JP2012060560A - Serial communication apparatus and control method therefor - Google Patents

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淳 榎原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a serial communication apparatus including an interface circuit having a transmitter-receiver circuit that communicates with an internal circuit using a predetermined synchronous clock and a PLL circuit that generates the synchronous clock based on a reference clock to be input, thus preventing erroneous operations of the interface circuit and the internal circuit.SOLUTION: A delay circuit 5 delays a reset signal PERST# generated after a frequency of a reference clock REFCLK is stable at 100 MHz by a predetermined delay time Δt to generate an internal reset signal PERST2 and outputs the signal to a link controller 31. A PHY circuit 2 is reset in response to the reset signal PERST#, and the link controller 31 is reset in response to the internal reset signal PERST2. Also, the delay time Δt is set to be longer than a lock-up time previously calculated based on a circuit specification of a PLL circuit 23.

Description

本発明は、例えばPCI(Peripheral Component Interconnection)Express又はUSB3.0(Universal Serial data Bus Version 3.0)などの規格に準拠して高速シリアルデータ通信を行うシリアル通信装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a serial communication device that performs high-speed serial data communication in conformity with a standard such as PCI (Peripheral Component Interconnection) Express or USB 3.0 (Universal Serial Data Bus Version 3.0), and a control method thereof.

PCI Expressは、PCIに続く「第三世代のPC用インターフェース規格」と位置づけられ、2.5Gbpsのシリアル信号伝送、ポイント・ツー・ポイントつまりバス構造を有しない分岐しない信号接続経路、プロトコルを使用したデータ通信、及びソフトウエアのPCI互換性などの特徴を有している。そして、PCI Expressは、パーソナルコンピュータのボード上のLSI間での通信、ボード間の通信、さらに、ケーブルによる短距離の通信にも使用されている(非特許文献1参照。)。   PCI Express is positioned as the “third-generation PC interface standard” following PCI, and uses 2.5 Gbps serial signal transmission, a signal connection path that does not have a point-to-point or bus structure, and a protocol. It has features such as data communication and software PCI compatibility. PCI Express is also used for communication between LSIs on a personal computer board, communication between boards, and short-distance communication using a cable (see Non-Patent Document 1).

図3は、従来技術に係るエンドポイントデバイス1Aの構成を示すブロック図である。図3において、エンドポイントデバイス1Aは、メモリカードコントローラの半導体集積回路であり、PCI Express規格に準拠するリンク伝送路を介して、CPU(Central Processing Unit)などの他の半導体集積回路との間で送信データパケット及び受信データパケットを送受信する。エンドポイントデバイス1Aは、リンクコントローラ31を備えたカードコントローラ3と、PHY回路2とを備えて構成される。ここで、リンクコントローラ31は、PCI ExpressのMAC層(Media Access Layer)の信号を伝送するLSIである。また、PHY回路2は、PCI Expressの物理層のフィジカルコーディングサブレイヤの信号を伝送するインターフェース回路のLSIである。リンクコントローラ31とPHY回路2とは、PIPE(PHY Interface for the PCI Express Architecture)インターフェース規格(非特許文献2参照。以下、PIPEという。)に準拠するパラレル信号伝送路であるPIPE伝送路4を介して互いに接続されている。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the endpoint device 1A according to the prior art. In FIG. 3, an endpoint device 1A is a semiconductor integrated circuit of a memory card controller, and communicates with other semiconductor integrated circuits such as a CPU (Central Processing Unit) via a link transmission line compliant with the PCI Express standard. Transmit and receive transmission data packets and reception data packets. The endpoint device 1A includes a card controller 3 including a link controller 31 and a PHY circuit 2. The link controller 31 is an LSI that transmits a PCI Express MAC layer (Media Access Layer) signal. The PHY circuit 2 is an LSI of an interface circuit that transmits a physical coding sublayer signal of the physical layer of PCI Express. The link controller 31 and the PHY circuit 2 are connected via a PIPE transmission line 4 which is a parallel signal transmission line compliant with the PIPE (PHY Interface for the PCI Express Architecture) interface standard (refer to Non-Patent Document 2; hereinafter referred to as PIPE). Are connected to each other.

図3において、PHY回路2は、送受信回路21と、差動検出回路22と、PLL(Phase Locked Loop)回路とを備えて構成される。差動検出回路22は、エンドポイントデバイス1Aの外部に設けられた基準クロック発生回路から供給される基準クロックREFCLKP,REFCLKNを入力する。基準クロックREFCLKP,REFCLKNは、100MHzの周波数を有する低電圧差動信号である。差動検出回路22は、入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNの差を検出して、当該検出された差に基づいて基準クロックREFCLKを発生し、PLL回路23に出力する。さらに、PLL回路23は、入力される基準クロックREFCLKに基づいて、2.5ギガヘルツの周波数を有する信号伝送用クロックSCLKと、125MHzの周波数を有する同期クロックPCLKとを発生し、信号伝送用クロックSCLKを送受信回路21に出力する一方、同期クロックPCLKをリンクコントローラ31に出力する。送受信回路21は、リンクコントローラ31から受信したデータを信号伝送用クロックSCLKに従って送信データパケットにパケット化し、送信端子Txを介して他の半導体集積回路に送信する一方、受信端子Rxを介して上記他の半導体集積回路から受信データパケットを受信して信号伝送用クロックSCLKを用いて所定の受信処理を行い、処理後の受信データパケットをリンクコントローラ31に送信する。ここで、リンクコントローラ31と送受信回路21とは、同期クロックPCLKに従って、データを送受信する。   In FIG. 3, the PHY circuit 2 includes a transmission / reception circuit 21, a differential detection circuit 22, and a PLL (Phase Locked Loop) circuit. The differential detection circuit 22 inputs reference clocks REFCLKP and REFCLKN supplied from a reference clock generation circuit provided outside the endpoint device 1A. The reference clocks REFCLKP and REFCLKN are low voltage differential signals having a frequency of 100 MHz. The differential detection circuit 22 detects the difference between the input reference clocks REFCLKP and REFCLKN, generates the reference clock REFCLK based on the detected difference, and outputs it to the PLL circuit 23. Furthermore, the PLL circuit 23 generates a signal transmission clock SCLK having a frequency of 2.5 GHz and a synchronous clock PCLK having a frequency of 125 MHz based on the input reference clock REFCLK, and the signal transmission clock SCLK. Is output to the transmission / reception circuit 21, and the synchronous clock PCLK is output to the link controller 31. The transmission / reception circuit 21 packetizes the data received from the link controller 31 into a transmission data packet according to the signal transmission clock SCLK, and transmits the packet to another semiconductor integrated circuit via the transmission terminal Tx. The received data packet is received from the semiconductor integrated circuit, a predetermined receiving process is performed using the signal transmission clock SCLK, and the processed received data packet is transmitted to the link controller 31. Here, the link controller 31 and the transmission / reception circuit 21 transmit / receive data according to the synchronous clock PCLK.

また、図3において、エンドポイントデバイス1Aの外部に設けられたパワーオンリセット回路10は、所定の電源電圧Vccを出力する電源と接地との間に直列に接続された抵抗11及びキャパシタ12を備えて構成される。パワーオンリセット回路10は、抵抗11とキャパシタ12との各素子値により設定される所定の遅延時間だけ電源電圧Vccよりも遅れて立ち上がるグローバルリセット信号GBRSTを発生して、抵抗11とキャパシタ12との間の接続点から出力する。従来技術に係るエンドポイントデバイス1Aでは、グローバルリセット信号GBRSTは、PHY回路2のリセット入力端子Resetと、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS1に出力され、エンドポイントデバイス1A全体をリセットするために用いられる。ローレベルのグローバルリセット信号GBRSTに応答して、PHY回路2の各回路21〜23と、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間の通信に関係しない回路とはリセットされる。   In FIG. 3, a power-on reset circuit 10 provided outside the endpoint device 1A includes a resistor 11 and a capacitor 12 connected in series between a power supply that outputs a predetermined power supply voltage Vcc and the ground. Configured. The power-on reset circuit 10 generates a global reset signal GBRST that rises later than the power supply voltage Vcc by a predetermined delay time set by the element values of the resistor 11 and the capacitor 12. Output from the connection point between. In the endpoint device 1A according to the related art, the global reset signal GBRST is output to the reset input terminal Reset of the PHY circuit 2 and the reset input terminal RS1 of the link controller 31, and is used to reset the entire endpoint device 1A. . In response to the low-level global reset signal GBRST, the circuits 21 to 23 of the PHY circuit 2 and the circuits in the link controller 31 that are not related to communication with the PHY circuit 2 are reset.

さらに、図3において、エンドポイントデバイス1Aの外部回路において発生されたリセット信号PERST#は、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS2に出力される。ここで、ハイレベルのリセット信号PERST#は、電源電圧Vccが規定電圧内にあり安定していることを示す。PCI Express規格において、基準クロックREFCLKが安定した後、100マイクロ秒以上経過してからリセット信号PERST#の電圧レベルがハイレベルになることが規定されている。従って、リセット信号PERST#がハイレベルになったときには基準クロックREFCLKも安定状態にある。図3において、ローレベルのリセット信号PERST#に応答して、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間の通信に関係する回路がリセットされる。   Further, in FIG. 3, the reset signal PERST # generated in the external circuit of the endpoint device 1A is output to the reset input terminal RS2 of the link controller 31. Here, the high level reset signal PERST # indicates that the power supply voltage Vcc is within the specified voltage and is stable. The PCI Express standard stipulates that the voltage level of the reset signal PERST # becomes high after 100 microseconds or more have elapsed after the reference clock REFCLK has stabilized. Therefore, when the reset signal PERST # becomes high level, the reference clock REFCLK is also in a stable state. In FIG. 3, a circuit related to communication with the PHY circuit 2 among the circuits in the link controller 31 is reset in response to a low level reset signal PERST #.

なお、図3のエンドポイントデバイス1Aに代えて、図9の従来技術に係るエンドポイントデバイス1Bも用いられている。図9において、エンドポイントデバイス1Bは、エンドポイントデバイス1Aに比較して、パワーオンリセット回路10Aをさらに備えて構成される。パワーオンリセット回路10Aは、パワーオンリセット回路10と同様に構成され、グローバルリセット信号GBRSTと同様のパワーオンリセット信号Ponrstを発生して、PHY回路2のリセット入力端子Resetと、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS2に出力する。   Instead of the endpoint device 1A shown in FIG. 3, the endpoint device 1B according to the prior art shown in FIG. 9 is also used. In FIG. 9, the endpoint device 1B further includes a power-on reset circuit 10A as compared with the endpoint device 1A. The power-on reset circuit 10A is configured in the same way as the power-on reset circuit 10, generates a power-on reset signal Ponrst similar to the global reset signal GBRST, and resets the reset input terminal Reset of the PHY circuit 2 and the link controller 31. Output to the input terminal RS2.

また、基準クロックREFCLKの周波数は、PCI Express 2.0規格では5GHzに設定され、PCI Express 3.0規格では8GHzに設定される。さらに、同期クロックPCLKの周波数は、16ビットのデータを送受信するときは125MHzに設定され、8ビットのデータを送受信するときは250MHzに設定される。   Further, the frequency of the reference clock REFCLK is set to 5 GHz in the PCI Express 2.0 standard, and is set to 8 GHz in the PCI Express 3.0 standard. Furthermore, the frequency of the synchronous clock PCLK is set to 125 MHz when transmitting / receiving 16-bit data, and is set to 250 MHz when transmitting / receiving 8-bit data.

さらに、リセット信号PERST#の生成方法については、例えば、特許文献1及び2に記載されている。   Furthermore, a method for generating the reset signal PERST # is described in Patent Documents 1 and 2, for example.

図4は、図3の差動検出回路22に入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、差動検出回路22から出力される正常時の基準クロックREFCLKとを示すタイミングチャートであり、図5は、図3の差動検出回路22に入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、差動検出回路22から出力される異常時の基準クロックREFCLKとを示すタイミングチャートである。図4に示すように、基準クロックREFCLKP,REFCLKNは、差動入力がなされていない状態ではそれぞれ実質的にグランドレベルにある。このとき、差動検出回路22が正常に動作している場合は、基準クロックREFCLKは停止している状態にある。しかしながら、基準クロックREFCLKP,REFCLKNがそれぞれ実質的にグランドレベルにあるときに、差動検出回路22が基準クロックREFCLKP,REFCLKNの微少な差を検出すると、図5に示すように、スパイクノイズを含む異常な基準クロックREFCLKを定常的に発生してしまう。そして、PLL回路23は、異常な基準クロックREFCLKに起因して誤動作する可能性があった。   FIG. 4 is a timing chart showing the reference clocks REFCLKP and REFCLKN input to the differential detection circuit 22 of FIG. 3 and the normal reference clock REFCLK output from the differential detection circuit 22, and FIG. 4 is a timing chart showing reference clocks REFCLKP and REFCLKN input to the differential detection circuit 22 of FIG. 3 and an abnormal reference clock REFCLK output from the differential detection circuit 22. FIG. As shown in FIG. 4, the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are substantially at the ground level when no differential input is made. At this time, when the differential detection circuit 22 is operating normally, the reference clock REFCLK is in a stopped state. However, when the differential detection circuit 22 detects a slight difference between the reference clocks REFCLKP and REFCLKN when the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are substantially at the ground level, as shown in FIG. A large reference clock REFCLK is generated. The PLL circuit 23 may malfunction due to an abnormal reference clock REFCLK.

このため、基準クロックREFCLKを受信する回路を、ヒステリシス特性を有するように構成することにより、基準クロックREFCLKP,REFCLKNの電圧レベルが共にグランドレベルである場合は、その電圧レベルの差が微小である場合は差を検出しないように制御することが行われる。これにより、基準クロックREFCLKが停止している期間中に、図5のような異常な基準クロックREFCLKがエンドポイントデバイス1Aの内部に伝わらず、PLL回路23が誤動作するという問題を解決できる。   Therefore, by configuring the circuit that receives the reference clock REFCLK to have a hysteresis characteristic, when the voltage levels of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are both at the ground level, the difference between the voltage levels is very small. Is controlled so as not to detect the difference. Thereby, during the period when the reference clock REFCLK is stopped, the problem that the abnormal reference clock REFCLK as shown in FIG. 5 is not transmitted to the inside of the endpoint device 1A and the PLL circuit 23 malfunctions can be solved.

図6は、図3のエンドポイントデバイス1Aの通常動作時の電源電圧Vccと、グローバルリセット信号GBRSTと、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、リセット信号PERST#と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。図6において、タイミングtpにおいてエンドポイントデバイス1Aの電源がオンされると、これに応答して、タイミングtpより後のタイミングtgにおいて、グローバルリセット信号GBRSTの電圧レベルがハイレベルになる。ハイレベルのグローバルリセット信号GBRSTに応答して、PHY回路2内の各回路21〜23のリセットは解除され、それぞれ動作を開始する。   FIG. 6 shows the power supply voltage Vcc, the global reset signal GBRST, the reference clocks REFCLKP and REFCLKN, the reference clock REFCLK, the reset signal PERST #, and the synchronization clock PCLK during normal operation of the endpoint device 1A of FIG. It is a timing chart which shows. In FIG. 6, when the power supply of the endpoint device 1A is turned on at timing tp, in response to this, the voltage level of the global reset signal GBRST becomes high level at timing tg after timing tp. In response to the high level global reset signal GBRST, the resetting of the circuits 21 to 23 in the PHY circuit 2 is released, and the operation starts.

図6において、電源オン後の所定のタイミングt1において、基準クロックREFCLKP,REFCLKNの発生が開始される。タイミングt1の直後のタイミングt2までは、基準クロックREFCLKP,REFCLKNは不安定であるが、タイミングt2以降は安定する。また、PLL回路23は、タイミングt1からタイミングt2までの期間は、不安定な基準クロックREFCLKに基づいて不安定な同期クロックPCLKを発生し、基準クロックREFCLKが安定した後も、PLL回路23がロックするタイミングt3までは不安定な同期クロックPCLKを発生する。そして、PLL回路23がロックするタイミングt3より後のタイミングtrにおいて、リセット信号PERST#がデアサートされ(ハイレベルにされ)、リンクコントローラ31はPHY回路2との間の通信を開始する。   In FIG. 6, generation of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN is started at a predetermined timing t1 after the power is turned on. The reference clocks REFCLKP and REFCLKN are unstable until timing t2 immediately after timing t1, but are stable after timing t2. Further, the PLL circuit 23 generates an unstable synchronous clock PCLK based on the unstable reference clock REFCLK during the period from the timing t1 to the timing t2, and the PLL circuit 23 is locked even after the reference clock REFCLK is stabilized. An unstable synchronous clock PCLK is generated until timing t3. Then, at timing tr after timing t3 when the PLL circuit 23 is locked, the reset signal PERST # is deasserted (set to high level), and the link controller 31 starts communication with the PHY circuit 2.

通常は、図6に示すように、リセット信号PERST#がアサートされている(ローレベルにされている)タイミングtpからタイミングtrまでの期間にPLL回路23は正常にロックするので、タイミングt1からタイミングt3までの不安定な同期クロックPCLKがリンクコントローラ31に出力されていても、リンクコントローラ31の初期化が続いているので、不安定な同期クロックPCLKに起因する異常は発生しない。   Normally, as shown in FIG. 6, since the PLL circuit 23 is normally locked during the period from the timing tp to the timing tr when the reset signal PERST # is asserted (set to the low level), the timing starts from the timing t1. Even if the unstable synchronous clock PCLK up to t3 is output to the link controller 31, since the initialization of the link controller 31 continues, no abnormality caused by the unstable synchronous clock PCLK occurs.

しかしながら、リセット信号PERST#がアサートされている期間中にPLL回路23が正常にロックしなかった場合、及びロックアップ時間が以上に長くなった場合には、不安定な同期クロックPCLKに起因してカードコントローラ3が誤動作するという課題があった。図7は、図3のPLL回路23がロックしないときのグローバルリセット信号GBRSTと、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、リセット信号PERST#と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。図7に示すように、PLL回路がロックしない場合は、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングtr後に、リンクコントローラ31に内部に正しい同期クロックPCLKが出力されないので、カードコントローラ3は誤動作する。また、PLL回路23のロックアップ時間がデバイスに定義されているロックアップ時間よりも異常に長くなった場合も同様に、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングtrにおいてPLL回路23がロックしていないことになるので、カードコントローラ3は誤動作する。   However, if the PLL circuit 23 does not lock normally during the period when the reset signal PERST # is asserted, and if the lockup time becomes longer than that, it is caused by the unstable synchronous clock PCLK. There was a problem that the card controller 3 malfunctioned. FIG. 7 is a timing chart showing the global reset signal GBRST, the reference clocks REFCLKP and REFCLKN, the reference clock REFCLK, the reset signal PERST #, and the synchronous clock PCLK when the PLL circuit 23 of FIG. 3 is not locked. As shown in FIG. 7, when the PLL circuit is not locked, the correct synchronous clock PCLK is not output to the link controller 31 after the timing tr when the reset signal PERST # is deasserted, so that the card controller 3 malfunctions. Similarly, when the lock-up time of the PLL circuit 23 becomes abnormally longer than the lock-up time defined in the device, the PLL circuit 23 is not locked at the timing tr when the reset signal PERST # is deasserted. As a result, the card controller 3 malfunctions.

次に、PLL回路23が正常にロックしない原因を説明する。PLL回路23が正常にロックするためには、正常な基準クロックREFCLKが入力される必要がある。しかしながら、図6に示すように、基準クロックREFCLKの起動時(タイミングt1からタイミングt2までの期間)は、基準クロックREFCLKは安定しないので、PLL回路23は異常な基準クロックREFCLKに基づいてロック動作を行う。このとき、PHY回路2によっては、異常な基準クロックREFCLKに起因して誤作動を起こし、正常な状態に復帰しないことがある。例えば、PLL回路23が許容する周波数以上の高周波の基準クロックREFCLKがPLL回路23に出力されると、この高周波の基準クロックREFCLKにPLL発振周波数を追従させることができなくなる。この結果、PLL回路23が異常な状態でロックしてしまい、基準クロックREFCLKが正常な状態に安定しても、PLL回路23は異常発振を続けて正常にロックしない(図8参照。)。   Next, the reason why the PLL circuit 23 does not lock normally will be described. In order for the PLL circuit 23 to lock normally, it is necessary to input a normal reference clock REFCLK. However, as shown in FIG. 6, since the reference clock REFCLK is not stable when the reference clock REFCLK is started (period from timing t1 to timing t2), the PLL circuit 23 performs the locking operation based on the abnormal reference clock REFCLK. Do. At this time, some PHY circuits 2 may malfunction due to an abnormal reference clock REFCLK and may not return to a normal state. For example, if a high-frequency reference clock REFCLK higher than the frequency allowed by the PLL circuit 23 is output to the PLL circuit 23, the PLL oscillation frequency cannot follow the high-frequency reference clock REFCLK. As a result, even if the PLL circuit 23 is locked in an abnormal state and the reference clock REFCLK is stabilized in a normal state, the PLL circuit 23 continues to oscillate abnormally and does not lock normally (see FIG. 8).

また、一般に、PLL回路23はロック検出回路を備えており、ロック検出回路によってPLL回路23がロックしたことが検出されると、PHY回路2の動作は開始される。これにより、PLL回路23がロックするまでPHY回路2が動作を開始することを防止して、PHY回路2の誤動作を防ぐことができる。しかしながら、不安定な基準クロックREFCLKが比較的長期間に亘ってPLL回路23に出力されると、ロック検出回路が偶然、ロックを検出してしまうことがある。この結果、PHY回路2は、動作が安定していないPLL回路23から出力される信号伝送用クロックSCLK及び同期クロックPCLKに従って動作し、異常状態に陥ることになる。   In general, the PLL circuit 23 includes a lock detection circuit. When the lock detection circuit detects that the PLL circuit 23 is locked, the operation of the PHY circuit 2 is started. As a result, the PHY circuit 2 can be prevented from starting to operate until the PLL circuit 23 is locked, and malfunction of the PHY circuit 2 can be prevented. However, when the unstable reference clock REFCLK is output to the PLL circuit 23 for a relatively long time, the lock detection circuit may accidentally detect the lock. As a result, the PHY circuit 2 operates according to the signal transmission clock SCLK and the synchronous clock PCLK output from the PLL circuit 23 whose operation is not stable, and falls into an abnormal state.

このような問題は、上述したように基準クロックREFCLKを受信する回路を、ヒステリシス特性を有するように構成することでは防止できない。また、このような不具合が生じるか否かは、入力される基準クロックREFCLKの状態及び使用するPHY回路2の特性にも依存するため設計段階では予測できず、実際にデバイスを試作してわかる、あるいは量産するまでわからないこともあり、大きな問題になることがあった。   Such a problem cannot be prevented by configuring the circuit that receives the reference clock REFCLK to have a hysteresis characteristic as described above. Further, whether or not such a problem occurs depends on the state of the input reference clock REFCLK and the characteristics of the PHY circuit 2 to be used, and therefore cannot be predicted at the design stage, and can be found by actually making a prototype of the device. Or it may not be known until mass production, which could be a big problem.

本発明の目的は以上の問題点を解決し、カードコントローラ3などの内部回路との間で所定の同期クロックを用いて通信を行う送受信回路と、入力される基準クロックに基づいて上記同期クロックを発生するPLL回路とを備えたインターフェース回路を備えたシリアル通信装置及びその制御方法において、インターフェース回路及び内部回路の誤動作を防止することにある。   The object of the present invention is to solve the above-described problems, and to transmit / receive a communication circuit that communicates with an internal circuit such as the card controller 3 using a predetermined synchronization clock, and to transmit the synchronization clock based on an input reference clock. An object of the present invention is to prevent malfunction of an interface circuit and an internal circuit in a serial communication apparatus including an interface circuit including a generated PLL circuit and a control method thereof.

第1の発明に係るシリアル通信装置は、
内部回路との間で所定の同期クロックを用いて通信を行う送受信回路と、入力される基準クロックに基づいて上記同期クロックを発生するPLL回路とを備えたインターフェース回路を備えたシリアル通信装置において、
上記基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号を、所定の遅延時間だけ遅延させて内部リセット信号を発生し、上記内部回路に出力する遅延回路を備え、
上記インターフェース回路は、上記外部リセット信号に応答してリセットされ、
上記内部回路は、上記内部リセット信号に応答してリセットされ、
上記遅延時間は、上記PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されたことを特徴とする。
The serial communication device according to the first invention is:
In a serial communication device including an interface circuit including a transmission / reception circuit that performs communication with an internal circuit using a predetermined synchronization clock and a PLL circuit that generates the synchronization clock based on an input reference clock,
An external reset signal generated after the frequency of the reference clock is stabilized at a predetermined frequency, a delay circuit that delays a predetermined delay time to generate an internal reset signal and outputs the internal reset signal;
The interface circuit is reset in response to the external reset signal,
The internal circuit is reset in response to the internal reset signal,
The delay time is set longer than a lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PLL circuit.

上記シリアル通信装置において、上記遅延回路は、上記基準クロックを計数して設定された上記遅延時間だけ上記外部リセット信号を遅延させることを特徴とする。   In the serial communication device, the delay circuit delays the external reset signal by the delay time set by counting the reference clock.

また、上記シリアル通信装置において、上記外部リセット信号は、PCI Express規格に準拠したリセット信号PERST#であり、
上記基準クロックは、PCI Express規格に準拠した基準クロックREFCLKであることを特徴とする。
In the serial communication device, the external reset signal is a reset signal PERST # conforming to the PCI Express standard.
The reference clock is a reference clock REFCLK compliant with the PCI Express standard.

第2の発明に係るシリアル通信装置の制御方法は、
内部回路との間で所定の同期クロックを用いて通信を行う送受信回路と、入力される基準クロックに基づいて上記同期クロックを発生するPLL回路とを備えたインターフェース回路を備えたシリアル通信装置の制御方法において、
上記シリアル通信装置は、上記基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号を、所定の遅延時間だけ遅延させて内部リセット信号を発生し、上記内部回路に出力する遅延回路を備え、
上記シリアル通信装置の制御方法は、
上記外部リセット信号に応答して、上記インターフェース回路をリセットするステップと、
上記内部リセット信号に応答して、上記内部回路をリセットするステップとを含み、
上記遅延時間は、上記PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されたことを特徴とする。
The serial communication device control method according to the second invention comprises:
Control of a serial communication device including an interface circuit including a transmission / reception circuit that communicates with an internal circuit using a predetermined synchronous clock and a PLL circuit that generates the synchronous clock based on an input reference clock In the method
The serial communication device delays an external reset signal generated after the reference clock frequency is stabilized at a predetermined frequency by a predetermined delay time, generates an internal reset signal, and outputs the internal reset signal to the internal circuit With
The serial communication device control method is as follows:
Resetting the interface circuit in response to the external reset signal;
In response to the internal reset signal, resetting the internal circuit,
The delay time is set longer than a lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PLL circuit.

上記シリアル通信装置の制御方法において、上記遅延回路は、上記基準クロックを計数して設定された上記遅延時間だけ上記外部リセット信号を遅延させることを特徴とする。   In the control method of the serial communication device, the delay circuit delays the external reset signal by the delay time set by counting the reference clock.

また、上記シリアル通信装置の制御方法において、
上記外部リセット信号は、PCIExpress規格に準拠したリセット信号PERST#であり、
上記基準クロックは、PCI Express規格に準拠した基準クロックREFCLKであることを特徴とする。
Further, in the control method of the serial communication device,
The external reset signal is a reset signal PERST # conforming to the PCI Express standard,
The reference clock is a reference clock REFCLK compliant with the PCI Express standard.

本発明に係るシリアル通信装置及びその制御方法によれば、インターフェース回路は、基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号に応答してリセットされ、内部回路は、外部リセット信号を所定の遅延時間だけ遅延させて発生される内部リセット信号に応答してリセットされ、遅延時間は、PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されるので、インターフェース回路及び内部回路の誤動作を防止できる。   According to the serial communication device and the control method thereof according to the present invention, the interface circuit is reset in response to an external reset signal generated after the frequency of the reference clock is stabilized at a predetermined frequency, and the internal circuit is externally reset. The signal is reset in response to an internal reset signal generated by delaying the signal by a predetermined delay time, and the delay time is set longer than the lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PLL circuit. It is possible to prevent malfunction of the circuit and the internal circuit.

本発明の実施形態に係るエンドポイントデバイス1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the endpoint device 1 which concerns on embodiment of this invention. 図1の電源電圧Vccと、グローバルリセット信号GBRSTと、リセット信号PERST#と、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、内部リセット信号PERST2と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing a power supply voltage Vcc, a global reset signal GBRST, a reset signal PERST #, reference clocks REFCLKP and REFCLKN, a reference clock REFCLK, an internal reset signal PERST2, and a synchronous clock PCLK in FIG. 従来技術に係るエンドポイントデバイス1Aの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the endpoint device 1A which concerns on a prior art. 図3の差動検出回路22に入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、差動検出回路22から出力される正常時の基準クロックREFCLKとを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing reference clocks REFCLKP and REFCLKN input to the differential detection circuit 22 of FIG. 3 and a normal reference clock REFCLK output from the differential detection circuit 22. FIG. 図3の差動検出回路22に入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、差動検出回路22から出力される異常時の基準クロックREFCLKとを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing reference clocks REFCLKP and REFCLKN input to the differential detection circuit 22 of FIG. 3 and an abnormal reference clock REFCLK output from the differential detection circuit 22. FIG. 図3のエンドポイントデバイス1Aの通常動作時の電源電圧Vccと、グローバルリセット信号GBRSTと、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、リセット信号PERST#と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。3 is a timing chart showing a power supply voltage Vcc, a global reset signal GBRST, reference clocks REFCLKP and REFCLKN, a reference clock REFCLK, a reset signal PERST #, and a synchronous clock PCLK during normal operation of the endpoint device 1A of FIG. is there. 図3のPLL回路23がロックしないときのグローバルリセット信号GBRSTと、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、リセット信号PERST#と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a global reset signal GBRST, reference clocks REFCLKP and REFCLKN, a reference clock REFCLK, a reset signal PERST #, and a synchronous clock PCLK when the PLL circuit 23 of FIG. 3 is not locked. 図3のPLL回路23が異常発振ときのグローバルリセット信号GBRSTと、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、リセット信号PERST#と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing a global reset signal GBRST, reference clocks REFCLKP and REFCLKN, a reference clock REFCLK, a reset signal PERST #, and a synchronous clock PCLK when the PLL circuit 23 of FIG. 3 oscillates abnormally. 従来技術に係るエンドポイントデバイス1Bの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the endpoint device 1B which concerns on a prior art.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component.

実施形態.
図1は、本発明の実施形態に係るエンドポイントデバイス1の構成を示すブロック図であり、図2は、図1の電源電圧Vccと、グローバルリセット信号GBRSTと、リセット信号PERST#と、基準クロックREFCLKP,REFCLKNと、基準クロックREFCLKと、内部リセット信号PERST2と、同期クロックPCLKとを示すタイミングチャートである。
Embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an endpoint device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a power supply voltage Vcc, a global reset signal GBRST, a reset signal PERST #, and a reference clock shown in FIG. 4 is a timing chart showing REFCLKP and REFCLKN, a reference clock REFCLK, an internal reset signal PERST2, and a synchronous clock PCLK.

本実施形態に係るエンドポイントデバイス1は、基準クロックREFCLKの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号であるリセット信号PERST#を、遅延時間Δだけ遅延させて内部リセット信号PERST2を発生し、リンクコントローラ31に出力する遅延回路5を備え、PHY回路2は、リセット信号PERST#に応答してリセットされ、リンクコントローラ31は、内部リセット信号PERST2に応答してリセットされ、遅延時間Δtは、PLL回路23の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されたことを特徴としている。   The endpoint device 1 according to the present embodiment delays the reset signal PERST #, which is an external reset signal generated after the frequency of the reference clock REFCLK is stabilized at a predetermined frequency, by delaying the internal reset signal PERST2 by a delay time Δ. The PHY circuit 2 is reset in response to the reset signal PERST #, the link controller 31 is reset in response to the internal reset signal PERST2, and the delay time Δt is generated. Is characterized by being set longer than the lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PLL circuit 23.

図1において、エンドポイントデバイス1は、メモリカードコントローラの半導体集積回路であり、PCI Express規格に準拠するリンク伝送路を介して、CPUなどの他の半導体集積回路との間で送信データパケット及び受信データパケットを送受信する。エンドポイントデバイス1は、リンクコントローラ31を備えたカードコントローラ3と、PHY回路2と、遅延回路5とを備えて構成される。ここで、リンクコントローラ31は、PCIエキスプレスのMAC層の信号を伝送するLSIである。また、PHY回路2は、PCI Expressの物理層のフィジカルコーディングサブレイヤの信号を伝送するインターフェース回路のLSIである。リンクコントローラ31とPHY回路2とは、PIPEインターフェース規格に準拠するパラレル信号伝送路であるPIPE伝送路4を介して互いに接続されている。   In FIG. 1, an endpoint device 1 is a semiconductor integrated circuit of a memory card controller, and transmits and receives data packets to and from other semiconductor integrated circuits such as a CPU via a link transmission line compliant with the PCI Express standard. Send and receive data packets. The endpoint device 1 includes a card controller 3 that includes a link controller 31, a PHY circuit 2, and a delay circuit 5. Here, the link controller 31 is an LSI that transmits signals of the MAC layer of the PCI Express. The PHY circuit 2 is an LSI of an interface circuit that transmits a physical coding sublayer signal of the physical layer of PCI Express. The link controller 31 and the PHY circuit 2 are connected to each other via a PIPE transmission line 4 that is a parallel signal transmission line compliant with the PIPE interface standard.

図1において、PHY回路2は、送受信回路21と、差動検出回路22と、PLL回路とを備えて構成される。差動検出回路22は、エンドポイントデバイス1の外部に設けられた基準クロック発生回路から供給される基準クロックREFCLKP,REFCLKNを入力する。基準クロックREFCLKP,REFCLKNは、100MHzの周波数を有する低電圧差動信号である。差動検出回路22は、入力される基準クロックREFCLKP,REFCLKNの差を検出して、当該検出された差に基づいて基準クロックREFCLKを発生してPLL回路23及び遅延回路5のクロック入力端子に出力する。さらに、PLL回路23は、入力される基準クロックREFCLKに基づいて、2.5ギガヘルツの周波数を有する信号伝送用クロックSCLKと、125MHzの周波数を有する同期クロックPCLKとを発生し、信号伝送用クロックSCLKを送受信回路21に出力する一方、同期クロックPCLKをリンクコントローラ31に出力する。送受信回路21は、リンクコントローラ31から受信したデータを信号伝送用クロックSCLKに従って送信データパケットにパケット化し、送信端子Txを介して他の半導体集積回路に送信する一方、受信端子Rxを介して上記他の半導体集積回路から受信データパケットを受信して信号伝送用クロックSCLKを用いて所定の受信処理を行い、処理後の受信データパケットをリンクコントローラ31に送信する。ここで、リンクコントローラ31と送受信回路21とは、同期クロックPCLKに従って、データを送受信する。   In FIG. 1, the PHY circuit 2 includes a transmission / reception circuit 21, a differential detection circuit 22, and a PLL circuit. The differential detection circuit 22 receives reference clocks REFCLKP and REFCLKN supplied from a reference clock generation circuit provided outside the endpoint device 1. The reference clocks REFCLKP and REFCLKN are low voltage differential signals having a frequency of 100 MHz. The differential detection circuit 22 detects the difference between the input reference clocks REFCLKP and REFCLKN, generates the reference clock REFCLK based on the detected difference, and outputs the reference clock REFCLK to the clock input terminals of the PLL circuit 23 and the delay circuit 5. To do. Furthermore, the PLL circuit 23 generates a signal transmission clock SCLK having a frequency of 2.5 GHz and a synchronous clock PCLK having a frequency of 125 MHz based on the input reference clock REFCLK, and the signal transmission clock SCLK. Is output to the transmission / reception circuit 21, and the synchronous clock PCLK is output to the link controller 31. The transmission / reception circuit 21 packetizes the data received from the link controller 31 into a transmission data packet according to the signal transmission clock SCLK, and transmits the packet to another semiconductor integrated circuit via the transmission terminal Tx. The received data packet is received from the semiconductor integrated circuit, a predetermined receiving process is performed using the signal transmission clock SCLK, and the processed received data packet is transmitted to the link controller 31. Here, the link controller 31 and the transmission / reception circuit 21 transmit / receive data according to the synchronous clock PCLK.

また、図1において、PHY回路2のリセット入力端子Resetに、エンドポイントデバイス1の外部からリセット信号PERST#が出力される。ここで、ハイレベルのリセット信号PERST#は、電源電圧Vccが規定電圧内にあり安定していることを示す。PCI Express規格において、基準クロックREFCLKが安定した後(すなわち、基準クロックREFCLKの周波数が100MHzで安定した後)、100マイクロ秒以上経過してからリセット信号PERST#の電圧レベルがハイレベルになる(デアサートされる。)ことが規定されている。従って、リセット信号PERST#がハイレベルになったときには基準クロックREFCLKも安定状態にある。PHY回路2内の各回路21〜23は、リセット信号PERST#がアサートされている(ローレベルである。)ときにリセットされ、デアサートされたとき(ハイレベルになったとき。)にリセットが解除されて動作を開始する。   Further, in FIG. 1, the reset signal PERST # is output from the outside of the endpoint device 1 to the reset input terminal Reset of the PHY circuit 2. Here, the high level reset signal PERST # indicates that the power supply voltage Vcc is within the specified voltage and is stable. In the PCI Express standard, after the reference clock REFCLK is stabilized (that is, after the frequency of the reference clock REFCLK is stabilized at 100 MHz), the voltage level of the reset signal PERST # becomes high (deasserted) after 100 microseconds have elapsed. )). Therefore, when the reset signal PERST # becomes high level, the reference clock REFCLK is also in a stable state. Each of the circuits 21 to 23 in the PHY circuit 2 is reset when the reset signal PERST # is asserted (at a low level), and reset is released when it is deasserted (at a high level). To start the operation.

さらに、図1において、遅延回路5は、リセット信号PERST#を入力し、ローレベルのリセット信号PERST#に応答して、ローレベルの内部リセット信号PERST2を発生する。さらに、遅延回路5は、リセット信号PERST#の立ち上がりタイミングにおいて基準クロックREFCLKの計数を開始し、基準クロックREFCLKを遅延時間Δtに対応する個数だけ計数したとき、ハイレベルの内部リセット信号PERST2を発生する。すなわち、遅延回路5は、基準クロックREFCLKを計数して設定された遅延時間Δtだけリセット信号PERST#を遅延させて、内部リセット信号PERST2を発生する。さらに、内部リセット信号PERST2は、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS2に出力する。すなわち、内部リセット信号PERST2は、リセット信号PERST#がアサートされているときにはリセット状態、つまりアサート状態になり、リセット信号PERST#がデアサートされた後、基準クロックREFCLKを用いて計時された遅延時間Δtが経過した後にデアサートされる。なお、上述したように、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングにおいて基準クロックREFCLKの周波数は100MHzで安定しているので、遅延回路5は、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングから、基準クロックREFCLKを計数することにより遅延時間Δtを計測できる。   Further, in FIG. 1, the delay circuit 5 receives the reset signal PERST #, and generates a low-level internal reset signal PERST2 in response to the low-level reset signal PERST #. Further, the delay circuit 5 starts counting the reference clock REFCLK at the rising timing of the reset signal PERST #, and generates a high-level internal reset signal PERST2 when the reference clock REFCLK is counted by the number corresponding to the delay time Δt. . That is, the delay circuit 5 delays the reset signal PERST # by a delay time Δt set by counting the reference clock REFCLK and generates an internal reset signal PERST2. Further, the internal reset signal PERST2 is output to the reset input terminal RS2 of the link controller 31. That is, the internal reset signal PERST2 is in the reset state, that is, the asserted state when the reset signal PERST # is asserted, and the delay time Δt timed using the reference clock REFCLK after the reset signal PERST # is deasserted. Deasserted after elapses. As described above, since the frequency of the reference clock REFCLK is stable at 100 MHz at the timing when the reset signal PERST # is deasserted, the delay circuit 5 starts from the timing at which the reset signal PERST # is deasserted. The delay time Δt can be measured by counting.

ここで、遅延時間Δtは、PLL回路23を含むPHY回路2の回路仕様に基づいて予め算出されたPLL回路23のロックアップ時間より長い時間に設定される。本明細書において、ロックアップ時間とは、PLL回路23に正常な基準クロックREFCLKが出力されるタイミングから、PLL回路23がロックして、PLL回路23から出力される同期クロックPCLKの周波数が所望の周波数(本実施形態では、125MHzである。)に収束するタイミングまでの期間である。例えば、PLL回路23のロックアップ時間は50マイクロ秒であり、このとき、遅延時間Δtは例えば100マイクロ秒に設定される。この場合、遅延時間Δtに対応する基準クロックREFCLKの個数は10000個である。   Here, the delay time Δt is set to a time longer than the lock-up time of the PLL circuit 23 calculated in advance based on the circuit specifications of the PHY circuit 2 including the PLL circuit 23. In this specification, the lock-up time refers to the frequency of the synchronous clock PCLK output from the PLL circuit 23 when the PLL circuit 23 is locked from the timing at which the normal reference clock REFCLK is output to the PLL circuit 23. This is the period until the timing of convergence to the frequency (in this embodiment, 125 MHz). For example, the lock-up time of the PLL circuit 23 is 50 microseconds, and at this time, the delay time Δt is set to 100 microseconds, for example. In this case, the number of reference clocks REFCLK corresponding to the delay time Δt is 10,000.

また、図1において、エンドポイントデバイス1の外部に設けられたパワーオンリセット回路10は、所定の電源電圧Vccを出力する電源と接地との間に直列に接続された抵抗11及びキャパシタ12を備えて構成される。パワーオンリセット回路10は、抵抗11とキャパシタ12との各素子値により設定される所定の遅延時間だけ電源電圧Vccよりも遅れて立ち上がるグローバルリセット信号GBRSTを発生して、抵抗11とキャパシタ12との間の接続点から、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS1に出力する。   In FIG. 1, a power-on reset circuit 10 provided outside the endpoint device 1 includes a resistor 11 and a capacitor 12 connected in series between a power supply that outputs a predetermined power supply voltage Vcc and the ground. Configured. The power-on reset circuit 10 generates a global reset signal GBRST that rises later than the power supply voltage Vcc by a predetermined delay time set by the element values of the resistor 11 and the capacitor 12. From the connection point between them, the data is output to the reset input terminal RS1 of the link controller 31.

さらに、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間の通信に関係しない回路は、リセット入力端子RS1に入力されるローレベルのグローバルリセット信号GBRSTに応答してリセットされる。また、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間で同期クロックPCLKを用いて通信を行う回路は、リセット入力端子RS2に入力されるローレベルの内部リセット信号PERST2に応答してリセットされる。   Further, among the circuits in the link controller 31, circuits that are not related to communication with the PHY circuit 2 are reset in response to a low level global reset signal GBRST input to the reset input terminal RS1. Of the circuits in the link controller 31, the circuit that communicates with the PHY circuit 2 using the synchronous clock PCLK is reset in response to the low-level internal reset signal PERST2 input to the reset input terminal RS2. The

次に、図2を参照してエンドポイントデバイス2の動作を説明する。図2において、タイミングtpにおいてエンドポイントデバイス1の電源がオンされると、ローレベルのグローバルリセット信号GBRST及びローレベルのリセット信号PERST#が発生される。次に、タイミングtpより後のタイミングtgにおいて、グローバルリセット信号GBRSTの電圧レベルがハイレベルになる。ハイレベルのグローバルリセット信号GBRSTに応答して、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間の通信に関係しない回路のリセットは解除され、動作を開始する。   Next, the operation of the endpoint device 2 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, when the power of the endpoint device 1 is turned on at timing tp, a low level global reset signal GBRST and a low level reset signal PERST # are generated. Next, at a timing tg after the timing tp, the voltage level of the global reset signal GBRST becomes a high level. In response to the high level global reset signal GBRST, the reset of the circuits in the link controller 31 that are not related to the communication with the PHY circuit 2 is canceled and the operation is started.

図2において、電源オン後の所定のタイミングt1において、基準クロックREFCLKP,REFCLKNの発生が開始される。タイミングt1の直後のタイミングt2までは、基準クロックREFCLKP,REFCLKNは不安定であるが、タイミングt2以降は、基準クロックREFCLKP,REFCLKNの周波数は100MHzで安定する。そして、基準クロックREFCLKP,REFCLKNの周波数が安定した後のタイミングtrにおいて、リセット信号PERST#がデアサートされる(ハイレベルにされる。)。これに応答して、PHY回路2内の各回路21〜23のリセットは解除され、それぞれ動作を開始する。このとき、タイミングtrにおいて基準クロックREFCLKP,REFCLKNの周波数は安定しているので、PLL回路23は、PHY回路2の回路仕様に基づいて予め算出されたロックアップ時間が経過したタイミングt4においてロックする。すなわち、タイミングt4以降は、同期クロックPCLKの周波数は125MHzで安定する。   In FIG. 2, generation of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN is started at a predetermined timing t1 after the power is turned on. Until the timing t2 immediately after the timing t1, the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are unstable, but after the timing t2, the frequencies of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are stabilized at 100 MHz. Then, at the timing tr after the frequencies of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are stabilized, the reset signal PERST # is deasserted (set to high level). In response to this, the reset of the circuits 21 to 23 in the PHY circuit 2 is released, and the operation starts. At this time, since the frequencies of the reference clocks REFCLKP and REFCLKN are stable at the timing tr, the PLL circuit 23 locks at the timing t4 when the lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PHY circuit 2 has elapsed. That is, after timing t4, the frequency of the synchronous clock PCLK is stabilized at 125 MHz.

さらに、図2において、タイミングtrから遅延時間Δtが経過したタイミングtr2において、内部リセット信号PERST2の電圧レベルはハイレベルになり、これに応答して、リンクコントローラ31内の回路のうちPHY回路2との間で同期クロックPCLKを用いて通信を行う回路は動作を開始し、リンクコントローラ31とPHY回路2とは通信を開始する。   Further, in FIG. 2, the voltage level of the internal reset signal PERST2 becomes a high level at the timing tr2 when the delay time Δt has elapsed from the timing tr, and in response to this, the PHY circuit 2 of the circuits in the link controller 31 The circuit that performs communication using the synchronous clock PCLK starts operation, and the link controller 31 and the PHY circuit 2 start communication.

図2に示すように、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングtrにおいて、正常な基準クロックREFCLKが供給されているので、タイミングtrにおいて、PLL回路23は正常な基準クロックREFCLKを用いてロック動作を開始する。PLL回路23の動作開始時には、必ず正常な基準クロックREFCLKがPLL回路23に入力されるので、PLL回路23は、PHY回路2の回路仕様書(規格書)に記載されているロックアップ時間と実質的に等しい時間でロックする。さらに、リセット信号PERST#からの内部リセット信号PERST2の遅延時間Δtは、PHY回路2の回路仕様書に記載されているロックアップ時間に基づいて、マージンを持って設定されるので、内部リセット信号PERST2がデアサートされるタイミングtr2において、PLL回路23のロック動作は必ず完了していることになる。   As shown in FIG. 2, since the normal reference clock REFCLK is supplied at the timing tr when the reset signal PERST # is deasserted, the PLL circuit 23 performs the lock operation using the normal reference clock REFCLK at the timing tr. Start. Since the normal reference clock REFCLK is always input to the PLL circuit 23 at the start of the operation of the PLL circuit 23, the PLL circuit 23 has substantially the same lock-up time as described in the circuit specification (standard document) of the PHY circuit 2. Lock in equal time. Further, since the delay time Δt of the internal reset signal PERST2 from the reset signal PERST # is set with a margin based on the lockup time described in the circuit specifications of the PHY circuit 2, the internal reset signal PERST2 At the timing tr2 when is deasserted, the lock operation of the PLL circuit 23 is necessarily completed.

上述したように、エンドポイントデバイス1A,1Bなどの従来技術に係るPCI Express規格に準拠したデバイスは、デバイス全体を初期化する(すなわち、グローバルリセットする。)ためのリセット入力端子を備えるか、あるいは、電源供給開始時にデバイス全体を初期化するためのパワーオンリセット信号Ponrstを発生するためのパワーオンリセット回路10Aを備えて構成される。そして、PCI Express規格では、通常は、PHY回路2のリセット入力端子Resetには、グローバルリセット信号GBRST又はパワーオンリセット信号Ponrstが出力される。これは、リセット信号PERST#を単純に、PHY回路2のリセット入力端子Resetに出力すると、当然ながらリセット信号PERST#のデアサート時にPLL回路23のロックが完了していないことになり、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングtrにおいてPLL回路23がロックしていることが要求されるというPCI Express規格を遵守できないためである。すなわち、従来技術に係るPCI Expressに準拠するデバイスの設計では、一般的なPHY回路2を使用した場合、PHY回路2は1つのリセット入力端子Resetを備え、当該リセット入力端子Resetにはグローバルリセット信号GBRSTが出力されていた。また、PIPEインターフェース規格でも、PHY回路2において1つのリセット入力端子Resetのみが定義されており、そのリセット入力端子Resetには、通常は、グローバルリセット信号GBRSTが出力される。しかしながら、この場合、図7及び図8に示すように、PHY回路2が誤動作して不安定な同期クロックPCLKがカードコントローラ3に出力され、この結果、カードコントローラ3も誤動作するという課題があった。   As described above, devices conforming to the PCI Express standard according to the prior art, such as the endpoint devices 1A and 1B, include a reset input terminal for initializing the entire device (that is, global reset), or A power-on reset circuit 10A for generating a power-on reset signal Ponrst for initializing the entire device at the start of power supply is configured. In the PCI Express standard, the global reset signal GBRST or the power-on reset signal Ponrst is normally output to the reset input terminal Reset of the PHY circuit 2. This is because if the reset signal PERST # is simply output to the reset input terminal Reset of the PHY circuit 2, the lock of the PLL circuit 23 is naturally not completed when the reset signal PERST # is deasserted, and the reset signal PERST # This is because the PCI Express standard that the PLL circuit 23 is required to be locked at the timing tr when is deasserted cannot be observed. That is, in the design of a device that complies with PCI Express according to the prior art, when a general PHY circuit 2 is used, the PHY circuit 2 includes one reset input terminal Reset, and the reset input terminal Reset has a global reset signal. GBRST was output. Also in the PIPE interface standard, only one reset input terminal Reset is defined in the PHY circuit 2, and a global reset signal GBRST is normally output to the reset input terminal Reset. However, in this case, as shown in FIGS. 7 and 8, the PHY circuit 2 malfunctions and an unstable synchronous clock PCLK is output to the card controller 3. As a result, the card controller 3 also malfunctions. .

一方、本実施形態によれば、従来はPHY回路2に出力されていなかったリセット信号PERST#を、PHY回路2に出力するように構成した。このため、PHY回路2のリセットは、リセット信号PERST#がデアサートされるタイミングtr(すなわち、基準クロックREFCLKが安定しているタイミングである。図2参照。)において解除され、不安定な基準クロックREFCLKに起因するPHY回路2の誤動作を防止できる。さらに、内部リセット信号PERST2をリンクコントローラ31のリセット入力端子RS2に出力するので、内部リセット信号PERST2がデアサートされるタイミングtr2において同期クロックPCLKは正常であり、このため、リンクコントローラ31はリセット解除後に誤動作せずに正常に動作する。   On the other hand, according to the present embodiment, the reset signal PERST # that was not conventionally output to the PHY circuit 2 is output to the PHY circuit 2. For this reason, the reset of the PHY circuit 2 is canceled at the timing tr when the reset signal PERST # is deasserted (that is, the timing when the reference clock REFCLK is stable, see FIG. 2), and the unstable reference clock REFCLK. It is possible to prevent malfunction of the PHY circuit 2 due to the above. Further, since the internal reset signal PERST2 is output to the reset input terminal RS2 of the link controller 31, the synchronization clock PCLK is normal at the timing tr2 when the internal reset signal PERST2 is deasserted. For this reason, the link controller 31 malfunctions after the reset is released. Works fine without.

従って、本実施形態によれば、どのような回路仕様を有するPHY回路2を用いても安全に動作するエンドポイントデバイス1を実現することが出来る。さらに、PCI Express規格で許容されている基準クロックREFCLKP,REFCLKNが不安定な期間(図2のタイミングt1からタイミングt2までの期間。)に、どのような基準クロックREFCLKP,REFCLKNが供給されても、安全に動作するエンドポイントデバイスを実現することが出来る。従って、一般的な、いかなるPHY回路2を用いたとしても、その誤動作の可能性を考慮することなくエンドポイントデバイス1を設計できる。このことにより、使用するPHY回路2の選択肢が広がり、結果として最適なコスト及び機能を有するPHY回路2を使用することが容易となるだけでなく、設計段階では予想できない不具合の可能性を有したまま量産され、量産後に不具合が発生することを防ぐことができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize the endpoint device 1 that operates safely even if the PHY circuit 2 having any circuit specifications is used. Furthermore, no matter what reference clocks REFCLKP and REFCLKN are supplied during a period when the reference clocks REFCLKP and REFCLKN allowed by the PCI Express standard are unstable (periods from timing t1 to timing t2 in FIG. 2), An endpoint device that operates safely can be realized. Therefore, even if any general PHY circuit 2 is used, the endpoint device 1 can be designed without considering the possibility of malfunction. As a result, the choices of the PHY circuit 2 to be used are expanded, and as a result, not only is it easy to use the PHY circuit 2 having the optimum cost and function, but there is a possibility of a failure that cannot be predicted at the design stage. It is mass-produced as it is, and it is possible to prevent problems from occurring after mass production.

なお、エンドポイントデバイス1を、図9のパワーオンリセット回路10Aをさらに備えるように構成してもよい。この場合、パワーオンリセット回路10Aは、パワーオンリセット回路10と同様に構成され、グローバルリセット信号GBRSTと同様のパワーオンリセット信号Ponrstを発生して、リンクコントローラ31のリセット入力端子RS2に出力する。   Note that the endpoint device 1 may be configured to further include the power-on reset circuit 10A of FIG. In this case, the power-on reset circuit 10A is configured in the same manner as the power-on reset circuit 10, generates a power-on reset signal Ponrst similar to the global reset signal GBRST, and outputs it to the reset input terminal RS2 of the link controller 31.

また、本実施形態では、PCI Expressに準拠したPHY回路2を備えたエンドポイントデバイス1の半導体集積回路について説明したが、本発明はこれに限らず、ルートコンプレックスデバイスなどのPCI Expressに準拠したPCI Expressデバイス、又はUSB3.0などの高速シリアル通信回路の規格に準拠した回路に広く適用できる。   In the present embodiment, the semiconductor integrated circuit of the endpoint device 1 including the PHY circuit 2 compliant with PCI Express has been described. However, the present invention is not limited to this, and PCI compliant with PCI Express, such as a root complex device. It can be widely applied to an Express device or a circuit conforming to the standard of a high-speed serial communication circuit such as USB3.0.

以上説明したように、本発明に係るシリアル通信装置及びその制御方法によれば、インターフェース回路は、基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号に応答してリセットされ、内部回路は、外部リセット信号を所定の遅延時間だけ遅延させて発生される内部リセット信号に応答してリセットされ、遅延時間は、PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されるので、インターフェース回路及び内部回路の誤動作を防止できる。   As described above, according to the serial communication device and the control method thereof according to the present invention, the interface circuit is reset in response to an external reset signal generated after the frequency of the reference clock is stabilized at a predetermined frequency, The internal circuit is reset in response to the internal reset signal generated by delaying the external reset signal by a predetermined delay time, and the delay time is longer than the lockup time calculated in advance based on the circuit specifications of the PLL circuit. Since it is set, malfunction of the interface circuit and the internal circuit can be prevented.

1…エンドポイントデバイス、
2…PHY回路、
3…カードコントローラ、
4…PIPE伝送路、
5…遅延回路、
21…送受信回路、
22…差動検出回路、
23…PLL回路、
31…リンクコントローラ、
REFCLKP,REFCLKN…基準クロック、
REFCLK…基準クロック、
PCLK…同期クロック、
SCLK…信号伝送用クロック、
GBRST…グローバルリセット信号、
PERST#…リセット信号。
PERST2…内部リセット信号。
1 ... Endpoint device,
2 ... PHY circuit,
3… Card controller,
4 ... PIPE transmission line,
5 ... delay circuit,
21 ... Transceiver circuit,
22: Differential detection circuit,
23 ... PLL circuit,
31 ... Link controller,
REFCLKP, REFCLKN ... reference clock,
REFCLK: Reference clock,
PCLK: Synchronous clock,
SCLK: Signal transmission clock,
GBRST: Global reset signal,
PERST #: Reset signal.
PERST2: Internal reset signal.

米国特許出願公開第2007/0156934号の明細書。Specification of US Patent Application Publication No. 2007/0156934. 米国特許第7549009号の明細書。Specification of US Pat. No. 7,549,099.

"PCI Express Base Specification Revision 2.0", Peripheral Component Interconnect-Special Interest Group, December 2006."PCI Express Base Specification Revision 2.0", Peripheral Component Interconnect-Special Interest Group, December 2006. "PHY Interface for the PCI Express Architecture", Version 1.00, Intel, June 2003."PHY Interface for the PCI Express Architecture", Version 1.00, Intel, June 2003.

Claims (6)

内部回路との間で所定の同期クロックを用いて通信を行う送受信回路と、入力される基準クロックに基づいて上記同期クロックを発生するPLL(Phase Locked Loop)回路とを備えたインターフェース回路を備えたシリアル通信装置において、
上記基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号を、所定の遅延時間だけ遅延させて内部リセット信号を発生し、上記内部回路に出力する遅延回路を備え、
上記インターフェース回路は、上記外部リセット信号に応答してリセットされ、
上記内部回路は、上記内部リセット信号に応答してリセットされ、
上記遅延時間は、上記PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されたことを特徴とするシリアル通信装置。
An interface circuit including a transmission / reception circuit that communicates with an internal circuit using a predetermined synchronization clock and a PLL (Phase Locked Loop) circuit that generates the synchronization clock based on an input reference clock In serial communication devices,
An external reset signal generated after the frequency of the reference clock is stabilized at a predetermined frequency, a delay circuit that delays a predetermined delay time to generate an internal reset signal and outputs the internal reset signal;
The interface circuit is reset in response to the external reset signal,
The internal circuit is reset in response to the internal reset signal,
The serial communication apparatus, wherein the delay time is set longer than a lockup time calculated in advance based on a circuit specification of the PLL circuit.
上記遅延回路は、上記基準クロックを計数して設定された上記遅延時間だけ上記外部リセット信号を遅延させることを特徴とする請求項1記載のシリアル通信装置。   2. The serial communication apparatus according to claim 1, wherein the delay circuit delays the external reset signal by the delay time set by counting the reference clock. 上記外部リセット信号は、PCI(Peripheral Component Interconnection)Express規格に準拠したリセット信号PERST#であり、
上記基準クロックは、PCI Express規格に準拠した基準クロックREFCLKであることを特徴とする請求項1又は2記載のシリアル通信装置。
The external reset signal is a reset signal PERST # conforming to the PCI (Peripheral Component Interconnection) Express standard,
The serial communication device according to claim 1, wherein the reference clock is a reference clock REFCLK that conforms to a PCI Express standard.
内部回路との間で所定の同期クロックを用いて通信を行う送受信回路と、入力される基準クロックに基づいて上記同期クロックを発生するPLL回路とを備えたインターフェース回路を備えたシリアル通信装置の制御方法において、
上記シリアル通信装置は、上記基準クロックの周波数が所定の周波数で安定した後に発生される外部リセット信号を、所定の遅延時間だけ遅延させて内部リセット信号を発生し、上記内部回路に出力する遅延回路を備え、
上記シリアル通信装置の制御方法は、
上記外部リセット信号に応答して、上記インターフェース回路をリセットするステップと、
上記内部リセット信号に応答して、上記内部回路をリセットするステップとを含み、
上記遅延時間は、上記PLL回路の回路仕様に基づいて予め計算されたロックアップ時間より長く設定されたことを特徴とするシリアル通信装置の制御方法。
Control of a serial communication device including an interface circuit including a transmission / reception circuit that communicates with an internal circuit using a predetermined synchronous clock and a PLL circuit that generates the synchronous clock based on an input reference clock In the method
The serial communication device delays an external reset signal generated after the reference clock frequency is stabilized at a predetermined frequency by a predetermined delay time, generates an internal reset signal, and outputs the internal reset signal to the internal circuit With
The serial communication device control method is as follows:
Resetting the interface circuit in response to the external reset signal;
In response to the internal reset signal, resetting the internal circuit,
The control method for a serial communication device, wherein the delay time is set longer than a lockup time calculated in advance based on a circuit specification of the PLL circuit.
上記遅延回路は、上記基準クロックを計数して設定された上記遅延時間だけ上記外部リセット信号を遅延させることを特徴とする請求項4記載のシリアル通信装置の制御方法。   5. The method according to claim 4, wherein the delay circuit delays the external reset signal by the delay time set by counting the reference clock. 上記外部リセット信号は、PCIExpress規格に準拠したリセット信号PERST#であり、
上記基準クロックは、PCI Express規格に準拠した基準クロックREFCLKであることを特徴とする請求項4又は5記載のシリアル通信装置の制御方法。
The external reset signal is a reset signal PERST # conforming to the PCI Express standard,
6. The method of controlling a serial communication device according to claim 4, wherein the reference clock is a reference clock REFCLK that conforms to the PCI Express standard.
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