JP2013102282A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、例えば2逓倍クロック信号を入力するコンパレータに適用して好適な構成の半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a configuration suitable for application to, for example, a comparator that inputs a doubled clock signal.
クロック信号(CLK)の周波数を2逓倍した2逓倍クロック信号(CLKX2)に基づき比較動作を行うコンパレータが用いられている(図11(B)参照)。このコンパレータは、例えばアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器(ADC)において2つの信号の電圧レベルを比較するコンパレータとして用いられる(図11(A)参照)。 A comparator that performs a comparison operation based on a doubled clock signal (CLKX2) obtained by multiplying the frequency of the clock signal (CLK) by 2 is used (see FIG. 11B). This comparator is used as a comparator that compares the voltage levels of two signals in an analog-digital converter (ADC) that converts an analog signal into a digital signal, for example (see FIG. 11A).
図12は、コンパレータに2逓倍クロック信号を供給する2逓倍器(Frequecny Doubler)として、PLL(Phase Locked Loop:位相同期ループ)を用いた典型的な回路構成の一例を示す図である。2逓倍PLL30は、発振回路(図11(B)の4)等のクロック生成回路から供給されるクロック信号CLKの周波数を2逓倍した2逓倍クロック信号CLKX2を生成し、コンパレータ10に供給する。特に制限されないが、コンパレータ10は、第1、第2の入力信号INP、INNを入力し、2逓倍クロック信号CLKX2がHigh(例えば電源電位)のとき、第1、第2の入力信号INP、INNの電圧を比較し、第1、第2の出力COP、CONに比較結果を出力し、2逓倍クロック信号CLKX2がLow(例えばグランド電位)のとき、第1、第2の出力COP、CONはともにHighレベル(電源電圧)にリセットされる。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a typical circuit configuration using a PLL (Phase Locked Loop) as a doubler (Frequency Doubler) that supplies a doubled clock signal to the comparator. The
図12の例では、SRラッチ(SR Latch)11は、コンパレータ10の第1、第2の出力COP、CONをセット入力端子 ̄S、リセット入力端子 ̄Rに受けて、相補の出力Q、QBを出力する。SRラッチ11は、( ̄S、 ̄R)=(Low、High)のとき、(Q、QB)=(High、Low)にセットされ、( ̄S、 ̄R)=(High、Low)のとき、(Q、QB)=(Low、High)にリセットされ、( ̄S、 ̄R)=(High、High)のとき、(Q、QB)は前の状態を保持する。なお、図12において、端子S、Rの上のバー( ̄)は該端子に入力される信号がLowレベルでアクティブであることを表している。コンパレータ10の出力(COP、CON)=(Low、High)に応答して、SRラッチ11の出力は(Q、QB)=(High、Low)にセットされ、(COP、CON)=(High、Low)に応答して、(Q、QB)=(Low、High)にリセットされ、(COP、CON)=(High、High)のときは、(Q、QB)は前の状態を保持する。以下、他の図面のSRラッチ11も、図12のSRラッチ11と同様の構成とされる。
In the example of FIG. 12, the SR latch (SR Latch) 11 receives the first and second outputs COP and CON of the
なお、図12では、2逓倍PLL30の内部構成は図示されていないが、PLLは、よく知られているように、例えば制御電圧で発振周波数を可変させるVCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)と、VCOの発振信号を分周する分周器(Divider)と、分周器の出力と入力クロック信号の位相差を検出する位相比較器(PD:Phase Detector又はPFD:Phase Frequency Detector)と、位相比較器の出力を受け容量を充電、放電するチャージポンプ(CP:Charge Pump)と、チャージポンプの電圧を平滑化するループフィルタ(LPF: Loop Filter)を備え、ループフィルタの出力電圧が制御電圧としてVCOに供給される。2逓倍PLL30では、VCOの発振信号を分周する分周器として、例えば第1の分周器で2逓倍クロック信号CLKX2を生成し、2逓倍クロック信号CLKX2をさらに2分周してクロック信号CLKと同一周波数のクロック信号を生成し位相比較器に入力する。2逓倍PLL30は、入力クロック信号CLKに位相同期した逓倍クロック信号CLKX2を生成する。なお、PLLは、完全デジタルPLL(ADPLL:All Digital PLL)であってもよい。
In FIG. 12, although the internal configuration of the
2逓倍器としてPLLを用いた図12の構成の場合、回路面積が増大し電力が増加する。 In the case of the configuration of FIG. 12 using a PLL as a doubler, the circuit area increases and the power increases.
より簡素な回路構成として、時間遅延技術(Time−Delay Technique)を用いた2逓倍器が知られている。図13は、時間遅延技術(Time−Delay Technique)を用いた2逓倍器の典型的な回路構成を示す図である。Time−Delay Techniqueの詳細は、例えば非特許文献1が参照される。
As a simpler circuit configuration, a doubler using a time delay technique (Time-Delay Technique) is known. FIG. 13 is a diagram illustrating a typical circuit configuration of a doubler using a time delay technique (Time-Delay Technique). For details of Time-Delay Technique, see Non-Patent
図13を参照すると、2逓倍器20’は、遅延τがT/4(ただし、TはCLKの周期)の遅延回路19(Delay)と、位相比較器として機能する排他的論理和(Exclusive OR)回路18とを備えている。なお、図13の2逓倍器20’は、非特許文献1のFigure.1に基づき、本願で新たに作成したものである。図13において、コンパレータ10、SRラッチ11は、図12と同一であるため、説明は省略する。
Referring to FIG. 13, the
2逓倍器20’において、遅延回路19は、入力クロック信号CLK(デューティ=50%とする)をτ=T/4遅延させたクロック信号(遅延クロック信号)CLKDを生成する。遅延クロック信号CLKDと入力クロック信号CLKは排他的論理和回路18に入力され、排他的論理和回路18から2逓倍クロック信号CLKX2が出力される。すなわち、排他的論理和回路18は、入力クロック信号CLKと遅延クロック信号CLKDが同一論理レベル(ともにHighレベルであるか、又はともにLowレベル)のとき、Lowを出力し、入力クロック信号CLKと遅延クロック信号CLKDが互いに異なる論理レベルのとき、Highを出力する。なお、非特許文献1のFigure.1では、遅延回路は、積分器とコンパレータを備え、積分器は、矩形波である入力クロック信号CLKを積分して三角波を出力し、コンパレータは、積分器からの三角波を基準電圧と比較しCLKからT/4遅延させた矩形波を出力する構成とされている。図13において、遅延回路19は、積分器とコンパレータの構成に制限されるものでなく、例えばCMOSインバータを偶数段接続した構成としてもよい。
In the doubler 20 ', the
図14は、図13の回路において、入力クロック信号CLKと、遅延回路10の出力信号(遅延クロック信号)CLKDと、排他的論理和回路18の出力信号である2逓倍クロック信号CLKX2のそれぞれのタイミング波形を示す図である。ここでは、クロック信号CLKの周期をTとし、そのデューティ=50%であるものとし、遅延回路19の遅延τ=T/4とする。入力クロック信号CLKを遅延回路19でτ=T/4遅延させた遅延クロック信号CLKDと、入力クロック信号CLKとを排他的論理和回路18で比較することで、遅延クロック信号CLKDと入力クロック信号CLKの論理レベルの異なるときに、Highとなる2逓倍クロック信号CLKX2が生成される。図14に示すように、入力クロック信号CLKの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジにそれぞれ応答してHighに立ち上がるパルス(パルス幅=T/4)、周期=T/2の2逓倍クロック信号CLKX2が生成される。図14では、2逓倍クロック信号CLKX2のデューティは50%である。
FIG. 14 shows timings of the input clock signal CLK, the output signal (delayed clock signal) CLKD of the
図13の2逓倍器20’は、遅延回路19と1つの論理ゲート(Exclusive OR)で構成され、回路構成が簡素化されており、図12の2逓倍PLL30を備えた構成と比較して、回路面積の削減、消費電力の低減が可能である。
The
以下に、本発明者によって為された関連技術の分析を示す。 The following is an analysis of the related art performed by the present inventors.
前述したように、2逓倍器として、図12に示した2逓倍PLLを備えた構成は、入力クロック信号CLKに位相同期した2逓倍クロック信号CLKX2を生成することができるが、PLL自体の構成が、コンパレータ等と比べて大きく且つ複雑であることから、面積及び電力がともに増加する、という問題点を有している。 As described above, the configuration including the double PLL shown in FIG. 12 as the double multiplier can generate the double clock signal CLKX2 that is phase-synchronized with the input clock signal CLK. Since it is larger and more complex than a comparator or the like, there is a problem that both area and power increase.
一方、図13の2逓倍器20’の場合、遅延回路19の遅延時間τは、製造プロセスや、電源電圧変動、温度等によってばらつく。
On the other hand, in the case of the
図15は、図13の構成のタイミング動作上の問題点を説明するための図である。図15(A)、図15(B)には、図13の入力クロック信号CLK、遅延クロック信号CLKD、2逓倍クロック信号CLKX2のタイミング波形が示されており、図15(A)では、さらに、コンパレータ10の状態(CMP状態)が示されている。コンパレータ10の状態(CMP状態)の「動作」は、コンパレータ10がINPとINNの電圧を比較する動作状態にあることを表しており、CMP状態の「停止」は、コンパレータ10がINPとINNの電圧比較動作を停止している状態を表している。コンパレータ10は、2逓倍クロック信号CLKX2がHighとなってから、第1、第2の出力COP、CONの値(比較結果)を確定するまでに時間CMP_Delayを要する。
FIG. 15 is a diagram for explaining a problem in the timing operation of the configuration of FIG. 15A and 15B show timing waveforms of the input clock signal CLK, the delayed clock signal CLKD, and the doubled clock signal CLKX2 of FIG. 13, and in FIG. The state (CMP state) of the
図15(A)は、図13の構成の第1の問題点を説明する図である。第1の問題点は、遅延回路19の遅延τがコンパレータ10の判定動作時間よりも小さくなる場合に生じる。図15(A)の場合、遅延回路19の遅延τ’はτ=T/4(Tはクロック信号CLKの1周期)よりも短く、コンパレータ10の比較動作の確定に必要な時間区間(CMP_Delay)よりも短い。すなわち、遅延クロック信号CLKDは、入力クロック信号CLKのLowからHighへの立ち上がりから遅延τ’で、LowからHighに立ち上がる。入力クロック信号CLKの立ち上がりでHighとなった2逓倍クロック信号CLKX2は、遅延クロック信号CLKDのLowからHighへの立ち上がりエッジに応答して、図15(A)の破線のタイミングでHighからLowに立ち下がる。2逓倍クロック信号CLKX2のHighパルス期間(コンパレータの動作期間)は、コンパレータ10の比較動作の確定に必要な時間区間(=CMP_Delay)よりも短い。この結果、図15(A)の「CMP状態」に示すように、コンパレータ10の比較結果が確定する前に、CLKDがHighとなり、CLKX2がLowとなるため、コンパレータ10は比較動作を停止してしまう。この結果、コンパレータ10の第1、第2の出力COP、CONには正しい比較結果が出力されない。
FIG. 15A is a diagram for explaining a first problem of the configuration of FIG. The first problem occurs when the delay τ of the
図15(B)は、図13の構成の第2の問題点を説明する図である。図13の遅延回路19の遅延τ’が、入力クロック信号CLKの半周期(=T/2)よりも大きくなると、2逓倍クロック信号CLKX2は、コンパレータ10が正しく動作するために必要な2逓倍波形とはならない。図15(B)では、遅延クロック信号CLKDは入力クロック信号CLKがLowからHighに立ち上がり、その後、HighからLowに立ち下ったのちに、LowからHighに立ち上がっている(τ’>T/2)。このため、2逓倍クロック信号CLKX2は、入力クロック信号CLKの立ち上がりでHighとなり、T/2後の入力クロック信号CLKの立ち下がりでLowとなり、時間区間(τ’−T/2)ののち、遅延クロック信号CLKDの立ち上がりでHighとなり、次サイクルの入力クロック信号CLKがLowからHighに立ち上がるまでの期間Highとなる。このCLKX2の波形は、入力クロック信号CLKの1周期(=T)内において、連続する2つのHighパルスのうち1発目のHighパルスのパルス幅がT/2となり、時間(τ’−T/2)の間Lowとなり、次のHighパルスは、次サイクルの入力クロック信号CLKの立ち上がりまでの時間区間(T−τ’)Highとなる。図15(B)のCLKX2の波形では、連続する2つのHighパルスの間のLow期間が短いため、コンパレータ10のリセット動作に必要な時間が確保できない場合がある。
FIG. 15B is a diagram for explaining a second problem of the configuration of FIG. When the delay τ ′ of the
したがって、本発明は、遅延回路の遅延時間のばらつき等に起因して生じる上記問題点に鑑みて創案されたものであって、その目的は、回路構成の簡素化を図るとともに、上記問題点を解消し、コンパレータの動作を保証する2逓倍器を備えた半導体装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems caused by delay time variations of delay circuits, and the object thereof is to simplify the circuit configuration and to solve the above problems. An object of the present invention is to provide a semiconductor device including a doubler that eliminates the problem and guarantees the operation of the comparator.
上記課題を解決するため、概略以下の構成の半導体装置が提供される(ただし、以下に制限されるものでない)。 In order to solve the above-described problems, a semiconductor device having the following general configuration is provided (but is not limited to the following).
本発明によれば、入力クロック信号を第1の遅延回路で遅延させた遅延クロック信号と、前記入力クロック信号とを位相比較器に入力し、前記入力クロック信号の周波数を2逓倍した2逓倍クロック信号を生成する2逓倍回路と、
前記2逓倍回路からの前記2逓倍クロック信号を受け、前記2逓倍クロック信号が第1の論理レベルのとき、第1、第2の入力信号の大小の比較動作を行い、前記2逓倍クロック信号が第2の論理レベルのとき、比較動作を停止するコンパレータと、
前記コンパレータの出力をモニタし、前記コンパレータが比較動作を完了したことを検出した時点でトリガ信号を出力する第1の回路と、を備え、前記第1の遅延回路は、前記入力クロック信号を、少なくとも前記第1の回路から前記トリガ信号が出力される時点まで遅延させ、前記遅延クロック信号として出力する可変遅延器を備えた半導体装置が提供される。
According to the present invention, the delayed clock signal obtained by delaying the input clock signal by the first delay circuit and the input clock signal are input to the phase comparator, and the doubled clock obtained by multiplying the frequency of the input clock signal by two. A doubler circuit for generating a signal;
When the double clock signal from the double circuit is received and the double clock signal is at the first logic level, the first and second input signals are compared in magnitude, and the double clock signal is A comparator that stops the comparison operation at the second logic level;
A first circuit that monitors the output of the comparator and outputs a trigger signal when it is detected that the comparator has completed the comparison operation, and the first delay circuit includes the input clock signal, There is provided a semiconductor device including a variable delay device that delays at least the time point when the trigger signal is output from the first circuit and outputs the delayed signal as the delayed clock signal.
本発明によれば、回路構成の簡素化を図るとともに、遅延回路の遅延時間のばらつき等に起因して生じる上記問題点を解消し、コンパレータの動作を保証することができる。 According to the present invention, it is possible to simplify the circuit configuration, eliminate the above-described problems caused by variations in delay time of the delay circuit, and guarantee the operation of the comparator.
本発明の好ましい形態の1つによれば、入力クロック信号(CLK)を第1の遅延回路(例えば図1の可変遅延器16)で遅延させた遅延クロック信号(CLKD)と、入力クロック信号(CLK)の位相を位相比較器(例えば図1の18)で比較することにより、入力クロック信号(CLK)の周波数を2逓倍した2逓倍クロック信号(CLKX2)を生成する2逓倍回路(例えば図1の2逓倍器20)と、2逓倍回路(図1の20)からの2逓倍クロック信号(CLKX2)を受け、2逓倍クロック信号(CLKX2)が第1の論理レベル(例えばHighレベル)のとき、比較動作を行い、2逓倍クロック信号(CLKX2)が第2の論理レベル(例えばLowレベル)のとき、比較動作を停止するコンパレータ(10)と、前記コンパレータ(10)の出力をモニタし、前記コンパレータ(10)の比較結果を出力したことが確認された時点で、トリガ信号(DLCLK)を生成する回路(例えば図1の12、14、あるいは図3の13)を備えている。第1の遅延回路(図1の16)は、少なくとも、第1の回路(図1の12、14、あるいは図3の13)からトリガ信号(DLCLK)が出力される時点まで、前記入力クロック信号(CLK)を可変に遅延させた信号を前記遅延クロック信号(CLKD)として出力する。位相比較器(図1の18)は、遅延クロック信号(CLKD)と入力クロック信号(CLK)が互いに異なる論理レベルのとき、第1の論理レベル(例えばHighレベル)を出力し、遅延クロック信号(CLKD)と入力クロック信号(CLK)が同一の論理レベルのとき、第2の論理レベル(例えばLowレベル)を出力する。
According to one of the preferred embodiments of the present invention, a delay clock signal (CLKD) obtained by delaying an input clock signal (CLK) by a first delay circuit (for example, the
2逓倍クロック信号(CLLX2)は、入力クロック信号(CLK)の第2の論理レベル(Lowレベル)から第1の論理レベル(Highレベル)への遷移に応答して第1の論理レベル(Highレベル)となり、入力クロック信号(CLK)を、トリガ信号(DLCLK)が出力される時点まで遅延させた遅延クロック信号(CLKD)の第1の論理レベル(Highレベル)への遷移に応答して、第2の論理レベル(Lowレベル)となる。このため、コンパレータ(10)は、比較動作が確定(完了)したのちに、比較動作を停止する。このため、製造プロセスによるばらつき、電源電圧変動、温度変化等による遅延回路の遅延変動により、逓倍クロック信号の第1の論理レベルの期間が狭まり、コンパレータ(10)が比較動作を確定する前に停止してしまうという、図13の回路に関する第1の問題点を解消している。 The double clock signal (CLLX2) is in response to a transition from the second logic level (Low level) to the first logic level (High level) of the input clock signal (CLK). In response to the transition to the first logic level (High level) of the delayed clock signal (CLKD) obtained by delaying the input clock signal (CLK) until the trigger signal (DLCLK) is output. 2 logic level (Low level). For this reason, the comparator (10) stops the comparison operation after the comparison operation is confirmed (completed). For this reason, the period of the first logic level of the multiplied clock signal is narrowed due to variations in the delay circuit due to variations in the manufacturing process, power supply voltage variations, temperature variations, etc., and the comparator (10) stops before confirming the comparison operation. This solves the first problem associated with the circuit of FIG.
また、2逓倍クロック信号(CLLX2)は入力クロック信号(CLK)の第2の論理レベルから第1の論理レベルへの遷移で第1の論理レベルに遷移し、コンパレータ(10)での比較動作が確定した時点で第2の論理レベルに遷移させるように制御するため、図13の回路に関する上記第2の問題点を解消している。図13の回路では、2逓倍クロック信号(CLLX2)は、入力クロック信号(CLK)の第2の論理レベル(例えばLow)から第1の論理レベル(例えばHigh)への遷移で第1の論理レベルに遷移し、遅延回路(19)の遅延τの後に第2の論理レベルとなる。一方、図13の回路では、2逓倍クロック信号(CLLX2)の第1の論理レベル(Highレベル)から第2の論理レベル(Lowレベル)への遷移はコンパレータ(10)での比較動作が確定する時点とは無関係とされる。以下実施形態に即して説明する。 The double clock signal (CLLX2) changes to the first logic level when the input clock signal (CLK) changes from the second logic level to the first logic level, and the comparator (10) performs the comparison operation. Since the control is performed so as to shift to the second logic level at the time of confirmation, the second problem relating to the circuit of FIG. 13 is solved. In the circuit of FIG. 13, the doubled clock signal (CLLX2) is changed to the first logic level at the transition from the second logic level (for example, Low) to the first logic level (for example, High) of the input clock signal (CLK). And the second logic level after the delay τ of the delay circuit (19). On the other hand, in the circuit of FIG. 13, the comparison operation of the comparator (10) is determined when the doubled clock signal (CLLX2) transitions from the first logic level (High level) to the second logic level (Low level). It is irrelevant to the time. A description will be given below according to the embodiment.
<実施形態>
図1は、本発明の一実施形態の構成を示す図である。図1を参照すると、本実施形態においては、コンパレータ10と、出力モニタ回路12と、トリガ発生回路14と、可変遅延器16と、位相比較器18を備えている。可変遅延器16と、位相比較器18は2逓倍器20を構成している。コンパレータ10は、図12、図13を参照して説明したものと同一の構成とされ、2逓倍クロック信号CLKX2がHighのとき、入力信号INP、INNの電圧比較を行い、2逓倍クロック信号CLKX2がHighからLowになると、比較動作を停止する。特に制限されないが、2逓倍クロック信号CLKX2がLowの期間、出力COP/NともHighレベルにプリチャージされる。
<Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the present embodiment includes a
出力モニタ回路12と、トリガ発生回路14は、コンパレータ10の出力COP/Nをモニタリングし、コンパレータ10が比較結果を出したことを検出すると、トリガ信号DLCLKを出力する。出力モニタ回路12とトリガ発生回路14を1つの回路ブロック又は論理ゲートで構成するようにしてもよいことは勿論である。
The output monitor circuit 12 and the
可変遅延器16は、入力クロック信号CLKを入力し、入力クロック信号CLKの立ち上がりエッジをトリガ信号DLCLKの出力タイミング(DLCLKのLowからHighへの立ち上がりのタイミング)まで遅延させた遅延クロック信号CLKDを出力する。
The
位相比較器18は、入力クロック信号CLKと遅延クロック信号CLKDの位相を比較し、位相差(一方がHigh、他方がLowのとき、その位相差)に応じたパルス幅のHighパルスを出力する。
The
図2は、図1の回路の動作を説明するタイミング図である。図2は、図1の入力クロック信号CLK、2逓倍クロック信号CLKX2、コンパレータ出力COP/Nの一方COP、トリガ信号DLCLK、遅延クロック信号CLKDのタイミング波形の一例が示されている。COPの波形において、枠で囲んだ区間は、コンパレータの判定区間を模式的に表している。図1、図2を参照して、本実施形態の動作を説明する。 FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the circuit of FIG. FIG. 2 shows an example of timing waveforms of the input clock signal CLK, the double clock signal CLKX2, the comparator output COP / N COP, the trigger signal DLCLK, and the delayed clock signal CLKD of FIG. In the COP waveform, a section surrounded by a frame schematically represents a determination section of the comparator. The operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、入力クロック信号CLKがLowからHighに立ち上がった時、遅延クロック信号CLKDがLowの場合、位相誤差があるため、位相比較器18の出力である2逓倍クロック信号CLKX2はHighとなる。
First, when the input clock signal CLK rises from Low to High, if the delayed clock signal CLKD is Low, there is a phase error, so that the double clock signal CLKX2 that is the output of the
2逓倍クロック信号CLKX2のHighを受け、コンパレータ10はINPとINNの電圧の比較動作を開始する。
Receiving High of the double clock signal CLKX2, the
コンパレータ10の出力をモニタする出力モニタ回路12とトリガ発生回路14は、コンパレータ10の比較結果の出力を検出すると、トリガ信号DLCLKを活性状態(例えばHIghレベル)とする。
When the output monitor circuit 12 and the
可変遅延器16は、トリガ信号DLCLKのLowからHighへの立ち上がりを受けて、入力クロック信号CLKのエッジ(例えば立ち上がりエッジ)をトリガ信号DLCLKの立ち上がりエッジまで遅延させる。トリガ信号DLCLKの立ち上がりエッジに応答して、可変遅延器16から出力される遅延クロック信号CLKDはHighとなる。
The
遅延クロック信号CLKDがLowからHighになると、入力ロック信号CLKと遅延クロック信号CLKDがともにHighであることから、これらの信号に位相差はなくなり、位相比較器18はその出力である2逓倍クロック信号CLKX2をLowとする。
When the delayed clock signal CLKD changes from Low to High, both the input lock signal CLK and the delayed clock signal CLKD are High, so that there is no phase difference between these signals, and the
つづいて、入力ロック信号CLKがHighからLowに立ち下がると、遅延クロック信号CLKDはHighであるため、位相比較器18から出力される2逓倍クロック信号CLKX2はHighとなる。2逓倍クロック信号CLKX2のHighを受け、コンパレータ10はINPとINNの電圧の比較動作を開始する。この後の動作は、前述の動作を繰り返す。
Subsequently, when the input lock signal CLK falls from High to Low, since the delayed clock signal CLKD is High, the doubled clock signal CLKX2 output from the
本実施形態によれば、コンパレータ10での比較動作の終了(比較結果の確定)の検出結果に基づき、トリガ信号DLCLKを活性化し、トリガ信号DLCLKの活性化のタイミングに対応して、遅延クロック信号CLKDの立ち上がりエッジを生成し、位相比較器18で遅延クロック信号CLKDと入力クロック信号CLKと位相比較して2逓倍クロック信号CLKX2を生成している。このため、図15(A)、(B)で説明した問題点を解消し、コンパレータ10の動作を保証している。
According to the present embodiment, the trigger signal DLCLK is activated based on the detection result of the end of the comparison operation (comparison result confirmation) in the
<実施例1>
図3は、実施例1として、図1の具体的な構成例を示す図である。図3を参照すると、コンパレータ10と、SRラッチ11と、NAND回路(否定論理積回路)からなる出力モニタ&トリガ発生回路13と、可変遅延器(D Latch)16と、位相比較器(排他的論理和回路)18とからなる。実施例1の出力モニタ&トリガ発生回路(NAND回路)13は、図1の出力モニタ回路12とトリガ発生回路14に対応し、図1の出力モニタ回路12とトリガ発生回路14を1つの回路にまとめたものである。図1の可変遅延器16は、入力クロック信号CLKをデータ端子に入力し、トリガ信号をクロック端子に入力し、クロック端子の立ち上がりエッジでデータ端子の信号値をキャプチャ出力するエッジトリガ型のD型ラッチ(D Latch)で構成される。D型ラッチは、エッジトリガ型のD型フリップフロップで構成してもよい。位相比較器18は、図13と同様、排他的論理和回路(EXOR)で構成される。以下では、説明の簡単のため、可変遅延器を構成するD型ラッチを参照符号16、位相比較器を構成する排他的論理和回路を参照符号18で参照する場合もある。図4は、図3の動作例を説明するタイミング波形図である。
<Example 1>
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of FIG. 1 as the first embodiment. Referring to FIG. 3, a
図3と図4を参照して、コンパレータ10に入力される第1、第2の入力信号INP、INNの電圧レベルがINP<INNの場合の動作を説明する。
The operation when the voltage levels of the first and second input signals INP and INN input to the
コンパレータ10は、2逓倍クロック信号CLKX2がLowの期間でリセットがかかり、第1、第2の出力COP、CONをともにHighとする。
The
遅延クロック信号CLKDがLowレベルのときに、入力クロック信号CLKがLowからHighに立ち上がると、位相比較器18の出力である2逓倍クロック信号CLKX2は、入力クロック信号CLKのHighへの立ち上がりに応答してHighに立ち上がる。
When the input clock signal CLK rises from Low to High when the delay clock signal CLKD is at Low level, the doubled clock signal CLKX2 that is the output of the
2逓倍クロック信号CLKX2がHighとなると、コンパレータ10は第1、第2の入力信号INP、INNの電圧レベルを比較する比較動作を行う。
When the double clock signal CLKX2 becomes High, the
コンパレータ10の比較判定に要する時間(図15(A)のCMP_Delay)に従い、2逓倍クロック信号CLKX2がLowからHighに立ち上がってからしばらくして、INP<INNに対応して、第1の出力COPがHighからLowとなる。第2の出力CONはHighのまま変化せず比較動作が終了する。なお、INP>INNの場合、2逓倍クロック信号CLKX2がLowからHighに立ち上がってからしばらくして、第2の出力CONがHighからLowとなり、第1の出力COPはHighのまま変化せず比較動作が終了する。 According to the time required for the comparison judgment of the comparator 10 (CMP_Delay in FIG. 15A), the first output COP corresponds to INP <INN after a while after the double clock signal CLKX2 rises from Low to High. From High to Low. The second output CON remains High and the comparison operation ends. When INP> INN, the second output CON changes from High to Low for a while after the doubled clock signal CLKX2 rises from Low to High, and the first output COP remains High and does not change. Ends.
INP<INNに対応して、コンパレータ10の第1の出力COPがHighからLowとなり、第2の出力CONはHighのままであるため、第1、第2の出力COP、CONを入力するNAND回路13の出力信号であるトリガ信号DLCLKは、LowからHighとなる。D型ラッチ16は、トリガ信号DLCLKのLowからHighへの立ち上がりエッジに応答して、入力クロック信号CLK(その時点でHighレベル)をキャプチャし、Highを出力する。すなわち、D型ラッチ16の出力信号である遅延クロック信号CLKDはHighとなる。
Corresponding to INP <INN, the first output COP of the
遅延クロック信号CLKDがLowからHighに変化した時点で、入力クロック信号CLKはHighであるため、位相比較器18の入力はともにHighとなり、位相比較器18から出力される2逓倍クロック信号CLKX2はHighからLowに変化する。2逓倍クロック信号CLKX2のLowを受けて、コンパレータ10にリセットがかかり、コンパレータ10の第1の出力COPはLowからHighとなる。第2の出力CONはHighを保つ。
Since the input clock signal CLK is High when the delay clock signal CLKD changes from Low to High, both inputs of the
実施例1によれば、コンパレータ10の第1、第2の出力COP、CONの値の変化時点(比較結果確定時点)まで、入力クロック信号CLKの立ち上がりエッジを遅延させて遅延クロック信号CLKDの立ち上がりエッジを生成し、該入力クロック信号CLKと該遅延クロック信号CLKDに基づき逓倍クロック信号CLKX2を生成しているため、前記関連技術の前記問題点を解消している。
According to the first embodiment, the rising edge of the delayed clock signal CLKD is delayed by delaying the rising edge of the input clock signal CLK until the time when the values of the first and second outputs COP and CON of the
<実施例2>
次に、実施例2を説明する。図5は、実施例2の構成を示す図である。図5を参照すると、実施例2は、図3の実施例1の構成において、可変遅延器(D型ラッチ)16の出力と位相比較器18の入力の間のパスに、遅延回路15が挿入されている。図3において、コンパレータ10の第1、第2の出力COP、CONから2逓倍クロック信号CLKX2までの遅延時間が、仮に0sec(すなわち、遅延無し)と仮定すると、コンパレータ10の比較動作の終了過程時に、トリガ信号DLCLKがHighに立ち上がり、直ちに2逓倍クロック信号CLKX2がLowに立ち下がり、コンパレータ10にリセットをかけ、第1、第2の出力COP、CONをHighにリセットしてしまう可能性がある。この場合、コンパレータ10の第1、第2の出力COP、CONは、正しく後段のSRラッチ11等に伝達されない。
<Example 2>
Next, Example 2 will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the second embodiment. Referring to FIG. 5, in the second embodiment, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. Has been. In FIG. 3, assuming that the delay time from the first and second outputs COP and CON of the
本実施例では、図5に示すように、可変遅延器(D型ラッチ)16と位相比較器18の間に遅延回路15を挿入し、コンパレータ10の比較動作の終了過程に、直ちに2逓倍クロック信号CLKX2がLowに立ち下がって、コンパレータ10にリセットをかける事態の発生を回避している。遅延回路15は、CMOSインバータを複数段接続する構成としてもよいし、あるいは配線遅延等を利用した構成としてもよい。本実施例によれば、コンパレータ10の比較動作の終了過程時に、コンパレータ10にリセットをかけ、第1、第2の出力COP、CONをHighにリセットしてしまうことを確実に回避することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5, the
<実施例3>
次に、実施例3を説明する。図6は、入力クロック信号CLKのデューティに誤差が生じた場合における、図3の前記実施例1の2逓倍クロック信号CLKX2の波形の一例を示す図である。前記実施例1において、2逓倍器20は、入力クロック信号CLKの立ち上がりと立ち下がりエッジを使用して、2逓倍クロック信号CLKX2を生成している。このため、入力クロック信号CLKにデューティ誤差が生じると、入力クロック信号CLKのHigh期間とLow期間の差により、2逓倍クロック信号CLKX2の周波数にずれが生じる。例えば図6に示すように、入力クロック信号CLKのHigh期間が短いと、入力クロック信号CLKの立ち上がりと立ち下がりに応答して生成される2逓倍クロック信号CLKX2の2発のHighパルスの時間間隔が狭まり、次のCLKの立ち上がりに応答して生成される2逓倍クロック信号CLKX2のHighパルスとの間の時間間隔は広がる。
<Example 3>
Next, Example 3 will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a waveform of the doubled clock signal CLKX2 of the first embodiment of FIG. 3 when an error occurs in the duty of the input clock signal CLK. In the first embodiment, the
図7は、実施例3の構成を示す図である。実施例3では、この問題を解決するため、図7に示すように、図3の構成において、入力クロック信号CLKを入力しデューティを補正するデューティ補正回路17を備え、デューティ補正回路17の出力を、位相比較器18とD型ラッチ16に入力している。デューティ補正回路17において、入力クロック信号CLKのデューティが50%(High期間とLow期間が等しい)となるように補正した信号を位相比較器18に入力し、デューティを補正した信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジに応答して、2逓倍クロック信号CLKX2の立ち上がりエッジを生成している。このため、図6のCLKX2のような波形となることは回避される。デューティ補正回路17は、入力クロック信号CLKのデューティを例えば50%に近づくように補正するものであり、任意の公知の構成を用いることができる。本実施例によれば、入力クロック信号CLKのデューティを例えば50%に近づくように補正するため、入力クロック信号CLKにデューティ誤差が生じた場合でも、図6のような2逓倍クロック信号CLKX2が出力されることを回避することができる。
FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the third embodiment. In the third embodiment, in order to solve this problem, as shown in FIG. 7, in the configuration of FIG. 3, the input clock signal CLK is input and a duty correction circuit 17 for correcting the duty is provided. Are input to the
<実施例4>
図8は、実施例4の構成を示す図である。図8に示すように、本実施例は、図3の実施例1の構成に、前記実施例2の遅延回路15と、前記実施例3のデューティ補正回路17を備えている。実施例4は、前記実施例2と前記実施例3の作用効果を併せ持つ。
<Example 4>
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the fourth embodiment. As shown in FIG. 8, the present embodiment includes the
<実施例5>
図9は、前記実施形態及び各実施例で説明したコンパレータ10の構成の一例を示す図である。なお、コンパレータ10の構成は図9の構成に限定されるものでないことは勿論である。図9を参照すると、
ソースがGND(あるいはVSS:0V)に接続され、ゲートがINP端子に接続されたNMOSトランジスタNM1と、
ソースがGND(あるいはVSS)に接続され、ゲートがINN端子に接続されたNMOSトランジスタNM2と、
NMOSトランジスタNM1のドレインにソースが接続され、ゲートがCOP端子に接続されたNMOSトランジスタNM3と、
NMOSトランジスタNM2のドレインにソースが接続され、ゲートがCON端子に接続されたNMOSトランジスタNM4と、
NMOSトランジスタNM3のドレインにソースが接続され、ゲートがCLKX2端子に接続されたNMOSトランジスタNM5と、
NMOSトランジスタNM4のドレインにソースが接続され、ゲートがCLKX2端子に接続されたNMOSトランジスタNM6と、
ソースが電源VDDに接続され、NMOSトランジスタNM5のドレインにドレインが接続され、ゲートがCLKX2端子に接続されたPMOSトランジスタPM1と、
ソースが電源VDDに接続され、NMOSトランジスタNM5のドレインにドレインが接続され、ゲートがCOP端子に接続されたPMOSトランジスタPM2と、
ソースが電源VDDに接続され、NMOSトランジスタNM6のドレインにドレインが接続され、ゲートがCON端子に接続されたPMOSトランジスタPM3と、
ソースが電源VDDに接続され、NMOSトランジスタNM6のドレインにドレインが接続され、ゲートがCLKX2端子に接続されたPMOSトランジスタPM4と、を備えている。
<Example 5>
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
An NMOS transistor NM1 having a source connected to GND (or VSS: 0V) and a gate connected to the INP terminal;
An NMOS transistor NM2 having a source connected to GND (or VSS) and a gate connected to the INN terminal;
An NMOS transistor NM3 having a source connected to the drain of the NMOS transistor NM1 and a gate connected to the COP terminal;
An NMOS transistor NM4 having a source connected to the drain of the NMOS transistor NM2 and a gate connected to the CON terminal;
An NMOS transistor NM5 having a source connected to the drain of the NMOS transistor NM3 and a gate connected to the CLKX2 terminal;
An NMOS transistor NM6 having a source connected to the drain of the NMOS transistor NM4 and a gate connected to the CLKX2 terminal;
A PMOS transistor PM1 having a source connected to the power supply VDD, a drain connected to the drain of the NMOS transistor NM5, and a gate connected to the CLKX2 terminal;
A PMOS transistor PM2 having a source connected to the power supply VDD, a drain connected to the drain of the NMOS transistor NM5, and a gate connected to the COP terminal;
A PMOS transistor PM3 having a source connected to the power supply VDD, a drain connected to the drain of the NMOS transistor NM6, and a gate connected to the CON terminal;
A PMOS transistor PM4 having a source connected to the power supply VDD, a drain connected to the drain of the NMOS transistor NM6, and a gate connected to the CLKX2 terminal.
CLKX2端子がLowのとき(コンパレータ10のリセット時)、PMOSトランジスタPM1、PM4がオン(導通)し、NMOSトランジスタNM5、NM6はオフ(非導通)状態であるため、COP、CON端子は、電源電圧(VDD:Highレベル)に充電される。CON、COP端子がともに電源電圧VDDに充電されると、PMOSトランジスタPM2、PM3はオフ状態となる。なお、NMOSトランジスタNM5、NM6はオフ(非導通)状態であるため、電源VDDとGND間の電流パスはカットオフ状態とされる。
When the CLKX2 terminal is Low (when the
この状態から、CLKX2端子がHighとなると、PMOSトランジスタPM1、PM4がオフ(非導通)となり、NMOSトランジスタNM5、NM6がオン(導通)する。この時点で、COP、CONがHighであることから、NMOSトランジスタNM3、NM4がオン(導通)し、PMOSトランジスタPM2、PM3はオフ(非導通)となる。このとき、INP、INN端子の電圧レベルが、INP<INNの場合、INN端子にゲートが接続されたNMOSトランジスタNM2がオンし、オン状態のNMOSトランジスタMN4、MN6を介してCOP端子の電荷をGNDに放電し、COP端子はHighからLowに立ち下がる。COP端子がLow側に立ち下がると、COP端子にゲートが接続されたNMOSトランジスタNM3がオフし、CON端子と、NMOSトランジスタNM5、NM3、NM1、GND間のパスはカットオフされる。このため、INPの電圧が、NMOSトランジスタNM1の閾値電圧以上であり、INNにゲートが接続されたNMOSトランジスタNM1がオン状態であっても、CON端子はHighレベルに保持される。また、COP端子のLowに応答して、PMOSトランジスタPM2はオンし、CON端子をHigh(電源電圧VDD)に充電する。そして、CON端子がHighに保持されるため、NMOSトランジスタNM4はオン状態に保持される。ゲートをドレイン(COP、CON端子)に交差接続したPMOSトランジスタPM2、PM3と、ゲートをCOP、CON端子に交差接続したNMOSトランジスタNM3、NM4とは、比較動作時(CLKX2がHighのとき)、NMOSトランジスタNM1、NM2によるINP、INN端子の比較結果を差動増幅して保持する差動ラッチとして機能する。 From this state, when the CLKX2 terminal becomes High, the PMOS transistors PM1 and PM4 are turned off (non-conductive), and the NMOS transistors NM5 and NM6 are turned on (conductive). At this time, since COP and CON are High, the NMOS transistors NM3 and NM4 are turned on (conductive), and the PMOS transistors PM2 and PM3 are turned off (non-conductive). At this time, when the voltage levels of the INP and INN terminals are INP <INN, the NMOS transistor NM2 whose gate is connected to the INN terminal is turned on, and the charge at the COP terminal is connected to the GND via the NMOS transistors MN4 and MN6 in the on state. The COP terminal falls from High to Low. When the COP terminal falls to the Low side, the NMOS transistor NM3 whose gate is connected to the COP terminal is turned off, and the path between the CON terminal and the NMOS transistors NM5, NM3, NM1, and GND is cut off. Therefore, even if the voltage of INP is equal to or higher than the threshold voltage of the NMOS transistor NM1, and the NMOS transistor NM1 whose gate is connected to INN is in the on state, the CON terminal is held at the high level. In response to the low level of the COP terminal, the PMOS transistor PM2 is turned on and charges the CON terminal to High (power supply voltage VDD). Since the CON terminal is held high, the NMOS transistor NM4 is held in the on state. The PMOS transistors PM2 and PM3 whose gates are cross-connected to the drains (COP and CON terminals) and the NMOS transistors NM3 and NM4 whose gates are cross-connected to the COP and CON terminals are compared in the comparison operation (when CLKX2 is High). It functions as a differential latch that differentially amplifies and holds the comparison result of the INP and INN terminals by the transistors NM1 and NM2.
一方、INP、INN端子の電圧レベルがINP>INNの場合、INP端子にゲートが接続されたNMOSトランジスタNM1がオンし、オン状態のNMOSトランジスタMN3、MN5を介してCON端子の電荷をGNDに放電し、CON端子はHighからLowに立ち下がる。CON端子がLow側に立ち下がると、NMOSトランジスタNM4がオフし、COP端子と、NMOSトランジスタNM6、NM5、NM2、GND間のパスがカットオフされる。このため、INNの電圧がNMOSトランジスタNM2の閾値電圧以上であり、INNにゲートが接続されたNMOSトランジスタNM2がオン状態であっても、COP端子はHighレベルに保持される。また、CON端子のLowに応答してPMOSトランジスタPM3はオンし、COP端子をHigh(電源電圧)に充電する。そして、COP端子がHighに保持されるため、NMOSトランジスタNM3はオン状態に保持される。 On the other hand, when the voltage level of the INP and INN terminals is INP> INN, the NMOS transistor NM1 whose gate is connected to the INP terminal is turned on, and the charge of the CON terminal is discharged to GND through the NMOS transistors MN3 and MN5 in the on state. Then, the CON terminal falls from High to Low. When the CON terminal falls to the Low side, the NMOS transistor NM4 is turned off, and the path between the COP terminal and the NMOS transistors NM6, NM5, NM2, and GND is cut off. Therefore, even if the voltage of INN is equal to or higher than the threshold voltage of the NMOS transistor NM2, and the NMOS transistor NM2 whose gate is connected to INN is in the on state, the COP terminal is held at the high level. Further, the PMOS transistor PM3 is turned on in response to Low of the CON terminal, and charges the COP terminal to High (power supply voltage). Since the COP terminal is held high, the NMOS transistor NM3 is held in the on state.
<実施例6>
実施例6では、前記実施形態及び実施例のコンパレータ10を備えた半導体装置を開示する。図10(A)、(B)は、クロック周波数を2逓倍する2逓倍器20を搭載する半導体チップを説明する図である。図10(A)の例では、発振回路4は、クロック信号CLKを出力し、2逓倍器(X2)20で2逓倍したクロック信号がアナログデジタルコンバータ(ADC)3、コンパレータ10に供給されている。図10(B)では、発振回路4は、クロック信号CLKを出力し、第1、第2の2逓倍器(X2)20で2逓倍したクロック信号がそれぞれアナログデジタルコンバータ(ADC)3、コンパレータ10に供給されている。
<Example 6>
Example 6 discloses a semiconductor device including the
図10において、コンパレータ10に2逓倍クロック信号を供給する2逓倍器(X2)20として、図12、図13に示した関連技術の2逓倍器30、20を用いた場合、図15を参照して説明した上記問題点を有している。一方、図10において、コンパレータ10に2逓倍クロック信号を供給する2逓倍器(X2)20を、例えば前記した図3の構成とし、コンパレータ10の出力をモニタする出力モニタ&トリガ発生回路を追加することで、前記実施例で説明した作用効果を奏することができる。なお、図10では、半導体チップ1は、発振回路4を搭載しているが、これは外部クロック信号を入力し内部クロック信号CLKを生成するクロック生成回路であってもよい。図10では、CPU(Central Processing Unit)2、センサ5、ADC3等を同一チップ上に備えているが、本発明はかかる構成に制限されるものでないことは勿論である。また、半導体装置としては、ADC3、CPU2等を同一チップ上で実装する構成に限定されるものでなく、基板等に実装した構成としてもよい。
In FIG. 10, when the
図11(A)は、発振回路4からのクロック信号CLKを2逓倍器20で2逓倍したクロック信号CLKX2を入力するコンパレータ10を備えたADC3の一例を例示した図である。特に制限されないが、ADC3は、例えば逐次比較型のADCからなり、入力信号をサンプルしたアナログ電圧を比較電圧とコンパレータ10で比較し、比較結果の大小に応じて、次の探索範囲を絞り込み、次の比較電圧を生成する逐次比較アルゴリズムにより、デジタル信号に変換する。
FIG. 11A illustrates an example of the
図11(B)は、発振回路4からのクロック信号CLKを2逓倍器20で2逓倍したクロック信号CLKX2を入力するコンパレータ10を例示した図である。コンパレータ10に2逓倍クロック信号を供給する2逓倍器(X2)20を、図3の構成とし、コンパレータ10の出力をモニタする出力モニタ&トリガ発生回路を追加することで、前記実施例で説明した作用効果を奏することができる。
FIG. 11B illustrates the
なお、図10、図11等には、コンパレータを備えた半導体チップ、コンパレータを備えたADC、コンパレータ単体を例示したが、本発明はかかる構成に制限されるものでないことは勿論である。 10 and 11 illustrate a semiconductor chip including a comparator, an ADC including a comparator, and a single comparator, but the present invention is of course not limited to such a configuration.
上記非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 Each disclosure of the non-patent literature is incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) can be combined or selected within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
1 半導体チップ
2 CPU
3 ADC
4 発振回路
5 センサ
10 コンパレータ
11 SRラッチ
12 出力モニタ回路
13 出力モニタ及びトリガ発生回路(NAND回路)
14 トリガ発生回路
15 遅延回路
16 可変遅延器(D型ラッチ)
17 デューティ補正回路
18 位相比較器(排他的論理和回路)
19 遅延(Delay)回路
20、20’ 2逓倍器
30 2逓倍PLL
1 Semiconductor chip 2 CPU
3 ADC
4 Oscillation circuit 5
14
17
19
Claims (10)
前記2逓倍回路からの前記2逓倍クロック信号を受け、前記2逓倍クロック信号が第1の論理レベルのとき、第1、第2の入力信号の大小の比較動作を行い、前記2逓倍クロック信号が第2の論理レベルのとき、比較動作を停止するコンパレータと、
前記コンパレータの出力をモニタし、前記コンパレータが比較動作を完了したことを検出した時点でトリガ信号を出力する第1の回路と、
を備え、
前記第1の遅延回路は、前記入力クロック信号を、少なくとも前記第1の回路から前記トリガ信号が出力される時点まで遅延させ、前記遅延クロック信号として出力する可変遅延器を備えた、ことを特徴とする半導体装置。 A delayed clock signal obtained by delaying an input clock signal by a first delay circuit and the input clock signal are input to a phase comparator, and a doubled clock obtained by multiplying the frequency of the input clock signal by 2 from the phase comparator. A doubler circuit for outputting a signal;
When the double clock signal from the double circuit is received and the double clock signal is at the first logic level, the first and second input signals are compared in magnitude, and the double clock signal is A comparator that stops the comparison operation at the second logic level;
A first circuit that monitors the output of the comparator and outputs a trigger signal when the comparator detects that the comparison operation has been completed;
With
The first delay circuit includes a variable delay device that delays the input clock signal at least until the trigger signal is output from the first circuit and outputs the delayed signal as the delayed clock signal. A semiconductor device.
前記第1の回路は、前記コンパレータの前記第1、第2の出力を入力し、前記第1、第2の出力の一方が前記第2の電位となったことを検出したときに、出力を活性状態とし前記トリガ信号として出力する回路を備えている、ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 The comparator outputs either one of the first and second outputs set in common to a predetermined first potential according to the comparison result of the first and second input signals. Set to the second potential,
The first circuit inputs the first and second outputs of the comparator, and outputs an output when detecting that one of the first or second outputs becomes the second potential. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a circuit that is activated and outputs the trigger signal.
前記デューティ補正回路で前記入力クロック信号のデューティを補正した信号が、前記第1の遅延回路と前記位相比較器とに入力される、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。 A duty correction circuit for correcting the duty of the input clock signal;
5. The signal according to claim 1, wherein a signal obtained by correcting the duty of the input clock signal by the duty correction circuit is input to the first delay circuit and the phase comparator. 6. The semiconductor device described.
前記入力クロック信号と前記遅延クロック信号を入力し、これらの信号が互いに異なる論理レベルの場合、同一の論理レベルの場合に、それぞれ第1、第2の論理レベルを出力する第1の論理ゲートを含む位相比較器と、
を備え、前記位相比較器から、前記入力クロック信号の周波数を2逓倍した2逓倍クロック信号を生成する2逓倍回路と、
前記2逓倍回路からの前記2逓倍クロック信号を受け、前記2逓倍クロック信号が第1の論理レベルのとき、第1、第2の入力信号の大小の比較動作を行い、前記2逓倍クロック信号が第2の論理レベルのとき、比較動作を停止し、
前記2逓倍クロック信号が第2の論理レベルのとき、第1、第2の出力は前記第1、第2の論理レベルのうち予め定められた一方の論理レベルに対応する電圧に共通に設定され、前記2逓倍クロック信号が第1の論理レベルのとき、前記第1、第2の入力信号の電圧の比較結果に応じて、前記第1、第2の出力のいずれか一方を他方の論理レベルに対応する電圧に設定するコンパレータと、
前記コンパレータの前記第1、第2の出力を入力し、前記第1、第2の出力が異なる論理レベルとなったことを検出したときに、出力を活性状態とし前記トリガ信号として出力する第2の論理ゲートを備えた第1の回路と、
を備え、
前記第1の遅延回路は、前記第1の回路から出力される前記トリガ信号の活性化のタイミングに応答して、前記入力クロック信号をキャプチャして出力する回路を備えた、ことを特徴とする半導体装置。 A first delay circuit for outputting a delayed clock signal obtained by delaying an input clock signal;
When the input clock signal and the delayed clock signal are input, and these signals have different logic levels, the first logic gate that outputs the first and second logic levels, respectively, when the signals have the same logic level, Including a phase comparator;
A double circuit for generating a double clock signal obtained by multiplying the frequency of the input clock signal by two from the phase comparator;
When the double clock signal from the double circuit is received and the double clock signal is at the first logic level, the first and second input signals are compared in magnitude, and the double clock signal is When the second logic level, the comparison operation is stopped,
When the doubled clock signal is at the second logic level, the first and second outputs are commonly set to a voltage corresponding to a predetermined one of the first and second logic levels. When the doubled clock signal is at the first logic level, one of the first and second outputs is set to the other logic level according to the comparison result of the voltages of the first and second input signals. A comparator that sets the voltage corresponding to
A second output that inputs the first and second outputs of the comparator and activates the output as the trigger signal when it is detected that the first and second outputs have different logic levels; A first circuit comprising a logic gate of
With
The first delay circuit includes a circuit that captures and outputs the input clock signal in response to the activation timing of the trigger signal output from the first circuit. Semiconductor device.
前記デューティ補正回路で前記入力クロック信号のデューティを補正した信号が、前記第1の遅延回路と前記位相比較器に入力される、ことを特徴とする請求項6又は7記載の半導体装置。 A duty correction circuit for correcting the duty of the input clock signal;
8. The semiconductor device according to claim 6, wherein a signal obtained by correcting the duty of the input clock signal by the duty correction circuit is input to the first delay circuit and the phase comparator.
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