JP2002217697A - クロック信号補正回路および半導体装置 - Google Patents
クロック信号補正回路および半導体装置Info
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Abstract
でしかも精度よく補正する。 【解決手段】 分周手段20は、入力クロック信号をn
(nは自然数)分の1に分周して分周クロック信号を生
成する。エッジ検出手段21は、分周クロック信号のエ
ッジを検出する。遅延手段22は、エッジ検出手段21
の検出結果に応じて分周クロック信号を遅延し、遅延分
周クロック信号を生成する。演算手段23は、分周クロ
ック信号と、遅延分周クロック信号とを演算して、出力
クロック信号を生成する。
Description
路および半導体装置に関し、特に、クロック信号のデュ
ーティー比を補正するクロック信号補正回路およびその
ようなクロック信号補正回路を有する半導体装置に関す
る。
クロック信号補正回路としては、図16に示すような回
路がよく知られている。図16に示すクロック信号補正
回路は、分周器10、遅延素子群11、セレクタ12、
および、排他的論理和素子群13によって構成されてい
る。
を2分の1に分周した分周出力信号を出力する。遅延素
子群11は、複数の遅延素子がカスケードに接続されて
構成されており、入力された分周出力信号を各遅延素子
が時間τずつ順次遅延し、各遅延素子からの出力信号を
遅延出力信号C1〜Cmとしてセレクタ12に供給す
る。
周期を、遅延出力信号C1〜Cmを使用してn等分し、
そのうちの所望の分割信号をセレクタ出力信号D1〜D
mとして出力する。
論理和素子によって構成され、分周出力信号と、セレク
タ出力信号D1〜Dmとの排他的論理和を演算して出力
する。
る。補正の対象となる入力クロック信号は、分周器10
において2分の1に分周され、分周出力信号として遅延
素子群11、セレクタ12、および、排他的論理和素子
群13に供給される。
た複数の遅延素子によって分周出力信号を時間τずつ順
次遅延する。各遅延素子の出力は、遅延出力信号C1〜
Cmとしてセレクタ12に供給される。
周期を、遅延出力信号C1〜Cmを使用してn等分し、
そのうちの所望の分割信号をセレクタ出力信号D1〜D
mとして出力する。即ち、セレクタ出力信号D1〜Dm
は、分周出力信号の2分の1の周期を時間τでn等分し
た信号である。
と、セレクタ出力信号D1〜Dmとの排他的論理和を演
算し、演算結果を出力する。その結果、分周出力信号が
“H”の状態である場合において、セレクタ出力信号が
“H”の状態であるときには“L”が出力され、また、
セレクタ出力信号が“L”の状態であるときには“H”
が出力される。
応じて、入力クロック信号のデューティー比を補正する
ことが可能になる。
ような従来のクロック信号補正回路では、高精度でかつ
回路規模を小さくすることが困難であるという問題点が
あった。
のであり、高精度でありながら回路規模を小さくするこ
とが可能なクロック補正回路およびそのようなクロック
信号補正回路を有する半導体装置を提供することを目的
とする。
決するために、図1に示す、クロック信号のデューティ
ー比を補正するクロック信号補正回路において、入力ク
ロック信号をn(nは自然数)分の1に分周して分周ク
ロック信号を生成する分周手段20と、前記分周クロッ
ク信号のエッジを検出するエッジ検出手段21と、前記
エッジ検出手段21の検出結果に応じて前記分周クロッ
ク信号を遅延し、遅延分周クロック信号を生成する遅延
手段22と、前記分周クロック信号と、前記遅延分周ク
ロック信号とを演算して、出力クロック信号を生成する
演算手段23と、を有することを特徴とするクロック信
号補正回路が提供される。
(nは自然数)分の1に分周して分周クロック信号を生
成する。エッジ検出手段21は、分周クロック信号のエ
ッジを検出する。遅延手段22は、エッジ検出手段21
の検出結果に応じて分周クロック信号を遅延し、遅延分
周クロック信号を生成する。演算手段23は、分周クロ
ック信号と、遅延分周クロック信号とを演算して、出力
クロック信号を生成する。
ューティー比を補正するクロック信号補正回路におい
て、クロック信号の入力を受ける入力手段と、前記入力
手段を介して入力されたクロック信号のデューティー比
を補正する補正手段と、前記補正手段によってデューテ
ィー比が補正されたクロック信号を出力する出力手段
と、前記補正手段によるクロック信号の補正が完了した
場合には、補正が完了したことを他の回路に対して通知
する通知手段と、を有することを特徴とするクロック信
号補正回路が提供される。
る。補正手段は、入力手段を介して入力されたクロック
信号のデューティー比を補正する。出力手段は、補正手
段によってデューティー比が補正されたクロック信号を
出力する。通知手段は、補正手段によるクロック信号の
補正が完了した場合には、補正が完了したことを他の回
路に対して通知する。
ューティー比を補正するクロック信号補正回路を有する
半導体装置において、入力クロック信号をn(nは自然
数)分の1に分周して分周クロック信号を生成する分周
手段と、前記分周クロック信号のエッジを検出するエッ
ジ検出手段と、前記エッジ検出手段の検出結果に応じて
前記分周クロック信号を遅延し、遅延分周クロック信号
を生成する遅延手段と、前記分周クロック信号と、前記
遅延分周クロック信号とを演算して、出力クロック信号
を生成する演算手段と、を具備するクロック信号補正回
路を有することを特徴とする半導体装置が提供される。
n(nは自然数)分の1に分周して分周クロック信号を
生成する。エッジ検出手段は、分周クロック信号のエッ
ジを検出する。遅延手段は、エッジ検出手段の検出結果
に応じて分周クロック信号を遅延し、遅延分周クロック
信号を生成する。演算手段は、分周クロック信号と、遅
延分周クロック信号とを演算して、出力クロック信号を
生成する。
を参照して説明する。図1は、本発明の動作原理を説明
する原理図である。
ック信号をn(nは自然数)分の1に分周して分周クロ
ック信号を生成する。エッジ検出手段21は、分周クロ
ック信号のエッジを検出する。
出結果に応じて分周クロック信号を遅延し、遅延分周ク
ロック信号を生成する。演算手段23は、分周クロック
信号と、遅延分周クロック信号とを演算して、出力クロ
ック信号を生成する。
る。以下では、分周手段20が入力クロック信号を2分
の1に分周する場合を例に挙げて説明する。図2は、図
1に示す原理図の主要部分の信号の時間的な変化を示す
タイミングチャートである。図2(A)に示すような、
“H”状態である時間がt1であり、“L”の状態であ
る時間がt2(>t1)であるような入力クロック信号
が与えられたとすると、分周手段20は入力クロック信
号を2分の1に分周し、図2(B)に示すような分周ク
ロック信号として出力する。
の立ち下がりエッジの位置を検出し、遅延手段22に通
知する。遅延手段22は、エッジ検出手段21から通知
されたエッジの位置を参照し、周期がT(=t1+t
2)である分周クロック信号を2分の1周期(=T/
2)だけ遅延し、図2(C)に示すような遅延分周クロ
ック信号として出力する。例えば、エッジ検出手段21
は、分周クロック信号を所定の時間ずつ順次遅延してい
き、遅延された分周クロック信号の立ち上がりエッジ
と、もとの分周クロック信号の立ち下がりエッジとが重
なる遅延時間を算定し、これをエッジ検出結果として遅
延手段22に通知する。遅延手段22は、エッジ検出手
段21から通知されたエッジ検出結果の2分の1に対応
する遅延時間によって分周クロック信号を遅延し、遅延
分周クロック信号(図2(C)参照)として出力する。
(図2(C)参照)と、分周クロック信号(図2(B)
参照)との排他的論理和を演算し、その結果得られた信
号を出力クロック信号(図2(D)参照)として出力す
る。
分周クロック信号が2分の1周期だけ遅延されているの
で、分周クロック信号と、遅延分周クロック信号との排
他的論理和を演算した結果は、2分の1のデューティー
比を有する結果となる。
は、入力クロック信号を2分の1に分周して生成した分
周クロック信号をそのエッジ位置を参照して2分の1周
期だけ遅延して遅延分周クロック信号を生成し、得られ
た遅延分周クロック信号と分周クロック信号との排他的
論理和を演算して出力クロック信号を生成するようにし
たので、デューティー比を正確にかつ簡単に補正するこ
とが可能になる。
クロック信号を2分の1に分周するようにしたが、それ
以外の分周値を用いることも可能であり、その場合には
入力クロック信号の周期を変更することが可能になる。
は、分周クロック信号を2分の1周期だけ遅延するよう
にしたが、それ以外の遅延量を用いることも可能であ
り、その場合にはデューティー比を50%以外の任意の
値に変更することが可能になる。
る。図3は、本発明の実施の形態の構成例を示す図であ
る。この図に示すように、本発明の実施の形態は、分周
器40、遅延素子群50、エッジ検出部60、遅延信号
選択部70、排他的論理和素子80によって構成されて
いる。
を2分の1に分周し、分周出力信号として出力する。遅
延素子群50は、複数の遅延素子群がカスケードに接続
されて構成されており、入力された分周出力信号を各遅
延素子によって時間τずつ遅延し、一部の遅延素子から
の出力を遅延出力信号F1〜Fqおよび遅延出力信号C
1〜Cpとして出力する。
示す図である。この図に示すように、遅延素子群50
は、遅延素子51−1〜51−mによって構成されてい
る。入力された分周出力信号は、遅延素子51−1に供
給され、時間τだけ遅延された後、後段の遅延素子によ
って同じく時間τずつ順次遅延される。
は、分周出力信号をτずつ順次遅延して次の段の素子に
供給するのみであり、その出力は外部には取り出されて
いない。
h)の出力は、遅延出力信号F1〜Fqとして遅延信号
選択部70へ供給される。次の遅延素子51−h+1〜
51−i−1は、分周出力信号をτずつ順次遅延して次
の段の素子に供給するのみであり、その出力は外部には
取り出されていない。
は、遅延出力信号C1〜Cpとして、エッジ検出部60
に供給されている。図3に戻って、エッジ検出部60
は、遅延素子群50から出力された遅延出力信号C1〜
Cpと、分周出力信号との排他的論理和を演算すること
により、分周出力信号の立ち下がりエッジを検出し、検
出結果を検出信号として遅延信号選択部70に供給す
る。
を示している。この図に示すように、エッジ検出部60
は、Dフリップフロップ素子61−1〜61−p、およ
び、排他的論理和素子62−1〜62−p−1によって
構成されている。
pのクロック信号入力端子には、遅延素子群50から出
力された遅延出力信号C1〜Cpが供給されている。ま
た、データ入力端子には、分周出力信号が接続されてい
る。更に、それぞれの素子の出力端子は、2組ずつ排他
的論理和素子62−1〜62−p−1の入力端子に接続
されている。
の出力は、検出信号として遅延信号選択部70に供給さ
れている。図3に戻って、遅延信号選択部70は、エッ
ジ検出部60から供給された検出信号D1〜Dp−1に
対応する遅延出力信号F1〜Fqを選択し、出力する。
例を示す図である。この図に示すように、遅延信号選択
部70は、NOR素子70−1〜70−s、NOR素子
71−1〜71−s、および、NOR素子72によって
構成されている。
号D1〜Dp−1の隣接する2組の論理和を演算した結
果を反転して出力する。NOR素子71−1〜71−s
は、NOR素子70−1〜70−sの出力と、遅延出力
信号F1〜Fqのそれぞれの出力の論理和を演算した結
果を反転して出力する。
71−sの出力の論理和を演算した結果を反転して出力
する。次に、以上の実施の形態の動作について説明す
る。
されると、分周器40はこの入力クロック信号を2分の
1に分周し、図7(B)に示す分周出力信号として出力
する。
1〜51−mのそれぞれは、入力された分周出力信号
を、時間τずつ順次遅延して、次段の素子に出力する。
エッジ検出部60のDフリップフロップ素子61−1〜
61−pは、遅延素子51−i〜51−mから出力され
た遅延出力信号C1〜Cpを、それぞれのクロック端子
に入力し、それぞれの遅延出力信号C1〜Cpが立ち上
がるタイミングで分周出力信号をラッチして出力する。
遅延出力信号Cb−1〜Cb+1のうち、遅延出力信号
Cb−1,Cbが立ち上がるタイミングでは、分周出力
信号は“H”の状態であるが、遅延出力信号Cb+1が
立ち上がるタイミングでは“L”の状態になっている。
即ち、この例では、分周出力信号の立ち下がりエッジ
は、遅延出力信号Cbと遅延出力信号Cb+1の間に位
置しており、Dフリップフロップ素子の出力の論理が変
化する位置が、エッジの位置に対応している。
は、Dフリップフロップ素子61−1〜61−pの隣り
合う出力信号の排他的論理和を演算し、演算結果を検出
信号として出力する。ここで、排他的論理和は入力され
る2つの信号の状態が異なる場合にのみ“H”を出力す
る。従って、いまの例では、遅延出力信号Cbおよび遅
延出力信号Cb+1が入力される排他的論理和素子62
−bの入力のみが異なっているので、この素子の出力で
ある検出信号Dbのみが“H”の状態になり、それ以外
は全て“L”の状態になる。
から供給された検出信号D1〜Dp−1を2組ずつに分
割し、NOR素子70−1〜70−sに入力する。ここ
で、NOR素子は、入力がともに“L”の状態である場
合にのみ“H”を出力し、それ以外は“L”を出力す
る。いまの例では、検出信号Dbが入力されるNOR素
子70−b/2(但し、bは偶数:bが奇数の場合はN
OR素子70−(b+1)/2)の出力のみが“L”の
状態となり、それ以外は全て“H”の状態になる。
のうち、“H”を入力しているものについては、遅延出
力信号の状態に拘らず“L”を出力する。また、“L”
を入力しているものについては、該当する遅延出力信号
を反転した信号を出力することになる。いまの例では、
NOR素子70−b/2(但し、bは偶数:bが奇数の
場合はNOR素子70−(b+1)/2)の出力を入力
するNOR素子71−b/2(但し、bは偶数:bが奇
数の場合はNOR素子71−(b+1)/2)からの
み、遅延信号Fb/2(但し、bは偶数:bが奇数の場
合はF(b+1)/2)が反転された信号が出力され
る。
71−sから出力される信号の論理和を演算して、得ら
れた結果を反転して出力する。いまの例では、特定のN
OR素子以外の出力は全て“L”であるので、遅延信号
Fb/2(但し、bは偶数:bが奇数の場合はF(b+
1)/2)が反転された信号が出力されることになる。
延出力信号は、“H”の状態である検出信号によって特
定される遅延量の半分の遅延量を有するように設定され
ている。従って、NOR素子72からは、分周出力信号
を2分の1周期だけ遅延した分周出力信号が出力される
ことになる。仮に、遅延信号Fb/2(但し、bは偶
数:bが奇数の場合はF(b+1)/2)をFaとする
と、NOR素子72からは、図7(E)に示すような信
号を選択し、図7(I)に示す選択出力信号を出力する
ことになる。
れた信号が出力される際には、複数(図6の例では2
つ)の論理素子を通過してから出力されるため、その分
だけ遅延を生ずることになる。従って、この遅延分も考
慮したうえで、検出信号によって選択される信号を設定
する必要がある。
と、分周出力信号の排他的論理和を演算する。排他的論
理和は、前述のように、入力された2つの信号の状態が
異なる場合にのみ“H”の状態になり、他の場合には
“L”の状態になるので、周期Tの分周出力信号がT/
2だけ遅延されて生成された選択出力信号との排他的論
理和は、図7(J)に示すように、周期がTでデューテ
ィー比が50%の信号となる。
力クロック信号を分周して分周出力信号を生成し、これ
を遅延素子群によって遅延した遅延出力信号のタイミン
グと比較することによりエッジを検出し、検出したエッ
ジに対応する遅延量を有する遅延出力信号を選択し、分
周出力信号との排他的論理和を演算することにより、ク
ロック信号を補正するようにしたので、簡単な構成によ
り精度の高い補正を行うことが可能になる。
によって入力クロック信号を2分の1に分周する場合を
例に挙げて説明したが、本発明はこのような場合にのみ
限定されるものではなく、任意の値に設定することが可
能である。3以上の値に設定した場合には、クロック信
号の周期を変更することが可能になる。
ク信号のデューティー比を50%に補正する場合を例に
挙げて説明したが、エッジ検出部60と遅延信号選択部
70との対応関係を適宜変更することにより、補正後の
デューティー比を任意に設定することも可能である。
ように、エッジ検出部60へ供給される遅延出力信号C
1〜Cpを取り出す遅延素子群と、遅延信号選択部70
へ供給される遅延出力信号F1〜Fqを取り出す遅延素
子群とは、相互に重複しない構成としたが、図8に示す
ように、これらの一部または全部が重複するように構成
することも可能である。この図の例では、遅延出力信号
C1〜Ck+1を取り出す遅延素子群と、遅延出力信号
Fu〜Fqを取り出す遅延素子群とが重複している。
るので、回路は複雑化するものの、入力クロック信号の
周期に幅広く対応することが可能になる。更にまた、本
実施の形態では、遅延素子群を構成する各遅延素子の遅
延時間が等しいことが設計を簡略化する上では望まし
い。ところで、遅延素子の出力に接続される素子数が増
加すると、その分だけ遅延時間が延長されることが知ら
れている。従って、例えば、図4に示す例では、遅延素
子51−1〜51−g−1および遅延素子51−g+3
〜51h−2については次段の遅延素子にのみ接続され
ている状態であるので、これらに比較すると、出力が取
り出されている遅延素子51−g〜51−hおよび遅延
素子51−i〜51−mの方が遅延量が大きくなる。そ
こで、図9に示すように、出力端子に接続される素子数
に応じてコンデンサC1〜C8を接続することにより、
全ての遅延素子の遅延量が等しくなるように較正するこ
とが可能である。
接続されている遅延素子(例えば、初段の遅延素子)に
ついては、2個のコンデンサ(初段の遅延素子の場合で
はコンデンサC1,C5)が接続されている。また、1
個の出力のみが取り出されている遅延素子については、
1個のコンデンサ(C2〜C4およびC6〜C8)が接
続されている。更に、2個の出力が取り出されている遅
延素子についてはコンデンサは接続されていない。
子の個数に応じたコンデンサを接続することにより、各
遅延素子の遅延量を均等にし、回路全体の精度を高める
ことが可能になる。
る素子の個数に応じてコンデンサを接続するようにした
が、ダミーの素子(例えば、論理素子等)を接続するよ
うにしてもよい。また、出力に接続される素子の個数で
はなく、接続される素子の入力容量等に応じて、コンデ
ンサまたはダミーの素子の容量または個数を決定するこ
とも可能である。
説明する。図10は、本発明の第2の実施の形態の構成
例を示す図である。この図において、図3と対応する部
分には同一の符号を付してあるので、その説明は省略す
る。なお、図3と比較すると、第2の実施の形態では、
端数補正部100が遅延信号選択部70と排他的論理和
素子80との間に新たに挿入されており、この点が異な
っている。
部60と、遅延信号選択部70との対応関係において、
端数が生じた場合(1対1の関係でない場合)には、こ
のような端数に対応する処理を行い、回路の補正精度を
向上させる。以下では、端数補正部100の動作原理を
簡単に説明した後、詳細な構成例について説明する。
説明するための図である。図11(A)は端数を生じな
い場合における動作原理を示している。ここで、各四角
形は、遅延素子において遅延される遅延量を示してお
り、四角形の上部のF1〜F5は、遅延信号選択部70
に出力される遅延出力信号F1〜F5を示している。ま
た、四角形の下部のC1〜C4は、エッジ検出部60に
出力される遅延出力信号C1〜C4を示している。
出部60が遅延出力信号C3および遅延出力信号C4の
間で分周出力信号の立ち下がりエッジを検出したとす
る。この場合、立ち下がりエッジは、C3とC4の間の
何れかの位置に存在しているがその正確な位置は不明で
ある。即ち、遅延素子の遅延時間τ分は誤差となる。
検出部60から供給された検出信号に対応する遅延量を
有する遅延出力信号を選択する。この例では、遅延出力
信号C3の半分の遅延量を有する遅延出力信号F4が選
択されて出力されることになる。
遅延出力信号が存在する場合であったが、図11(B)
に示す例はそのような遅延出力信号が存在しない場合で
ある。即ち、エッジ検出部60において遅延出力信号C
4と遅延出力信号C5の間でエッジが検出された場合に
は、遅延出力信号C4の2分の1の遅延量を有する遅延
信号は、破線の矢印で示すように、遅延出力信号F4と
遅延出力信号F5の中間に位置する。しかしながら、図
3に示す実施の形態では、このような中間的な遅延出力
信号を生成することができないので、遅延出力信号F4
またはF5の何れかを選択する構成となっている。その
結果、端数が生じる場合には、この端数分だけ回路の精
度が低下する結果となる。
以上のような端数が生じた場合には、遅延出力信号を、
この端数に応じた遅延量を有する遅延素子によって更に
遅延させることで、このような誤差の発生を防止する。
例を示す図である。この図に示すように、端数補正部1
00は、論理和素子100−1〜100−v、論理和素
子101、遅延素子102、および、セレクタ103に
よって構成されている。
vは、偶数番目の検出信号を2組ずつ入力し、それぞれ
の組の論理和を演算して出力する。論理和素子101
は、論理和素子100−1〜100−vから出力された
信号の論理和を演算して出力する。従って、論理和素子
101の出力は、偶数番目の検出信号の何れかが“H”
の状態である場合には“H”の状態になり、それ以外の
場合には“L”の状態になる。
する遅延素子の2分の1の遅延量(=τ/2)を有し、
遅延信号選択部70から出力された選択信号をτ/2だ
け遅延して出力する。
力が“L”の場合には、遅延信号選択部70からの出力
を選択して出力し、論理和素子101の出力が“H”の
場合には、遅延素子102によって遅延された出力を選
択して出力する。
明する。図10に示すエッジ検出部60において、遅延
出力信号C3およびC4の間でエッジが検出されたとす
ると、検出信号D3が“H”の状態になる。
延信号選択部70は、図11に示す遅延出力信号F4を
選択して出力するので、端数補正部100には遅延出力
信号F4が供給される。
には、端数補正部100の論理和素子101の出力は
“L”の状態になるので、セレクタ103は、遅延信号
選択部70から供給された遅延出力信号F4をそのまま
排他的論理和素子80に供給する。
力信号C4およびC5の間でエッジが検出されたとする
と、検出信号D4が“H”の状態になる。検出信号D4
が“H”の状態になると、遅延信号選択部70は図11
に示す遅延出力信号F4を選択して出力するので、端数
補正部100には遅延出力信号F4が供給される。
には、端数補正部100の論理和素子101の出力は
“H”の状態になるので、セレクタ103は、遅延信号
選択部70から供給され、遅延素子102によって時間
τ/2だけ遅延された遅延出力信号F4を排他的論理和
素子80に供給することになる。その結果、端数補正部
100から出力される信号は、図11に示す破線の矢印
で指示する遅延量を有する結果となる。
ば、エッジ検出部60と、遅延信号選択部70との対応
関係において、端数が生じた場合でも、クロック信号を
正確に補正することが可能になる。
の1の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこのよう
な場合にのみ限定されるものではなく、これ以外の場合
にも適用することが可能である。例えば、デューティー
比をa/bに補正する場合には、遅延素子群を構成する
遅延素子のb分の1の遅延量を有する遅延素子を(b−
1)個用意し、これらの遅延素子を必要に応じて組み合
わせるようにすればよい。
説明する。図13は、本発明の第3の実施の形態の構成
例を示す図である。なお、この図において、図3の場合
と対応する部分には同一の符号を付してあるので、その
説明は省略する。この図の例では、図3の場合と比較し
て、デューティー比検出器110、論理積素子A1〜A
p、および、反転素子116が新たに付加されている。
なお、その他の構成は、図3の場合と同様である。
ット信号によってリセットされるとともに、排他的論理
和素子80から出力される出力クロック信号が所定のデ
ューティー比に補正されたか否かを検出し、補正された
場合には“H”を、それ以外の場合には“L”を補正完
了信号として出力する。
詳細な構成例を示す図である。この図に示すように、デ
ューティー比検出器110は、遅延素子群111、Dフ
リップフロップ素子群112、排他的論理和素子113
−1〜113−p−1、論理積素子114−1〜114
−p−1、および、論理和素子115によって構成され
ている。
って構成され、出力クロック信号を遅延時間τずつ順次
遅延する。Dフリップフロップ素子群112は、複数の
Dフリップフロップ素子によって構成され、外部リセッ
ト信号によってリセットされ、遅延素子群を構成する各
遅延素子から出力される信号の立ち上がりエッジに同期
して出力クロック信号をラッチして端子Q1〜Qpから
出力する。
−1は、Dフリップフロップ素子群112の端子Q1〜
Qpから出力される隣接する2組ずつの信号の排他的論
理和をそれぞれ演算して出力する。
は、所定の排他的論理和素子と、その排他的論理和素子
を基準とした場合に遅延時間が2倍または2分の1に対
応する排他的論理和素子の出力の論理積を演算して出力
する。
1〜114−p−1の論理和を演算して出力する。図1
3に戻って、反転素子116は、デューティー比検出器
110の出力である補正完了信号を反転して論理積素子
A1〜Apに供給する。
から供給される信号に応じて、遅延出力信号C1〜Cp
を通過または遮断するスイッチの役割を果たす。次に、
以上の実施の形態の動作について説明する。
もに、外部リセット信号が“H”の状態にされると、デ
ューティー比検出器110がリセットされ、その出力で
ある補正完了信号は“L”の状態になる。
転素子116の出力は“H”の状態になるので、論理積
素子A1〜Apは、遅延素子群50から出力される遅延
出力信号C1〜Cpを通過させ、エッジ検出部60に供
給する。
0は、前述の場合と同様の動作により、分周出力信号の
エッジを検出するとともに、そのエッジ位置から2分の
1の遅延を有する遅延出力信号を選択して出力する。
分周出力信号の2分の1の周期を有する信号、即ち、入
力クロック信号のデューティー比を50%に補正した出
力クロック信号が出力されることになる。
子群111により、出力クロック信号をτずつ順次遅延
し、Dフリップフロップ素子群112に供給する。Dフ
リップフロップ素子群112は、遅延素子群111から
の出力信号の立ち上がりのタイミングで、出力クロック
信号をラッチして端子Q1〜Qpから出力する。
−1は、隣接する2つの端子から出力される信号の排他
的論理和を演算して出力する。その結果、出力クロック
信号のエッジ付近に対応する素子の出力が“H”の状態
になり、その他は“L”の状態になる。
は、出力クロック信号(デューティー比が補正された信
号)のエッジ間隔に対応する位置に存在する2個の排他
的論理和素子の出力信号の論理積を演算するので、出力
クロック信号のエッジの間隔が設定された間隔になった
場合には、何れかの出力が“H”の状態になる。
1〜114−p−1の論理和を演算して出力するので、
何れかの論理積素子の出力が“H”の状態になった場合
には、その出力も“H”の状態になる。即ち、出力クロ
ック信号のエッジ間隔が設定された間隔になった場合に
は、論理和素子115の出力である補正終了信号も
“H”の状態になる。
“H”の状態になると、後段の回路は、出力クロック信
号のデューティー比の補正が完了したことを認知する。
ところで、補正完了信号が“H”の状態になると、反転
素子116の出力は“L”の状態になり、論理積素子A
1〜Apは、遅延出力信号C1〜Cpを遮断した状態に
なる。
プフロップ素子61−1〜61−pにはクロック信号が
供給されない状態になるので、これらの素子は直前の状
態、即ち、エッジを検出した状態を保持することにな
る。その結果、検出信号も直前の状態が保持されること
になる。
ている検出信号に従って遅延出力信号を選択して出力す
るので、排他的論理和素子80からは、デューティー比
が補正された出力クロック信号が出力され続けることに
なる。
比の補正が完了した場合には、補正完了信号を後段の回
路に出力するようにしたので、後段の回路が誤動作等を
することを防止することが可能になる。
ティー比の補正が完了した場合には、エッジ検出部60
の動作を停止するようにしたので、エッジ検出位置が微
妙にずれることによって発生するジッター等の発生を未
然に防ぐことが可能になる。
ー比が補正された後は、エッジ検出部60の動作を停止
するようにしたが、一端停止した後に、何らかの要因
(例えば、所定の時間が経過した等)をトリガとして、
エッジ検出部60を再度動作させることも可能である。
そのような構成によれば、誤った位置で補正がロックさ
れることを防止できる。
ば、前段の回路)からリセット信号を入力して回路をリ
セットするようにしたが、例えば、電源の投入に同期し
てリセット信号を発生して供給することも可能である。
このような構成によれば簡易な構成で回路をリセットす
ることが可能になる。
について説明する。図15は、本発明の第4の実施の形
態の構成例を示す図である。この図において、図3の場
合と対応する部分には同一の符号を付してあるので、そ
の説明は省略する。この図の例では、図3の場合と比較
して、カウンタ120、Dフリップフロップ素子12
1、および、論理積素子A1〜Apが新たに追加されて
いる。その他の構成は、図3の場合と同様である。
信号によってリセットされ、入力クロック信号の、例え
ば、立ち上がりエッジをカウントし、所定のカウント値
になった場合に、その出力を“H”の状態にする。
セット信号が“H”になった場合には、セット(S)端
子に“H”が入力されるので、出力が“H”の状態にな
る。そして、カウンタ120の出力が立ち上がるタイミ
ングで、外部リセット信号をラッチして出力する。な
お、この出力信号は補正完了信号であり、この実施の形
態ではアクティブロー(Active Low)となっている。
“H”の状態である場合には、遅延出力信号C1〜Cp
を通過させ、“L”の場合には遮断する。次に、以上の
実施の形態の動作について説明する。
リセット信号が“H”の状態にされると、カウンタ12
0がリセットされ、入力クロック信号の、例えば、立ち
上がりエッジのカウントを開始する。
外部リセット信号が“H”の状態になると、セット端子
が“H”の状態になるので、その出力である補正完了信
号が“H”の状態になる。なお、前述のように、本実施
の形態では、補正完了信号はアクティブローであるの
で、“H”の状態であることは補正の完了を意味しな
い。
3の実施の形態の場合と同様に、論理積素子A1〜Ap
は遅延出力信号C1〜Cpを通過させ、エッジ検出部6
0に供給するので、エッジの検出動作が開始され、エッ
ジが検出された場合には、検出信号が遅延信号選択部7
0に供給される。
所定の遅延出力信号を選択し、排他的論理和素子80に
供給する。その結果、排他的論理和素子80からは、デ
ューティー比が補正された出力クロック信号が出力され
ることになる。
の時間(補正が完了するのに十分な時間)が経過する
と、カウンタ120の出力が“H”の状態になる。する
と、Dフリップフロップ素子121は、カウンタ120
の立ち上がりのタイミングで、外部リセット信号をラッ
チする。外部リセット信号は、短時間だけ“H”の状態
になる信号であり、カウンタ120のカウント動作が完
了する時点では“L”の状態になっているので、Dフリ
ップフロップ素子121の出力は“L”の状態になる。
アクティブになるとともに、論理積素子A1〜Apが遮
断された状態になるので、エッジ検出部60は直前の状
態でロックされることになる。その結果、前述の場合と
同様に、ジッター等の発生を未然に防ぐことが可能にな
る。
0とDフリップフロップ素子121を用いて入力クロッ
ク信号をカウントし、所定の時間が経過した場合には、
補正完了信号をアクティブにするとともに、エッジ検出
部60をロックするようにしたので、簡易な回路で補正
完了信号を生成することが可能になるとともに、ジッタ
ーの発生を防止することが可能になる。
ジ検出部60からの全ての検出信号を遅延信号選択部7
0に接続するようにしたが、例えば、偶数番目の検出信
号のみを接続し、奇数番目の信号がアクティブにされた
ことを示す奇数信号を別途設けるようにしてもよい。即
ち、偶数番目の信号がアクティブにされた場合には、そ
の信号をそのまま遅延信号選択部70に供給し、奇数番
目の信号がアクティブにされた場合には、前述の奇数信
号をアクティブにするとともに、最寄りの偶数信号をア
クティブにし、該当する奇数信号を特定するようにして
もよい。
0と遅延信号選択部70の間の配線数を約2分の1に減
少させることが可能になり、回路を簡略化するととも
に、回路の高速動作を実現することが可能になる。
ク信号のデューティー比を補正するクロック信号補正回
路において、入力クロック信号をn(nは自然数)分の
1に分周して分周クロック信号を生成する分周手段と、
分周クロック信号のエッジを検出するエッジ検出手段
と、エッジ検出手段の検出結果に応じて分周クロック信
号を遅延し、遅延分周クロック信号を生成する遅延手段
と、分周クロック信号と、遅延分周クロック信号とを演
算して、出力クロック信号を生成する演算手段と、を設
けるようにしたので、簡単な回路構成で精度よくクロッ
ク信号のデューティー比を補正することが可能になる。
正するクロック信号補正回路において、クロック信号の
入力を受ける入力手段と、入力手段を介して入力された
クロック信号のデューティー比を補正する補正手段と、
補正手段によってデューティー比が補正されたクロック
信号を出力する出力手段と、補正手段によるクロック信
号の補正が完了した場合には、補正が完了したことを他
の回路に対して通知する通知手段と、を有するようにし
たので、クロック信号のデューティー比の補正が完了し
た旨を後段の回路に通知することにより、装置全体とし
ての補正精度を向上させることが可能になる。
正するクロック信号補正回路を有する半導体装置におい
て、入力クロック信号をn(nは自然数)分の1に分周
して分周クロック信号を生成する分周手段と、分周クロ
ック信号のエッジを検出するエッジ検出手段と、エッジ
検出手段の検出結果に応じて分周クロック信号を遅延
し、遅延分周クロック信号を生成する遅延手段と、分周
クロック信号と、遅延分周クロック信号とを演算して、
出力クロック信号を生成する演算手段と、を有するよう
にしたので、簡単な回路で精度よくクロック信号のデュ
ーティー比を補正することが可能な半導体装置を提供で
きる。
ミングチャートである。
ある。
である。
図である。
る。
タイミングチャートである。
す図である。
す図である。
である。
る図である。
す図である。
である。
構成例を示す図である。
である。
である。
7)
の立ち下がりエッジの位置を検出し、遅延手段22に通
知する。遅延手段22は、エッジ検出手段21から通知
されたエッジの位置を参照し、分周クロック信号を2分
の1周期(=T/2)だけ遅延し、図2(C)に示すよ
うな遅延分周クロック信号として出力する。例えば、エ
ッジ検出手段21は、分周クロック信号を所定の時間ず
つ順次遅延していき、遅延された分周クロック信号の立
ち上がりエッジと、もとの分周クロック信号の立ち下が
りエッジとが重なる遅延時間を算定し、これをエッジ検
出結果として遅延手段22に通知する。遅延手段22
は、エッジ検出手段21から通知されたエッジ検出結果
の2分の1に対応する遅延時間によって分周クロック信
号を遅延し、遅延分周クロック信号(図2(C)参照)
として出力する。
Claims (14)
- 【請求項1】 クロック信号のデューティー比を補正す
るクロック信号補正回路において、 入力クロック信号をn(nは自然数)分の1に分周して
分周クロック信号を生成する分周手段と、 前記分周クロック信号のエッジを検出するエッジ検出手
段と、 前記エッジ検出手段の検出結果に応じて前記分周クロッ
ク信号を遅延し、遅延分周クロック信号を生成する遅延
手段と、 前記分周クロック信号と、前記遅延分周クロック信号と
を演算して、出力クロック信号を生成する演算手段と、 を有することを特徴とするクロック信号補正回路。 - 【請求項2】 前記分周クロック信号を順次遅延する複
数の遅延素子群を更に有し、 前記エッジ検出手段は、前記遅延素子群の複数の遅延素
子から出力される信号と、前記分周クロック信号とのタ
イミングを比較することにより、前記分周クロック信号
のエッジを検出し、 前記遅延手段は、前記エッジ検出手段の検出結果に対応
する遅延素子から出力された信号を選択して前記遅延分
周クロック信号として出力する、 ことを特徴とする請求項1記載のクロック信号補正回
路。 - 【請求項3】 前記エッジ検出手段には、前記遅延素子
群のうち一部の出力が接続されていることを特徴とする
請求項2記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項4】 前記遅延手段には、前記遅延素子群のう
ち一部の出力が接続されており、 前記遅延手段は前記エッジ検出手段の検出結果に対応す
る信号を前記一部の出力の中から選択することを特徴と
する請求項2記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項5】 前記遅延素子群の出力の一部は、前記エ
ッジ検出手段または前記遅延手段の一方だけに接続され
ていることを特徴とする請求項2記載のクロック信号補
正回路。 - 【請求項6】 前記遅延素子群の出力の一部は、前記エ
ッジ検出手段および前記遅延手段の双方に接続されてい
ることを特徴とする請求項2記載のクロック信号補正回
路。 - 【請求項7】 前記エッジ検出手段および前記遅延手段
に接続される前記遅延素子群の出力は、相互に重複部分
を有しないことを特徴とする請求項2記載のクロック信
号補正回路。 - 【請求項8】 前記遅延手段または前記エッジ検出手段
が接続されていない前記遅延素子群の出力には、未接数
に応じたダミーの負荷が接続されていることを特徴とす
る請求項2記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項9】 前記出力クロック信号のデューティー比
をa/bに補正する場合には、前記遅延素子群を構成す
る各遅延素子のb分の1の遅延量を有する遅延素子を
(b−1)個更に有し、 前記遅延手段は、これら(b−1)個の遅延素子を必要
に応じて組み合わせ、前記遅延素子群からの信号を更に
遅延することを特徴とする請求項2記載のクロック信号
補正回路。 - 【請求項10】 前記演算手段から、補正がなされたク
ロック信号が出力される際には、補正が完了した旨を示
す補正完了信号を出力する補正完了信号出力手段を更に
有する請求項1記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項11】 前記演算手段から、補正がなされたク
ロック信号の出力が開始された後は、前記エッジ検出手
段の動作を停止させる停止手段を更に有することを特徴
とする請求項1記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項12】 前記遅延手段には、前記エッジ検出手
段の検出結果を示す信号のうち、偶数番目または奇数番
目の信号のみが供給されていることを特徴とする請求項
2記載のクロック信号補正回路。 - 【請求項13】 クロック信号のデューティー比を補正
するクロック信号補正回路において、 クロック信号の入力を受ける入力手段と、 前記入力手段を介して入力されたクロック信号のデュー
ティー比を補正する補正手段と、 前記補正手段によってデューティー比が補正されたクロ
ック信号を出力する出力手段と、 前記補正手段によるクロック信号の補正が完了した場合
には、補正が完了したことを他の回路に対して通知する
通知手段と、 を有することを特徴とするクロック信号補正回路。 - 【請求項14】 クロック信号のデューティー比を補正
するクロック信号補正回路を有する半導体装置におい
て、 入力クロック信号をn(nは自然数)分の1に分周して
分周クロック信号を生成する分周手段と、 前記分周クロック信号のエッジを検出するエッジ検出手
段と、 前記エッジ検出手段の検出結果に応じて前記分周クロッ
ク信号を遅延し、遅延分周クロック信号を生成する遅延
手段と、 前記分周クロック信号と、前記遅延分周クロック信号と
を演算して、出力クロック信号を生成する演算手段と、 を具備するクロック信号補正回路を有することを特徴と
する半導体装置。
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