JP2007257498A - Spread spectrum clock generator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一定周波数のクロックから周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックを生成するスペクトラム拡散クロックジェネレータに関する。 The present invention relates to a spread spectrum clock generator that generates a spread spectrum clock whose frequency varies periodically from a constant frequency clock.
近年、電子機器の益々の高速化および高密度化に伴い、その電子機器から放射される電磁波ノイズ(EMI(Electro Magnetic Interference)ノイズ)も増大する傾向にある。 2. Description of the Related Art In recent years, with increasing speed and density of electronic devices, electromagnetic noise (EMI (Electro Magnetic Interference) noise) radiated from the electronic devices tends to increase.
ここで、電磁波ノイズを抑制する手段として、スペクトラム拡散クロックジェネレータ(SSCG:Spectrum Spread Clock Generator)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。スペクトラム拡散とは、水晶振動子等で生成される基本クロックの周波数を、予め定められたプロファイル(周波数変調プロファイルと称する)で周期的に変動させることをいい、スペクトラム拡散クロックジェネレータでは、この周波数拡散によって電磁波ノイズが有する周波数が分散されるため、電磁波ノイズのピークレベルを小さく抑えることができる。 Here, a spread spectrum clock generator (SSCG) is known as means for suppressing electromagnetic wave noise (see, for example, Non-Patent Document 1). Spread spectrum refers to periodically changing the frequency of a basic clock generated by a crystal resonator or the like with a predetermined profile (referred to as a frequency modulation profile). Since the frequency of the electromagnetic noise is dispersed by this, the peak level of the electromagnetic noise can be kept small.
スペクトラム拡散クロックジェネレータの方式としては、PLL(Phase Locked Loop)回路を用いるアナログ方式によるものと、遅延回路(ディレイライン)を用いるデジタル方式によるものとがある。 As a spread spectrum clock generator system, there are an analog system using a PLL (Phase Locked Loop) circuit and a digital system using a delay circuit (delay line).
図7は、従来の、デジタル方式によるスペクトラム拡散クロックジェネレータの回路構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional spread spectrum clock generator using a digital method.
図7に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ100は、一定周波数のクロックCLKから周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロック(変調CLKと称する)を生成するスペクトラム拡散クロックジェネレータである。
A spread
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ100には、入力されたクロックCLKを単位遅延量(dt)だけ遅延して出力する遅延セル(単位遅延素子)11が複数直列に接続された遅延回路10が備えられている。複数の遅延セル11は、それぞれ、2つの2入力NANDゲート11_1,11_2から構成されている。尚、2入力NANDゲート11_1,11_2の空きピンは‘H’レベルに固定されている。このように、遅延回路10を構成する遅延セル11に、2入力NANDゲート2段という構成を採用することにより、セルサイズを小さくしたり、クロックCLKの立ち上がり時間と立下り時間とを均一にしたりすることができる。
The spread
また、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ100には、遅延回路10上の8つの入力ポートからその遅延回路10にクロックCLKを入力する8つのクロック入力回路20_0,20_1,…,20_7が備えられている。
The spread
さらに、スペクトラム拡散クロックジェネレータ100には、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ100から変調CLKを出力するための2入力NANDゲート30が備えられている。
Further, the spread
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ100では、クロックCLKを遅延回路10に入力するにあたり、その遅延回路10の入り口であるクロック入力回路20_0,20_1,…,20_7が順に選択される。詳細には、クロック入力回路20_0,20_1,…,20_7は、それぞれ、2入力NANDゲートで構成されており、これら2入力NANDゲートの一方にはクロックCLKが共通に入力される。また、これら2入力NANDゲートの他方には、選択信号SEL0〜7が入力される。これらの選択信号SEL0〜7は順次‘H’レベルとなり、これによりクロック入力回路20_0,20_1,…,20_7が順次選択されることとなる。
In the spread
図8は、図7に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータの、クロックCLKのサイクルに伴って選択される遅延回路の入り口およびそれに伴って増減する遅延時間と変調CLKの周期を示す図、図9は、変調CLKの波形を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the entrance of the delay circuit selected along with the cycle of the clock CLK and the delay time increasing and decreasing along with the delay time and the period of the modulation CLK of the spread spectrum clock generator shown in FIG. It is a figure which shows the waveform of CLK.
図8には、クロックCLKのサイクル(cycle)と、選択信号SEL0〜7に対応する遅延回路10の入り口と、その入り口に入力されたクロックCLKが出口に到達するまでの遅延時間と、変調CLKの周期とが示されている。
FIG. 8 shows the cycle of the clock CLK, the entrance of the
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ100では、クロックCLKのサイクルに同期して、図8に示すようにして遅延回路10の入り口が選択されてクロックCLKが入力される。具体的には、クロック入力回路20_0,20_1,…,20_7,20_7,20_6,…,20_0の順に選択されて、クロックCLKが遅延回路10に入力されることとなる。ここで、遅延回路10を構成する、クロック入力回路20_0,20_1間における遅延セル11の個数は1個であり、クロック入力回路20_1,20_2間における遅延セル11の個数は2個である。また、クロック入力回路20_2,20_3間における遅延セル11の個数は3個であり、クロック入力回路20_3,20_4間における遅延セル11の個数は4個である。さらに、クロック入力回路20_4,20_5間における遅延セル11の個数は3個であり、クロック入力回路20_5,20_6間における遅延セル11の個数は2個、クロック入力回路20_6,20_7間における遅延セル11の個数は1個である。
In the spread
このように、選択された入り口それぞれに対応して遅延セル11の個数が異なるため、図8に示す順で遅延回路10の入り口が選択されると、この図8に示すように、入力されたクロックCLKが出口に到達するまでの遅延時間が変化する。これにより、変調CLKの周期が増減し、その変調CLKの波形は、図9に示すように、周期が僅かに増減した波形になる。このようにして、クロックCLKの周波数を周期的に増減させることにより、電磁波ノイズが有する周波数を分散して、電磁波ノイズのピークレベルを小さく抑えることができる。
ここで、クロックCLKの周期の増減する度合い(図8、図9では±0〜±4dt)を、周期に対する比として変調度(変調の深さ)と称する。変調度が深いと、一般には、ノイズ低減の効果は大きいものの、一方で、最短となるクロックCLKの周期が短くなるため、そのクロックCLKで動作する回路に高速な動作が要求される。このため、変調度はノイズ低減の効果と回路の正常動作の双方を睨みつつ、回路ごとに適切な値を選択することが多い。 Here, the degree of increase / decrease in the period of the clock CLK (± 0 to ± 4 dt in FIGS. 8 and 9) is referred to as a modulation degree (modulation depth) as a ratio to the period. When the modulation degree is deep, in general, the effect of noise reduction is large, but on the other hand, the cycle of the shortest clock CLK is shortened, so that a circuit operating with the clock CLK is required to operate at high speed. For this reason, the modulation degree is often selected as an appropriate value for each circuit while taking into account both the noise reduction effect and the normal operation of the circuit.
デジタル方式によるスペクトラム拡散クロックジェネレータにおいて、異なる変調度を実現するためには、以下に説明するスペクトラム拡散クロックジェネレータが採用される。 In order to realize different modulation degrees in a digital spread spectrum clock generator, a spread spectrum clock generator described below is employed.
図10は、従来の、図7とは異なるスペクトラム拡散クロックジェネレータの回路構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a circuit configuration of a conventional spread spectrum clock generator different from FIG.
図10に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ200は、図7に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ100と比較し、クロック入力回路20_6,20_7が削減されている点が異なっている。また、クロック入力回路20_3,20_4間における遅延セル11の個数が4個から2個に変更されている点と,クロック入力回路20_4,20_5間における遅延セル11の個数が3個から1個に変更されている点が異なっている。
The spread
図11は、図10に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータの、クロックCLKのサイクルに伴って選択される遅延回路の入り口およびそれに伴って増減する遅延時間と変調CLKの周期を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing the entrance of the delay circuit selected with the cycle of the clock CLK, the delay time that increases / decreases with it, and the period of the modulation CLK of the spread spectrum clock generator shown in FIG.
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ200では、クロックCLKを遅延回路10に入力するにあたり、クロック入力回路20_0,20_1,…,20_5,20_5,20_4,…,20_0の順に選択される。このようにすることにより、前述したスペクトラム拡散クロックジェネレータ100では、図8,図9に示すように、±4dtの変調度であったものが、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ200では、図11に示すように、±3dtの変調度に減少する。
In the spread
さて、図7に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ100が持つ深い変調度と図10に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ200が持つ浅い変調度とを両立させる(遅延セル11を兼用する)ためには、深い変調度の時と浅い変調度の時とで、遅延回路10にクロックCLKを入力するための入り口であるクロック入力回路を、以下に示すようにして切り替えて使用すればよい。
Now, in order to achieve both the deep modulation degree possessed by the spread
図12は、深い変調度と浅い変調度とに応じてクロック入力回路の切替えが行なわれるスペクトラム拡散クロックジェネレータの回路構成を示す図である。 FIG. 12 is a diagram showing a circuit configuration of a spread spectrum clock generator in which the clock input circuit is switched according to the deep modulation depth and the shallow modulation depth.
図12に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ300には、2入力NANDゲートが用いられたクロック入力回路20_0,20_1,20_2,20_3と、3入力NANDゲートが用いられたクロック入力回路40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6とが備えられている。また、深い変調度(deep)用のモード信号MODE_0と浅い変調度(shallow)用のモード信号MODE_1とを生成するためのインバータ41,42が備えられている。
The spread
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ300において、深い変調度を実現するためには、モード信号MODE_0を‘H’レベルにする。次いで、クロック入力回路20_0,20_1,20_2,20_3,40_3,40_4,40_5,40_6の順に選択する。これにより、前述した図7に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ100が実現されることとなる。一方、浅い変調度を実現するためには、モード信号MODE_1を‘H’レベルにして、クロック入力回路20_0,20_1,20_2,20_3,40_1,40_2の順に選択する。これにより、前述した図10に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ200が実現されることとなる。このようにして、遅延セル11を兼用して深い変調度と浅い変調度を両立させることができる。
In the spread
しかし、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ300では、2入力NANDゲートが用いられたクロック入力回路20_0,20_1,20_2,20_3、および3入力NANDゲートが用いられたクロック入力回路40_1,40_2,40_3,40_4,40_5,40_6が必要である。ここで、2入力NANDゲートと3入力NANDゲートとでは、遅延時間が異なる。このため、遅延回路10を伝搬するクロックCLKの対称性が損なわれ、最終的にスペクトラム拡散クロックジェネレータ300から出力される、周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックである変調CLKにジッタが発生したりデューティ比が悪化したりするという問題がある。
However, in the spread
ここで、遅延回路10の途中にバイパス回路を設け、浅い変調度の場合はバイパス回路の機能を有効にし、深い変調度の場合はバイパス回路の機能を無効にするということが考えられる。このような場合、遅延回路10を構成する遅延セル11には、バイパス回路の機能の有効/無効を切り替えるための入力ポートが必要とされる。このため、遅延セル11には3入力NANDゲートが必要になる場合がある。従って、遅延セル11には、2入力NANDゲートと3入力NANDゲートの双方が必要とされる。すると、遅延回路10の対称性が崩れ、やはり周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックにジッタが発生したり、デューティ比が悪化したり、周波数変調の特性が悪化したりするという問題が発生する。
Here, it is conceivable that a bypass circuit is provided in the middle of the
本発明は、上記事情に鑑み、周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックに発生するジッタを小さく抑えるとともに、そのスペクトラム拡散クロックのデューティ比の悪化や周波数変調の特性の悪化を小さく抑えることができるスペクトラム拡散クロックジェネレータを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can suppress jitter generated in a spread spectrum clock whose frequency periodically changes, and can suppress deterioration in duty ratio of the spread spectrum clock and deterioration in frequency modulation characteristics. An object is to provide a spread spectrum clock generator.
上記目的を達成する本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、一定周波数のクロックから周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックを生成するスペクトラム拡散クロックジェネレータにおいて、
入力されたクロックを単位遅延量だけ遅延して出力する遅延セルが複数直列に接続された遅延回路と、
上記遅延回路上の複数の入力ポートからその遅延回路にクロックを入力する複数のクロック入力回路と、
モード切替信号に応じて、第1のモードでは、上記遅延回路の、クロック伝搬の上流側からその遅延回路の途中の第1ポイントまで伝搬してきたクロックをその第1ポイントの直近の下流の遅延セルに伝え、第2のモードでは、その第1ポイントまで伝搬してきたクロックのその第1ポイントの直近の下流の遅延セルへの伝達を阻止するとともに、そのクロックを、その遅延回路の途中をバイパスして、その遅延回路の、その第1ポイントよりクロック伝搬の下流側の第2ポイントの遅延セルに入力するバイパス回路とを備え、
上記遅延セルが、直列接続された2つの2入力NANDゲートからなり、
上記クロック入力回路が、クロックを入力する入力端子と、クロックを入力する入力ポートを選択する入力ポート選択信号を入力する入力端子とを有する2入力ANDゲート、および、その2入力ANDゲートの出力端子が接続された入力端子と、上記モード切替信号を入力する入力端子とを有し、出力端子が対応する入力ポートに配置された遅延セルを構成する2つの2入力NANDゲートのうちの前段側の2入力NANDゲートの一方の入力端子に接続されたNORゲートからなり、
上記バイパス回路が、上記第1ポイントに配置された遅延セルに入力されてきたクロックを入力する入力端子と上記モード切替信号を入力する入力端子とを有し、出力端子が上記第2ポイントに配置された遅延セルの後段側の2入力NANDゲートの一方の入力端子に接続された2入力NANDゲートからなるものであることを特徴とする。
The spread spectrum clock generator of the present invention that achieves the above object is a spread spectrum clock generator that generates a spread spectrum clock whose frequency periodically varies from a constant frequency clock.
A delay circuit in which a plurality of delay cells that output an input clock by delaying by a unit delay amount are connected in series;
A plurality of clock input circuits for inputting clocks to the delay circuit from a plurality of input ports on the delay circuit;
In response to the mode switching signal, in the first mode, the clock propagated from the upstream side of the clock propagation of the delay circuit to the first point in the middle of the delay circuit is the delay cell immediately downstream of the first point. In the second mode, the clock that has been propagated to the first point is prevented from being transmitted to the delay cell immediately downstream of the first point, and the clock is bypassed in the middle of the delay circuit. A bypass circuit for inputting to the delay cell at the second point downstream of the clock propagation from the first point of the delay circuit,
The delay cell comprises two 2-input NAND gates connected in series,
The clock input circuit has a two-input AND gate having an input terminal for inputting a clock and an input terminal for inputting an input port selection signal for selecting an input port for inputting the clock, and an output terminal of the two-input AND gate Are connected to each other and an input terminal for inputting the mode switching signal, and the output terminal of the two-input NAND gates constituting the delay cell arranged in the corresponding input port It consists of a NOR gate connected to one input terminal of a 2-input NAND gate,
The bypass circuit has an input terminal for inputting a clock input to the delay cell disposed at the first point and an input terminal for inputting the mode switching signal, and an output terminal is disposed at the second point. The two-input NAND gate connected to one input terminal of the two-input NAND gate on the rear stage side of the delayed cell.
従来のスペクトラム拡散クロックジェネレータでは、遅延回路にクロックを入力する複数のクロック入力回路に、2入力NANDゲートと3入力NANDゲートが用いられる場合がある。また、遅延回路の途中にバイパス回路を設ける技術においても、遅延回路を構成する遅延セルに、2入力NANDゲートと3入力NANDゲートが必要とされる場合がある。2入力NANDゲートと3入力NANDゲートとでは遅延時間が異なるため、クロックや遅延回路の対称性が崩れ、周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックにジッタが発生したり、デューティ比が悪化したり、周波数変調の特性が悪化したりするという問題を抱えている。 In a conventional spread spectrum clock generator, a two-input NAND gate and a three-input NAND gate may be used for a plurality of clock input circuits that input a clock to the delay circuit. Also in the technique of providing a bypass circuit in the middle of a delay circuit, there are cases where a 2-input NAND gate and a 3-input NAND gate are required for the delay cells constituting the delay circuit. Since the delay time is different between the 2-input NAND gate and the 3-input NAND gate, the symmetry of the clock and the delay circuit is lost, jitter occurs in the spread spectrum clock whose frequency changes periodically, and the duty ratio deteriorates. There is a problem that frequency modulation characteristics deteriorate.
本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、入力されたクロックを単位遅延量だけ遅延して出力する遅延セルが複数直列に接続された遅延回路と、その遅延回路上の複数の入力ポートからその遅延回路にクロックを入力する複数のクロック入力回路と、第1のモードでは遅延回路の上流側から伝搬してきたクロックをそのまま直近の下流の遅延セルに伝え、第2のモードでは遅延回路の上流側から伝搬してきたクロックを、その遅延回路の途中をバイパスして、下流側の遅延セルに入力するバイパス回路とを備えて、複数の変調度を選択するものである。ここで、遅延回路を構成する遅延セルが、直列接続された2つの2入力NANDゲートからなり、またその遅延回路にクロックを入力する複数のクロック入力回路が、2入力ANDゲートおよびNORゲートからなり、さらに複数の変調度を実現するためのバイパス回路が、2入力NANDゲートからなるものである。このため、従来の、複数のクロック入力回路に2入力NANDゲートと3入力NANDゲートを用いる技術や、遅延回路の途中にバイパス回路を設けるにあたりその遅延回路を構成する遅延セルに2入力NANDゲートと3入力NANDゲートを用いる技術と比較し、遅延回路を伝搬するクロックの対称性が損なわれたり遅延回路の対称性が崩れたりするという現象を抑えることができる。従って、周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックに発生するジッタを小さく抑えることができる。また、そのスペクトラム拡散クロックのデューティ比の悪化や周波数変調の特性の悪化を抑えることができる。 The spread spectrum clock generator of the present invention includes a delay circuit in which a plurality of delay cells that output an input clock by delaying by a unit delay amount are connected in series, and a plurality of input ports on the delay circuit to the delay circuit. In the first mode, the clock propagated from the upstream side of the delay circuit is directly transmitted to the nearest downstream delay cell, and in the second mode, it is propagated from the upstream side of the delay circuit. And a bypass circuit for bypassing the middle of the delay circuit and inputting it to a delay cell on the downstream side to select a plurality of modulation degrees. Here, a delay cell constituting the delay circuit is composed of two 2-input NAND gates connected in series, and a plurality of clock input circuits for inputting a clock to the delay circuit are composed of a 2-input AND gate and a NOR gate. Further, a bypass circuit for realizing a plurality of modulation degrees is composed of a two-input NAND gate. For this reason, a conventional technique using a two-input NAND gate and a three-input NAND gate for a plurality of clock input circuits, or a two-input NAND gate in a delay cell constituting the delay circuit when a bypass circuit is provided in the middle of the delay circuit, Compared with a technique using a three-input NAND gate, it is possible to suppress the phenomenon that the symmetry of the clock propagating through the delay circuit is lost or the symmetry of the delay circuit is lost. Therefore, it is possible to suppress the jitter generated in the spread spectrum clock whose frequency varies periodically. Further, it is possible to suppress the deterioration of the duty ratio of the spread spectrum clock and the deterioration of frequency modulation characteristics.
本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータによれば、周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックに発生するジッタを小さく抑えるとともに、そのスペクトラム拡散クロックのデューティ比の悪化や周波数変調の特性の悪化を小さく抑えることができる。 According to the spread spectrum clock generator of the present invention, it is possible to suppress the jitter generated in the spread spectrum clock whose frequency fluctuates periodically, and to suppress the deterioration of the duty ratio of the spread spectrum clock and the deterioration of the frequency modulation characteristics. Can do.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態のスペクトラム拡散クロックジェネレータの回路構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a spread spectrum clock generator according to an embodiment of the present invention.
図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ1は、一定周波数のクロックから周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロック(変調CLK)を生成するスペクトラム拡散クロックジェネレータである。
A spread
このスペクトラム拡散クロックジェネレータ1には、入力されたクロックCLKを単位遅延量(dt)だけ遅延して出力する遅延セル(単位遅延素子)11が複数直列に接続された遅延回路10が備えられている。
The spread
また、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ1には、遅延回路10上の6つの入力ポートからその遅延回路10にクロックCLKを入力する6つのクロック入力回路21,22,23,24,25,26が備えられている。
The spread
さらに、このスペクトラム拡散クロックジェネレータ1には、モード切替信号Modeに応じて、第1のモードでは、遅延回路10の、クロックCLKの伝搬の上流側からその遅延回路10の途中の第1ポイントP1まで伝搬してきたクロックCLKを第1ポイントP1の直近の下流の遅延セル11に伝える。また、第2のモードでは、第1ポイントP1まで伝搬してきたクロックCLKの第1ポイントの直近の下流の遅延セル11への伝達を阻止するとともに、そのクロックCLKを、遅延回路10の途中をバイパスして、その遅延回路10の、第1ポイントP1よりクロックCLKの伝搬の下流側の第2ポイントP2の遅延セル11に入力するバイパス回路4が備えられている。
Further, in the spread
ここで、遅延セル11は、直列接続された2つの2入力NANDゲート11_1,11_2もしくは2つの2入力NANDゲート11_1,11_2およびインバータ11_3から構成されている。尚、2入力NANDゲート11_1,11_2の空きピンは‘H’レベルに固定されている。
Here, the
また、クロック入力回路21には、クロックCLKを入力する入力端子21_1aと、クロックCLKを入力する入力ポートを選択する入力ポート選択信号SEL0を入力する入力端子21_1bとを有する2入力ANDゲート21_1が備えられている。また、このクロック入力回路21には、2入力ANDゲート21_1の出力端子21_1cが接続された入力端子21_2aと、モード切替信号Modeを入力する入力端子21_2bとを有し、出力端子21_2cが対応する入力ポートに配置された遅延セル11を構成する2つの2入力NANDゲート11_1,11_2のうちの前段側の2入力NANDゲート11_1の一方の入力端子11_1aに接続されたNORゲート21_2が備えられている。尚、クロック入力回路22,23,24,25,26の構成も、このクロック入力回路21の構成と同様であるので詳細な説明は省略するが、クロック入力回路22には、2入力ANDゲート22_1およびNORゲート22_2が備えられており、またクロック入力回路23には、2入力ANDゲート23_1およびNORゲート23_2が備えられている。さらに、クロック入力回路24には、2入力ANDゲート24_1およびNORゲート24_2が備えられており、クロック入力回路25には、2入力ANDゲート25_1およびNORゲート25_2が備えられている。また、クロック入力回路26には、2入力ANDゲート26_1およびNORゲート26_2が備えられている。
The
さらに、バイパス回路4は、第1ポイントP1に配置された遅延セル11に入力されてきたクロックCLKを入力する入力端子4aとモード切替信号Modeを入力する入力端子4bとを有し、出力端子4cが第2ポイントP2に配置された遅延セル11の後段側の2入力NANDゲート11_2の一方の入力端子11_2aに接続された2入力NANDゲートからなるものである。
Further, the
このように構成されたスペクトラム拡散クロックジェネレータ1において、バイパス回路4の機能を有効にして浅い変調度を実現するには第2のモードに設定する。具体的には、モード切替信号Modeを‘H’レベルにする。尚、この図1に示す太い実線は、第2のモードにおけるクロックCLKの流れを示す。また、選択信号SEL0〜5は順次‘H’レベルとなり、これによりクロックCLKを遅延回路10に入力するにあたり、その遅延回路10の入り口であるクロック入力回路21,22,…,26が順次選択される。
In the spread
‘H’レベルのモード切替信号Modeは、バイパス回路4の一方の入力端子4bおよびインバータ11_3に入力される。これにより、インバータ11_3からは‘L’レベルが出力され、この‘L’レベルが第1ポイントP1の遅延セル11の2入力NANDゲート11_2に入力される。従って、第1ポイントP1の遅延セル11よりも下流側の遅延セル11へのクロックCLKの伝搬は停止する。一方、バイパス回路4の一方の入力端子4bには‘H’レベルのモード切替信号Modeが入力されるとともに、そのバイパス回路4の他方の入力端子4aには第1ポイントP1よりクロックCLKの伝搬の上流側の遅延セル11からのクロックCLKが入力される。このため、第1ポイントP1の遅延セル11からのクロックCLKは、第2ポイントP2の遅延セル11にバイパスして入力されることとなり、従って図1の太い実線で示すようにクロックCLKが伝搬して、最終的に変調CLKとして出力される。このようにして、浅い変調度を実現することができる。
The 'H' level mode switching signal Mode is input to one
一方、バイパス回路4の機能を無効にして深い変調度を実現するには第1のモードに設定する。以下、図2を参照して説明する。
On the other hand, the first mode is set to disable the function of the
図2は、図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータの、深い変調度を実現するために第1のモードに設定された状態を示す図である。尚、この図2に示す太い実線は、第1のモードにおけるクロックCLKの流れを示す。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which the spread spectrum clock generator shown in FIG. 1 is set to the first mode in order to realize a deep modulation degree. The thick solid line shown in FIG. 2 indicates the flow of the clock CLK in the first mode.
ここでは、モード切替信号Modeを‘L’レベルにする。また、選択信号SEL0〜5を順に‘H’レベルにする。これにより、クロック入力回路21,22,…,26が順次選択されることとなる。
Here, the mode switching signal Mode is set to the “L” level. Further, the selection signals SEL0 to SEL5 are sequentially set to the “H” level. As a result, the
‘L’レベルのモード切替信号Modeは、バイパス回路4およびインバータ11_3に入力される。バイパス回路4には、‘L’レベルのモード切替信号Modeが入力されるため、そのバイパス回路4からは‘H’レベルが出力される。また、インバータ11_3にも‘L’レベルのモード切替信号Modeが入力される。このため、そのインバータ11_3からは‘H’レベルが出力される。この‘H’レベルは第1ポイントP1の遅延セル11の2入力NANDゲート11_2に入力される。すると、第1ポイントP1の遅延セル11よりも下流側の遅延セル11にクロックCLKが伝搬する。従って、図2の太い実線で示すようにクロックCLKが伝搬して、最終的に変調CLKとして出力される。このようにして、深い変調度を実現することができる。
The 'L' level mode switching signal Mode is input to the
図3は、比較例としての、遅延セルおよびクロック入力回路を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a delay cell and a clock input circuit as a comparative example.
図3には、2つの2入力NANDゲート11_1,11_2からなる遅延セル11と、その遅延セル11にクロックCLKを入力するためのクロック入力回路20_4とが示されている。
FIG. 3 shows a
遅延セル11は、前段の遅延セルから入力されたクロックCLKを単位遅延量(dt)だけ遅延して出力する。また、この遅延セル11には、クロック入力回路20_4を経由して選択信号SEL4とクロックCLKとの論理積をとった信号が入力される。ここで、選択信号SEL4として‘H’レベルが入力されると、クロックCLKが遅延セル11に入力される。目的によっては、複数の変調度で周波数を変調したい場合がある。通常1つの遅延回路10で複数の変調度を実現するには、遅延回路10へのクロックCLKの入力場所を変更させるか、クロックCLKのカウント方式を変更する等が必要である。しかし、これらの方式はデジタル方式を採用したスペクトラム拡散クロックジェネレータ(デジタルSSCG)のサイズを大きくしてしまうという欠点がある。そこで、遅延回路10にバイパス経路を持たせる(バイパス経路付きデジタルSSCG)という方式により、遅延回路10へのクロックCLKの入力場所を変更しなくても、即ちサイズを大きくすることなく、複数種類の変調度を実現するということを考える。
The
ここで、遅延回路10のバイパス先の遅延セル11がクロックCLKの入力セルに該当していた場合、2入力NANDゲートでは入力端子が足りなくなってしまう。そこで、2入力NANDゲートを3入力NANDゲートに変更して対処する。
Here, when the
図4は、3入力NANDゲートを備えた遅延セルおよびクロック入力回路を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a delay cell having a three-input NAND gate and a clock input circuit.
図4には、3入力NANDゲート11_4および2入力NANDゲート11_2からなる遅延セル11と、その遅延セル11にクロックCLKを入力するためのクロック入力回路20_4とが示されている。3入力NANDゲート11_4には、バイパスされてきたクロックCLKと、前段の遅延セルからのクロックCLKと、クロック入力回路20_4からのクロックCLKとが入力される。ここで、遅延回路10を構成する図4に示す遅延セル11には、2入力NANDゲート11_2と3入力NANDゲート11_4とが備えられている。これら2入力NANDゲート11_2と3入力NANDゲート11_4とでは遅延時間が異なるため、遅延回路10の対称性が崩れ、変調CLKにジッタが発生したり、変調CLKのデューティ比が悪化したり、周波数変調の特性が悪化したりするという問題が発生する。
FIG. 4 shows a
図5は、図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータを構成する遅延セルおよびクロック入力回路を示す図、図6は、図5に示す遅延セルおよびクロック入力回路の各ノードにおけるレベルと各モードとの対応関係を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a delay cell and a clock input circuit constituting the spread spectrum clock generator shown in FIG. 1, and FIG. 6 is a correspondence between a level and each mode in each node of the delay cell and the clock input circuit shown in FIG. It is a figure which shows a relationship.
図5には、図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ1を構成する遅延セル11およびクロック入力回路25が示されている。
FIG. 5 shows the
従来では、遅延回路10にクロックCLKを入力するクロック入力回路には、2入力NANDゲートが用いられているが、本実施形態では、この2入力NANDゲートに代えて、図5に示すように、2入力ANDゲート25_1とNORゲート25_2からなるクロック入力回路25が用いられる。2入力ANDゲート25_1には、選択信号SEL4および外部からのクロックCLKが入力される。また、NORゲート25_2には、モード切替信号Modeが入力される。さらに、遅延セル11の1段目である2入力NANDゲート11_1には、前段の遅延セルからのクロックCLKが入力される。また、2段目の2入力NANDゲート11_2には、バイパスされてくるクロックCLKが入力される。
Conventionally, a two-input NAND gate is used for the clock input circuit that inputs the clock CLK to the
ここで、1段目である2入力NANDゲート11_1の、前段の遅延セルからのクロックCLKが入力されるノードをaとする。また、NORゲート25_2の、外部からのクロックCLKが入力されるノードをbとする。さらに、2入力NANDゲート11_1の出力のノードをc、2段目である2入力NANDゲート11_2の、バイパスされてくるクロックCLKが入力されるノードをdとする。 Here, a node of the first-stage 2-input NAND gate 11_1 to which the clock CLK from the preceding delay cell is input is denoted by a. Further, a node of the NOR gate 25_2 to which an external clock CLK is input is denoted by b. Further, the node of the output of the 2-input NAND gate 11_1 is c, and the node of the second-stage 2-input NAND gate 11_2 to which the bypassed clock CLK is input is d.
また、2入力NANDゲート11_1の、選択信号SEL4が入力されるノードをA、NORゲート25_2の、モード切替信号Modeが入力されるノードをB、そのNORゲート25_2の出力のノードをZとする。 Further, in the 2-input NAND gate 11_1, a node to which the selection signal SEL4 is input is A, a node to which the mode switching signal Mode is input in the NOR gate 25_2 is B, and an output node of the NOR gate 25_2 is Z.
ここで、モード切替信号Modeを‘H’レベルにすると、NORゲート25_2の出力であるノードZは‘L’レベルになる。すると、ノードaの状態に関わらず、ノードcは‘H’レベルに固定される。このため、ノードdからバイパス用のクロックCLKを入力することができる。ノードdからバイパス用のクロックCLKを入力することができるので、遅延セル11の1段目のゲートは2入力NANDゲートのままでよく、遅延回路10の対称性の崩れを防止することができる。従って、変調CLKにジッタが発生したり、変調CLKのデューティ比が悪化したり、周波数変調の特性が悪化したりするという問題が解消される。
Here, when the mode switching signal Mode is set to the “H” level, the node Z that is the output of the NOR gate 25_2 goes to the “L” level. Then, the node c is fixed to the “H” level regardless of the state of the node a. Therefore, the bypass clock CLK can be input from the node d. Since the bypass clock CLK can be input from the node d, the first-stage gate of the
ここで、図6に示すように、ノードA,Bに共に‘L’レベルが入力された場合は、ノードZは‘H’レベルとなり、前段の遅延セルからのクロックCLKが通過するクロック通過モードとなる。また、ノードA,Bに‘H’レベル,‘L’レベルが入力された場合は、ノードZからは外部から入力されたクロックCLKの論理が反転されたクロックCLKが出力されるクロック入力モードとなる。さらに、ノードA,Bに‘L’レベル,‘H’レベルが入力された場合は、ノードZは‘L’レベルとなり、バイパスモードとなる。また、ノードA,Bに共に‘H’レベルが入力された場合は、ノードZは‘L’レベルとなり、無効なモードとして扱われる。 Here, as shown in FIG. 6, when the “L” level is input to both the nodes A and B, the node Z becomes the “H” level, and the clock passing mode in which the clock CLK from the preceding delay cell passes is passed. It becomes. In addition, when the “H” level and the “L” level are input to the nodes A and B, the clock input mode in which the clock CLK in which the logic of the clock CLK input from the outside is inverted is output from the node Z; Become. Further, when the ‘L’ level and the ‘H’ level are input to the nodes A and B, the node Z becomes the ‘L’ level and the bypass mode is set. When the “H” level is input to both the nodes A and B, the node Z becomes the “L” level and is treated as an invalid mode.
1,100,200,300 スペクトラム拡散クロックジェネレータ
4 バイパス回路
4a,4b,11_1a,11_2a,21_1a,21_1b,21_2a,21_2b 入力端子
4c,21_1c 出力端子
10 遅延回路
11 遅延セル
11_1,11_2,30 2入力NANDゲート
11_3 インバータ
11_4 3入力NANDゲート
21,22,23,24,25,26 クロック入力回路
21_1,22_1,23_1,24_1,25_1,26_1 2入力ANDゲート
21_2,22_2,23_2,24_2,25_2,26_2 NORゲート
1, 100, 200, 300 Spread
Claims (1)
入力されたクロックを単位遅延量だけ遅延して出力する遅延セルが複数直列に接続された遅延回路と、
前記遅延回路上の複数の入力ポートから該遅延回路にクロックを入力する複数のクロック入力回路と、
モード切替信号に応じて、第1のモードでは、前記遅延回路の、クロック伝搬の上流側から該遅延回路の途中の第1ポイントまで伝搬してきたクロックを該第1ポイントの直近の下流の遅延セルに伝え、第2のモードでは、該第1ポイントまで伝搬してきたクロックの該第1ポイントの直近の下流の遅延セルへの伝達を阻止するとともに、該クロックを、該遅延回路の途中をバイパスして、該遅延回路の、該第1ポイントよりクロック伝搬の下流側の第2ポイントの遅延セルに入力するバイパス回路とを備え、
前記遅延セルが、直列接続された2つの2入力NANDゲートからなり、
前記クロック入力回路が、クロックを入力する入力端子と、クロックを入力する入力ポートを選択する入力ポート選択信号を入力する入力端子とを有する2入力ANDゲート、および、該2入力ANDゲートの出力端子が接続された入力端子と、前記モード切替信号を入力する入力端子とを有し、出力端子が対応する入力ポートに配置された遅延セルを構成する2つの2入力NANDゲートのうちの前段側の2入力NANDゲートの一方の入力端子に接続されたNORゲートからなり、
前記バイパス回路が、前記第1ポイントに配置された遅延セルに入力されてきたクロックを入力する入力端子と前記モード切替信号を入力する入力端子とを有し、出力端子が前記第2ポイントに配置された遅延セルの後段側の2入力NANDゲートの一方の入力端子に接続された2入力NANDゲートからなるものであることを特徴とするスペクトラム拡散クロックジェネレータ。 In a spread spectrum clock generator that generates a spread spectrum clock whose frequency periodically varies from a constant frequency clock,
A delay circuit in which a plurality of delay cells that output an input clock by delaying by a unit delay amount are connected in series;
A plurality of clock input circuits for inputting clocks to the delay circuit from a plurality of input ports on the delay circuit;
In response to the mode switching signal, in the first mode, in the delay circuit, the clock propagated from the upstream side of the clock propagation to the first point in the middle of the delay circuit is the delay cell immediately downstream of the first point. In the second mode, the clock transmitted to the first point is prevented from being transmitted to the delay cell immediately downstream of the first point, and the clock is bypassed in the middle of the delay circuit. A bypass circuit for inputting to a delay cell at a second point on the downstream side of the clock propagation of the delay circuit,
The delay cell comprises two 2-input NAND gates connected in series;
The clock input circuit has a two-input AND gate having an input terminal for inputting a clock and an input terminal for inputting an input port selection signal for selecting an input port for inputting the clock, and an output terminal of the two-input AND gate Are connected to each other and an input terminal for inputting the mode switching signal, and the output terminal of the two-input NAND gates constituting the delay cell arranged in the corresponding input port It consists of a NOR gate connected to one input terminal of a 2-input NAND gate,
The bypass circuit has an input terminal for inputting a clock input to the delay cell arranged at the first point and an input terminal for inputting the mode switching signal, and an output terminal is arranged at the second point. A spread spectrum clock generator comprising a two-input NAND gate connected to one input terminal of a two-input NAND gate on the rear stage side of the delayed cell.
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-
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