ist.
Zu dieser Zeit kann das Schieberegister in der Auswahl
schaltung ein Schalten des Auswahlsignals bei der Hoch
geschwindigkeitsoperation des Bewegens der im Register
gespeicherten Daten in Reaktion auf das aus der Phasen
vergleichsschaltung eingegebene Phasenvergleichssignal
und Phasenschaltsignal anweisen, so daß es selbst dann
angepaßt werden kann, wenn die Frequenz des Referenz-
Taktsignals zunimmt.
Gemäß dem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt die integrierte Schaltungseinrichtung: die
Rückkopplungseinrichtung zum Rückkoppeln des Taktsignals,
das in die sequentielle Schaltung zum Treiben der
sequentiellen Schaltung eingegeben wird, die Auswahl
schaltung mit der Mehrzahl von Verzögerungs-Taktein
gangsanschlüssen, welche mit den Anschlüssen der Mehrzahl
von Verzögerungs-Taktausgangsanschlüssen der Ver
zögerungsschaltung entsprechend verbunden sind, mit dem
Ausgangsanschluß und mit dem ersten und zweiten Steuer
anschluß zum Auswählen eines beliebigen Taktsignals der
Mehrzahl von aus den Verzögerungs-Takteingangsanschlüssen
eingegebenen Taktsignalen gemäß den am ersten und zweiten
Steueranschluß eingegebenen Signalen und zum Ausgeben an
die sequentielle Schaltung aus dem Ausgangsanschluß sowie
eine mit der Rückkopplungseinrichtung verbundene Phasen
vergleichsschaltung mit dem ersten Eingangsanschluß,
welcher das in die sequentielle Schaltung eingegebene
Taktsignal empfängt, mit dem zweiten Eingangsanschluß,
welcher das Taktsignal aus dem Taktsignal-Eingangsan
schluß der Verzögerungsschaltung empfängt, und mit dem
dem ersten und dem zweiten Steueranschluß der Auswahl
schaltung entsprechenden ersten und zweiten Steuersignal-
Ausgangsanschluß zum Vergleichen der Phasen der Signale,
welche aus dem ersten Eingangsanschluß und dem zweiten
Eingangsanschluß entsprechend eingegeben werden, um das
ein Ergebnis der Bestimmung der Phasenvoreilung/-nach
eilung anzeigende Phasenvergleichssignal aus dem ersten
Steuersignal-Ausgangsanschluß an den ersten Steuer
anschluß auszugeben und um das das Auswahl-Timing
anzeigende Phasenschaltsignal aus dem zweiten Steuer
signal-Ausgangsanschluß an den zweiten Steueranschluß
auszugeben, wobei die Auswahlschaltung ferner umfaßt: ein
Schieberegister, das mit dem ersten und dem zweiten
Steueranschluß der Auswahlschaltung verbunden ist und
eine Mehrzahl von Registern aufweist, welche der Mehrzahl
von Verzögerungs-Takteingangsanschlüssen entsprechen,
wobei eines der Register zum Speichern der Daten in
Reaktion auf das Rücksetzsignal gewählt wird, zum Be
stimmen der Schieberichtung der Daten gemaß dem das aus
der Phasenvergleichsschaltung ausgegebenen Phasenver
gleichssignal und zum Ausführen der Schiebeoperation der
Daten gemäß dem Phasenschaltsignal, und welches das aus
dem Verzögerungs-Takteingangsanschluß eingegebene Takt
signal auswählt, welches dem die Daten speichernden
Register entspricht, so daß der durch die Verzögerungs
schaltung ausgegebene Verzögerungstakt in einer kurzen
Zeit in der Auswahlschaltung gewählt werden kann, wodurch
bewirkt wird, daß er zum Vergrößern der Arbeitsge
schwindigkeit der integrierten Schaltungseinrichtung
angepaßt werden kann. Es wird ferner bewirkt, daß die
Miniaturisierung der integrierten Schaltungseinrichtung
ermöglicht wird, da das Schieberegister verwendet wird.
Bei der integrierten Schaltungseinrichtung gemäß dem
zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die
integrierte Schaltung vorzugsweise eine erste und eine
zweite integrierte Schaltung, und die sequentielle
Schaltung umfaßt eine in der ersten integrierten
Schaltung vorgesehene erste sequentielle Schaltung und
eine in der zweiten integrierten Schaltung vorgesehene
zweite sequentielle Schaltung, bei welcher das aus der
ersten sequentiellen Schaltung ausgegebene Ausgangssignal
in der zweiten sequentiellen Schaltung verarbeitet wird.
Gemäß dem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung können
die erste und die zweite sequentielle Schaltung in der
ersten und der zweiten integrierten Schaltung die
Verzögerung in den Puffern kompensieren und in Reaktion
auf ein Taktsignal betrieben werden, dessen Phase mit dem
Referenz-Taktsignal nahezu übereinstimmt, selbst wenn die
Abmessung der ersten und der zweiten integrierten Schal
tung größer wird und Signale von außen durch eine große
Anzahl von Puffern eingegeben werden. Ferner kann eine
Phasensynchronisation mit großem Freiheitsgrad erhalten
werden, und die Phase-Locked-Schaltung kann den Gegeben
heiten angepaßt werden, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit
der integrierten Schaltungseinrichtung vergrößert werden
kann.
Gemäß der integrierten Schaltungseinrichtung des zehnten
Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das aus der
ersten sequentiellen Schaltung ausgegebene Ausgangssignal
in der zweiten sequentiellen Schaltung verarbeitet, mit
dem Ergebnis, daß ein großer Freiheitsgrad bei der
Phasensynchronisation erhalten werden kann, um eine
Vergrößerung der Arbeitsgeschwindigkeit der integrierten
Schaltungseinrichtung zu ermöglichen.
Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
einer integrierten Schaltung gemäß der
ersten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Figur gezeigten integrierten
Schaltung darstellt;
Fig. 3 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
der in Fig. 1 gezeigten Phase-Locked-
Schaltung darstellt;
Fig. 4 ein Schaltbild, welches den Aufbau der in
Fig. 3 gezeigten Auswahlschaltung
darstellt;
Fig. 5 ein Schaltbild, welches den Aufbau der in
Fig. 4 gezeigten Phasenvergleichs
schaltung darstellt;
Fig. 6 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 4 dargestellten
Auswahlschaltung darstellt;
Fig. 7 ein Schaltbild, welches eine andere Art
der Auswahlschaltung in der ersten
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 8 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 7 gezeigten Auswahlschaltung
darstellt;
Fig. 9 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
einer integrierten Schaltungseinrichtung
darstellt, die eine Mehrzahl von
integrierten Schaltungen gemäß der ersten
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 10 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 9 gezeigten integrierten
Schaltungseinrichtung darstellt;
Fig. 11 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
einer integrierten Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 12 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 11 gezeigten integrierten
Schaltung darstellt;
Fig. 13 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
einer integrierten Schaltungseinrichtung
darstellt, die eine Mehrzahl von
integrierten Schaltungen gemäß der zweiten
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweist;
Fig. 14 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 13 gezeigten integrierten
Schaltungseinrichtung darstellt;
Fig. 15 ein Blockschaltbild, welches den Aufbau
einer Phase-Locked-Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 16 ein Schaltbild, welches den Aufbau der in
Fig. 15 gezeigten Phasenvergleichs
schaltung darstellt;
Fig. 17 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 15 gezeigten Phase-Locked-
Schaltung darstellt;
Fig. 18 ein Blockschaltbild, welches eine andere
Art der integrierten Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 19 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 18 gezeigten integrierten
Schaltung darstellt;
Fig. 20 ein Blockschaltbild, welches eine andere
Art der integrierten Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 21 ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb
der in Fig. 20 gezeigten integrierten
Schaltung darstellt;
Fig. 22 ein Blockschaltbild, welches eine andere
Art der Phase-Locked-Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 23 ein Impulsdiagramm zur Darstellung des
Betriebs der in Fig. 22 gezeigten Phase-
Locked-Schaltung;
Fig. 24 ein Blockschaltbild, welches die zweite
Art der Phase-Locked-Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 25 ein Blockschaltbild, welches die dritte
Art der Phase-Locked-Schaltung gemäß der
zweiten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 26 ein Impulsdiagramm zur Darstellung des
Betriebs der in Fig. 25 gezeigten Phase-
Locked-Schaltung;
Fig. 27 ein Blockschaltbild zur Darstellung einer
integrierten Schaltungseinrichtung gemäß
der dritten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 28 eine Blockschaltbild zur Darstellung einer
integrierten Schaltungseinrichtung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 29 ein Blockschaltbild zur Darstellung des
Aufbaus einer herkömmlichen integrierten
Schaltung;
Fig. 30 ein Impulsdiagramm zur Darstellung des
Betriebs der herkömmlichen integrierten
Schaltung;
Fig. 31 ein Blockschaltbild zur Darstellung des
Aufbaus einer herkömmlichen integrierten
Schaltungseinrichtung; und
Fig. 32 ein Impulsdiagramm zur Darstellung des
Betriebs der herkömmlichen integrierten
Schaltungseinrichtung.
Die erste Ausführungsform
Die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die
Figuren beschrieben werden. Fig. 1 stellt ein Block
schaltbild dar, welches eine integrierte Schaltung mit
einer darin vorgesehenen Phase-Locked-Schaltung zeigt.
In der Figur bezeichnet 25 eine integrierte Schaltung, 26
bezeichnet eine in der integrierten Schaltung 25 vorge
sehene Logikschaltung, 27 bezeichnet ein 94590 00070 552 001000280000000200012000285919447900040 0002004412419 00004 94471e in der Logik
schaltung 26 vorgesehene sequentielle Schaltung, 28 be
zeichnet einen Takteingangsanschluß, welcher ein Takt
signal CK4 empfängt, das in die integrierte Schaltung 25
von außen eingegeben wird, 29 bezeichnet einen Datenein
gangsanschluß, welcher Eingangsdaten DI4 empfängt, die in
die integrierte Schaltung 25 von außen eingegeben werden,
30 bezeichnet einen Datenausgangsanschluß zum Ausgeben
von in der integrierten Schaltung 25 verarbeiteten Daten
nach draußen, Bu22 bezeichnet einen Puffer, dessen
Eingangsende mit dem Takteingangsanschluß 28 verbunden
ist, um das von außen in die integrierte Schaltung 25
eingegebene Taktsignal CK4 zu empfangen, Bu23 bezeichnet
einen Puffer, dessen Eingangsende mit dem Dateneingangs
anschluß 29 verbunden ist, um die von außen in die
integrierte Schaltung 25 eingegebenen Eingangsdaten DI4
zu empfangen, 32 bezeichnet eine Phase-Locked-Schaltung,
welche mit einem Ausgangsende des Puffers Bu22 verbunden
ist, zum Einstellen der Synchronisation des internen
Takts der sequentiellen Schaltung 27, Bu24 bezeichnet
einen Hauptpuffer, welcher in der Logikschaltung 26
vorgesehen ist und dessen Eingangsende mit der Phase-
Locked-Schaltung 32 verbunden ist, zum Zuführen des
Taktsignals zur sequentiellen Schaltung 27, Bu25-Bu27
bezeichnen Puffer, deren Ausgangsenden mit dem Eingangs
ende der Phase-Locked-Schaltung 32 und der sequentiellen
Schaltung 27 verbunden sind, zum direkten Zuführen des
Taktsignals zur sequentiellen Schaltung 27, 31 bezeichnet
einen Taktpuffer, welcher die Puffer Bu24-Bu27 umfaßt,
und Bu28 bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangsende mit
der sequentiellen Schaltung 27 verbunden ist und dessen
Ausgangsende mit dem Datenausgangsanschluß 30 verbunden
ist, zum externen Ausgeben der in der sequentiellen
Schaltung 27 verarbeiteten Ausgangsdaten DO4 aus der
integrierten Schaltung 25.
Die Phase-Locked-Schaltung 32 ist mit dem Ausgangsende
des Puffers Bu25 verbunden, um die Phase des internen
Taktsignals unter Verwendung des Ausgangssignals des
Puffers Bu25 einzustellen.
Ein aus dem Puffer Bu22 ausgegebenes Signal wird mit
SBu22 dargestellt, ein aus der Phase-Locked-Schaltung 32
ausgegebenes Signal wird mit S32 dargestellt, ein aus dem
Puffer Bu23 ausgegebenes Signal wird mit SBu23
dargestellt, ein aus dem Puffer Bu25 ausgegebenes Signal
wird mit SBu25 dargestellt, und ein aus der sequentiellen
Schaltung 27 ausgegebenes Signal wird mit S27 darge
stellt.
Nachstehend wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten
integrierten Schaltung 25 unter Bezugnahme auf Fig. 2
beschrieben werden. Die Eingangsdaten DI4 werden zum
Dateneingangsanschluß 29 in Synchronisation mit dem
Taktsignal CK4 eingegeben, welches in den Takteingangs
anschluß 28 eingegeben wird. Die Eingangsdaten DI4
umfassen eine Mehrzahl von Daten, wie beispielsweise
dataF1, dataF2, dataF3 und dergleichen, welche sequentiell
eingegeben werden.
Das in den Takteingangsanschluß 28 eingegebene Taktsignal
CK4 wird in die integrierte Schaltung 25 durch den Puffer
Bu22 eingeleitet. Das heißt, der Puffer Bu22 gibt das
Signal SBu22 in die integrierte Schaltung 25 aus. Das
Signal SBu22 weist eine bestimmte Verzögerungszeit auf,
welche im Puffer Bu22 bezüglich des Taktsignals CK4
hinzugefügt wird. Ferner gibt die Phase-Locked-Schaltung
32, welche das Ausgangssignal SBu22 des Puffers Bu22
empfängt, ein Signal S32 an den Puffer Bu24 aus. Die
Phase des Ausgangssignals S32 der Phase-Locked-Schaltung
32 ist derart eingestellt, daß die Phasen des Ausgangs
signals SBu25 und dergleichen der Puffer Bu25-Bu27 mit
dem Taktsignal CK4 übereinstimmen. Der Taktpuffer 31 gibt
schließlich das Signal SBu25 und dergleichen aus den
Puffern Bu25-Bu27 an die sequentielle Schaltung 27 aus.
Beispielsweise ist zu dieser Zeit das Signal SBu25 mit
dem Taktsignal CK4 in Phase. Das heißt, die Ausbreitungs
verzögerungszeiten des Taktsignals im Puffer Bu22, in der
Phase-Locked-Schaltung 32 und im Taktpuffer 31 weisen die
gleiche Länge wie ein Zyklus des Taktsignals CK4 auf.
Andererseits werden die eingegebenen Eingangsdaten DI4 in
die integrierte Schaltung 25 durch den Puffer Bu23 einge
leitet. Das heißt, der Puffer Bu23 gibt das Signal SBu23
in die integrierte Schaltung 25 aus. Das Signal SBu23 hat
eine bestimmte Zeitverzögerung, die im Puffer Bu23 be
züglich des Taktsignals CK4 hinzugefügt wird.
Nun werden erste Übergänge des eingegebenen Taktsignals
CK4 für jeden Takt aufeinanderfolgend mit CK4-1, CK4-2 und
CK4-3 bezeichnet. Die Daten dataF2 werden in die
sequentielle Schaltung 27 aufgenommen, um beim ersten
Übergang (CK4-1) des dem ersten Übergang CK4-1 des
Taktsignals CK4 entsprechenden Signals SBu25 verarbeitet
zu werden.
Dann werden die in der sequentiellen Schaltung 27 ver
arbeiteten Daten an den Puffer Bu28 als Signal S27 in
Synchronisation mit dem Signal SBu25 ausgegeben. Das
Timing, mit welchem das Signal S27 ausgegeben wird, weist
eine Verzögerung von einer bestimmten Zeit Δt21 bezüglich
des Signals SBu25 auf. Infolge der Verzögerung im Puffer
Bu28 werden die aus dem Datenausgangsanschluß 30 ausge
gebenen Ausgangsdaten DO4 gegenüber dem Signal S27 weiter
verzögert, welches eine Ausbreitungsverzogerungszeit von
einer bestimmten Zeit Δt22 bezüglich des ersten Übergangs
des Taktsignals CK4 aufweist.
Nachstehend ist der Aufbau der Phase-Locked-Schaltung 32,
welche in der in Fig. 1 gezeigten integrierten Schaltung
vorgesehen ist, in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3
bezeichnet 1 eine Taktoszillationsschaltung, welche
außerhalb der integrierten Schaltung 25 zum Erzeugen
eines Taktsignals CK vorgesehen ist, um das Taktsignal CK
an den Takteingangsanschluß 28 zu legen, 100 bezeichnet
eine außerhalb der integrierten Schaltung 25 vorgesehene
Rücksetzschaltung zum Erzeugen eines Initialisierungs
signals R, Bu22 bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangs
ende mit dem Takteingangsanschluß 28 verbunden ist, 108
bezeichnet eine Verzogerungsschaltung, welche in Reihe
geschaltete Verzögerungselemente 101-107 umfaßt, die
das durch den Puffer Bu22 eingegebene Taktsignal als
Eingang des Verzögerungselements 101 empfangen und
Verzögerungstakte DC1 bis DC7 ausgeben, welche gegenüber
jedem der mit den Ausgangsenden der Verzogerungselemente
101-107 verbundenen Abgriffe aufeinanderfolgend ver
zögert sind, 109 bezeichnet eine Auswahlschaltung, deren
Eingangsenden den entsprechenden Verzögerungstakten DC1
bis DC7 entsprechen, welche aus der Verzögerungsschaltung
108 ausgegeben werden, die durch ein eingegebenes
Initialisierungssignal R zum Auswählen und zum Ausgeben
von nur einem der Verzögerungstakte DC1 bis DC7
initialisiert wird, welche gemäß einem Phasenschaltsignal
C und einem Phasenvergleichssignal R/L eingegeben werden,
26 bezeichnet eine Logikschaltung, die in der
integrierten Schaltung 25 vorgesehen ist und mit einem
Ausgangssignal S32 betrieben wird, welches in der Aus
wahlschaltung 109 ausgewählt wird, 31 bezeichnet einen
Taktpuffer, welcher in der Logikschaltung 26 enthalten
ist und Puffer Bu24-Bu27 zum Verteilen des Ausgangs
signals S32 der Auswahlschaltung 109 in die Logikschal
tung 26, 27 bezeichnet eine sequentielle Schaltung,
welche in der Logikschaltung 26 enthalten ist und durch
den Ausgang des Taktpuffers 31 getrieben wird, 110
bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangsende mit dem
Ausgangsende des Puffers Bu25 verbunden ist und der den
gleichen Verzögerungsbetrag wie der Puffer Bu22 aufweist,
und 111 bezeichnet eine Phasenvergleichsschaltung zum
Vergleichen der Phasen des Eingangs B, welcher der durch
den Puffer 110 vorgesehene Ausgang der sequentiellen
Schaltung 27 ist, und des Eingangs A, welcher der durch
den Puffer Bu22 vorgesehene Ausgang der Taktoszillations
schaltung 1 ist, und zum Ausgeben und Anlegen des Phasen
vergleichssignals R/L und des Phasenschaltsignals C ent
sprechend des Ergebnisses an die Auswahlschaltung 109.
Jedes der Verzögerungselemente 101-107 kann von einem
einzelnen Puffer gebildet sein, und die Verzögerungszeit
des Verzögerungselements beträgt etwa 0,2-0,3 ns. Es
ist notwendig, daß die Gesamtverzogerungszeit der
Verzögerungselemente 101-107 nicht kleiner als ein
Zyklus des Taktsignals CK ist.
Fig. 4 stellt ein Schaltbild dar, welches eine Art der
in Fig. 3 gezeigten Auswahlschaltung 109 zeigt. In Fig.
4 bezeichnen DFF1-DFF7 D-Typ-Flipflops, welche
gemeinsam mit der Rücksetzschaltung verbunden sind zum
Empfangen des Rücksetzsignals R an den Rücksetzan
schlüssen der DFF1-DFF3, DFF5-DFF7 und dem Setzan
schluß des DFF4 und ferner zum gemeinsamen Empfangen des
Phasenschaltsignals C der Phasenvergleichsschaltung 111
als Eingang, 121-127 bezeichnen AND-Gatter, von denen
jedes ein Ausgangssignal Q des entsprechenden Flipflops
DFF1-DFF7 an einem Eingangsende empfängt und den
entsprechenden Verzögerungstakt DC1-DC7 der Ver
zögerungsschaltung 108 an dem anderen Ende empfängt, und
131 bezeichnet ein OR-Gatter, in welches die Ausgangs
signale S121-S127 der AND-Gatter 121-127 eingegeben
werden. Der Ausgang des OR-Gatters 131 wird als Phase-
Locked-Takt S32 ausgegeben. Bei diesem Aufbau werden die
Verzögerungstakte DC1 bis DC7 als einem der Ausgangs
signale Q1 bis Q7 der DFF1-7 entsprechender Phase-
Locked-Takt S32 gewählt, welcher den "H"-Pegel ausgibt.
SW1-SW7 bezeichnen Auswahleinrichtungen, welche das
Phasenvergleichssignal R/L an einem Auswahleingangsende S
gemeinsam eingeben, für eine Auswahl der Ausgabe von an
ersten und zweiten Eingangsenden I0, I1 eingegebenen
Signalen aus einem Ausgangsende Y, welches dem einge
gebenen Phasenvergleichssignal R/L entspricht. Die Aus
gangsenden Y der Auswahleinrichtungen SW1-SW7 sind mit
Eingangsenden D der entsprechenden D-Flipflops DFF1-DFF2
entsprechend verbunden.
Das erste Eingangsende 10 der Auswahleinrichtung SW1 ist
auf Massepotential (den "L"-Pegel) festgelegt, und das
Ausgangssignal Q2 des DFF2 wird in das zweite Eingangs
ende 11 der Auswahleinrichtung SW1 eingegeben. Das
Ausgangssignal Q1 des DFF1 wird in das erste Eingangsende
I0 der Auswahleinrichtung SW2 eingegeben, und das
Ausgangssignal Q3 des DFF3 wird in das zweite Eingangs
ende 11 der Auswahleinrichtung SW2 eingegeben. Das Aus
gangssignal Q2 des DFF2 wird in das erste Eingangsende I0
der Auswahleinrichtung SW3 eingegeben, und das Ausgangs
signal Q4 des DFF4 wird in das zweite Eingangsende 11 der
Auswahleinrichtung SW3 eingegeben. Das Ausgangssignal Q3
des DFF3 wird in das erste Eingangsende I0 der Auswahl
einrichtung SW4 eingegeben, und das Ausgangssignal Q5 des
DFF5 wird in das zweite Eingangsende I1 der Auswahlein
richtung SW4 eingegeben. Das Ausgangssignal Q4 des DFF4
wird in das erste Eingangsende 10 der Auswahleinrichtung
SW5 eingegeben, und das Ausgangssignal Q6 des DFF6 wird
in das zweite Eingangsende I1 der Auswahleinrichtung SW5
eingegeben. Das Ausgangssignal Q5 des DFF5 wird in das
erste Eingangsende I0 der Auswahleinrichtung SW6 einge
geben, und das Ausgangssignal Q7 des DFF7 wird in das
zweite Eingangsende I1 der Auswahleinrichtung SW6 einge
geben. Das Ausgangssignal Q6 des DFF6 wird in das erste
Eingangsende I0 der Auswahleinrichtung SW7 eingegeben,
und das zweite Eingangsende I1 der Auswahleinrichtung SW7
ist auf Massepotential (den "L"-Pegel) festgelegt.
Die DFF1 bis DFF7 werden durch das Initialisierungssignal
R rückgesetzt. Dann wird eines der aus den Ausgangsenden
Q der DFF1-DFF7 ausgegebenen Signale Q1-Q7 rückge
setzt, um den "H"-Pegel anzunehmen, und die übrigen
werden auf den "L"-Pegel gelegt. Wird nun vorausgesetzt,
daß nur das DFF4 den "H"-Pegel ausgibt, wenn es rückge
setzt wird, dann wird der Verzögerungstakt DC4 in das OR-
Gatter 131 durch das AND-Gatter 124 eingegeben, und bei
der Initialisierung wird der Verzögerungstakt DC4 als
Phase-Locked-Takt S32 zuerst ausgegeben.
Die DFF1 bis DFF7 bilden ein Schieberegister, das zum
Ändern zwischen einer Rechtsverschiebung und einer
Linksverschiebung zusammen mit den Auswahleinrichtungen
SW1 bis SW7 in der Lage ist. Das Schalten der Rechtsver
schiebung und der Linksverschiebung wird durch das
Phasenvergleichssignal R/L bestimmt, welches an den
Auswahleingangsenden S der Auswahleinrichtungen SW1 bis
SW7 eingegeben wird, und die Schiebeoperation findet bei
einer Aufwärtsflanke des Phasenschaltsignals C statt,
welches mit den Takteingängen der DFF1 bis DFF7 verbunden
ist.
Die Masse und die Ausgangsenden Q der DFF auf der linken
Seite sind mit den ersten Eingangsenden I0 der Auswahleinrichtungen
SW1 bis SW7 entsprechend verbunden, und die
Ausgangsenden Q der DFF2-DFF7 auf der rechten Seite und
die Masse sind mit den zweiten Eingangsenden I1 ent
sprechend verbunden, so daß das am Eingangsende I1
eingegebene Signal aus dem Ausgangsende Y ausgegeben wird
und der Ausgang des DFF auf der rechten Seite zu den DFF
auf der linken Seite verschoben wird, um die Linksver
schiebung in jeder Auswahleinrichtung SW1-SW7 auszu
führen, wenn sich das Phasenvergleichssignal R/L auf dem
"H"-Pegel befindet, und andererseits wird die Rechtsver
schiebung ausgeführt, wenn das Phasenvergleichssignal R/L
auf dem "L"-Pegel liegt.
Das bedeutet, daß in dem Zustand, in welchem der Ver
zögerungstakt DC4 als Phase-Locked-Takt S32 gewählt wird,
das heißt, wenn das Ausgangssignal Q4 auf dem "H"-Pegel
liegt, wenn die Rechtsverschiebung stattfindet, dann
nehmen das Ausgangssignal Q5 den "H"-Pegel und die
Ausgangssignale Q1, Q2, Q3, Q4, Q6 und Q7 den "L"-Pegel
an, wobei der Verzögerungstakt DC5 gewählt wird. Einer
der Verzögerungstakte DC1 bis DC7 kann bei der Rechtsver
schiebung und der Linksverschiebung ausgewählt werden.
Nachstehend ist eine Art der in Fig. 3 gezeigten
Phasenvergleichsschaltung 111 in Fig. 5 dargestellt. In
Fig. 5 bezeichnet 141 ein D-Typ-Flipflop, dessen
Dateneingangsende D mit dem Eingangsende A der Phasen
vergleichsschaltung 111 verbunden ist und dessen Takt
eingangsende mit dem Eingangsende B der Phasenvergleichs
schaltung 111 verbunden ist, zum Ausgeben eines Phasen
vergleichssignals R/L aus seinem Ausgangsende Q, und 142
bezeichnet ein Kipp-Typ-Flipflop (nachstehend als TFF
bezeichnet), dessen Dateneingangsende D mit einem Aus
gangsende Q verbunden ist und dessen Takteingangsende mit
dem Eingangsende B der Phasenvergleichsschaltung 111 ver
bunden ist, zum Eingeben einer Inversionslogik des am
Eingangsende B eingegebenen Signals am Takteingangsende
und zum Ausgeben eines Signals als Phasenschaltsignal C
aus dem Ausgangsende Q.
Bei dem Aufbau, bei welchem der gewählte Verzögerungstakt
DC1-DC7 beim letzten Übergang des am Eingangsende B
eingegebenen Taktsignals geschaltet wird und bei welchem
der Phasenvergleich an den am Eingangsende A und am
Eingangsende B entsprechend eingegebenen Signalen wieder
beim ersten Übergang des Taktsignals ausgeführt wird,
welches am Eingangsende B unmittelbar nach diesem
eingegeben wird, wenn der Zyklus des Signals aus dem
Eingangsende A im Vergleich zum Verzögerungsbetrag der
Daten in der Logikschaltung 26 kurz ist, findet das
Schalten des Verzögerungstakts für den nächsten Phasen
vergleich nicht zur richtigen Zeit statt. Zu dieser Zeit
werden das am Eingangsende B eingegebene Signal, welches
nicht rechtzeitig war, und das am Eingangsende A einge
gebene Signal wieder zur Phasenschaltung verglichen,
daher kann der Normalbetrieb nicht ausgeführt werden.
Beispielsweise kann eine Rechtsverschiebung kontinu
ierlich zweimal ausgeführt sein, wenn eine einzelne
Rechtsverschiebung ausreichend ist. Das TFF 142 ver
längert den Zyklus des Phasenschaltsignals C im Vergleich
zu dem am Eingangsende B eingegebenen Signal um das
Doppelte, um den vorstehend beschriebenen Nachteil zu
beseitigen. Oder die am Eingangsende A und am Eingangs
ende B eingegebenen Signale können miteinander ausge
tauscht werden und das Phasenvergleichssignal R/L aus dem
Q des DFF 141 abgenommen werden.
Die Phasenvergleichsschaltung 111 gibt den "H"-Pegel als
Phasenvergleichssignal R/L aus, wenn das aus dem
Eingangsende A eingegebene Signal auf dem "H"-Pegel
liegt, wenn ein erster Übergang des aus dem Eingangsende
B eingegebenen Signals stattfindet, und sie gibt den "L"-
Pegel als Phasenvergleichssignal R/L aus, wenn das aus
dem Eingangsende A eingegebene Signal auf dem "L"-Pegel
liegt. Wenn folglich beispielsweise das am Eingangsende A
eingegebene Taktsignal CK dem am Eingangsende B einge
gebenen Taktsignal CK4 um 1/2 Zyklus oder weniger vor
eilt, dann befindet sich das Phasenvergleichssignal R/L
auf dem "H"-Pegel. Wenn im Gegensatz dazu das am Ein
gangsende A eingegebene Taktsignal CK dem am Eingangsende
B eingegebenen Taktsignal CK4 um mehr als 1/2 Zyklus
nacheilt, dann befindet sich das aus der Phasenver
gleichsschaltung 111 ausgegebene Phasenvergleichssignal
R/L auf dem "L"-Pegel.
Ein Taktsignal, welches einen im Vergleich zu dem am
Eingangsende B eingegebenen Taktsignal doppelten Zyklus
aufweist und um 1/2 Zyklus nacheilt, wird als Phasen
schaltsignal C verwendet, so daß das Phasenvergleichs
signal R/L am ersten Übergang des am Eingangsende B
eingegebenen Signals bestimmt wird und das Phasenschalt
signal C beim zweiten letzten Übergang des am Eingangs
ende B eingegebenen Signals unter Berücksichtigung der
Signalverzögerung in der Logikschaltung 26 zunimmt.
Nachstehend wird der Betrieb von jedem Teil der in den
Fig. 3, 4 und 5 gezeigten integrierten Schaltungs
einrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben
werden. Fig. 6 stellt ein Impulsdiagramm dar, welches
den Betrieb der Phase-Locked-Schaltung 32 in der in Fig.
1 gezeigten integrierten Schaltung 25 darstellt.
Bei der Initialisierung (bis zur Zeit T1) ist die
Auswahlschaltung 109 rückgesetzt und nur der Ausgang Q4
des DFF4 in der Auswahlschaltung 109 erhält den "H"-
Pegel, da das Initialisierungssignal R den "H"-Pegel
erhält, und die Ausgänge der DFF1-3 und der DFF5-7
gehen auf den "L"-Pegel, so daß der Verzögerungstakt DC4
aus der Phase-Locked-Schaltung 32 ausgegeben wird und die
Impulsform des Verzögerungstakts DC4 am Phase-Locked-Takt
S32 ab der Zeit T2 erscheint. Das Signal S32 wird an die
sequentielle Schaltung 27 durch den Taktpuffer 31 ausge
geben. Das Ausgangssignal des Puffers Bu25 wird in das
Eingangsende B der Phasenvergleichsschaltung 111 durch
den Puffer 110 eingegeben. Folglich weist das am Ein
gangsende B der Phasenvergleichsschaltung 111 eingegebene
Taktsignal eine bestimmte Ausbreitungsverzögerungszeit
bezüglich des Ausgangssignals S32 der Phase-Locked-
Schaltung 32 auf.
Zur Zeit T3 nimmt im DFF 141 das am Eingangsende B
eingegebene Taktsignal zu, und das am Eingangsende A
eingegebene Taktsignal befindet sich auf dem "H"-Pegel,
so daß das Phasenvergleichssignal R/L den "H"-Pegel
erhält. Das aus dem TFF142 ausgegebene Phasenschaltsignal
C befindet sich auf dem "L"-Pegel.
Das heißt, zur Zeit T3 eilt das am Eingangsende A ein
gegebene Taktsignal dem am Eingangsende B eingegebenen
Taktsignal um einen 1/2 Zyklus oder weniger voraus. Um
nun die Phasendifferenz zwischen dem am Eingangsende B
eingegebenen Taktsignal und dem am Eingangsende A
eingegebenen Taktsignal zu verkleinern, muß nur das am
Eingangsende B eingegebene Taktsignal voreilen, daher
sollte der Verzögerungstakt DC4, der gerade als aus der
Phase-Locked-Schaltung 32 ausgegebenes Signal S32 gewählt
ist, durch den Verzögerungstakt DC3 ersetzt werden,
welcher gegenüber diesem eine voreilende Phase aufweist.
Folglich wird im Schieberegister, welches die in Fig. 4
gezeigten Auswahleinrichtungen SW1-SW7 und die DFF1-7
enthält, das Ausgangssignal Q4 des DFF4 durch Verschieben
nach der linken Seite auf den "L"-Pegel gebracht, und
ferner wird das Ausgangssignal Q3 des DFF3 auf den "H"-
Pegel gebracht.
Zur Zeit T4 ändert sich das Phasenschaltsignal C auf den
"H"-Pegel, da das am Eingangsende B eingegebene Takt
signal im TFF142 abnimmt. Zu dieser Zeit wird der "H"-
Pegel noch als Phasenvergleichssignal R/L im DFF141
gehalten. Wenn folglich die Auswahlschaltung 109 diese
Ausgangssignale aus der Phasenvergleichsschaltung 111
empfängt, dann führt sie eine linksseitige Verschiebung
aus und gibt die Phase-Locked-Schaltung 32 den Ver
zögerungstakt DC3 als Ausgangssignal S32 aus.
Zur Zeit T5, wenn das am Eingangsende B der Phasenver
gleichsschaltung 111 eingegebene Taktsignal zunimmt,
befindet sich das an ihrem Eingangsende A eingegebene
Taktsignal auf dem "H"-Pegel, da das am Eingangsende A
eingegebene Taktsignal im Vergleich zu dem am Eingangs
ende B eingegebenen Taktsignal eine voreilende Phase
aufweist. Zu dieser Zeit nimmt das am Eingangsende B
eingegebene Taktsignal der Phasenvergleichsschaltung 111
zu, doch das aus dem DFF141 ausgegebene Phasenvergleichs
signal R/L wird auf dem "H"-Pegel gehalten, da sich das
Eingangsende A auf dem "H"-Pegel befindet.
Zur Zeit T6 nimmt das am Eingangsende B der Phasenver
gleichsschaltung 111 eingegebene Taktsignal ab, und das
aus dem TFF142 ausgegebene Phasenschaltsignal C ändert
sich auf den "L"-Pegel. Zur Zeit T7 nimmt das am Ein
gangsende B eingegebene Taktsignal zu, doch das Eingangs
ende A befindet sich auf dem "H"-Pegel, und das Phasen
vergleichssignal R/L hält den "H"-Pegel aufrecht.
Zur Zeit T8 ändert sich dann das aus dem TFF142 ausge
gebene Phasenschaltsignal C auf den "H"-Pegel, wenn das
am Eingangsende B der Phasenvergleichsschaltung 111
eingegebene Taktsignal abnimmt, und das Schieberegister
in der Auswahlschaltung 109 führt die linksseitige
Verschiebung entsprechend aus. Daher wird der aus der
Verzögerungsschaltung 108 ausgegebene Verzögerungstakt
DC2 in der Auswahlschaltung 109 gewählt und der Ver
zögerungstakt DC2 als Ausgangssignal S32 der Auswahlschaltung
109 ausgegeben.
Zur Zeit T9, wenn das am Eingangsende B der Phasenver
gleichsschaltung 111 eingegebene Taktsignal abnimmt,
ändert sich das aus dem TFF142 ausgegebene Phasenschalt
signal C vom "H"-Pegel zum "L"-Pegel.
Zur Zeit T10 ist das am Eingangsende A eingegebene Signal
gegenüber dem am Eingangsende B der Phasenvergleichs
schaltung 111 eingegebenen Signal verzögert, da der
Verzögerungstakt DC2 in der Auswahlschaltung 109 gewählt
wird. Wenn das am Eingangsende B der Phasenvergleichs
schaltung 111 eingegebene Taktsignal zunimmt, dann ändert
sich das aus dem DFF141 ausgegebene Phasenvergleichs
signal R/L auf den "L"-Pegel, da sich das Eingangsende A
der Phasenvergleichsschaltung 111 auf dem "L"-Pegel
befindet.
Zur Zeit T11, wenn das am Eingangsende B der Phasenver
gleichsschaltung 111 eingegebene Taktsignal abnimmt,
ändert sich das Phasenschaltsignal C im TFF142 vom "L"-
Pegel zum "H"-Pegel. Folglich wird die rechtsseitige
Verschiebung im Schieberegister in der Auswahlschaltung
109 durchgeführt und der Verzögerungstakt DC3 anstelle
des Verzögerungstakts DC2 gewählt. Danach werden die
Verzögerungstakte DC2 und DC3 abwechselnd gewählt, und
die Phase des am Eingangsende A der Phasenvergleichs
schaltung 111 eingegebenen Taktsignals und die Phase des
am Eingangsende B eingegebenen Signals stimmen nahezu
miteinander überein.
Der Puffer 110 weist größenmäßig den gleichen Ver
zögerungsbetrag wie der Puffer Bu22 zwischen seinem
Eingangssignal und seinem Ausgangssignal auf. Folglich
bedeutet die Übereinstimmung zwischen der Phase des am
Eingangsende A der Phasenvergleichsschaltung 111 einge
gebenen Taktsignals und dem am Eingangsende B einge
gebenen Signal, daß die Phase des an die sequentielle
Schaltung 27 aus dem Puffer Bu25 ausgegebenen Signals
SBu25 und die Phase des aus der Taktoszillationsschaltung
1 ausgegebenen Taktsignals CK miteinander übereinstimmen.
Auf diese Weise können mit der Phase-Locked-Schaltung 32
die Ausbreitungsverzogerungszeiten des Puffers Bu22 und
des Taktpuffers 31 in der integrierten Schaltung 25
offensichtlich beseitigt werden.
Nun kann der Puffer 110 aus der in Fig. 3 dargestellten
Phase-Locked-Schaltung 32 entfernt werden, bei welcher
nur die Ausbreitungsverzögerungszeit des Taktpuffers 31
durch die Phase-Locked-Schaltung 32 kompensiert ist.
Nachstehend zeigen die Fig. 7 und 8 eine andere Art
einer Auswahlschaltung. Fig. 7 stellt ein Schaltbild
dar, welches den Aufbau der Auswahlschaltung zeigt. In
Fig. 7 bezeichnet 133 ein OR-Gatter, welches als Eingang
das Rücksetzsignal R an einem ersten Eingangsende, das
Ausgangssignal Q7 des DFF7 an einem zweiten Eingangsende
und das Ausgangssignal Q1 des DFF1 an einem dritten
Eingangsende empfängt, und die anderen Bezugszeichen sind
die gleichen wie diejenigen in Fig. 4, welche ent
sprechende Teile in Fig. 4 bezeichnen. Die in Fig. 7
dargestellte Auswahlschaltung 109a unterscheidet sich von
der Auswahlschaltung 109 darin, daß sie das OR-Gatter 133
aufweist. Im OR-Gatter 133 wird eine logische Summe des
Ausgangssignals Q1 des DFF1 in der ersten Stufe, des
Ausgangssignals Q7 des DFF7 in der letzten Stufe und des
von außen eingegebenen Initialisierungssignals R gebil
det, und sein Ausgang dient als Initialisierungssignal.
Durch Vorsehen des OR-Gatters 133 wird ein Aufbau er
reicht, bei welchem ein Rücksetzen für die Auswahl
schaltung 109a ausgeführt wird, selbst wenn das Ausgangs
signal Q1 des DFF1 oder das Ausgangssignal Q7 des DFF7
den "H"-Pegel erreicht. Wenn zum Beispiel die Phasen
synchronisation verletzt wird, wodurch verursacht wird,
daß das DFF in der ersten Stufe oder an der letzten Stufe
der Auswahlschaltung 109a gewählt wird, dann kann die
Phase-Locked-Schaltung 32 dazu gezwungen werden,
initialisiert zu werden.
Ein Betrieb der Auswahlschaltung 109a wird unter Bezug
nahme auf das Impulsdiagramm der Fig. 8 beschrieben
werden. In Fig. 8 wird bis zur Zeit T20 mit dem in die
Auswahlschaltung 109a von außen eingegebenen Rücksetz
signal R, welches den "H"-Pegel erhält, die Auswahl
schaltung 109a rückgesetzt, und nur das Ausgangssignal Q4
des DFF4 liegt auf dem "H"-Pegel, und die Ausgangssignale
der anderen DFF1-3, DFF5-7 liegen auf dem "L"-
Pegel.
Nun erfolgt eine Beschreibung des Falls, daß die Phasen
synchronisation verletzt ist und das Phasenvergleichs
signal R/L beispielsweise auf den "L"-Pegel festgelegt
ist. Zu dieser Zeit wird jederzeit das Phasenschaltsignal
C aus der Phasenvergleichsschaltung 111 in die Auswahl
schaltung 109a eingegeben, wobei die Auswahlschaltung
109a die internen Schieberegister nach rechts verschiebt,
um die Ausgangssignale Q4-Q7 der DFF4 bis DFF7 nach
einander auf den "H"-Pegel zu bringen (Zeit T21-T23).
Zur Zeit T23, wenn das Ausgangssignal Q7 des DFF7 den
"H"-Pegel erreicht, ändert sich dann der Ausgang des OR-
Gatters 133 zum "H"-Pegel, und die Auswahlschaltung 109a
wird rückgesetzt. Folglich geht das Ausgangssignal Q4 des
DFF4 auf den "H"-Pegel, und das Ausgangssignal Q7 des
DFF7 geht auf den "L"-Pegel.
Wenn beispielsweise das Phasenvergleichssignal R/L im
Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Fall auf den "H"-
Pegel festgelegt ist, dann wird zu jeder Zeit das Phasen
schaltsignal C in die Auswahlschaltung 109a aus der
Phasenvergleichsschaltung 111 eingegeben, wobei die Aus
wahlschaltung 109a die internen Schieberegister nach
links verschiebt, um die Ausgangssignale Q4-Q1 der DFF4-DFF1
nacheinander auf den "H"-Pegel zu bringen. Dann
wird die Auswahlschaltung 109a mit dem Ausgangssignal Q1
des DFF1, welches den "H"-Pegel erreicht, dazu gezwungen,
ähnlich wie im vorstehend beschriebenen Fall rückgesetzt
zu werden.
Nachstehend wird die Beziehung zwischen jedem Taktsignal,
den Eingangsdaten und den Ausgangsdaten in demjenigen
Fall unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben werden, in
welchem eine Mehrzahl von vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltungen verbunden ist. In Fig. 9 be
zeichnet 1 eine Taktoszillationsschaltung zum Ausgeben
des Taktsignals CK, 25 bezeichnet eine integrierte Schal
tung mit einer Funktion, die derjenigen der in Fig. 1
dargestellten integrierten Schaltung 25 äquivalent ist,
und 33 sowie 41 bezeichnen integrierte Schaltungen,
welche sequentielle Schaltungen und die Phase-Locked-
Schaltungen in der gleichen Weise wie die integrierte
Schaltung 25 aufweisen. In Fig. 9 bezeichnen die
gleichen Bezugszeichen wie diejenigen in Fig. 1 ent
sprechende Teile in Fig. 1.
In der Figur bezeichnen 35 und 43 sequentielle Schal
tungen, die in den integrierten Schaltungen 33 und 41
entsprechend vorgesehen sind, 36 und 44 bezeichnen
Takteingangsanschlüsse zum Empfangen von Taktsignalen CK5
und CK6, welche in die integrierten Schaltungen 33 und 41
von außen eingegeben werden, 37 bezeichnet einen Daten
eingangsanschluß zum Empfangen von Eingangsdaten DI5,
welche in die integrierte Schaltung 33 von außen einge
geben werden, 45 und 46 bezeichnen Dateneingangsan
schlüsse, welche in die integrierte Schaltung 41 von
außen eingegebene Eingangsdaten empfangen, 38 und 47
bezeichnen Datenausgangsanschlüsse zum Ausgeben der in
den integrierten Schaltungen 33 und 41 verarbeiteten
Daten nach draußen, Bu29 und Bu36 bezeichnen Puffer,
deren Eingangsanschlüsse mit den Takteingangsanschlüssen
36 und 44 zum Empfangen der von außen in die integrierten
Schaltungen 33 und 41 eingegebenen Taktsignale CK5 und
CK6 verbunden sind, Bu30 bezeichnet einen Puffer, dessen
Eingangsende mit dem Dateneingangsanschluß 37 zum
Empfangen der von außen in die integrierte Schaltung 33
eingegebenen Eingangsdaten DI5 verbunden ist, Bu37 und
Bu38 bezeichnen Puffer, deren Eingangsenden mit den
Dateneingangsanschlüssen 45 und 46 zum Aufnehmen der von
außen eingegebenen Eingangsdaten in die integrierte
Schaltung 41 entsprechend verbunden sind, 40 und 49
bezeichnen Phase-Locked-Schaltungen in den integrierten
Schaltungen 33 und 41, welche mit den Ausgangsenden der
Puffer Bu29 und Bu36 entsprechend verbunden sind, Bu31
und Bu39 bezeichnen Hauptpuffer, welche in den
integrierten Schaltungen 33 und 41 vorgesehen sind und
Eingangsanschlüsse aufweisen, die mit den Phase-Locked-
Schaltungen 40 und 49 verbunden sind, zum Zuführen der
Taktsignale an die entsprechenden sequentiellen Schal
tungen 35 und 43, Bu32-Bu34 und Bu40-Bu42 bezeichnen
Puffer, deren Eingangsenden mit den Ausgangsenden der
Puffer Bu31 und Bu39 verbunden sind und deren Ausgangs
enden mit den sequentiellen Schaltungen 35 und 43 verbun
den sind, zum direkten Zuführen der Taktsignale zu den
entsprechenden sequentiellen Schaltungen 35 und 43, 39
und 48 bezeichnen Taktpuffer, welche die entsprechenden
Puffer Bu32-Bu34 und die Puffer Bu40-Bu42 enthalten,
Bu35 bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangsende mit der
sequentiellen Schaltung 35 verbunden ist und dessen
Ausgangsende mit dem Datenausgangsanschluß 38 verbunden
ist, zum externen Ausgeben der in der sequentiellen
Schaltung 35 verarbeiteten Ausgangsdaten DO5 aus der
integrierten Schaltung 33, und 47 bezeichnet einen
Datenausgangsanschluß, welcher als Eingang an seinem
Eingangsende den Ausgang der sequentiellen Schaltung 43
durch den Puffer Bu42 empfängt, zum Ausgeben der in der
sequentiellen Schaltung 43 verarbeiteten Ausgangsdaten
DO6 aus der integrierten Schaltung 41.
Ein aus dem Puffer Bu32 ausgegebenes Signal wird mit
SBu32 bezeichnet, und ein aus dem Puffer Bu40 ausge
gebenes Signal wird mit SBu40 bezeichnet. Ferner werden
aus den Puffern Bu37 und Bu38 ausgegebene Signale mit
SBu37 und SBu38 bezeichnet.
Nun sind die integrierte Schaltung 25 und die integrierte
Schaltung 33 erste integrierte Schaltungen. Die
integrierte Schaltung 41 ist die zweite integrierte
Schaltung. Die integrierte Schaltung 25 nimmt die Ein
gangsdaten DI4 in die sequentielle Schaltung 27 aus dem
Dateneingangsanschluß 29 in Synchronisation mit dem
Taktsignal CK4 (SBu25) auf, welches dem Takteingangs
anschluß 28 von außen zugeführt wird, verarbeitet die
Daten in der sequentiellen Schaltung 27 und gibt die in
der sequentiellen Schaltung 27 erzeugten Ausgangsdaten
DO4 aus dem Datenausgangsanschluß 30 nach draußen aus.
Die integrierte Schaltung 33 nimmt die Eingangsdaten DI5
in die sequentielle Schaltung 35 aus dem Dateneingangs
anschluß 37 in Synchronisation mit dem Taktsignal CK5
(SBu32) auf, welches dem Takteingangsanschluß 36 von
außen zugeführt wird, verarbeitet die Daten in der
sequentiellen Schaltung 35 und gibt die in der
sequentiellen Schaltung 35 erzeugten Ausgangsdaten DO5
aus dem Datenausgangsanschluß 38 nach draußen aus. Die
Taktsignale CK4, CK5 und CK6 unterscheiden sich vom aus
der Taktoszillationsschaltung 1 ausgegegebenen Taktsignal
CK, da die Impulsformen weniger steil werden und leichte
Verzögerungen während der Übertragung verursacht werden,
doch sie werden als die gleichen wie das Taktsignal CK
behandelt, da die Unterschiede sehr gering sind.
Bei der integrierten Schaltung 41 ist der Dateneingangs
anschluß 46 mit dem Datenausgangsanschluß 30 der
integrierten Schaltung 25 verbunden, und ihr Datenein
gangsanschluß 45 ist mit dem Datenausgangsanschluß 38 der
integrierten Schaltung 33 verbunden. Die integrierte
Schaltung 41 empfängt die in der integrierten Schaltung
25 und der integrierten Schaltung 33 verarbeiteten Daten
DO4 und DO5 als Eingangsdaten am entsprechenden Daten
eingangsanschluß 46 und Dateneingangsanschluß 45. Die
eingegebenen Daten DO4 und DO5 werden in die sequentielle
Schaltung 43 als Signale SBu38 und SBu37 durch den ent
sprechenden Puffer Bu38 und den Puffer 37 eingegeben. In
der sequentiellen Schaltung 43 werden die aus den Takt
puffern Bu37 und Bu38 eingegebenen Signale SBu37 und
SBu38 in Synchronisation mit dem Signal SBu40 verarbei
tet.
Die Betriebsweisen der vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltung 25, der integrierten Schaltung 33
und der integrierten Schaltung 41 sind in Fig. 10
dargestellt. In der sequentiellen Schaltung 27 in der
integrierten Schaltung 25 werden die Eingangsdaten DI4,
wie beispielsweise die aus dem Dateneingangsanschluß 29
eingegebenen Daten dataF11, dataF12, dataF13, in
Synchronisation mit dem Signal SBu25 verarbeitet, und die
Ausgangsdaten DO4, wie beispielsweise die erzeugten Daten
dataG9, dataG10, dataG11, werden aus dem Datenausgangs
anschluß 30 in Synchronisation mit dem Signal SBu25 aus
gegeben. Das Signal SBu25 weist eine Verzögerung auf, die
gerade einem Zyklus bezüglich des Taktsignals CK ent
spricht, so daß die Phasen des Taktsignals CK und des
Taktsignals CK4 übereinstimmen. Diese Verzögerung wird im
Puffer Bu22, in der Phase-Locked-Schaltung 32 und im
Taktpuffer 31 verursacht. Durch das Durchlaufen des
Prozesses in der sequentiellen Schaltung 27 und dem
Puffer Bu28 werden die Ausgangsdaten DO4 gegenüber dem
ersten Übergang des Signals SBu25 geringfügig verzögert
ausgegeben. Folglich sind die Ausgangsdaten DO4 um eine
bestimmte Zeit Δt30 bezüglich des Taktsignals CK ver
zögert.
Ähnlich werden in der sequentiellen Schaltung 35 der
integrierten Schaltung 33 die Eingangsdaten DI5, wie
beispielsweise die aus dem Dateneingangsanschluß 37
eingegebenen Daten dataF11, dataF12, dataF13, in
Synchronisation mit dem Signal SBu32 verarbeitet, und die
Ausgangsdaten DO5, wie beispielsweise die erzeugten Daten
dataH9, dataH10, dataH11, werden aus dem Datenausgangs
anschluß 38 in Synchronisation mit dem Signal SBu32
ausgegeben. Das Signal SBu32 weist eine Verzögerung auf,
die gerade einem Zyklus bezüglich des Taktsignals CK
entspricht, so daß die Phasen des Taktsignals CK und des
Taktsignals CK5 übereinstimmen. Diese Verzögerung findet
im Puffer Bu29, in der Phase-Locked-Schaltung 40 und im
Taktpuffer 39 statt. Durch das Laufen durch den Prozeß in
der sequentiellen Schaltung 35 und dem Puffer Bu35 werden
dann die Ausgangsdaten DO5 gegenüber dem ersten Übergang
des Signals SBu32 geringfügig verzögert ausgegeben.
Folglich ist das Ausgabe-Timing der Ausgangsdaten DO5 um
eine bestimmte Zeit Δt32 bezüglich des ersten Übergangs
des Taktsignals CK verzögert.
In der integrierten Schaltung 41 werden die am Daten
eingangsanschluß 45 und am Dateneingangsanschluß 46
eingegebenen Ausgangsdaten DO5 und Ausgangsdaten DO4 zur
sequentiellen Schaltung 43 durch den Puffer Bu37 und den
Puffer Bu38 übertragen, wodurch sie weiter um eine
bestimmte Zeit verzögert werden. Das Signal SBu37 wird in
der sequentiellen Schaltung 35 und den Puffern Bu35 und
Bu37 mit einer Verzögerung beaufschlagt und in die
sequentielle Schaltung 43 eingegeben, wobei es um eine
bestimmte Zeit Δt33 bezüglich des Taktsignals CK ver
zögert ist. Das Signal SBu38 wird in der sequentiellen
Schaltung 27 und den Puffern Bu28 und Bu38 mit einer
Verzögerung beaufschlagt und in die sequentielle
Schaltung 43 eingegeben, wobei es um eine bestimmte Zeit
Δt31 bezüglich des Taktsignals CK verzögert ist. Nun sind
die Verzögerungszeiten Δt33 und Δt31 der in die
sequentielle Schaltung 43 eingegebenen Signale SBu37 und
SBu38 verkürzt worden, da die Ausbreitungsverzögerungs
zeit im Puffer Bu22 und im Taktpuffer 31 sowie im Puffer
Bu29 und im Taktpuffer 39 durch die Phase-Locked-Schal
tungen 32 und 40 beseitigt sind.
Da sich jedoch die Verzögerungszeit in der sequentiellen
Schaltung 35, den Puffern Bu35 und Bu37 von der Ver
zögerungszeit in der sequentiellen Schaltung 27 und den
Puffern Bu28 und Bu38 unterscheidet, ist der Zulassungs
bereich von Timing-Veränderungen des internen Taktsignals
SBu40 zum Aufnehmen der Signale SBu37 und SBu38 in die
sequentielle Schaltung 43 und zum Verarbeiten derselben
klein, mit dem Ergebnis, daß die Datenübertragung/der
Datenempfang kompliziert wird. Ferner ist die Ver
arbeitungsgeschwindigkeit der integrierten Schaltung 41
klein, wodurch eine Vergrößerung der Arbeitsgeschwin
digkeit verhindert wird, da die Datenverarbeitung und
dergleichen mit der Verzerrung zwischen den Signalen
SBu37 und SBu38 ausgeführt wird.
Die zweite Ausführungsform
Nachstehend wird die zweite bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die
Figuren beschrieben werden. Fig. 11 stellt ein Schalt
bild dar, welches eine integrierte Schaltung mit einer
darin vorgesehenen Phase-Locked-Schaltung zeigt.
In der Figur bezeichnet 50 eine integrierte Schaltung, 51
bezeichnet eine Logikschaltung, die in der integrierten
Schaltung 50 vorgesehen ist, 52 bezeichnet eine in der
Logikschaltung 51 vorgesehene sequentielle Schaltung, 53
bezeichnet einen Takteingangsanschluß, welcher ein in die
integrierte Schaltung 50 von außen eingegebenes Takt
signal CK7 empfängt, 54 bezeichnet einen Dateneingangs
anschluß, welcher in die integrierte Schaltung 50 von
außen eingegebene Eingangsdaten DI7 empfängt, 55 bezeich
net einen Datenausgangsanschluß zum Ausgeben der in der
integrierten Schaltung 50 verarbeiteten Daten nach
draußen, Bu50 bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangs
ende mit dem Takteingangsanschluß 53 verbunden ist, zum
Aufnehmen des von außen eingegebenen Taktsignals CK7 in
die integrierte Schaltung 50, Bu51 bezeichnet einen
Puffer, dessen Eingangsende mit dem Dateneingangsanschluß
54 verbunden ist, zum Aufnehmen der von außen einge
gebenen Eingangsdaten DI7 in die integrierte Schaltung
50, 57 bezeichnet eine mit dem Ausgangsende des Puffers
Bu50 verbundene Phase-Locked-Schaltung zum Einstellen der
Synchronisation des internen Takts der integrierten
Schaltung 50, Bu52 bezeichnet einen Hauptpuffer, welcher
in der Logikschaltung 51 vorgesehen ist und dessen
Eingangsende mit der Phase-Locked-Schaltung 57 verbunden
ist, zum Zuführen des Taktsignals zur sequentiellen
Schaltung 52, Bu53-Bu54 bezeichnen Puffer, deren Ein
gangsenden mit dem Ausgangsende der Phase-Locked-Schal
tung 57 verbunden sind und deren Ausgangsenden mit der
sequentiellen Schaltung 52 verbunden sind, zum direkten
Zuführen des Taktsignals zur sequentiellen Schaltung 52,
56 bezeichnet einen Taktpuffer, welcher die Puffer Bu53-Bu55
enthält, und Bu56 bezeichnet einen Puffer, dessen
Eingangsende mit der sequentiellen Schaltung 52 verbunden
ist und dessen Ausgangsende mit dem Datenausgangsanschluß
55 verbunden ist, zum externen Ausgeben der in der
sequentiellen Schaltung 52 verarbeiteten Ausgangsdaten
DO7 aus der integrierten Schaltung 50.
Die Phase-Locked-Schaltung 57 ist mit dem Ausgangsende
des Puffers Bu56 verbunden, um das Timing des internen
Takts unter Verwendung der Ausgangssignale des Puffers
Bu56 einzustellen.
Ein aus dem Puffer Bu50 ausgegebenes Signal wird mit
SBu50 dargestellt, ein aus der Phase-Locked-Schaltung 57
ausgegebenes Signal wird mit S57 dargestellt, ein aus dem
Puffer Bu51 ausgegebenes Signal wird mit SBu51 darge
stellt, ein aus dem Puffer Bu53 ausgegebenes Signal wird
mit SBu53 dargestellt, und ein aus der sequentiellen
Schaltung 52 ausgegebenes Signal wird mit S52 darge
stellt.
Nachstehend wird der Betrieb der in Fig. 11 dargestell
ten integrierten Schaltung 50 unter Bezugnahme auf Fig.
12 beschrieben werden. Die Eingangsdaten D17 werden aus
dem Dateneingangsanschluß 54 in Synchronisation mit dem
Taktsignal CK7 am Takteingangsanschluß 53 eingegeben. Die
Eingangsdaten DI7 umfassen eine Mehrzahl von Daten, wie
beispielsweise dataK1, dataK2, dataK3, welche aufeinander
folgend eingegeben werden.
Das am Takteingangsanschluß 53 eingegebene Taktsignal CK7
wird der integrierten Schaltung 50 durch den Puffer Bu50
zugeführt. Das heißt, der Puffer Bu50 gibt das Signal
SBu50 in die integrierte Schaltung 50 aus. Das Signal
SBu50 weist eine Verzögerung von einer bestimmten Zeit
bezüglich des Taktsignals CK7 auf, welche im Puffer Bu50
hinzugefügt wird. Die Phase-Locked-Schaltung 57, welche
das Ausgangssignal SBu50 des Puffers Bu50 empfangen hat,
gibt das Signal S57 an den Puffer Bu52 aus. Die Phase des
Ausgangssignals S57 der Phase-Locked-Schaltung 57 ist
derart eingestellt, daß das Ausgangssignal DO7 des
Puffers Bu56 mit der Phase des Taktsignals CK7 überein
stimmt. Das heißt, die Ausbreitungsverzögerungszeit des
Taktsignals in den Puffern Bu50, Bu56, der Phase-Locked-
Schaltung 57, der sequentiellen Schaltung 52 und dem
Taktpuffer 56 weist gerade die gleiche Länge wie ein
Zyklus des Taktsignals CK7 auf.
Die eingegebenen Eingangsdaten DI7 werden in die
integrierte Schaltung 50 durch den Puffer Bu51 aufge
nommen. Das bedeutet, der Puffer Bu51 gibt das Signal
SBu51 in die integrierte Schaltung 50 aus. Das Signal
SBu51 hat eine Verzögerung von einer bestimmten Zeit,
welche im Puffer Bu51 bezüglich des Taktsignals CK7
hinzugefügt wird.
Nun werden erste Übergänge des eingegebenen Taktsignals
CK7 für jeden Takt aufeinanderfolgend mit CK7-1, CK7-2 und
CK7-3 dargestellt. Die Daten dataK2 werden in die
sequentielle Schaltung 52 aufgenommen, um sie beim ersten
Übergang (CK7-1) des Signals SBu53 zu verarbeiten, welches
dem ersten Übergang CK7-1 des Taktsignals CK7 entspricht.
Die in der sequentiellen Schaltung 52 verarbeiteten Daten
werden zum Puffer Bu56 als Signal S52 ausgegeben, welches
in Synchronisation mit dem Signal SBu53 ist. Das Ausgabe-
Timing des Signals S52 weist eine Verzögerung von einer
bestimmten Zeit bezüglich des Signals SBu53 auf. Die aus
dem Datenausgangsanschluß 55 ausgegebenen Ausgangsdaten
DO7 sind gegenüber dem Signal S52 infolge der Verzögerung
im Puffer Bu56 weiter verzögert, und das Ausgabe-Timing
der Ausgangsdaten DO7 weist eine Verzerrung auf, welche
gerade einem Zyklus des Taktsignals CK7 bezüglich eines
ersten Übergangs des Taktsignals CK7 entspricht. Folglich
koinzidieren die ersten Übergänge des Taktsignals CK7 mit
dem Timing jeder der Daten dataL1, L2 und L3 zur Ausgabe-
Startzeit miteinander.
Nachstehend wird die Beziehung zwischen jedem Taktsignal,
den Eingangsdaten und den Ausgangsdaten in demjenigen
Fall unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben werden, in
welchem eine Mehrzahl von vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltungen verbunden sind. In Fig. 13 be
zeichnet 1 eine Taktoszillationsschaltung zum Ausgeben
des Taktsignals CK, 50 bezeichnet eine integrierte Schal
tung mit Funktionen, die denjenigen der in Fig. 1 darge
stellten integrierten Schaltung 50 äquivalent ist, und 60
sowie 70 bezeichnen integrierte Schaltungen, welche
ähnlich zur integrierten Schaltung 50 sequentielle
Schaltungen und Phase-Locked-Schaltungen aufweisen. In
Fig. 13 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen wie die in
Fig. 1 entsprechende Teile in Fig. 1.
In der Figur bezeichnen 62 und 72 entsprechende
sequentielle Schaltungen, die in den integrierten Schal
tungen 60 und 70 vorgesehen sind, 63 und 73 bezeichnen
entsprechende Takteingangsanschlüsse zum Empfangen von
Taktsignalen CK8 und CK9, welche in die integrierten
Schaltungen 60 und 70 von außen eingegeben werden, 64
bezeichnet einen Dateneingangsanschluß zum Empfangen der
Eingangsdaten DI8, welche in die integrierte Schaltung 60
von außen eingegeben werden, 74 und 75 bezeichnen Daten
eingangsanschlüsse zum Empfangen der in die integrierte
Schaltung 70 von außen eingegebenen Eingangsdaten, 65 und
76 bezeichnen Datenausgangsanschlüsse zum externen Aus
geben der in den integrierten Schaltungen 60 und 70
verarbeiteten Daten, Bu60 und Bu70 bezeichnen Puffer,
deren Eingangsanschlüsse mit den Takteingangsanschlüssen
63 und 73 zum Empfangen der von außen in die integrierten
Schaltungen 60 und 70 eingegebenen Taktsignale CK8 und
CK9 verbunden sind, Bu61 bezeichnet einen Puffer, dessen
Eingangsende mit dem Dateneingangsanschluß 64 zum
Aufnehmen der von außen in die integrierte Schaltung 60
eingegebenen Eingangsdaten D18 verbunden ist, Bu71 und
Bu72 bezeichnen Puffer, deren Eingangsenden mit den
Dateneingangsanschlüssen 74 und 75 zum Aufnehmen der von
außen eingegebenen entsprechenden Eingangsdaten in die
integrierte Schaltung 70 verbunden sind, 67 bezeichnet
eine Phase-Locked-Schaltung in der integrierten Schaltung
60, welche mit dem Ausgangsende des Puffers Bu60
verbunden ist, 78 bezeichnet eine Phase-Locked-Schaltung
in der integrierten Schaltung 70, welche mit den
Ausgangsenden der Puffer Bu70 und Bu74 verbunden ist,
Bu62 und Bu73 bezeichnen Hauptpuffer, welche in den
integrierten Schaltungen 60 und 70 vorgesehen sind und
Eingangsanschlüsse aufweisen, die mit den Phase-Locked-
Schaltungen 67 und 78 verbunden sind, zum Zuführen der
Taktsignale an die entsprechenden sequentiellen
Schaltungen 62 und 72, Bu63-Bu65 und Bu74-Bu76
bezeichnen Puffer, deren Eingangsenden mit den Ausgangs
enden der Puffer Bu62 und Bu73 verbunden sind und deren
Ausgangsenden mit den sequentiellen Schaltungen 62 und 72
verbunden sind, zum direkten Zuführen der Taktsignale zu
den sequentiellen Schaltungen 62 und 72, 66 und 77
bezeichnen Taktpuffer, welche die entsprechenden Puffer
Bu63-Bu65 und die Puffer Bu74-Bu76 enthalten, Bu66
bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangsende mit der
sequentiellen Schaltung 62 verbunden ist und dessen
Ausgangsende mit dem Datenausgangsanschluß 65 verbunden
ist, zum externen Ausgeben der in der sequentiellen
Schaltung 62 verarbeiteten Ausgangsdaten DO8 aus der
integrierten Schaltung 60, Bu67 bezeichnet einen Puffer,
dessen Eingangsende mit dem Ausgangsende des Puffers Bu66
verbunden ist und dessen Ausgangsende mit der Phase-
Locked-Schaltung 67 verbunden ist, und 76 bezeichnet
einen Datenausgangsanschluß, welcher an seinem Eingangs
ende als Eingang den Ausgang der sequentiellen Schaltung
72 durch den Puffer Bu76 empfängt, zum Ausgeben der in
der sequentiellen Schaltung 72 verarbeiteten Ausgangs
daten DO9 aus der integrierten Schaltung 70.
Ein aus dem Puffer Bu63 ausgegebenes Signal wird dann mit
SBu63 bezeichnet, und ein aus dem Puffer Bu74 ausge
gebenes Signal wird mit SBu74 bezeichnet. Ferner werden
aus den Puffern Bu71 und Bu72 ausgegebene Signale mit
SBu71 und SBu72 bezeichnet.
Nun sind die integrierte Schaltung 50 und die integrierte
Schaltung 60 die ersten integrierten Schaltungen. Die
integrierte Schaltung 70 ist die zweite integrierte
Schaltung. Die integrierte Schaltung 50 nimmt die
Eingangsdaten D17 aus dem Dateneingangsanschluß 54 in die
sequentielle Schaltung 52 in Synchronisation mit dem
Taktsignal CK7 (SBu53) auf, welches dem Takteingangs
anschluß 53 von außen zugeführt wird, verarbeitet die
Daten in der sequentiellen Schaltung 52 und gibt die in
der sequentiellen Schaltung 52 erzeugten Ausgangsdaten
DO7 aus dem Datenausgangsanschluß 55 nach draußen aus.
Die integrierte Schaltung 60 nimmt die Eingangsdaten D18
in die sequentielle Schaltung 62 aus dem Dateneingangs
anschluß 64 in Synchronisation mit dem Taktsignal CK8
(SBu63) auf, welches dem Takteingangsanschluß 63 von
außen zugeführt wird, verarbeitet die Daten in der
sequentiellen Schaltung 62 und gibt die in der
sequentiellen Schaltung 62 erzeugten Ausgangsdaten DO8
aus dem Datenausgangsanschluß 65 nach draußen aus. Die
Taktsignale CK7, CK8 und CK9 unterscheiden sich vom aus
der Taktoszillationsschaltung 1 ausgegegebenen Taktsignal
CK, da die Impulsformen weniger steil werden und leichte
Verzögerungen während der Übertragung verursacht werden,
doch die Unterschiede sind derart gering, daß sie als die
gleichen wie das Taktsignal CK behandeln werden.
Bei der integrierten Schaltung 70 ist der Dateneingangs
anschluß 75 mit dem Datenausgangsanschluß 55 der
integrierten Schaltung 50 verbunden, und ihr Datenein
gangsanschluß 74 ist mit dem Datenausgangsanschluß 65 der
integrierten Schaltung 60 verbunden. Die integrierte
Schaltung 70 empfängt die in der entsprechenden
integrierten Schaltung 50 und der integrierten Schaltung
60 verarbeiteten Daten DO7 und DO8 aus dem Datenein
gangsanschluß 75 und dem Dateneingangsanschluß 74 als
Eingangsdaten. Die eingegebenen Daten DO7 und DO8 werden
in die sequentielle Schaltung 72 als Signale SBu72 und
SBu71 durch den entsprechenden Puffer Bu72 und den Puffer
Bu71 eingegeben. Die sequentielle Schaltung 72 wird durch
das Signal SBu74 getrieben, um die eingegebenen Signale
SBu71 und SBu72 zu verarbeiten.
Die Betriebsweisen der vorstehend beschriebenen
integrierten Schaltung 50, der integrierten Schaltung 60
und der integrierten Schaltung 70 sind in Fig. 14
dargestellt. In der sequentiellen Schaltung 52 der
integrierten Schaltung 50 werden die aus dem Datenein
gangsanschluß 54 eingegebenen Eingangsdaten DI7, welche
die Daten dataK11, dataK12, dataK13 und dergleichen
umfassen, in Synchronisation mit dem Signal SBu53 ver
arbeitet, und die Ausgangsdaten DO7, welche die erzeugten
Daten dataL9, dataL10, dataL11 und dergleichen umfassen,
werden aus dem Datenausgangsanschluß 55 in Synchroni
sation mit dem Signal SBu53 ausgegeben. Das Signal SBu53
weist eine bestimmte Ausbreitungsverzögerungszeit be
züglich des Taktsignals CK auf, daher ist die Phase des
Taktsignals CK7 gegenüber dem Taktsignal CK verzögert.
Diese Verzögerung wird im Puffer Bu50, in der Phase-
Locked-Schaltung 57 und im Taktpuffer 56 verursacht.
Durch das Durchlaufen des Prozesses in der sequentiellen
Schaltung 52 und dem Puffer Bu28 wird das Ausgabe-Timing
der Ausgangsdaten DO7 gegenüber dem ersten Übergang des
Signals SBu53 verzögert. Das Ausgabe-Timing der Ausgangs
daten DO7 ist gerade um einen Zyklus dem Taktsignals CK
bezüglich eines ersten Übergangs des Taktsignals CK
verzögert. Das heißt, das Ausgabe-Timing der Ausgangs
daten DO7 stimmt mit der Phase des Taktsignals CK über
ein.
Ähnlich werden in der sequentiellen Schaltung 62 der
integrierten Schaltung 60 die aus dem Dateneingangsan
schluß 64 eingegebenen Eingangsdaten DI8 in Synchroni
sation mit dem Signal SBu63 verarbeitet, und die erzeug
ten Ausgangsdaten DO8 werden aus dem Datenausgangsan
schluß 65 in Synchronisation mit dem Signal SBu63 aus
gegeben. Das Signal SBu63 weist eine bestimmte Ausbrei
tungsverzögerungszeit bezüglich des Taktsignals CK auf,
so daß das Taktsignal CK8 gegenüber dem Taktsignal CK
verzögert ist. Diese Verzögerung wird im Puffer Bu60, in
der Phase-Locked-Schaltung 67 und im Taktpuffer 66
verursacht. Durch das Laufen durch den Prozeß in der
sequentiellen Schaltung 62 und den Puffer Bu66 ist das
Ausgabe-Timing der Ausgangsdaten DO8 gegenüber einem
ersten Übergang des Signals SBu63 verzögert. Das Ausgabe-
Timing der Ausgangsdaten DO8 eilt dem Taktsignal CK dann
gerade um einen Zyklus des Taktsignals CK hinterher. Das
bedeutet, daß das Timing des Ausgabebeginns aller Aus
gangsdaten DO8 und die ersten Übergänge des Taktsignals
CK miteinander koinzidieren.
In der integrierten Schaltung 70 ist das Taktsignal SBu74
zum Treiben der sequentiellen Schaltung 72 derart ein
gestellt, daß seine Phase mit dem Taktsignal CK9 durch
die Phase-Locked-Schaltung 78 koinzidiert. Andererseits
werden die am Dateneingangsanschluß 74 und am Daten
eingangsanschluß 75 eingegebenen Ausgangsdaten DO8 und
Ausgangsdaten DO7 zur sequentiellen Schaltung 72 durch
den Puffer Bu72 und den Puffer Bu71 übertragen, so daß
beide Daten um eine bestimmte Zeit Δt40 verzögert sind,
wenn die Verzögerungszeiten in den Puffern Bu71 und Bu72
gleichgesetzt werden. Die in die sequentielle Schaltung
72 eingegebenen Signale SBu71 und SBu72 weisen die
gleiche Verzögerungszeit auf, um den Zulassungsbereich
von Schwankungen des internen Taktsignals SBu74 zur
Verarbeitung in der sequentiellen Schaltung 72 zu
vergrößern, was eine einfache Datenübertragung und einen
einfachen Datenempfang ergibt. Da die Phasen der Signale
SBu71 und SBu72 miteinander übereinstimmen, kann ferner
die Datenverarbeitungs-Geschwindigkeit vergrößert werden,
um die Arbeitsgeschwindigkeit der integrierten Schal
tungseinrichtung zu erhöhen.
Nachstehend ist der Aufbau der Phase-Locked-Schaltung,
die in der in Fig. 11 gezeigten integrierten Schaltung
vorgesehen ist, in Fig. 15 dargestellt. In Fig. 15
bezeichnet 1 eine außerhalb der integrierten Schaltung 50
vorgesehene Taktoszillationsschaltung zum Erzeugen eines
Taktsignals CK, um das Taktsignal CK an den Takteingangs
anschluß 53 zu legen, 100 bezeichnet eine außerhalb der
integrierten Schaltung 50 vorgesehene Rücksetzschaltung
zum Erzeugen eines Initialisierungssignals, Bu50 bezeich
net einen Puffer, dessen Eingangsende mit dem Taktein
gangsanschluß 53 verbunden ist, 208 bezeichnet eine
Verzögerungsschaltung, welche in Reihe geschaltete
Verzögerungselemente 201-207 umfaßt, zum Empfangen des
durch den Puffer Bu50 eingegebenen Taktsignals als
Eingang des Verzögerungselements 201 und Ausgeben der
Verzögerungstakte DC1 bis DC7, welche gegenüber jedem der
mit den Ausgangsenden der Verzögerungselemente 201-207
verbundenen Abgriffe sequentiell verzögert sind, 209
bezeichnet eine Auswahlschaltung, deren Eingangsenden den
entsprechenden Verzögerungstakten DC1-DC7 entsprechen,
welche aus der Verzögerungsschaltung 208 ausgegeben
werden, und welche durch das eingegebene
Initialisierungssignal R zum Auswählen und Ausgeben von
nur einem der eingegebenen Verzögerungstakte DC1 bis DC7
gemäß einem Phasenschaltsignal C und einem Phasenver
gleichssignal R/L initialisiert werden, 51 bezeichnet
eine Logikschaltung, die in der integrierten Schaltung 50
vorgesehen ist und mit dem Ausgangssignal S57 betrieben
wird, welches aus der Auswahlschaltung 209 ausgegeben
wird, 56 bezeichnet einen Taktpuffer, welcher in der
Logikschaltung 51 enthalten ist und Puffer Bu50-Bu55
zum Verteilen des Ausgangs 557 der Auswahlschaltung 209
in die Logikschaltung 51, 52 bezeichnet eine sequentielle
Schaltung, welche in der Logikschaltung 51 enthalten ist
und durch den Ausgang des Taktpuffers 56 getrieben wird,
Bu57 bezeichnet einen Puffer, dessen Eingangsende mit dem
Ausgangsende der sequentiellen Schaltung 52 verbunden ist
und welcher den gleichen Verzögerungsbetrag wie der
Puffer Bu50 aufweist, und 210 bezeichnet eine Phasenver
gleichsschaltung zum Vergleichen der Phasen des Eingangs
B, welcher der durch den Puffer Bu57 vorgesehene Ausgang
der sequentiellen Schaltung 52 ist, und des Eingangs A,
welcher der durch den Puffer Bu50 vorgesehene Ausgang der
Taktoszillationsschaltung 1 ist, um ein Phasenvergleichs
signal R/L und ein Phasenschaltsignal C gemäß ihrem Er
gebnis auszugeben und sie der Auswahlschaltung 209 zur
Verfügung zu stellen.
Jedes der Verzögerungselemente 201-207 kann von einem
Puffer gebildet sein, und die Taktverzerrung des Ver
zögerungselements beträgt etwa 0,2-0,3 ns. Und es ist
notwendig, daß die Gesamtverzögerungszeit der Ver
zögerungselemente 201-207 nicht kleiner als ein Zyklus
des Taktsignals CK ist.
Der gleiche Aufbau wie derjenige der in Fig. 4 gezeigten
Auswahlschaltung 109 wird als Auswahlschaltung 209 ver
wendet.
Ferner kann eine Auswahlschaltung verwendet werden,
welche den gleichen Aufbau wie die in Fig. 7 darge
stellte Auswahlschaltung 109a aufweist.
Nachstehend stellt Fig. 16 ein Schaltbild einer Art der
in Fig. 15 gezeigten Phasenvergleichsschaltung 210 dar.
Das Eingangsende A der Phasenvergleichsschaltung 210 ist
mit dem Dateneingangsende D des DFF 241 verbunden und das
Eingangsende B ist mit dem Takteingangsende verbunden,
wobei das Phasenvergleichssignal R/L aus dem Ausgangsende
Q des DFF 241 entnommen wird. Das aus dem Eingangsende B
eingegebene Signal wird durch einen Inverter 242 in
vertiert, um es als Phasenschaltsignal C auszugeben.
Die Phasenvergleichsschaltung 210 gibt den "H"-Pegel als
Phasenvergleichssignal R/L aus, wenn das aus dem Ein
gangsende A eingegebene Signal auf dem "H"-Pegel liegt,
wenn ein erster Übergang des aus dem Eingangsende B
eingegebenen Signals stattfindet, und sie gibt den "L"-
Pegel als Phasenvergleichssignal R/L aus, wenn das aus
dem Eingangsende A eingegebene Signal auf dem "L"-Pegel
liegt. Wenn folglich beispielsweise das am Eingangsende A
der Phasenvergleichsschaltung 210 eingegebene Taktsignal
CK dem am Eingangsende B eingegebenen Taktsignal CK7 um
1/2 Zyklus oder weniger voreilt, dann befindet sich das
Phasenvergleichssignal R/L auf dem "H"-Pegel. Wenn jedoch
im Gegensatz dazu das am Eingangsende A eingegebene Takt
signal CK dem am Eingangsende B eingegebenen Taktsignal
CK7 um weniger als 1/2 Zyklus nacheilt, dann befindet
sich das aus der Phasenvergleichsschaltung 210 ausge
gebene Phasenvergleichssignal R/L auf dem "L"-Pegel.
Ferner wird das am Eingangsende B der Phasenvergleichs
schaltung 210 eingegebene Taktsignal invertiert, um das
Phasenschaltsignal C zu werden, wobei das Phasenver
gleichssignal R/L am ersten Übergang des am Eingangsende
B eingegebenen Signals bestimmt wird und das Phasen
schaltsignal C am letzten Übergang des am Eingangsende B
eingegebenen Signals erzeugt wird.
Nachstehend wird der Betrieb von jedem Teil der in den
Fig. 15, 4 und 16 gezeigten integrierten Schaltungs
einrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben
werden. Fig. 17 stellt ein Impulsdiagramm dar, welches
den Betrieb der Phase-Locked-Schaltung 57 in der in Fig.
15 gezeigten integrierten Schaltung 50 darstellt.
Es wird angenommen, daß sich der Ausgang der
sequentiellen Schaltung 52 wie "1" "0" "0" "1" "0" "0"
. . . in Synchronisation mit dem Ausgang des Taktpuffers 56
ändert. Das Auftreten einer beliebigen Änderung ist
praktisch ausreichend, doch die Annahme wird zur Verein
fachung gemacht.
Bei der Initialisierung (bis zur Zeit T30) mit dem den
"H"-Pegel erhaltenden Initialisierungssignal R wird die
Auswahlschaltung 209 rückgesetzt, so daß nur das Aus
gangssignal Q4 des DFF4 in der Auswahlschaltung 209 den
"H"-Pegel erhält, und die Ausgänge der DFF1-3, DFF5-7
gehen auf den L"-Pegel, daher erscheint der Ver
zögerungstakt DC4 im Phase-Locked-Takt S57, welcher aus
der Phase-Locked-Schaltung 57 ausgegeben wird. Das Signal
S57 wird an die sequentielle Schaltung 52 durch den Takt
puffer 56 ausgegeben.
Zur Zeit T31 ändert sich das am Eingangsende B der
Phasenvergleichsschaltung 210 eingegebene Signal vom "L"-
Pegel zum "H"-Pegel, wenn die sequentielle Schaltung 52
wie vorstehend beschrieben betrieben wird.
Zu dieser Zeit eilt die Phase des am Eingangsende A ein
gegebenen Taktsignals bezüglich des am Eingangsende B der
Phasenvergleichsschaltung 210 eingegebenen Signals vor
aus, so daß das am Eingangsende B der Phasenvergleichs
schaltung 210 eingegebene Signal auf dem "H"-Pegel ist
und der aus dem DFF241 ausgegebene Phasenvergleichsaus
gang R/L auf dem "H"-Pegel ist. Andererseits ist das
Phasenschaltsignal C eine Inversionslogik des zum
Eingangsende B eingegebenen Signals, welches sich vom
"H"-Pegel zum "L"-Pegel ändert.
Um nun die Phase des am Eingangsende B eingegebenen
Taktsignals und die Phase des am Eingangsende A
eingegebenen Taktsignals anzunähern, sollte das am
Eingangsende A eingegebene Taktsignal, so wie es ist,
aufrechterhalten werden, und nur das am Eingangsende B
eingegebene Taktsignal sollte in der Phase voreilen, was
bedeutet, daß die Auswahl zum Takt DC3 verändert werden
sollte, welcher im Vergleich zum derzeit gewählten Ver
zögerungstakt DC4 in der Voreilphase ist.
Zur Zeit T32 nimmt das Phasenschaltsignal C vom "L"-Pegel
zum "H"-Pegel zu und führt das Schieberegister in der
Auswahlschaltung 209 die Schiebeoperation durch. Zu
dieser Zeit ist es im linksverschobenen Zustand, da das
Phasenvergleichssignal R/L auf dem "H"-Pegel liegt. Zu
sammen mit der Linksverschiebung ändert sich das Aus
gangssignal Q4 des DFF4 vom "H"-Pegel zum "L"-Pegel, und
das Ausgangssignal Q3 des DFF3 ändert sich vom "L"-Pegel
zum "H"-Pegel, und der DC3 wird als S57 anstelle des DC4
ausgegeben.
Zur Zeit T33 nimmt das DFF241 als Daten das am Eingangs
ende D eingegebene Signal auf, da sich das am Eingangs
ende B eingegebene Signal vom "L"-Pegel zum "H"-Pegel
ändert. Zu dieser Zeit eilt das am Eingangsende A ein
gegebene Signal dem am Eingangsende B eingegebenen Signal
voraus, und das am Eingangsende A eingegebene Signal
befindet sich auf dem "H"-Pegel. Somit wird das Phasen
vergleichssignal R/L auf dem "H"-Pegel behalten.
Zur Zeit T34 ändert sich das Phasenschaltsignal C vom
"L"-Pegel zum "H"-Pegel, da sich das am Eingangsende B
eingegebene Signal vom "H"-Pegel auf den "L"-Pegel
ändert. Zu dieser Zeit wird eine Linksverschiebung in der
Auswahlschaltung 209 durchgeführt, da sich das Phasen
vergleichssignal R/L auf dem "H"-Pegel befindet, und das
Signal DC2 als S57 aus der Auswahlschaltung 209 anstelle
des Signals DC3 ausgegeben.
Zur Zeit T35 ändert sich das aus dem DFF241 ausgegebene
Phasenvergleichssignal R/L zum "L"-Pegel, da das am
Eingangsende A eingegebene Taktsignal bezüglich des am
Eingangsende B eingegebenen Signals in der Nacheilphase
ist und sich das am Eingangsende A eingegebene Signal auf
dem "L"-Pegel befindet.
Zur Zeit T36 ändert sich das Phasenschaltsignal C vom
"L"-Pegel zum "H"-Pegel, da sich das am Eingangsende B
eingegebene Signal vom "H"-Pegel zum "L"-Pegel ändert. Zu
dieser Zeit liegt das Phasenvergleichssignal R/L auf dem
"L"-Pegel, so daß das Schieberegister in der Auswahl
schaltung 209 nach rechts schiebt und somit das Signal
DC3 als S57 aus der Auswahlschaltung 209 anstelle des
Signals DC2 ausgegeben wird.
Danach ist die Phase des am Eingangsende A eingegebenen
Signals ständig vorauseilend und gegenüber dem am Ein
gangsende B eingegebenen Signal immer verzögert, wenn
sich das am Eingangsende B eingegebene Signal ändert,
wobei die Ausgangssignale DC3 und DC2 abwechselnd gewählt
werden.
Da die Verzerrungen, d. h. die Synchronisationsge
nauigkeit, des am Eingangsende A eingegebenen Signals und
des am Eingangsende B eingegebenen Signals der Takt
phasendifferenz der DC2 und der DC3 angenähert werden
können, ist in einem derartigen Zustand die Synchroni
sationsgenauigkeit verbessert, da die Verzögerungszeit
für jede Stufe des Verzögerungselements verkürzt wird.
Infolgedessen stimmen die Phase des am Eingangsende A
eingegebenen Signals und die vorauseilende Flanke des am
Eingangsende B eingegebenen Signals mit großer Genauig
keit miteinander überein, mit anderen Worten, die voraus
eilende Flanke des Taktsignals CK der Taktoszillations
schaltung 1 und das Timing des Ausgabestarts aller Daten
der sequentiellen Schaltung 52 stimmen miteinander über
ein, wenn der Puffer Bu50 und der Puffer Bu57 das gleiche
Element sind, so daß die Ausbreitungsverzögerungszeiten
des Puffers Bu50, des Taktpuffers 56 und der
sequentiellen Schaltung 52 offensichtlich beseitigt
werden können.
Wie in Fig. 18 dargestellt, kann in der in Fig. 11
gezeigten integrierten Schaltung 50 der zum Rückkoppeln
des Taktsignals an die Phase-Locked-Schaltung 57 ver
wendete Puffer Bu57 entfernt werden. In diesem Fall
werden die Ausbreitungsverzögerungszeiten im Taktpuffer
56, in der sequentiellen Schaltung 52 und im Puffer Bu56
durch die Phase-Locked-Schaltung 57 kompensiert werden.
Fig. 19 ist ein Impulsdiagramm, welches den Betrieb der
integrierten Schaltung 50a darstellt. Wie in Fig. 19
dargestellt, stimmen in diesem Fall der erste Übergang
des aus dem Puffer Bu50 ausgegebenen Taktsignals SBu50
und das Timing des Ausgabestarts aller aus dem Daten
ausgangsanschluß 55 ausgegebenen Ausgangsdaten DO7
miteinander überein.
Ferner ist in der in Fig. 11 gezeigten integrierten
Schaltung 50 der zum Rückkoppeln des Taktsignals zur
Phase-Locked-Schaltung 57 verwendete Puffer Bu57
entfernt, und der Aufbau kann, wie in Fig. 20 dar
gestellt, eingefügt werden, bei welchem das Ausgangs
signal S52 der sequentiellen Schaltung 52 zur Phase-
Locked-Schaltung 57 rückgekoppelt wird. In diesem Fall
werden nur die Ausbreitungsverzögerungszeiten des Takt
puffers 56 und der sequentiellen Schaltung 52 durch die
Phase-Locked-Schaltung 57 kompensiert. Fig. 21 ist ein
Impulsdiagramm, welches den Betrieb der integrierten
Schaltung 50b darstellt. Wie in Fig. 21 gezeigt,
koinzidieren in diesem Fall der erste Übergang des aus
dem Puffer Bu50 ausgegebenen Taktsignals SBu50 und das
Ausgabe-Timing von jedem aus der sequentiellen Schaltung
52 ausgegebenen Daten(dataL1 u. a.)-Signal S52 mit
einander.
Nachstehend ist eine in der zweiten bevorzugten Aus
führungsform verwendete andere Art der Phase-Locked-
Schaltung in Fig. 22 dargestellt.
In Fig. 22 bezeichnet 250 eine rückgesetzte D-Typ-Flip
flop-Schaltung, deren Takteingangsende mit dem Phasen
vergleichssignal-Ausgangsende R/L der Phasenvergleichs
schaltung 210 verbunden ist, deren Dateneingangsende D
auf Massepotential festgelegt ist, deren Rücksetzsignal-
Eingangsende R das aus der Rücksetzschaltung 100 aus
gegebene Initialisierungssignal als Eingang empfängt und
deren Setzsignal-Eingangsende SE das aus der Auswahl
schaltung 209 ausgegebene Signal Q1 als Eingang empfängt.
255 bezeichnet eine Auswahleinrichtung, deren Eingangs
ende I0 mit dem Phasenvergleichssignal-Ausgangsende R/L
der Phasenvergleichsschaltung 210 verbunden ist, deren
Eingangsende I1 auf Massepotential festgelegt ist, deren
Auswahleingangsende S das Ausgangssignal Q des DFF 250
als Eingang empfängt und deren Ausgangsende Y mit dem
Phasenvergleichssignal-Eingangsende R/L der Auswahl
schaltung 209 verbunden ist.
Nachstehend wird der Betrieb unter Bezugnahme auf Fig.
23 beschrieben werden, bei welchem diese Phase-Locked-
Schaltung als Phase-Locked-Schaltung 57 der in Fig. 11
dargestellten integrierten Schaltung 50 verwendet wird.
Es wird beispielsweise vorausgesetzt, daß das Phasenver
gleichssignal R/L der Phasenvergleichsschaltung 210 mit
fehlender Synchronisation auf den "H"-Pegel festgelegt
ist, nachdem das Initialisierungssignal R eingegeben
wird, um den Betrieb bis zur Zeit T49 zu starten. Dann
wird angenommen, daß die Auswahlschaltung 209 einen Takt
mit voreilender Phase wählt, das heißt, daß sie die
linksseitige Verschiebeoperation ausführt und daß die
Ausgangssignale Q4-Q1 der DFF4-DFF1 aufeinander
folgend auf den "H"-Pegel gehen (von der Zeit T40 bis zur
Zeit T43). Oder es wird angenommen, daß die Phasen der am
Eingangsende A und Eingangsende B eingegebenen Signale
nicht koinzidieren und schließlich der Verzögerungstakt
DC1 in der letzten Stufe gewählt wird.
Zur Zeit T43 erreicht das Ausgangssignal Q1 des DFF1 der
Auswahlschaltung 209 den "H"-Pegel. Zu dieser Zeit ist
das DFF250 gesetzt, geht das Ausgangssignal Q des DFF250
auf den "H"-Pegel und wählt die Auswahleinrichtung 255
den "L"-Pegel, welcher am Eingangsende I1 eingegeben
wird, um ihn aus dem Ausgangsende Y auszugeben, so daß
die Auswahlschaltung 209 dazu gezwungen wird, den
Verzögerungsphasentakt zu wählen. Das heißt, in der Zeit
T44-T48 führt das Schieberegister in der Auswahl
schaltung 209 nacheinander die Rechtsverschiebung durch.
Die Auswahl des Verzögerungsphasentakts wird solange
aufrechterhalten, bis sich das Phasenvergleichssignal R/L
der Phasenvergleichsschaltung 210 vom "L"-Pegel zum "H"-
Pegel ändert. Wenn das am Eingangsende B eingegebene
Signal zur Zeit T49 vom "L"-Pegel auf den "H"-Pegel zu
nimmt, dann ändert sich das am Takteingangsende des
DFF250 eingegebene Phasenvergleichssignal R/L vom "L"-
Pegel zum "H"-Pegel, um das Ausgangssignal Q des DFF250
auf den "L"-Pegel zu bringen, und gibt die Auswahlein
richtung 255 das aus der Phasenvergleichsschaltung 210
ausgegebene Phasenvergleichssignal R/L an die Auswahl
schaltung 209 als Ausgangssignal aus. Das heißt, die Aus
wahleinrichtung 255 gelangt in den Normalzustand, in
welchem sie das aus der Phasenvergleichsschaltung 210
ausgegebene Phasenvergleichssignal R/L wählt und es
ausgibt. Auf diese Weise werden Verzögerungstakte an den
folgenden Stufen solange ausgewählt, bis die Phase über
einstimmt.
Im Ergebnis wird der Betrieb nicht verhindert, wenn die
Phasensynchronisation aufgehoben ist, und ein derartiges
Problem, wie das Einrasten auf das Signal S57 kann ver
mieden werden, da die Phase des Phase-Locked-Takts S57
kontinuierlich verändert wird.
Es kann ferner ein derartiger Schaltungsaufbau verwendet
werden, bei welchem die linksseitige Verschiebung er
zwungen wird, wenn der "H"-Pegel aus dem DFF7 ausgegeben
wird, indem die Verbindungen der Schaltungen geändert
werden, derart daß das Ausgangssignal Q7 des DFF7 in der
Auswahlschaltung 209 am Rücksetzsignal-Eingangsende SE
des DFF250 eingegeben wird und das Eingangsende I1 der
Auswahleinrichtung 255 auf den "H"-Pegel festgelegt wird.
Nachstehend zeigt Fig. 24 eine andere Art einer Auswahl
schaltung. Sie ist nicht bevorzugt, da es eine lange Zeit
erfordert, bis die Phasen übereinstimmen, doch die Aus
wahlschaltung kann unter Verwendung eines Zählers ausge
führt sein. Die Auswahlschaltung 209a umfaßt einen Auf
wärts-Abwärts-Zähler 260, einen Codierer 265, AND-Gatter
271-277 und ein OR-Gatter 280.
Der Aufwärts-Abwärts-Zähler 260 empfängt das Phasenver
gleichssignal R/L an seinem Aufwärts-Abwärts-Eingangsende
U/D, das Phasenschaltsignal C an seinem Zähleingangsende
und das Initialisierungssignal R an seinem Lasteingangs
ende LOAD. Der Codierer 265 ist mit Ausgangsenden C1-C3
des Aufwärts-Abwärts-Zählers 260 zum Codieren der aus dem
Aufwärts-Abwärts-Zähler 260 ausgegebenen Signale C1-C3
verbunden. Bei jedem der AND-Gatter 271-277 ist deren
eines Eingangsende mit jeweils einem der Ausgangssignale
Q1-Q7 des Codierers 265 verbunden und deren anderes
Eingangsende mit einem entsprechenden der Verzögerungs
takte DC1-DC7 verbunden. Das OR-Gatter 280 empfängt die
Ausgangssignale S271-S277 der AND-Gatter 271-277 an
seinen entsprechenden Eingangsenden und gibt das Aus
gangssignal als Phase-Locked-Takt S57 aus.
Eine Funktionstabelle des Aufwärts-Abwärts-Zählers 260
ist in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Eine Funktionstabelle des Codierers 265 ist in Tabelle 2
dargestellt.
Tabelle 2
Bei der Initialisierung sind der Zählerausgang = "100"
und der Codiererausgang Q4 = "H". Wenn sich das Phasen
vergleichssignal R/L auf dem "H"-Pegel befindet, dann
führt der Zähler 260 ein Abwärtszählen durch und ändert
der Codierer 265 die Auswahl zu einem Verzögerungstakt in
der Voreilphase, so daß die gleiche Operation wie in der
Auswahlschaltung 209 durchgeführt werden kann.
Nachstehend ist eine andere Art der Auswahlschaltung in
Fig. 25 dargestellt. Fig. 25 ist ein Schaltbild,
welches den Aufbau der Auswahlschaltung darstellt. In
Fig. 25 bezeichnet 285 ein OR-Gatter, welches als Ein
gang das Rücksetzsignal R an seinem ersten Eingangsende,
das Ausgangssignal Q7 des Codierers 265 an seinem zweiten
Eingangsende und das Ausgangssignal Q1 des Codierers 265
an seinem dritten Eingangsende empfängt, und die Bezugs
zeichen sind die gleichen wie diejenigen in Fig. 24,
welche die entsprechenden Teile in Fig. 24 bezeichnen.
Die in Fig. 25 dargestellte Auswahlschaltung 209b
unterscheidet sich von der in Fig. 34 dargestellten
Auswahlschaltung 209a dadurch, daß das OR-Gatter 285
darin vorgesehen ist. Das OR-Gatter 285 ermittelt eine
logische Summe der Ausgangssignale Q1 und Q7 des
Codierers 265 und des Initialisierungssignal-Eingangs R,
dessen Ausgang als Initialisierungssignal verwendet wird.
Durch Vorsehen des OR-Gatters 285 kann die Auswahlschal
tung 209b rückgesetzt werden, selbst wenn das Ausgangs
signal Q1 oder Q7 des Codierers 265 auf den "H"-Pegel
geht. Wenn beispielsweise die Phasensynchronisation ver
letzt ist und der aus den Verzögerungselementen in der
ersten oder letzten Stufe der Verzögerungsschaltung 108
ausgegebene Verzögerungstakt DC1, DC7 gewählt ist, dann
kann eine schnelle Initialisierung an der Phase-Locked-
Schaltung 57 ausgeführt werden.
Der Betrieb der Auswahlschaltung 209b wird unter Bezug
nahme auf das Impulsdiagramm der Fig. 26 beschrieben
werden. In Fig. 26 wird bis zur Zeit T50 die Auswahl
schaltung 209b rückgesetzt, wobei das Rücksetzsignal R
den "H"-Pegel erhält, (1, 0, 0) wird aus dem Aufwärts-
Abwärts-Zähler 260 als Ausgangssignal (C1, C2, C3)
ausgegeben, und nur das Ausgangssignal Q4 des Codierers
265 befindet sich auf dem "H"-Pegel, und die anderen
Ausgangssignale Q1-Q3, Q5-Q7 befinden sich auf dem
"L"-Pegel.
Nun wird der Fall beschrieben werden, in welchem die
Phasensynchronisation verletzt ist und das Phasenver
gleichssignal R/L auf den "L"-Pegel festgelegt ist. Zu
dieser Zeit zählt der Aufwärts-Abwärts-Zähler 260 in der
Auswahlschaltung 209b immer dann aufwärts, wenn das
Phasenschaltsignal C aus der Phasenvergleichsschaltung
210 in die Auswahlschaltung 209b eingegeben wird, um die
entsprechenden Ausgangssignale Q4-Q7 des Codierers 265
nacheinander auf den "H"Pegel zu bringen (Zeit T52-T53).
Wenn dann bei T53 das Ausgangssignal Q7 des Codierers 265
den "H"-Pegel erreicht, dann ändert sich der Ausgang des
OR-Gatters 285 zum "H"-Pegel und wird der Aufwärts-Ab
wärts-Zähler 260 rückgesetzt (Zeit T54). Folglich er
reicht das Ausgangssignal Q4 des Codierers 265 den "H"-
Pegel und geht das Ausgangssignal Q7 des DFF7 auf den
"L"-Pegel.
Wenn im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Fall
beispielsweise das Phasenvergleichssignal R/L auf den
"H"-Pegel festgelegt ist, dann zählt der Aufwärts-Ab
wärts-Zähler 260 in der Auswahlschaltung 209b immer dann
abwärts, um die Ausgangssignale Q4-Q1 des Codierers 265
nacheinander auf den "H"-Pegel zu bringen, wenn das
Phasenschaltsignal C aus der Phasenvergleichsschaltung
210 in die Auswahlschaltung 209b eingegeben wird.
Die dritte Ausführungsform
Nachstehend wird die dritte bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der Fig. 27
beschrieben werden. Fig. 27 ist ein Schaltbild, welches
eine integrierte Schaltung und eine Phase-Locked-Schal
tung zum Zuführen von Taktsignalen an die integrierte
Schaltung darstellt, welche auf unterschiedlichen
Substraten gebildet sind. In der Figur bezeichnet 300A
eine integrierte Schaltung, welche eine Phase-Locked-
Schaltung enthält, und 300B bezeichnet eine integrierte
Schaltung, welche eine Logikschaltung 51 mit einer
sequentiellen Schaltung 52 umfaßt. In der Figur bezeich
net Bu80 einen in der integrierten Schaltung 300A vorge
sehenen Puffer, dessen Eingangsende mit dem Ausgang der
Phase-Locked-Schaltung 57 verbunden ist, zum Ausgeben des
Ausgangssignals der Phase-Locked-Schaltung 57 aus der
integrierten Schaltung 300A, Bu81 bezeichnet einen in
der integrierten Schaltung 300B vorgesehenen Puffer,
dessen Ausgangsende mit dem Taktpuffer 56a verbunden ist,
zum Eingeben des Taktsignals von außen, 301 bezeichnet
einen Taktsignal-Eingangsanschluß, welcher das Taktsignal
CK7 als Eingang empfängt und mit dem Eingangsende eines
Puffers Bu50 verbunden ist, 302 bezeichnet einen mit
einem Eingangsende eines Puffers Bu57 verbundenen Ein
gangsanschluß zum Empfangen des zur Phase-Locked-Schal
tung 57 rückgekoppelten Taktsignals, 303 bezeichnet einen
Verbindungspunkt zum Verbinden des Ausgangsendes des
Puffers Bu80 und des Eingangsendes des Puffers Bu81, 304
bezeichnet einen Dateneingangsanschluß, an welchem die
Eingangsdaten DI7 eingegeben werden und welcher mit einem
Eingangsende eines Puffers Bu51 verbunden ist, 305 be
zeichnet einen mit einem Ausgangsende eines Puffers Bu56
verbundenen Datenausgangsanschluß zum Ausgeben von in der
integrierten Schaltung 300B verarbeiteten Daten, 56a
bezeichnet einen Taktpuffer zum Verteilen des aus dem
Puffer Bu81 ausgegebenen Taktsignals an die sequentielle
Schaltung 52, und die gleichen Bezugszeichen wie die in
Fig. 11 bezeichnen Teile, die äquivalente Funktions
weisen zu denjenigen in Fig. 11 aufweisen. Die
Funktionsweise einer Kombination der integrierten Schal
tung 300A und der integrierten Schaltung 300B ist die
gleiche wie die der in Fig. 15 dargestellten integrier
ten Schaltung 50.
Beispielsweise ist es schwer zu erreichen, daß die Phase
des aus dem Verbindungspunkt 303 eingegebenen Taktsignals
CK7 mit der Phase der Ausgangsdaten DO7 allein mit Hilfe
der integrierten Schaltung 300B koinzidiert. Wenn es
erforderlich ist, die Phasen der Ausgangsdaten DO7 und
des Taktsignals CK7 in Koinzidenz zu bringen, dann ist
die integrierte Schaltung 300A, in welcher die Phase-
Locked-Schaltung gebildet ist, mit dem Verbindungspunkt
303 verbunden, welcher ein Taktsignal-Eingangsanschluß
der integrierten Schaltung 300B ist, sind der Daten
ausgangsanschluß 305 und der Eingangsanschluß 302 ver
bunden und wird das Taktsignal CK7 am Taktsignal-Ein
gangsanschluß 301 der integrierten Schaltung 300A ein
gegeben. Durch Verbinden der integrierten Schaltung 300A
mit der integrierten Schaltung 300B ist das in die
integrierte Schaltung 300B eingegebene Taktsignal in der
integrierten Schaltung adäquat verzögert, um die Phase
der aus der integrierten Schaltung 300B ausgegebenen
Ausgangsdaten DO7 mit der Phase des Taktsignals CK7 in
Koinzidenz zu bringen.
Nachstehend ist das Phasensynchronisations-System der
Mehrzahl von die Phase-Locked-Schaltung umfassenden
integrierten Schaltungen in Fig. 28 dargestellt. In
Fig. 28 bezeichnet 400 eine integrierte Schaltung, 411
bezeichnet einen Eingangspuffer zum Eingeben des Takt
signals, welches aus der externen Taktoszillationsschal
tung 1 in die integrierte Schaltung 400 zugeführt wird,
410 bezeichnet eine Phase-Locked-Schaltung, die das
Taktsignal als Eingang aus dem Eingangspuffer 411
empfängt, zum Einstellen der Phase des Taktsignals, 414
bezeichnet einen Taktpuffer, welcher das aus der Phase-
Locked-Schaltung 410 ausgegebene Taktsignal als Eingang
empfängt, zum Zuführen des Taktsignals zu jeder Schaltung
in der integrierten Schaltung 400, 415 und 418 bezeichnen
sequentielle Schaltungen, welche durch das aus dem Takt
puffer ausgegebene Taktsignal getrieben werden, 419 be
zeichnet einen Ausgangspuffer, welcher den Ausgang einer
sequentiellen Schaltung 418 als Eingang empfängt, zum
Ausgeben des Ausgangssignals der sequentiellen Schaltung
418 aus der integrierten Schaltung 400, und 420 bezeich
net einen Ausgangspuffer, welcher den Ausgang der sequen
tiellen Schaltung 415 als Eingang empfängt, zum Ausgeben
des Ausgangssignals der sequentiellen Schaltung 415 aus
der integrierten Schaltung 400. Die Phase-Locked-Schal
tung 410 umfaßt eine Verzögerungsschaltung 412, eine
Phasenvergleichsschaltung 417 und eine Auswahlschaltung
413. Die Verzögerungsschaltung 412 empfängt den Ausgang
des Eingangspuffers 411 als Eingang, um eine Mehrzahl von
Verzögerungstakten mit unterschiedlichen Verzögerungs
zeiten an die Auswahlschaltung 413 auszugeben. Die Aus
wahlschaltung 413 wählt einen aus der Verzögerungsschal
tung ausgegebenen Verzögerungstakt entsprechend einem aus
der Phasenvergleichsschaltung 417 ausgegebenen Steuer
signal aus und gibt dasselbe zum Taktpuffer 414 aus. Der
Ausgang aus der sequentiellen Schaltung 415 wird in die
Phasenvergleichsschaltung 417 durch den Puffer 416 ein
gegeben. Die Phasenvergleichsschaltung 417 vergleicht das
aus dem Eingangspuffer 411 eingegebene Taktsignal mit dem
aus dem Puffer 416 eingegebenen Taktsignal, um ein
Steuersignal an die Auswahlschaltung auf Grundlage des
Vergleichsergebnisses auszugeben.
In der Figur bezeichnet ferner 430 eine integrierte
Schaltung, 441 bezeichnet einen Eingangspuffer, 440 be
zeichnet eine Phase-Locked-Schaltung, 444 bezeichnet
einen Taktpuffer, 445 bezeichnet eine sequentielle Schal
tung, 442 bezeichnet eine Verzögerungsschaltung, 447 be
zeichnet eine Phasenvergleichsschaltung, und 443 bezeich
net eine Auswahlschaltung, wobei der von der strichlier
ten Linie umgebene Teil in der integrierten Schaltung 430
den gleichen Aufbau aufweist wie der von der strichlier
ten Linie umgebene Teil in der integrierten Schaltung
400. 448 bezeichnet eine in der integrierten Schaltung
430 vorgesehene sequentielle Schaltung, welche den
Ausgang der integrierten Schaltung 400 durch einen
Eingangspuffer 449 empfängt und welche durch das aus dem
Taktpuffer 444 eingegebene Taktsignal getrieben wird.
In der Figur bezeichnet 450 eine integrierte Schaltung
zum Aufnehmen des Ausgangs der integrierten Schaltung 400
in ein DFF453 unter Verwendung des Taktsignals der Takt
oszillationsschaltung 1, um ihn in einer Logikschaltung
454 zu verarbeiten.
Die Phase-Locked-Schaltung 410 kann die Verzögerung im
Taktpuffer 414, in der sequentiellen Schaltung 415 und im
Eingangspuffer 411 beseitigen, und die Phase-Locked-
Schaltung 440 kann die Verzögerung im Taktpuffer 444, in
der sequentiellen Schaltung 445 und im Eingangspuffer 441
beseitigen, so daß die Übertragung von aus der integrier
ten Schaltung 400 in die integrierte Schaltung 430 ge
sendeten Daten erleichtert werden kann. Ferner können in
einigen Fällen, wie bei der Datenübertragung aus der
integrierten Schaltung 400 in die integrierte Schaltung
450, die Daten unter Verwendung des Taktsignals aus der
Taktoszillationsschaltung 1 direkt im DFF453 in der
integrierten Schaltung 450 aufgenommen werden. Praktisch
sollte die Schaltung optimaler Phasenanpassung in Ab
hängigkeit von der Übertragungsgeschwindigkeit und dem
Verzögerungsbetrag innerhalb der integrierten Schaltung
gewählt werden.
Obwohl die Phase-Locked-Schaltungen 410 und 440 in dieser
bevorzugten Ausführungsform Phasen der Ausgänge der
sequentiellen Schaltungen 415 und 445 vergleichen, kann
sie gleichzeitig von dem Typ sein, welcher die Phase des
Ausgangs der Taktpuffer 414 und 444 wie in der vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsform vergleicht.
Hinsichtlich der Verbindungen unter einer Mehrzahl von
integrierten Schaltungen können der Typ der Phase-Locked-
Schaltung und die Kombination der die Phase-Locked-Schal
tungen enthaltenden integrierten Schaltungen in Abhängig
keit von den Bedingungen bei der Verwendung gewählt wer
den.
Obgleich die Erfindung detailliert dargestellt und be
schrieben worden ist, ist die vorstehende Beschreibung in
allen Aspekten veranschaulichend und nicht beschränkend.
Es ist daher selbstverständlich, daß zahlreiche Modifi
kationen und Variationen angebracht werden können, ohne
den Bereich der Erfindung zu verlassen.