JP2006033061A - Delay circuit, semiconductor integrated circuit, phase regulation circuit, dll circuit and pll circuit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、デジタル回路において遅延時間をきめ細かく制御することが可能な遅延回路、半導体集積回路、位相調整回路、DLL回路およびPLL回路に関するものである。 The present invention relates to a delay circuit, a semiconductor integrated circuit, a phase adjustment circuit, a DLL circuit, and a PLL circuit capable of finely controlling a delay time in a digital circuit.
従来例1
従来の遅延回路としては、インバータを構成するP−chトランジスタの基板電位とソース電位とを分離し、分離された基板電位を制御することにより遅延時間を可変にするものがある(例えば、特許文献1参照)。
従来例2
従来の遅延回路としては、インバータを複数段直列接続して、各インバータを構成するP−chトランジスタの基板電位とソース電位とを分離し、分離された複数の基板電位を制御することにより遅延時間を可変にするものがある(例えば、特許文献1参照)。
Conventional Example 1
As a conventional delay circuit, there is one that separates a substrate potential and a source potential of a P-ch transistor constituting an inverter and controls the separated substrate potential to make the delay time variable (for example, Patent Documents). 1).
Conventional example 2
As a conventional delay circuit, a plurality of stages of inverters are connected in series, a substrate potential and a source potential of P-ch transistors constituting each inverter are separated, and a plurality of separated substrate potentials are controlled, thereby delay time. Is variable (see, for example, Patent Document 1).
従来の遅延回路は以上のように構成されているので、従来例1のように1段構成のインバータからなる構成では、大きな遅延時間を得ることができない課題があった。
また、従来例2のように複数段構成のインバータからなる構成では、大きな遅延時間を得ることができるものの、遅延時間をきめ細かく制御することができないなどの課題があった。
Since the conventional delay circuit is configured as described above, there is a problem that a large delay time cannot be obtained in the configuration including the single-stage inverter as in Conventional Example 1.
Further, in the configuration including the inverter having a plurality of stages as in Conventional Example 2, although a large delay time can be obtained, there is a problem that the delay time cannot be finely controlled.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、大きな遅延時間を得ることができると共に、遅延時間をきめ細かく制御することが可能な遅延回路、半導体集積回路、位相調整回路、DLL回路およびPLL回路を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can provide a delay circuit, a semiconductor integrated circuit, a phase adjustment circuit, a DLL capable of obtaining a large delay time and finely controlling the delay time. An object is to obtain a circuit and a PLL circuit.
この発明に係る遅延回路は、論理ゲートを複数段直列接続して形成された直列回路と、各P−chトランジスタの基板電極に第1の電位を供給する第1の電位供給回路と、第2の電位を供給する第2の電位供給回路と、各P−chトランジスタのソース電極に接続され、そのソース電極に供給する電位として第1の電位または第2の電位を選択する第1のスイッチ群とを備え、第1の電位供給回路から供給される第1の電位および第2の電位供給回路から供給される第2の電位のうちの少なくとも一方の電位は調整自在にされたものである。 The delay circuit according to the present invention includes a series circuit formed by connecting a plurality of logic gates in series, a first potential supply circuit for supplying a first potential to the substrate electrode of each P-ch transistor, And a first switch group connected to the source electrode of each P-ch transistor and selecting the first potential or the second potential as the potential supplied to the source electrode. And at least one of the first potential supplied from the first potential supply circuit and the second potential supplied from the second potential supply circuit is adjustable.
この発明によれば、第1または第2の電位の電位調整、および第1のスイッチ群による電位選択に応じて、大きな遅延時間を得ることができると共に、遅延時間をきめ細かく制御することができる効果がある。 According to the present invention, a large delay time can be obtained and the delay time can be finely controlled according to the potential adjustment of the first or second potential and the potential selection by the first switch group. There is.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による遅延回路を示す回路図であり、図において、インバータ(論理ゲート)1は、P−chトランジスタ1aおよびN−chトランジスタ1bからなり、各々のゲート電極同士およびドレイン電極同士が接続されたものである。インバータ(論理ゲート)2〜nについても、同様にP−chトランジスタ2a〜naおよびN−chトランジスタ2b〜nbからなり、各々のゲート電極同士およびドレイン電極同士が接続されたものである。これらインバータ1〜nは、複数段直列接続した直列回路を形成し、入力されるデジタル信号をそれら複数段のインバータ1〜nを通過させることにより遅延させるものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a delay circuit according to
また、P−chトランジスタ1a〜naの基板電位とソース電位とを分離すると共に分離したそれぞれの基板電位を共通化したものである。各P−chトランジスタ1a〜naの基板電極は、共通に電源に接続され、電位VDDH(第1の電位)が供給されるように構成されたものである(第1の電位供給回路)。各P−chトランジスタ1a〜naのソース電極は、スイッチ(第1のスイッチ群)1c〜ncが接続され、電位VDDHまたは電源より供給される(第2の電位供給回路)電位VDDL(第2の電位)が選択されるように構成されたものである。 Further, the substrate potential and the source potential of the P-ch transistors 1a to na are separated and the separated substrate potentials are made common. The substrate electrodes of the P-ch transistors 1a to na are commonly connected to a power source and configured to be supplied with a potential VDDH (first potential) (first potential supply circuit). The source electrodes of the P-ch transistors 1a to na are connected to the switches (first switch group) 1c to nc, and are supplied from the potential VDDH or the power source (second potential supply circuit). Potential) is selected.
また、N−chトランジスタ1b〜nbの基板電位とソース電位とを分離すると共に分離したそれぞれの基板電位を共通化したものである。各N−chトランジスタ1b〜nbの基板電極は、共通にグランドに接続され、電位VSSL(第3の電位)が供給されるように構成されたものである(第3の電位供給回路)。各N−chトランジスタ1a〜nbのソース電極は、スイッチ(第2のスイッチ群)1d〜ndが接続され、電位VSSLまたはグランドより供給される(第4の電位供給回路)電位VSSH(第4の電位)が選択されるように構成されたものである。
さらに、電位VDDHおよび電位VSSLの電位を調整自在にしたものである。
Further, the substrate potential and the source potential of the N-ch transistors 1b to nb are separated and the separated substrate potentials are made common. The substrate electrodes of the N-ch transistors 1b to nb are commonly connected to the ground and configured to be supplied with the potential VSSL (third potential) (third potential supply circuit). The source electrodes of the N-ch transistors 1a to nb are connected to switches (second switch groups) 1d to nd, and are supplied from the potential VSSL or the ground (fourth potential supply circuit). Potential) is selected.
Further, the potential VDDH and the potential VSSL are adjustable.
次に動作について説明する。
図1では、複数のP−chトランジスタ1a〜naの共通化された基板電位に電位VDDH、P−chトランジスタ1a〜naの分離された複数のソース電極のそれぞれに電位VDDHまたは電位VDDLを選択するスイッチ1c〜ncを付加し、複数のN−chトランジスタ1b〜nbの共通化された基板電位に電位VSSL、N−chトランジスタ1b〜nbの分離された複数のソース電極のそれぞれに、電位VSSLまたは電位VSSHを選択するスイッチ1d〜ndを付加した構成となっている。通常の基板電極とソース電極とに等しい電位を供給するVDDH=VDDL、VSSL=VSSHと比べて、逆バイアスを印加したVDDH>VDDL、VSSL<VSSHの状態では、分離された複数のソース電極のそれぞれに付加されたスイッチ1c〜nc,1d〜ndにより、電位VDDL、VSSHへ接続される数に応じて遅延時間が大きくなり、順バイアスを印加したVDDH<VDDL、VSSL>VSSHの状態では、分離された複数のソース電極のそれぞれに付加されたスイッチ1c〜nc,1d〜ndにより、電位VDDL、VSSHへ接続される数に応じて遅延時間が小さくなる。
Next, the operation will be described.
In FIG. 1, the potential VDDH is selected as the common substrate potential of the plurality of P-ch transistors 1a to na, and the potential VDDH or the potential VDDL is selected for each of the plurality of separated source electrodes of the P-ch transistors 1a to na. The switches 1c to nc are added, the potential VSSL is applied to the common substrate potential of the plurality of N-ch transistors 1b to nb, and the potential VSSL or each of the plurality of separated source electrodes of the N-ch transistors 1b to nb is applied. The
この性質を利用して、遅延時間を大きくしたい場合には、逆バイアスを印加してスイッチ1c〜nc,1d〜ndにより、電位VDDL、VSSHに接続させる個数を増加させることで可能となる。また、遅延時間を小さくしたい場合には、順バイアスを印加してスイッチ1c〜nc,1d〜ndにより、電位VDDL、VSSHに接続させる個数を増加させることで可能となる。 When it is desired to increase the delay time by utilizing this property, it is possible to apply a reverse bias and increase the number of switches connected to the potentials VDDL and VSSH by the switches 1c to nc and 1d to nd. In order to reduce the delay time, it is possible to apply a forward bias and increase the number of connections to the potentials VDDL and VSSH by the switches 1c to nc and 1d to nd.
P−chトランジスタおよびN−chトランジスタの逆バイアス電位をΔVDD=VDDH−VDDL、ΔVSS=VSSH−VSSL、分離されたソース電極の数をN、電位VDDL、VSSHに接続させたスイッチの数をMとそれぞれ定義すると、この実施の形態1の遅延回路は、従来例1の遅延回路と比べて、電位VDDL、VSSHに接続させたスイッチの数をM(M≦N)に比例した遅延時間を得ることができる。つまり、従来例1より小さなΔVDD、ΔVSSでより大きな遅延時間差を得ることができ、従来例2よりより細かな分解能で遅延時間を制御することが可能となる。 The reverse bias potential of the P-ch transistor and the N-ch transistor is ΔVDD = VDDH-VDDL, ΔVSS = VSSH-VSSL, the number of separated source electrodes is N, and the number of switches connected to the potentials VDDL and VSSH is M. If each is defined, the delay circuit of the first embodiment obtains a delay time in which the number of switches connected to the potentials VDDL and VSSH is proportional to M (M ≦ N), compared with the delay circuit of the first conventional example. Can do. That is, a larger delay time difference can be obtained with ΔVDD and ΔVSS smaller than those of the conventional example 1, and the delay time can be controlled with finer resolution than the conventional example 2.
なお、以上の説明では、遅延回路を構成する全てのP−chトランジスタおよびN−chトランジスタのソース電極を分離し、分離した全てのソース電極にスイッチを付加する構成について述べた。しかし、一部のソース電極に関しては分離してスイッチを付加せずに、電位VDDL、VSSHまたは共通化された基板電位VDDH、VSSLに固定する構成でも同様の効果が期待できる。この一例として、遅延回路を構成するN−chトランジスタのソース電極、基板電極は分離せずに、グランド電位VSSへ共通化し、遅延回路を構成するP−chトランジスタのみに上記で述べたスイッチを付加する構成が考えられる。同様に、遅延回路を構成するP−chトランジスタのソース電極、基板電極は分離せずに、電源電位VDDへ共通化し、遅延回路を構成するN−chトランジスタのみに上記で述べたスイッチを付加する構成も考えられる。
また、以上の説明では、電位VDDHおよび電位VSSLの電位を調整自在にしたものについて説明したが、電位VDDLおよび電位VSSHの電位を調整自在にしたものであっても良く、電位VDDHおよび電位VDDLのうちの少なくとも一方の電位と、電位VSSLおよび電位VSSHのうちの少なくとも一方の電位とを調整自在にしたものであれば良く、同様の効果が期待できる。
さらに、以上の説明では、遅延回路を構成する論理ゲートにP−chトランジスタおよびN−chトランジスタを対にした一般的なCMOSインバータを用いた構成について述べたが、遅延回路を構成する論理ゲートに対して如何なる回路を用いても同様の効果が期待できる。
In the above description, the configuration in which the source electrodes of all the P-ch transistors and N-ch transistors constituting the delay circuit are separated and a switch is added to all the separated source electrodes has been described. However, the same effect can be expected with a configuration in which some of the source electrodes are fixed to the potentials VDDL and VSSH or the common substrate potentials VDDH and VSSL without adding a separate switch. As an example of this, the source electrode and substrate electrode of the N-ch transistor constituting the delay circuit are not separated, but are shared with the ground potential VSS, and the above-described switch is added only to the P-ch transistor constituting the delay circuit. The structure which performs is considered. Similarly, the source electrode and the substrate electrode of the P-ch transistor constituting the delay circuit are not separated, but are shared with the power supply potential VDD, and the above-described switch is added only to the N-ch transistor constituting the delay circuit. Configuration is also conceivable.
In the above description, the potential VDDH and the potential VSSL are adjustable. However, the potential VDDL and the potential VSSH may be adjustable, and the potential VDDH and the potential VDDL may be adjusted. It is sufficient that at least one of the potentials and at least one of the potential VSSL and the potential VSSH can be adjusted, and the same effect can be expected.
Furthermore, in the above description, a configuration using a general CMOS inverter in which a P-ch transistor and an N-ch transistor are paired as the logic gate constituting the delay circuit has been described. The same effect can be expected with any circuit.
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、P−chトランジスタ(第1のP−chトランジスタ)1eは、ソース電極が電源に接続され、電位VDDHが供給されるように構成されたものである。P−chトランジスタ(第2のP−chトランジスタ)1fは、ソース電極が電源に接続され、電位VDDLが供給されるように構成されたものである。P−chトランジスタ1e,1fのドレイン電極は、共通化して図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に接続されたものである。また、P−chトランジスタ1fは、ゲート電極が直接に選択信号を入力し、その選択信号に応じて動作し、P−chトランジスタ1eは、ゲート電極がインバータ1gを通じて選択信号を入力し、その選択信号の反転信号に応じて動作するものである。このように、図1に示した遅延回路の各スイッチ1c〜ncとして、図2に示したトランスファゲートで構成されたセレクタを用いるようにしたものである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a selector of a delay circuit according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a P-ch transistor (first P-ch transistor) 1e has a source electrode connected to a power supply, and a potential. The configuration is such that VDDH is supplied. The P-ch transistor (second P-ch transistor) 1f is configured such that the source electrode is connected to the power source and the potential VDDL is supplied. The drain electrodes of the P-ch transistors 1e and 1f are commonly connected to the source electrode of the P-ch transistor 1a in FIG. The P-ch transistor 1f has a gate electrode that directly inputs a selection signal and operates according to the selection signal. The P-ch transistor 1e has a gate electrode that receives a selection signal through an
図3はこの発明の実施の形態2による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、N−chトランジスタ(第1のN−chトランジスタ)1hは、ソース電極がグランドに接続され、電位VSSLが供給されるように構成されたものである。N−chトランジスタ(第2のN−chトランジスタ)1iは、ソース電極がグランドに接続され、電位VSSHが供給されるように構成されたものである。N−chトランジスタ1h,1iのドレイン電極は、共通化して図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に接続されたものである。また、N−chトランジスタ1iは、ゲート電極が直接に選択信号を入力し、その選択信号に応じて動作し、N−chトランジスタ1hは、ゲート電極がインバータ1jを通じて選択信号を入力し、その選択信号の反転信号に応じて動作するものである。このように、図1に示した遅延回路の各スイッチ1d〜ndとして、図3に示したトランスファゲートで構成されたセレクタを用いるようにしたものである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a selector of a delay circuit according to the second embodiment of the present invention. In the figure, an N-ch transistor (first N-ch transistor) 1h has a source electrode connected to the ground, and a potential. VSSL is configured to be supplied. The N-ch transistor (second N-ch transistor) 1i is configured such that the source electrode is connected to the ground and the potential VSSH is supplied. The drain electrodes of the N-
次に動作について説明する。
図2において、選択信号が“1”の場合、P−chトランジスタ1e,1fのそれぞれのゲート入力に“0”および“1”が印加されるので、P−chトランジスタ1eはオン、P−chトランジスタ1fはオフとなり、共通化したドレイン電極P−S/Bから図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に、電位VDDHが供給される。一方、選択信号が“0”の場合、P−chトランジスタ1e,1fのそれぞれのゲート入力に“1”および“0”が印加されるので、P−chトランジスタ1eはオフ、P−chトランジスタ1fはオンとなり、共通化したドレイン電極P−S/Bから図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に、電位VDDLが供給される。このように、電源電位のセレクタにP−chトランジスタ1e,1fを用いているため、共通化したドレイン電極P−S/Bへ供給される電位は、電位VDDHまたは電位VDDLとなり、電位の劣化を無くすることができる。
Next, the operation will be described.
In FIG. 2, when the selection signal is “1”, “0” and “1” are applied to the respective gate inputs of the P-ch transistors 1e and 1f, so that the P-ch transistor 1e is turned on and P-ch is turned on. The transistor 1f is turned off, and the potential VDDH is supplied from the common drain electrode PS / B to the source electrode of the P-ch transistor 1a in FIG. On the other hand, when the selection signal is “0”, “1” and “0” are applied to the respective gate inputs of the P-ch transistors 1e and 1f, so that the P-ch transistor 1e is turned off and the P-ch transistor 1f is turned off. Is turned on, and the potential VDDL is supplied from the common drain electrode PS / B to the source electrode of the P-ch transistor 1a in FIG. As described above, since the P-ch transistors 1e and 1f are used for the selector of the power supply potential, the potential supplied to the common drain electrode PS / B becomes the potential VDDH or the potential VDDL, and the potential is deteriorated. Can be eliminated.
図3において、選択信号が“1”の場合、N−chトランジスタ1h,1iのそれぞれのゲート入力に“0”および“1”が印加されるので、N−chトランジスタ1hはオフ、N−chトランジスタ1iはオンとなり、共通化したドレイン電極N−S/Bから図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に、電位VSSHが供給される。一方、選択信号が“0”の場合、N−chトランジスタ1h,1iのそれぞれのゲート入力に“0”および“1”が印加されるので、N−chトランジスタ1hはオン、N−chトランジスタ1iはオフとなり、共通化したドレイン電極N−S/Bから図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に、電位VSSLが供給される。このように、グランド電位のセレクタにN−chトランジスタ1h,1iを用いているため、共通化したドレイン電極N−S/Bへ供給される電位は、電位VSSHまたは電位VSSLとなり、電位の劣化を無くすることができる。
In FIG. 3, when the selection signal is “1”, “0” and “1” are applied to the respective gate inputs of the N-
実施の形態3.
図4はこの発明の実施の形態3による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、P−chトランジスタ(第2のP−chトランジスタ)1kは、基板電極が電源に接続され、電位VDDHが供給されるように構成されたものである。その他の構成については図2と同等である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a selector of the delay circuit according to the third embodiment of the present invention. In the figure, a P-ch transistor (second P-ch transistor) 1k has a substrate electrode connected to a power source and a potential. The configuration is such that VDDH is supplied. Other configurations are the same as those in FIG.
図5はこの発明の実施の形態3による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、N−chトランジスタ(第2のN−chトランジスタ)1lは、基板電極がグランドに接続され、電位VSSLが供給されるように構成されたものである。その他の構成については図3と同等である。 FIG. 5 is a circuit diagram showing a selector of the delay circuit according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, an N-ch transistor (second N-ch transistor) 11 has a substrate electrode connected to the ground, and a potential. VSSL is configured to be supplied. Other configurations are the same as those in FIG.
次に動作について説明する。
図4における動作は、図2の動作と同様である。このように、電源電位のセレクタにP−chトランジスタ1e,1kを用いているため、共通化したドレイン電極P−S/Bへ供給される電位は、電位VDDHまたは電位VDDLとなり、電位の劣化を無くすることができる。また、VDDH≧VDDLの場合、P−chトランジスタ1kに逆バイアスがかかるため、P−chトランジスタ1kの閾値電圧が上昇し、選択信号が“1”の場合のP−chトランジスタ1kのオフリーク電流を抑制することが可能となる。
Next, the operation will be described.
The operation in FIG. 4 is the same as the operation in FIG. As described above, since the P-
図5における動作は、図3の動作と同様である。このように、グランド電位のセレクタにN−chトランジスタ1h,1lを用いているため、共通化したドレイン電極N−S/Bへ供給される電位は、電位VSSHまたは電位VSSLとなり、電位の劣化を無くすることができる。また、VSSH≧VSSLの場合、N−chトランジスタ1lに逆バイアスがかかるため、N−chトランジスタ1lの閾値電圧が上昇し、選択信号が“0”の場合のN−chトランジスタ1lのオフリーク電流を抑制することが可能となる。
The operation in FIG. 5 is the same as the operation in FIG. As described above, since the N-
なお、以上の説明では、P−chトランジスタ1kの基板電極に電位VDDHが供給されたり、N−chトランジスタ1lの基板電極に電位VSSLが供給されるように構成されたものについて示したが、逆に、P−chトランジスタ1eの基板電極に電位VDDLが供給されたり、N−chトランジスタ1hの基板電極に電位VSSHが供給されるように構成しても良く、VDDH≦VDDLの場合、P−chトランジスタ1eの閾値電圧が上昇し、選択信号が“1”の場合のP−chトランジスタ1eのオフリーク電流を抑制することが可能となったり、VSSH≦VSSLの場合、N−chトランジスタ1hの閾値電圧が上昇し、選択信号が“0”の場合のN−chトランジスタ1hのオフリーク電流を抑制することが可能となる。
In the above description, the potential VDDH is supplied to the substrate electrode of the P-
実施の形態4.
図6はこの発明の実施の形態4による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、P−chトランジスタ1eは、ソース電極が電源に接続され、電位VDDHが供給されるように構成されたものである。N−chトランジスタ1mは、ドレイン電極が電源に接続され、電位VDDLが供給されるように構成され、基板電極がグランドに接続されたものである。P−chトランジスタ1eドレイン電極およびN−chトランジスタ1mのソース電極は、共通化して図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に接続されたものである。また、P−chトランジスタ1fおよびN−chトランジスタ1mは、ゲート電極を共通化して直接に選択信号の反転信号を入力し、その選択信号の反転信号に応じて動作するものである。このように、図1に示した遅延回路の各スイッチ1c〜ncとして、図6に示したトランスファゲートで構成されたセレクタを用いるようにしたものである。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the selector of the delay circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, P-ch transistor 1e is configured such that the source electrode is connected to the power supply and potential VDDH is supplied. It is a thing. The N-
図7はこの発明の実施の形態4による遅延回路のセレクタを示す回路図であり、図において、N−chトランジスタ1hは、ソース電極がグランドに接続され、電位VSSLが供給されるように構成されたものである。P−chトランジスタ1nは、ドレイン電極がグランドに接続され、電位VSSHが供給されるように構成され、基板電極が電源に接続されたものである。N−chトランジスタ1hのドレイン電極およびP−chトランジスタ1nのソース電極は、共通化して図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に接続されたものである。また、N−chトランジスタ1hおよびP−chトランジスタ1nは、ゲート電極を共通化して直接に選択信号の反転信号を入力し、その選択信号の反転信号に応じて動作するものである。このように、図1に示した遅延回路の各スイッチ1d〜ndとして、図7に示したトランスファゲートで構成されたセレクタを用いるようにしたものである。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the selector of the delay circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, N-
次に動作について説明する。
図6において、選択信号の反転信号が“0”の場合、P−chトランジスタ1eおよびN−chトランジスタ1mのそれぞれのゲート入力に“0”が印加されるので、P−chトランジスタ1eはオン、N−chトランジスタ1mはオフとなり、共通化した電極P−S/Bから図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に、電位VDDHが供給される。一方、選択信号の反転信号が“1”の場合、P−chトランジスタ1eおよびN−chトランジスタ1mのそれぞれのゲート入力に“1”が印加されるので、P−chトランジスタ1eはオフ、N−chトランジスタ1mはオンとなり、共通化した電極P−S/Bから図1におけるP−chトランジスタ1aのソース電極に、電位VDDLが供給される。このように、電位VDDLのセレクタにN−chトランジスタ1m、電位VDDHのセレクタにP−chトランジスタ1eをそれぞれ用いているため、共通化した電極P−S/Bへ供給される電位は、電位VDDLが選択された場合は、N−chトランジスタ1mの閾値電圧Vthnだけ降下したVDDL−Vthnとなり、電位VDDHが選択された場合は、電位の劣化は無く電位VDDHとなり、電位の劣化を無くすることができる。
Next, the operation will be described.
In FIG. 6, when the inverted signal of the selection signal is “0”, “0” is applied to the respective gate inputs of the P-ch transistor 1e and the N-
図7において、選択信号の反転信号が“0”の場合、N−chトランジスタ1hおよびP−chトランジスタ1nのそれぞれのゲート入力に“0”が印加されるので、N−chトランジスタ1hはオフ、P−chトランジスタ1nはオンとなり、共通化した電極P−S/Bから図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に、電位VSSHが供給される。一方、選択信号の反転信号が“1”の場合、N−chトランジスタ1hおよびP−chトランジスタ1nのそれぞれのゲート入力に“1”が印加されるので、N−chトランジスタ1hはオン、P−chトランジスタ1nはオフとなり、共通化した電極P−S/Bから図1におけるN−chトランジスタ1bのソース電極に、電位VSSLが供給される。このように、電位VSSHのセレクタにP−chトランジスタ1n、電位VSSLのセレクタにN−chトランジスタ1hをそれぞれ用いているため、共通化した電極P−S/Bへ供給される電位は、電位VSSHが選択された場合は、P−chトランジスタ1nの閾値電圧Vthpだけ上昇したVSSH+Vthpとなり、電位VSSLが選択された場合は、電位の劣化は無く電位VSSLとなり、電位の劣化を無くすることができる。
In FIG. 7, when the inverted signal of the selection signal is “0”, “0” is applied to the respective gate inputs of the N-
この実施の形態4では、上記実施の形態2、3のように選択信号を反転するためのインバータ1g,1jが不要となり回路構成を簡略化することができる。
また、電位VDDLの選択にN−chトランジスタ1m、電位VSSHの選択にP−chトランジスタ1nを使用しているため、VDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLを実現する場合においては、閾値電圧Vthn、Vthp分が自動的にシフトするため、VDDH=VDDL、VSSH=VSSLとしてもVDDH>VDDL、VSSH>VSSLの関係が自然と実現され、電源電位、グランド電位のそれぞれに異なる種類の電位を供給する必要が無くなる。また、VDDHとVDDL、あるいは、VSSHとVSSLの異なる種類の電位を供給する場合においても、これらの電位差をVthn、あるいは、Vthp分さらに拡大させることが可能となるので、遅延回路の遅延時間変動幅を増幅することが可能となる。
In the fourth embodiment, the
In addition, since the N-
なお、以上の説明では、図6において、P−chトランジスタ1eのソース電極に電位VDDHが供給され、N−chトランジスタ1mのドレイン電極に電位VDDLが供給されるように構成されたものについて示したが、逆に、P−chトランジスタ1eのソース電極に電位VDDLが供給され、N−chトランジスタ1mのドレイン電極に電位VDDHが供給されるように構成しても良く、同様な効果が得られる。
また、図7において、N−chトランジスタ1hのソース電極に電位VSSLが供給され、P−chトランジスタ1nのドレイン電極に電位VSSHが供給されるように構成されたものについて示したが、逆に、N−chトランジスタ1hのソース電極に電位VSSHが供給され、P−chトランジスタ1nのドレイン電極に電位VSSLが供給されるように構成しても良く、同様な効果が得られる。
In the above description, FIG. 6 shows a configuration in which the potential VDDH is supplied to the source electrode of the P-ch transistor 1e and the potential VDDL is supplied to the drain electrode of the N-
Further, FIG. 7 shows a configuration in which the potential VSSL is supplied to the source electrode of the N-
実施の形態5.
図8はこの発明の実施の形態5による遅延回路を示す回路図であり、図において、インバータ11〜18は、図1のインバータ1〜nの直列回路に相当するもので、入力されるデジタル信号をそれら複数段のインバータ11〜18を通過させることにより遅延させるものである。スイッチ21〜28は、図1のスイッチ1c〜ncに相当するもので、選択信号に応じて電位VDDHまたは電位VDDLが選択されるように構成されたものである。
プライオリティエンコーダ(第1のプライオリティエンコーダ)30は、遅延時間に対応して入力される制御信号(第1の制御信号)CNTLをエンコードして、スイッチ21〜28を動作させる選択信号(第1の選択信号)を生成し、それらスイッチ21〜28に供給するものである。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a delay circuit according to
The priority encoder (first priority encoder) 30 encodes a control signal (first control signal) CNTL input corresponding to the delay time, and selects a selection signal (first selection) for operating the
次に動作について説明する。
以下図8に従って、説明を容易にするため、遅延回路を構成するゲート段数が8段の場合について説明する。
VDDH≧VDDLの場合、P−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ21〜28により電位VDDLが選択されると遅延回路を構成するP−chトランジスタには逆バイアスがかかり、電位VDDHが選択された場合より閾値電圧Vthpの上昇により遅延時間が増大する。プライオリティエンコーダ30は、制御信号CNTLの値に応じて遅延値を増大させるインバータ11〜18の個数を指定する。
図9はプライオリティエンコーダに対する選択信号とスイッチに対する選択信号の関係を示す表図である。選択信号が“0”の場合はVDDHを、選択信号が“1”の場合はVDDLを選択するものとする。図8は制御信号CNTL=“4”が入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側4段がVDDLを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ30の出力は、逆バイアスにより遅延を増大させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, for ease of explanation, a case where the number of gate stages constituting the delay circuit is eight will be described with reference to FIG.
When VDDH ≧ VDDL, when the potential VDDL is selected by the
FIG. 9 is a table showing the relationship between the selection signal for the priority encoder and the selection signal for the switch. When the selection signal is “0”, VDDH is selected, and when the selection signal is “1”, VDDL is selected. FIG. 8 shows an example in which the control signal CNTL = "4" is input, and shows a case where the right four of the eight stages of
VDDH<VDDLの場合、P−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ21〜28により電位VDDLが選択されると遅延回路を構成するP−chトランジスタには順バイアスがかかり、電位VDDHが選択された場合より閾値電圧Vthpの降下により遅延時間が減少する。プライオリティエンコーダ30は、制御信号CNTLの値に応じて遅延値を減少させるインバータ11〜18の個数を指定する。図9において、選択信号が“0”の場合はVDDHを、選択信号が“1”の場合はVDDLを選択するものとする。図8は制御信号CNTL=“4”が入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側4段がVDDLを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ30の出力は、順バイアスにより遅延を減少させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
When VDDH <VDDL, when the potential VDDL is selected by the
以上のように、この実施の形態5によれば、遅延回路の遅延時間をデジタル的に切替えることが可能であり、VDDH、VDDLの電位差を変化させアナログ的に遅延時間を変動させることも当然可能である。これら2種類の遅延切替えにより、きめ細かな遅延値切替えを可能とすることができる。
なお、この実施の形態5では、遅延回路を構成する論理ゲートとしてインバータを用い、ゲート段数を8段とした場合について示したが、論理ゲートをインバータに限定する必要は全く無く、どのような論理ゲートを用いても同様の効果を得ることができる。当然のことながら、ゲート段数に関しても段数に制約は無い。
また、スイッチ21〜28として、図2、図4、図6のうちのいずれかのセレクタを適用することができる。
As described above, according to the fifth embodiment, the delay time of the delay circuit can be switched digitally, and the delay time can naturally be varied by changing the potential difference between VDDH and VDDL. It is. With these two types of delay switching, fine delay value switching can be achieved.
In the fifth embodiment, an inverter is used as the logic gate constituting the delay circuit and the number of gate stages is eight. However, there is no need to limit the logic gate to an inverter, and any logic can be used. The same effect can be obtained even if a gate is used. Of course, there is no restriction on the number of gates.
As the
実施の形態6.
図10はこの発明の実施の形態6による遅延回路を示す回路図であり、図において、スイッチ31〜38は、図1のスイッチ1d〜ndに相当するもので、選択信号に応じて電位VSSLまたは電位VSSHが選択されるように構成されたものである。
プライオリティエンコーダ(第2のプライオリティエンコーダ)40は、遅延時間に対応して入力される制御信号(第2の制御信号)CNTLをエンコードして、スイッチ31〜38を動作させる選択信号(第2の選択信号)を生成し、それらスイッチ31〜38に供給するものである。その他の構成については図8と同等である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a delay circuit according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, switches 31 to 38 correspond to the
The priority encoder (second priority encoder) 40 encodes a control signal (second control signal) CNTL input corresponding to the delay time and operates a selection signal (second selection) for operating the
次に動作について説明する。
以下図10に従って、説明を容易にするため、遅延回路を構成するゲート段数が8段の場合について説明する。
VSSH≧VSSLの場合、N−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ31〜38により電位VSSHが選択されると遅延回路を構成するN−chトランジスタには逆バイアスがかかり、電位VSSLが選択された場合より閾値電圧Vthnの上昇により遅延時間が増大する。プライオリティエンコーダ40は、制御信号CNTLの値に応じて遅延値を増大させるインバータ11〜18の個数を指定する。図9において、選択信号が“0”の場合はVSSLを、選択信号が“1”の場合はVSSHを選択するものとする。図10は制御信号CNTL=“4”が入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側4段がVSSHを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ40の出力は、逆バイアスにより遅延を増大させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, for ease of explanation, a case where the number of gate stages constituting the delay circuit is eight will be described with reference to FIG.
In the case of VSSH ≧ VSSL, when the potential VSSH is selected by the
VSSH<VSSLの場合、N−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ31〜38により電位VSSHが選択されると遅延回路を構成するN−chトランジスタには順バイアスがかかり、電位VSSLが選択された場合より閾値電圧Vthnの降下により遅延時間が減少する。プライオリティエンコーダ40は、制御信号CNTLの値に応じて遅延値を減少させるインバータ11〜18の個数を指定する。図9において、選択信号が“0”の場合はVSSLを、選択信号が“1”の場合はVSSHを選択するものとする。図10は制御信号CNTL=“4”が入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側4段がVSSHを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ40の出力は、順バイアスにより遅延を減少させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
When VSSH <VSSL, when the potential VSSH is selected by the
以上のように、この実施の形態6によれば、遅延回路の遅延時間をデジタル的に切替えることが可能であり、VSSH、VSSLの電位差を変化させアナログ的に遅延時間を変動させることも当然可能である。これら2種類の遅延切替えにより、きめ細かな遅延値切替えを可能とすることができる。
なお、この実施の形態6では、遅延回路を構成する論理ゲートとしてインバータを用い、ゲート段数を8段とした場合について示したが、論理ゲートをインバータに限定する必要は全く無く、どのような論理ゲートを用いても同様の効果を得ることができる。当然のことながら、ゲート段数に関しても段数に制約は無い。
また、スイッチ31〜38として、図3、図5、図7のうちのいずれかのセレクタを適用することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the delay time of the delay circuit can be switched digitally, and the delay time can naturally be varied by changing the potential difference between VSSH and VSSL. It is. With these two types of delay switching, fine delay value switching can be achieved.
In the sixth embodiment, an inverter is used as the logic gate constituting the delay circuit and the number of gate stages is eight. However, there is no need to limit the logic gate to an inverter, and any logic The same effect can be obtained even if a gate is used. Of course, there is no restriction on the number of gates.
As the
実施の形態7.
図11はこの発明の実施の形態7による遅延回路を示す回路図であり、図において、図8に示したインバータ11〜18、スイッチ21〜28、プライオリティエンコーダ30に、図10に示したスイッチ31〜38、プライオリティエンコーダ40を組み合わせたものである。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a delay circuit according to
次に動作について説明する。
以下図11に従って、説明を容易にするため、遅延回路を構成するゲート段数が8段の場合について説明する。
VDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLの場合、P−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ21〜28により電位VDDLが選択され、N−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ31〜38により電位VSSHが選択されると遅延回路を構成するP−chトランジスタおよびN−chトランジスタには逆バイアスがかかり、電位VDDHあるいは電位VSSLが選択された場合より閾値電圧Vthp、Vthnの上昇により遅延時間が増大する。プライオリティエンコーダ30,40は、制御信号CNTL(CNTL−VDD、CNTL−VSS)の値に応じて遅延値を増大させるインバータ11〜18の個数を指定する。図9において、選択信号が“0”の場合はVDDHあるいはVSSLを、選択信号が“1”の場合はVDDLあるいはVSSHを選択するものとする。図11は制御信号CNTL−VDD=“3”、CNTL−VSS=“6”がそれぞれ入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側3段がVDDLを、右側6段がVSSHを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ30,40の出力は、逆バイアスにより遅延を増大させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
Next, the operation will be described.
Hereinafter, in order to facilitate the description, a case where the number of gate stages constituting the delay circuit is eight will be described with reference to FIG.
When VDDH ≧ VDDL and VSSH ≧ VSSL, the potential VDDL is selected by the
VDDH<VDDL、VSSH<VSSLの場合、P−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ21〜28により電位VDDLが選択され、N−chトランジスタのソース電極に付加されたスイッチ31〜38により電位VSSHが選択されると遅延回路を構成するP−chトランジスタおよびN−chトランジスタには順バイアスがかかり、電位VDDHあるいは電位VSSLが選択された場合より閾値電圧Vthp、Vthnの下降により遅延時間が減少する。プライオリティエンコーダ30,40は、制御信号CNTL(CNTL−VDD、CNTL−VSS)の値に応じて遅延値を減少させるインバータ11〜18の個数を指定する。図9において、選択信号が“0”の場合はVDDHあるいはVSSLを、選択信号が“1”の場合はVDDLあるいはVSSHを選択するものとする。図11は制御信号CNTL−VDD=“3”、CNTL−VSS=“6”がそれぞれ入力された場合の例で、8段のインバータ11〜18の内の右側3段がVDDLを、右側6段がVSSHを選択した場合を示している。プライオリティエンコーダ30,40の出力は、順バイアスにより遅延を減少させるインバータの段数を指定するもので、物理的にどのインバータを選択するかは、選択信号の出力の接続により任意に決定することが可能である。
When VDDH <VDDL and VSSH <VSSL, the potential VDDL is selected by the
以上のように、この実施の形態7によれば、遅延回路の遅延時間をデジタル的に切替えることが可能であり、VDDH、VDDL、VSSH、VSSLの電位差を変化させアナログ的に遅延時間を変動させることも当然可能である。電源電位、グランド電位のそれぞれに対して、これら2種類の遅延切替えにより、きめ細かな遅延値切替えを可能とすることができる。
また、VDDH≧VDDL、VSSH<VSSLの組み合わせ、あるいは、VDDH<VDDL、VSSH≧VSSLの組み合せにより、遅延回路を構成する論理ゲートのP−chトランジスタは逆バイアス、N−chトランジスタは順バイアス、あるいは、P−chトランジスタは順バイアス、N−chトランジスタは逆バイアスの組み合せも実現することが可能となり、遅延時間の制御をさらにきめ細かくすることが可能となる。
なお、この実施の形態7では、遅延回路を構成する論理ゲートとしてインバータを用い、ゲート段数を8段とした場合について示したが、論理ゲートをインバータに限定する必要は全く無く、どのような論理ゲートを用いても同様の効果を得ることができる。当然のことながら、ゲート段数に関しても段数に制約は無い。
As described above, according to the seventh embodiment, the delay time of the delay circuit can be digitally switched, and the potential difference among VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL is changed to vary the delay time in an analog manner. Of course it is also possible. With these two types of delay switching for each of the power supply potential and the ground potential, fine delay value switching can be made possible.
Also, the combination of VDDH ≧ VDDL and VSSH <VSSL, or the combination of VDDH <VDDL and VSSH ≧ VSSL, the P-ch transistor of the logic gate constituting the delay circuit is reverse biased, the N-ch transistor is forward biased, or The combination of forward bias for the P-ch transistor and reverse bias for the N-ch transistor can be realized, and the delay time can be controlled more finely.
In the seventh embodiment, an inverter is used as the logic gate constituting the delay circuit and the number of gate stages is eight. However, there is no need to limit the logic gate to an inverter, and any logic The same effect can be obtained even if a gate is used. Of course, there is no restriction on the number of gates.
実施の形態8.
図12はこの発明の実施の形態8による遅延回路を利用した半導体集積回路を示す回路図であり、図において、チップ全体/機能ブロック50上の遅延回路51,52は、上記実施の形態1から7で示したいずれかの遅延回路に相当するものであり、ラッチ53,54間、あるいは、ラッチ55,56間のように、ホールドによる誤動作を起こす恐れのある箇所に挿入されたものである。結果判定回路57は、チップ全体/機能ブロック50について所定の処理を実行した場合の実行結果と期待値との一致比較を判定するものであり、遅延時間制御回路58は、結果判定回路57による判定がホールドによる誤動作を起こすことなく、且つ遅延回路51,52による遅延時間が最小になるように、それら遅延回路51,52による遅延時間を制御するものである。
12 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit using a delay circuit according to the eighth embodiment of the present invention. In the figure, the
次に動作について説明する。
この実施の形態8は、半導体集積回路において、ホールド対策用に上記実施の形態1から7に示した遅延回路を適用したものである。
図12に示すように、チップ全体/機能ブロック50において、ラッチ53からラッチ54間のように論理ゲートが少なく、ラッチ53からラッチ54間の遅延時間よりもチップ全体/機能ブロック50へ供給するクロックのスキュー値の方が大きくなる可能性がある場合は、ホールドによる誤動作が発生する恐れが存在する。このホールドの対策としては、クロックスキュー値よりもラッチ53からラッチ54間の遅延時間が大きくなるように、ラッチ53からラッチ54間へ遅延を挿入させる方法が考えられる。しかし、必要以上の遅延を挿入すると回路規模の増大を来たす他、セットアップに対しても悪影響を及ぼし好ましく無い。従って、必要最小限の遅延を挿入させる必要がある。
Next, the operation will be described.
In the eighth embodiment, the delay circuit shown in the first to seventh embodiments is applied to hold measures in a semiconductor integrated circuit.
As shown in FIG. 12, in the entire chip /
この実施の形態8では、チップ全体/機能ブロック50において、ホールドによる誤動作を起こす恐れのある箇所、ラッチ53からラッチ54間、ラッチ55からラッチ56間・・・等の全てに対して、遅延回路51,52,・・・を挿入する。この場合の遅延回路51,52を構成するゲート段数は、回路規模削減のためにもできるだけ少ない方が望ましい。例えば、遅延回路を構成する論理ゲートにインバータを用いる場合には、2段もしくは、せいぜい多くとも4段までである。また、遅延時間制御回路58により、遅延回路51,52の遅延時間制御に必要な制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLを生成する。この生成方法の一例に関して以下に述べる。なお、遅延回路51,52に用いられる遅延回路の構成によっては、遅延時間制御に必要な制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLの全てを必要としない場合も存在するが、以下の説明では、全ての制御信号を必要とする場合について述べる。
In the eighth embodiment, in the entire chip /
チップ全体/機能ブロック50に対して、予め準備された一連の処理を実行し、その実行結果と期待値との一致比較を結果判定回路57で実施する。この一連の処理は、チップ全体/機能ブロック50の大部分の回路を活性化するものが望ましいが、現実的には困難であるので、一部であってもチップ全体/機能ブロック50のクリティカルパスが活性化されるものであれば大きな問題とはならない。プロセッサを用いれば、BIST(Built in Self Test)と同様の手法により容易に実現できる。結果判定回路57での判定結果に基づき遅延時間制御回路58を下記の通りインクリメンタルに制御することで実現する。
A series of processes prepared in advance are executed for the entire chip /
結果判定回路57および遅延時間制御回路58による遅延回路51,52の遅延時間最適化手法の一例について説明する。遅延時間制御回路58が出力する制御信号の初期値として、遅延回路51,52の遅延時間が最大となる値を用いる。例えば、VDDH、VDDL、VSSH、VSSLはVDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLとなる最大電位差、CNTLは遅延値を増大させたい論理ゲート数の最大値である。遅延時間制御回路58に対するリセット信号RESTが入力されると、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLはこの値に設定される。リセット信号REST解除後、チップ全体/機能ブロック50に対するテストモード設定信号TMODを入力すると、BIST動作が開始する。この時の動作速度は、最大速度では無く十分低速で動作させる。高速動作させるとセットアップ時間不足による誤動作の可能性があるためで、最大速度の10%以下の速度であることが望ましい。
An example of the delay time optimization method of the
結果判定回路57において、BIST動作終了をチップ全体/機能ブロック50の出力信号Endで検知した後、出力信号Resultと期待値とを比較し、一致/不一致を示す結果信号GO/NDを出力する。リセット信号RES投入後は、遅延回路51,52の遅延時間は最大値に設定しているので、ホールドによる誤動作は起きない。従って、結果信号GO/NDが不一致を示した場合は、ホールドによる誤動作以外の別の原因が考えられる。セットアップ不足による誤動作の場合は、動作速度をさらに低下させることで解決できる可能性がある。ここでは、ホールド以外の誤動作に関しては起こらないものと仮定して説明を続ける。
In the
リセット信号REST解除後のBIST動作で結果判定回路57により一致が確認できた後、遅延時間制御回路58は遅延値を増大させたいゲート数を1繰り下げた値に制御信号CNTLを再設定する。この後、チップ全体/機能ブロック50に対するテストモード設定信号TMODを再入力し、BIST動作を開始させ、結果判定回路57によるEnd信号検知→Result信号と期待値との一致比較→GO/NG信号の遅延時間制御回路58への出力の一連の動作を実行する。GO/NG信号が一致を示した場合には、遅延時間制御回路58は遅延値を増大させたいゲート数を1繰り下げた値に制御信号CNTLを再設定する。遅延値を増大させたいゲート数が最小値(“0”)となった場合には、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLに対して、VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLの電位差を制御できる最小単位で一段階ずつ小さくして行く。VDDHとVDDL、あるいはVSSHとVSSLのどちらか一方の組に対してのみ設定可能な場合は、設定可能な組に対してのみ制御する。VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLの両方に対して設定可能な場合には、どちらか一方を固定して他方を変化させる等、設定方法は色々な場合が考えられるが、事前に定めた設定方法に従ってVDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLの電位差をインクリメンタルに小さくしていくことになる。
After a match is confirmed by the
以上の動作を、結果判定回路57の結果信号GO/NDで不一致が出るまで繰り返す。遅延時間制御回路58は、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLの状態を記憶するレジスタとして、出力設定レジスタと既状態記憶レジスタとの2組のレジスタを備えている。出力設定レジスタは、遅延時間制御回路58の制御信号出力を設定するレジスタで、既状態記憶レジスタは、上記一連の動作を繰り返す仮定において、制御信号出力の一つ前の状態を記憶するレジスタである。リセット信号REST投入直後は、2組のレジスタは共に同じ値が設定される。結果判定回路57の結果信号GO/NDで不一致が出た時点で、遅延時間制御回路58は出力設定レジスタの値を既状態記憶レジスタの値へ設定し直し、一連の動作を終了する。
以上により遅延時間制御回路58の出力設定レジスタに設定された制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLにより、遅延回路51,52を制御することで、ホールドによる誤動作を回避できる必要最小限の遅延時間を遅延回路51,52に持たせることが可能となる。
The above operation is repeated until a mismatch occurs in the result signal GO / ND of the
As described above, by controlling the
なお、以上の説明は、チップ全体/機能ブロック50に対して、遅延時間制御回路58により一組の制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLを出力し制御する場合について述べたが、チップ全体/機能ブロック50を複数のサブブロックに分割し、分割した複数のサブブロックのそれぞれに対して、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLを複数組出力し制御する構成も考えられる。サブブロック単位での遅延回路の遅延時間の最適化を図る手法として有効である。しかし、説明に用いた図12のこの実施の形態8の構成でも、チップ全体/機能ブロック50の範囲をサブブロックまで細分化し、チップ内に複数ブロックを持たせる構成を採用しても同様の効果が得られる。
In the above description, a case where a set of control signals VDDH, VDDL, VSSH, VSSL, CNTL is output and controlled by the delay
実施の形態9.
図13はこの発明の実施の形態9による遅延回路を利用した位相調整回路を示す回路図であり、図において、位相調整回路60は、入力ブロック61より入力される入力信号Ainと基準信号Binとの位相を同一にし、出力信号Aoutと出力信号Boutとして出力ブロック62へ出力するものである。その位相調整回路60において、遅延回路63は、上記実施の形態1から7で示したいずれかの遅延回路に相当するものであり、入力信号(第1のデジタル信号)Ainを遅延して出力するものである。基準回路64は、基準信号(第2のデジタル信号)Binを遅延して出力するものである。位相比較回路65は、遅延回路63からの出力信号Aoutと基準回路64からの出力信号Boutとの位相比較を行なうものであり、遅延時間制御回路66は、位相比較回路65による位相比較結果が一致するように遅延回路63による遅延時間を制御するものである。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 13 is a circuit diagram showing a phase adjustment circuit using a delay circuit according to the ninth embodiment of the present invention. In the figure, the
次に動作について説明する。
この実施の形態9は、位相調整回路に、上記実施の形態1から7に示した遅延回路を適用したものである。
図13において、遅延回路63は、入力信号Ainを所望の遅延時間だけ遅らせて出力信号Aoutとして出力するもので、上記実施の形態1から7の遅延回路のいずれかを使用する。遅延回路63を構成する論理ゲートの種類、段数は、調整可能な位相範囲で決定される。調整が必要な位相範囲が大きければ、論理ゲート1段当りの遅延時間がより大きな論理ゲートが使用され、段数も当然多くなる。しかし、回路規模増大の問題を回避するためにも必要最小限の段数に留める必要があることは言うまでも無い。
基準回路64は、位相調整のための基準信号Binを位相調整に適当な遅延時間だけ遅らせて出力信号Boutとして出力するものである。入力信号Ainと基準信号Binとの位相のずれが事前に判っている場合において、この位相のずれを予め補正するために遅延させるのが目的で、基準信号Binよりも入力信号Ainの方が必ず進んでいる場合や、位相関係が事前に不明の場合には、あえて遅延を挿入する必要はなく、その場合には基準信号Binをスルーさせて出力信号Boutとして出力する。
Next, the operation will be described.
In the ninth embodiment, the delay circuit shown in the first to seventh embodiments is applied to the phase adjustment circuit.
In FIG. 13, a
The
位相比較回路65は、出力信号Aout,Boutの位相関係を検知し、遅延時間制御回路66へ遅延時間制御のための出力信号UP/DNを生成する。以下、立ち上がりエッジの位相を同一にする一例について説明する。出力信号Aout,Boutのそれぞれの立ち上がりで他方のBout,Aoutをそれぞれサンプリングする。その結果、(Aout,Bout)=(↑,0)且つ(Aout,Bout)=(1,↑)であれば、出力信号Aoutの立ち上がりの方が進んでいるので、出力信号Aoutを遅らせるために“DN”を出力する。また、(Aout,Bout)=(↑,1)且つ(Aout,Bout)=(0,↑)であれば、出力信号Aoutの立ち上がりの方が遅れているので、出力信号Aoutを進めるために“UP”を出力する。出力信号UP/DNの出力タイミングは同期信号SYNCに同期させて出力する。立ち下りエッジでエッジの位相を同一にするためには、Aout,Boutのそれぞれの立ち下がりで他方のBout,Aoutをそれぞれサンプリングするだけで上記と同様の手法で実現できる。
The
遅延時間制御回路66は、位相比較回路65の出力信号UP/DNに基づき遅延回路63に対する制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLを生成する。遅延回路63に用いられる遅延回路の構成によっては、全ての制御信号を必要としない場合も存在するが、以下の説明では、全ての制御信号を必要とする場合の動作の一例について述べる。遅延時間制御回路66に対するリセット信号RESTが投入されると、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSL、CNTLは、次の初期値に設定される。VDDH、VDDL、VSSH、VSSLは、VDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLとなる最大電位差、CNTLは、遅延値を増大させたい論理ゲート数の最大値と最小値との中間値である。リセット信号RESTの解除後、同期信号SYNCに同期して、位相比較回路65の出力信号UP/DNを検知し、“UP”の場合はCNTLを一つ小さい値に再設定し、“DN”の場合はCNTLを一つ大きい値に再設定する。遅延時間制御回路66は、位相比較回路65の出力信号UP/DNの一つ前の状態を記憶する既UP/DNレジスタを持っている。既UP/DNレジスタと出力信号UP/DNとの比較を同期信号SYNCに同期して毎回実施し、比較結果が異なるまで、制御信号CNTLを制御する動作を繰り返す。
The delay
“DN”が連続し、CNTLが遅延値を増大させたい論理ゲート数の最大値に達した場合は、これ以上遅延値を増大させることが不可能なので、出力フラグOV/UNに対して“OV”を出力し処理を終了する。“UP”が連続し、CNTLが遅延値を増大させたい論理ゲート数の最小値に達した場合は、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLを以下に従って制御する。VDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLとなっているので、VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLのそれぞれの電位差を制御できる最小の電位を単位として、VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLのそれぞれの電位差の縮小をSYNCに同期して、既UP/DNレジスタと出力信号UP/DNの比較結果が異なるまで実施する。それでもなお且つ“UP”が連続し、VDDH=VDDL、VSSH=VSSLとなると、次はVDDH<VDDL、VSSH<VSSLとし、順バイアスにより遅延値の減少をさらに続ける。さらになお且つ“UP”が連続し、順バイアスの最大電位差となった場合には、これ以上遅延値を減少させることが不可能なので、出力フラグOV/UNに対して“UN”を出力し処理を終了する。 When “DN” continues and CNTL reaches the maximum value of the number of logic gates for which the delay value is to be increased, it is impossible to increase the delay value any more, so “OV” for the output flag OV / UN. "Is output and the process ends. When “UP” continues and CNTL reaches the minimum value of the number of logic gates whose delay value is to be increased, the control signals VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL are controlled as follows. Since VDDH ≧ VDDL and VSSH ≧ VSSL, the potential difference between VDDH and VDDL and between VSSH and VSSL is reduced with the minimum potential that can control the potential difference between VDDH and VDDL and VSSH and VSSL as a unit. The process is performed in synchronization with SYNC until the comparison result between the existing UP / DN register and the output signal UP / DN is different. Still, when “UP” continues and VDDH = VDDL and VSSH = VSSL, the next is set to VDDH <VDDL and VSSH <VSSL, and the delay value is further reduced by forward bias. Furthermore, when “UP” continues and the maximum potential difference of the forward bias is reached, it is impossible to reduce the delay value any more, so “UN” is output to the output flag OV / UN and processed. Exit.
既UP/DNレジスタと出力信号UP/DNの比較結果が異なった場合、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLを以下に従って制御する。VDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLとなっているので、VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLのそれぞれの電位差を制御できる最小の電位を単位として、VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLのそれぞれの電位差の縮小をSYNCに同期して、既UP/DNレジスタと出力信号UP/DNの比較結果が同一になるまで実施する。“UP”が連続した場合はVDDH<VDDLとなる方向へ電位差を制御できる最小の電位を単位で再設定し、“DN”の場合はVDDH>VDDLとなる方向へ電位差を制御できる最小の電位を単位で再設定する。既UP/DNレジスタと出力信号UP/DNとの比較結果が異なるまで、制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLを制御する動作を繰り返す。 When the comparison result between the existing UP / DN register and the output signal UP / DN is different, the control signals VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL are controlled according to the following. Since VDDH ≧ VDDL and VSSH ≧ VSSL, the potential difference between VDDH and VDDL and between VSSH and VSSL is reduced with the minimum potential that can control the potential difference between VDDH and VDDL and VSSH and VSSL as a unit. The process is performed in synchronization with SYNC until the comparison result between the existing UP / DN register and the output signal UP / DN becomes the same. If “UP” continues, the minimum potential that can control the potential difference in the direction of VDDH <VDDL is reset in units. If “DN”, the minimum potential that can control the potential difference in the direction of VDDH> VDDL is set. Reset in units. The operation of controlling the control signals VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL is repeated until the comparison result between the existing UP / DN register and the output signal UP / DN is different.
制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLを制御において、VDDHとVDDL、あるいはVSSHとVSSLのどちらか一方の組に対してのみ設定可能な場合は、設定可能な組に対してのみ制御する。VDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLの両方に対して設定可能な場合には、どちらか一方を固定して他方を変化させる等、設定方法は色々な場合が考えられるが、事前に定めた設定方法に従ってVDDHとVDDL、およびVSSHとVSSLの電位差を制御できる最小の電位を単位として制御していくことになる。 In the control of the control signals VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL, when setting is possible only for one of VDDH and VDDL or VSSH and VSSL, the control is performed only for the settable. When setting is possible for both VDDH and VDDL, and VSSH and VSSL, there are various setting methods such as fixing one of them and changing the other, but a predetermined setting method. Accordingly, the minimum potential that can control the potential difference between VDDH and VDDL and between VSSH and VSSL is controlled as a unit.
以上の説明では、遅延時間制御回路66に対するリセット信号REST投入後の制御信号VDDH、VDDL、VSSH、VSSLの初期値として、VDDH、VDDL、VSSH、VSSLはVDDH≧VDDL、VSSH≧VSSLとなる最大電位差、CNTLは遅延値を増大させたい論理ゲート数の最大値と最小値の中間値とした場合について述べた。この初期値として、VDDH、VDDL、VSSH、VSSLはVDDH=VDDL、VSSH=VSSLとしたり、VDDH<VDDL、VSSH<VSSLとなる最大電位差とすることも可能である。いずれの場合も、最初にCNTLによりゲート段数を決定し、その後、VDDH、VDDL、VSSH、VSSLにより電位差を決定することで、大まかな位相合わせの後、細かな位相合わせを行うことが可能となる。
以上により小さな回路構成で細かな分解能での位相調整回路の実現が可能となる。
In the above description, as the initial values of the control signals VDDH, VDDL, VSSH, and VSSL after the reset signal REST is input to the delay
As described above, it is possible to realize a phase adjustment circuit with a small circuit configuration and fine resolution.
実施の形態10.
図14はこの発明の実施の形態10による遅延回路を利用したDLL(Delay Locked Loop)回路を示す回路図であり、図において、位相調整回路60は、図13と同等のものであるが、遅延回路63は、入力信号Ainとして、機能ブロック70の位相調整対象となるクロック信号CLKoutを入力し、遅延した出力信号Aoutとして、その機能ブロック70のクロック信号CLKinを出力するものである。基準回路64は、基準信号Binとして、位相を合わせるための基準クロック信号CLKbaseを入力し、遅延して出力するものである。また、位相比較回路65は、遅延回路63に入力される入力信号Ainと基準回路64に入力される基準信号Binとの位相比較を行なうものである。
機能ブロック70は、クロックドライバ71、クロックツリードライバ72〜74、ラッチ75から構成され、クロック信号CLKinを入力し、ラッチ75手前のクロックツリードライバ74を経たクロック信号CLKoutを出力し、遅延回路63に入力するものである。
FIG. 14 is a circuit diagram showing a DLL (Delay Locked Loop) circuit using a delay circuit according to the tenth embodiment of the present invention. In the figure, the
The
次に動作について説明する。
この実施の形態10は、機能ブロック70のクロック信号CLKoutの位相を基準クロック信号CLKbaseの位相と合わせるために、上記実施の形態9に示した位相調整回路で位相比較回路65を入力信号側に移動したものを適用したものである。
図14において、位相調整回路60の遅延回路63の出力信号Aoutを機能ブロック70に対するクロック信号CLKinへ入力し、機能ブロック70の位相調整対象となるクロック信号CLKoutを出力する。クロック信号CLKoutは、クロック信号CLKinを直接出力させても良いが、クロック信号CLKinをクロックドライバ71でドライブした後、クロック分配に用いたクロックツリードライバ74を経て末端のラッチ75へ供給する手前の信号をクロック信号CLKoutとして出力させるのが一般的である。位相調整回路60の入力信号Ainには、クロック位相調整の対象となる機能ブロック70のクロック信号CLKoutを、基準信号Binには、位相を合わせるための基準クロック信号CLKbaseをそれぞれ入力する。
以上の構成により、上記実施の形態9で述べた位相調整回路60の動作原理に基づき、機能ブロック70内のクロック信号CLKoutの位相を基準クロック信号CLKbaseの位相と容易に合わせることが可能となる。
Next, the operation will be described.
In the tenth embodiment, in order to match the phase of the clock signal CLKout of the
In FIG. 14, the output signal Aout of the
With the above configuration, based on the operation principle of the
実施の形態11.
図15はこの発明の実施の形態11による遅延回路を利用した半導体集積回路を示す回路図であり、図において、チップ全体、あるいはシステム全体の大規模ブロックにおいて、チップ全体/システム全体80を複数のブロックに分割し、複数に分割した機能ブロックのそれぞれにDLL回路を設けたものである。
基準回路64aを含む位相調整回路60a、およびクロックドライバ71a、クロックツリードライバ72a〜74a、ラッチ75aから構成された機能ブロック70aは、図14で示したDLL回路と同等のものであり、同様に、基準回路64bを含む位相調整回路60b、およびクロックドライバ71b、クロックツリードライバ72b〜74b、ラッチ75bから構成された機能ブロック70b、また、基準回路64cを含む位相調整回路60c、およびクロックドライバ71c、クロックツリードライバ72c〜74c、ラッチ75cから構成された機能ブロック70cは、伴に図14で示したDLL回路と同等のものである。これらDLL回路は、複数に分割された機能ブロック70a〜70c間のクロックスキュー調整に用いられるものである。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a semiconductor integrated circuit using a delay circuit according to the eleventh embodiment of the present invention. In FIG. Each of the functional blocks divided into a plurality of blocks is provided with a DLL circuit.
The
次に動作について説明する。
この実施の形態11は、複数に分割された機能ブロック70a〜70c間のクロックスキュー調整に、上記実施の形態10に示したDLL回路を適用したものである。
図15のチップ全体/システム全体80において、基準クロック信号CLKbaseの供給を必要とする範囲を複数の機能ブロック70a,70b,70c,・・・に分割する。機能ブロック70a〜70c内のクロックスキュー調整は、各機能ブロック内でクロックツリー、クロックメッシュ等の技術を用いて実施するものとする。機能ブロック70a〜70c間のスキュー調整は、各機能ブロック70a〜70cにそれぞれに備え付けた位相調整回路60a〜60cにより、各機能ブロック70a〜70cに分配された基準クロック信号CLKbaseと各機能ブロック内部に分配されたクロック信号CLKoutの位相調整を行うことで実現できる。
Next, the operation will be described.
In the eleventh embodiment, the DLL circuit shown in the tenth embodiment is applied to the clock skew adjustment between the
In the entire chip /
位相調整回路60a〜60cのそれぞれの出力信号Aoutを機能ブロック70a〜70cのそれぞれに対するクロック信号CLKinへ入力し、機能ブロック70a〜70cの位相調整対象となるクロック信号をCLKoutとして出力する。CLKoutはCLKinを直接出力させても良いが、CLKinを各機能ブロック70a〜70c内で分配させてそれぞれの末端のラッチ75a〜75cへ供給する手前の信号をCLKoutとして出力させるのが一般的である。位相調整回路60a〜60cのそれぞれの入力信号Ainには、クロック位相調整の対象となる機能ブロック70a〜70cのそれぞれのクロック信号CLKoutを、入力信号Binには、チップ全体/システム全体80に分配された基準クロック信号CLKbaseをそれぞれ入力する。
The output signal Aout of each of the
基準クロック信号CLKbaseの分配においては、各機能ブロック70a〜70cのそれぞれのクロック信号CLKinに到達させる遅延時間に差異が生じないように、等長配線分配、クロックツリー分配、Hツリー構造分配等の工夫が必要である。しかし、各機能ブロック70a〜70cのそれぞれのCLKinに到達する遅延時間差が予め分っている場合、あるいは、特定の機能ブロックに対して意図的に遅延差を付けたい場合等は、位相調整回路70a〜70cのそれぞれ内部に設けられた基準回路64a〜64cに所望の遅延を持たせることで容易に対処できる。
以上により、クロックのスキュー調整が困難なチップ全体/システム全体80の大規模ブロックにおいても、分割した機能ブロック70a〜70c毎に回路構成が小規模な位相調整回路60a〜60cを付加するだけで、容易にクロックスキュー調整が実現できる。
In the distribution of the reference clock signal CLKbase, devices such as equal-length wiring distribution, clock tree distribution, and H-tree structure distribution are used so that there is no difference in the delay time for reaching the clock signal CLKin of each of the
As described above, even in the large-scale block of the whole chip / the
実施の形態12.
図16はこの発明の実施の形態12による遅延回路を利用したPLL(Phase Locked Loop)回路を示す回路図であり、図において、位相調整回路60は、図14と同等のものであるが、1/N分周回路90は、遅延回路63から出力されたクロック信号CLKxnを1/N(Nは任意の自然数)分周してその遅延回路63に入力するようにしたものである。基準回路64は、基準信号Binとして、位相を合わせるための基準クロック信号CLKbaseを入力し、遅延して出力するものである。
FIG. 16 is a circuit diagram showing a PLL (Phase Locked Loop) circuit using a delay circuit according to the twelfth embodiment of the present invention. In the figure, a
次に動作について説明する。
この実施の形態12は、基準クロックを逓倍させたクロックを得るために、上記実施の形態10に示した位相調整回路を適用したものである。
図16において、位相調整回路60の遅延回路63の出力信号Aoutを1/N分周回路90へ入力すると、クロック周期が1/Nに分周されたクロック信号が出力される。よって、位相調整回路60の入力信号Ainには、出力信号Aoutの周期を1/Nに分周したクロック信号が入力され、入力信号Binには、基準クロック信号CLKbaseがそれぞれ入力されることになる。この結果、基準クロック信号CLKbaseと入力信号Ainの1/N分周クロックとの位相調整がなされ、出力信号Aout、すなわちクロック信号CLKxnへは基準クロック信号CLKbaseのN逓倍されたクロックが出力される。
以上の構成により、実施の形態9で述べた位相調整回路60の動作原理に基づき、基準クロック信号CLKbaseのN逓倍したクロックを容易に得ることが可能となる。
Next, the operation will be described.
In the twelfth embodiment, the phase adjustment circuit shown in the tenth embodiment is applied to obtain a clock obtained by multiplying the reference clock.
In FIG. 16, when the output signal Aout of the
With the above configuration, a clock obtained by multiplying the reference clock signal CLKbase by N can be easily obtained based on the operation principle of the
実施の形態13.
図17はこの発明の実施の形態13による遅延回路を利用したPLL回路を示す回路図であり、図において、位相調整回路60および機能ブロック70は、図13と同等のものであるが、1/N分周回路90は、機能ブロック70のラッチ75手前のクロックツリードライバ74を経たクロック信号CLKoutを1/N分周して遅延回路63に入力するようにしたものである。
FIG. 17 is a circuit diagram showing a PLL circuit using a delay circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention. In the figure,
次に動作について説明する。
この実施の形態13は、機能ブロック70のクロック信号CLKoutの位相を基準クロック信号CLKbaseの位相と合わせ、さらに、基準クロック信号CLKbaseのN逓倍させたクロックを得るために、上記実施の形態10に示したDLL回路を適用したものである。
図17において、位相調整回路60の遅延回路63の出力信号Aoutを機能ブロック70に対するクロック信号CLKinへ入力し、機能ブロック70の位相調整対象となるクロック信号をCLKoutとして出力する。CLKoutはCLKinを直接出力させても良いが、CLKinをクロックドライバ71でドライブした後、クロック分配に用いたクロックツリードライバ74を経て末端のラッチ75へ供給する手前の信号をCLKoutとして出力させるのが一般的である。位相調整回路60の入力信号Ainには、逓倍クロック位相調整の対象となる機能ブロック70の出力信号CLKoutを1/N分周器90によりクロック周期が1/Nに分周されたクロックが入力され、入力信号Binには、位相を合わせるための基準クロック信号CLKbaseが入力される。その結果、基準クロック信号CLKbaseと機能ブロック70のCLKoutの1/N分周クロックとの位相調整がなされる。すなわち、この時位相調整に用いられたクロック信号CLKoutは基準クロック信号CLKbaseをN逓倍されたクロックであることから、機能ブロック70に対して、基準クロック信号CLKbaseと位相が合ったN逓倍されたクロックが供給されたことになる。
以上の構成により、実施の形態9で述べた位相調整回路60の動作原理に基づき、特定の機能ブロック70に対して、基準クロック信号CLKbaseと位相を合わせ、しかも基準クロック信号CLKbase をN逓倍させたクロックを容易に供給させることが可能となる。
Next, the operation will be described.
The thirteenth embodiment is shown in the tenth embodiment in order to obtain a clock obtained by matching the phase of the clock signal CLKout of the
In FIG. 17, the output signal Aout of the
With the above configuration, based on the operation principle of the
1〜n インバータ(論理ゲート)、1a〜na,1n P−chトランジスタ、1b〜nb,1m N−chトランジスタ、1c〜nc スイッチ(第1のスイッチ群)、1d〜nd スイッチ(第2のスイッチ群)、1e P−chトランジスタ(第1のP−chトランジスタ)、1f,1k P−chトランジスタ(第2のP−chトランジスタ)、1g,1j インバータ、1h N−chトランジスタ(第1のN−chトランジスタ)、1i,1l N−chトランジスタ(第2のN−chトランジスタ)、11〜18 インバータ、21〜28,31〜38 スイッチ、30 プライオリティエンコーダ(第1のプライオリティエンコーダ)、40 プライオリティエンコーダ(第2のプライオリティエンコーダ)、50 チップ全体/機能ブロック、51,52,63 遅延回路、53〜56,75,75a〜75c ラッチ、57 結果判定回路、58,66 遅延時間制御回路、60,60a〜60c 位相調整回路、61 入力ブロック、62 出力ブロック、64,64a〜64c 基準回路、65 位相比較回路、70,70a〜70c 機能ブロック、71,71a〜71c クロックドライバ、72〜74,72a〜72c,73a〜73c,74a〜74c クロックツリードライバ、80 チップ全体/システム全体、90 1/N分周回路。 1-n inverter (logic gate), 1a-na, 1n P-ch transistor, 1b-nb, 1m N-ch transistor, 1c-nc switch (first switch group), 1d-nd switch (second switch) Group), 1e P-ch transistor (first P-ch transistor), 1f, 1k P-ch transistor (second P-ch transistor), 1g, 1j inverter, 1h N-ch transistor (first N-channel transistor) -Ch transistor), 1i, 1l N-ch transistor (second N-ch transistor), 11-18 inverter, 21-28, 31-38 switch, 30 priority encoder (first priority encoder), 40 priority encoder (Second priority encoder), 50 chips / machine Block, 51, 52, 63 delay circuit, 53-56, 75, 75a-75c latch, 57 result judgment circuit, 58, 66 delay time control circuit, 60, 60a-60c phase adjustment circuit, 61 input block, 62 output block 64, 64a to 64c reference circuit, 65 phase comparison circuit, 70, 70a to 70c functional block, 71, 71a to 71c clock driver, 72 to 74, 72a to 72c, 73a to 73c, 74a to 74c clock tree driver, 80 Whole chip / whole system, 90 1 / N divider circuit.
Claims (18)
上記論理ゲートを複数段直列接続して形成され、入力されるデジタル信号をそれら複数段の論理ゲートを通過させることにより遅延させる直列回路と、
上記各P−chトランジスタの基板電極に第1の電位を供給する第1の電位供給回路と、
第2の電位を供給する第2の電位供給回路と、
上記各P−chトランジスタのソース電極に接続され、そのソース電極に供給する電位として上記第1の電位または上記第2の電位を選択する第1のスイッチ群とを備え、
上記第1の電位供給回路から供給される第1の電位および上記第2の電位供給回路から供給される第2の電位のうちの少なくとも一方の電位は調整自在にされたことを特徴とする遅延回路。 A logic gate composed of a P-ch transistor and an N-ch transistor;
A series circuit formed by connecting the logic gates in a plurality of stages, and delaying an input digital signal by passing the logic gates in the plurality of stages;
A first potential supply circuit for supplying a first potential to the substrate electrode of each P-ch transistor;
A second potential supply circuit for supplying a second potential;
A first switch group connected to the source electrode of each P-ch transistor and selecting the first potential or the second potential as a potential supplied to the source electrode;
The delay characterized in that at least one of the first potential supplied from the first potential supply circuit and the second potential supplied from the second potential supply circuit is adjustable. circuit.
上記論理ゲートを複数段直列接続して形成され、入力されるデジタル信号をそれら複数段の論理ゲートを通過させることにより遅延させる直列回路と、
上記各N−chトランジスタの基板電極に第3の電位を供給する第3の電位供給回路と、
第4の電位を供給する第4の電位供給回路と、
上記各N−chトランジスタのソース電極に接続され、そのソース電極に供給する電位として上記第3の電位または上記第4の電位を選択する第2のスイッチ群とを備え、
上記第3の電位供給回路から供給される第3の電位および上記第4の電位供給回路から供給される第4の電位のうちの少なくとも一方の電位は調整自在にされたことを特徴とする遅延回路。 A logic gate composed of a P-ch transistor and an N-ch transistor;
A series circuit formed by connecting the logic gates in a plurality of stages, and delaying an input digital signal by passing the logic gates in the plurality of stages;
A third potential supply circuit for supplying a third potential to the substrate electrode of each N-ch transistor;
A fourth potential supply circuit for supplying a fourth potential;
A second switch group connected to the source electrode of each N-ch transistor and selecting the third potential or the fourth potential as a potential supplied to the source electrode;
The delay characterized in that at least one of the third potential supplied from the third potential supply circuit and the fourth potential supplied from the fourth potential supply circuit is adjustable. circuit.
上記論理ゲートを複数段直列接続して形成され、入力されるデジタル信号をそれら複数段の論理ゲートを通過させることにより遅延させる直列回路と、
上記各P−chトランジスタの基板電極に第1の電位を供給する第1の電位供給回路と、
第2の電位を供給する第2の電位供給回路と、
上記各P−chトランジスタのソース電極に接続され、そのソース電極に供給する電位として上記第1の電位または上記第2の電位を選択する第1のスイッチ群と、
上記各N−chトランジスタの基板電極に第3の電位を供給する第3の電位供給回路と、
第4の電位を供給する第4の電位供給回路と、
上記各N−chトランジスタのソース電極に接続され、そのソース電極に供給する電位として上記第3の電位または上記第4の電位を選択する第2のスイッチ群とを備え、
上記第1の電位供給回路から供給される第1の電位および上記第2の電位供給回路から供給される第2の電位のうちの少なくとも一方の電位は調整自在にされると共に、上記第3の電位供給回路から供給される第3の電位および上記第4の電位供給回路から供給される第4の電位のうちの少なくとも一方の電位は調整自在にされたことを特徴とする遅延回路。 A logic gate composed of a P-ch transistor and an N-ch transistor;
A series circuit formed by connecting the logic gates in a plurality of stages, and delaying an input digital signal by passing the logic gates in the plurality of stages;
A first potential supply circuit for supplying a first potential to the substrate electrode of each P-ch transistor;
A second potential supply circuit for supplying a second potential;
A first switch group connected to the source electrode of each of the P-ch transistors and selecting the first potential or the second potential as a potential supplied to the source electrode;
A third potential supply circuit for supplying a third potential to the substrate electrode of each N-ch transistor;
A fourth potential supply circuit for supplying a fourth potential;
A second switch group connected to the source electrode of each N-ch transistor and selecting the third potential or the fourth potential as a potential supplied to the source electrode;
At least one of the first potential supplied from the first potential supply circuit and the second potential supplied from the second potential supply circuit is adjustable, and the third potential is adjusted. A delay circuit, wherein at least one of a third potential supplied from a potential supply circuit and a fourth potential supplied from the fourth potential supply circuit is adjustable.
第1の電位供給回路に接続され、選択信号に応じて動作する第1のP−chトランジスタと、
第2の電位供給回路に接続され、選択信号に応じて動作する第2のP−chトランジスタとを備えたトランスファゲートで構成されたセレクタであることを特徴とする請求項1または請求項3記載の遅延回路。 The first switch group
A first P-ch transistor connected to the first potential supply circuit and operating in response to a selection signal;
4. The selector comprising a transfer gate having a second P-ch transistor connected to a second potential supply circuit and operating in response to a selection signal. Delay circuit.
第3の電位供給回路に接続され、選択信号に応じて動作する第1のN−chトランジスタと、
第4の電位供給回路に接続され、選択信号に応じて動作する第2のN−chトランジスタとを備えたトランスファゲートで構成されたセレクタであることを特徴とする請求項2または請求項3記載の遅延回路。 The second group of switches
A first N-ch transistor connected to the third potential supply circuit and operating in response to a selection signal;
4. The selector comprising a transfer gate having a second N-ch transistor connected to a fourth potential supply circuit and operating in response to a selection signal. Delay circuit.
選択信号に応じて動作するP−chトランジスタおよびN−chトランジスタを備えたトランスファゲートで構成されたセレクタであり、
第1の電位供給回路にP−chトランジスタが接続される場合には、第2の電位供給回路にN−chトランジスタが接続され、第1の電位供給回路にN−chトランジスタが接続される場合には、第2の電位供給回路にP−chトランジスタが接続されることを特徴とする請求項1または請求項3記載の遅延回路。 The first switch group
A selector composed of a transfer gate having a P-ch transistor and an N-ch transistor operating in response to a selection signal;
When a P-ch transistor is connected to the first potential supply circuit, an N-ch transistor is connected to the second potential supply circuit, and an N-ch transistor is connected to the first potential supply circuit. 4. The delay circuit according to claim 1, wherein a P-ch transistor is connected to the second potential supply circuit.
選択信号に応じて動作するP−chトランジスタおよびN−chトランジスタを備えたトランスファゲートで構成されたセレクタであり、
第3の電位供給回路にN−chトランジスタが接続される場合には、第4の電位供給回路にP−chトランジスタが接続され、第3の電位供給回路にP−chトランジスタが接続される場合には、第4の電位供給回路にN−chトランジスタが接続されることを特徴とする請求項2または請求項3記載の遅延回路。 The second group of switches
A selector composed of a transfer gate having a P-ch transistor and an N-ch transistor operating in response to a selection signal;
When an N-ch transistor is connected to the third potential supply circuit, a P-ch transistor is connected to the fourth potential supply circuit, and a P-ch transistor is connected to the third potential supply circuit 4. The delay circuit according to claim 2, wherein an N-ch transistor is connected to the fourth potential supply circuit.
遅延時間に対応した入力される第2の制御信号をエンコードして、第2のスイッチ群を動作させる第2の選択信号を生成し、その第2のスイッチ群に供給する第2のプライオリティエンコーダを備えたことを特徴とする請求項3記載の遅延回路。 A first priority encoder that encodes an input first control signal corresponding to the delay time, generates a first selection signal for operating the first switch group, and supplies the first selection signal to the first switch group; ,
A second priority encoder that encodes a second control signal input corresponding to the delay time, generates a second selection signal for operating the second switch group, and supplies the second selection signal to the second switch group; 4. The delay circuit according to claim 3, further comprising a delay circuit.
上記チップ全体または機能ブロックについて所定の処理を実行した場合の実行結果と期待値との一致比較を判定する結果判定回路と、
上記結果判定回路による判定がホールドによる誤動作を起こすことなく、且つ上記遅延回路による遅延時間が最小になるように、その遅延回路による遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを備えた半導体集積回路。 The delay circuit according to any one of claims 1 to 12, wherein the delay circuit is inserted in a place where there is a risk of malfunction due to hold in the entire chip or the functional block.
A result determination circuit for determining a coincidence comparison between an execution result and an expected value when a predetermined process is executed for the entire chip or the functional block;
A semiconductor integrated circuit comprising: a delay time control circuit for controlling a delay time by the delay circuit so that the determination by the result determination circuit does not cause a malfunction due to hold and the delay time by the delay circuit is minimized.
入力される第2のデジタル信号を遅延して出力する基準回路と、
上記遅延回路から出力された第1のデジタル信号と上記基準回路から出力された第2のデジタル信号との位相比較を行なう位相比較回路と、
上記位相比較回路による位相比較結果が一致するように上記遅延回路による遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを備えた位相調整回路。 The delay circuit according to any one of claims 1 to 12, wherein the first digital signal input is output after being delayed;
A reference circuit for delaying and outputting an input second digital signal;
A phase comparison circuit for performing phase comparison between the first digital signal output from the delay circuit and the second digital signal output from the reference circuit;
A phase adjustment circuit comprising: a delay time control circuit that controls a delay time by the delay circuit so that phase comparison results by the phase comparison circuit match.
位相を合わせるための基準クロック信号を入力し、遅延して出力する基準回路と、
上記遅延回路に入力されるクロック信号と上記基準回路に入力される基準クロック信号との位相比較を行なう位相比較回路と、
上記位相比較回路による位相比較結果が一致するように上記遅延回路による遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを備えたDLL回路。 The delay circuit according to any one of claims 1 to 12, wherein a clock signal to be phase-adjusted for a functional block is input, delayed and output as a clock signal for the functional block;
A reference circuit for inputting a reference clock signal for adjusting the phase and outputting the delayed signal, and
A phase comparison circuit for performing phase comparison between a clock signal input to the delay circuit and a reference clock signal input to the reference circuit;
A DLL circuit comprising: a delay time control circuit that controls a delay time by the delay circuit so that phase comparison results by the phase comparison circuit match.
上記遅延回路から出力されたクロック信号を1/N(Nは任意の自然数)分周してその遅延回路に入力する1/N分周回路と、
入力される基準クロック信号を遅延して出力する基準回路と、
上記遅延回路に入力されるクロック信号と上記基準回路に入力される基準クロック信号との位相比較を行なう位相比較回路と、
上記位相比較回路による位相比較結果が一致するように上記遅延回路による遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを備えたPLL回路。 The delay circuit according to any one of claims 1 to 12, wherein an input clock signal is delayed and output;
A 1 / N frequency dividing circuit that divides the clock signal output from the delay circuit by 1 / N (N is an arbitrary natural number) and inputs the frequency divided to the delay circuit;
A reference circuit that delays and outputs an input reference clock signal;
A phase comparison circuit for performing phase comparison between a clock signal input to the delay circuit and a reference clock signal input to the reference circuit;
A PLL circuit comprising: a delay time control circuit for controlling a delay time by the delay circuit so that phase comparison results by the phase comparison circuit match.
上記1/N分周回路により1/N分周されたクロック信号を遅延して上記機能ブロックのクロック信号として出力する請求項1から請求項12のうちのいずれか1項記載の遅延回路と、
位相を合わせるための基準クロック信号を入力し、遅延して出力する基準回路と、
上記遅延回路に入力されるクロック信号と上記基準回路に入力される基準クロック信号との位相比較を行なう位相比較回路と、
上記位相比較回路による位相比較結果が一致するように上記遅延回路による遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを備えたPLL回路。 A 1 / N frequency dividing circuit that inputs a clock signal to be subjected to phase adjustment of the functional block and divides the frequency by 1 / N (N is an arbitrary natural number)
The delay circuit according to any one of claims 1 to 12, wherein a clock signal divided by 1 / N by the 1 / N divider circuit is delayed and output as a clock signal of the functional block;
A reference circuit for inputting a reference clock signal for adjusting the phase and outputting the delayed signal, and
A phase comparison circuit for performing phase comparison between a clock signal input to the delay circuit and a reference clock signal input to the reference circuit;
A PLL circuit comprising: a delay time control circuit for controlling a delay time by the delay circuit so that phase comparison results by the phase comparison circuit match.
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2004
- 2004-07-12 JP JP2004204738A patent/JP2006033061A/en active Pending
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