JP2001284531A - Clock changer - Google Patents

Clock changer

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JP2001284531A
JP2001284531A JP2000090991A JP2000090991A JP2001284531A JP 2001284531 A JP2001284531 A JP 2001284531A JP 2000090991 A JP2000090991 A JP 2000090991A JP 2000090991 A JP2000090991 A JP 2000090991A JP 2001284531 A JP2001284531 A JP 2001284531A
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JP
Japan
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clock
frequency
circuit
gate
control signal
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Withdrawn
Application number
JP2000090991A
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Japanese (ja)
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Hiroyoshi Watanabe
浩好 渡邊
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clock changer which executes the control for gradually increasing the frequency of a clock applied a high current consumption type semiconductor device and the control for gradually decreasing the clock frequency in testing the semiconductor device which has a high clock frequency in a regular operation and consumes a high current in the regular operation. SOLUTION: The clock changer is composed of a clock generator for generating clocks covering all frequencies required for a semiconductor device and a selector circuit for selecting and outputting the clock generated by the clock generator. Further, the clock changer comprises a synchronizing circuit for generating a switching control signal synchronized with each clock, and a gate circuit constituting the selector circuit is controlled according to the switching control signal synchronized with each clock obtained by the synchronizing circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は動作速度が高速で
あるが為に消費電流が大きい半導体デバイスを試験する
場合に利用して好適なクロック切替装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock switching device suitable for use in testing a semiconductor device which consumes a large amount of current due to its high operating speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOS構造の半導体デバイスはFET
によって構成されるスイッチ素子がクロックに同期して
オン、オフ動作するためFETがオンからオフ、オフか
らオンの状態に反転するごとに比較的大きな電流を消費
する。従って、動作クロックの周波数に比例して電流消
費量が多くなる特性を具備している。このために動作速
度が特に速い半導体デバイスで、例えばクロックの周波
数が500MHz〜2GHz程度に達するデバイスでは極め
て大きな電流(例えば40〜50アンペア)を消費する
ものがある。
2. Description of the Related Art A semiconductor device having a CMOS structure is an FET.
Since the switch element constituted by the above-mentioned operation turns on and off in synchronization with the clock, a relatively large current is consumed every time the FET is inverted from the on state to the off state and from the off state to the on state. Therefore, it has a characteristic that the current consumption increases in proportion to the frequency of the operation clock. For this reason, there is a semiconductor device having a particularly high operation speed, for example, a device whose clock frequency reaches about 500 MHz to 2 GHz consumes an extremely large current (for example, 40 to 50 amps).

【0003】このような大電流消費型半導体デバイスで
は起動の当初から大電流を消費する動作モードで起動さ
せると電源回路の負担が大きいため、起動の当初は定常
動作時のクロック周波数より低い周波数のクロックで動
作を開始させ、時間の経過に従って段階的にクロックの
周波数を上昇させ、最終的に定常の動作クロックで動作
させる仕組みが搭載されている。図4にその一例を示
す。図4に示す符号10は大電流消費型半導体デバイス
を示す。この大電流消費型半導体デバイス10の内部に
周波数切替回路11が設けられる。この周波数切替回路
11に外部からクロック入力端子CLKを通じて例えば
200MHzのクロックを入力する。
In such a high-current-consuming semiconductor device, if the semiconductor device is started in an operation mode that consumes a large current from the beginning of the start, the load on the power supply circuit is large. A mechanism is provided in which an operation is started with a clock, the frequency of the clock is increased stepwise with the passage of time, and finally the operation is performed with a steady operation clock. FIG. 4 shows an example. Reference numeral 10 shown in FIG. 4 indicates a large current consumption type semiconductor device. A frequency switching circuit 11 is provided inside the large current consumption type semiconductor device 10. A clock of, for example, 200 MHz is externally input to the frequency switching circuit 11 through a clock input terminal CLK.

【0004】周波数切替回路11は起動時の当初はスル
ーの状態に設定され、入力された200MHzのクロック
をそのまま負荷となる回路12に供給するが、時間の経
過に従って例えば400MHz,800MHzの順にクロッ
クの周波数を変換し、最終的に800MHzのクロックを
回路12に与える状態で安定する。動作を停止させる場
合は周波数切替回路11は800MHzのクロックの出力
状態から400MHz,200MHzの順に周波数を降下さ
せ、消費電流を徐々に低下させて動作を停止させる。
The frequency switching circuit 11 is initially set to a through state at the time of start-up, and supplies the input 200 MHz clock to the load circuit 12 as it is. As time elapses, the clocks are switched in the order of, for example, 400 MHz and 800 MHz. The frequency is converted, and the circuit 12 is finally stabilized in a state where a clock of 800 MHz is applied to the circuit 12. When stopping the operation, the frequency switching circuit 11 lowers the frequency in the order of 400 MHz and 200 MHz from the output state of the 800 MHz clock, and gradually reduces the current consumption to stop the operation.

【0005】この大電流消費型半導体デバイス10を試
験する場合、周波数切替回路11が正常に動作するか否
かが試験の開始時点では未だ不明であるため、一般には
周波数切替回路11をスルーの状態に設定し、外部でク
ロックの周波数を切り替えて印加する必要がある。図5
に従来の技術で考えられるクロック切替装置の一例を示
す。20はクロック切替装置の全体を指す。クロック切
替装置20は大電流消費型半導体デバイス10で必要と
する全ての周波数のクロックを発生するクロック発生部
21と、このクロック発生部21で発生する各周波数の
クロックの何れか一つを選択して取り出す選択回路22
と、この選択回路22の切替状態を制御する制御器23
とによって構成することができる。
When testing this large current consumption type semiconductor device 10, it is generally unknown at the start of the test whether or not the frequency switching circuit 11 operates normally. And it is necessary to switch the clock frequency externally and apply it. FIG.
FIG. 1 shows an example of a clock switching device that can be considered in the related art. Reference numeral 20 indicates the entire clock switching device. The clock switching device 20 selects a clock generation unit 21 that generates clocks of all frequencies required by the large current consumption type semiconductor device 10 and one of clocks of each frequency generated by the clock generation unit 21. Selection circuit 22
And a controller 23 for controlling the switching state of the selection circuit 22.
And can be configured by:

【0006】クロック発生部21は入力端子24に入力
される原クロックPCの1/16の周波数のクロック1
/16PCを出力する1/16分周器21Aと、原クロ
ックPCの例えば1/2の周波数のクロック1/2PC
を発生する1/2分周器21Bと、原クロックPCをそ
のまま出力するスルー回路21Cとによって構成され
る。選択回路22は複数のゲート回路22A,22B,
22Cとによって構成され、このゲート回路22A,2
2B,22Cの何れか一つが制御器23から出力される
開閉制御信号によって開の状態に制御され、クロック発
生部21で発生するクロック1/16PC,1/2P
C,PCの何れかを選択してドライバDRを通じて大電
流消費型半導体デバイス10のクロック入力端子CLK
に印加される。
The clock generator 21 generates a clock 1 having a frequency 1/16 that of the original clock PC input to the input terminal 24.
A 1/16 frequency divider 21A that outputs / 16PC, and a clock 1 / 2PC having a frequency of, for example, 1/2 the original clock PC
And a through circuit 21C that outputs the original clock PC as it is. The selection circuit 22 includes a plurality of gate circuits 22A, 22B,
22C, and the gate circuits 22A, 2C.
One of 2B and 22C is controlled to be open by an open / close control signal output from the controller 23, and the clocks 1 / 16PC and 1 / 2P generated by the clock generator 21.
C, PC, and the clock input terminal CLK of the large current consumption type semiconductor device 10 through the driver DR.
Is applied to

【0007】原クロックPCの周波数を例えば1GHzと
した場合、1/2分周器21Bは500MHzのクロック
を出力し、1/16分周器21Cは62.5MHzのクロッ
クを出力することになる。従って、大電流消費型半導体
デバイス10を試験開始に先立って動作状態にさせるに
は先ずゲート回路22Aを開に制御し、大電流消費型半
導体デバイス10のクロックCLKに62.5MHzのクロ
ックを印加する。62.5MHzのクロック周波数で動作が
安定したと見られる時間が経過した時点(数秒程度)で
ゲート回路22Aを閉じ、代わってゲート回路22Bを
開に制御する。次にゲート回路22Bを閉じ、ゲート回
路22Cを開いて最高周波数1GHzのクロックPCをク
ロック入力端子CLKに印加する。
When the frequency of the original clock PC is, for example, 1 GHz, the 1/2 frequency divider 21B outputs a clock of 500 MHz, and the 1/16 frequency divider 21C outputs a clock of 62.5 MHz. Therefore, in order to bring the large current consumption type semiconductor device 10 into an operating state prior to the start of the test, the gate circuit 22A is first opened and a clock of 62.5 MHz is applied to the clock CLK of the large current consumption type semiconductor device 10. . At a time (about several seconds) at which a time at which the operation is considered to be stable at a clock frequency of 62.5 MHz, the gate circuit 22A is closed, and the gate circuit 22B is opened instead. Next, the gate circuit 22B is closed, the gate circuit 22C is opened, and a clock PC having a maximum frequency of 1 GHz is applied to the clock input terminal CLK.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図5に示したクロック
切替装置20において制御器23から各ゲート回路22
A,22B,22Cに与える開閉制御信号XA,XB,
XCが各クロック信号1/16PC,1/2PC,PC
に同期していないものとすると、クロックの一部が切除
されたパルスが発生するおそれがある。つまり、図6に
示すように、各クロックPC,1/2PC,1/16P
Cに対して時点T1で開閉制御信号XBとXCが反転し
たとすると、図6Fに示すように最高周波数の原クロッ
クPCのパルス幅τの一部が切除されたパルス幅が狭い
パルスP1が発生する。
In the clock switching device 20 shown in FIG. 5, each gate circuit 22 is controlled by the controller 23.
A, 22B, 22C, the opening / closing control signals XA, XB,
XC is each clock signal 1 / 16PC, 1 / 2PC, PC
, There is a possibility that a pulse in which a part of the clock is cut off may occur. That is, as shown in FIG. 6, each clock PC, 1 / 2PC, 1 / 16P
Assuming that the open / close control signals XB and XC are inverted at time T1 with respect to C, a pulse P1 having a narrow pulse width is obtained by removing a part of the pulse width τ of the original clock PC having the highest frequency as shown in FIG. 6F. I do.

【0009】また、図7に示すように1/16PCがH
論理の状態で開閉制御信号XCがL論理に立下り、代わ
って開閉制御信号XBがH論理に立上がったとすると、
ゲート回路22から出力されるクロックは図7Eに示す
ように、1/16PCの立下りの直後にクロック1/2
PCが出力され、この場合もパルス幅が狭い負のパルス
P2が出力される。最高周波数の原クロックPCのパル
ス幅τより短いパルス幅のパルスP1またはP2が半導
体デバイス10に印加されると、半導体デバイス10の
内部のFETの状態が反転するものと、反転しないもの
とが発生し、動作状態が全く予期しない異別の状態に転
換されてしまうおそれがある。
Also, as shown in FIG. 7, 1 / 16PC is H
Assuming that the open / close control signal XC falls to L logic in the logic state and the open / close control signal XB rises to H logic instead.
As shown in FIG. 7E, the clock output from gate circuit 22 is clock 1/2, immediately after the fall of 1 / 16PC.
PC is output, and also in this case, a negative pulse P2 having a narrow pulse width is output. When a pulse P1 or P2 having a pulse width shorter than the pulse width τ of the original clock PC having the highest frequency is applied to the semiconductor device 10, there are cases where the state of the FET inside the semiconductor device 10 is inverted and which is not inverted. However, there is a possibility that the operating state may be changed to a completely different state.

【0010】また、クロックが無の状態が図6Gに示す
ように規定の時間、例えば1μs 程度以上経過すると、
折角流れ始めた電流値がゼロの状態に戻ってしまうた
め、その状態から例えば最高速度の原クロックPCが印
加されたとすると、急激に電流消費量が増加するため危
険である。この発明の目的は図6及び図7に示したよう
なパルス幅が規定のパルス幅τより狭いパルスP1また
はP2が発生する現象、或いはクロックが無の状態が規
定の時間以上継続するような現象が発生することのない
クロック切替回路を提供しようとするものである。
[0010] In addition, when the state without the clock has passed for a prescribed time, for example, about 1 µs or more as shown in FIG. 6G,
Since the current value that has begun to flow returns to a state of zero, if the original clock PC having the highest speed is applied from that state, for example, it is dangerous because the current consumption rapidly increases. An object of the present invention is to generate a pulse P1 or P2 having a pulse width narrower than a predetermined pulse width τ as shown in FIGS. 6 and 7, or a phenomenon in which a clock-free state continues for a predetermined time or more. It is an object of the present invention to provide a clock switching circuit that does not cause any problem.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1で
は、半導体デバイスで必要な全ての周波数のクロックを
発生するクロック発生部と、このクロック発生部で発生
する各周波数のクロックの何れか一つを選択して取り出
す複数のゲート回路と、この複数のゲート回路に開閉制
御信号を供給する制御器とを具備して構成されるクロッ
ク切替回路において、制御器は複数のゲート回路に印加
する開閉制御信号の変換点を各周波数のクロックの立上
がりまたは立下りのタイミングに同期化する複数の同期
化回路によって構成したクロック切替装置を提案する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a clock generator for generating clocks of all frequencies necessary for a semiconductor device, and one of clocks of respective frequencies generated by the clock generator. A clock switching circuit comprising a plurality of gate circuits for selecting and taking out one of the gate circuits and a controller for supplying an opening / closing control signal to the plurality of gate circuits; A clock switching device including a plurality of synchronization circuits for synchronizing a conversion point of a control signal with a rising or falling timing of a clock of each frequency is proposed.

【0012】この発明の請求項2では、請求項1記載の
クロック切替装置において、制御器を構成する複数の同
期化回路の中の最も低い周波数のクロックを開閉制御す
るゲート回路に開閉制御信号を与える同期化回路を除く
他の同期化回路の各前段側に、低い周波数側の同期化回
路が出力する開閉制御信号が閉を制御する状態に反転し
たことを検出して自己の同期化回路に切替指令信号を印
加する禁止ゲートを設けた構成としたクロック切替装置
を提案する。
According to a second aspect of the present invention, in the clock switching device according to the first aspect, an open / close control signal is supplied to a gate circuit that controls open / close of a lowest frequency clock among a plurality of synchronization circuits constituting a controller. At the preceding stage of each of the other synchronization circuits except for the given synchronization circuit, it detects that the open / close control signal output by the low frequency side synchronization circuit has been inverted to the state of controlling the closing and sends it to its own synchronization circuit. A clock switching device having a configuration provided with a prohibition gate for applying a switching command signal is proposed.

【0013】[0013]

【作 用】この発明の請求項1で提案するクロック切替
回路の構成によれば、各同期化回路はそれぞれ周波数が
異なる各クロック1/16PC,1/2PC,PCのそ
れぞれに同期した制御信号を出力する各ゲート回路22
A,22B,22Cは自己が開閉制御するクロックに同
期した制御信号によって開閉制御されるから、自己が開
閉制御するクロックの一部を切り取られたパルス幅が狭
いパルスP1が出力される現象及び或る周波数のクロッ
クの終了のタイミングに接近して他の周波数のクロック
が出力されてパルス幅が狭い負のパルスP2が発生する
現象を回避することができる。
According to the configuration of the clock switching circuit proposed in claim 1 of the present invention, each synchronization circuit transmits a control signal synchronized with each of clocks 1 / 16PC, 1 / 2PC, and PC having different frequencies. Each gate circuit 22 to output
Since A, 22B, and 22C are controlled to open and close by a control signal synchronized with the clock controlled by the self, the pulse P1 having a narrow pulse width, which is a part of the clock controlled by the self, is output. It is possible to avoid a phenomenon in which a clock of another frequency is output near the end timing of a clock of a certain frequency and a negative pulse P2 having a narrow pulse width is generated.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図1にこの発明の請求項1で提案
するクロック切替装置の一実施例を示す。図5と対応す
る部分には同一符号を付して示す。つまり、図1に示す
20はクロック切替装置の全体を指す。クロック切替装
置は図5で説明したように、大電流消費型半導体デバイ
ス10が必要とする全ての周波数を持つクロックを出力
するクロック発生部21と、このクロック発生部21が
出力する各周波数のクロックの中の何れか一つを選択し
て出力する選択回路22と、この選択回路22に制御信
号を供給する制御器23とを具備して構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a clock switching device proposed in claim 1 of the present invention. Parts corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. That is, 20 shown in FIG. 1 indicates the entire clock switching device. As described with reference to FIG. 5, the clock switching device includes a clock generator 21 that outputs a clock having all frequencies required by the large current consuming semiconductor device 10, and a clock of each frequency output by the clock generator 21. And a controller 23 for supplying a control signal to the selection circuit 22.

【0015】この発明の特徴とする構成は制御器23に
存在する。この発明の特徴とする制御器23は、この制
御器23に入力される切替指令信号XA,XB,XCを
各クロックの周期に同期した開閉制御信号XAO,XB
O,XCOに変換する同期化回路SYNC1,SYNC
2,SYNC3を設けた点である。この同期化回路は、
例えばD型フリップフロップを2段縦続接続して構成す
ることができる。更にこの発明では最も周波数が低いク
ロックを選択するゲート回路22Aに開閉制御信号XA
Oを与える同期化回路SYNC1を除く他の同期化回路
SYNC2,SYNC3の各前段側に禁止ゲートG1,
G2を設けた点である。これらの禁止ゲートG1とG2
はそれぞれの各一方の入力端子に、その禁止ゲートG
1,G2を接続したクロック信号系路より低い周波数の
クロック信号系路のゲート回路22A,22Bが閉じて
いる状態を検出した信号を与える。
The configuration characteristic of the present invention exists in the controller 23. The controller 23, which is a feature of the present invention, controls the switching command signals XA, XB, XC input to the controller 23 to open / close control signals XAO, XB synchronized with each clock cycle.
Synchronizing circuits SYNC1 and SYNC for converting into O and XCO
2 and SYNC3. This synchronization circuit
For example, a D-type flip-flop can be configured by cascading two stages. Further, according to the present invention, the open / close control signal XA is supplied to the gate circuit 22A for selecting the clock having the lowest frequency.
A prohibition gate G1 is provided at the preceding stage of each of the other synchronization circuits SYNC2 and SYNC3 except for the synchronization circuit SYNC1 that provides O.
G2 is provided. These forbidden gates G1 and G2
Is connected to one of the input terminals,
1 and a signal which detects that the gate circuits 22A and 22B of the clock signal line having a lower frequency than the clock signal line to which G2 is connected are closed.

【0016】各同期化回路SYNC1〜SYNC3を構
成する例えばD型フリップフロップの正相出力端子から
開閉制御信号XAO,XBO,XCOを取り出して、こ
の開閉制御信号XAO,XBO,XCOを各ゲート回路
22A,22B,22Cに印加する。また逆相出力端子
からは、これらの各ゲート回路22Aと22Bが閉じた
状態でH論理となる検出信号/XAO,/XBOを取り
出し、この検出信号/XAO,/XBOを禁止ゲートG
1とG2の各一方の入力端子に供給する。
The open / close control signals XAO, XBO, XCO are taken out from, for example, the normal phase output terminal of a D-type flip-flop constituting each of the synchronizing circuits SYNC1 to SYNC3, and these open / close control signals XAO, XBO, XCO are applied to each gate circuit 22A. , 22B and 22C. Further, detection signals / XAO and / XBO which become H logic in a state where these gate circuits 22A and 22B are closed are taken out from the inverted phase output terminal, and the detection signals / XAO and / XBO are disabled by the prohibition gate G.
1 and G2.

【0017】従って、これらの禁止ゲートG1とG2は
自己の経路の周波数より低い周波数の経路のゲート回路
22Aか22Bが閉の状態に制御されると、開の状態に
制御され、この状態で切替指令信号XAまたはXCを同
期化回路SYNC1またはSYNC3に印加する。各同
期化回路SYNC1〜SYNC3を構成するD型フリッ
プフロップの各クロック入力端子には同期化回路SYN
C1では最も周波数が低いクロック(この実施例では説
明を簡素化するために分周器21Aを1/4分周器とし
た場合を示す)1/4PCを印加し、同期化回路SYN
C2では1/2分周器21Bの分周出力として得られる
クロック1/2PCを印加し、同期化回路SYNC3に
は原クロックPCを印加する。
Therefore, these prohibition gates G1 and G2 are controlled to open when the gate circuit 22A or 22B of the path having a frequency lower than that of the own path is controlled to be closed, and switched in this state. The command signal XA or XC is applied to the synchronization circuit SYNC1 or SYNC3. Each of the clock input terminals of the D-type flip-flops constituting each of the synchronization circuits SYNC1 to SYNC3 has a synchronization circuit SYNC.
In C1, a clock having the lowest frequency (in this embodiment, a case where the frequency divider 21A is a quarter frequency divider for simplicity of explanation) is applied with 1 / 4PC, and a synchronization circuit SYN
In C2, a clock 1 / 2PC obtained as a frequency-divided output of the 1/2 frequency divider 21B is applied, and an original clock PC is applied to the synchronization circuit SYNC3.

【0018】図2を用いて最も低い周波数のクロック1
/4PCを出力している状態から、原クロックPCの1
/2の周波数のクロック1/2PCに切り替える場合の
動作を説明する。図2Aは原クロックPCの波形を示
す。また図2Bは分周器21Bが出力するクロック1/
4PCの波形を、図2Cは分周器21Aが出力するクロ
ック1/4PCの波形を示す。図2ではこれらのクロッ
クPC,1/2PC,1/4PCの立上がりと立下りの
タイミングが一致しているように描いているが、現実は
これらのクロックPC,1/2PC,1/4PCには各
信号経路の遅延時間のバラツキにより位相差が与えら
れ、立上がり及び立下りのタイミングは必ずしも一致し
ていない。
The clock 1 having the lowest frequency using FIG.
From the state where / 4PC is being output, 1 of the original clock PC
The operation in the case of switching to the clock 1/2 PC of the frequency of / 2 will be described. FIG. 2A shows the waveform of the original clock PC. FIG. 2B shows the clock 1/1 output from the frequency divider 21B.
FIG. 2C shows the waveform of the clock 1 / 4PC output from the frequency divider 21A. In FIG. 2, the rising timing and falling timing of these clocks PC, 1 / 2PC, and 1 / 4PC are drawn so as to match, but in reality, these clocks PC, 1 / 2PC, and 1 / 4PC A phase difference is given due to a variation in the delay time of each signal path, and the rising and falling timings do not always match.

【0019】図2DにはタイミングT1で切替指令信号
XAがH論理に転換された場合を示す。切替指令信号X
AがH論理に反転すると、同期化回路SYNC1を構成
する前段側のD型フリップフロップは、その直後に供給
されるクロック1/4PCの立上がりのタイミングでH
論理を読み込む。クロック1/4PCの次の立上がりの
タイミングで次段のフリップフロップが前段側のフリッ
プフロップの出力値を読み取るから、クロック1/4P
Cの1周期の時間8τの遅延が与えられてタイミングT
2で開閉制御信号XAO(図2E)が出力される。開閉
制御信号XAOがH論理に立上がることによりゲート回
路22Aが開の状態に制御され、ゲート回路22Aを通
じてクロック1/4PCが出力される。ここで、ゲート
回路22Aが開になるタイミングはクロック1/4PC
の立上がりのタイミングに一致している。
FIG. 2D shows a case where the switching command signal XA is changed to H logic at the timing T1. Switching command signal X
When A is inverted to the H logic, the preceding D-type flip-flop constituting the synchronizing circuit SYNC1 outputs H at the rising timing of the clock 1 / 4PC supplied immediately thereafter.
Read logic. Since the next flip-flop reads the output value of the preceding flip-flop at the next rising timing of the clock 1 / 4PC, the clock 1 / 4P
A delay of time 8τ of one cycle of C is given and the timing T
2, an open / close control signal XAO (FIG. 2E) is output. When the open / close control signal XAO rises to the H logic, the gate circuit 22A is controlled to be open, and a clock 1 / 4PC is output through the gate circuit 22A. Here, the timing at which the gate circuit 22A is opened is the clock 1 / 4PC
Coincides with the rising timing.

【0020】ゲート回路22Aがクロック1/4PCを
出力している状態でタイミングT3で切替指令信号XA
がL論理に立下げられ、代わって切替指令信号XBが図
2Gに示すようにH論理に立上げられた場合は、この状
態では検出信号/XAOは図2Hに示すようにL論理に
維持されているから、禁止ゲートG1は未だ閉の状態に
保持されている。タイミングT3からクロック1/4P
Cの立上がりが同期化回路SYNC1に2回与えられる
と、同期化回路SYNC1が出力する開閉制御信号XA
O(図2E)はL論理に立下りゲート回路22Aは閉の
状態に制御される。
When the gate circuit 22A is outputting the clock 1 / 4PC, the switching command signal XA is output at the timing T3.
Is lowered to the L logic, and instead, the switching command signal XB is raised to the H logic as shown in FIG. 2G, in this state, the detection signal / XAO is maintained at the L logic as shown in FIG. 2H. Therefore, the prohibition gate G1 is still kept closed. Clock 1 / 4P from timing T3
When the rising edge of C is given to the synchronization circuit SYNC1 twice, the opening / closing control signal XA output from the synchronization circuit SYNC1
O (FIG. 2E) falls to L logic, and the gate circuit 22A is controlled to a closed state.

【0021】これと共に検出信号/XAO(図2H)が
H論理に立上がるから禁止ゲートG1が開の状態とな
り、同期化回路SYNC2の入力にH論理が与えられ
る。検出信号/XAOがH論理に立上がったタイミング
T4からクロック1/2PCの立上がりが同期化回路S
YNC2に2回与えられると、同期化回路SYNC2は
開閉制御信号XBOをH論理に反転させる。この反転に
よりゲート回路22Bは開の状態に制御され、クロック
1/2PCを出力する状態(図2J)となる。
At the same time, since the detection signal / XAO (FIG. 2H) rises to H logic, the inhibit gate G1 is opened, and H logic is applied to the input of the synchronization circuit SYNC2. From the timing T4 when the detection signal / XAO rises to the H logic, the rising of the clock 1 / 2PC is synchronized with the synchronization circuit S
When given to YNC2 twice, the synchronization circuit SYNC2 inverts the open / close control signal XBO to H logic. Due to this inversion, the gate circuit 22B is controlled to be in an open state, and becomes a state of outputting a clock 1 / 2PC (FIG. 2J).

【0022】切替指令信号XBがL論理に反転され、切
替指令信号XCがH論理に反転した場合にもゲート回路
22Bが閉じたことを検出して禁止ゲートG2が開き、
そのタイミングから原クロックPCの1周期の遅延時間
を経過してゲート回路22Cが開の状態に制御される。
このように低い周波数のクロックから高い周波数のクロ
ックに切り替わる場合には、禁止ゲートG1とG2が周
波数の低いクロックを開閉制御するゲート回路22Aと
22Bが閉じたことを検出して自己の同期化回路SYN
C2とSYNC3に切替指令信号XBまたはXCを印加
し、この印加のタイミングから同期化回路SYNC2と
SYNC3の遅延時間分遅れてゲート回路22Bまたは
22Cが開の状態に制御されるから、低い周波数のクロ
ックの直後に高い周波数のクロックが接近して出力され
る現象(図7参照)が発生することを回避することがで
きる。
Even when the switching command signal XB is inverted to L logic and the switching command signal XC is inverted to H logic, the prohibition gate G2 is opened by detecting that the gate circuit 22B is closed,
The gate circuit 22C is controlled to be open after a lapse of one cycle of the delay of the original clock PC from that timing.
When switching from the low-frequency clock to the high-frequency clock in this way, the prohibition gates G1 and G2 detect that the gate circuits 22A and 22B that control the opening and closing of the low-frequency clock are closed, and their own synchronization circuits. SYN
The switching command signal XB or XC is applied to C2 and SYNC3, and the gate circuit 22B or 22C is controlled to be in an open state with a delay of the synchronization circuit SYNC2 and SYNC3 from the timing of this application. Can be avoided from occurring (see FIG. 7) in which a high-frequency clock is output close to immediately after.

【0023】図3は高い周波数から低い周波数に切り替
える場合の動作状況を示す。図3Dに示すように、ゲー
ト回路22Cから原クロックPCが出力されている状態
において、タイミングT5で切替指令信号XCがL論理
に立下げられ、代わって切替指令信号XBがH論理に立
上げられると、タイミングT5以後に原クロックPCの
立上がりが同期化回路SYNC3に2回入力されると、
同期化回路SYNC3から出力される開閉制御信号XC
O(図3G)がL論理に反転する。これによりゲート回
路22Cが閉の状態に制御され、原クロックPCが出力
される状態は消滅する。
FIG. 3 shows an operation state when switching from a high frequency to a low frequency. As shown in FIG. 3D, in a state where the original clock PC is output from the gate circuit 22C, the switching command signal XC falls to L logic at timing T5, and the switching command signal XB rises to H logic instead. When the rising edge of the original clock PC is input twice to the synchronization circuit SYNC3 after the timing T5,
Opening / closing control signal XC output from synchronization circuit SYNC3
O (FIG. 3G) is inverted to L logic. As a result, the gate circuit 22C is controlled to be closed, and the state in which the original clock PC is output disappears.

【0024】一方、切替指令信号XBがH論理に反転す
ると、この場合は禁止ゲートG1が既に開いていかる
ら、この切替指令信号XBがH論理に反転した直後から
クロック1/2PCが同期化回路SYNC2に印加され
る。クロック1/2PCの立上がりが同期化回路SYN
C2に2回入力されると、同期化回路SYNC2は図3
Hに示すようにH論理の開閉制御信号XBOを出力す
る。開閉制御信号XBOがH論理に反転することによ
り、ゲート回路22Bが開の状態に制御され、ゲート回
路22Bからクロック1/2PCが出力される(図3
I)。
On the other hand, when the switching command signal XB is inverted to the H logic, in this case, if the inhibition gate G1 has already been opened, the clock 1 / 2PC will be synchronized with the synchronization circuit immediately after the switching command signal XB is inverted to the H logic. Applied to SYNC2. The rising edge of the clock 1 / 2PC is synchronized with the synchronization circuit SYN.
When the signal is input to C2 twice, the synchronization circuit SYNC2 operates as shown in FIG.
As shown in H, the switching control signal XBO of H logic is output. When the open / close control signal XBO is inverted to the H logic, the gate circuit 22B is controlled to be open, and the clock 1 / 2PC is output from the gate circuit 22B (FIG. 3).
I).

【0025】このように高い周波数から低い周波数に切
り替える場合には同期化回路SYNC1,SYNC2,
SYNC3の遅延時間の存在によって、低い周波数のク
ロックを開閉制御するゲート回路22Bが開くタイミン
グは高い周波数のクロックを開閉するゲート回路22C
が閉じたタイミングからクロック1/2PCの1周期相
当する時間4τ遅延されるから、高い周波数のクロック
PCと低い周波数のクロック1/2PCとが接近して出
力されることはない。この結果、パルス幅が狭いパルス
が発生する現象が回避される。
When switching from the high frequency to the low frequency in this manner, the synchronization circuits SYNC1, SYNC2,
Due to the existence of the delay time of the SYNC3, the timing at which the gate circuit 22B for controlling the opening and closing of the low frequency clock is opened is controlled by the gate circuit 22C for opening and closing the high frequency clock.
Is delayed from the closed timing by a time 4τ corresponding to one cycle of the clock 1 / 2PC, so that the high-frequency clock PC and the low-frequency clock 1 / 2PC are not output close to each other. As a result, the phenomenon that a pulse having a narrow pulse width is generated is avoided.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
選択回路22を構成するゲート回路22A,22B,2
2Cはそれぞれ自己が開閉制御するクロック1/4P
C,1/2PC,PCのそれぞれに同期して立上がり、
立下がる同期化された開閉制御信号XAO,XBO,X
COによって開閉制御されるから、パルスの途中で開ま
たは閉に制御されてパルス幅が狭いパルスP1を発生さ
せる現象は回避される。
As described above, according to the present invention, the gate circuits 22A, 22B, and 2 constituting the selection circuit 22 are provided.
2C is clock 1 / 4P controlled by its own
C, 1 / 2PC, rises in synchronization with each of PC,
Falling synchronized switching control signals XAO, XBO, X
Since the opening and closing are controlled by the CO, the phenomenon that the pulse P1 having a narrow pulse width is generated by being opened or closed in the middle of the pulse is avoided.

【0027】また、各クロックに同期してゲート回路2
2A〜22Cを開閉制御し、更に同期化回路SYNC1
〜SYNC3の遅延時間を経過して切替え後のクロック
を出力させるから、切替え前のクロックの直後に切替え
後のクロックが接近して出力れてパルス幅が狭い負のパ
ルスP2(図7参照)が出力される現象も回避される。
更に、切替え時点で無信号の期間は切替え後のクロック
の1周期の期間を限度とし、この期間以上にわたって無
信号の期間が継続されることはない。特に、クロックの
周波数を上昇方向に切り替える場合には、クロックの周
波数が高い周波数に切り替えられるに従って無信号の時
間は徐々に短くなる傾向に変化するから、消費電流を増
加させる方向に制御する動作によく整合する。
The gate circuit 2 is synchronized with each clock.
2A to 22C are controlled to open and close, and a synchronization circuit SYNC1
To SYNC3, the post-switching clock is output, and immediately after the pre-switching clock, the post-switching clock approaches and is output, resulting in a negative pulse P2 (see FIG. 7) having a narrow pulse width. The output phenomenon is also avoided.
Further, the period of no signal at the time of switching is limited to the period of one cycle of the clock after switching, and the period of no signal does not continue over this period. In particular, when the clock frequency is switched in the rising direction, the no-signal time gradually changes as the clock frequency is switched to the higher frequency. Well aligned.

【0028】また、クロックの周波数を低下させる方向
に制御する場合には、クロックの周波数を低い周波数に
切り替えるごとに、無信号の時間も徐々に長くなる傾向
に変化する。この結果、消費電流を徐々に低下させる制
御動作によく整合する効果が得られる。
When the clock frequency is controlled to decrease, the non-signal time tends to gradually increase each time the clock frequency is switched to a lower frequency. As a result, an effect is obtained that is well matched to the control operation for gradually reducing the current consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明によるクロック切替装置の一実施例を
説明するためのブロック図。
FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of a clock switching device according to the present invention.

【図2】図1の動作を説明するためのタイミングチャー
ト。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1;

【図3】図2と同様に図1の動作を説明するためのタイ
ミングチャート。
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 1 as in FIG. 2;

【図4】大電流消費型半導体デバイスの構造の一例を説
明するためのブロック図。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a structure of a large current consumption type semiconductor device.

【図5】従来の技術を説明するためのブロック図。FIG. 5 is a block diagram for explaining a conventional technique.

【図6】従来の技術の欠点を説明するためのタイミング
チャート。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the drawbacks of the conventional technique.

【図7】従来の技術の他の欠点を説明するためのタイミ
ングチャート。
FIG. 7 is a timing chart for explaining another drawback of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 クロック切替装置 21 クロック発生部 22 選択回路 23 制御器 22A〜22C ゲート回路 SYNC1〜SYNC3 同期化回路 G1,G2 禁止ゲート XA〜XC 切替指令信号 XAO〜XCO 開閉制御信号 PC 原クロック 1/2PC 原クロックの1/2の周波数のクロック 1/4PC 原クロックの1/4の周波数のクロック Reference Signs List 20 clock switching device 21 clock generation unit 22 selection circuit 23 controller 22A to 22C gate circuit SYNC1 to SYNC3 synchronization circuit G1, G2 inhibit gate XA to XC switch command signal XAO to XCO open / close control signal PC original clock 1 / 2PC original clock Clock of 1/2 frequency of 1 / 4PC Clock of 1/4 frequency of original clock

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03K 5/00 H03K 5/00 X 17/00 Fターム(参考) 2G032 AA01 AB01 AE07 AG07 5B079 BA03 BB04 BC02 DD03 DD13 DD17 5F038 DT02 DT07 DT08 EZ20 5J055 AX11 AX40 AX66 BX03 CX00 DX01 EZ00 EZ25 EZ31 GX01 GX04 9A001 BB06 JJ45 KK37 LL05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H03K 5/00 H03K 5/00 X 17/00 F term (Reference) 2G032 AA01 AB01 AE07 AG07 5B079 BA03 BB04 BC02 DD03 DD13 DD17 5F038 DT02 DT07 DT08 EZ20 5J055 AX11 AX40 AX66 BX03 CX00 DX01 EZ00 EZ25 EZ31 GX01 GX04 9A001 BB06 JJ45 KK37 LL05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 A.半導体デバイスで必要な全ての周波
数のクロックを発生するクロック発生部と、 B.このクロック発生部で発生する各周波数のクロック
の何れか一つを選択して取り出す複数のゲート回路と、 C.この複数のゲート回路に開閉制御信号を供給する制
御器とを具備して構成されるクロック切替回路におい
て、 D.上記制御器は上記複数のゲート回路に印加する開閉
制御信号の変換点を各周波数のクロックの立上がりまた
は立下りのタイミングに同期化する複数の同期化回路に
よって構成したことを特徴とするクロック切替装置。
1. A. First Embodiment B. a clock generation unit that generates clocks of all frequencies necessary for the semiconductor device; B. a plurality of gate circuits for selecting and taking out one of the clocks of each frequency generated by the clock generation unit; B. a clock switching circuit including a controller that supplies an opening / closing control signal to the plurality of gate circuits; A clock switching device, wherein the controller comprises a plurality of synchronization circuits for synchronizing a conversion point of an open / close control signal applied to the plurality of gate circuits with a rising or falling timing of a clock of each frequency. .
【請求項2】 請求項1記載のクロック切替装置におい
て、上記制御器を構成する複数の同期化回路の中の最も
低い周波数のクロックを開閉制御するゲート回路に開閉
制御信号を与える同期化回路を除く他の同期化回路の各
前段側に、低い周波数側の同期化回路が出力する開閉制
御信号が閉を制御する状態に反転したことを検出して自
己の同期化回路に切替指令信号を印加する禁止ゲートを
設けた構成としたことを特徴とするクロック切替装置。
2. A clock switching device according to claim 1, further comprising: a synchronization circuit that supplies an opening / closing control signal to a gate circuit that controls opening / closing of a lowest frequency clock among the plurality of synchronization circuits constituting the controller. Detects that the open / close control signal output by the low-frequency-side synchronization circuit has been inverted to a state that controls closing, and applies a switching command signal to its own synchronization circuit at the previous stage of each of the other synchronization circuits. A clock switching device characterized by having a prohibition gate provided.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005339310A (en) * 2004-05-28 2005-12-08 Renesas Technology Corp Semiconductor device
US7358714B2 (en) * 2005-10-13 2008-04-15 Fujitsu Limited Testing method and testing apparatus
JP2009522875A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 カーティク・エム・スリドハラン A novel method of frequency synthesis for fast switching.
JPWO2008126607A1 (en) * 2007-03-23 2010-07-22 株式会社アドバンテスト Test apparatus, electronic device, and test method
JP2012504369A (en) * 2008-09-30 2012-02-16 ラムバス・インコーポレーテッド Signal calibration method and apparatus

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