JP2002009748A - インターフェース回路 - Google Patents

インターフェース回路

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JP2002009748A
JP2002009748A JP2000190727A JP2000190727A JP2002009748A JP 2002009748 A JP2002009748 A JP 2002009748A JP 2000190727 A JP2000190727 A JP 2000190727A JP 2000190727 A JP2000190727 A JP 2000190727A JP 2002009748 A JP2002009748 A JP 2002009748A
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circuit
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time
delay
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Tatsuya Saito
達也 齊藤
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Hitachi Ltd
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
    • H04L7/033Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
    • H04L7/0337Selecting between two or more discretely delayed clocks or selecting between two or more discretely delayed received code signals
    • H04L7/0338Selecting between two or more discretely delayed clocks or selecting between two or more discretely delayed received code signals the correction of the phase error being performed by a feed forward loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/135Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals by the use of time reference signals, e.g. clock signals

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造プロセス等のばらつきによってデータ伝
送の遅延時間が変動した場合でも、それを自動で調整
し、データを所望の時間で伝送できるようにする。 【解決手段】 101は信号送信側の論理回路、102は信号
受信側の論理回路である。他の論理回路103からのデー
タ信号は、F/F回路104、ドライバ回路105、配線10
6、入力回路107、データ信号の遅延時間を調整する信号
位相調整回路108を経て、F/F回路111、他の論理回路
112に伝送される。信号位相調整回路108は、可変遅延回
路109と信号判定回路110とからなる。信号判定回路110
は、判定時刻信号CSで指定される時刻に、109を伝わる
信号の位相DSを検出し、その結果を保持する。その保持
した結果に対応する遅延制御信号DTを出力し、可変遅延
回路109の遅延量を制御する。113は、集積回路外部から
の制御信号TEによって、クロック信号CK2から前記判定
時刻信号CSを生成する判定制御回路である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の論理回路間
で相互にデータ信号を伝送する技術に係り、特にそのデ
ータ信号の伝送遅延時間のばらつきが大きい場合に、そ
の遅延時間を調整し、信号受信時の位相を所望する値に
調整することで、正常な伝送を実現する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】計算機等の論理回路装置においては、複
数の論理回路がクロック信号に同期してその論理回路相
互間のデータ信号の送受信を行なう。この際、それら論
理回路が正常に動作するためには、その伝送するデータ
信号はそれぞれ、所望の時間内に所定の相手に届く必要
がある。この従来技術としては、例えば再公表特許WO96
/29655の従来例に記載されているような伝送方法があ
る。図12は、この従来の論理回路間でのデータ信号伝
送方法の一例を示した図である。この図で1201は信
号を送信する側の論理回路、1202は信号を受信する
側の論理回路であり、この図ではそれらを集積回路で構
成した場合を例に示してある。1204は他の論理回路
1203からのデータ信号を受け、それを送信するフリ
ップフロップ回路、1206はデータ信号を伝送する配
線、1205はそれを駆動するドライバ回路、1207
は伝送されたデータ信号を集積回路内部に伝える入力回
路、1208はデータ信号を受信し他の論理回路120
9に伝達するフリップフロップ回路である。1204、
1208には、クロックCK1、CK2が供給され、それに同
期してデータ信号を伝送する。この伝送のタイミング関
係を示したのが図13である。信号CK1、CK2はクロック
信号、信号D1は前記フリップフロップ1204の出力信
号、信号D2はフリップフロップ1208の入力信号、信
号D3はその1208の出力信号である。例えばこの図の
ように、フリップフロップ1204に信号D1が出力され
てから、クロック周期で2サイクル後に信号D3が出力さ
れるよう設計するためには、クロック周期をTck、信号D
1から信号D2までの遅延時間(フリップフロップ120
4の遅延時間を含む)をTdとすると、 Tck<Td<2×Tck・・・数式1 が成り立つように、1204、1205、1206、1
207の遅延時間を設計すればよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来例で
は、前記1204、1205、1207等に使用してい
る回路の遅延時間や、前記1206に使用している配線
の遅延時間が、それぞれ製造プロセスのばらつき等によ
って変動した場合には、前記数式1が成り立たなくな
り、設計通りのデータ信号の伝送が出来なくなってしま
うという問題がある。図12でTdの遅延時間がΔTd大き
くなる方へ変動した場合の例を、図14に示す。この場
合には図のように、 (Td + ΔTd)>2×Tck・・・数式2 となり、前記数式1を満たさないため、クロック周期で
2サイクル後には信号D3は出力されず、所望の設計とは
異なる3サイクル後に出力されてしまう。本発明の目的
は、この従来技術の課題を解決し、製造プロセス等のば
らつきによってデータ伝送の遅延時間が変動した場合で
も、それを自動で調整し、データを所望の時間で伝送で
きるようにすることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、クロック信号が与えられそれに同期して
動作する複数の論理回路間でデータ信号の送受信を行な
うために受信側の論理回路に備えたインターフェース回
路であり、判定時刻信号により指定された時刻において
受信すべき信号が到達したか否かを判定する判定回路
と、受信した信号の遅延時間を変化させる可変遅延回路
を有する信号位相調整回路を備え、前記判定回路の判定
結果によって前記可変遅延回路の遅延量を制御し、送信
から受信までに要する遅延時間を受信に適した遅延時間
に調整するようにしている。また、前記指定された時刻
において受信すべき信号を送信側の論理回路から伝送さ
れたテスト信号とするようにしている。また、前記判定
回路と前記可変遅延回路を有する信号位相調整回路を、
一つ以上連続して接続し、該各信号位相調整回路の判定
回路に判定時刻信号を与え、各判定回路において判定時
刻信号により指定された時刻において受信すべきテスト
信号が到達したか否かを判定し、各判定結果により対応
する信号位相調整回路における可変遅延回路の遅延量を
制御するようにしている。また、前記一つ以上連続して
接続した信号位相調整回路に、前記判定時刻信号を同時
に与え、前記各判定回路は前記テスト信号が到達したか
否かを同時に判定するようにしている。また、前記一つ
以上連続して接続した信号位相調整回路に、前記判定時
刻信号を逐次に与え、前記各判定回路は前記テスト信号
が到達したか否かを逐次に判定するようにしている。ま
た、前記判定時刻信号の位相と、前記受信側の論理回路
に与えられるクロック信号の位相とが、一定の位相差を
有するようにしている。また、前記判定時刻信号の位相
と、前記送信側の論理回路から受信側の論理回路にデー
タ信号と共に送られるクロック信号の位相とが、一定の
位相差を有するようにしている。また、前記テスト信号
が送信から受信までに要する遅延時間を、受信に適した
所望の時刻に調整するために変化させるべき可変遅延量
よりも、前記判定時刻信号の周期が大きいようにしてい
る。また、前記判定時刻信号の周期が、前記テスト信号
の周期の自然数倍であるようにしている。また、前記テ
スト信号の周期が、論理回路間で送受信されるデータ信
号の周期の自然数倍であるようにしている。また、前記
判定回路における前記判定時刻信号により指定された時
刻において受信すべき前記テスト信号が到達したか否か
の判定を、該テスト信号及び判定時刻信号の周期を逐次
短縮しつつ、繰り返し行なうようにしている。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、例を
用いて図面により詳細に説明する。図1は、本発明によ
るインターフェース回路の基本構成である。この図で、
101は信号を送信する側の論理回路、102は信号を
受信する側の論理回路であり、この図ではそれらを集積
回路で構成した場合を例に示してある。フリップフロッ
プ回路104は、論理回路101内の他の論理回路10
3からのデータ信号を受け、クロック信号CK1に同期し
てそれを送信する。106はデータ信号を101から1
02に伝送する配線であり、集積回路101、102を
搭載する基板上に形成する例を示してある。105は配
線106を駆動するドライバ回路、107は伝送された
データ信号を集積回路内部に伝える入力回路である。1
08は信号位相調整回路であり、入力回路107からの
データ信号の遅延時間を調整し、フリップフロップ回路
111に伝える。フリップフロップ回路111は、クロ
ック信号CK2のタイミングで108からのデータ信号を
受信し、102内の他の論理回路112に伝達する。
【0006】本発明の特徴である信号位相調整回路10
8は、可変遅延回路109と信号判定回路110とから
なる。信号判定回路110は、判定時刻信号CSで指定さ
れる時刻に、109を伝わる信号の位相DSを検出し、そ
の結果を保持する。その保持した結果によって遅延制御
信号DTを出力し、可変遅延回路109の遅延量を制御す
る。113は、集積回路外部からの制御信号TEによっ
て、クロック信号CK2から前記判定時刻信号CSを生成す
る判定制御回路である。
【0007】次に、この本発明がデータ信号の遅延時間
の変動を調整する動作について、図2で説明する。図2
(a)は、送信側のフリップフロップ回路104から、出
力回路105、配線106、受信側の入力回路107を
経て、信号位相調整回路108までの信号伝送に要する
遅延時間がTd1の場合の図であり、図2(b)は、同遅延時
間がTd2の場合の図である。これら2つの図で、信号CK
1, CK2はクロック信号であり、その周期はTckである。
信号D1は前記送信側のフリップフロップ回路104の出
力信号であり、信号D2は受信側の信号位相調整回路10
8の入力信号である。信号DSは、前記信号位相調整回路
108内の可変遅延回路109を伝達する信号を、信号
判定回路110に伝える検出用信号である。また、信号
TEは前記判定制御回路113に与えられる制御信号であ
り、Hレベルにすることで113が動作し、判定時刻信
号CSを発生する。判定時刻信号CSは信号判定回路110
に与えられ、110はその立上がりのタイミングで前記
検出用信号DSの値を判定し保持する。以下、図で丸印で
示した点の信号の値がそれに相当する。その判定結果に
よって遅延制御信号DTが出力され、可変遅延回路109
の遅延量Ta, Tbを制御する。信号D3は109によって位
相を調整された結果である位相調整回路108の出力信
号であり、クロック信号CK2のタイミングでフリップフ
ロップ回路111に受信される。信号D4はその111の
出力信号である。
【0008】図2(a)のように、信号D1からD2までの遅
延時間がTd1であり、判定時刻信号CSが立上がるタイミ
ングで検出用信号DSがHレベルとなる場合は、信号判定
回路110は遅延制御信号DTにHレベルを出力する。そ
の結果、可変遅延回路109の遅延量はTaに設定され、
位相調整回路108の出力信号D3は図のようになり、フ
リップフロップ回路111では、D3の信号をクロック信
号CK2のタイミングで受信した結果、D4の信号が出力さ
れる。また、図2(b)のように、信号D1からD2までの遅
延時間がTd2であり、判定時刻信号CSが立上がるタイミ
ングで検出用信号DSがLレベルとなる場合は、信号判定
回路110は遅延制御信号DTにLレベルを出力する。こ
の場合には、可変遅延回路109の遅延量はTbに設定さ
れるので、位相調整回路108の出力信号D3は(a)の場
合より位相が遅れるように遅延時間が調整される。この
結果、フリップフロップ回路111では(a)の場合と同
じく、D3の信号をクロック信号CK2のタイミングで受信
した結果、D4の信号が出力される。なお、(a)、(b)どち
らの場合でも、位相調整回路108によって調整すべき
量Ta, Tbが決定した後は、制御信号TEをLレベルにする
ことによって、判定時刻信号CSを停止し、遅延制御信号
DTの値を固定する。これによって遅延時間の調整が完了
し、通常のデータ信号の正常な送受信が可能になる。
【0009】すなわち本発明によれば、製造プロセスの
ばらつき等により、送信側の論理回路101から受信側
の論理回路102への信号伝送遅延時間が変動する場合
にも、それを検出し遅延量を調整することが出来るの
で、正常な信号伝送が可能である。これにより、ばらつ
き量が大きく従来方式では伝送不可能な場合であって
も、高速な信号伝送を容易に実現できる。また、上記説
明では2つの集積回路間での信号伝送を例に述べたが、
本発明は、計算機装置間等の複数の論理装置間の信号伝
送や、集積回路内部での複数の論理回路間での信号伝送
にも、同様に適用でき、以下の説明でも同様である。
【0010】前記図1の説明では、データ信号の遅延時
間の変動を調整するために、送信側の論理回路101か
ら受信側の論理回路に送る信号のパターンとして、図2
のようにクロック信号の周期Tckと等しい時間だけHレ
ベルが続き、その後TckだけLレベルが続き、それが繰
り返されるパターンを例として用いた。このような単純
なパターンを作成するのは容易であり、フリップフロッ
プ回路104を、クロック信号が入力される度に出力信
号が反転する、トグルフリップフロップとして動作する
ように構成すればよい。しかしこのように、2×Tckの周
期で繰り返すパターンを調整に用いる場合には、調整で
きる信号の遅延時間変動量はTck以下である。データ信
号の遅延時間変動がTckより大きい場合、調整にはより
長い周期のパターンが必要になる。このために本発明で
は、図3のように、送信側の論理回路にテスト信号発生
回路314を設ける構成も可能である。
【0011】図3は、テスト信号発生回路を設けた本発
明の第2の構成例である。この図で、301は信号を送
信する側の論理回路、302は信号を受信する側の論理
回路である。本構成では、送信側の論理回路301にテ
スト信号発生回路314を設け、信号の遅延時間調整用
のテスト信号を発生する。また304は、論理回路30
1内の他の論理回路303からの通常のデータ信号を受
け、クロック信号CK1に同期してそれを送信するフリッ
プフロップ回路である。遅延時間調整時には、制御信号
TE1によって、セレクタ回路315により通常のデータ
信号からテスト信号に切り替え、テスト信号を受信側の
論理回路302に送信する。306は信号を伝送する配
線であり、305は配線306を駆動するドライバ回
路、307は伝送されたデータ信号またはテスト信号を
集積回路内部に伝える入力回路である。308は信号位
相調整回路であり、入力回路307からの信号の位相を
調整し、フリップフロップ回路311に伝える。フリッ
プフロップ回路311は、クロック信号CK2のタイミン
グで308からの信号を受信し、302内の他の論理回
路312に伝達する。信号位相調整回路308は、可変
遅延回路309と信号判定回路310とからなる。31
3は、集積回路外部からの制御信号TE2によって、クロ
ック信号CK2から前記判定時刻信号CSを生成する判定制
御回路である。図3のような構成を採ることで、信号遅
延時間調整に用いるテスト信号の周期を長くすることが
出来るので、遅延時間変動量がクロック信号の周期Tck
より大きい場合でも調整が可能となる。
【0012】図4は、この本発明の動作について説明し
た図である。図4(a)は、送信側のフリップフロップ回
路304から信号位相調整回路308までの信号伝送に
要する遅延時間がTd3の場合の図、図4(b)は、同遅延時
間がTd4の場合の図であり、その差Td3-Td4がTckより大
きい場合である。これら2つの図で、信号CK1, CK2はク
ロック信号であり、その周期はTckである。信号D1は前
記送信側のテスト信号発生回路314の出力信号であ
り、信号D2は受信側の信号位相調整回路308の入力信
号である。信号DSは、前記信号位相調整回路308内の
可変遅延回路309を伝達する信号を、信号判定回路3
10に伝える検出用信号である。また、信号TE2は前記
判定制御回路313に与えられる制御信号であり、Hレ
ベルにすることで313が動作し、判定時刻信号CSを発
生する。判定時刻信号CSの周期は、誤判定を防ぐため、
送信側から送られるテスト信号の周期以上とする。判定
時刻信号CSは信号判定回路310に与えられ、310は
その立上がりのタイミングで前記検出用信号DSの値を判
定し保持する。その判定結果によって遅延制御信号DTが
出力され、可変遅延回路309の遅延量Tc, Tdを制御す
る。信号D3は309によって位相を調整された結果であ
る位相調整回路308の出力信号であり、クロック信号
CK2のタイミングでフリップフロップ回路311に受信
される。信号D4はその311の出力信号である。
【0013】図4(a)のように、信号D1からD2までの遅
延時間がTd3であり、判定時刻信号CSが立上がるタイミ
ングで検出用信号DSがHレベルとなる場合は、信号判定
回路310は遅延制御信号DTにHレベルを出力する。そ
の結果、可変遅延回路309の遅延量はTcに設定され、
位相調整回路308の出力信号D3は図のようになり、フ
リップフロップ回路311では、D3の信号をクロック信
号CK2のタイミングで受信した結果、D4の信号が出力さ
れる。また、図4(b)のように、信号D1からD2までの遅
延時間がTd4であり、判定時刻信号CSが立上がるタイミ
ングで検出用信号DSがLレベルとなる場合は、信号判定
回路310は遅延制御信号DTにLレベルを出力する。こ
の場合には、可変遅延回路309の遅延量はTdに設定さ
れるので、位相調整回路308の出力信号D3は(a)の場
合より位相が遅れるよう調整される。この結果、フリッ
プフロップ回路311では(a)の場合と同じく、D3の信
号をクロック信号CK2のタイミングで受信した結果、D4
の信号が出力される。なお、この場合でも、図1、図2
で説明したのと同様に、調整すべき量Tc, Tdが決定した
後は、遅延制御信号DTの値を固定する。また、送信側の
論理回路でもテスト信号から通常のデータ信号へ切り替
える。これにより、遅延時間の調整が完了しデータ信号
の正常な送受信が可能になる。
【0014】前記図1及び図3では、可変遅延回路と信
号判定回路とからなる信号位相調整回路が、1段で構成
される場合を例に示したが、本発明ではこれを多段で構
成することで、より遅延時間調整範囲を大きく採ること
が出来、またより調整時間の刻みを小さくすることが可
能である。図5は、この信号位相調整回路を複数個接続
した、本発明の第3の構成例である。この図で、501
は信号を送信する側の論理回路、502は信号を受信す
る側の論理回路である。送信側の論理回路501にはテ
スト信号発生回路514を設け、信号の遅延時間調整用
のテスト信号を発生する。また、504は、論理回路5
01内の他の論理回路503からの通常のデータ信号を
受け、クロック信号CK1に同期してそれを送信するフリ
ップフロップ回路である。遅延時間調整時には、制御信
号TE1によって、セレクタ回路515により通常のデー
タ信号からテスト信号に切り替え、テスト信号を受信側
の論理回路502に送信する。506は信号を伝送する
配線であり、505は配線506を駆動するドライバ回
路、507は伝送されたデータ信号またはテスト信号を
集積回路内部に伝える入力回路である。508は信号位
相調整回路であり、入力回路507からの信号の位相を
調整する。この図では、信号位相調整回路508を5段
接続した例を示している。フリップフロップ回路511
は、クロック信号CK2のタイミングで508からの信号
を受信し、502内の他の論理回路512に伝達する。
信号位相調整回路508は、可変遅延回路509と信号
判定回路510とからなる。513は、集積回路外部か
らの制御信号TE2によって、クロック信号CK2から判定時
刻信号CSを生成する判定制御回路であり、判定時刻信号
CSはそれぞれ信号位相調整回路508各段の信号判定回
路510に与えられる。
【0015】この図5の本発明の、受信側の論理回路の
具体構成例の1つを図6に示す。この図で、602は信
号を受信する側の論理回路であり、607は伝送された
信号を602の内部に伝える入力回路である。608は
信号位相調整回路であり、入力回路607からの信号の
位相を調整する。この図では、信号位相調整回路608
を5段接続した例を示している。フリップフロップ回路
611は、クロック信号CK2のタイミングで608から
のデータ信号を受信し、602内の他の論理回路612
に伝達する。
【0016】信号位相調整回路608は、可変遅延回路
609と信号判定回路610とからなる。可変遅延回路
609は、セレクタ回路616と遅延素子617とから
なり、616に与えられる遅延制御信号DT1, DT2, DT3,
DT4, DT5により、信号の伝達経路を切り替えることで
遅延量を調整する。信号判定回路610はフリップフロ
ップ回路618からなり、609からの検出用信号DS1,
DS2, DS3, DS4, DS5をデータ入力Dで受け、判定時刻信
号CSをクロック入力CKに入力し、そのタイミングでその
値を保持する。保持した結果信号Qは前記遅延制御信号D
T1, DT2, DT3, DT4, DT5として可変遅延回路609を制
御する。613はクロック信号CK2から判定時刻信号CS
を生成する判定制御回路であり、CSはそれぞれ信号位相
調整回路608各段の信号判定回路610に与えられ
る。CSの周期は前記述べたとおり、送信側の論理回路か
ら送られるテスト信号の周期以上となるよう設定する。
また、CSの発生と停止は、集積回路外部からの制御信号
TE2によって制御する。
【0017】次に、この図6の本発明がデータ信号の遅
延時間の変動を調整する動作について、図7及び図8で
説明する。いずれも、信号位相調整回路608がその入
力信号D2の遅延時間を調整する動作を示してあり、図8
では、テスト信号D2が図7より遅い時刻に到着する場合
を示している。これら2つの図で、信号CK2はクロック
信号であり、その周期はTckである。データ信号D2とデ
ータ信号D3は通常のデータ信号伝送時のタイミングを、
他の信号は位相調整動作中の各信号のタイミングを示し
ている。テスト信号D2は、位相調整動作中に送信側の論
理回路から伝送され、信号位相調整回路608の入力に
与えられるテスト信号であり、その位相はデータ信号D2
と一致する。信号CSは信号判定回路610に与えられる
判定時刻信号であり、その周期は誤判定をしないために
テスト信号D2の自然数倍とする。ここでは2倍とした場
合を例に示している。
【0018】位相調整動作時には、まず全ての遅延制御
信号DT1, DT2, DT3, DT4, DT5をLレベルとし、各信号
位相調整回路608内の遅延素子617を順にテスト信
号が伝達するようにする。この結果、信号DS1, DS2, DS
3, DS4, DS5は図のように、617の遅延時間Teずつ位
相が遅れた信号となる。信号判定回路610中のフリッ
プフロップ回路618は、判定時刻信号CSの立上がりエ
ッジのタイミングで信号DS1, DS2, DS3, DS4, DS5の値
を保持するので、図7、図8の○印の時点の値が判定結
果として保持される。その結果図7では、遅延制御信号
DT1はLレベル、DT2はLレベル、DT3はLレベル、DT4は
Hレベル、DT5はHレベルとなる。また図8では、遅延
制御信号DT1はLレベル、DT2はHレベル、DT3はHレベ
ル、DT4はHレベル、DT5はHレベルとなる。これによっ
て、図7ではテスト信号D2は信号位相調整回路608を
3段通過するよう設定され、また、図8では、テスト信
号D2は信号位相調整回路608を1段通過するよう設定
される。この結果、テスト信号D3の遅延時間は図7、図
8共に、時刻判定信号CSの位相とほぼ一致するよう調整
される。位相調整動作終了後は、DT1, DT2, DT3, DT4,
DT5の値が固定され、データ信号D3の位相は、時刻判定
信号CSの位相とほぼ一致する遅延時間となる。このよう
に本発明によれば、位相調整動作により、判定時刻信号
CSの位相にデータ信号D3の位相をほぼ一致させることが
可能である。よって、フリップフロップ回路611で正
常に信号を受信するためには例えば、CSの立上がりの位
相がクロック信号CKの立上がりの位相に対し十分な時間
余裕のあるよう、判定制御回路613で制御すればよ
い。
【0019】また、図5の本発明の、受信側の論理回路
の他の具体構成例の1つを図9に示す。この図で、90
2は信号を受信する側の論理回路であり、907は伝送
された信号を902の内部に伝える入力回路である。9
08は信号位相調整回路であり、入力回路907からの
データ信号の位相を調整する。この図でも、信号位相調
整回路908を5段接続した例を示している。以下での
説明のため、入力回路907の側から順に、9081、
9082、9083、9084、9085とする。ま
た、フリップフロップ回路911は、クロック信号CK2
のタイミングで9085からの信号を受信し、902内
の他の論理回路912に伝達する。
【0020】信号位相調整回路908は、可変遅延回路
909と信号判定回路910とからなる。可変遅延回路
909は、セレクタ回路616と遅延素子917とから
なり、916に与えられる遅延制御信号DT1, DT2, DT3,
DT4, DT5により、信号の伝達経路を切り替えることで
遅延量を調整する。信号判定回路910はフリップフロ
ップ回路918からなり、909からの検出用信号DS1,
DS2, DS3, DS4, DS5をデータ入力Dで受け、判定時刻信
号CS1, CS2, CS3, CS4, CS5をクロック入力CKに入力し
そのタイミングでその値を保持する。保持した結果信号
Qは前記遅延制御信号DT1, DT2, DT3, DT4, DT5として可
変遅延回路909を制御する。913はクロック信号CK
2から判定時刻信号CS1, CS2, CS3, CS4, CS5を生成する
判定制御回路であり、CS1, CS2, CS3, CS4, CS5はそれ
ぞれ信号位相調整回路908各段の信号判定回路910
に与えられる。CS1, CS2, CS3, CS4, CS5の周期は前記
述べたとおり、送信側の論理回路から送られるテスト信
号の周期以上となるよう設定する。また、CS1, CS2, CS
3, CS4, CS5の発生と停止は、集積回路外部からの制御
信号TE2によって制御する。
【0021】次に、この図9の本発明がデータ信号の遅
延時間の変動を調整する動作について、図10及び図1
1で説明する。図6、図7、図8で説明した例では、判
定時刻信号CSが信号位相調整回路608に同時に与えら
れ、608が同時に動作することで調整を行なう。これ
に対し、図9、図10、図11で説明する例は、判定時
刻信号CS1, CS2,CS3, CS4, CS5が信号位相調整回路90
81、9082、9083、9084に順に与えられ、
それらが逐次に動作することで調整を行なう。図10及
び図11はいずれも、それらの調整動作を示してあり、
図11では、テスト信号D2が図10より早い時刻に到着
する場合を示している。これら2つの図で、信号CK2は
クロック信号であり、その周期はTckである。データ信
号D2とデータ信号D3は通常のデータ信号伝送時のタイミ
ングを、他の信号は位相調整動作中の各信号のタイミン
グを示している。テスト信号D2は、位相調整動作中に送
信側の論理回路から伝送され、信号位相調整回路908
1の入力に与えられるテスト信号であり、その位相はデ
ータ信号D2と一致する。ここでは、調整すべき遅延量が
クロック信号の周期Tckの2倍以上あるため、テスト信
号D2の周期を8×Tckとし、Hレベルが4周期、Lレベル
が4周期続くパターンとしている。信号CS1, CS2, CS3,
CS4, CS5は信号判定回路910に与えられる判定時刻
信号であり、その周期は誤判定をしないためにテスト信
号D2の自然数倍とする。ここでは1倍とした場合を例に
示している。
【0022】位相調整動作時には、信号位相調整回路9
081、9082、9083、9084、9085の順
に判定時刻信号CS1, CS2, CS3, CS4, CS5を与えて動作
させる。まず、9081に入力されたテスト信号D2は、
9081内可変遅延回路909の遅延素子917によ
り、時間16×Tfだけ遅れた検出用信号DS1となる。信号
判定回路910では、フリップフロップ回路918が判
定時刻信号CS1の立上がりエッジのタイミングで信号DS1
の値を保持するので、図10、図11の○印の時点の値
が判定結果として保持され、図10、図11では、遅延
制御信号DT1は共にHレベルとなる。9081の調整動
作はこれで終了し、判定時刻信号CS1の値はHレベルと
なり、DT1の値は固定される。その結果、テスト信号D2
は遅延素子を通過しないように設定され、次段の908
2には信号D21が伝達される。
【0023】次に、9082に入力されたテスト信号D2
1は、同様に遅延素子により時間8×Tfだけ遅れた検出用
信号DS2となる。信号判定回路が判定時刻信号CS2の立上
がりエッジのタイミングでこのDS2を保持するので、図
10、図11の○印の時点の値が判定結果として保持さ
れ、図10の場合は遅延制御信号DT2はHレベルに、図
11の場合はLレベルになる。9082の調整動作はこ
れで終了し、判定時刻信号CS2の値は図10の場合はH
レベル、図11の場合はLレベルとなり、DT2の値は固
定される。その結果、図10ではテスト信号D21が遅延
素子を通過しないように、図11ではD21が遅延素子を
通過するように設定され、次段の9083には信号D22
がそれぞれ伝達される。以降、9083、9084、9
085も逐次同様に動作し、図10の場合にはDT3がL
レベル、DT4がHレベル、DT5がLレベルに、また図11
の場合にはDT3がHレベル、DT4がLレベル、DT5がLレ
ベルに、それぞれ設定され、各遅延素子の通過、非通過
が選択される。この結果、テスト信号D3の遅延時間は図
10、図11共に、時刻判定信号CS1,CS2, CS3, CS4, C
S5の位相とほぼ一致するよう調整される。よって位相調
整動作が終了すると、データ信号D3の位相も時刻判定信
号CS1, CS2, CS3, CS4, CS5の位相とほぼ一致する遅延
時間となる。
【0024】このように、この場合の本発明の例でも、
位相調整動作により判定時刻信号CS1, CS2, CS3, CS4,
CS5の位相にデータ信号D3の位相をほぼ一致させること
が可能である。よって、フリップフロップ回路911で
正常に信号を受信するためには例えば、CSの立上がりの
位相がクロック信号CKの立上がりの位相に対し十分な時
間余裕のあるよう、判定制御回路913で制御すればよ
い。以上述べたように、本発明によれば、製造プロセス
のばらつき等により、送信側の論理回路から受信側の論
理回路の信号伝送遅延時間が変動する場合にも、それを
検出し遅延量を調整することが出来るので、正常な信号
伝送が可能である。
【0025】以上の説明では、送信側から受信側にデー
タ信号1本を伝送する場合を例に述べたが、本発明は複
数のデータ信号を伝送する場合にも容易に適用可能であ
る。またその場合、複数のデータ信号間で調整に用いる
回路を共有することも可能である。また、本発明では、
前記で説明した送信側の論理回路で用いるクロック信号
CK1と、受信側の論理回路が用いるクロック信号CK2とに
は、共通のクロック信号源からのシステムクロック信号
を用いる構成が可能である。また、CK1にはシステムク
ロック信号を、CK2には送信側の論理回路からデータ信
号と同様の経路を経て伝送されるクロック信号を用いる
構成も、同様に可能である。判定制御回路により、これ
らのクロック信号の立上がりの位相に対し、十分な時間
余裕のある判定時刻信号を生成することによって、受信
側のフリップフロップで信号を受信するための十分な時
間余裕を確保でき、正常な信号伝送が実現できる。ま
た、本発明では、上記具体例の説明中でも述べたが、デ
ータ信号の遅延時間変動量がクロック信号の周期より大
きい場合には、上記信号位相調整回路の個数を増やして
調整可能な時間幅を遅延時間変動量より大きくし、かつ
上記テスト信号がHレベルである時間幅を遅延時間変動
量より大きくすればよい。この場合、テスト信号の周期
は遅延時間変動量の2倍以上となり、通常のデータ信号
の周期の1倍以上となる。また、このような周期のテス
ト信号を用いる場合、それを判定するタイミングを与え
る判定時刻信号の周期は、誤判定を起こさないよう、テ
スト信号の周期の1倍以上とすればよい。
【0026】このように本発明では、データ信号の遅延
時間変動量がクロック信号の周期より大きい場合には、
テスト信号の周期を遅延時間変動量の2倍以上とする必
要がある。このように信号の周期が長くなると一般に、
信号伝送時に受ける外来ノイズによる影響が小さくなる
ため、テスト信号で調整する際に正常に動作しても、周
期がその数分の1であるデータ信号の伝送時には正常に
動作しない可能性が生ずる。これに対応するために本発
明では、まず遅延時間変動量の2倍以上の周期のテスト
信号で調整を行ない、その調整完了後にテスト信号の周
期を短くし、再度調整を行なう。最初の調整により残る
遅延時間の変動量は、最初の調整での調整可能限界以下
に小さくなる。その変動量に、上記外来ノイズによる遅
延時間変動を加味した分が、再度調整する際に調整すべ
き変動量となる。この場合には、テスト信号の周期を再
度調整すべき変動量の2倍以上としても、初期調整時の
テスト信号の周期より短縮することが出来、より実際の
データ信号の周期に近い状態での調整が可能となる。こ
れを繰り返すことによって、徐々にテスト信号の周期は
短くできる。テスト信号の周期をデータ信号と同周期と
なるまで調整を繰り返すことによって、前記外来ノイズ
による遅延時間変動を加味した遅延時間調整が可能とな
る。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、製造プロセス等のばら
つきによってデータ伝送の遅延時間が変動した場合で
も、それを自動で調整し、データを正しく受信するため
の位相差を確保することが可能になり、正常でかつ高速
なデータ伝送が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を施したインターフェース回路の基本構
成例を示す図である。
【図2】図1のインターフェース回路の各部の信号のタ
イミング関係を示す図である。
【図3】本発明のインターフェース回路の第2の構成例
を示す図である。
【図4】図3のインターフェース回路の各部の信号のタ
イミング関係を示す図である。
【図5】本発明のインターフェース回路の第3の構成例
を示す図である。
【図6】本発明のインターフェース回路の第3の構成例
の具体例を示す図である。
【図7】図6のインターフェース回路の各部の信号のタ
イミング関係を示す図である。
【図8】図6のインターフェース回路の各部の信号の別
のタイミング関係を示す図である。
【図9】本発明のインターフェース回路の第3の構成例
の他の具体例を示す図である。
【図10】図9のインターフェース回路の各部の信号の
タイミング関係を示す図である。
【図11】図9のインターフェース回路の各部の信号の
別のタイミング関係を示す図である。
【図12】従来のインターフェース回路の構成例を示す
である。
【図13】図12のインターフェース回路の各部の信号
のタイミング関係を示す図である。
【図14】図12のインターフェース回路の各部の信号
の別のタイミング関係を示す図である。
【符号の説明】
101,102,301,302,501,502,6
02,902,1201,1202 論理回路 103,112,303,312,503,512,6
12,912,1203,1209 他の論理回路 104,304,504,1204 データ信号を送信
するフリップフロップ回路 105,305,505,1205 ドライバ回路 106,306,506,1206 配線 107,307,507,607,907,1207
入力回路 108,308,508,608,908,9081,
9082,9083,9084,9085 信号位相調
整回路 109,309,509,609,909 可変遅延回
路 110,310,510,610,910 信号判定回
路 111,311,511,611,911 データ信号
を受信するフリップフロップ回路 113,313,513,613,913 判定制御回
路 314,514 テスト信号発生回路 315,515 セレクタ回路 616,916 セレクタ回路 617,917 遅延素子 618,918 フリップフロップ回路 CK1,CK2 クロック信号 TE,TE1,TE2 外部からの制御信号

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号が与えられそれに同期して
    動作する複数の論理回路間でデータ信号の送受信を行な
    うために受信側の論理回路に備えたインターフェース回
    路であって、 判定時刻信号により指定された時刻において受信すべき
    信号が到達したか否かを判定する判定回路と、受信した
    信号の遅延時間を変化させる可変遅延回路を有する信号
    位相調整回路を備え、前記判定回路の判定結果によって
    前記可変遅延回路の遅延量を制御し、送信から受信まで
    に要する遅延時間を受信に適した遅延時間に調整するこ
    とを特徴とするインターフェース回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記指定された時刻において受信すべき信号を送信側の
    論理回路から伝送されたテスト信号とすることを特徴と
    するインターフェース回路。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記判定回路と前記可変遅延回路を有する信号位相調整
    回路を、一つ以上連続して接続し、該各信号位相調整回
    路の判定回路に判定時刻信号を与え、各判定回路におい
    て判定時刻信号により指定された時刻において受信すべ
    きテスト信号が到達したか否かを判定し、各判定結果に
    より対応する信号位相調整回路における可変遅延回路の
    遅延量を制御することを特徴とするインターフェース回
    路。
  4. 【請求項4】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記一つ以上連続して接続した信号位相調整回路に、前
    記判定時刻信号を同時に与え、前記各判定回路は前記テ
    スト信号が到達したか否かを同時に判定することを特徴
    とするインターフェース回路。
  5. 【請求項5】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記一つ以上連続して接続した信号位相調整回路に、前
    記判定時刻信号を逐次に与え、前記各判定回路は前記テ
    スト信号が到達したか否かを逐次に判定することを特徴
    とするインターフェース回路。
  6. 【請求項6】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記判定時刻信号の位相と、前記受信側の論理回路に与
    えられるクロック信号の位相とが、一定の位相差を有す
    ることを特徴とするインターフェース回路。
  7. 【請求項7】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記判定時刻信号の位相と、前記送信側の論理回路から
    受信側の論理回路にデータ信号と共に送られるクロック
    信号の位相とが、一定の位相差を有することを特徴とす
    るインターフェース回路。
  8. 【請求項8】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記テスト信号が送信から受信までに要する遅延時間
    を、受信に適した所望の時刻に調整するために変化させ
    るべき可変遅延量よりも、前記判定時刻信号の周期が大
    きいことを特徴とするインターフェース回路。
  9. 【請求項9】 請求項3記載のインターフェース回路に
    おいて、 前記判定時刻信号の周期が、前記テスト信号の周期の自
    然数倍であることを特徴とするインターフェース回路。
  10. 【請求項10】 請求項3記載のインターフェース回路
    において、 前記テスト信号の周期が、論理回路間で送受信されるデ
    ータ信号の周期の自然数倍であることを特徴とする、イ
    ンターフェース回路。
  11. 【請求項11】 請求項3記載のインターフェース回路
    において、 前記判定回路における前記判定時刻信号により指定され
    た時刻において受信すべき前記テスト信号が到達したか
    否かの判定を、該テスト信号及び判定時刻信号の周期を
    逐次短縮しつつ、繰り返し行なうことを特徴とするイン
    ターフェース回路。
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