JP2009130544A - Clock signal generation circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロック信号発生回路に係り、特に、低速の基準クロックから信号処理用の高速のクロック信号を生成するクロック信号発生回路に関する。 The present invention relates to a clock signal generation circuit, and more particularly to a clock signal generation circuit that generates a high-speed clock signal for signal processing from a low-speed reference clock.
半導体集積装置の高速信号処理回路の駆動信号を供給するために、PLL(Phase Locked Loop)回路により低速基準クロック信号発生回路の周波数をN逓倍して高速クロック信号を発生し、この発生した高速クロック信号を高速信号処理回路の駆動信号にする方法が代表的である。PLL回路は、発信周波数を一定に保つ他、カウンタを組み込むことで入力信号の整数倍の周波数で信号を出力することもできる。 In order to supply a drive signal for a high-speed signal processing circuit of a semiconductor integrated device, a PLL (Phase Locked Loop) circuit multiplies the frequency of the low-speed reference clock signal generation circuit by N to generate a high-speed clock signal. A typical method is to use a signal as a drive signal for a high-speed signal processing circuit. In addition to keeping the oscillation frequency constant, the PLL circuit can also output a signal at a frequency that is an integral multiple of the input signal by incorporating a counter.
従来の半導体集積装置に使用される高速クロック信号の生成方法として、特許文献1に記載の半導体集積装置がある。
As a method for generating a high-speed clock signal used in a conventional semiconductor integrated device, there is a semiconductor integrated device described in
図6は、特許文献1に記載のクロック信号発生回路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a clock signal generation circuit described in
図6において、クロック信号発生回路10は、基準クロック信号発生回路11、タイムベース処理回路12、PLL回路13、及び高速信号処理回路14を備えて構成される。
In FIG. 6, the clock signal generation circuit 10 includes a reference clock
基準クロック信号発生回路11は、低速の基準クロック信号S1を発生する。基準クロック信号S1の周波数の範囲は、10kHz〜100kHzとし、この例では基準クロック信号S1の周波数は32kHzとする。
The reference clock
タイムベース処理回路12は、基準クロック信号発生回路11からの基準クロック信号S1を分周してタイムデータを生成して出力する。タイムベース処理回路12は、タイムデータに基づいて高速信号処理回路14に対する割り込み処理やウォッチドグタイマ機能による監視などの各種の処理を行う。
The time
PLL回路13は、基準クロック信号発生回路11からの低速のクロック信号S1をN逓倍し、高速のクロック信号S2を生成する。逓倍数Nは、100以上であれば良くその上限は特に問わないが、その範囲は例えば100〜20000の範囲が好ましい。また、PLL回路13が発生するクロック信号S2の周波数の範囲は、数10MHz〜数100MHzとし、例えば10MHz〜700MHzの範囲とする。
The
高速信号処理回路14は、PLL回路13が発生するクロック信号S2を駆動信号として駆動し、外部から入力される高速信号S3に対して所定のデータ処理を行い、その処理された高速信号S4を外部に出力する。
しかしながら、このような従来のクロック信号発生回路にあっては、以下のような問題があった。 However, such a conventional clock signal generation circuit has the following problems.
低速基準クロック信号S1を逓倍数NのPLL回路を用いてN逓倍することにより高速クロック信号S2を生成しているため、逓倍数Nが整数逓倍の場合は設定分解能が粗くなり実現できる高速クロック信号S2の周波数選択の制限が大きくなる。 Since the high-speed clock signal S2 is generated by multiplying the low-speed reference clock signal S1 by N using a PLL circuit having a multiplication number N, a high-speed clock signal that can be realized because the setting resolution is coarse when the multiplication number N is an integer multiplication. The frequency selection limit of S2 becomes large.
例えば、図6のクロック信号発生回路10において、低速基準クロック信号S1=32kHzから高速クロック信号S3=22.5MHzが必要な場合を例にとる。PLL回路13の逓倍数Nは、
N=22.5MHz/32kHz=703.125
となり、小数点で表現される逓倍数が必要となるため整数逓倍では実現することができない。したがって、高速クロック信号S2が実現できる周波数は、PLL回路13が整数逓倍のときには制限が多くなる。このような高速クロック信号S2の周波数選択の制限を緩和するために、PLL回路13に使用する分周器をフラクショナルN方式のような分数での分周数が設定できる方式に変更し、設定分解能を細かくする方法がある。しかし、この方法では、分数での分周数が設定できる分周器が必要となり、分周器の構成が複雑になる欠点がある。
For example, in the clock signal generation circuit 10 of FIG. 6, the case where the high-speed clock signal S3 = 22.5 MHz is required from the low-speed reference clock signal S1 = 32 kHz is taken as an example. The multiplication factor N of the
N = 22.5MHz / 32kHz = 703.125
Therefore, since a multiplication number expressed by a decimal point is required, it cannot be realized by integer multiplication. Therefore, the frequency at which the high-speed clock signal S2 can be realized is limited when the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成により、低速の基準クロックから高速のクロック信号を生成することができ、高速クロック信号の周波数選択の制限を緩和することができるクロック信号発生回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can generate a high-speed clock signal from a low-speed reference clock with a simple circuit configuration, and can ease restrictions on frequency selection of the high-speed clock signal. An object of the present invention is to provide a clock signal generation circuit that can be used.
本発明のクロック信号発生回路は、第1の基準クロック信号を発生する基準クロック信号発生回路と、前記第1の基準クロック信号をN1逓倍する第1のPLL回路と、前記第1のPLL回路の逓倍出力を1/N分周し、前記第1の基準クロック信号よりも高速の第2の基準クロック信号を出力する分周回路と、前記分周回路の第2の基準クロック信号をN2逓倍して高速のクロック信号を出力する第2のPLL回路と、を備える構成を採る。 A clock signal generation circuit according to the present invention includes a reference clock signal generation circuit that generates a first reference clock signal, a first PLL circuit that multiplies the first reference clock signal by N1, and the first PLL circuit. A frequency dividing circuit that divides the multiplied output by 1 / N and outputs a second reference clock signal that is faster than the first reference clock signal, and a second reference clock signal of the frequency dividing circuit is multiplied by N2. And a second PLL circuit that outputs a high-speed clock signal.
本発明によれば、簡単な回路構成により、低速の基準クロックから高速のクロック信号を生成することができる。また、実現できる周波数が、従来の逓倍数に対してさらに(N2/N)倍多くなるので、高速クロック信号の周波数選択の制限を緩和することができ、安定化時間の短縮を図ることができる。 According to the present invention, a high-speed clock signal can be generated from a low-speed reference clock with a simple circuit configuration. In addition, since the frequency that can be realized is further (N2 / N) times higher than the conventional multiplication number, it is possible to relax the restriction on the frequency selection of the high-speed clock signal and to shorten the stabilization time. .
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係るクロック信号発生回路の構成を示す図である。本実施の形態は、低速の基準クロックから信号処理用の高速のクロック信号を作成するクロック信号発生回路に適用した例である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a clock signal generation circuit according to
図1において、クロック信号発生回路100は、基準クロック信号発生回路110と、タイムベース処理回路120と、PLL回路130(第1のPLL回路)と、分周回路140と、PLL回路150(第2のPLL回路)と、PCM(Pulse Code Modulation) CODEブロック160A及びAudio DA/ADブロック160Bからなる高速信号処理回路160とを備えて構成される。
In FIG. 1, a clock
基準クロック信号発生回路110は、低速の基準クロック信号S1(第1の基準クロック信号)を発生する。
The reference clock
タイムベース処理回路120は、基準クロック信号発生回路110からの基準クロック信号S1を分周してタイムデータを生成して出力し、そのタイムデータに基づいて高速信号処理回路160を動作状態にするまで時間設定や割り込み処理などの各種処理を行う。
The time
PLL回路130は、基準クロック信号発生回路110からの低速の基準クロック信号S1をN1(N1は任意の自然数)逓倍し、逓倍出力S2を出力するPLL周波数シンセサイザである。
The
分周回路140は、低速の基準クロック信号S1が入力されたPLL回路130の逓倍出力S2を1/N(Nは任意の自然数)分周し、PLL回路150の第2の基準クロック信号S3として出力する。
The
PLL回路150は、分周回路140からの第2の基準クロック信号S3をN2(N2は任意の自然数)逓倍し、逓倍出力S4を出力するPLL周波数シンセサイザである。
The
高速信号処理回路160は、PLL回路150が発生するクロック信号S4を駆動信号として駆動し、外部から入力される高速信号S5a,S5bに対して所定のデータ処理を行い、その処理された高速信号S6a,S6bを外部に出力する。具体的には、高速信号処理回路160は、PCM CODECブロック160A及びAudio DA/ADブロック160Bを備え、PCM CODECブロック160Aは、音声信号S5aをPCMコーデック機能により処理する。また、Audio DA/ADブロック160Bは、オーディオ信号S5bをDA変換処理やAD変換処理する。
The high-speed
このように、クロック信号発生回路100は、低速の基準クロック信号S1(第1の基準クロック信号)を発生する基準クロック信号発生回路110と、基準クロック信号発生回路110からの低速の基準クロック信号S1をN1逓倍し、逓倍出力S2を出力するPLL回路130と、PLL回路130の逓倍出力S2を1/N分周し、低速の基準クロック信号S1よりも高速の第2の基準クロック信号S3を出力する分周回路140と、分周回路140の第2の基準クロック信号S3をN2逓倍し、高速のクロック信号である逓倍出力S4を出力するPLL回路150とをこの順序で備える。
Thus, the clock
基準クロック信号発生回路110の発生する低速の基準クロック信号S1をPLL回路130に供給し、PLL回路130の逓倍出力S2を分周回路140により分周した後、この分周出力を第2の基準クロック信号S3としてPLL回路150に入力する。そして、PLL回路150の逓倍出力S4を高速信号処理回路160に入力する。
The low-speed reference clock signal S1 generated by the reference clock
また、PLL回路130のロックアップタイムτ1、PLL回路150のロックアップタイムτ2は、τ1≧τ2の関係が成立するように各PLL回路130,150の応答特性を設定する。
Further, the lock-up time τ1 of the
図2は、PLL回路130及びPLL回路150の具体的な回路構成を示す図である。PLL回路130及びPLL回路150は、同一構成をとるためPLL回路130を代表して説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating specific circuit configurations of the
図2において、PLL回路130は、位相比較器131、チャージポンプ回路132、ループフィルタ133、電圧制御型発振回路134、及び分周回路135を備えて構成される。
In FIG. 2, the
位相比較器131は、分周回路135の出力と低速の基準クロック信号S1の位相を比較しUP信号及びDOWN信号を発生してチャージポンプ回路132に出力する。
The
チャージポンプ回路132は、位相比較器131からのUP信号及びDOWN信号を電流あるいは電圧に変換してループフィルタ133に出力する。
The
ループフィルタ133は、チャージポンプ回路132の出力から低域周波数成分を取り出して電圧制御型発振回路134に出力する。
The
電圧制御型発振回路134は、ループフィルタ133からの低域周波数成分を入力電圧に受け、入力電圧に応じた出力周波数VOUTを外部に出力するとともに、分周回路135に出力する。
The voltage controlled
分周回路135は、電圧制御型発振回路134の出力周波数を分周し出力する。
The
図3は、PLL回路130のループフィルタ133の構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the
図3において、ループフィルタ133は、抵抗133a、抵抗133b、及び容量133cから構成される。
In FIG. 3, the
ループフィルタ133は、チャージポンプ回路132の電圧パルスを、抵抗133a、抵抗133b及び容量133cから構成されるフィルタにより平滑化し、DCレベルに変換した後電圧制御型発振回路134の入力電圧として出力する。
The
図2の分周回路135のN1とループフィルタ133を構成する抵抗133a、抵抗133b及び容量133cにより決定される時定数とを変化させることにより、PLL回路130のロックアップタイムを変化させることができる。詳細については、動作説明により後述する。
The lock-up time of the
以下、上述のように構成されたクロック信号発生回路100の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the clock
PLL回路130は、ロックアップタイムτ1を有し入力信号の周波数をN1逓倍して出力する。PLL回路150はロックアップタイムτ2を有し入力信号の周波数をN2逓倍して出力する。
The
分周回路140は、入力信号の周波数を1/Nにする機能を有する。
The
基準クロック信号発生回路110からの基準クロック信号S1が最初に入力されるPLL回路130のロックアップタイムτ1は、高速信号処理回路160を駆動するPLL回路150のロックアップタイムτ2に対して十分に長く、すなわちτ1>τ2が成立するように設定しておく。
The lockup time τ1 of the
以上のように構成されたクロック信号発生回路100において、PLL回路150から出力される高速クロック信号S4は、基準クロック信号S1から次式(1)を用いて決定できる。
In the clock
S4=S1×N1×(1/N)×N2 …(1)
式(1)を変形して、次式(2)を得る。
S4 = S1 × N1 × (1 / N) × N2 (1)
Equation (1) is modified to obtain the following equation (2).
S4=S1×N1×(N2/N) …(2)
上記式(2)の(N2/N)が1の場合には、従来の半導体集積装置に使用される高速クロック信号の生成方法と同様の逓倍数となる。本実施の形態によれば、基準クロック信号発生回路110からの低速の基準クロック信号S1をN1逓倍するPLL回路130と、PLL回路130の逓倍出力S2を1/N分周する分周回路140と、分周回路140からの第2の基準クロック信号S3をN2逓倍するPLL回路150とを備えているので、実現できる周波数が、従来の逓倍数に対してさらに(N2/N)倍多くなる。これにより、実現できる高速クロック信号S4の周波数選択の制限が緩和されることになる。
S4 = S1 × N1 × (N2 / N) (2)
When (N2 / N) in the above equation (2) is 1, the multiplication factor is the same as the high-speed clock signal generation method used in the conventional semiconductor integrated device. According to the present embodiment, the
例えば、基準クロック信号S1=32kHzから高速クロック信号S4=22.5MHzを生成する場合に必要な逓倍数は、上記式(2)を基に次式(3)で示される。 For example, the multiplication number necessary for generating the high-speed clock signal S4 = 22.5 MHz from the reference clock signal S1 = 32 kHz is expressed by the following equation (3) based on the above equation (2).
N1×(N2/N)=S4/S1
=22.5MHz/32kHz
=703.125 …(3)
上記式(3)において、N2,N,N1の値を、703.125になるように組み合わせればよい。PLL回路130でN1を703.15に近い整数値700に設定すれば、分周回路140のNとPLL回路150の逓倍数N2の比は、次式(4)となる。
N1 × (N2 / N) = S4 / S1
= 22.5MHz / 32kHz
= 703.125 (3)
In the above formula (3), the values of N2, N, and N1 may be combined so as to be 703.125. If N1 is set to an integer value 700 close to 703.15 in the
N2/N=703.125/700 …(4)
ここで、分周回路140のNとPLL回路150の逓倍数N2を小さくするために、上記式(4)の比をできるだけ小さな整数比に設定する。整数比に設定する方法は、例えば上記式(4)において、N2及びNを小数点第3位以内の小数の比で表した後に分母及び分子を1000倍すればよく、式(4)は次式(5)となる。
N2 / N = 703.125 / 700 (4)
Here, in order to reduce N of the
N2/N=0.225/0.224=225/224 …(5)
この場合、N2及びNは、700以下の整数値で実現できる。
N2 / N = 0.225 / 0.224 = 225/224 (5)
In this case, N2 and N can be realized by integer values of 700 or less.
以上の組み合わせにより、高速クロック信号S4の周波数は、基準クロック信号S1=32kHzを用いて次式(6)となる。 With the above combination, the frequency of the high-speed clock signal S4 is expressed by the following equation (6) using the reference clock signal S1 = 32 kHz.
S4=32kHz×(225/224)×700=22.5MHz …(6)
このように、整数逓倍のPLL回路130,150と整数分周回路140を用いて、従来では生成できない分数逓倍のクロック信号を生成することができる。
S4 = 32 kHz × (225/224) × 700 = 22.5 MHz (6)
As described above, by using the integer multiplying
本実施の形態では、PLL回路130の出力とPLL回路150の入力の間に分周回路140を接続している。これは以下の理由に基づく。
In the present embodiment, a
すなわち、PLL回路130の出力とPLL回路150の入力を接続し、PLL回路150の出力に分周回路140を接続した場合を想定すると、PLL回路150の動作周波数が非常に高くなり半導体デバイスの動作限界に達する場合があるからである。例えば、高速信号処理回路160の入力が、上記のように22.5MHzの場合ではPLL回路130は、32kHzを700逓倍するので、PLL回路150には32kHz×700=22.4MHzが入力される。PLL回路150は、これをさらに225逓倍するので、その出力周波数は22.4MHz×225=5040MHzとなり非常に高い動作周波数が要求される。但し、PLL回路150が前記周波数で動作した場合、分周回路140により224分周すれば最終出力としては同様に22.5MHzが得られる。
That is, assuming that the output of the
したがって、式(1)及び式(2)より、数式上はN1逓倍のPLL回路130と1/Nの分周回路140とN2逓倍のPLL回路150は任意の順序で接続可能に考えられるものの、実際には半導体デバイスの動作限界があるためPLL回路130の出力とPLL回路150の入力の間に分周回路140を接続する本実施の形態が望ましい。
Therefore, from the equations (1) and (2), although it is considered that the N1
次に、クロック信号発生回路100のロックアップタイムについて説明する。
Next, the lock-up time of the clock
図4は、PLL回路130及びPLL回路150のロックアップタイムを説明する図である。図4(A)及び(B)は、PLL回路130及びPLL回路150単体のロックアップタイム特性を表し、図4(C)はPLL回路130と分周回路140とPLL回路150とを接続した場合のロックアップタイム特性を表す。図4中、Flckはロックアップ周波数であり、ロックアップタイムはPLLが動作開始時からロックアップ周波数Flckまで到達しロックする時間をいう。
FIG. 4 is a diagram for explaining the lock-up time of the
図4(A)及び(B)に示すように、PLL回路130及びPLL回路150単体では、PLL回路130はτ1のところで周波数がロックしPLL回路150はτ2のところで周波数がロックしている。両PLL回路130,150のロックアップタイムは、τ1>τ2の関係が成立しているため図4(B)に示すように、PLL回路150の方が図4(A)のPLL回路130よりも早い時間でロックしている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, in the
また、図4(C)はPLL回路130とPLL回路150を、図1に示す順序で接続した場合のロックアップタイム特性であり、PLL回路150の出力波形S4を示している。
4C shows lockup time characteristics when the
図1のクロック信号発生回路100において、基準クロック信号S1が最初に入力されるPLL回路130のロックアップタイムτ1が、高速信号処理回路160を駆動するPLL回路150のロックアップタイムτ2よりも十分に長いため、図4(C)に示されるロックアップタイムτ1Sは、τ1により律速される。このため、本実施の形態の構成を採ると、τ1+τ2にはならずτ1とほぼ等しくなる。また、PLL回路130とPLL回路150のロックアップタイムの大小関係を、本実施の形態とは逆に設定した場合、すなわちτ1のロックアップを有するPLL回路130と、τ2のロックアップを有するPLL回路150においてτ1<τ2の関係が成立する条件では、PLL回路130とPLL回路150を接続した場合のロックアップタイムτ1Sはτ1とはならずτ1+τ2のままでありロックアップタイムを低減することはできない。これはPLL回路150の単位時間あたりの周波数変化率がPLL回路130単位時間あたりの周波数変化率に対して小さいため、PLL回路130が動作開始からτ1でロックアップするまで間PLL回路150は周波数がほとんど変化しないためPLL回路130のロックアップタイムτ1にPLL回路150のロックアップタイムτ2が加算されるからである。
In the clock
次に、PLL回路130及びPLL回路150の動作について説明する。
Next, operations of the
前記図2は、PLL回路130の具体的な回路構成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific circuit configuration of the
図2に示すように、PLL回路130は、電圧制御型発振回路134の出力周波数VOUTが外部に出力されるとともに、分周回路135に出力される。分周回路135は、出力周波数VOUTを分周し、位相比較器131に入力する。位相比較器131は、基準クロック信号S1と分周回路135出力とを比較し、基準クロック信号S1と分周回路135の出力信号の位相の関係からUP信号やDOWN信号を発生し、チャージポンプ回路132に出力する。チャージポンプ回路132は、UP信号やDOWN信号を電流あるいは電圧に変換しループフィルタ133に出力する。ループフィルタ133は、チャージポンプの信号をDCに変換し電圧制御型発振回路134に出力する。
As shown in FIG. 2, the
以上のように構成されたPLL回路130は、分周回路135が1/N1(N1は整数)の場合、PLL回路130は、基準クロック信号S1をN1逓倍して出力する。
In the
PLL回路150についても同様の構成及び動作であり、PLL回路150は、分周回路140(図1)からの第2の基準クロック信号S3をN2逓倍して高速信号処理回路160(図1)に出力する。
The
前記図3は、PLL回路130及びPLL回路150のループフィルタであり、チャージポンプ回路132の電圧パルスが抵抗133a、抵抗133b、及び容量133cにより構成されるフィルタにより平滑化されDCレベルに変換された後、電圧制御型発振回路134の入力電圧になる。ここで、図2に示される分周回路135のN1とループフィルタ133を構成する抵抗133a、抵抗133b、及び容量133cにより決定される時定数によりPLLのロックアップタイムを変化させることができる。
FIG. 3 is a loop filter of the
例えば、図1におけるPLL回路130及びPLL回路150の位相比較器131の変換利得KVは共通で次式(7)で示され、また電圧制御型発振回路134の変換利得KΦもPLL回路130及びPLL回路150共通で次式(8)で示されるとする。
For example, the conversion gain KV of the
KV=3V/(4π) …(7)
KΦ=36MHz/V …(8)
このとき、700逓倍のPLL回路130のロックアップタイムτ1を10msecとするため、ダンピングファクタ=0.2の条件で図3に示されるループフィルタ定数をシミュレーションにより求めると、抵抗133a=144kΩ、抵抗133b=1.6kΩ、容量133c=0.1μFとなる。また、225逓倍のPLL回路150のロックアップタイムτ1を1msecとするため、ダンピングファクタ=0.2の条件で図3に示されるループフィルタ定数をシミュレーションにより求めると、抵抗133a=4.4kΩ、抵抗133b=0.13kΩ、容量133c=0.1μFとなる。
KV = 3V / (4π) (7)
KΦ = 36MHz / V (8)
At this time, in order to set the lock-up time τ1 of the
以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、クロック信号発生回路100は、低速の基準クロック信号S1を発生する基準クロック信号発生回路110と、基準クロック信号発生回路110からの低速の基準クロック信号S1をN1逓倍し、逓倍出力S2を出力するPLL回路130と、PLL回路130の逓倍出力S2を1/N分周し、低速の基準クロック信号S1よりも高速の第2の基準クロック信号S3を出力する分周回路140と、分周回路140の第2の基準クロック信号S3をN2逓倍し、高速のクロック信号である逓倍出力S4を出力するPLL回路150とをこの順序で備えているので、簡単な回路構成により低速の基準クロックから、従来では生成できない分数逓倍の信号処理用高速クロック信号を生成することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the clock
特に、実現できる周波数が、従来の逓倍数に対してさらに(N2/N)倍多くなるので、高速クロック信号の周波数選択の制限を緩和することができる。 In particular, since the frequency that can be realized is further (N2 / N) times higher than the conventional multiplication number, the restriction on the frequency selection of the high-speed clock signal can be relaxed.
また、本実施の形態では、PLL回路130のロックアップタイムτ1とPLL回路150のロックアップタイムτMは、τ1≧τMなるように設定しているので、クロック信号発生回路100全体のロックアップタイムを、PLL回路130単体程度まで低減することができる。
In this embodiment, the lock-up time τ1 of the
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係るクロック信号発生回路の構成を示す図である。図1と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the clock signal generation circuit according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.
図5において、クロック信号発生回路200は、基準クロック信号発生回路110と、タイムベース処理回路120と、PLL回路130と、分周回路140と、PLL回路210,220(第2のPLL回路)と、選択回路230と、高速信号処理回路160とを備えて構成される。
In FIG. 5, a clock
基準クロック信号発生回路110の発生する低速の基準クロック信号S1は、PLL回路130に供給される。PLL回路130の出力S2は、分周回路140に入力され、分周回路140の出力S3はPLL回路210及びPLL回路220に入力され、PLL回路210の出力S4及びPLL回路220の出力S7は選択回路230に入力される。
The low-speed reference clock signal S1 generated by the reference clock
選択回路230は、制御信号SELがロウレベルのときはPLL回路210の出力S4を選択し、制御信号SELがハイレベルのときはPLL回路220の出力S7を選択して選択出力S8を高速信号処理回路160に出力する。
The
PLL回路210及びPLL回路220は、制御信号SELにより動作状態と停止状態を選択することができ、制御信号SELがロウレベルのときはPLL回路210が動作しPLL回路220が停止し制御信号SELがハイレベルのときはPLL回路220が動作しPLL回路210が停止する機能を有している。PLL回路210は、選択回路230からの制御信号SELにより動作状態を制御されることだけが異なり、逓倍数等の特性は、図1のPLL回路150と同一である。
The
すなわち、PLL回路130は、ロックアップタイムτ1を有し入力信号の周波数をN1逓倍して出力する。PLL回路210は、図1のPLL回路150と同一のロックアップタイムτ2を有し、入力信号の周波数をN2逓倍して出力する。PLL回路220は、ロックアップタイムτ3を有し入力信号の周波数をN3(N3は任意の自然数)逓倍して出力する。
That is, the
分周回路140は、入力信号の周波数を1/Nにする機能を有する。また、基準クロック信号発生回路110からの基準クロック信号S1が最初に入力されるPLL回路130のロックアップタイムτ1は、高速信号処理回路160を駆動するPLL回路210のロックアップタイムτ2及びPLL回路220のロックアップタイムτ3に対して十分に長く、すなわちτ1>τ2、τ1>τ3が成立するように設定しておく。
The
図1のクロック信号発生回路100との構成上の違いは、分周回路140の出力がPLL回路210とPLL回路220の両入力信号として使用され、選択回路230により選択されたあと高速信号処理回路160に入力されていることである。ここでPLL回路220の高速クロック信号S7は、実施の形態1と同様に、基準クロック信号S1から次式(9)を用いて決定できる。
The difference in configuration from the clock
S7=S1×N1×(N3/N) …(9)
実施の形態1で使用したS1、N1、Nは、本実施の形態でも同じであり、N3=228とすると、PLL回路220の出力S7は、次式(10)となる。
S7 = S1 × N1 × (N3 / N) (9)
S1, N1, and N used in the first embodiment are the same in the present embodiment. When N3 = 228, the output S7 of the
S7=32kHz×700×228/224
=22.8MHz …(10)
このように、本実施の形態によれば、クロック信号発生回路200は、複数のPLL回路210,220と、PLL回路210,220のうちの一つを選択する選択回路230とを備えているので、従来生成することができなかった分数逓倍された高速クロック信号S4とS7を生成することができる。この分数逓倍された高速クロック信号S4とS7は、従来例のように整数逓倍のPLLと整数分周回路を用いては生成することができなかったものである。
S7 = 32 kHz × 700 × 228/224
= 22.8 MHz (10)
Thus, according to the present embodiment, the clock
ここで、PLL回路130から分周回路140を経由しPLL回路210で生成される高速クロック信号S4とPLL回路130から分周回路140を経由しPLL回路220で生成される高速クロック信号S4とは、PLL回路130のロックアップタイムτ1に律速されるため、実施の形態1の場合と同様に、τ1とほぼ等しくなる。したがって、本実施の形態によれば、2種類の高速クロック信号S4とS7を同一のロックアップタイムに設定することも可能となる。また、PLL回路220のロックアップτ3を、PLL回路150のロックアップタイムτ2と等しく、すなわちτ2=τ3としてもロックアップタイムはτ1により律速されるためτ1+τ3にはならずτ1とほぼ等しくなる。
Here, the high-speed clock signal S4 generated by the
なお、本実施の形態では、分周回路140に接続されるPLL回路をPLL回路210とPLL回路220の2つで説明したが、2以上であってもよい。また、分周回路140に接続される複数のPLL回路のうちの最大ロックアップタイムτMが、第1のPLLのロックアップタイムτ1と、τ1≧τMの関係にあることが好ましい。このように構成すれば、分周回路140に接続されるPLLの個数に特に制限はなくロックアップタイムの増加を最小限に抑えた複数個の分数逓倍クロック信号を実現することができる。
In the present embodiment, the two PLL circuits connected to the
以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。例えば、上記各実施の形態は、クロック信号発生回路の場合であるが、半導体集積回路、それを用いた高速信号処理装置の場合も同様の効果を得ることができる。 The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this. For example, each of the above embodiments is a case of a clock signal generation circuit, but the same effect can be obtained also in the case of a semiconductor integrated circuit and a high-speed signal processing device using the same.
また、上記各実施の形態ではクロック信号発生回路という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、クロック供給回路、半導体集積回路装置、信号処理回路等であってもよいことは勿論である。 In each of the above embodiments, the name of the clock signal generation circuit is used. However, this is for convenience of explanation, and it is needless to say that the clock supply circuit, the semiconductor integrated circuit device, the signal processing circuit, or the like may be used. .
さらに、上記クロック信号発生回路を構成する各回路部、例えばPLL回路の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。 Further, the type, number, connection method, and the like of each circuit unit constituting the clock signal generation circuit, for example, the PLL circuit, are not limited to the above-described embodiments.
本発明に係るクロック信号発生回路は、低速の基準クロックから信号処理用の高速のクロック信号を生成するクロック信号発生回路として高速信号処理回路等に有用である。高速信号処理回路は、例えばPCM CODE/Audio DA/AD回路に適用できる。また、低速の基準クロックから高速のクロック信号を利用する各種電子機器におけるクロック信号源にも広く適用され得るものである。 The clock signal generation circuit according to the present invention is useful for a high-speed signal processing circuit or the like as a clock signal generation circuit that generates a high-speed clock signal for signal processing from a low-speed reference clock. The high-speed signal processing circuit can be applied to, for example, a PCM CODE / Audio DA / AD circuit. Further, the present invention can be widely applied to clock signal sources in various electronic devices that use a high-speed clock signal from a low-speed reference clock.
100,200 クロック信号発生回路
110 基準クロック信号発生回路
120 タイムベース処理回路
130 PLL回路(第1のPLL回路)
140 分周回路
150,210,220 PLL回路(第2のPLL回路)
160 高速信号処理回路
160A PCM CODECブロック
160B Audio DA/ADブロック
230 選択回路
100, 200 Clock
140
160 High-speed
Claims (7)
前記第1の基準クロック信号をN1(N1は任意の自然数)逓倍する第1のPLL回路と、
前記第1のPLL回路の逓倍出力を1/N(Nは任意の自然数)分周し、前記第1の基準クロック信号よりも高速の第2の基準クロック信号を出力する分周回路と、
前記分周回路の第2の基準クロック信号をN2(N2は任意の自然数)逓倍して高速のクロック信号を出力する第2のPLL回路と、
を備えるクロック信号発生回路。 A reference clock signal generation circuit for generating a first reference clock signal;
A first PLL circuit that multiplies the first reference clock signal by N1 (N1 is an arbitrary natural number);
A frequency divider that divides the multiplied output of the first PLL circuit by 1 / N (N is an arbitrary natural number) and outputs a second reference clock signal that is faster than the first reference clock signal;
A second PLL circuit for multiplying the second reference clock signal of the frequency divider circuit by N2 (N2 is an arbitrary natural number) and outputting a high-speed clock signal;
A clock signal generating circuit.
入力電圧に応じて出力周波数を変化させる発振器と、
前記発振器の出力周波数を分周し出力する第2の分周回路と、
前記第2の分周回路の出力と前記第1の基準クロック信号の位相を比較して出力する位相比較器と、
前記位相比較器の出力を位相比較信号に変換するチャージポンプ回路と、
前記チャージポンプ回路の出力から低域周波数成分を取り出すループフィルタとを備え、
前記発振器は、前記ループフィルタからの低域周波数成分を入力電圧に受け、入力電圧に応じた出力周波数を外部に出力するとともに、前記第2の分周回路に出力する請求項1記載のクロック信号発生回路。 The first PLL circuit includes:
An oscillator that changes the output frequency according to the input voltage;
A second frequency divider that divides and outputs the output frequency of the oscillator;
A phase comparator that compares and outputs the output of the second frequency divider and the phase of the first reference clock signal;
A charge pump circuit for converting the output of the phase comparator into a phase comparison signal;
A loop filter for extracting a low frequency component from the output of the charge pump circuit,
2. The clock signal according to claim 1, wherein the oscillator receives a low-frequency component from the loop filter as an input voltage, outputs an output frequency corresponding to the input voltage to the outside, and outputs the output frequency to the second frequency divider circuit. Generation circuit.
入力電圧に応じて出力周波数を変化させる発振器と、
前記発振器の出力周波数を分周し出力する第2の分周回路と、
前記第2の分周回路の出力と前記第2の基準クロック信号の位相を比較して出力する位相比較器と、
前記位相比較器の出力を位相比較信号に変換するチャージポンプ回路と、
前記チャージポンプ回路の出力から低域周波数成分を取り出すループフィルタとを備え、
前記発振器は、前記ループフィルタからの低域周波数成分を入力電圧に受け、入力電圧に応じた出力周波数を外部に出力するとともに、前記第2の分周回路に出力する請求項1記載のクロック信号発生回路。 The second PLL circuit includes:
An oscillator that changes the output frequency according to the input voltage;
A second frequency divider that divides and outputs the output frequency of the oscillator;
A phase comparator that compares and outputs the output of the second divider circuit and the phase of the second reference clock signal;
A charge pump circuit for converting the output of the phase comparator into a phase comparison signal;
A loop filter for extracting a low frequency component from the output of the charge pump circuit,
2. The clock signal according to claim 1, wherein the oscillator receives a low-frequency component from the loop filter as an input voltage, outputs an output frequency corresponding to the input voltage to the outside, and outputs the output frequency to the second frequency divider circuit. Generation circuit.
前記複数の第2のPLL回路のうちの一つを選択する選択回路を備える請求項1記載のクロック信号発生回路。 The second PLL circuit is plural,
The clock signal generation circuit according to claim 1, further comprising a selection circuit that selects one of the plurality of second PLL circuits.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013206335A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mega Chips Corp | Signal processor |
JP2017183659A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | Solid state image pick-up device, imaging apparatus, and electronic apparatus |
CN116388747A (en) * | 2023-04-23 | 2023-07-04 | 上海合时安防技术有限公司 | Isolation explosion-proof circuit for driving and signal detection |
CN116527024A (en) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | Clock circuit based on broadband RFSoC chip |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62158937A (en) * | 1986-01-07 | 1987-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ventilation control device for floor type air-conditioning machine |
JPH06268544A (en) * | 1992-04-07 | 1994-09-22 | Rockwell Internatl Corp | Communication system using improved synthesizer |
JPH07336217A (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processing circuit |
JPH09284126A (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-31 | Sony Corp | Pll circuit and decoder |
JP2000165905A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | Clock generation circuit |
JP2002271192A (en) * | 2001-12-25 | 2002-09-20 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2005165413A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated system |
-
2007
- 2007-11-21 JP JP2007302200A patent/JP2009130544A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62158937A (en) * | 1986-01-07 | 1987-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ventilation control device for floor type air-conditioning machine |
JPH06268544A (en) * | 1992-04-07 | 1994-09-22 | Rockwell Internatl Corp | Communication system using improved synthesizer |
JPH07336217A (en) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal processing circuit |
JPH09284126A (en) * | 1996-04-15 | 1997-10-31 | Sony Corp | Pll circuit and decoder |
JP2000165905A (en) * | 1998-11-27 | 2000-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | Clock generation circuit |
JP2002271192A (en) * | 2001-12-25 | 2002-09-20 | Fujitsu Ltd | Semiconductor integrated circuit |
JP2005165413A (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Seiko Epson Corp | Semiconductor integrated system |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013206335A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Mega Chips Corp | Signal processor |
JP2017183659A (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | Solid state image pick-up device, imaging apparatus, and electronic apparatus |
US11102434B2 (en) | 2016-03-31 | 2021-08-24 | Sony Corporation | Synchronized solid-state imaging element, imaging device, and electronic device |
US11431935B2 (en) | 2016-03-31 | 2022-08-30 | Sony Corporation | Synchronized solid-state imaging element, imaging device, and electronic device |
CN116388747A (en) * | 2023-04-23 | 2023-07-04 | 上海合时安防技术有限公司 | Isolation explosion-proof circuit for driving and signal detection |
CN116388747B (en) * | 2023-04-23 | 2023-09-12 | 上海合时安防技术有限公司 | Isolation explosion-proof circuit for driving and signal detection |
CN116527024A (en) * | 2023-07-05 | 2023-08-01 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | Clock circuit based on broadband RFSoC chip |
CN116527024B (en) * | 2023-07-05 | 2023-09-01 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | Clock circuit based on broadband RFSoC chip |
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