JP2008131103A - Frequency division clock generating circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency division clock generating circuit which generates no phase inversion phenomenon between a system clock and a frequency division clock even at an end of a clock wiring. <P>SOLUTION: The frequency division clock generating circuit 1 comprises a frequency divider 11 which outputs a basic frequency division clock PH generated by dividing the frequency of the system clock FPH, a phase decision circuit 12 which decides whether the system clock FPHD at the clock wiring end leads or lags in phase with respect to the basic frequency division clock PH and outputs a decision signal SEL, a synchronism delay circuit 13 which outputs a delayed frequency division clock PHT generated by synchronizing the basic frequency division clock PH with the system clock FPHD at the wiring end and then delaying it, and a selecting circuit 14 which selects the delayed frequency division clock PHT when the decision signal SEL output from the phase decision circuit 12 shows a phase lag or the basic frequency division clock PH when the decision signal SEL shows a phase lead, and outputs it as a frequency division clock PHS. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、分周クロック生成回路に関する。   The present invention relates to a divided clock generation circuit.

半導体集積回路にクロックを分配するときに、動作タイミングの基準となるシステムクロックの分配とともに、システムクロックを分周回路で分周した分周クロックを分配することがある。半導体集積回路の内部回路では、このようなシステムクロックと分周クロックの分配を受けて、その動作タイミングの制御が行われる。その例として、システムクロックと分周クロックをANDゲートに入力し、その出力を内部回路のフリップフロップのクロックとすることなどが挙げられる。   When a clock is distributed to a semiconductor integrated circuit, a divided clock obtained by dividing the system clock by a divider circuit may be distributed together with the distribution of the system clock serving as a reference for operation timing. The internal circuit of the semiconductor integrated circuit receives the distribution of the system clock and the divided clock and controls the operation timing. As an example, a system clock and a divided clock are input to an AND gate, and an output thereof is used as a clock of a flip-flop of an internal circuit.

通常、このようなクロックの分配を行うときは、分周クロックは、システムクロックに対して分周回路の遅延時間分の遅れがあると考えられ、それを前提に回路のタイミング設計が行われる。しかし、近年の半導体集積回路の配線の微細化に伴う分布定数的な配線遅延の増大により、クロック配線の引き回しによっては、クロック配線末端におけるシステムクロックの位相が分周クロックに対して遅れる、という位相の逆転現象が発生することがある。   Normally, when such a clock distribution is performed, the frequency-divided clock is considered to be delayed by the delay time of the frequency-dividing circuit with respect to the system clock, and the circuit timing design is performed on the assumption. However, due to the increase of distributed constant wiring delay accompanying the recent miniaturization of semiconductor integrated circuit wiring, the phase of the system clock at the end of the clock wiring is delayed relative to the divided clock depending on the routing of the clock wiring. The reversal phenomenon may occur.

このような位相の逆転現象が発生すると、上述のシステムクロックと分周クロックが入力されるANDゲートの出力に、グリッチと呼ばれる幅の短いパルスが発生する。このようなグリッチが発生すると、このANDゲートの出力をクロックとするフリップフロップが誤動作する、という問題が発生する。また、グリッチ波形の変化に伴って電源電流が流れるため、半導体集積回路の消費電流が増大する、という問題が発生する。   When such a phase inversion phenomenon occurs, a short pulse called a glitch is generated at the output of the AND gate to which the system clock and the divided clock are input. When such a glitch occurs, there arises a problem that a flip-flop using the output of the AND gate as a clock malfunctions. Further, since the power supply current flows with the change of the glitch waveform, there arises a problem that the consumption current of the semiconductor integrated circuit increases.

そこで、従来、このようなグリッチを除去するための回路として、グリッチイータ回路が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このグリッチイータ回路により、入力信号に重畳しているグリッチは除去される。   Therefore, a glitch eater circuit has been proposed as a circuit for removing such a glitch (see, for example, Patent Document 1). By this glitch eta circuit, the glitch superimposed on the input signal is removed.

しかし、上述のようなグリッチイータ回路は、グリッチが発生する回路1個に付き1個設ける必要がある。そのため、グリッチが発生する回路が多数ある場合、グリッチイータ回路も多数必要となり、半導体集積回路の回路規模が増大する、という問題があった。
特開平10−290146号公報 (第4ページ、図5)
However, it is necessary to provide one glitch eater circuit as described above for each circuit where a glitch occurs. For this reason, when there are many circuits in which glitches occur, a large number of glitch eater circuits are required, which increases the circuit scale of the semiconductor integrated circuit.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-290146 (Page 4, FIG. 5)

そこで、本発明の目的は、クロック配線の末端においてもシステムクロックと分周クロックとの間に位相の逆転現象が発生しない分周クロック生成回路を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a divided clock generation circuit that does not cause a phase reversal phenomenon between a system clock and a divided clock even at the end of a clock wiring.

本発明の一態様によれば、半導体集積回路の内部回路へ分配されるシステムクロックを分周した分周クロックを前記半導体集積回路の内部回路へ分配する分周クロック生成回路であって、前記システムクロックを分周し、基本分周クロックとして出力する分周手段と、前記内部回路へ前記システムクロックを分配する配線末端におけるシステムクロックの位相が前記基本分周クロックの位相に対して遅れているか進んでいるかを判定する位相判定手段と、前記基本分周クロックを前記配線末端のシステムクロックに同期させた上で遅延させ、遅延分周クロックとして出力する同期遅延手段と、前記位相判定手段の判定が位相遅れであるときは前記遅延分周クロックを選択し、前記判定が位相進みであるときは前記基本分周クロックを選択して、分周クロックとして出力する選択手段とを備えることを特徴とする分周クロック生成回路が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a divided clock generation circuit for distributing a divided clock obtained by dividing a system clock distributed to an internal circuit of a semiconductor integrated circuit to the internal circuit of the semiconductor integrated circuit, the system Frequency dividing means that divides the clock and outputs it as a basic divided clock, and the phase of the system clock at the wiring end that distributes the system clock to the internal circuit is delayed or advanced with respect to the phase of the basic divided clock A phase determination means for determining whether the basic frequency division clock is synchronized with a system clock at the end of the wiring, a delay means for delaying and outputting as a delay division clock, and a determination by the phase determination means When the phase is delayed, the delayed divided clock is selected. When the determination is the phase advanced, the basic divided clock is selected. Divided clock signal generator circuit comprising: a selecting means for outputting a divided clock is provided.

本発明によれば、クロック配線の末端においても、システムクロックと分周クロックとの間に位相の逆転現象が発生することを防止することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent a phase inversion phenomenon from occurring between the system clock and the divided clock even at the end of the clock wiring.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例に係る分周クロック生成回路1の構成の例を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a divided clock generation circuit 1 according to an embodiment of the present invention.

本実施例の分周クロック生成回路1は、半導体集積回路の内部回路へ分配されるシステムクロックFPHを分周し、基本分周クロックPHとして出力する分周器11と、システムクロックFPHに対して配線遅延が生じるクロック配線末端におけるシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているか進んでいるかを判定して判定信号SELを出力する位相判定回路12と、基本分周クロックPHを配線末端のシステムクロックFPHDに同期させた上で遅延させ、遅延分周クロックPHTとして出力する同期遅延回路13と、位相判定回路12から出力される判定信号SELが位相遅れを示すときは遅延分周クロックPHTを選択し、判定信号SELが位相進みを示すときは基本分周クロックPHを選択して、分周クロックPHSとして出力する選択回路14と、を備える。   The frequency-divided clock generation circuit 1 of the present embodiment divides the system clock FPH distributed to the internal circuit of the semiconductor integrated circuit and outputs it as a basic frequency-divided clock PH, and the system clock FPH. A phase determination circuit 12 that determines whether the phase of the system clock FPHD at the end of the clock wiring where the wiring delay occurs is delayed or advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, and outputs a determination signal SEL; When the PH is synchronized with the system clock FPHD at the end of the wiring and then delayed and output as a delay divided clock PHT, and when the determination signal SEL output from the phase determination circuit 12 shows a phase delay, the delay When the divided clock PHT is selected and the determination signal SEL indicates phase advance, the basic divided clock PH is selected. Comprises a selection circuit 14 for outputting a divided clock PHS, a.

このうち、分周器11を2分周回路としたときの回路構成の例を図2に示す。   Among these, FIG. 2 shows an example of a circuit configuration when the frequency divider 11 is a frequency divider circuit.

図2に示す2分周回路は、一般的に用いられる、マスタースレーブ型フリップフロップのQ出力をインバータ119で反転してD入力へ接続する回路である。   The divide-by-2 circuit shown in FIG. 2 is a circuit that inverts the Q output of a commonly used master-slave flip-flop by an inverter 119 and connects it to the D input.

マスタースレーブ型フリップフロップは、クロックドインバータ113、インバータ114およびクロックドインバータ115で構成されるマスターラッチと、クロックドインバータ116、インバータ117およびクロックドインバータ118で構成されるスレーブラッチとにより形成される。   The master-slave type flip-flop is formed by a master latch composed of a clocked inverter 113, an inverter 114 and a clocked inverter 115, and a slave latch composed of a clocked inverter 116, an inverter 117 and a clocked inverter 118. .

ここで、この例に示すマスタースレーブ型フリップフロップのQ出力となるクロックドインバータ116は、システムクロックFPHをインバータ111で反転させたCGVが‘H’レベルのときに導通する。したがって、このクロックドインバータ116の出力をバッファ120を介して出力する基本分周クロックPHは、システムクロックFPHの立ち下りに同期して変化する。   Here, the clocked inverter 116 serving as the Q output of the master-slave flip-flop shown in this example is turned on when the CGV obtained by inverting the system clock FPH by the inverter 111 is at the “H” level. Therefore, the basic frequency-divided clock PH that outputs the output of the clocked inverter 116 via the buffer 120 changes in synchronization with the fall of the system clock FPH.

次に、図1に示す位相判定回路12は、基本分周クロックPHの立ち上りおよび立ち下りの両エッジを検出して‘H’レベルのパルス信号であるPLS信号を出力する両エッジ検出回路121と、両エッジ検出回路121の出力のPLS信号と配線末端のシステムクロックFPHDとが入力されるANDゲート122と、ANDゲート122の出力信号TRGをセット入力信号とし、システムリセット信号RSTをリセット入力信号とするRSフリップフロップ123とを有する。   Next, the phase determination circuit 12 shown in FIG. 1 detects both rising and falling edges of the basic frequency-divided clock PH, and outputs a PLS signal that is a pulse signal of “H” level. The AND gate 122 to which the PLS signal output from both the edge detection circuits 121 and the system clock FPHD at the end of the wiring are input, the output signal TRG of the AND gate 122 as a set input signal, and the system reset signal RST as a reset input signal RS flip-flop 123.

図3に、両エッジ検出回路121の回路構成の例を示す。   FIG. 3 shows an example of the circuit configuration of the double edge detection circuit 121.

両エッジ検出回路121は、基本分周クロックPHを遅延させて反転させるインバータ1211〜1213と、基本分周クロックPHおよびインバータ1213の出力が入力されるANDゲート1214と、基本分周クロックPHおよびインバータ1213の出力が入力されるNORゲート1215と、ANDゲート1214の出力およびNORゲート1215が入力されるORゲート1216と、を備え、ORゲート1216が両エッジ検出信号PLSを出力する。   Both edge detection circuits 121 include inverters 1211 to 1213 that delay and invert the basic frequency-divided clock PH, an AND gate 1214 to which the basic frequency-divided clock PH and the output of the inverter 1213 are input, the basic frequency-divided clock PH, and the inverter A NOR gate 1215 to which the output of 1213 is input and an OR gate 1216 to which the output of the AND gate 1214 and the NOR gate 1215 are input are provided, and the OR gate 1216 outputs the both-edge detection signal PLS.

図4は、図3に示した両エッジ検出回路121の動作の様子を示す波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram showing how the double edge detection circuit 121 shown in FIG. 3 operates.

基本分周クロックPHと、これを遅延させて反転させたインバータ1213の出力とが入力されるANDゲート1214は基本分周クロックPHの立ち上りで‘H’レベルのパルス波形を出力し、NORゲート1215は基本分周クロックPHの立ち下りで‘H’レベルのパルス波形を出力する。したがって、ANDゲート1214の出力とNORゲート1215の出力が入力されるORゲート1216の出力である両エッジ検出信号PLSは、基本分周クロックPHの立ち上りと立ち下り、すなわち両エッジで‘H’レベルのパルス波形を出力する信号となる。   An AND gate 1214 to which the basic frequency-divided clock PH and the output of the inverter 1213 obtained by inverting and delaying the basic frequency-divided clock PH output a pulse waveform of “H” level at the rising edge of the basic frequency-divided clock PH, and a NOR gate 1215. Outputs a pulse waveform at the “H” level at the falling edge of the basic frequency-divided clock PH. Therefore, the both-edge detection signal PLS, which is the output of the OR gate 1216 to which the output of the AND gate 1214 and the output of the NOR gate 1215 are input, rises and falls of the basic frequency-divided clock PH, that is, the “H” level at both edges. This is a signal that outputs a pulse waveform.

図1に戻って、位相判定回路12に含まれるANDゲート122は、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているとき、すなわち、両エッジ検出信号PLSがパルス波形を出力するときに配線末端のシステムクロックFPHDが‘H’レベルであるときは、‘H’レベルのパルス状のTRG信号を出力する。   Returning to FIG. 1, the AND gate 122 included in the phase determination circuit 12 determines that the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, that is, the double-edge detection signal PLS is If the system clock FPHD at the end of the wiring is at the “H” level when outputting the pulse waveform, a pulsed TRG signal at the “H” level is output.

システムリセット信号RSTで初期状態がリセット状態であるRSフリップフロップ123は、このTRG信号によりセットされて、出力信号SELが‘H’となる。   The RS flip-flop 123 whose initial state is the reset state by the system reset signal RST is set by this TRG signal, and the output signal SEL becomes ‘H’.

すなわち、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているときは、位相判定回路12の出力信号SELは‘H’となる。   That is, when the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the output signal SEL of the phase determination circuit 12 becomes 'H'.

一方、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるときは、両エッジ検出信号PLSがパルス波形を出力するときに配線末端のシステムクロックFPHDが‘L’レベルであるので、ANDゲート122のTRG信号は、‘L’レベルとなる。   On the other hand, when the phase of the system clock FPHD at the wiring end is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the system clock FPHD at the wiring end is 'L' when both edge detection signals PLS output a pulse waveform. Therefore, the TRG signal of the AND gate 122 becomes the “L” level.

したがって、RSフリップフロップ123の出力信号SELは、初期状態の‘L’レベルのままである。   Therefore, the output signal SEL of the RS flip-flop 123 remains at the “L” level in the initial state.

すなわち、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるときは、位相判定回路12の出力信号SELは‘L’となる。   That is, when the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the output signal SEL of the phase determination circuit 12 becomes 'L'.

次に、同期遅延回路13について説明する。図5は、同期遅延回路13の構成の例を示す回路図である。   Next, the synchronous delay circuit 13 will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the synchronous delay circuit 13.

同期遅延回路13は、入力がインバータ133で反転された基本分周クロックPHである、クロックドインバータ134、インバータ135およびクロックドインバータ136で構成されるラッチを有する。このラッチを構成する各素子の電気的特性は、図2に示したスレーブラッチを構成する各素子の電気的特性と同一のものを用いる。また、クロックドインバータ134の負荷となるインバータ137およびバッファ138の電気的特性も、図2に示したクロックドインバータ116の負荷となるインバータ119およびバッファ120の電気的特性とそれぞれ同一のものを用いる。これにより、クロックドインバータ134の出力遅延は、クロックドインバータ116の出力遅延と同等になる。   The synchronous delay circuit 13 has a latch composed of a clocked inverter 134, an inverter 135, and a clocked inverter 136 whose input is a basic frequency-divided clock PH inverted by the inverter 133. The electrical characteristics of each element constituting this latch are the same as the electrical characteristics of each element constituting the slave latch shown in FIG. Further, the electrical characteristics of the inverter 137 and the buffer 138 that are the loads of the clocked inverter 134 are the same as the electrical characteristics of the inverter 119 and the buffer 120 that are the loads of the clocked inverter 116 shown in FIG. . As a result, the output delay of the clocked inverter 134 is equivalent to the output delay of the clocked inverter 116.

また、クロックドインバータ134は、配線末端のシステムクロックFPHDをインバータ131で反転させたCTVが‘H’レベルのときに導通する。したがって、このクロックドインバータ134の出力をバッファ138を介して出力する遅延分周クロックPHTは、配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りに同期して変化する。   The clocked inverter 134 is turned on when the CTV obtained by inverting the system clock FPHD at the end of the wiring by the inverter 131 is at the “H” level. Therefore, the delay-divided clock PHT that outputs the output of the clocked inverter 134 via the buffer 138 changes in synchronization with the falling edge of the system clock FPHD at the end of the wiring.

すなわち、同期遅延回路13は、基本分周クロックPHをラッチに取り込み、配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りに同期した遅延分周クロックPHTを出力する。そのとき、配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りから遅延分周クロックPHTが変化するまでの遅延は、分周器11におけるシステムクロックFPHの立ち下りから基本分周クロックPHが変化するまでの遅延と同等となる。   That is, the synchronous delay circuit 13 takes in the basic frequency-divided clock PH into the latch, and outputs the delay-divided clock PHT synchronized with the falling of the system clock FPHD at the end of the wiring. At that time, the delay from the fall of the system clock FPHD at the end of the wiring until the delay divided clock PHT changes is the delay from the fall of the system clock FPH to the change of the basic divided clock PH in the frequency divider 11. It becomes equivalent.

次に、選択回路14について説明する。   Next, the selection circuit 14 will be described.

図1に示す選択回路14へは、選択対象の入力信号として、基本分周クロックPHおよび遅延分周クロックPHTが入力され、選択切り替え入力信号として位相判定回路の出力信号SELが入力される。   The selection circuit 14 shown in FIG. 1 receives a basic frequency division clock PH and a delay frequency division clock PHT as input signals to be selected, and an output signal SEL of the phase determination circuit as a selection switching input signal.

選択回路14は、選択切り替え入力信号であるSELが‘H’のとき遅延分周クロックPHTを選択し、選択切り替え入力信号であるSELが‘L’のとき基本分周クロックPHを選択して、それを分周クロックPHSとして出力する。   The selection circuit 14 selects the delay divided clock PHT when the selection switching input signal SEL is 'H', and selects the basic division clock PH when the selection switching input signal SEL is 'L'. It is output as a divided clock PHS.

すなわち、選択回路14は、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れていると位相判定回路12が判定したときは、遅延分周クロックPHTを分周クロックPHSとして出力し、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいると位相判定回路12が判定したときは、基本分周クロックPHを分周クロックPHSとして出力する。   That is, when the phase determination circuit 12 determines that the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the selection circuit 14 converts the delay frequency-divided clock PHT into the frequency-divided clock PHS. When the phase determination circuit 12 determines that the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic divided clock PH, the basic divided clock PH is output as the divided clock PHS. .

次に、図6に示す波形図を用いて、分周クロック生成回路1の動作について説明する。   Next, the operation of the divided clock generation circuit 1 will be described using the waveform diagram shown in FIG.

図6(a)は、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているときの分周クロック生成回路1の動作の例を示す波形図である。   FIG. 6A is a waveform diagram showing an example of the operation of the divided clock generation circuit 1 when the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed with respect to the phase of the basic divided clock PH.

配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているときは、両エッジ検出信号PLSが‘H’レベルのパルス波形を出力するときに配線末端のシステムクロックFPHDが‘H’レベルである。そのため、位相判定回路12のANDゲート122の出力であるTRG信号には、‘H’レベルのパルスが出力される。これにより、位相判定回路12のRSフリップフロップ123がセットされ、RSフリップフロップ123の出力信号SELが‘H’となる。   When the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the system clock FPHD at the end of the wiring is output when the both-edge detection signal PLS outputs a pulse waveform at the “H” level. 'H' level. Therefore, a pulse of 'H' level is output to the TRG signal that is the output of the AND gate 122 of the phase determination circuit 12. As a result, the RS flip-flop 123 of the phase determination circuit 12 is set, and the output signal SEL of the RS flip-flop 123 becomes ‘H’.

RSフリップフロップ123の出力信号SELが‘H’になると、選択回路14は、遅延分周クロックPHTを選択し、これを分周クロックPHSとして出力する。   When the output signal SEL of the RS flip-flop 123 becomes “H”, the selection circuit 14 selects the delay divided clock PHT and outputs it as the divided clock PHS.

ここで、遅延分周クロックPHTは、基本分周クロックPHを配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りに同期させた上で時間T2分遅延させた信号である。なお、時間T2は、システムクロックFPHの立ち下りから基本分周クロックPHの立ち上りまでの遅延時間T1と同等の値である。   Here, the delay frequency-divided clock PHT is a signal obtained by synchronizing the basic frequency-divided clock PH with the falling of the system clock FPHD at the end of the wiring and delaying it by time T2. The time T2 is a value equivalent to the delay time T1 from the fall of the system clock FPH to the rise of the basic frequency-divided clock PH.

このように、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して遅れているときは、配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りより遅れて変化する遅延分周クロックPHTを、分周クロック生成回路1で生成する分周クロックPHSとして出力する。   As described above, when the phase of the system clock FPHD at the wiring end is delayed with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the delay frequency-divided clock PHT that changes after the falling of the system clock FPHD at the wiring end is This is output as a divided clock PHS generated by the divided clock generation circuit 1.

一方、図6(b)は、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるときの分周クロック生成回路1の動作の例を示す波形図である。   On the other hand, FIG. 6B is a waveform diagram showing an example of the operation of the frequency-divided clock generation circuit 1 when the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH.

配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるときは、両エッジ検出信号PLSが‘H’レベルのパルス波形を出力するときに配線末端のシステムクロックFPHDが‘L’レベルである。そのため、位相判定回路12のANDゲート122の出力であるTRG信号は、‘L’レベルとなる。そのため、位相判定回路12のRSフリップフロップ123は、初期状態であるリセット状態のままとなりを継続し、RSフリップフロップ123の出力信号SELは‘L’のままである。   When the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the system clock FPHD at the end of the wiring is output when the both-edge detection signal PLS outputs a pulse waveform at the “H” level. 'L' level. For this reason, the TRG signal that is the output of the AND gate 122 of the phase determination circuit 12 is at the ‘L’ level. For this reason, the RS flip-flop 123 of the phase determination circuit 12 remains in the reset state, which is the initial state, and the output signal SEL of the RS flip-flop 123 remains “L”.

RSフリップフロップ123の出力信号SELが‘L’のとき、選択回路14は、基本分周クロックPHTを選択し、これを分周クロックPHSとして出力する。   When the output signal SEL of the RS flip-flop 123 is ‘L’, the selection circuit 14 selects the basic frequency-divided clock PHT and outputs it as the frequency-divided clock PHS.

すなわち、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるときは、システムクロックFPHの立ち下りに同期して変化する基本分周クロックPHを、分周クロック生成回路1で生成する分周クロックPHSとして出力する。   That is, when the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH, the basic frequency-divided clock PH that changes in synchronization with the fall of the system clock FPH is generated as the frequency-divided clock. This is output as the divided clock PHS generated by the circuit 1.

次に、本実施例の分周クロック生成回路1を搭載した半導体集積回路の動作例について説明する。   Next, an operation example of the semiconductor integrated circuit on which the divided clock generation circuit 1 of the present embodiment is mounted will be described.

図7は、本実施例の分周クロック生成回路1が内部回路200へ分周クロックPHSを分配する半導体集積回路100の構成の例を示す模式図である。   FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of the semiconductor integrated circuit 100 in which the divided clock generation circuit 1 according to the present embodiment distributes the divided clock PHS to the internal circuit 200.

半導体集積回路100へ供給されるシステムクロックFPHは、クロック配線により内部回路200へ分配される。そのとき、配線抵抗R1および負荷容量C1の影響により配線末端のシステムクロックFPHDには遅延が生じる。   The system clock FPH supplied to the semiconductor integrated circuit 100 is distributed to the internal circuit 200 through the clock wiring. At this time, a delay occurs in the system clock FPHD at the end of the wiring due to the influence of the wiring resistance R1 and the load capacitance C1.

分周クロック生成回路1へは、システムクロックFPHおよび配線末端のシステムクロックFPHDが入力され、分周クロックPHSを出力する。分周クロックPHSも内部回路200へ分配されるとき、配線抵抗R2および負荷容量C2の影響を受け、配線末端では遅延が生じる。この配線末端の分周クロックをPHDとする。   The frequency-divided clock generation circuit 1 receives the system clock FPH and the system clock FPHD at the end of the wiring, and outputs the frequency-divided clock PHS. When the divided clock PHS is also distributed to the internal circuit 200, a delay occurs at the end of the wiring due to the influence of the wiring resistance R2 and the load capacitance C2. This divided clock at the end of the wiring is PHD.

配線末端のシステムクロックFPHDおよび配線末端の分周クロックPHDは、例えば、内部回路200のANDゲート201へ入力され、フリップフロップ202のクロックとなる。   The system clock FPHD at the wiring end and the frequency-divided clock PHD at the wiring end are input to the AND gate 201 of the internal circuit 200 and become the clock of the flip-flop 202, for example.

図8に、このANDゲート201が、フリップフロップ202のクロック信号を出力する様子を波形図で示す。   FIG. 8 is a waveform diagram showing how the AND gate 201 outputs the clock signal of the flip-flop 202.

図8(a)は、システムクロックFPHの配線遅延による遅延時間が小さいときの動作を示す例である。   FIG. 8A shows an example of the operation when the delay time due to the wiring delay of the system clock FPH is small.

このときは、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が、分周クロック生成回路1の内部で生成される基本分周クロックPHの位相に対して進んでいるので、分周クロック生成回路1から出力される分周クロックPHSには、システムクロックFPHの立ち下りに同期し、それよりも遅れて変化する信号が出力される。   At this time, the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock PH generated inside the frequency-divided clock generating circuit 1, so that it is output from the frequency-divided clock generating circuit 1. The frequency-divided clock PHS outputs a signal that changes in synchronization with the falling edge of the system clock FPH.

分周クロックPHSの配線遅延もシステムクロックFPHの配線遅延と同程度とすると、配線末端の分周クロックPHDは、配線末端のシステムクロックFPHDに対して位相が必ず遅れた信号となる。したがって、ANDゲート201の出力には、グリッチが生じることがなく、正常なクロック信号が出力される。   If the wiring delay of the frequency-divided clock PHS is about the same as the wiring delay of the system clock FPH, the frequency-divided clock PHD at the end of the wiring is a signal whose phase is always delayed with respect to the system clock FPHD at the end of the wiring. Therefore, a glitch is not generated in the output of the AND gate 201, and a normal clock signal is output.

一方、図8(b)は、システムクロックFPHの配線遅延による遅延時間が大きいときの動作を示す例である。   On the other hand, FIG. 8B is an example showing the operation when the delay time due to the wiring delay of the system clock FPH is large.

このときは、配線末端のシステムクロックFPHDの位相が、分周クロック生成回路1の内部で生成される基本分周クロックPHの位相に対して遅れているので、分周クロック生成回路1から出力される分周クロックPHSには、配線末端のシステムクロックFPHDの立ち下りに同期し、それよりも遅れて変化する信号が出力される。この分周クロックPHSは、配線遅延でさらに遅れて、配線末端の分周クロックPHDとなる。すなわち、配線末端の分周クロックPHDは、配線末端のシステムクロックFPHDに対して位相が必ず遅れた信号となる。   At this time, the phase of the system clock FPHD at the end of the wiring is delayed from the phase of the basic frequency-divided clock PH generated inside the frequency-divided clock generating circuit 1, and therefore output from the frequency-divided clock generating circuit 1. The divided clock PHS outputs a signal that changes in synchronization with the falling edge of the system clock FPHD at the end of the wiring. The frequency-divided clock PHS is further delayed by the wiring delay and becomes the frequency-divided clock PHD at the wiring end. That is, the divided clock PHD at the wiring end is a signal whose phase is always delayed with respect to the system clock FPHD at the wiring end.

したがって、この場合も、ANDゲート201の出力には、グリッチが生じることがなく、正常なクロック信号が出力される。   Therefore, also in this case, a normal clock signal is output without causing a glitch in the output of the AND gate 201.

これに対して、参考として示す図8(c)のように、システムクロックFPHの配線遅延による遅延時間が大きいときに、仮に、システムクロックFPHの立ち下りに同期した分周クロックPHSを生成したとすると、配線末端の分周クロックPHDの位相が配線末端のシステムクロックFPHDの位相よりも早くなる位相の逆転現象が起き、ANDゲート201の出力に、グリッチが生じる。   On the other hand, as shown in FIG. 8C shown as a reference, when the delay time due to the wiring delay of the system clock FPH is large, the frequency-divided clock PHS synchronized with the falling edge of the system clock FPH is generated. Then, a phase reversal phenomenon occurs in which the phase of the divided clock PHD at the wiring end is earlier than the phase of the system clock FPHD at the wiring end, and a glitch occurs in the output of the AND gate 201.

このような本実施例によれば、クロック配線の配線遅延の大小に関わらず、クロック配線の末端において、システムクロックと分周クロックとの間に位相の逆転現象が発生することを防止することができる。   According to this embodiment, it is possible to prevent the occurrence of a phase inversion phenomenon between the system clock and the divided clock at the end of the clock wiring regardless of the wiring delay of the clock wiring. it can.

本発明の実施例に係る分周クロック生成回路の構成の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of a structure of the frequency-divided clock generation circuit based on the Example of this invention. 本発明の実施例の分周器の構成の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of a structure of the frequency divider of the Example of this invention. 本発明の実施例の両エッジ検出回路の構成の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of a structure of the both-edge detection circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の両エッジ検出回路の動作の例を示す波形図。The wave form diagram which shows the example of operation | movement of the both-edge detection circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の同期遅延回路の構成の例を示す回路図。The circuit diagram which shows the example of a structure of the synchronous delay circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例に係る分周クロック生成回路の動作の例を示す波形図。The wave form diagram which shows the example of operation | movement of the frequency-divided clock generation circuit which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る分周クロック生成回路が搭載される半導体集積回路の構成の例を示す模式図。The schematic diagram which shows the example of a structure of the semiconductor integrated circuit in which the frequency-division clock generation circuit based on the Example of this invention is mounted. 図7に示す半導体集積回路の動作の例を示す波形図。FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of operation of the semiconductor integrated circuit shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 分周クロック生成回路
11 分周器
12 位相判定回路
13 同期遅延回路
14 選択回路
121 両エッジ検出回路
122、1214 ANDゲート
123 RSフリップフロップ
111、112、114、117、119、
131、132、133、135、137、
1211,1212、1213 インバータ
113、115、116、118、134、136 クロックドインバータ
120、138 バッファ
1215 NORゲート
1216 ORゲート
1 Divided clock generation circuit 11 Divider 12 Phase determination circuit 13 Synchronous delay circuit 14 Selection circuit 121 Both-edge detection circuits 122 and 1214 AND gate 123 RS flip-flops 111, 112, 114, 117, 119,
131, 132, 133, 135, 137,
1211, 1212, 1213 Inverters 113, 115, 116, 118, 134, 136 Clocked inverter 120, 138 Buffer 1215 NOR gate 1216 OR gate

Claims (5)

半導体集積回路の内部回路へ分配されるシステムクロックを分周した分周クロックを前記半導体集積回路の内部回路へ分配する分周クロック生成回路であって、
前記システムクロックを分周し、基本分周クロックとして出力する分周手段と、
前記内部回路へ前記システムクロックを分配する配線末端におけるシステムクロックの位相が前記基本分周クロックの位相に対して遅れているか進んでいるかを判定する位相判定手段と、
前記基本分周クロックを前記配線末端のシステムクロックに同期させた上で遅延させ、遅延分周クロックとして出力する同期遅延手段と、
前記位相判定手段の判定が位相遅れであるときは前記遅延分周クロックを選択し、前記判定が位相進みであるときは前記基本分周クロックを選択して、分周クロックとして出力する選択手段と
を備えることを特徴とする分周クロック生成回路。
A frequency-divided clock generation circuit for distributing a divided clock obtained by dividing a system clock distributed to an internal circuit of a semiconductor integrated circuit to an internal circuit of the semiconductor integrated circuit,
Frequency dividing means for dividing the system clock and outputting it as a basic divided clock;
Phase determining means for determining whether the phase of the system clock at the wiring end for distributing the system clock to the internal circuit is delayed or advanced with respect to the phase of the basic frequency-divided clock;
Synchronous delay means for delaying the basic frequency-divided clock after synchronizing with the system clock at the end of the wiring, and outputting as a delay-divided clock;
Selecting means for selecting the delayed divided clock when the judgment of the phase judging means is a phase delay, selecting the basic divided clock when the judgment is a phase advance, and outputting as a divided clock; A frequency-divided clock generation circuit comprising:
前記位相判定手段が、
前記基本分周クロックの立ち上りおよび立ち下りのエッジを検出する両エッジ検出回路と、
前記両エッジ検出回路の出力と前記配線末端のシステムクロックとの論理積を演算するANDゲートと、
前記ANDゲートの出力をセット入力信号とし、システムリセット信号をリセット入力信号とするRSフリップフロップとを有し、
前記RSフリップフロップの出力を前記判定信号として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の分周クロック生成回路。
The phase determination means is
Both edge detection circuits for detecting rising and falling edges of the basic frequency-divided clock;
An AND gate for calculating a logical product of the outputs of the both edge detection circuits and the system clock at the end of the wiring;
An RS flip-flop having an output of the AND gate as a set input signal and a system reset signal as a reset input signal;
The frequency-divided clock generation circuit according to claim 1, wherein an output of the RS flip-flop is output as the determination signal.
前記分周手段が、マスターラッチとスレーブラッチとで形成されるマスタースレーブ型フリップフロップを用いた2分周回路を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の分周クロック生成回路。   3. The frequency-divided clock generation circuit according to claim 1, wherein the frequency dividing unit includes a frequency-dividing circuit using a master-slave type flip-flop formed by a master latch and a slave latch. 前記同期遅延手段の遅延が、前記スレーブラッチの遅延と同等であることを特徴とする請求項3に記載の分周クロック生成回路。   4. The frequency-divided clock generation circuit according to claim 3, wherein a delay of the synchronization delay means is equal to a delay of the slave latch. 前記同期遅延手段が、前記スレーブラッチと同一の構成を有するラッチを備えることを特徴とする請求項4に記載の分周クロック生成回路。   5. The frequency-divided clock generation circuit according to claim 4, wherein the synchronization delay means includes a latch having the same configuration as the slave latch.
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