JP2002094489A - Data transmitting circuit - Google Patents

Data transmitting circuit

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JP2002094489A
JP2002094489A JP2000286843A JP2000286843A JP2002094489A JP 2002094489 A JP2002094489 A JP 2002094489A JP 2000286843 A JP2000286843 A JP 2000286843A JP 2000286843 A JP2000286843 A JP 2000286843A JP 2002094489 A JP2002094489 A JP 2002094489A
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circuit
signal
wiring
data
timing
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JP2000286843A
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Takashi Sato
高史 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for compensating delay time fluctuations, depending on a data pattern due to the connection of wiring traveling in parallel, and for making multiple data transmission signals reach a receiver circuit with a fixed delay time at the same time, in signal transmission between circuit blocks in an integrated circuit. SOLUTION: In multiple parallel wiring, mutually having connection for connecting the circuit blocks of a semiconductor integrated circuit, the signal transmission timing of a driver circuit is decided according to the level of connection of the parallel wiring and the transition directions of signals to be transmitted on the parallel wiring, so that the signals are made to arrive at a receiver circuit at the same time by a delay quantity decision circuit 151, and the timing of a clock signal to be applied to a driver circuit is controlled with a timing corresponding to the output of the delay quantity decision circuit by a timing control circuit 152. Then, the timing of data to be outputted with by the driver circuit can be changed dynamically.

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】本発明は、半導体集積回路上
に構成される回路ブロック間を複数の並列配線により結
んでデータの送受信を行うデータ伝送装置において、半
導体集積回路からなる回路ブロック間を複数の並列配線
により結んでデータの送受信を行うデータ伝送装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data transmission apparatus for transmitting and receiving data by connecting circuit blocks formed on a semiconductor integrated circuit by a plurality of parallel wirings. And a data transmission apparatus for transmitting and receiving data by connecting with parallel wiring.

【0002】[0002]

【従来の技術】データ処理性能向上への要求に対応する
ため、半導体集積回路の集積度と動作周波数は年々向上
してきている。製品世代毎の、半導体集積回路の集積度
向上と性能向上を実現するために、トランジスタサイズ
や配線寸法等を縮小するスケーリングが行われている。
スケーリングによるトランジスタの加工寸法の縮小によ
り、論理ゲート遅延時間が短縮され、動作周波数の向上
が達成されている。一方、スケーリングにより配線寸法
を縮小することで配線密度は向上するが、配線断面積が
縮小して配線抵抗が増加し、また導体間の間隔が減少し
て寄生容量も増大している。このため、配線の遅延時間
は、今やゲート遅延時間に対して無視できない程大きく
なっている。
2. Description of the Related Art The degree of integration and the operating frequency of semiconductor integrated circuits have been improving year by year in order to meet the demand for improved data processing performance. In order to improve the degree of integration and the performance of a semiconductor integrated circuit for each product generation, scaling for reducing the transistor size, wiring size, and the like is performed.
The reduction in the processing size of the transistor due to the scaling has reduced the logic gate delay time and achieved an improvement in the operating frequency. On the other hand, although the wiring density is improved by reducing the wiring dimensions by scaling, the wiring cross-sectional area is reduced and the wiring resistance is increased, and the spacing between conductors is reduced and the parasitic capacitance is also increased. For this reason, the delay time of the wiring is now so large that it cannot be ignored with respect to the gate delay time.

【0003】集積回路は、論理機能によりまとめられた
複数の回路ブロックを組み合わせることにより構成され
るのが一般的である。この際、回路ブロック間を結んで
信号伝送を行う配線は、その配線長が長くなる傾向にあ
るために遅延の絶対時間が大きく、集積回路全体の動作
周波数を律する主要な経路の一つとなっている。回路ブ
ロック間のデータ伝送に用いられている回路の構成例を
簡略化して、図2に示す。図2は、4ビットの並行配線
により、二つの論理回路ブロックIP1からIP2へ信
号を伝送する、データ伝送回路である。
[0003] An integrated circuit is generally constructed by combining a plurality of circuit blocks organized by logical functions. At this time, the wiring that connects the circuit blocks and performs signal transmission has a long absolute delay time because the wiring length tends to be long, and is one of the main paths that governs the operating frequency of the entire integrated circuit. I have. FIG. 2 shows a simplified configuration example of a circuit used for data transmission between circuit blocks. FIG. 2 shows a data transmission circuit that transmits signals from two logic circuit blocks IP1 to IP2 by 4-bit parallel wiring.

【0004】回路ブロックIP1から回路ブロックIP
2への信号伝送の例を、以下に示す。
The circuit block IP1 to the circuit block IP
An example of signal transmission to the second is shown below.

【0005】まず、回路ブロックIP1内で作成された
データは、送信側ラッチ回路101、102、103、
104に蓄積される。集積回路内のクロックパルス生成
回路250により作られたクロック信号が、クロック信
号中継バッファ251、 252、253を通じて分配
され、送信側ラッチ回路に供給される。送信側ラッチ回
路101、102、103、104は、クロック信号の
立ち上がりエッジに同期して、蓄積してある信号を出力
する。それぞれの送信側ラッチ回路により出力されたデ
ータ信号は、データドライバ回路111、112、11
3、114を通じて、配線A、B、C、Dへそれぞれ送
信される。ここで、データドライバ回路の信号出力タイ
ミングは、送信側ラッチ回路にクロック信号が入力する
タイミングと、データドライバ回路自身の遅延時間によ
りきまるから、送信側ラッチ回路とデータドライバ回路
をあわせてドライバ回路と呼ぶ。
First, the data created in the circuit block IP1 is transmitted to the transmission side latch circuits 101, 102, 103,
104. The clock signal generated by the clock pulse generation circuit 250 in the integrated circuit is distributed through the clock signal relay buffers 251, 252, 253 and supplied to the transmission side latch circuit. The transmission-side latch circuits 101, 102, 103, and 104 output stored signals in synchronization with the rising edge of the clock signal. The data signals output by the respective transmission-side latch circuits are transmitted to the data driver circuits 111, 112, 11
3 and 114 are transmitted to the wirings A, B, C and D, respectively. Here, the signal output timing of the data driver circuit is determined by the timing at which the clock signal is input to the transmission-side latch circuit and the delay time of the data driver circuit itself, so that the transmission-side latch circuit and the data driver circuit are combined with the driver circuit. Call.

【0006】ドライバ回路により送信された信号は、並
行配線群A、B、C、Dを伝播し、それぞれ対応するデ
ータレシーバ回路131、132、133、134へ到
達する。データ信号は、データレシーバ回路により増幅
された後、クロック信号中継バッファ254、 25
5、256を通じて供給されたクロック信号の立ち上が
りエッジに同期して、受信側ラッチ回路141、14
2、143、144へ取り込まれ、回路ブロックIP2
の中で使用される。ここで、ドライバと同様、データレ
シーバ回路と受信側ラッチ回路をまとめ、レシーバ回路
と呼ぶ。
The signal transmitted by the driver circuit propagates through the parallel wiring groups A, B, C, and D, and reaches the corresponding data receiver circuits 131, 132, 133, and 134, respectively. After the data signal is amplified by the data receiver circuit, the clock signal relay buffers 254 and 25
5 and 256, in synchronization with the rising edge of the clock signal supplied through the receiving side latch circuits 141 and 14
2, 143 and 144, and the circuit block IP2
Used in Here, similarly to the driver, the data receiver circuit and the receiving side latch circuit are collectively referred to as a receiver circuit.

【0007】IP1からIP2へデータを正しく伝送す
るためには、送信側ラッチ回路から受信側ラッチ回路ま
で信号が伝播するのに要する信号の伝送に要する時間
は、クロック信号の1周期の時間より短く、かつ受信側
ラッチ回路のセットアップ時間とホールド時間の規定を
満たしている必要がある。動作周波数の高い集積回路ほ
ど、ラッチ回路のセットアップ時間とホールド時間の規
定が厳しくなる傾向にある。
In order to correctly transmit data from IP1 to IP2, the time required for transmitting a signal required for the signal to propagate from the transmitting latch circuit to the receiving latch circuit is shorter than the time of one cycle of the clock signal. In addition, it is necessary that the setup time and the hold time of the receiving-side latch circuit are satisfied. The higher the operating frequency of integrated circuits, the more strict the setup time and hold time of the latch circuit tend to be.

【0008】一方で、回路ブロック間を結ぶ配線におい
ては、スケーリングのために配線間の間隔が減少し、配
線間に存在する寄生容量が大きくなってきている。この
配線間の寄生容量が大きすぎる場合には、容量に起因す
るクロストークノイズが顕著となる。特に、動作周波数
の高い集積回路においては、信号の立上り時間が小さい
ため、クロストークノイズが大きくなる傾向にある。デ
ータ信号の伝送時に、クロストークノイズが配線受信端
(レシーバ回路の位置)における伝送信号が論理0から
1へ、または1から0へ遷移するタイミングに重なる
と、見かけ上、送信側ラッチ回路から受信側ラッチ回路
までの信号の伝送遅延時間が変動する。クロストークノ
イズは、隣接する配線が伝送する信号の遷移方向(立ち
上がり・立ち下り方向)に依存して、正方向と負方向の
両方向の電圧をとり得るため、遅延時間の変動は、クロ
ストークノイズがない場合と比較して、早くも遅くもな
りうる。複数の配線が平行して配線してあるデータ伝送
回路においては、隣接する配線の信号遷移に依存して着
目する配線の遅延時間が遅くまたは早くなり、動作周波
数を高めることが困難となる。
On the other hand, in wiring connecting circuit blocks, the spacing between the wirings is reduced due to scaling, and the parasitic capacitance existing between the wirings is increasing. When the parasitic capacitance between the wirings is too large, crosstalk noise caused by the capacitance becomes remarkable. In particular, in an integrated circuit having a high operating frequency, since the rise time of a signal is short, crosstalk noise tends to increase. At the time of transmission of the data signal, if the crosstalk noise coincides with the timing at which the transmission signal at the wiring receiving end (position of the receiver circuit) transitions from logic 0 to 1 or from 1 to 0, the reception from the transmission side latch circuit appears. The transmission delay time of the signal to the side latch circuit fluctuates. Crosstalk noise can take voltage in both positive and negative directions depending on the transition direction (rising / falling direction) of a signal transmitted by an adjacent wiring. May be earlier or later than when there is no. In a data transmission circuit in which a plurality of wirings are wired in parallel, a delay time of a wiring of interest becomes slow or fast depending on a signal transition of an adjacent wiring, and it becomes difficult to increase an operating frequency.

【0009】クロストークノイズによる、送信側ラッチ
回路から受信側ラッチ回路までの伝送遅延時間の変動の
様子を、図3に模式的に示す。ここでは、配線A、B、
C、Dを伝播する信号は、いずれも論理0から論理1へ
遷移する(立ち上がる)とした。図中のプロット30
1、302、303、304は、それぞれ図2における
データドライバ回路111、112、113、114が
出力する信号が、配線A、B、C、Dの送信端P1にお
いて論理しきい値を横切る時刻をあらわす。この時刻を
基準0とする。同様に、図中のプロット311、31
2、313、314は、配線A、B、C、Dを伝播する
信号が、それぞれ配線中央位置P2において論理しきい
値を横切るまでに要した時間をあらわす。さらに、図中
のプロット321、322、323、324は、それぞ
れ図2における配線A、B、C、Dを伝播する信号が、
それぞれ受信端(データレシーバ回路131、132、
133、134に到達する直前の位置すなわちレシーバ
回路直前の位置)P3において論理しきい値を横切るま
でに要した時間をあらわす。
FIG. 3 schematically shows how the transmission delay time from the transmission-side latch circuit to the reception-side latch circuit varies due to crosstalk noise. Here, wirings A, B,
Signals propagating through C and D both transition from logic 0 to logic 1 (rise). Plot 30 in the figure
1, 302, 303, and 304 denote the times at which the signals output by the data driver circuits 111, 112, 113, and 114 in FIG. 2 cross the logical thresholds at the transmission ends P1 of the wirings A, B, C, and D, respectively. It represents. This time is set as a reference 0. Similarly, plots 311 and 31 in FIG.
2, 313 and 314 represent the time required for the signals propagating through the wirings A, B, C and D to cross the logical threshold value at the wiring center position P2, respectively. Further, plots 321, 322, 323, and 324 in the figure indicate that signals propagating through the wirings A, B, C, and D in FIG.
Each receiving end (data receiver circuits 131, 132,
(Position immediately before reaching 133, 134, that is, a position immediately before the receiver circuit) represents the time required to cross the logical threshold value at P3.

【0010】図2のデータ伝送装置の構成においては、
受信側ラッチ回路141、142、143、144には
全て同じタイミングのクロック信号が供給されるから、
プロット321、322、323、324がばらつか
ず、できるだけ同じ時間となることが望ましい。レシー
バ回路131、132、133、134はすべて同じ回
路であるから、これはすなわち、データ信号がデータレ
シーバ回路131、132、133、134に出来るだ
け同時に到達する必要があることを意味する。ところ
が、配線間にクロストークノイズが生じている場合に
は、その影響により配線B、Cを伝播する信号の遅延時
間322、323が、配線A、Dを伝播する信号32
1、324に比べて小さくなる。すなわち、配線BとC
を伝播する信号は、配線AとDを伝播する信号よりも時
間dtだけ早くデータレシーバ回路に到着する。これ
は、配線A、Dには片側の隣接配線一本分のクロストー
クノイズが重畳されるのに対して、配線B、Cでは両側
の隣接配線からクロストークノイズが重なり合って、よ
り大きいノイズとして重畳されるためである。
In the configuration of the data transmission device shown in FIG.
Since the receiving side latch circuits 141, 142, 143, and 144 are all supplied with the same timing clock signal,
It is desirable that the plots 321, 322, 323, and 324 do not vary and have the same time as possible. Since the receiver circuits 131, 132, 133, 134 are all the same circuit, this means that the data signals need to reach the data receiver circuits 131, 132, 133, 134 as simultaneously as possible. However, when crosstalk noise is generated between the wirings, the delay times 322 and 323 of the signals propagating through the wirings B and C cause the signal 32
1 and 324. That is, the wirings B and C
Signal arrives at the data receiver circuit earlier by the time dt than the signal propagating through the wirings A and D. This is because the crosstalk noise of one adjacent wiring on one side is superimposed on the wirings A and D, whereas the crosstalk noise from the adjacent wiring on both sides overlaps on the wirings B and C, resulting in larger noise. This is because they are superimposed.

【0011】このような配線間の伝送遅延時間のばらつ
きを軽減する方法として、配線の途中にバッファ回路な
どを挿入して、配線が並走する区間を短く区切る方法が
ある。この方法は、クロストークノイズの低減には非常
に有効であるが、配線下に既に回路ブロックが配置して
ある場合には所望の位置にバッファを挿入することが困
難であり、必ずしも常にこの方法を適用できるわけでは
ない。
As a method of reducing the variation of the transmission delay time between the wirings, there is a method of inserting a buffer circuit or the like in the middle of the wiring so as to divide a section in which the wiring runs in parallel. Although this method is very effective in reducing crosstalk noise, it is difficult to insert a buffer at a desired position when a circuit block has already been arranged under wiring. Is not applicable.

【0012】また、配線間のクロストークノイズを軽減
する別の方法として、配線幅、配線間隔、またはその両
方を大きくして配線間の結合を低減する方法がある。こ
の方法は、バッファを挿入する方法と異なり配線下の構
造に影響を受けないが、レイアウト面積が増大するとい
う欠点がある。特に、回路ブロック間を結ぶ並列配線の
本数が多ければ多いほど(例えば128ビットの並列配
線など)、面積が増大してしまう問題がある。
As another method for reducing crosstalk noise between wirings, there is a method of reducing the coupling between wirings by increasing the wiring width, the wiring interval, or both. This method is not affected by the structure under the wiring unlike the method of inserting a buffer, but has the disadvantage of increasing the layout area. In particular, there is a problem that the area increases as the number of parallel wirings connecting circuit blocks increases (for example, a 128-bit parallel wiring or the like).

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】配線構造のスケーリン
グにより、配線間の容量は増加する方向にあり、配線間
のクロストーク量は増大する。このため、並走配線を持
つデータ伝送回路においては、クロストークノイズによ
る配線遅延時間の変動が今後ますます増大すると考えら
れる。クロストークノイズによる配線遅延時間の変動に
より、同時にレシーバに到着すべきデータ信号の遅延時
間が配線毎に異なってしまい、タイミング不良(ラッチ
回路からラッチ回路への遅延時間が、所定の遅延時間範
囲に収まらないことによる誤動作;この場合は、ドライ
バ回路内にある送信側ラッチ回路からレシーバ回路内に
ある受信側ラッチ回路への遅延時間が所定の遅延時間範
囲に収まらないこと)を引き起こす可能性がある。今
後、クロック周波数が1ギガヘルツを越えるような高速
な集積回路を設計するケースはさらに増加し、所定の遅
延時間範囲が狭くなっていくにつれて、こうした遅延変
動を小さく押さえる技術が要求される。
With the scaling of the wiring structure, the capacitance between the wirings tends to increase, and the amount of crosstalk between the wirings increases. For this reason, in a data transmission circuit having parallel wiring, fluctuations in wiring delay time due to crosstalk noise are expected to increase further in the future. Due to the fluctuation of the wiring delay time due to crosstalk noise, the delay time of the data signal that should arrive at the receiver at the same time differs for each wiring, and the timing failure (the delay time from the latch circuit to the latch circuit falls within the predetermined delay time range) Malfunction due to not being accommodated; in this case, the delay time from the transmission side latch circuit in the driver circuit to the reception side latch circuit in the receiver circuit may not be within a predetermined delay time range). . In the future, the number of cases of designing a high-speed integrated circuit having a clock frequency exceeding 1 gigahertz will further increase, and as the predetermined delay time range becomes narrower, a technique for suppressing such delay fluctuations is required.

【0014】本発明の目的は、集積回路内の回路ブロッ
ク間のデータ伝送において、並走する配線間の遅延時間
変動を並行配線間の結合度と隣接配線が送信するデータ
パターンに応じて補償して送信することにより、複数の
伝送データを、できるだけ一定の遅延時間を持ってレシ
ーバ回路に同着させる方法を提供することにある。さら
にその結果として、集積回路の動作可能周波数を向上さ
せ、高速動作する集積回路を安定的に設計・製造する方
法を与えることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to compensate for a delay time variation between parallel wirings in data transmission between circuit blocks in an integrated circuit according to the degree of coupling between parallel wirings and the data pattern transmitted by adjacent wirings. It is an object of the present invention to provide a method of causing a plurality of pieces of transmission data to arrive at a receiver circuit with a delay time as constant as possible. Furthermore, as a result, it is an object of the present invention to improve the operable frequency of an integrated circuit and to provide a method for stably designing and manufacturing an integrated circuit that operates at high speed.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】半導体集積回路の複数の
回路ブロック間を結ぶ並行配線群において、レシーバ回
路に信号を同着させるために、並行配線間の結合度と隣
接配線で伝送される信号の遷移方向に応じてドライバ回
路の信号送出タイミングを決定する遅延量決定回路と、
遅延量決定回路の出力に応じたタイミングでクロック信
号のタイミングを制御するタイミング制御回路とを設け
て、ドライバ回路が出力するデータのタイミングを動的
に変更させる。
SUMMARY OF THE INVENTION In a parallel wiring group connecting a plurality of circuit blocks of a semiconductor integrated circuit, the degree of coupling between parallel wirings and a signal transmitted through an adjacent wiring are used to attach a signal to a receiver circuit. Delay amount determining circuit that determines the signal transmission timing of the driver circuit according to the transition direction of
A timing control circuit for controlling the timing of the clock signal at a timing corresponding to the output of the delay amount determining circuit, to dynamically change the timing of the data output from the driver circuit.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図2に示す従来のデータ伝送回路
においては、並列に配置するデータドライバ回路11
1、112、113、114には、通常同一の回路を用
いる。したがって、出力側ラッチ回路から同時に信号が
送出された場合、配線A、B、C、D上を伝播するデー
タ信号が位置P1を通過する時刻は、ほぼ同時となる。
並走配線通過後、従来のデータ伝送回路において信号配
線A、DおよびB、C間の遅延時間が異なったのは、隣
接する配線から重畳されたクロストークノイズの量が異
なっていたためである。すなわち、配線A(D)は、配
線B(C)からのみノイズを受ける。一方、配線B
(C)は、隣接する配線A(B)と配線C(D)の両者
からクロストークノイズを受ける。ある配線が、複数の
配線からクロストークノイズを受ける場合、ノイズ量は
相互に加算し合うと近似できるため、信号配線A、Dに
対し、信号配線B、Cはより多くのクロストークノイズ
を受け、遅延時間がより短くなったと考えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the conventional data transmission circuit shown in FIG.
The same circuit is usually used for 1, 112, 113 and 114. Therefore, when a signal is simultaneously transmitted from the output side latch circuit, the time when the data signal propagating on the wirings A, B, C, and D passes through the position P1 is substantially the same.
The delay time between the signal wirings A, D and B, C in the conventional data transmission circuit after passing through the parallel wirings is different because the amount of crosstalk noise superimposed from adjacent wirings is different. That is, the wiring A (D) receives noise only from the wiring B (C). On the other hand, wiring B
(C) receives crosstalk noise from both the adjacent wirings A (B) and C (D). When a certain wiring receives crosstalk noise from a plurality of wirings, the noise amount can be approximated by adding each other. Therefore, the signal wirings B and C receive more crosstalk noise than the signal wirings A and D. It is considered that the delay time is shorter.

【0017】いま、配線間の結合度を、並走区間におけ
る配線間容量の総和として定義する。また、信号の遷移
を、データが論理0から1へ、または論理1から0へ変
化すること、と定義する。このとき、配線間の結合度が
大きいほど、クロストークノイズは大きくなる。また、
隣接する配線のクロストークノイズ量が加算しあうこと
から、遅延時間の変化量はまた、隣接配線に送信される
データの遷移方向に依存して変化する。
Now, the degree of coupling between wirings is defined as the sum of capacitances between wirings in parallel running sections. Also, a transition of a signal is defined as a change in data from logic 0 to 1 or from logic 1 to 0. At this time, the larger the degree of coupling between the wires, the greater the crosstalk noise. Also,
Since the crosstalk noise amounts of the adjacent lines are added to each other, the amount of change in the delay time also changes depending on the transition direction of the data transmitted to the adjacent line.

【0018】本発明を適用するデータ伝送回路の構成例
を、図1に示す。図1において、図2と共通の番号は、
それぞれ同じ回路であることを示す。本発明において
は、従来のデータ伝送回路の構成に対し、遅延量決定回
路151とタイミング制御回路152が新規に設けられ
る。まず、これらの回路の概念的な動作を、図4を用い
て説明する。
FIG. 1 shows a configuration example of a data transmission circuit to which the present invention is applied. In FIG. 1, the same numbers as in FIG.
It shows that they are the same circuit. In the present invention, a delay amount determining circuit 151 and a timing control circuit 152 are newly provided in the configuration of the conventional data transmission circuit. First, the conceptual operation of these circuits will be described with reference to FIG.

【0019】図4は図3に対応し、本発明を適用したデ
ータ伝送回路において、配線A、B、C、D上を伝播す
る信号が、配線上の位置P1、P2、P3を通過する時
刻を、図3の位置P1通過時刻を基準とした遅延時間と
して図示したものである。本発明を用いるデータ伝送回
路では、隣接データ信号の遷移パターンに依存して生じ
る配線毎の遅延時間の相違を補償するようなタイミング
で、データを送出する。すなわち、図2における遅延量
決定回路151とタイミング制御回路152を用いて、
出力側ラッチ回路に供給するクロック信号をデータ信号
毎に独立に調整可能とすることにより、データ信号送出
タイミングを配線毎に調整し、レシーバ回路へのデータ
信号同着を図る。
FIG. 4 corresponds to FIG. 3, and in the data transmission circuit to which the present invention is applied, the time at which a signal propagating on wirings A, B, C, and D passes through positions P1, P2, and P3 on the wirings. Is shown as a delay time based on the passing time of the position P1 in FIG. In the data transmission circuit using the present invention, data is transmitted at a timing that compensates for a difference in delay time between wirings depending on a transition pattern of an adjacent data signal. That is, using the delay amount determination circuit 151 and the timing control circuit 152 in FIG.
By making it possible to independently adjust the clock signal supplied to the output-side latch circuit for each data signal, the data signal transmission timing is adjusted for each wiring, and the data signal is attached to the receiver circuit.

【0020】図3を例として考える。送信すべき4ビッ
トの信号がいずれも論理0から論理1へ遷移するとすれ
ば、配線AとDを伝播するデータ信号の遅延時間は、配
線AまたはDだけが単独で遷移し、その他の信号が遷移
しない場合と比較して遅延時間は短くなっている。さら
に、中央の2ビットの配線BおよびCを伝播する信号
は、両端の2ビットの配線AおよびDを伝播する信号に
対し、より遅延時間が短くなる。これを補償するため、
配線Bと配線Cに信号を送出する出力側ラッチ回路10
2、103に入力するクロック信号162、163を、
配線AおよびDの出力側ラッチ回路101、104に入
力するクロック信号161、164よりも遅くする。す
なわち、配線AおよびDの出力側ラッチ回路のクロック
信号入力タイミングを、ノイズの影響がない場合よりも
t1だけ遅らせて、また、信号配線BおよびCの出力側
ラッチ回路のクロック信号入力タイミングは、配線Aお
よび配線Dの出力タイミングよりもさらにt2遅らせ
る。その結果、位置P1を通過する時刻は、信号配線
A、B、C、Dについてそれぞれ401、402、40
3、404のようにそれぞれ異なるが、受信端P3にお
いては、421、422、423、424のようにほぼ
同時となる。
Consider FIG. 3 as an example. Assuming that all 4-bit signals to be transmitted transition from logic 0 to logic 1, the delay time of the data signal propagating through the wirings A and D is such that only the wiring A or D makes a single transition and the other signals The delay time is shorter than when no transition occurs. Further, the signal transmitted through the central 2-bit wirings B and C has a shorter delay time than the signal transmitted through the 2-bit wirings A and D at both ends. To compensate for this,
Output-side latch circuit 10 for sending a signal to wiring B and wiring C
Clock signals 162 and 163 input to
The delay is made slower than the clock signals 161 and 164 input to the output side latch circuits 101 and 104 of the wirings A and D. That is, the clock signal input timing of the output-side latch circuits of the wirings A and D is delayed by t1 from the case where there is no influence of noise, and the clock signal input timing of the output-side latch circuits of the signal wirings B and C is The output timing of the wiring A and the wiring D is further delayed by t2. As a result, the times of passing through the position P1 are 401, 402, 40 for the signal wirings A, B, C, and D, respectively.
3 and 404, but at the receiving end P3, they are almost the same as 421, 422, 423 and 424.

【0021】出力側ラッチ回路へ入力するクロック信号
のタイミングは、遅延量決定回路151とタイミング制
御回路152により自動的に決めることができる。以
下、遅延量決定回路とタイミング調整回路の構成方法の
例を具体的に説明する。
The timing of the clock signal input to the output side latch circuit can be automatically determined by the delay amount determining circuit 151 and the timing control circuit 152. Hereinafter, an example of a configuration method of the delay amount determination circuit and the timing adjustment circuit will be specifically described.

【0022】既に述べたように、遅延の変動量は、クロ
ストークノイズの大きさに関係する。このため、信号間
の並走配線長、すなわち隣接信号間の寄生容量の総和が
決まれば、隣接する配線が送信するデータ信号の遷移方
向に依存して遅延変動量が決まり、遅延量変動回路15
1の論理を決めることができる。具体的には、(1)注
目する配線に隣接する配線に信号の遷移がない場合に
は、注目配線にクロストークノイズは生じないため、遅
延は変動しない。(2A)隣接する配線のうち片側の配
線が注目する配線と同方向に遷移し、もう片側の配線が
遷移しない場合には、同方向に遷移する配線からの正方
向のクロストークにより遅延時間が小さくなる。隣接す
る両側の配線が注目信号と同方向に遷移する場合には、
クロストークノイズが重なり合い、さらに遅延時間は小
さくなる。(2B)隣接する片側の配線が注目する配線
と逆方向に遷移し、もう片側の配線が遷移しない場合に
は、逆方向に遷移する配線からの負方向のクロストーク
ノイズにより遅延時間が大きくなる。隣接する両側の配
線が注目する配線と逆方向に遷移する場合には、クロス
トークノイズが重なり合い、より遅延変動が大きくな
る。(3)隣接する配線のうちの一方が同方向に遷移
し、もう一方の配線が異なる方向に遷移する場合には、
逆方向のクロストークノイズが互いに打ち消しあい、ク
ロストークノイズ量はほぼゼロとなる。このとき、遅延
変動は生じない。
As described above, the amount of delay variation is related to the magnitude of crosstalk noise. For this reason, if the parallel wiring length between signals, that is, the sum of the parasitic capacitances between adjacent signals is determined, the delay variation is determined depending on the transition direction of the data signal transmitted by the adjacent wiring, and the delay variation circuit 15
One logic can be determined. Specifically, (1) when there is no signal transition in the wiring adjacent to the wiring of interest, no crosstalk noise occurs in the wiring of interest, so that the delay does not change. (2A) When one of the adjacent wirings transitions in the same direction as the wiring of interest and the other wiring does not transition, the delay time is increased due to crosstalk in the positive direction from the wiring that transitions in the same direction. Become smaller. When the adjacent wiring on both sides transitions in the same direction as the signal of interest,
Crosstalk noises overlap and the delay time is further reduced. (2B) When the adjacent one-sided wiring transitions in the opposite direction to the target wiring and the other-sided wiring does not transition, the delay time increases due to negative-direction crosstalk noise from the wiring that transitions in the opposite direction. . When the wirings on both sides adjacent to each other transition in the opposite direction to the wiring of interest, the crosstalk noise overlaps, and the delay variation becomes larger. (3) When one of the adjacent wirings transitions in the same direction and the other wiring transitions in a different direction,
Crosstalk noises in opposite directions cancel each other, and the amount of crosstalk noise becomes almost zero. At this time, no delay variation occurs.

【0023】ここでは、着目配線と隣接配線のデータの
遷移方向にだけ着目して遅延変動量を分類する。広く使
われているCMOS回路構成においては、信号の立ち上
がり(論理0から1への遷移)はPMOSトランジスタ
により、信号の立ち下がり(論理1から0への遷移)は
NMOSトランジスタにより決まり、両者の特性が完全
に一致することはない。このため、厳密にはノイズが完
全に打ち消されることはない。しかし、動作周波数の高
い集積回路においては、CMOS回路として用いられる
NMOSトランジスタとPMOSトランジスタは、でき
るだけ特性が等しくなるように設計するのが普通である
から、上記のように立ち上がりによるクロストークノイ
ズと立ち下りによるクロストークノイズは互いに打ち消
し合うと近似的に考えてもよく、遅延量決定回路の論理
を簡単化できる。但し、より高精度なタイミング補償が
必要な場合には、立ち上がり遷移によるノイズ量と立ち
下り遷移によるノイズ量を区別するなど、さらに分類を
細かくしてもよい。
Here, the amount of delay variation is classified by paying attention only to the transition direction of the data of the target wiring and the adjacent wiring. In a widely used CMOS circuit configuration, the rise of a signal (transition from logic 0 to 1) is determined by a PMOS transistor, and the fall of a signal (transition from logic 1 to 0) is determined by an NMOS transistor. Do not match exactly. Therefore, strictly, the noise is not completely canceled. However, in an integrated circuit having a high operating frequency, the NMOS transistor and the PMOS transistor used as the CMOS circuit are usually designed to have the same characteristics as much as possible. The crosstalk noise due to the downlink may be approximately considered to cancel each other, and the logic of the delay amount determination circuit can be simplified. However, when more accurate timing compensation is required, the classification may be further refined, for example, by distinguishing the noise amount due to the rising transition from the noise amount due to the falling transition.

【0024】図5は、図1中の遅延量決定回路151に
おける遅延量決定方法の一例を、配線Aに着目して示し
たものである。いま、遅延量決定回路151では、配線
Aに対する遅延量を、信号XAによりタイミング制御回
路152へ伝える。信号XAとは、配線Aを伝播する信
号の遅延時間変動を予測して、クロストークノイズがな
い場合の遅延時間を基準に、遅延量が増大する、変化し
ない、遅延量が減少する、のうちのいずれかとなるかを
遅延量決定回路152に伝達する信号である。
FIG. 5 shows an example of a delay amount determining method in the delay amount determining circuit 151 in FIG. Now, the delay amount determination circuit 151 transmits the delay amount for the wiring A to the timing control circuit 152 by a signal XA. The signal XA is defined as the delay time fluctuation of a signal propagating through the wiring A, and the delay amount increases, does not change, and the delay amount decreases based on the delay time when there is no crosstalk noise. Is transmitted to the delay amount determination circuit 152.

【0025】図5において、クロック信号により離散化
された時刻t−1から時刻tにおいて、注目する配線A
の信号は、At−1からAtに変化することをあらわ
す。同様に配線Bの信号は、Bt−1からBtに変化す
ることをあらわす。従って、ケース1は配線Aの信号と
配線Bの信号がともに立上り方向に遷移する場合をあら
わし、ケース2は、配線Aの信号と配線Bの信号がとも
に立下り方向に遷移する場合をあわらす。ケース1およ
び2は、注目する配線と隣接配線が同方向に遷移する場
合であるから、遅延量決定回路は、信号XAとして配線
Aの信号の遅延時間が短くなることを示す「1」という
信号を送る。一方、ケース3およびケース4はどちら
も、配線Aの信号と配線Bの信号が互いに異なる方向に
遷移する場合である。このときXAには、配線Aの信号
の遅延時間が長くなることを示す「−1」という信号を
送る。これ以外の遷移の組み合わせでは、配線Aまたは
Bの信号のうち少なくとも一方は信号遷移を生じないた
め、配線A上の信号の遅延時間は変動しない。したがっ
て、ケース1〜4以外の場合には、信号XAとして、配
線Aの信号の遅延変動が起こらないことを意味する
「0」という信号を送る。
In FIG. 5, from time t-1 to time t, which is discretized by the clock signal, the target wiring A
Indicates that the signal changes from At-1 to At. Similarly, the signal on the wiring B indicates a change from Bt-1 to Bt. Accordingly, Case 1 indicates a case where both the signal on the wiring A and the signal on the wiring B transition in the rising direction, and Case 2 indicates a case where the signal on the wiring A and the signal on the wiring B both transition in the falling direction. . Cases 1 and 2 are cases in which the wiring of interest and the adjacent wiring transit in the same direction. Therefore, the delay amount determination circuit generates a signal “1” indicating that the delay time of the signal on wiring A is reduced as signal XA. Send. On the other hand, in case 3 and case 4, both the signal on the wiring A and the signal on the wiring B transition in different directions. At this time, a signal “−1” indicating that the delay time of the signal on the wiring A is long is sent to XA. In other combinations of transitions, at least one of the signals on the wiring A or B does not cause a signal transition, so that the delay time of the signal on the wiring A does not change. Therefore, in cases other than Cases 1 to 4, a signal “0” is transmitted as the signal XA, which means that there is no delay variation of the signal on the wiring A.

【0026】図6は、配線B上の信号の遅延時間変動
を、図5と同様にして計算する表である。図6におい
て、ケース1およびケース2は、配線Bの信号が、隣接
する配線Aおよび配線Cの信号と同一方向に遷移する場
合である。このとき、配線Bの信号の遅延変動量を示す
信号XBを「2」とする。ケース3からケース10は、
隣接する配線AおよびCのうちの一方だけが、配線Bと
同一方向に遷移する場合である。このとき、信号XBと
して「1」を出力する。これと逆に、ケース12からケ
ース19は、隣接する配線AおよびCのうちの一方だけ
が、配線Bと逆方向に遷移する場合である。このとき信
号XBは、「−1」とする。ケース20およびケース2
1は、配線Bの信号が、隣接する配線AおよびCと逆方
向に遷移する場合であり、信号XBを「−2」とする。
これ以外の信号遷移の組合せに対しては、配線Bを伝播
する信号の遅延時間は変動しないから、XBを「0」と
する。
FIG. 6 is a table for calculating the variation in the delay time of the signal on the wiring B in the same manner as in FIG. In FIG. 6, case 1 and case 2 are cases where the signal on the wiring B transitions in the same direction as the signal on the adjacent wiring A and wiring C. At this time, the signal XB indicating the amount of delay variation of the signal on the wiring B is set to “2”. Case 3 to Case 10
This is a case where only one of the adjacent wirings A and C transitions in the same direction as the wiring B. At this time, “1” is output as the signal XB. Conversely, cases 12 to 19 are cases where only one of the adjacent wirings A and C transitions in the opposite direction to the wiring B. At this time, the signal XB is “−1”. Case 20 and Case 2
1 is a case where the signal on the wiring B transitions in the opposite direction to the adjacent wirings A and C, and the signal XB is “−2”.
For other combinations of signal transitions, XB is set to “0” because the delay time of the signal propagating through the wiring B does not change.

【0027】配線Cについては、配線Bと同じ図6を用
いることが出来る。また、配線Dについては、配線Aと
同じ図5を用いることが出来る。これを一般化して、n
本の配線が並走しているとき、両端の2本の配線につい
ては図5を、これら2本を除く中央のn−2本の配線に
ついては図6を用いることが出来る。
As the wiring C, the same FIG. 6 as the wiring B can be used. For the wiring D, the same FIG. 5 as the wiring A can be used. Generalizing this, n
When the two wirings run in parallel, FIG. 5 can be used for the two wirings at both ends, and FIG. 6 can be used for the n-2 wirings at the center excluding these two wirings.

【0028】図7に、遅延量決定回路151の具体的な
回路構成の一例を示した。この例は、配線Aへの信号出
力タイミングの補償量を通知するするための信号XAを
作り出するための回路であるが、信号XB、XC、XD
についても同様の方法で構成可能である。この回路で
は、配線AおよびBを伝播する信号について、送信する
データの遷移方向が検出できるように、Dフリップフロ
ップ701、702を用いて、1クロック周期前の信号
の状態At−1、Bt−1をそれぞれ保持している。図
7中の2重丸は、縦方向の信号を、横方向の論理和演算
に使用することを意味する。具体的には、点線で囲まれ
た領域713は、論理(NOT(At−1)AND
(At) AND (Bt−1) AND NOT(B
t))を意味し、これは、図5に示した表におけるケー
ス3の状態をあらわす。この例では、XAを3ビットの
信号で表現しており、信号711、712、713はそ
れぞれ排他的に、XAが「1」、「−1」、「0」とな
るときに、論理値1を出力する。
FIG. 7 shows an example of a specific circuit configuration of the delay amount determining circuit 151. This example is a circuit for generating a signal XA for notifying the amount of compensation of the signal output timing to the wiring A, but the signals XB, XC, XD
Can be configured in the same manner. This circuit uses D flip-flops 701 and 702 to detect the states of the signals At-1 and Bt- one clock cycle earlier so that the transition direction of the data to be transmitted can be detected for the signals propagated through the wirings A and B. 1 respectively. A double circle in FIG. 7 means that a signal in the vertical direction is used for a logical OR operation in the horizontal direction. Specifically, an area 713 surrounded by a dotted line is a logical (NOT (At-1) AND
(At) AND (Bt-1) AND NOT (B
t)), which represents the state of case 3 in the table shown in FIG. In this example, XA is represented by a 3-bit signal, and the signals 711, 712, and 713 are exclusively set to a logical value of 1 when XA is "1", "-1", or "0". Is output.

【0029】図8に、タイミング制御回路の回路構成の
一例を示す。クロック発生回路から分配されたクロック
信号CLKは、遅延素子801、802、803、80
4を通じて、わずかずつタイミングの異なるクロック信
号810、811、812、813、814となる。こ
こで、これらタイミングの異なるクロック信号810、
811、812、813、814は、それぞれ遅延量決
定回路における遅延量「−2、1、0、−1、−2」に
対応するように、信号XA、XB、XC、XDとセレク
タ回路821、822、823、824により選択され
る。
FIG. 8 shows an example of a circuit configuration of the timing control circuit. The clock signal CLK distributed from the clock generation circuit is applied to the delay elements 801, 802, 803, 80
4, clock signals 810, 811, 812, 813, and 814 having slightly different timings are obtained. Here, these clock signals 810 having different timings,
The signals XA, XB, XC, XD and the selector circuits 821, 811, 812, 813, 814 correspond to the delay amounts “−2, 1, 0, −1, −2” in the delay amount determination circuit, respectively. 822, 823, and 824.

【0030】例えば、XAが論理1の場合(信号711
が1、712と713は0)には、配線通過時に遅延が
小さくなるから、これを補償するようにセレクタ821
はクロック信号813を選択して、配線Aの信号出力タ
イミングを遅らせる。
For example, when XA is logic 1 (signal 711)
Since the delay becomes small when the signal passes through the wiring, the selectors 821 and 721 are set to compensate for this.
Selects the clock signal 813 and delays the signal output timing of the wiring A.

【0031】タイミング制御回路における遅延素子80
1、802、803、804は、例えば図9に示す回路
で作ることが出来る。すなわち、インバータ回路901
を従属接続することで、約50ピコ秒よりも大きい遅延
時間を実現可能である。インバータ回路を偶数段接続す
ることで、約50ピコ秒刻みで任意の遅延時間を作るこ
とが出来る。さらに小さい遅延時間が必要な場合には、
たとえば図9に示すように、配線の引き回し902を行
うことや、配線に容量903を付加することで、調整す
べき遅延時間に応じた遅延素子を実現することができ
る。
Delay element 80 in timing control circuit
1, 802, 803 and 804 can be made, for example, by the circuit shown in FIG. That is, the inverter circuit 901
, A delay time greater than about 50 picoseconds can be realized. By connecting an even number of inverter circuits, an arbitrary delay time can be created in steps of about 50 picoseconds. If you need a smaller delay,
For example, as shown in FIG. 9, by performing wiring 902 and adding a capacitor 903 to the wiring, a delay element corresponding to a delay time to be adjusted can be realized.

【0032】以上、データ伝送を回路ブロックIP1か
ら回路ブロックIP2への単方向の場合を例として説明
を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものでは
なく、例えば、配線A、B、C、Dを共有して、回路ブ
ロックIP2から回路ブロックIP1へのデータ伝送が
可能になっている双方向データ伝送についても片方向、
または両方向のデータ伝送に本発明を適用可能である。
Although the above description has been made taking the case of unidirectional data transmission from the circuit block IP1 to the circuit block IP2 as an example, the configuration of the present invention is not limited to this. , C, and D, the bidirectional data transmission that enables data transmission from the circuit block IP2 to the circuit block IP1 is also performed in one direction.
Alternatively, the present invention is applicable to data transmission in both directions.

【0033】また、ドライバ回路は、出力側ラッチ回路
とデータドライバ回路からなるとしたが、ドライバ回路
の構成は必ずしもこの形に制限されるものではなく、例
えば、出力側ラッチ回路とデータドライバ回路との間に
NAND論理ゲートを設けて、データドライバ回路の出
力をオン・オフできるように構成すことや、データドラ
イバ回路に直接クロック信号を入力して、データ出力を
行うことができる様に構成することができる。同様に、
レシーバ回路についても、回路の構成が必ずしもデータ
レシーバ回路と受信側ラッチ回路からなるという、ここ
で例として用いた構成に制限されるものではない。
Although the driver circuit is composed of the output side latch circuit and the data driver circuit, the configuration of the driver circuit is not necessarily limited to this form. A configuration in which an output of a data driver circuit can be turned on / off by providing a NAND logic gate between them, or a configuration in which a clock signal can be directly input to a data driver circuit to output data. Can be. Similarly,
The configuration of the receiver circuit is not necessarily limited to the configuration used here as an example, and the circuit configuration does not necessarily include the data receiver circuit and the receiving-side latch circuit.

【0034】したがって、遅延量決定回路においても、
出力側ラッチ回路の出力データを必ず用いる必要がある
わけではなく、出力側ラッチ回路の前段のさらに前段に
ある論理値を用いて、遅延量を決定してもよい。こうし
た構成は、例えば遅延の変動が大きく、遅延量決定回路
自身の遅延時間が問題となるような場合には有効であ
る。
Therefore, also in the delay amount determining circuit,
It is not always necessary to use the output data of the output-side latch circuit, and the amount of delay may be determined using a logical value that is further upstream of the output-side latch circuit. Such a configuration is effective, for example, when the fluctuation of the delay is large and the delay time of the delay amount determination circuit itself becomes a problem.

【0035】さらに、本発明は、データ伝送に用いられ
る平行配線が分岐を有する場合にも適用可能である。配
線が分岐している例を図10に示す。図10では、配線
A、B、C、Dが、配線A’、B’、C’、D’に分岐
している。いま、回路ブロックIP1から回路ブロック
IP2または回路ブロックIP1から回路ブロックIP
3へのデータ伝送が排他的であるとする。配線長が異な
るため、回路ブロックIP1から回路ブロックIP2へ
のデータ信号の伝播時間と、回路ブロックIP1から回
路ブロックIP3へのデータ信号の伝播時間は一般に異
なる。しかし、配線A、B、C、Dと配線A‘、B’、
C‘、D’について平行配線の並び順が同じである限り
は、データを受信する回路ブロック毎に遅延量決定回路
を変更する必要はなく共有できる。一方、遅延時間の変
化量は、配線長に依存して変わるから、回路ブロックI
P2にデータを伝送する場合と、回路ブロックIP3に
データを伝送する場合について、タイミング制御回路内
の遅延素子の遅延量を切り替える必要がある。これを実
現するには、例えば信号155を用い、図9に示す遅延
素子を利用して、遅延素子内の容量904、905を切
り替えることができる。
Further, the present invention can be applied to a case where a parallel wiring used for data transmission has a branch. FIG. 10 shows an example in which the wiring branches. In FIG. 10, wirings A, B, C, and D are branched into wirings A ′, B ′, C ′, and D ′. Now, the circuit block IP1 to the circuit block IP2 or the circuit block IP1 to the circuit block IP
3 is exclusive. Since the wiring lengths are different, the propagation time of the data signal from the circuit block IP1 to the circuit block IP2 and the propagation time of the data signal from the circuit block IP1 to the circuit block IP3 are generally different. However, the wirings A, B, C, D and the wirings A ′, B ′,
As long as the arrangement order of the parallel wirings is the same for C ′ and D ′, the delay amount determination circuit does not need to be changed for each circuit block that receives data and can be shared. On the other hand, since the amount of change in the delay time changes depending on the wiring length, the circuit block I
It is necessary to switch the delay amount of the delay element in the timing control circuit between the case of transmitting data to P2 and the case of transmitting data to the circuit block IP3. In order to realize this, for example, by using the signal 155 and using the delay element shown in FIG. 9, the capacitances 904 and 905 in the delay element can be switched.

【0036】また、回路ブロックIP1から、回路ブロ
ックIP2とIP3の両者に同時にデータ伝送を行う必
要がある場合には、例えば、タイミング制御回路内の遅
延素子の遅延量を、回路ブロックIP2だけに伝送する
場合と、回路ブロックIP3だけに伝送する場合の平均
値とすることで、遅延時間の変化をゼロにはできないま
でも、大幅な低減が可能である。
When it is necessary to simultaneously transmit data from the circuit block IP1 to both the circuit blocks IP2 and IP3, for example, the delay amount of the delay element in the timing control circuit is transmitted only to the circuit block IP2. By using the average value in the case of performing the transmission and the average value in the case of transmitting only to the circuit block IP3, it is possible to greatly reduce the change in the delay time even if the change cannot be made zero.

【0037】このように、本発明は、データ伝送を行う
回路ブロック数が3以上あるような場合も適用可能であ
り、すでに述べた様に遅延量決定回路が共有可能である
場合も多々あるため、レイアウト面積の観点からも効率
的である。
As described above, the present invention can be applied to the case where the number of circuit blocks for data transmission is three or more, and in many cases, the delay amount determining circuit can be shared as described above. It is also efficient from the viewpoint of layout area.

【0038】図11に、プロセッサを集積回路上に実現
した場合に、本発明を適用する例を示す。ただし、図1
1においては、クロックパルス生成回路CPGからドラ
イバ回路、遅延量決定回路、タイミング制御回路、レシ
ーバ回路にそれぞれ供給されているクロック配線は、図
を簡略化するために省略した。
FIG. 11 shows an example in which the present invention is applied when the processor is realized on an integrated circuit. However, FIG.
In FIG. 1, clock wiring supplied from the clock pulse generation circuit CPG to the driver circuit, the delay amount determination circuit, the timing control circuit, and the receiver circuit are omitted for simplification of the drawing.

【0039】図11において、レジスタ回路ブロックR
EG2から、演算器回路ブロックALUへ並列配線を用
いてデータを転送する例である。一般に、この配線は高
速なデータ伝送が求められるとともに、配線長が長くな
る傾向にある。この例では、送信側ラッチ回路とデータ
ドライバ回路からなるドライバ回路1、遅延量決定回路
151、タイミング制御回路152を、回路ブロックR
EG2の近傍に配置してある。また、対応するレシーバ
回路1も、演算器回路ALUの近傍に配置してある。こ
のように、遅延量決定回路や、タイミング制御回路は、
回路ブロックの周辺や、並列配線の下に配置することが
出来る。
In FIG. 11, a register circuit block R
This is an example in which data is transferred from EG2 to a computing unit circuit block ALU using parallel wiring. In general, high-speed data transmission is required for this wiring, and the wiring length tends to be long. In this example, a driver circuit 1 including a transmission side latch circuit and a data driver circuit, a delay amount determination circuit 151, and a timing control circuit 152 are connected to a circuit block R
It is arranged near EG2. The corresponding receiver circuit 1 is also arranged near the arithmetic unit circuit ALU. As described above, the delay amount determination circuit and the timing control circuit
It can be arranged around the circuit block or below the parallel wiring.

【0040】一方、図11には別の例として、演算回路
ブロックALUからレジスタ回路ブロックREG1へデ
ータを転送する並走配線について、本発明を適用した例
を示してある。この例では、ドライバ回路2、遅延量決
定回路151、タイミング制御回路152を演算回路ブ
ロックの一部として構成してある。同様に、レシーバ回
路2も、レジスタ回路ブロックREG1の一部として配
置した。この例のように、設計の初期段階から、本発明
の回路を回路ブロック内に置くことを考えれば、高速な
データ伝送を実現すると同時に、レイアウト面積を縮小
できるため、さらなる高速動作が可能になると考えられ
る。
On the other hand, FIG. 11 shows another example in which the present invention is applied to parallel wiring for transferring data from the arithmetic circuit block ALU to the register circuit block REG1. In this example, the driver circuit 2, the delay amount determining circuit 151, and the timing control circuit 152 are configured as a part of an arithmetic circuit block. Similarly, the receiver circuit 2 is arranged as a part of the register circuit block REG1. Considering that the circuit of the present invention is placed in a circuit block from the initial stage of design as in this example, high-speed data transmission can be realized, and at the same time, the layout area can be reduced. Conceivable.

【0041】ここまで述べてきたようなデータ伝送に関
して、配線構造、デバイスモデルとして0.18ミクロ
ン世代を仮定し、第4層配線の設計ルールにおける最小
間隔、最小配線幅を用いた並走配線を考える。本発明を
適用しない場合、回路シミュレーションにより計算した
遅延変動量は、1mmの配線に対し約40ピコ秒、3m
mの並走長に対しては約150ピコ秒であった。集積回
路の動作周波数において、許容される遅延変動量がクロ
ック周期の1/10以下であるとすると、これらの配線
は、それぞれ2.5ギガヘルツ、667メガヘルツが限
界となる。
With respect to the data transmission as described above, the 0.18-micron generation is assumed as the wiring structure and device model, and the parallel wiring using the minimum interval and the minimum wiring width in the design rule of the fourth layer wiring is used. Think. When the present invention is not applied, the delay fluctuation amount calculated by the circuit simulation is about 40 picoseconds for 3 mm wiring,
For a parallel run length of m, it was about 150 picoseconds. Assuming that the permissible delay variation is 1/10 or less of the clock cycle at the operating frequency of the integrated circuit, these wirings are limited to 2.5 GHz and 667 MHz, respectively.

【0042】今後、半導体製造プロセス技術の進展にと
もなって配線間隔がさらに減少すると考えられる。0.
18ミクロン世代においては、データ伝送周波数を60
0MHz以上に向上させる場合、3mm以上の長距離の
並走配線については、本発明のような何らかの対策が必
要となる。また、今後プロセス技術の進展により、さら
に配線間の寄生容量が増加すると、1mm程度の並走長
に対しても、十分な注意を払う必要があると考えられ
る。
In the future, it is considered that the distance between the wirings is further reduced as the semiconductor manufacturing process technology advances. 0.
In the 18 micron generation, the data transmission frequency is 60
In the case where the frequency is increased to 0 MHz or more, some countermeasures such as the present invention are required for long-distance parallel wiring of 3 mm or more. Further, if the parasitic capacitance between the wirings further increases due to the progress of the process technology in the future, it is necessary to pay sufficient attention to the parallel running length of about 1 mm.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の具体例により説明したように、従
来、クロストークノイズによる配線遅延時間の変動によ
って並走配線間で信号がレシーバ回路に到着する時刻に
差が生じることで、タイミング不良(ラッチ回路からラ
ッチ回路への遅延時間が、所定の遅延時間範囲に収まら
ないことによる誤動作)を引き起こすようなデータ伝送
回路に対して、並走する配線間の遅延時間変動を、隣接
する配線間の寄生容量の総和で定義される配線間の結合
と、隣接配線間のデータパターンとに依存して補償する
回路を付加して伝送信号をレシーバに常に一定の遅延時
間を持って同着させることを狙う。その結果、集積回路
の動作可能な周波数を向上させることができ、高速動作
する集積回路を安定的に設計および製造することが可能
となる。
As described in the above embodiments, conventionally, a difference in the time at which a signal arrives at a receiver circuit between parallel wirings due to a variation in wiring delay time due to crosstalk noise causes a timing defect ( For a data transmission circuit that may cause a delay time from a latch circuit to a latch circuit to fall outside a predetermined delay time range, a delay time variation between parallel running lines may be changed. By adding a circuit that compensates depending on the coupling between wirings defined by the sum of the parasitic capacitances and the data pattern between adjacent wirings, it is possible to always attach a transmission signal to a receiver with a fixed delay time. Aim. As a result, the operable frequency of the integrated circuit can be increased, and an integrated circuit that operates at high speed can be stably designed and manufactured.

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

【図1】本発明を適用したデータ伝送回路の構成例。FIG. 1 is a configuration example of a data transmission circuit to which the present invention is applied.

【図2】従来技術によるデータ伝送回路。FIG. 2 shows a data transmission circuit according to the prior art.

【図3】従来技術による配線上の信号伝送遅延時間を示
す概念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a signal transmission delay time on a wiring according to a conventional technique.

【図4】本発明の適用による、遅延時間ばらつきの改善
の様子を示す概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing how delay time variations are improved by applying the present invention.

【図5】タイミング補償量の計算(配線A)。FIG. 5 is a timing compensation amount calculation (wiring A).

【図6】タイミング補償量の計算(配線B)。FIG. 6 is a timing compensation amount calculation (wiring B).

【図7】遅延量決定回路の構成例。FIG. 7 is a configuration example of a delay amount determination circuit.

【図8】タイミング制御回路の構成例。FIG. 8 is a configuration example of a timing control circuit.

【図9】遅延素子の構成例。FIG. 9 is a configuration example of a delay element.

【図10】回路ブロックが3つある集積回路に本発明を
適用した例。
FIG. 10 is an example in which the present invention is applied to an integrated circuit having three circuit blocks.

【図11】プロセッサに本発明を適用した例。FIG. 11 shows an example in which the present invention is applied to a processor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、102、103、104………送信側ラッチ回
路 111、112、113、114………データドライバ
回路 131、132、133、134………データレシーバ
回路 141、142、143、144………受信側ラッチ回
路 151………遅延量決定回路 152………タイミング制御回路 161、162、163、164………クロック信号配
線 250………クロックパルス生成回路 251、 252、253、254、 255、256…
……クロック信号中継バッファ IP1、IP2………回路ブロック。
101, 102, 103, 104 ... Latch circuits on the transmission side 111, 112, 113, 114 ... Data driver circuits 131, 132, 133, 134 ... Data receiver circuits 141, 142, 143, 144 ... Reception-side latch circuit 151 Delay amount determination circuit 152 Timing control circuit 161, 162, 163, 164 Clock signal wiring 250 Clock pulse generation circuit 251, 252, 253, 254, 255, 256 ...
...... Clock signal relay buffer IP1, IP2 ... Circuit block.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の回路ブロックと、クロック信号を発
生する回路と、前記複数の回路ブロック間を結合し、デ
ータ信号を送信するドライバ回路及び前記データ信号を
受信し前記クロック信号が供給されるレシーバ回路を有
する並行配線群と、前記並行配線群の各配線間の総容
量、配線上のデータ信号の立ち上がり立ちさがり方向、
及び該配線に隣接する配線上の信号の立ち上がり立ち下
がり方向に基づいて、前記ドライバ回路の信号送出タイ
ミングを決定する遅延量決定回路と、前記クロック信号
及び前記遅延量決定回路の出力に基づいて制御されたク
ロック信号を前記ドライバ回路に供給するタイミング制
御回路とを有する半導体集積回路装置。
1. A circuit for generating a clock signal, a circuit for generating a clock signal, a driver circuit for connecting the plurality of circuit blocks and transmitting a data signal, and receiving the data signal and receiving the clock signal. A parallel wiring group having a receiver circuit, the total capacitance between the wirings of the parallel wiring group, the rising and falling direction of the data signal on the wiring,
A delay determining circuit for determining a signal transmission timing of the driver circuit based on a rising and falling direction of a signal on a wiring adjacent to the wiring, and controlling based on an output of the clock signal and the delay determining circuit And a timing control circuit for supplying the clock signal to the driver circuit.
【請求項2】信号送信方向毎に上記遅延量決定回路及び
上記タイミング制御回路を有することを特徴とする請求
項1に記載の半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising the delay amount determining circuit and the timing control circuit for each signal transmission direction.
【請求項3】信号送信方向毎に上記タイミング制御回路
を有し、上記遅延量決定回路を双方向のデータ伝送に共
有していることを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said timing control circuit is provided for each signal transmission direction, and said delay amount determination circuit is shared for bidirectional data transmission.
【請求項4】半導体集積回路上に構成された複数の回路
ブロック間を結ぶ並行配線群と、前記並行配線群を通し
てデータ信号を送信するドライバ回路と、前記複数の並
行配線を通して前記ドライバ回路から送信されたデータ
信号を受信するレシーバ回路とから構成され、データ信
号の送受信をクロック信号に同期して行うデータ伝送回
路において、並行配線間の結合度と並行配線上を伝送す
るデータ信号の遷移方向に応じてドライバ回路の信号送
出タイミングを決定する遅延量決定回路と、遅延量決定
回路の出力に従い、ドライバ回路に入力されるクロック
信号のタイミングを制御するタイミング制御回路とを具
備することを特徴とするデータ伝送回路。
4. A parallel wiring group connecting a plurality of circuit blocks formed on a semiconductor integrated circuit, a driver circuit transmitting a data signal through the parallel wiring group, and a transmission from the driver circuit through the plurality of parallel wirings. And a receiver circuit for receiving the data signal. The data transmission circuit transmits and receives the data signal in synchronization with the clock signal. And a timing control circuit that controls the timing of a clock signal input to the driver circuit according to the output of the delay amount determination circuit. Data transmission circuit.
【請求項5】上記請求項4のデータ伝送回路において、
前記ドライバ回路の信号送出タイミングを決定する遅延
量決定回路と、前記遅延量決定回路の出力に従ってクロ
ック信号のタイミングを制御するタイミング制御回路と
を、信号送信方向毎にそれぞれ1組ずつ備えることを特
徴とするデータ伝送回路。
5. The data transmission circuit according to claim 4, wherein
A delay amount determining circuit for determining a signal transmission timing of the driver circuit; and a timing control circuit for controlling a timing of a clock signal in accordance with an output of the delay amount determining circuit, one set for each signal transmission direction. Data transmission circuit.
【請求項6】上記請求項4のデータ伝送回路において、
前記ドライバ回路の信号送出タイミングを決定する遅延
量決定回路を、双方向のデータ伝送に共有して用いるこ
とを特徴とするデータ伝送回路。
6. The data transmission circuit according to claim 4, wherein
A data transmission circuit, wherein a delay amount determination circuit for determining a signal transmission timing of the driver circuit is used commonly for bidirectional data transmission.
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