JP2008227567A - Phase interpolator - Google Patents

Phase interpolator Download PDF

Info

Publication number
JP2008227567A
JP2008227567A JP2007058347A JP2007058347A JP2008227567A JP 2008227567 A JP2008227567 A JP 2008227567A JP 2007058347 A JP2007058347 A JP 2007058347A JP 2007058347 A JP2007058347 A JP 2007058347A JP 2008227567 A JP2008227567 A JP 2008227567A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
circuit
signal
phase
divider
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007058347A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Tsunoda
武 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawasaki Microelectronics Inc
Original Assignee
Kawasaki Microelectronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Microelectronics Inc filed Critical Kawasaki Microelectronics Inc
Priority to JP2007058347A priority Critical patent/JP2008227567A/en
Publication of JP2008227567A publication Critical patent/JP2008227567A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase interpolator for regulating a minute phase to be programmable, regardless of the process conditions, power supply voltage, and temperature variations. <P>SOLUTION: A clock of irregular interval is inputted to the feedback signal (FBCLK) of a PLL circuit, and a minute phase difference is given between a reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK by the essential phase matching function of the PLL circuit. Furthermore, a phase difference free from the process conditions, power supply voltage, and temperature dependency is achieved by using a charge pump (CP) circuit where the up and down currents are equal. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、位相補間器に関し、特に、プロセス条件、電源電圧、温度の変動によらず、微小な位相をプログラマブルに調整できる位相補間器に関する。   The present invention relates to a phase interpolator, and more particularly to a phase interpolator that can adjust a minute phase in a programmable manner regardless of variations in process conditions, power supply voltage, and temperature.

従来、クロック信号等の位相を調整する場合、ディレイセルにクロック信号等を入力しそのディレイセルの段数や組み合わせを何通りかに切り替えて出力させることにより、その位相を調整することが一般的に行なわれている。また、ディレイセルを構成する容量や抵抗の値を切り替えて遅延値を変化させ、その位相を調整することも行なわれている。さらに、ディレイセルとPLL(フェーズ・ロックド・ループ)回路を組み合わせて、位相を調整する方法もある。   Conventionally, when adjusting the phase of a clock signal or the like, it is common to adjust the phase by inputting a clock signal or the like to a delay cell and switching the number of stages or combinations of the delay cells to output. It is done. Also, the phase of the delay cell is adjusted by changing the value of the delay cell by changing the value of the capacitor or the resistor constituting the delay cell. Further, there is a method of adjusting the phase by combining a delay cell and a PLL (phase locked loop) circuit.

ここで、PLL回路とは、フィードバック制御によって入力クロック信号の周波数と位相が同期した信号を出力する発振回路のことをいい、図7に示すように、一般に、位相周波数比較回路(PFD)51、チャージポンプ回路(CP)52、ループフィルタ(LF)53、および電圧制御発振回路(VCO)54、N分周器(N−DIV)55で構成される。図7に示すPLL回路50では、外部から基準信号REFCLKが与えられ、この基準信号REFCLKと電圧制御発振回路54の発振出力信号PLLOUTをN分周したフィードバック信号FBCLKとの位相・周波数差が位相周波数比較回路51で比較される。位相周波数比較回路51からは位相・周波数差に応じたアップ信号UPおよびダウン信号DOWNがチャージポンプ回路52へ出力される。チャージポンプ回路52は、位相周波数比較回路51からのアップ信号UPおよびダウン信号DOWNに応じてループフィルタ53に電荷を供給するもしくはループフィルタ53から電荷を引き抜く。ループフィルタ53の容量に蓄積されている電荷によって定まる制御信号VCONTは電圧制御発振回路54に入力され、電圧制御発振回路54はその制御電圧VCONTに応じた周波数の発振出力信号PLLOUTを出力する。   Here, the PLL circuit refers to an oscillation circuit that outputs a signal in which the frequency and phase of the input clock signal are synchronized by feedback control, and generally includes a phase frequency comparison circuit (PFD) 51, as shown in FIG. A charge pump circuit (CP) 52, a loop filter (LF) 53, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 54, and an N frequency divider (N-DIV) 55 are included. In the PLL circuit 50 shown in FIG. 7, the reference signal REFCLK is given from the outside, and the phase / frequency difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK obtained by dividing the oscillation output signal PLLOUT of the voltage control oscillation circuit 54 by N is the phase frequency. The comparison circuit 51 compares them. An up signal UP and a down signal DOWN corresponding to the phase / frequency difference are output from the phase frequency comparison circuit 51 to the charge pump circuit 52. The charge pump circuit 52 supplies charges to the loop filter 53 or extracts charges from the loop filter 53 in accordance with the up signal UP and the down signal DOWN from the phase frequency comparison circuit 51. A control signal VCONT determined by the electric charge accumulated in the capacitance of the loop filter 53 is input to the voltage control oscillation circuit 54, and the voltage control oscillation circuit 54 outputs an oscillation output signal PLLOUT having a frequency corresponding to the control voltage VCONT.

このように基準信号REFCLKと電圧制御発振回路54の発振出力信号PLLOUTをN分周したフィードバック信号FBCLKとの間の位相・周波数差が検出され、これに応じて電圧制御発振回路54の発振出力信号PLLOUTの発振周波数が繰り返し変更されることにより、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKとの間の位相および周波数が同期(ロック)される。   Thus, the phase / frequency difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK obtained by dividing the oscillation output signal PLLOUT of the voltage controlled oscillation circuit 54 by N is detected, and the oscillation output signal of the voltage controlled oscillation circuit 54 is detected accordingly. By repeatedly changing the oscillation frequency of PLLOUT, the phase and frequency between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK are synchronized (locked).

このようなPLL回路と上述したディレイセルとを組み合わせて位相を調整する技術が特許文献1に開示されている。特許文献1によれば、PLL回路の参照側入力端子の前にディレイ幅を調整可能な可変遅延回路を設け、最終段のラッチ回路に入力されるクロック信号を、上記可変遅延回路を介してPLL回路に戻すような構成にすることにより、LSIのプロセス条件、電源電圧レベル、温度が変動した場合でも、可変遅延回路におけるディレイ幅を調整することが可能となり、LSI間のクロックスキューを低減することができるとしている。
特開平8−321773号公報
A technique for adjusting the phase by combining such a PLL circuit and the above-described delay cell is disclosed in Patent Document 1. According to Patent Document 1, a variable delay circuit capable of adjusting a delay width is provided in front of a reference side input terminal of a PLL circuit, and a clock signal input to a latch circuit at the final stage is supplied to the PLL via the variable delay circuit. By returning to the circuit configuration, it is possible to adjust the delay width in the variable delay circuit even when the LSI process conditions, power supply voltage level, and temperature fluctuate, thereby reducing clock skew between LSIs. I can do it.
JP-A-8-321773

ところで、ディレイセルの段数や組み合わせを切り替えて位相を調整する場合、位相調整の最小単位はディレイセル1個分の遅延となるため、ディレイセル1個分の遅延値以下の微小な位相の調整は不可能である。また、ディレイセルを構成する容量や抵抗で位相を調整する場合には、より微小な調整が可能ではあるが、いずれの方法も遅延値がプロセス条件、電源電圧、温度の変動に大きく依存するため、使用条件が異なるだけで遅延値が異なり、1つのディレイ調整条件ではチップが動作しない可能性がある。   By the way, when adjusting the phase by switching the number and combination of delay cells, the minimum unit of phase adjustment is a delay for one delay cell. Impossible. In addition, when the phase is adjusted by the capacitance and resistance that make up the delay cell, finer adjustment is possible, but in either method, the delay value depends greatly on process conditions, power supply voltage, and temperature fluctuations. There is a possibility that the chip does not operate under one delay adjustment condition because the delay value is different only by different use conditions.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題を解消し、プロセス条件、電源電圧、温度が変動しても微小な位相をプログラマブルに調整できる位相補間器を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a phase interpolator that can solve the problems based on the above-described prior art and can adjust a minute phase in a programmable manner even if process conditions, power supply voltage, and temperature fluctuate.

上記目的を達成するために、本発明は、位相周波数比較回路とチャージポンプ回路とループフィルタと電圧制御発振回路とフィードバック用N分周器とで構成されるPLL回路と、上記電圧制御発振回路の発振出力信号をN分周した出力信号を出力する出力用N分周器とを備え、上記フィードバック用N分周器は、上記電圧制御発振回路が出力する発振出力信号の2N個のクロックのうち任意の2個を選択して非等間隔なクロックを生成し、上記位相周波数比較回路にフィードバック信号として出力する位相補間器を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention provides a PLL circuit including a phase frequency comparison circuit, a charge pump circuit, a loop filter, a voltage controlled oscillation circuit, and a feedback N divider, and the voltage controlled oscillation circuit. An N divider for output that outputs an output signal obtained by dividing the oscillation output signal by N, and the N divider for feedback is included in 2N clocks of the oscillation output signal output from the voltage controlled oscillator circuit. A phase interpolator is provided that selects any two of them to generate non-equal intervals of clocks and outputs them as feedback signals to the phase frequency comparison circuit.

また、前記チャージポンプ回路として、上記ループフィルタに電荷を供給するアップ電流と上記ループフィルタから電荷を引き抜くダウン電流が等しくなるチャージポンプ回路を用いることが好ましい。   The charge pump circuit is preferably a charge pump circuit in which an up current for supplying charge to the loop filter is equal to a down current for extracting charge from the loop filter.

さらに、上記出力用N分周器をリセットするリセット回路を備え、そのリセット回路は上記PLL回路がロックした後、上記フィードバック用N分周器からのフィードバック信号に同期した信号を受けて上記出力用N分周器のリセットを解除し、上記出力信号を出力することが好ましい。   And a reset circuit for resetting the output N divider, the reset circuit receiving the signal synchronized with the feedback signal from the feedback N divider after the PLL circuit is locked. It is preferable to release the reset of the N divider and output the output signal.

本発明の位相補間器は、PLL回路のフィードバック信号(FBCLK)として非等間隔なクロックを入力するが、PLL回路が本来備える位相合せ機能により、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLK間に微小な位相差を与えることができる。また、アップ電流(ループフィルタに電荷を供給する電流)とダウン電流(ループフィルタから電荷を引き抜く電流)が等しい(対称となる)チャージポンプ回路を用いることにより、プロセス条件、電源電圧、温度の変動があっても位相差はほとんど変化せず、各種条件依存性が無い位相差を実現できる。   The phase interpolator of the present invention inputs a non-equal interval clock as the feedback signal (FBCLK) of the PLL circuit. However, a small phase difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK is provided by the phase matching function originally provided in the PLL circuit. Can be given. Also, by using a charge pump circuit in which the up current (current that supplies charge to the loop filter) and down current (current that draws charge from the loop filter) are equal (symmetrical), process conditions, power supply voltage, and temperature fluctuations Even if there is a phase difference, the phase difference hardly changes and a phase difference having no dependency on various conditions can be realized.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の位相補間器について詳細に説明する。   Hereinafter, a phase interpolator of the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明の位相補間器の構成の一例を示す図である。図1に示す位相補間器10は、位相周波数比較回路(PFD)11、チャージポンプ回路(CP)12、ループフィルタ(LF)13、および電圧制御発振回路(VCO)14、フィードバック用N分周器(N−DIV)15で構成されるPLL回路20と、出力用N分周器16と、フリップフロップ(F/F)17とを備えている。本構成においては、フィードバック用N分周器15、出力用N分周器16ともに入力信号(電圧制御発振回路の発振出力信号PLLOUT)を8分周する8分周器とする。   FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the phase interpolator of the present invention. A phase interpolator 10 shown in FIG. 1 includes a phase frequency comparison circuit (PFD) 11, a charge pump circuit (CP) 12, a loop filter (LF) 13, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 14, and an N divider for feedback. A PLL circuit 20 composed of (N-DIV) 15, an output N frequency divider 16, and a flip-flop (F / F) 17 are provided. In this configuration, both the feedback N divider 15 and the output N divider 16 are 8 dividers that divide the input signal (the oscillation output signal PLLOUT of the voltage controlled oscillation circuit) by 8.

位相補間器10を構成するPLL回路20では、基準信号REFCLKと電圧制御発振回路14の発振出力信号PLLOUTを分周したフィードバック信号FBCLKとの位相・周波数差が位相周波数比較回路11で比較され、この位相・周波数差に応じたアップ信号UPおよびダウン信号DOWNによりチャージポンプ回路12からループフィルタ13へ電荷を供給もしくはループフィルタ13から電荷を引き抜き、電圧制御発振回路14はその電荷によって定まる制御電圧に応じた周波数の発振出力信号PLLOUTを出力する。なお、上述した従来のPLL回路の場合には、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKの位相・周波数差が最小となるまで、発振出力信号PLLOUTの発振周波数が繰り返し変更されることにより、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKとの間の位相および周波数がロックされる。しかし、本構成におけるPLL回路20の場合には、後述するように基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKの位相・周波数差が所定の値になるまで、発振出力信号PLLOUTの発振周波数が繰り返し変更されて基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKとの間の位相および周波数がロックされる。   In the PLL circuit 20 constituting the phase interpolator 10, the phase / frequency difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK obtained by dividing the oscillation output signal PLLOUT of the voltage controlled oscillation circuit 14 is compared by the phase frequency comparison circuit 11. Charge is supplied from the charge pump circuit 12 to the loop filter 13 or extracted from the loop filter 13 by the up signal UP and the down signal DOWN according to the phase / frequency difference, and the voltage controlled oscillation circuit 14 responds to the control voltage determined by the charge. An oscillation output signal PLLOUT having a predetermined frequency is output. In the conventional PLL circuit described above, the reference signal REFCLK and the reference signal REFCLK are changed by repeatedly changing the oscillation frequency of the oscillation output signal PLLOUT until the phase / frequency difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK is minimized. The phase and frequency with the feedback signal FBCLK are locked. However, in the case of the PLL circuit 20 in this configuration, the oscillation frequency of the oscillation output signal PLLOUT is repeatedly changed until the phase / frequency difference between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK reaches a predetermined value as will be described later. The phase and frequency between the signal REFCLK and the feedback signal FBCLK are locked.

ここで、従来のPLL回路に用いられる分周器の場合、その出力であるフィードバック信号FBCLKは、その立ち上りエッジの間隔が等間隔となっている。これに対し、本構成に用いられるフィードバック用8分周器15においては、フィードバック信号FBCLKはその立ち上りエッジの間隔が等間隔にはなっていない。フィードバック用8分周器15は、フィードバック信号FBCLKの出力エッジ位置を調整できる分周器であり、発振出力信号PLLOUT16個のクロックから異なるエッジ位置の任意の2個のクロックを選択できるようになっている。このような非等間隔なフィードバック信号FBCLKを位相周波数比較回路11に入力し、かつ、PLL回路が本来備える位相合せ機能により、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLK間に所望の微小な位相差を与えることができる。また、本構成におけるPLL回路20のチャージポンプ回路12のアップ電流とダウン電流を等しい(対称な)ものとすることにより、プロセス条件、電源電圧、温度が変動しても位相差に変動のない位相補間器を実現することが可能となる。   Here, in the case of the frequency divider used in the conventional PLL circuit, the feedback signal FBCLK that is the output has equal intervals between the rising edges. On the other hand, in the feedback 8-divider 15 used in this configuration, the feedback signal FBCLK does not have equal intervals between rising edges. The feedback 8 frequency divider 15 is a frequency divider capable of adjusting the output edge position of the feedback signal FBCLK, and can select any two clocks having different edge positions from 16 clocks of the oscillation output signal PLLOUT. Yes. Such a non-uniformly spaced feedback signal FBCLK is input to the phase frequency comparison circuit 11, and a desired minute phase difference is given between the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK by a phase matching function originally provided in the PLL circuit. Can do. Further, by making the up current and the down current of the charge pump circuit 12 of the PLL circuit 20 in this configuration equal (symmetric), a phase in which the phase difference does not fluctuate even if the process conditions, power supply voltage, and temperature fluctuate. An interpolator can be realized.

なお、図1に示すフリップフロップ17は、出力用8分周器16をリセットするリセット回路であって、D端子にPLL回路20がロックする前は“L”レベルで、ロック後に“H”レベルとなるイネーブル信号EN_DIVが入力され、CK端子にフィードバック用8分周器15から“H”レベルで出力用8分周器16の動作開始タイミングとなる開始信号DIV_STARTが入力され、Q端子からは出力用8分周器16をリセットするリセット信号DIV_RSTが出力されている。出力用8分周器16には、PLL回路20の出力(電圧制御発振回路14の発振出力信号)PLLOUTが入力されており、リセット信号DIV_RSTが“H”レベルとなることにより出力用8分周器16のリセット状態が解除され、発振出力信号PLLOUTが8分周された出力信号CLKOUTが出力される。すなわち、出力用8分周器16は、このリセット信号DIV_RSTの“H”レベルを起点として、位相が調整された出力信号CLKOUTを出力する。   The flip-flop 17 shown in FIG. 1 is a reset circuit that resets the output divide-by-eight divider 16, and is at the “L” level before the PLL circuit 20 is locked to the D terminal, and at the “H” level after the lock. The enable signal EN_DIV is input, and the start signal DIV_START, which is the operation start timing of the output 8 divider 16 at the “H” level, is input to the CK terminal from the feedback 8 divider 15 and output from the Q terminal. A reset signal DIV_RST for resetting the divide-by-8 divider 16 is output. The output 8 divider 16 receives the output of the PLL circuit 20 (oscillation output signal of the voltage controlled oscillation circuit 14) PLLOUT, and when the reset signal DIV_RST becomes "H" level, the output 8 divider The reset state of the device 16 is released, and an output signal CLKOUT obtained by dividing the oscillation output signal PLLOUT by 8 is output. In other words, the output 8 divider 16 outputs the output signal CLKOUT whose phase is adjusted starting from the “H” level of the reset signal DIV_RST.

図2は、図1に示すフィードバック用8分周器15の回路の一例を示す図である。図2に示すとおり、フィードバック用8分周器15は、入力信号IN(発振出力信号PLLOUT)を反転するインバータ40と、入力信号INの反転信号をそれぞれ2分周、4分周、8分周、16分周するフリップフロップ(F/F)36、37、38、39と、これらF/F36、37、38、39の出力を反転するインバータ41、42、43、44と、F/F36、37、38、39の出力Qおよびその反転出力Q_を組み合わせてその入力とする16個の5入力AND45と、これら5入力AND45のそれぞれの出力を4個ごとまとめて入力する4個の4入力OR46と、この4個の4入力OR46の出力を入力とする4入力OR47と、さらに入力信号INと4入力OR47の出力とを入力とする2入力AND48とで構成される。それぞれの5入力AND45には、さらに制御信号S0、S1、・・・、S15が入力される。
また、フィードバック用8分周器15は、F/F36の反転出力Q_とF/F37の反転出力Q_を入力してその出力をF/F37のD端子に入力する2入力ENOR33と、F/F36の反転出力Q_とF/F37の反転出力Q_の論理積をとる2入力AND31と、2入力AND31の出力とF/F38の反転出力Q_を入力してその出力をF/F38のD端子に入力する2入力ENOR34と、F/F36の反転出力Q_とF/F37の反転出力Q_およびF/F38の反転出力Q_の論理積をとる3入力AND32と、3入力AND32の出力とF/F39の反転出力Q_を入力してその出力をF/F39のD端子に入力する2入力ENOR35を備える。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit of the feedback divide-by-8 divider 15 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the feedback divide-by-eight divider 15 includes an inverter 40 for inverting the input signal IN (oscillation output signal PLLOUT), and an inverted signal of the input signal IN divided by 2, 4, and 8 respectively. Flip-flops (F / F) 36, 37, 38, 39 that divide by 16, inverters 41, 42, 43, 44 that invert the outputs of these F / Fs 36, 37, 38, 39, F / Fs 36, Sixteen 5-input ANDs 45 that receive the outputs Q of 37, 38, and 39 and their inverted outputs Q_ as their inputs, and four 4-input ORs 46 that collectively input the outputs of each of these five-inputs AND45. And a 4-input OR 47 having the outputs of the four 4-input ORs 46 as inputs, and a 2-input AND 48 having the inputs of the input signal IN and the outputs of the 4-input OR 47 as inputs. That. Further, control signals S0, S1,..., S15 are input to each 5-input AND 45.
The feedback 8 divider 15 receives the inverted output Q_ of the F / F 36 and the inverted output Q_ of the F / F 37 and inputs the output to the D terminal of the F / F 37, and the F / F 36. The 2-input AND 31 that takes the logical product of the inverted output Q_ of the F / F 37, the output of the 2-input AND 31 and the inverted output Q_ of the F / F 38 are input, and the output is input to the D terminal of the F / F 38 2-input ENOR 34, F / F 36 inverted output Q_, F / F 37 inverted output Q_, and F / F 38 inverted output Q_ are ANDed, and 3-input AND 32 output and F / F 39 inverted A two-input ENOR 35 for inputting the output Q_ and inputting the output to the D terminal of the F / F 39 is provided.

なお、フィードバック用8分周器15からは、詳細は後述するが、上述した“H”レベルで出力用8分周器16の動作開始タイミングとなる開始信号DIV_STARTが制御信号S1で選択される5入力AND45から出力される。   Although details will be described later from the feedback 8 divider 15, the start signal DIV_START, which becomes the operation start timing of the output 8 divider 16 at the “H” level described above, is selected by the control signal S 5. Output from the input AND45.

図3は、図2に示すフィードバック用8分周器15の動作の一例を示す図であり、入力信号INに対する各F/Fの出力Q、反転出力Q_およびフィードバック用8分周器の出力信号OUT(FBCLK)の動作状態を示す。ここで、F/F36、37、38、39の出力および反転出力をそれぞれQ(a)、Q(b)、Q(c)、Q(d)およびQ(a)_、Q(b)_、Q(c)_、Q(d)_とする。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the feedback 8 divider 15 shown in FIG. 2. The output Q of each F / F, the inverted output Q_ with respect to the input signal IN, and the output signal of the feedback 8 divider The operation state of OUT (FBCLK) is shown. Here, the outputs and inverted outputs of the F / Fs 36, 37, 38, 39 are respectively Q (a), Q (b), Q (c), Q (d) and Q (a) _, Q (b) _ , Q (c) _, Q (d) _.

図3に示すように、F/F36は入力信号INが毎回立ち下がるタイミングで“H”出力、“L”出力を繰り返すことにより、入力信号INを2分周した出力Q(a)を生成する。同様に、2入力ENOR33とF/F37により入力信号を4分周した出力Q(b)を生成し、2入力AND31、2入力ENOR34、F/F38により8分周した出力Q(c)を生成し、3入力AND32、2入力ENOR35、F/F39により16分周した出力Q(d)を生成する。これらの出力Q(a)、Q(b)、Q(c)、Q(d)およびそれらの反転出力Q(a)_、Q(b)_、Q(c)_、Q(d)_はそれぞれ4個ずつ組み合わされて、16個の5入力AND45に入力される。また、16個の制御信号S0〜S15が16個の5入力AND45それぞれに入力されており、それらの論理状態が“H”のときに対応する5入力AND45を選択する。例えば、S1が“H”で、かつ、出力Q(a)、Q(b)、Q(c)、Q(d)が全て“H”のとき、図2に示す左から2番目の5入力AND45からの出力が“H”となり、4入力EOR46、47を介して2入力AND48で入力信号INとの論理積により出力OUTが“H”となる。また、例えば、S2が“H”で、かつ、出力Q(a)_、Q(b)、Q(c)、Q(d)が“H”のとき、図2に示す左から3番目の5入力AND45からの出力が“H”となり、4入力EOR46、47を介して2入力AND48で入力信号INとの論理積により出力信号OUTが“H”となる。したがって、図3に示すように、S1が“H”の場合、入力信号INの1番目(#1)のエッジで出力OUTが“H”となり、S2が“H”の場合、2番目(#2)のエッジで出力OUTが“H”となり、以下、同様にして、出力信号OUTの出力エッジ位置が制御信号S0〜S15で選択される。本動作の場合、フィードバック用分周器15は8分周となるので、これら16の制御信号のうち2つを組み合わせて“H”とすることにより、任意のエッジ位置を有する2個のクロックを出力することができる。   As shown in FIG. 3, the F / F 36 generates an output Q (a) obtained by dividing the input signal IN by two by repeating “H” output and “L” output at the timing when the input signal IN falls each time. . Similarly, an output Q (b) obtained by dividing the input signal by 4 is generated by the 2-input ENOR 33 and the F / F 37, and an output Q (c) obtained by dividing the input signal by 8 by the 2-input AND 31, the 2-input ENOR 34, and the F / F 38 is generated. Then, an output Q (d) divided by 16 by the 3-input AND 32, 2-input ENOR 35, and F / F 39 is generated. These outputs Q (a), Q (b), Q (c), Q (d) and their inverted outputs Q (a) _, Q (b) _, Q (c) _, Q (d) _ 4 are combined and input to 16 5-input ANDs 45. Also, 16 control signals S0 to S15 are input to each of the 16 5-input ANDs 45, and the corresponding 5-input AND 45 is selected when the logical state is “H”. For example, when S1 is “H” and the outputs Q (a), Q (b), Q (c), and Q (d) are all “H”, the second five inputs from the left shown in FIG. The output from the AND 45 becomes “H”, and the output OUT becomes “H” due to the logical product of the input signal IN with the 2-input AND 48 via the 4-input EORs 46 and 47. For example, when S2 is “H” and the outputs Q (a) _, Q (b), Q (c), and Q (d) are “H”, the third from the left shown in FIG. The output from the 5-input AND 45 becomes “H”, and the output signal OUT becomes “H” by the logical product of the 2-input AND 48 and the input signal IN via the 4-input EORs 46 and 47. Therefore, as shown in FIG. 3, when S1 is “H”, the output OUT becomes “H” at the first (# 1) edge of the input signal IN, and when S2 is “H”, the second (# The output OUT becomes “H” at the edge of 2), and thereafter, similarly, the output edge position of the output signal OUT is selected by the control signals S0 to S15. In the case of this operation, the feedback frequency divider 15 divides by 8. Therefore, by combining two of these 16 control signals to “H”, two clocks having arbitrary edge positions can be obtained. Can be output.

図4は、図2に示すフィードバック用8分周器15により、任意のエッジ位置で出力される8分周されたクロックの動作の一例を示す図である。フィードバック用8分周器15に、図4に示すような入力信号IN(発振出力信号PLLOUT)が入力されると、制御信号S0〜S15の設定により、フィードバック信号FBCLKとして、例えば出力(A)、(B)、(C)のような互いにエッジの位置が異なるクロックが生成される。例えば、出力(A)は制御信号S1とS9を“H”(それ以外の制御信号は“L”、以下同様)とすることで得られ、出力(B)は制御信号S1とS5を“H”とすることで得られ、出力(C)は制御信号S1とS2を“H”とすることで得られる。なお、本動作では、発振出力信号PLLOUT16個のクロックから2個のクロックを選択して、非等間隔に8分周されたフィードバック信号を生成するよう設定されているが、32個のクロックから任意の2個を選択(16分周)してもよいし、64個のクロックから任意の2個を選択(32分周)してもよい。ただし、その場合には、出力用の分周器もそれらに合わせて16分周、32分周とする必要がある。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the operation of the clock divided by 8 that is output at an arbitrary edge position by the feedback 8 divider 15 illustrated in FIG. When an input signal IN (oscillation output signal PLLOUT) as shown in FIG. 4 is input to the feedback 8 divider 15, for example, the output (A), as the feedback signal FBCLK, is set by the control signals S 0 to S 15. Clocks with different edge positions are generated as in (B) and (C). For example, the output (A) is obtained by setting the control signals S1 and S9 to “H” (other control signals are “L”, the same applies hereinafter), and the output (B) is obtained by setting the control signals S1 and S5 to “H”. The output (C) is obtained by setting the control signals S1 and S2 to “H”. In this operation, two clocks are selected from the 16 clocks of the oscillation output signal PLLOUT and set to generate a feedback signal divided by 8 at non-equal intervals. May be selected (divide by 16), or any two of 64 clocks may be selected (divide by 32). In this case, however, the output frequency divider also needs to be divided by 16 and 32 in accordance with them.

図5は、本発明の位相補間器10の動作の一例を示す図である。図5の[A]、[B]、[C]は、それぞれ、図4に示すフィードバック用8分周器15の動作出力(A)、(B)、(C)に対応する。上述したように、出力(A)は制御信号S1とS9を“H”とすることで得られ、出力(B)は制御信号S1とS5を“H”とすることで得られ、出力(C)は制御信号S1とS2を“H”とすることで得られる波形である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the phase interpolator 10 of the present invention. [A], [B], and [C] in FIG. 5 correspond to the operation outputs (A), (B), and (C) of the feedback 8-divider 15 shown in FIG. As described above, the output (A) is obtained by setting the control signals S1 and S9 to “H”, and the output (B) is obtained by setting the control signals S1 and S5 to “H” and the output (C ) Is a waveform obtained by setting the control signals S1 and S2 to “H”.

図5に示すCP状態とは、位相周波数比較回路からの位相・周波数差に応じて出力されるチャージポンプ回路12の出力(CPOUT)の状態のことであり、アップ信号が出力されているUP状態(アップ電流が流れる状態)、ダウン信号が出力されているDOWN状態(ダウン電流が流れる状態)、どちらも出力されていないZ状態(ハイインピーダンス状態)の3状態を取る。   The CP state shown in FIG. 5 is the state of the output (CPOUT) of the charge pump circuit 12 output according to the phase / frequency difference from the phase frequency comparison circuit, and the UP state in which the up signal is output. It takes three states: a state in which an up current flows, a DOWN state in which a down signal is output (a state in which a down current flows), and a Z state in which neither is output (a high impedance state).

図5[A]では、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKの立ち上がりエッジが一致してチャージポンプ回路12の出力がZ状態で釣り合っている。   In FIG. 5A, the rising edges of the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK coincide and the output of the charge pump circuit 12 is balanced in the Z state.

一方、図5[B]、[C]では、基準信号REFCLKとフィードバック信号FBCLKは一致しないため、必ずチャージポンプ回路12の出力状態はそれぞれUP状態とDOWN状態を繰り返す。例えば、図5[B]の場合、基準信号REFCLKの最初の立ち上りエッジでフィードバック信号FBCLKが“L”レベルのためフィードバック信号FBCLKが遅れていると判断し、チャージポンプ回路12の出力をUP状態とする。その後、フィードバック信号FBCLKが立ち上がるとZ状態となり、さらに、次のフィードバック信号FBCLKの立ち上がりエッジで、基準信号REFCLKは“L”レベルであるためフィードバック信号FBCLKが進んでいると判断しチャージポンプ回路の出力をDOWN状態とする。ここで、チャージポンプ回路12のアップ電流とダウン電流の電流量が等しい場合は、UP状態とDOWN状態の時間が等しくなる位置、すなわち、UP、DOWN両状態で注入・放出される電荷量が等しくなる位置で釣り合い、プロセス条件、電源電圧、温度が変動しても釣り合う位置は変化しない。図5の[B]の場合は、制御信号S1とS5が“H”のため、UPおよびDOWN状態が各々発振出力信号PLLOUT2クロック分、Z状態が4クロック分となり、フィードバック信号FBCLKは基準信号REFCLKより2クロック分の位相がずれた位置、すなわち、2/8*T(Tは基準信号の周期)位相がずれた位置で安定する。   On the other hand, in FIGS. 5B and 5C, since the reference signal REFCLK and the feedback signal FBCLK do not match, the output state of the charge pump circuit 12 always repeats the UP state and the DOWN state, respectively. For example, in the case of FIG. 5B, it is determined that the feedback signal FBCLK is delayed because the feedback signal FBCLK is “L” level at the first rising edge of the reference signal REFCLK, and the output of the charge pump circuit 12 is set to the UP state. To do. Thereafter, when the feedback signal FBCLK rises, the Z state is reached. Further, at the rising edge of the next feedback signal FBCLK, the reference signal REFCLK is at the “L” level, so that the feedback signal FBCLK is advanced and the output of the charge pump circuit is determined. Is in the DOWN state. Here, when the amount of current of the up current and the amount of down current of the charge pump circuit 12 are equal, the amount of charge injected / released is the same at the position where the time of the UP state and the DOWN state becomes equal, that is, both the UP and DOWN states. The balance position does not change even if the process conditions, power supply voltage, and temperature fluctuate. In the case of [B] in FIG. 5, since the control signals S1 and S5 are “H”, the UP and DOWN states are respectively for the oscillation output signal PLLOUT2 clocks, the Z state is 4 clocks, and the feedback signal FBCLK is the reference signal REFCLK. Further, it is stable at a position where the phase is shifted by two clocks, that is, a position where the phase is shifted by 2/8 * T (T is the period of the reference signal).

図5の[C]の場合は、制御信号S1とS2が“H”のため、UPおよびDOWN状態が各々発振出力信号PLLOUT3.5クロック分、Z状態が1クロック分となり、フィードバック信号FBCLKは基準信号REFCLKより3.5クロック分の位相がずれた位置、すなわち、3.5/8*T位相がずれた位置で安定する。   In the case of [C] in FIG. 5, since the control signals S1 and S2 are “H”, the UP and DOWN states are respectively the oscillation output signal PLLOUT 3.5 clocks, the Z state is one clock, and the feedback signal FBCLK is the reference. Stable at a position where the phase is shifted by 3.5 clocks from the signal REFCLK, that is, a position where the phase is shifted by 3.5 / 8 * T.

図5の[A]、[B]、[C]ともに、位相差が安定した後、ロックされた状態を知らせるイネーブル信号EN_DIVが“H”となる。そして、フィードバック用8分周器15からの出力開始を知らせる開始信号DIV_STARTが“H”となると、F/F17からのリセット信号DIV_RSTが“H”となり出力用8分周器16のリセットが解除されて出力信号CLKOUTが立ち上がる。本動作では、図2に示すように、フィードバック用8分周器15から制御信号S1により選択された5入力AND45の出力が開始信号DIV_STARTとして出力される。したがって、出力信号CLKOUTは制御信号S1により選択されたフィードバック信号FBCLKに同期して出力される。   In each of [A], [B], and [C] in FIG. 5, after the phase difference is stabilized, the enable signal EN_DIV that notifies the locked state becomes “H”. When the start signal DIV_START notifying the start of the output from the feedback 8 divider 15 becomes “H”, the reset signal DIV_RST from the F / F 17 becomes “H”, and the reset of the output 8 divider 16 is released. As a result, the output signal CLKOUT rises. In this operation, as shown in FIG. 2, the output of the 5-input AND 45 selected by the control signal S1 is output from the feedback 8-divider 15 as the start signal DIV_START. Therefore, the output signal CLKOUT is output in synchronization with the feedback signal FBCLK selected by the control signal S1.

上述したように、本発明によれば、プロセス条件、電源電圧、温度にほとんど依存しない位相補間器が実現できる。なお、本動作の制御可能な位相の最小単位は、0.5/8*T=T/16となっているが、上記と同様の機能をもつ16分周器や、32分周器を用いると、制御可能な位相差の最小単位をさらに細かく設定でき、調整可能な位相差の最小単位をそれぞれT/32、T/64とできる。   As described above, according to the present invention, a phase interpolator almost independent of process conditions, power supply voltage, and temperature can be realized. The minimum unit of controllable phase in this operation is 0.5 / 8 * T = T / 16, but a 16 divider or 32 divider having the same function as described above is used. Then, the controllable minimum unit of phase difference can be set more finely, and the minimum unit of adjustable phase difference can be set to T / 32 and T / 64, respectively.

ところで、本発明の位相補間器を構成するチャージポンプ回路12は、例えば図6に示すような回路とし、上述したようにアップ電流とダウン電流の電流量が等しくなるものであることが好ましい。すなわち、位相周波数比較回路11からのアップ信号UPが“L”の場合、ループフィルタに電荷を供給するよう一定電流Icpを流し込み、ダウン信号DOWNが“H”の場合、ループフィルタに蓄積された電荷を一定電流Icpで引き抜くことができるようにする。図6から明らかなように、電源側に設けられたPMOSトランジスタMP1、MP2で構成されるカレントミラー回路と、グラウンド側に設けられたNMOSトランジスタMN1、MN2で構成されるカレントミラー回路により、電源側から供給される電流とグランド側に流れる電流は基準電流Icpと等しく、対称となっている。   By the way, the charge pump circuit 12 constituting the phase interpolator of the present invention is preferably a circuit as shown in FIG. 6, for example, and as described above, the current amounts of the up current and the down current are preferably equal. That is, when the up signal UP from the phase frequency comparison circuit 11 is “L”, a constant current Icp is supplied to supply charge to the loop filter, and when the down signal DOWN is “H”, the charge accumulated in the loop filter is supplied. Can be extracted with a constant current Icp. As apparent from FIG. 6, the current mirror circuit composed of the PMOS transistors MP1 and MP2 provided on the power supply side and the current mirror circuit composed of the NMOS transistors MN1 and MN2 provided on the ground side, And the current flowing to the ground side are equal to the reference current Icp and are symmetric.

以上、本発明の位相補間器について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   The phase interpolator of the present invention has been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

本発明の位相補間器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the phase interpolator of this invention. 図1に示す位相補間器10を構成するフィードバック用8分周器15の回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the circuit of the feedback 8 frequency divider 15 which comprises the phase interpolator 10 shown in FIG. 図2に示すフィードバック用8分周器30の動作の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the feedback eighth divider 30 illustrated in FIG. 2. フィードバック用8分周器により、任意のエッジ位置で出力される8分周されたクロックの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation | movement of the clock divided by 8 output in arbitrary edge positions by the feedback 8 frequency divider. 本発明の位相補間器の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the phase interpolator of this invention. 本発明の位相補間器を構成するPLL回路のチャージポンプ回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the charge pump circuit of the PLL circuit which comprises the phase interpolator of this invention. 従来のPLL回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional PLL circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 位相補間器
11、51 位相周波数比較回路
12、52 チャージポンプ回路
13、53 ループフィルタ
14、54 電圧制御発振回路
15、16、45 分周器
17、36、37、38、39 フリップフロップ
20、50 PLL回路
40、41、42、43、44 インバータ
31、48 2入力AND
32 3入力AND
33、34、35 2入力ENOR
45 5入力AND
46、47 4入力OR
MP1、MP2、MP3 PMOSトランジスタ
MN1、MN2、MN3、MN4 NMOSトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Phase interpolator 11, 51 Phase frequency comparison circuit 12, 52 Charge pump circuit 13, 53 Loop filter 14, 54 Voltage control oscillation circuit 15, 16, 45 Frequency divider 17, 36, 37, 38, 39 Flip-flop 20, 50 PLL circuit 40, 41, 42, 43, 44 Inverter 31, 48 2-input AND
32 3-input AND
33, 34, 35 2-input ENOR
45 5-input AND
46, 47 4-input OR
MP1, MP2, MP3 PMOS transistors MN1, MN2, MN3, MN4 NMOS transistors

Claims (3)

位相周波数比較回路とチャージポンプ回路とループフィルタと電圧制御発振回路とフィードバック用N分周器とで構成されるPLL回路と、前記電圧制御発振回路の発振出力信号をN分周した出力信号を出力する出力用N分周器とを備え、
前記フィードバック用N分周器は、前記電圧制御発振回路が出力する発振出力信号の2N個のクロックのうち任意の2個を選択して非等間隔なクロックを生成し、前記位相周波数比較回路にフィードバック信号として出力することを特徴とする位相補間器。
A PLL circuit composed of a phase frequency comparison circuit, a charge pump circuit, a loop filter, a voltage control oscillation circuit and a feedback N divider, and an output signal obtained by dividing the oscillation output signal of the voltage control oscillation circuit by N An output N divider,
The feedback N divider selects any two of 2N clocks of the oscillation output signal output from the voltage controlled oscillation circuit to generate non-equal intervals, and supplies the phase frequency comparison circuit to the phase frequency comparison circuit. A phase interpolator that outputs as a feedback signal.
前記チャージポンプ回路として、前記ループフィルタに電荷を供給するアップ電流と前記ループフィルタから電荷を引き抜くダウン電流が等しくなるチャージポンプ回路を用いることを特徴とする請求項1に記載の位相補間器。   2. The phase interpolator according to claim 1, wherein the charge pump circuit is a charge pump circuit in which an up current for supplying electric charge to the loop filter and a down current for extracting electric charge from the loop filter are equal. 前記出力用N分周器をリセットするリセット回路を備え、該リセット回路は前記PLL回路がロックした後、前記フィードバック用N分周器からのフィードバック信号に同期した信号を受けて前記出力用N分周器のリセットを解除し、前記出力信号を出力することを特徴とする請求項1または2に記載の位相補間器。   A reset circuit for resetting the output N divider, the reset circuit receiving the signal synchronized with the feedback signal from the feedback N divider after the PLL circuit is locked, and receiving the output N divider; 3. The phase interpolator according to claim 1, wherein the reset of the peripheral is released and the output signal is output. 4.
JP2007058347A 2007-03-08 2007-03-08 Phase interpolator Withdrawn JP2008227567A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007058347A JP2008227567A (en) 2007-03-08 2007-03-08 Phase interpolator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007058347A JP2008227567A (en) 2007-03-08 2007-03-08 Phase interpolator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008227567A true JP2008227567A (en) 2008-09-25

Family

ID=39845703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007058347A Withdrawn JP2008227567A (en) 2007-03-08 2007-03-08 Phase interpolator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008227567A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8558596B2 (en) 2010-06-03 2013-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase interpolation circuit suitable for wide range frequency input and output characteristics stabilizing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8558596B2 (en) 2010-06-03 2013-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Phase interpolation circuit suitable for wide range frequency input and output characteristics stabilizing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2867898B1 (en) A low-noise and low-reference spur frequency multiplying delay lock-loop
US6326826B1 (en) Wide frequency-range delay-locked loop circuit
EP3289687B1 (en) Reconfigurable fractional-n frequency generation for a phase-locked loop
KR100806117B1 (en) Phase-locked-loop circuit having voltage-controlled-oscillator and method of controlling the same
US10326457B2 (en) Reference-locked clock generator
KR100717103B1 (en) Phase-locked-loop circuit capable of tuning oscillation frequency of a voltage controlled oscillator automatically and delay-locked loop circuit capable of tuning delay time of a delay line automatically
JP2001007698A (en) Data pll circuit
JP2010093771A (en) Dll circuit
US8860482B1 (en) Techniques for adjusting gears of an oscillator
CN106341126A (en) Method for generating a plurality of oscillating signals with different phases and associated circuit and local oscillator
WO2014008013A1 (en) Charge pump circuit
US8264258B1 (en) Phase lock loop circuit
AU2007325558B2 (en) System and method for reducing transient responses in a phase lock loop with variable oscillator gain
US6320424B1 (en) Method of providing and circuit for providing phase lock loop frequency overshoot control
CN111416616B (en) PLL with wide frequency coverage
US8866556B2 (en) Phase shift phase locked loop
KR100693895B1 (en) Clock multiplier having phase-locked loop circuit
KR20170104443A (en) Low power and integrable on-chip architecture for low frequency pll
JP2006211376A (en) Pll circuit and its program
Tasca et al. Low-power divider retiming in a 3–4 GHz fractional-N PLL
JP2008227567A (en) Phase interpolator
CN102801416B (en) Phase lock loop circuit
JP5827787B2 (en) PLL circuit
WO2020120497A1 (en) Frequency synthesiser circuits
Brynjolfson et al. A new PLL design for clock management applications

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100511