JP2003209539A - 複数クロックの発生システム - Google Patents

複数クロックの発生システム

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JP2003209539A JP2002303732A JP2002303732A JP2003209539A JP 2003209539 A JP2003209539 A JP 2003209539A JP 2002303732 A JP2002303732 A JP 2002303732A JP 2002303732 A JP2002303732 A JP 2002303732A JP 2003209539 A JP2003209539 A JP 2003209539A
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チャールズ・イー・ムーア
Philip W Fisher
フィリップ・ダブリュ・フィッシャー
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    • H04B7/24Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
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    • HELECTRICITY
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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03L7/07Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop using several loops, e.g. for redundant clock signal generation

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数チャネル間のスキューが極めて少なくレイ
テンシが最小限の、複数クロックを発生して同期させる
ための方法及びシステムを提供すること。 【解決手段】複数のクロックを発生させ同期させる方法
とシステムが開示され、これらは、ともに最小かつ明確
にされた複数のチャネルにわたってきわめて小さなスキ
ューとレイテンシを有する。位相ロック・ループ回路
は、複数のクロック信号を発生し、コア・データ・スト
リームを受信するチャネル回路を同期させる。チャネル
回路は、コア・データ・ストリームを直列データ・スト
リームに変換する。位相ロック・ループ回路、または他
の位相ロック・ループ回路は、コア・データ・ストリー
ムのレジスタード送信のためにコア・クロック信号をチ
ャネル回路に発生させる。複数の中の1以上のクロック
信号はレジスタ間送信によってチャネル回路に分配され
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、一般に、電気回路
に関するものであり、とりわけ、複数クロックの発生及
び同期に関するものである。 【0002】 【従来の技術】最近のマルチチャネル・データ・システ
ムは、一般に、並列ストリームをなすデータの送受信を
必要とする。並列データ・ストリーム(またはチャネ
ル)は、より少ない数のより高い帯域幅のチャネルに統
合することが可能であり、これは、データ通信用語にお
いて、一般にトランキングと呼ばれている。データを統
合するため、システムには、厳しいスキュー割当が必要
になるが、ここで、スキューは、データの各チャネル間
における位相関係と定義される。 【0003】直列データ通信では、一般に、位相ロック
・ループ(PLL)回路のようなクロック乗算器が利用
される。PLL回路は、基準クロックに位相及び周波数
をロックして、高速クロックを発生し、データの刻時を
行う。複数データ経路(すなわち、並列データ・ストリ
ームまたはデータ・チャネル)間における低スキューを
実現するには、発生したクロックを慎重に同期させ、ア
ライメントをとらなければならない。 【0004】一般に、スキューを低減するため、各チャ
ネル毎に、PLL回路または遅延ロック・ループ(DL
L)回路が利用される。例えば、各PLL回路は、その
分配が厳しく制御される大域基準信号にロックされる。
しかし、多くのPLLを利用するには、かなりの量の電
力と空間が必要になるが、両方とも、厳しく制限される
場合が多い。 【0005】代替方法では、先入れ先出し(FIFO)
バッファリング方式を利用して、非同期システムのクロ
ック領域の境界を越える。欠点の1つは、FIFOバッ
ファによって、レイテンシ及びスキューが導入されるこ
とである。また、集積回路の場合、レイテンシ及びスキ
ューは、プロセス、電圧、及び、温度変動またはコーナ
に関して制御できない可能性がある。さらに、FIFO
バッファは、関連ポインタをモニタして、リセットする
追加ロジックを必要とし、貴重な電力及び空間をさらに
費やすことになる。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】本明細書では、複数チ
ャネル間のスキューが極めて少なく、レイテンシが最小
限で、かつ、明確に定められた、複数クロックを発生し
て、同期させるための方法及びシステムが開示される。
これらの利点は、プロセス、電圧、及び、温度変動の全
てにわたって保たれる。レイテンシ及びスキューを導入
する先行技術のFIFOバッファリング方式を排除する
ことが可能であり、例えば、単一クロック源を利用する
ことが可能になり、その結果、電力及び領域要件が軽減
される。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明の実施態様の1つ
では、複数のデータ・チャネルを同期させるためのシス
テムに、クロック分配回路を備えたコア回路が含まれて
おり、コア回路が、クロック分配回路によって伝送され
るコア・クロック信号の周波数で複数のデータ・ストリ
ームを供給する。第1の位相ロック・ループ回路が、複
数のクロック信号を発生し、複数のクロック信号のうち
の第1のクロック信号は、クロック分配回路によって伝
送されるコア・クロック信号と同じ周波数、及び、ほぼ
同じ位相を備えている。コア回路及び第1の位相ロック
・ループ回路には、複数のチャネル回路が結合されてい
て、チャネル回路は第1のクロック信号の周波数で受信
した複数のデータ・ストリームを、複数のクロック信号
のうちの第2のクロック信号の周波数で、複数の直列デ
ータ・ストリームに変換する。第1の位相ロック・ルー
プ回路または第2の位相ロック・ループ回路が、クロッ
ク分配回路にコア・クロック信号を供給することが可能
である。 【0008】本発明のもう1つの実施態様によれば、複
数のデータ・チャネルを同期させる方法には、基準クロ
ック信号を受信するステップと、基準クロック信号に基
づく複数のクロック信号を発生し、複数のクロック信号
のうちのコア・クロック信号をコア回路に供給して、デ
ータが、複数のデータ経路を介して、コア・クロック信
号のクロック・レートで、コア回路から転送されるよう
にするステップと、複数のクロック信号のうち、コア・
クロック信号と同じ周波数及びほぼ同じ位相を備えた第
1のクロック信号のクロック・レートで、対応するチャ
ネル回路によって、複数のデータ経路を介して転送され
たデータを受信するステップと、チャネル回路のそれぞ
れが受信したデータを、複数のクロック信号のうちの第
2のクロック信号のクロック・レートで、並列データ・
ストリームから直列データ・ストリームに変換するステ
ップが含まれている。 【0009】当業者であれば、1つ以上の実施態様に関
する下記の詳細な説明を検討することによって、本発明
の実施態様の理解がより完全なものになり、同時に、そ
のさらなる利点の実現が可能になるであろう。 【0010】本発明の好適な実施形態とその利点は、後
述する詳細な説明を参照することにより理解される。複
数の図面において参照数字は、図示された要素を識別す
るために使用されている。 【0011】 【発明の実施の形態】図1には、本発明の望ましい実施
態様に従って複数クロックを発生し、同期させるための
システム100を例示したブロック図が示されている。
システム100には、コア位相ロック・ループ(PL
L)102、コア回路104、送信PLL122、及
び、チャネル回路124が含まれている。 【0012】システム100は、基準クロック・ライン
112を介して基準クロック信号を受信する。基準クロ
ック・ライン112は、それぞれ、整合ライン114及
び116を介して、コアPLL102及び送信PLL1
22に基準クロック信号を供給する。従って、さらに詳
細に後述するように、コアPLL102及び送信PLL
122は、それぞれ、同じ周波数及びほぼ同じ位相を備
えた基準クロック信号を受信する。 【0013】コアPLL102は、整合ライン114を
介して基準クロック信号を受信し、コア・クロック・ラ
イン108を介して、コア回路104にコア・クロック
信号を供給する。コア・クロック信号は、コア・データ
を一時記憶し、チャネル回路124に供給するレジスタ
136を備えたクロック分配回路106を介して、コア
回路104によって分配される。図1に例示のコア回路
104及びクロック分配回路106は、サイズの可変サ
イズとすることが可能であり、コア回路104は、コア
・データを発生し、コア・データ・ライン118及び1
20が典型的な例である、複数(すなわち、並列)デー
タ経路を介して、データをチャネル回路124に送信す
る。 【0014】送信PLL122は、整合ライン116を
介して基準クロック信号を受信し、直列クロック・ライ
ン126(図1にF1で表示)を介して、各チャネル回
路124に直列(すなわち、直列ビットレート)クロッ
ク信号を供給する。送信PLL122は、さらに、第1
のサブレート・クロック・ライン128(図1にF2で
表示)を介して第1のサブレート・クロック信号を供給
し、第2のサブレート・クロック・ライン130(図1
にF10で表示)を介して第2のサブレート・クロック
信号を供給する。例えば、第1のサブレート・クロック
信号は、チャネル回路124の直列ビットストリームま
たはビットレート周波数で動作する直列クロック信号の
1/2の周波数であり、第2のサブレート・クロック信
号は、1/10の周波数である。もちろん、第1及び第
2のサブレート・クロック信号は、例証のためのもので
あって、送信PLL122によって、デューティ・サイ
クルが変化する様々な同期クロック信号を供給すること
が可能である。 【0015】図1に124(1)、124
(2)、...、124(N)として個別に表示された
チャネル回路124は、コア回路104によって発生す
るコア・データを受信するいくつかのチャネルを表して
いる。コア・データは、コア回路104のレジスタ13
6からチャネル回路124の対応するレジスタ138に
転送される。チャネル回路124には、例えば、それぞ
れ、送信PLL122によって供給される第1及び第2
のサブレート・クロック信号と共に直列クロック信号を
利用することによって、コア・データ(例えば、バイト
のように、並列に送られる複数ビットとしてフォーマッ
トされた)を直列ビットストリームに変換する並直列変
換器(図1には示されていないが、さらに詳細に後述す
る)が含まれている。直列クロック信号レートの直列ビ
ットストリームが、各チャネル回路124毎に、対応す
る直列出力ライン134で出力信号として送り出され
る。あるいはまた、チャネル回路124は、コア・デー
タ及び送信PLL122によって供給される各種クロッ
ク信号を受信して、いくつかの所望の機能を実施する任
意のタイプの回路に相当するものとすることが可能であ
る。 【0016】送信PLL122は、一般に、基準クロッ
ク信号に周波数及び位相をロックし、より高レートの送
信クロック(すなわち、直列クロック信号、第1のサブ
レート・クロック信号、及び、第2のサブレート・クロ
ック信号)を発生する。最も高レートのクロック信号で
ある直列クロック信号は、直列クロック・ライン126
を介して各チャネル回路124に分配され、この直列ク
ロック・ラインを制御することによって、スキューを低
減することが可能である。例えば、直列クロック・ライ
ン126の端部を整合無効負荷で終端するといったよう
なやり方で、直列クロック・ライン126を共振させ
て、チャネル回路124にわたって極めて低いスキュー
を実現することが可能である。 【0017】送信PLL122によって発生する第1の
サブレート・クロック信号は、各チャネル回路124に
直列に分配され、直列クロック信号によってタイミング
がとり直される。例えば、第1のサブレート・クロック
信号が、レジスタ間転送によって、1つのチャネル回路
124から次のチャネル回路124に分配され、直列ク
ロック信号によってタイミングがとり直される。従っ
て、各チャネル回路124の第1のサブレート・クロッ
ク信号の位相は、互いに比較して、及び、直列クロック
信号の位相に対してほぼ同じである。 【0018】第1のサブレート・クロック信号に関して
上述のようなチャネル回路間のクロック信号のレジスタ
間転送方法は、本明細書では、クロックの「デイジー・
チェーニング」と呼ばれる。クロック信号のデイジー・
チェーニングによって、クロック信号は、1つのレジス
タから次のレジスタに逐次分配され、この結果、関連す
る負荷及びタイミング要件が軽減される。さらに、これ
によって、未知の位相の分割クロック信号を生じること
になる、直列クロック信号の分割または分解のために、
各チャネル回路124毎に独立したディバイダ回路を設
ける必要もなくなる。 【0019】図1には、第1のサブレート・クロック信
号のレジスタ間転送が例示されている。例えば、第1の
サブレート・クロック・ライン128で送信PLL12
2によって供給される第1のサブレート・クロック信号
は、チャネル回路124(1)内のレジスタ132によ
って受信される。直列クロック信号によって、レジスタ
132が刻時され、レジスタ132の出力が、チャネル
回路124(2)内のレジスタ132に供給される。同
様に、直列クロック信号によって、チャネル124
(2)内のレジスタ132が刻時されて、レジスタ13
2の出力が次のチャネル回路124に供給される。この
プロセスが繰り返されて、第1のサブレート・クロック
信号のレジスタ間転送がチャネル回路124の全域にわ
たって生じることになる。 【0020】送信PLL122によって発生する第2の
サブレート・クロック信号は、直接、または、第1のサ
ブレート・クロック信号に関して上述のように各チャネ
ル回路124に分配することが可能である。例えば、第
2のサブレート・クロック信号は、その局部的な第1の
サブレート・クロック信号(上述のように直列クロック
信号によってタイミングをとり直された)によってタイ
ミングをとり直すことが可能であるが、第1のサブレー
ト・クロック信号周波数によるレジスタ間転送を必要と
する。こうして、第2のサブレート・クロック信号は、
1つのチャネル回路124から次のチャネル回路124
への、あるいは、1つのチャネル回路124グループか
ら次のチャネル回路124グループへの「デイジー・チ
ェーニング」を施すことが可能になる。 【0021】一例として、レジスタ間転送は、3チャネ
ル回路124毎の間隔で行うことが可能である。従っ
て、第2のサブレート・クロック信号は、チャネル回路
124の全てに供給されるが、レジスタ間転送が行われ
るのは、チャネル回路124(3)、チャネル回路12
4(6)等においてである。 【0022】コア回路104は、直列クロック信号のレ
ートよりも低い周波数クロック・レート(すなわち、コ
ア・クロック信号の周波数)でコア・データの並列スト
リームを発生する。一般に、チャネル回路124のクロ
ック信号(例えば、第2のサブレート・クロック信号)
に関連したスキューは、コア・クロック信号に関連した
スキューに対して制御されるのが望ましい。これは、さ
まざまなやり方で実施可能である。 【0023】例えば、図1に示すように、大きいクロッ
ク・ツリー(すなわち、コア回路104内における大規
模クロック分配回路106)の場合、スキューは、コア
PLL102を利用して能動的に補償される。トランキ
ングの場合、コア回路104の出力においてコア・デー
タを一時記憶する(すなわち、レジスタ136から送り
出されるコア・データを刻時する)コア・クロック信号
と、チャネル回路124に送り込まれるデータを一時記
憶するチャネル回路124内のクロック信号(例えば、
対応するレジスタ138に送り込まれるコア・データを
刻時する第2のサブレート・クロック信号)との間に、
所定の位相関係が必要とされる。 【0024】コアPLL102と送信PLL122の間
における所定の関係は、当初、それぞれ、整合ライン1
14及び116を介して、基準クロック信号によって与
えられる。従って、コアPLL102及び送信PLL1
22は、同じ周波数と、ほぼ同じ位相を備えた対応する
基準信号を受信する。 【0025】コアPLL102は、コア・クロック信号
を利用するコア回路104(集積回路であるコア論理回
路)における全ての回路に、適合するタイミング及び駆
動レベルを備えたコア・クロック信号を分配するクロッ
ク分配回路106を駆動する。コアPLL102は、さ
らに、その位相が、チャネル回路124に送り込まれる
コア・データを一時記憶する位相を表している、クロッ
ク分配回路106内のコア・クロック信号をモニタする
(すなわち、コア・クロック信号のあるバージョンを取
り出す)。 【0026】例えば、レジスタ136の1つに近いクロ
ック分配回路106に結合された、コア・クロック・フ
ィードバック・ライン110が図1に示されている。コ
ア・クロック・フィードバック・ライン110は、コア
PLL102に対するコア・クロック信号によって、コ
アPLL102が基準クロック信号に対するコア・クロ
ック信号の比較を行えるようにするフィードバック経路
を形成している。コアPLL102に対してコア・クロ
ック信号がフィードバックされると、コアPLL102
は、コア・クロック・ライン108を通るそのコア・ク
ロック信号の位相を能動的に調整することによって、ク
ロック分配回路106による遅延を補償することが可能
になる。 【0027】さらに、チャネル回路124に送り込まれ
るコア・データの一時記憶に利用される、基準クロック
信号とコア・クロック信号との位相関係は、温度、電
圧、プロセス、または、製造変動等のような変量とは無
関係になる。従って、コアPLL102は、コア・クロ
ック信号をモニタして、通常は、クロック分配回路10
6によるコア・クロック信号の遅延またはタイミングを
変化させる変量を補償する。 【0028】コアPLL102は、コア・クロック信号
と、基準クロック信号、及び、最終的には、上述のよう
に、送信PLL122によって生じるクロック信号(す
なわち、直列クロック信号、第1のサブレート・クロッ
ク信号、及び、第2のサブレート・クロック信号)との
位相アライメントがとれることを保証する。例えば、図
1に示すように、第2のサブレート・クロック信号は、
レジスタ138に送り込まれるコア・データを刻時し、
一方、コア・クロック信号は、対応するレジスタ136
から送り出されるコア・データを刻時する。それぞれ、
コア・クロック信号及び第2のサブレート・クロック信
号を発生するコアPLL102及び送信PLL122
は、基準クロック信号に対して周波数及び位相がロック
されているので、コア・クロック信号及び第2のサブレ
ート・クロック信号は、周波数が等しく、位相がほぼ等
しい。 【0029】クロック分配回路106は、大規模でなけ
れば、コアPLL102を必要としない。コアPLL1
02は、コア・クロック信号の位相が第2のサブレート
・クロック信号とほぼ同じになることを保証する。コア
・クロック・ツリー(すなわち、クロック分配回路10
6)を制御して、遅延が既知の、制限されたものになる
ようにすると、コアPLL102がなくても有効に機能
することが可能である。例えば、コア・クロック信号及
び第2のサブレート・クロック信号のスキューは、より
小規模なクロック・ツリーの場合、コア回路104から
チャネル回路124へのコア・クロック信号レートによ
るコア・データのレジスタ間転送が第2のサブレート・
クロック信号レートで行えるように抑制することが可能
である。従って、コア・データが刻時される(すなわ
ち、レジスタ136において)、クロック・ツリーまた
はクロック分配回路106の端部におけるコア・クロッ
ク信号のスキューは、慎重に制御されなければならな
い。 【0030】図2には、本発明の第2の実施態様に従っ
て複数クロックを発生し、同期させるためのシステム2
00を例示したブロック図が示されている。システム2
00には、コア回路204、クロック分配回路206、
及び、送信PLL222が含まれている。システム20
0は、上述のシステム100と同様であるが、コアPL
L102なしで、複数クロックを発生し、同期させるシ
ステムを例示している点が異なっている。 【0031】送信PLL222は、基準クロック・ライ
ン112から基準クロック信号を受信して、直列クロッ
ク信号(F1)、第1のサブレート・クロック信号(F
2)、及び、第2のサブレート・クロック信号(F1
0)を発生する。システム200は、コアPLLを備え
ていないので、整合ライン114及び116は不要であ
り、送信PLL222は、コア・クロック・ライン20
8を介して、コア回路204に第2のサブレート・クロ
ック信号を供給する。 【0032】コア・クロック・ライン208は、コア回
路204内のクロック分配回路206に結合されてい
る。クロック分配回路206は、クロック分配回路10
6(図1を参照して上述した)ほど大規模ではない。従
って、第2のサブレート・クロック信号(すなわち、コ
ア回路204のコア・クロック信号)のスキューは、コ
ア回路204からチャネル回路124へのコア・データ
のレジスタ間転送を可能にするのに十分な抑制が施され
る。 【0033】図3には、チャネル回路124(例えば、
チャネル回路124(1))に関する典型的な回路図3
00が示されている。回路図300には、レジスタ30
2、304、306、及び、310、マルチプレクサ3
08、及び、ドライバ312が含まれている。コア・デ
ータ(例えば、典型的なコア・データ・ライン118で
伝送される)は、レジスタ302によって受信されて、
マルチプレクサ308に供給されるが、コア・データ
は、第2のサブレート・クロック信号(F10)に刻時
されて、レジスタ302及びマルチプレクサ308に送
り込まれる。コア・データは、第1のサブレート・クロ
ック信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジを利用し
て、直列クロック信号レートの第1のサブレート・クロ
ック信号(F2)によって刻時されて、マルチプレクサ
308から送り出される。 【0034】刻時されるマルチプレクサ308からの出
力コア・データは、そのクロックが直列クロック信号
(F1)の制御を受ける、レジスタ310によってタイ
ミングがとり直される。ドライバ312は、この時点
で、マルチビット並列データ・ストリーム(例えば、1
0ビット)から直列データ・ストリームにフォーマット
されているコア・データを、直列出力ライン134に送
り込む。 【0035】言うまでもなく、コア・データ・ライン1
18は、コア・データ・ライン118に結合された対応
するレジスタ136と138(図1に示す)の間で、複
数ビットを並列に転送する。例えば、コア・データが1
0ビット・ワードとして生成されると、コア・データ・
ライン118は、コア回路104の10のレジスタ13
6からチャネル回路124(1)の10の対応するレジ
スタ138に、コア・データの各ワードを10の並列ビ
ットとして転送するための、10の並列ラインに相当す
る。図3及び引き続きこの例に言及すると、レジスタ3
02は、それぞれ、コア・データ・ライン118の10
の並列ラインの1つに対応する、10のレジスタからな
るバンクに相当する。各レジスタは、第2のサブレート
・クロック信号によって刻時され、マルチプレクサ30
8の対応する入力端子に出力信号を供給する。 【0036】図3に示すように、第1のサブレート・ク
ロック信号(F2)は、レジスタ304及び306を現
在利用している直列クロック信号(F1)によってタイ
ミングがとり直される。レジスタ304の出力信号は、
マルチプレクサ308に供給され、レジスタ306の出
力信号は、次のチャネル回路124(例えば、チャネル
回路124(2))に供給される。レジスタ306は、
第1のサブレート・クロック信号のデイジー・チェーン
法またはレジスタ間転送を例示している。代替案とし
て、図1に示すように、レジスタ304及び306をレ
ジスタ132に置き換えて、レジスタ132の出力信号
が、マルチプレクサ308(現在のチャネル回路124
の)に、さらに、次のチャネル回路124のレジスタ1
32にも供給されるようにすることが可能である。 【0037】図4には、図1に示すコアPLL102に
関する典型的な位相ロック・ループ回路図400が示さ
れている。PLL回路図400には、位相検出器40
2、ループ・フィルタ404(例えば、ローパスフィル
タ)、及び、電圧制御式オシレータ(VCO)406が
含まれている。PLL回路図400では、入力端子40
8(図4にINで表示)において基準信号を受信し、入
力端子412においてフィードバック信号を受信して、
出力端子410(図4にOUTで表示)から出力信号を
送り出す。 【0038】位相検出器402(すなわち、タイミング
検出器)は、入力端子408における基準信号(または
高調波または分数調波)の位相と、出力端子410にお
ける出力信号(または高調波または分数調波)または入
力端子412で供給される出力信号から得られる信号の
位相を比較する。その比較に基づいて、位相検出器40
2は、ループ・フィルタ404と共に、VCO406か
らの出力信号の周波数及び位相を制御して、位相検出器
402に供給される2つの入力信号(すなわち、基準信
号及びフィードバック信号)間において所望の位相関係
が得られるようにする。 【0039】例えば、PLL回路図400が、図1のコ
アPLL102に置き換えられる場合、整合ライン11
4を介して供給される基準クロック信号は、入力端子4
08において受信されることになる。コア・クロック信
号は、出力端子410及びコア・クロック・ライン10
8を介して、クロック分配回路106に供給される。コ
ア・クロック・フィードバック・ライン110は、入力
端子412に結合して、クロック分配回路106からの
コア・クロック信号のフィードバック・バージョンを供
給する。位相検出器402は、次に、コア・クロック信
号のフィードバック・バージョンと基準クロック信号を
比較して、VCO406を調整し、本明細書において論
述のように、クロック分配回路106による遅延を補償
する。 【0040】図5には、それぞれ、図1及び2に示す送
信PLL122または送信PLL222に関する典型的
な位相ロック・ループ回路図500が示されている。P
LL回路図500には、位相検出器502、ループ・フ
ィルタ504(例えば、ローパスフィルタ)、VCO5
06、第1のディバイダ508、及び、第2のディバイ
ダ510が含まれている。PLL回路図500では、入
力端子512(図5にINで表示)において基準信号を
受信し、フィードバック経路520を介してフィードバ
ック信号を受信して、出力端子514(F1で表示)か
ら第1の出力信号、出力端子516(F2で表示)から
第2の出力信号、出力端子518(F10で表示)から
第3の出力信号を送り出す。 【0041】PLL回路図500は、PLL回路図40
0に関して上述のところと同様の働きをするが、第1と
第2のディバイダ508及び510が含まれている。第
1の出力信号が、第1のディバイダ508によって2分
割され、これが、さらに、第2のディバイダ510によ
って5分割されるので、第3の出力信号は、第1の出力
信号の周波数の1/10になる。第1と第2のディバイ
ダ508及び510は、さらに、VCO506による、
入力端子512で受信される基準信号のより高次の高調
波の発生を強制する。 【0042】上述のように、PLL回路図500は、送
信PLL122または送信PLL222に関する典型的
な回路図である。例えば、PLL回路図500を図1の
送信PLL122の代わりに用いると、整合ライン11
6を介して供給される基準クロック信号が、入力端子5
12で受信されることになる。直列クロック信号、第1
のサブレート・クロック信号、及び、第2のサブレート
・クロック信号は、それぞれ、第1の出力信号、第2の
出力信号、及び、第3の出力信号に対応することにな
る。 【0043】図6には、図1において識別されたさまざ
まな信号波形に関する典型的なタイミング図600が示
されている。信号波形602(図6にF1で表示)、6
04(F2で表示)、606(F10で表示)、608
(core clkで表示)、及び610(ref c
lkで表示)は、それぞれ、直列クロック信号、第1の
サブレート・クロック信号、第2のサブレート・クロッ
ク信号、コア・クロック信号、及び、基準クロック信号
に対応する。一般に、タイミング図600には、クロッ
ク信号の相対位相及び周波数が示されている。 【0044】クロック分配回路106、直列クロック・
ライン126、第1のサブレート・クロック・ライン1
28、及び、サブレート・クロック・ライン130を含
む、送信PLL122及びクロック分配システムは、ク
ロック分配回路106の仕様に従ってコアPLL102
を含むことが可能なクロック同期システムを形成する。
クロック同期システムは、複数チャネルを介して、ある
特定の回路からのデータの同期伝送を可能にする。本明
細書に解説のように、全チャネル(すなわち、チャネル
回路124)の各クロックは、同じ位相関係を有してお
り、温度、電圧、プロセス、及び、製造変動とは無関係
になる。従って、各チャネルのデータ・ストリームは、
極めてスキューが少ない。さらに、コア・クロック信号
を含むクロックの位相関係が、全て、明確であるため、
システムの絶対レイテンシは明確である。この発明は例
として次のような実施形態を含む。 【0045】(1)複数のデータ・チャネルを同期させ
るためのシステムであって、クロック分配回路(10
6)を備え、前記クロック分配回路によって伝送される
コア・クロック信号の周波数で、複数のデータ・ストリ
ームを供給するコア回路(104)と、複数のクロック
信号のうちの第1のクロック信号が、前記クロック分配
回路によって伝送される前記コア・クロック信号と同じ
周波数及びほぼ同じ位相を有している、前記複数のクロ
ック信号を発生する第1の位相ロック・ループ回路(1
22)と、前記コア回路及び前記第1の位相ロック・ル
ープ回路に結合されて、前記第1のクロック信号の周波
数で受信した前記複数のデータ・ストリームを、前記複
数のクロック信号のうちの第2のクロック信号の周波数
で複数の直列データ・ストリームに変換する複数のチャ
ネル回路(124)が含まれている、システム。 【0046】(2)さらに、前記コア回路に結合され
て、前記コア・クロック信号を発生し、前記クロック分
配回路に前記コア・クロック信号を提供する第2の位相
ロック・ループ回路(102)が含まれることを特徴と
する、(1)に記載のシステム。 【0047】(3)前記第2の位相ロック・ループ回路
が、前記クロック分配回路から前記コア・クロック信号
のサンプル・バージョンを受信し、前記クロック分配回
路に関連したタイミング差を補償することを特徴とす
る、(2)に記載のシステム。 【0048】(4)前記複数のクロック信号の少なくと
も1つが、レジスタ(132)間転送を介して、前記複
数のチャネル回路の少なくともいくつかに分配すること
を特徴とする、(1)に記載のシステム。 【0049】(5)前記第1の位相ロック・ループ回路
が、前記コア回路に結合されていることと、前記第1の
位相ロック・ループ回路が、前記クロック分配回路に前
記コア・クロック信号を提供することを特徴とする、
(1)に記載のシステム。 【0050】(6)複数のデータ・チャネルを同期する
方法であって、基準クロック信号を受信するステップ
と、前記基準クロック信号に基づく複数のクロック信号
を発生し、前記複数のクロック信号のうちのコア・クロ
ック信号をコア回路(104)に提供して、データが、
複数のデータ経路を介して、前記コア・クロック信号の
クロック・レートで、前記コア回路から転送されるよう
にするステップと、前記複数のクロック信号のうち、前
記コア・クロック信号と同じ周波数及びほぼ同じ位相を
備えた第1のクロック信号のクロック・レートで、対応
するチャネル回路(124)によって、前記複数のデー
タ経路を介して転送された前記データを受信するステッ
プと、前記チャネル回路のそれぞれが受信した前記デー
タを、前記複数のクロック信号のうちの第2のクロック
信号のクロック・レートで、並列データ・ストリームか
ら直列データ・ストリームに変換するステップと、を含
む方法。 【0051】(7)前記複数のクロック信号が、互い
に、及び、前記基準クロック信号に対して定義済みの周
波数及び位相関係で発生することを特徴とする、(6)
に記載の方法。 【0052】(8)さらに、前記コア回路内において前
記コア・クロック信号のあるバージョンをサンプリング
し、前記コア・クロック信号の位相を調整して、前記コ
ア回路内におけるタイミング変動を補償するステップが
含まれることを特徴とする、(6)に記載の方法。 【0053】(9)さらに、レジスタ(132)間転送
によって、前記チャネル回路のそれぞれに前記複数のク
ロック信号の少なくとも1つを分配するステップが含ま
れることを特徴とする、(6)に記載の方法。 【0054】(10)システムであって、第1のクロッ
ク信号を含む複数のクロック信号を発生する第1の位相
ロック・ループ回路(122)と、前記第1の位相ロッ
ク・ループ回路に結合されており、それぞれ、前記第1
のクロック信号と同じ周波数及びほぼ同じ位相を備えた
コア・クロック信号の周波数で、コア回路(104)か
らデータ・ストリームを受信する複数のチャネル回路
(124)が含まれており、前記複数のクロック信号の
少なくとも1つが、レジスタ(132)間転送を介し
て、前記複数のチャネル回路の少なくとも一部に分配さ
れることを特徴とする、システム。 【0055】上述の実施態様は、本発明を例証したもの
であるが、制限するものではない。もちろん、本発明の
原理に従って、数多くの修正及び変更が可能である。従
って、本発明の範囲は、付属の請求項によってのみ規定
される。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施態様に従って、複数クロックを発
生し、同期させるためのシステムを例示したブロック図
である。 【図2】本発明の第2の実施態様に従って、複数クロッ
クを発生し、同期させるためのシステムを例示したブロ
ック図である。 【図3】図1及び2に示すシステムの一部に関する典型
的な回路図である。 【図4】図1に示すシステムの一部に関する典型的な位
相ロック・ループ回路図である。 【図5】図1及び2に示すシステムのもう1つの部分に
関する典型的な位相ロック・ループ回路図である。 【図6】図1において識別されるさまざまな信号波形の
典型的なタイミング図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) H04L 7/04 H03L 7/08 H (72)発明者 チャールズ・エル・ウォング アメリカ合衆国95131カリフォルニア州サ ン・ノゼ、マーティン・ジュー・ストリー ト 1717 (72)発明者 ベニー・ダブリュ・エイチ・レイ アメリカ合衆国94539カリフォルニア州フ レモント、ガリンド・ドライヴ 47305 (72)発明者 チャールズ・イー・ムーア アメリカ合衆国80537コロラド州ラヴラン ド、ウェスト・10・ストリート 425 (72)発明者 フィリップ・ダブリュ・フィッシャー アメリカ合衆国80528コロラド州フォー ト・コリンズ、ナインバーク・コート 4900 Fターム(参考) 5B079 BC10 CC14 DD02 DD08 5J106 AA04 CC01 CC21 CC41 CC52 FF03 FF07 GG19 HH10 KK05 5K047 AA08 BB04 GG03 GG08 GG09 GG11 GG45 MM26 MM46

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】複数のデータ・チャネルを同期させるため
    のシステムであって、 クロック分配回路を備え、前記クロック分配回路によっ
    て提供されるコア・クロック信号の周波数で、複数のデ
    ータ・ストリームを提供するコア回路と、 前記クロック分配回路によって提供される前記コア・ク
    ロック信号と同じ周波数及びほぼ同じ位相を有する第1
    のクロック信号を含む複数のクロック信号を発生する第
    1の位相ロック・ループ回路と、 前記コア回路及び前記第1の位相ロック・ループ回路に
    結合されて、前記第1のクロック信号の周波数で受信し
    た前記複数のデータ・ストリームを、前記複数のクロッ
    ク信号のうちの第2のクロック信号の周波数で複数の直
    列データ・ストリームに変換する複数のチャネル回路
    と、 を含むシステム。
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