JP2015103895A - Spread spectrum clock generation circuit - Google Patents

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康浩 井澤
Yasuhiro Izawa
康浩 井澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To match an SS modulation cycle with an integral multiple of a cycle of a predetermined synchronizing signal without resetting a spread spectrum clock generation circuit, and to maintain continuity of the SS modulation cycle.SOLUTION: A phase controller 5 determines a phase φ of a rising edge of a phase shift clock signal pi_out selected by a phase selection circuit 6 so that a cycle of the phase shift clock signal pi_out becomes a length that is changed from a cycle of an output clock signal vco_ck just by a determined first phase shift amount pll_frac and generates a second phase shift amount pi_ssd that is periodically changed within a predetermined range. Further, a cycle error correction circuit 5c that the phase controller 5 includes generates a third phase shift amount cor_d and when performing spread spectrum modulation on the output clock signal vco_ck, a phase shift amount Δph of the output clock signal vco_ck is determined by the first phase shift amount pll_frac, the second phase shift amount pi_ssd and the third phase shift amount cor_d.

Description

本発明は、スペクトラム拡散クロック発生(SSCG)回路に関する。   The present invention relates to a spread spectrum clock generation (SSCG) circuit.

クロック発生回路の技術分野において、特定の周波数にピークを有するEMI(放射電磁雑音)の発生を防止するために、クロック信号の周波数をわずかに変調(スペクトラム拡散)することにより、特定の周波数にピークをもっていたEMIのエネルギーを分散させてピーク値を低減させる「スペクトラム拡散クロック発生(SSCG:Spread Spectrum Clock Generator)回路」が知られている。SSCG回路として、例えば特許文献1に開示されたPLL(Phase Locked Loop)回路を用いた方式が知られている。   In the technical field of the clock generation circuit, in order to prevent the generation of EMI (radiated electromagnetic noise) having a peak at a specific frequency, the frequency of the clock signal is slightly modulated (spread spectrum) to be peaked at a specific frequency. There is known a “Spread Spectrum Clock Generator (SSCG) circuit” that reduces the peak value by dispersing EMI energy. As an SSCG circuit, for example, a system using a PLL (Phase Locked Loop) circuit disclosed in Patent Document 1 is known.

図17は、従来技術のスペクトラム拡散クロック発生(SSCG)回路90Bの構成を示すブロック図である。図17のSSCG回路90BはフラクショナルPLL回路として構成されている。基準クロック発生器(図示せず)によって発生された基準クロック信号ref_ckは入力分周器11によって分周され、分周後の入力クロック信号comp_ckは位相周波数比較器21に入力される。位相周波数比較器21は、入力クロック信号comp_ckと、後述する帰還信号fb_ckとの間の位相差を検出してチャージポンプ22に出力する。チャージポンプ22は位相差に応じて増減したチャージポンプ電圧をループフィルタ23に出力し、ループフィルタ23はチャージポンプ電圧に応じた制御電圧を電圧制御発振器(VCO)24に出力する。電圧制御発振器24は、制御電圧を制御電流に変換するV/I変換器24aと、スペクトラム拡散コントローラ25の制御下でスペクトラム拡散(SS)変調された制御電流を生成する電流DA変換器(IDAC)24bと、SS変調された制御電流に応じた周波数及び位相を有する出力クロック信号vco_ckを生成して出力する電流制御発振器(CCO)24cとを含む。出力クロック信号vco_ckは、出力クロック信号vco_ckを、例えば、SSCG回路90Bの後段に接続された画像処理装置で使用するために、出力分周器12によってさらに分周される。以下、出力分周器12によって分周された信号を画素クロック信号pix_ckと呼ぶ。また、出力クロック信号vco_ckは分周器26によって分周されて、帰還信号fb_ckとして位相周波数比較器21に入力される。分周器26の分周比は、入力クロック信号comp_ckをカウントするアキュムレータ27のカウント値に従って、所定の整数NとN+1との間で周期的に切り換えられる。フラクショナルPLL回路は、帰還信号fb_ckの周波数及び位相が入力クロック信号comp_ckの周波数及び位相と一致するように負帰還制御を行う。さらに、分周器26の分周比を切り換えることにより、平均的にはNとN+1との間の小数で表現される分周比を実現する。   FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a conventional spread spectrum clock generation (SSCG) circuit 90B. The SSCG circuit 90B of FIG. 17 is configured as a fractional PLL circuit. A reference clock signal ref_ck generated by a reference clock generator (not shown) is frequency-divided by the input frequency divider 11, and the frequency-divided input clock signal comp_ck is input to the phase frequency comparator 21. The phase frequency comparator 21 detects a phase difference between the input clock signal comp_ck and a feedback signal fb_ck described later, and outputs the phase difference to the charge pump 22. The charge pump 22 outputs the charge pump voltage increased or decreased according to the phase difference to the loop filter 23, and the loop filter 23 outputs the control voltage corresponding to the charge pump voltage to the voltage controlled oscillator (VCO) 24. The voltage controlled oscillator 24 includes a V / I converter 24a that converts a control voltage into a control current, and a current DA converter (IDAC) that generates a control current that is subjected to spread spectrum (SS) modulation under the control of the spread spectrum controller 25. 24b and a current controlled oscillator (CCO) 24c that generates and outputs an output clock signal vco_ck having a frequency and a phase corresponding to the SS-modulated control current. The output clock signal vco_ck is further divided by the output frequency divider 12 in order to use the output clock signal vco_ck, for example, in an image processing apparatus connected to the subsequent stage of the SSCG circuit 90B. Hereinafter, the signal divided by the output frequency divider 12 is referred to as a pixel clock signal pix_ck. The output clock signal vco_ck is divided by the frequency divider 26 and input to the phase frequency comparator 21 as the feedback signal fb_ck. The frequency division ratio of the frequency divider 26 is periodically switched between predetermined integers N and N + 1 according to the count value of the accumulator 27 that counts the input clock signal comp_ck. The fractional PLL circuit performs negative feedback control so that the frequency and phase of the feedback signal fb_ck coincide with the frequency and phase of the input clock signal comp_ck. Furthermore, by switching the frequency dividing ratio of the frequency divider 26, a frequency dividing ratio expressed on the average by a decimal number between N and N + 1 is realized.

図16は、図17の電流DA変換器24bによるスペクトラム拡散(SS)変調を説明するための図である。SS変調を行うことにより、出力クロック信号vco_ckの周波数は、所定の中心周波数fcを中心に、最大周波数fmaxと最小周波数fminとの間の周波数に亘って、変調周期ssintで周期的に変化する。スペクトラム拡散コントローラ25には、出力クロック信号vco_ckの周波数の最大変化率を示す変調度ss_ampが設定されている。変調度ss_ampは0〜31の整数値をとり、出力クロック信号vco_ckの周波数の最大変化率はss_amp/1024(%)で表される。例えば、ss_amp=31のとき、出力クロック信号vco_ckの周波数は、最大周波数fmaxにおいて中心周波数fcに対して約3.1%増大し、最小周波数fminにおいて中心周波数fcに対して約3.1%減少する。スペクトラム拡散コントローラ25は、この最大変化率の範囲内で出力クロック信号vco_ckの周波数を変化させるように電流DA変換器24b内の制御電流を変化させるためのSS変調波形データddsd_orgを生成する。SS変調波形データddsd_orgは、例えば0〜255の整数値をとり、その最大値255は最大周波数fmaxに対応し、その最小値0は最小周波数fminに対応し、128は中心周波数fc(すなわち周波数変化なし)に対応する。   FIG. 16 is a diagram for explaining spread spectrum (SS) modulation by the current DA converter 24b of FIG. By performing SS modulation, the frequency of the output clock signal vco_ck periodically changes with a modulation period ssint over a frequency between the maximum frequency fmax and the minimum frequency fmin, centering on a predetermined center frequency fc. In the spread spectrum controller 25, a modulation degree ss_amp indicating the maximum change rate of the frequency of the output clock signal vco_ck is set. The modulation degree ss_amp takes an integer value of 0 to 31, and the maximum change rate of the frequency of the output clock signal vco_ck is represented by ss_amp / 1024 (%). For example, when ss_amp = 31, the frequency of the output clock signal vco_ck increases by about 3.1% with respect to the center frequency fc at the maximum frequency fmax, and decreases by about 3.1% with respect to the center frequency fc at the minimum frequency fmin. To do. The spread spectrum controller 25 generates SS modulation waveform data ddsd_org for changing the control current in the current DA converter 24b so as to change the frequency of the output clock signal vco_ck within the range of the maximum change rate. The SS modulation waveform data ddsd_org takes an integer value of 0 to 255, for example, the maximum value 255 corresponds to the maximum frequency fmax, the minimum value 0 corresponds to the minimum frequency fmin, and 128 is the center frequency fc (that is, the frequency change). None).

以下、図16に示す、出力クロック信号vco_ckの周波数が三角波状に変化する場合のSS変調波形データddsd_orgの計算例について説明する。SS変調波形データddsd_orgを計算するために、例えば画素クロック信号pix_ckのクロック毎に増分するカウント値count(n)を用いる。カウント値count(n)のステップサイズΔcount,カウント値の初期値count(0),及びカウント値count(n)は、それぞれ、(数1)から(数3)で表される。
Δcount=2×255/ssint (数1)
count(0)=0 (数2)
count(n)=count(n−1)+Δcount,1≦n≦ssint−1(数3)
Hereinafter, a calculation example of the SS modulation waveform data ddsd_org shown in FIG. 16 when the frequency of the output clock signal vco_ck changes in a triangular waveform will be described. In order to calculate the SS modulation waveform data ddsd_org, for example, a count value count (n) that increments for each clock of the pixel clock signal pix_ck is used. The step size Δcount of the count value count (n), the initial value count (0) of the count value, and the count value count (n) are represented by (Equation 1) to (Equation 3), respectively.
Δcount = 2 × 255 / ssint (Equation 1)
count (0) = 0 (Equation 2)
count (n) = count (n−1) + Δcount, 1 ≦ n ≦ ssint−1 (Equation 3)

カウント値count(n)は、変調周期ssintに亘ってステップサイズΔcountずつ増分する。カウント値count(n)に応じて、SS変調波形データddsd_orgは、(数4)から(数6)により計算される。
0≦int(count(n))<128である場合:
ddsd_org=128+int(count(n)) (数4)
128≦int(count(n))<383である場合:
ddsd_org
=255−{int(count(n))−127}
=382−int(count(n)) (数5)
383≦int(count(n))<510である場合:
ddsd_org
=128+{int(count(n))−(2×255−0)}
=int(count(n))−382 (数6)
The count value count (n) is incremented by the step size Δcount over the modulation period ssint. In accordance with the count value count (n), the SS modulation waveform data ddsd_org is calculated from (Equation 4) to (Equation 6).
If 0 ≦ int (count (n)) <128:
ddsd_org = 128 + int (count (n)) (Expression 4)
If 128 ≦ int (count (n)) <383:
ddsd_org
= 255- {int (count (n))-127}
= 382-int (count (n)) (Equation 5)
If 383 ≦ int (count (n)) <510:
ddsd_org
= 128 + {int (count (n))-(2 × 255-0)}
= Int (count (n))-382 (Equation 6)

ここで、int(count(n))はカウント値count(n)の整数部を示す。   Here, int (count (n)) represents the integer part of the count value count (n).

電流DA変換器24bは、電流制御発振器24cのための制御電流をSS変調波形データddsd_orgに基づいて変化させ、これにより、変調度ss_ampで表される最大変化率の範囲内で出力クロック信号vco_ckの周波数を変化させる。   The current DA converter 24b changes the control current for the current-controlled oscillator 24c based on the SS modulation waveform data ddsd_org, and thereby the output clock signal vco_ck is within the range of the maximum change rate represented by the modulation degree ss_amp. Change the frequency.

電流DA変換器24bは、SS変調の振幅の精度を向上させるために、電流制御発振器24cの制御電流の一部を基準電流として使用し、SS変調波形の振幅を出力クロック信号vco_ckの平均周波数(すなわち中心周波数fc)にトラッキングさせてもよい。   In order to improve the accuracy of the amplitude of SS modulation, the current DA converter 24b uses a part of the control current of the current control oscillator 24c as a reference current, and uses the amplitude of the SS modulation waveform as the average frequency (of the output clock signal vco_ck). That is, tracking may be performed at the center frequency fc).

しかしながら、このような従来のSSCG回路90Bによると、スペクトラム拡散変調(SS変調)周期を所定の同期信号の周期に対して整数倍に合わせたい場合、所定の同期信号毎にSSCG回路90Bにリセットをかける必要があった。したがって、そのリセットの際に基準クロック信号ref_ckを分周した入力クロック信号comp_ckの位相とSS変調された出力クロック信号vco_ckの位相にずれが生じるため、SS変調波形の連続性が損なわれてしまい、このようにして生成されたSS変調波形に基づいて生成される出力クロック信号vco_ckのジッタが十分に低減できないという問題があった。   However, according to such a conventional SSCG circuit 90B, when the spread spectrum modulation (SS modulation) cycle is desired to be an integral multiple of the cycle of a predetermined synchronization signal, the SSCG circuit 90B is reset for each predetermined synchronization signal. I had to hang it. Therefore, since the phase of the input clock signal comp_ck obtained by dividing the reference clock signal ref_ck and the phase of the SS-modulated output clock signal vco_ck are generated at the time of resetting, the continuity of the SS modulation waveform is impaired, There is a problem that the jitter of the output clock signal vco_ck generated based on the SS modulation waveform generated in this way cannot be sufficiently reduced.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、SSCG回路にリセットをかけることなく、スペクトラム拡散周期(SS変調周期)を所定の同期信号の周期に対し整数倍に合わせて、なおかつ、SS変調周期の連続性を保つことによって、入力クロック信号comp_ckと位相が合致した出力クロック信号vco_ckを有するSS変調信号を得て、これによって出力クロック信号vco_ckのジッタを確実に低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and without changing the SSCG circuit, the spread spectrum period (SS modulation period) is adjusted to an integral multiple of the period of a predetermined synchronization signal, and the SS An object of the present invention is to obtain an SS modulation signal having an output clock signal vco_ck in phase with the input clock signal comp_ck by maintaining the continuity of the modulation period, thereby reliably reducing the jitter of the output clock signal vco_ck. .

本発明に係るスペクトラム拡散クロック発生回路は、基準となる入力クロック信号と帰還信号との位相差を検出し、前記位相差に応じた制御電圧を出力する位相比較手段と、前記制御電圧に応じた周波数を有する出力クロック信号を生成して出力する電圧制御発振手段と、出力クロック信号のクロックの1周期を所定個数に等分した位相のうちのいずれかを選択し、選択された位相に立ち上がりエッジを有する移相クロック信号を生成し、前記移相クロック信号を上記帰還信号として前記位相比較手段に送る位相選択手段と、前記移相クロック信号の周期を前記出力クロック信号の周期から予め決められた第1の移相量だけ変化させた長さにするように、前記位相選択手段によって選択される前記移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、前記決定された位相を選択するように前記位相選択手段を制御する位相制御手段と、を備え、前記位相制御手段が、所定の範囲内で周期的に変化する第2の移相量を生成し、前記第2の移相量を前記第1の移相量に加算することによって、前記位相選択手段によって選択される前記移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、前記周期的に変化する第2の移相量によって前記出力クロック信号をスペクトラム拡散変調するスペクトラム拡散クロック発生回路において、前記位相制御手段は、さらに、スペクトラム拡散変調周期の目標値と実測値とから前記目標値と前記実測値との位相差を検出して、前記位相差を補正するための第3の移相量を生成する周期誤差補正手段を有して、前記クロック信号をスペクトラム拡散変調する際に、前記第3の移相量も反映させて前記出力クロック信号をスペクトラム拡散変調する際の移相量を決定することを特徴とする。   The spread spectrum clock generation circuit according to the present invention detects a phase difference between a reference input clock signal and a feedback signal, and outputs a control voltage corresponding to the phase difference, and a phase comparison means corresponding to the control voltage. Select one of voltage-controlled oscillation means for generating and outputting an output clock signal having a frequency, and a phase obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal into a predetermined number, and a rising edge at the selected phase A phase selection means for generating a phase-shifted clock signal and sending the phase-shifted clock signal as the feedback signal to the phase comparison means; and a period of the phase-shifted clock signal is predetermined from a period of the output clock signal The phase of the rising edge of the phase-shifted clock signal selected by the phase selection means so that the length is changed by the first phase-shift amount. And a phase control means for controlling the phase selection means to select and determine the determined phase, wherein the phase control means is a second phase shift amount that periodically changes within a predetermined range. And determining the phase of the rising edge of the phase-shifted clock signal selected by the phase selecting means by adding the second phase shift amount to the first phase shift amount, and In the spread spectrum clock generation circuit for performing spread spectrum modulation on the output clock signal with the second phase shift amount that changes to the above, the phase control means further comprises: calculating the target value from the target value and the actual measurement value of the spread spectrum modulation period. Periodic error correction means for detecting a phase difference from the actual measurement value and generating a third phase shift amount for correcting the phase difference is provided. When adjusting, and determining the amount of phase shift when the spread spectrum modulation of said output clock signal and the third amount of phase shift may be reflected by.

このように構成されたスペクトラム拡散クロック発生回路(SSCG回路)によれば、位相比較手段が、基準となる入力クロック信号と帰還信号との位相差を検出し、位相差に応じた制御電圧を出力して、電圧制御発振手段が、この制御電圧に応じた周波数を有する出力クロック信号を生成して出力して、位相選択手段が、出力クロック信号のクロックの1周期を所定個数に等分した位相のうちのいずれかを選択し、選択された位相に立ち上がりエッジを有する移相クロック信号を生成して、帰還信号として位相比較手段に送り、位相制御手段が、移相クロック信号の周期を出力クロック信号の周期から予め決められた第1の移相量だけ変化させた長さにするように、位相選択手段によって選択される移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、決定された位相を選択するように位相選択手段を制御して、位相制御手段が、所定の範囲内で周期的に変化する第2の移相量を生成し、第2の移相量を第1の移相量に加算することによって、位相選択手段によって選択される移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、第2の移相量によって出力クロック信号をスペクトラム拡散変調する際に、位相制御手段が有する周期誤差補正手段が、さらに、スペクトラム拡散変調周期(SS変調周期)の目標値である入力クロック信号と実測値であるSS変調クロックとの位相差を検出して、この位相差を補正するための第3の移相量を生成して、出力クロック信号をスペクトラム拡散変調する際に第3の移相量を反映するため、SSCG回路にリセットをかけることなくSS変調周期を所定の同期信号の周期に対し整数倍に合わせて、なおかつ、SS変調周期の連続性を保つことによって、基準クロック信号と位相が合致した出力クロック信号を有するSS変調信号を得ることができ、これによって出力クロック信号のジッタを確実に低減することができる。   According to the spread spectrum clock generation circuit (SSCG circuit) configured as described above, the phase comparison means detects the phase difference between the reference input clock signal and the feedback signal, and outputs a control voltage corresponding to the phase difference. Then, the voltage controlled oscillation means generates and outputs an output clock signal having a frequency corresponding to the control voltage, and the phase selecting means equally divides one cycle of the clock of the output clock signal into a predetermined number of phases. Is selected, and a phase-shifted clock signal having a rising edge in the selected phase is generated and sent as a feedback signal to the phase comparison means. The phase control means outputs the period of the phase-shifted clock signal as an output clock. The rising edge of the phase-shifted clock signal selected by the phase selection means is set so that the length is changed by a predetermined first phase shift amount from the signal period. Determining the phase and controlling the phase selection means to select the determined phase, wherein the phase control means generates a second phase shift amount that periodically changes within a predetermined range; By adding the phase shift amount to the first phase shift amount, the phase of the rising edge of the phase shift clock signal selected by the phase selection means is determined, and the output clock signal is spread spectrum modulated by the second phase shift amount. In this case, the cycle error correction unit included in the phase control unit further detects the phase difference between the input clock signal that is the target value of the spread spectrum modulation cycle (SS modulation cycle) and the SS modulation clock that is the actual measurement value. Since the third phase shift amount for correcting the phase difference is generated and the third phase shift amount is reflected when the output clock signal is spread spectrum modulated, the SSCG circuit is not reset. An SS modulation signal having an output clock signal whose phase matches that of the reference clock signal is obtained by adjusting the S modulation period to an integral multiple of the period of the predetermined synchronization signal and maintaining the continuity of the SS modulation period. As a result, the jitter of the output clock signal can be reliably reduced.

本発明に係るスペクトラム拡散クロック発生回路によれば、SSCG回路にリセットをかけることなくSS変調周期を所定の同期信号の周期に対し整数倍に合わせて、なおかつ、SS変調周期の連続性を保つことによって、基準クロック信号と位相が合致した出力クロック信号を有するSS変調信号を得ることができ、これによって出力クロック信号のジッタを確実に低減することができる。   According to the spread spectrum clock generation circuit of the present invention, the SS modulation period is adjusted to an integral multiple of the period of the predetermined synchronization signal without resetting the SSCG circuit, and the continuity of the SS modulation period is maintained. Thus, it is possible to obtain an SS modulated signal having an output clock signal in phase with the reference clock signal, thereby reliably reducing jitter of the output clock signal.

本発明の実施形態に係るスペクトラム拡散クロック発生回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a spread spectrum clock generation circuit according to an embodiment of the present invention. 図1に示した位相選択回路で選択される出力クロック信号vco_ckの位相について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for describing a phase of an output clock signal vco_ck selected by a phase selection circuit shown in FIG. 1. 図1に示した位相選択回路で選択される出力クロック信号vco_ckの位相について説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for describing a phase of an output clock signal vco_ck selected by a phase selection circuit shown in FIG. 1. 図1に示した位相選択回路において、分周比が1であって、移相量Δphが正である場合に行われる位相シフトの例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing an example of phase shift performed when the frequency division ratio is 1 and the phase shift amount Δph is positive in the phase selection circuit shown in FIG. 1. 図4に示した位相シフトを行う際に、位相選択回路で選択される位相について説明するグラフである。5 is a graph for explaining phases selected by a phase selection circuit when performing the phase shift shown in FIG. 4. 図1に示した位相選択回路において、分周比が1であって、移相量Δphが負である場合に行われる位相シフトの例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an example of phase shift performed when the frequency division ratio is 1 and the phase shift amount Δph is negative in the phase selection circuit illustrated in FIG. 1. 図6に示した位相シフトを行う際に、位相選択回路で選択される位相について説明するグラフである。It is a graph explaining the phase selected by a phase selection circuit when performing the phase shift shown in FIG. 図1に示した位相選択回路において、分周比が1以外であって、移相量Δphが正である場合に行われる位相シフトの例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing an example of phase shift performed when the frequency division ratio is other than 1 and the phase shift amount Δph is positive in the phase selection circuit shown in FIG. 1. 図8に示した位相シフトを行う際に位相選択回路で選択される位相について説明するグラフである。It is a graph explaining the phase selected by a phase selection circuit when performing the phase shift shown in FIG. 図1に示した位相選択回路において、分周比が1以外であって、移相量Δphが負である場合に行われる位相シフトの例を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart illustrating an example of phase shift performed when the frequency division ratio is other than 1 and the phase shift amount Δph is negative in the phase selection circuit illustrated in FIG. 1. 図10に示した位相シフトを行う際に位相選択回路で選択される位相について説明するグラフである。It is a graph explaining the phase selected by a phase selection circuit when performing the phase shift shown in FIG. 図1に示した位相選択回路で行われるスペクトラム拡散変調を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the spread spectrum modulation performed with the phase selection circuit shown in FIG. 同期信号とSS変調波形の関係について説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between a synchronizing signal and SS modulation | alteration waveform. 位相コントローラ内のループフィルタの構成について説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the loop filter in a phase controller. 補正値を反映させたSS変調プロファイルについて説明するグラフである。It is a graph explaining the SS modulation profile reflecting the correction value. 図1または図17のスペクトラム拡散クロック発生回路で実行されるスペクトラム拡散変調を説明する周波数変調の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the frequency modulation explaining the spread spectrum modulation performed with the spread spectrum clock generation circuit of FIG. 1 or FIG. 従来のスペクトラム拡散クロック発生回路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 conventional spread spectrum clock generation circuit.

以下、本発明に係るスペクトラム拡散クロック発生回路の実施例について、図面を用いて説明する。   Embodiments of a spread spectrum clock generation circuit according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るスペクトラム拡散クロック発生回路90A(SSCG回路)の構成を示すブロック図である。図1のSSCG回路90AはフラクショナルPLL回路として構成されている。基準クロック発生器(図示せず)によって発生された基準クロック信号ref_ckは入力分周器11によって分周され、分周後の入力クロック信号comp_ckは位相周波数比較器1に入力される。位相周波数比較器1は、入力クロック信号comp_ckと、後述する帰還信号fb_ckとの間の位相差を検出してチャージポンプ2に出力する。チャージポンプ2は、位相差に応じて増減したチャージポンプ電圧をループフィルタ3に出力し、ループフィルタ3はチャージポンプ電圧に応じた制御電圧を電圧制御発振器(VCO)4に出力する。電圧制御発振器4は、制御電圧に応じた周波数及び位相を有する出力クロック信号vco_ckを生成して出力する。出力分周器12は、出力クロック信号vco_ckを他の回路で使用するために分周し、画素クロック信号pix_ckとして出力する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a spread spectrum clock generation circuit 90A (SSCG circuit) according to the first embodiment of the present invention. The SSCG circuit 90A shown in FIG. 1 is configured as a fractional PLL circuit. A reference clock signal ref_ck generated by a reference clock generator (not shown) is frequency-divided by the input frequency divider 11, and the frequency-divided input clock signal comp_ck is input to the phase frequency comparator 1. The phase frequency comparator 1 detects a phase difference between the input clock signal comp_ck and a feedback signal fb_ck described later, and outputs it to the charge pump 2. The charge pump 2 outputs the charge pump voltage increased or decreased according to the phase difference to the loop filter 3, and the loop filter 3 outputs the control voltage corresponding to the charge pump voltage to the voltage controlled oscillator (VCO) 4. The voltage controlled oscillator 4 generates and outputs an output clock signal vco_ck having a frequency and phase corresponding to the control voltage. The output divider 12 divides the output clock signal vco_ck for use in other circuits and outputs it as a pixel clock signal pix_ck.

電圧制御発振器4から位相周波数比較器1への帰還回路には、位相コントローラ5の制御下で動作する位相選択回路6と、固定された整数の分周比を有する分周器7とが設けられる。位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckの立ち上がりエッジの位相を変化させることにより、出力クロック信号vco_ckの周期から変化された周期を有する移相クロック信号pi_outを生成して出力する。詳しくは、位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を所定個数に等分した位相のうちのいずれかを選択し、選択された位相に立ち上がりエッジを有する移相クロック信号pi_outを生成して出力する。位相コントローラ5は、移相クロック信号pi_outの周期を、出力クロック信号vco_ckの周期から予め決められた移相量Δph(前記等分された位相の整数倍)だけ変化させた長さに設定する。そのため、位相選択回路6によって選択される移相クロック信号pi_outの立ち上がりエッジの位相を決定して位相選択回路6を制御する。分周器7は移相クロック信号pi_outを分周して、帰還信号fb_ckとして位相周波数比較器1に入力する。   The feedback circuit from the voltage controlled oscillator 4 to the phase frequency comparator 1 is provided with a phase selection circuit 6 that operates under the control of the phase controller 5 and a frequency divider 7 having a fixed integer frequency division ratio. . The phase selection circuit 6 generates and outputs a phase-shifted clock signal pi_out having a period changed from the period of the output clock signal vco_ck by changing the phase of the rising edge of the output clock signal vco_ck. Specifically, the phase selection circuit 6 selects one of the phases obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck into a predetermined number, and selects the phase-shifted clock signal pi_out having a rising edge in the selected phase. Generate and output. The phase controller 5 sets the period of the phase shift clock signal pi_out to a length that is changed from the period of the output clock signal vco_ck by a predetermined phase shift amount Δph (an integer multiple of the equally divided phase). Therefore, the phase of the phase shift clock signal pi_out selected by the phase selection circuit 6 is determined to control the phase selection circuit 6. The frequency divider 7 divides the phase-shifted clock signal pi_out and inputs it to the phase frequency comparator 1 as a feedback signal fb_ck.

位相コントローラ5は、詳しくは、Δ値加算演算部5aと、三角波生成部5bと周期誤差補正回路5cと、移相量加算部5gと、位相選択信号生成部5hと、分周器5iから構成されている。それらの作用については後述する。   Specifically, the phase controller 5 includes a Δ value addition calculation unit 5a, a triangular wave generation unit 5b, a periodic error correction circuit 5c, a phase shift amount addition unit 5g, a phase selection signal generation unit 5h, and a frequency divider 5i. Has been. Their operation will be described later.

本実施形態のSSCG回路90Aに含まれるフラクショナルPLL回路は、帰還信号fb_ckの周波数及び位相が入力クロック信号comp_ckの周波数及び位相と一致するように負帰還制御を行う。さらに、本実施形態のフラクショナルPLL回路は、位相選択回路6により出力クロック信号vco_ckの周期から変化された周期を有する移相クロック信号pi_outを生成する。そのため、分周器7の分周比を変化させることのみを動作原理とせず、有理数の分周比を実現することができる。移相量Δphが正である場合、帰還信号fb_ckの周波数は入力クロック信号comp_ckの周波数よりも高くなり、移相量Δphが負である場合、帰還信号fb_ckの周波数は入力クロック信号comp_ckの周波数よりも低くなる。さらに、本実施形態のSSCG回路90Aは、位相選択回路6により移相クロック信号pi_outの周期を変化させることにより、出力クロック信号vco_ckの周波数をSS変調することができる。   The fractional PLL circuit included in the SSCG circuit 90A of the present embodiment performs negative feedback control so that the frequency and phase of the feedback signal fb_ck coincide with the frequency and phase of the input clock signal comp_ck. Further, the fractional PLL circuit of the present embodiment generates a phase shift clock signal pi_out having a period changed from the period of the output clock signal vco_ck by the phase selection circuit 6. For this reason, it is possible not only to change the frequency dividing ratio of the frequency divider 7 but to realize a rational frequency dividing ratio. When the phase shift amount Δph is positive, the frequency of the feedback signal fb_ck is higher than the frequency of the input clock signal comp_ck. When the phase shift amount Δph is negative, the frequency of the feedback signal fb_ck is higher than the frequency of the input clock signal comp_ck. Also lower. Furthermore, the SSCG circuit 90A of the present embodiment can SS modulate the frequency of the output clock signal vco_ck by changing the period of the phase-shifted clock signal pi_out by the phase selection circuit 6.

位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckの周期から変化された周期を有する移相クロック信号pi_outを生成する際に、さらに、出力クロック信号vco_ckの分周を行うことができる。本実施例では、位相選択回路6の分周比の設定値をdiv_puck=0,1,2,…で表し、div_puck=nのとき、分周比はn+1であるとする。また、出力分周器12が2以上の分周比を有する場合には、位相選択回路6はこの分周比を考慮して出力クロック信号vco_ckをさらに分周する。本実施例では、出力分周器12の分周比の設定値をdiv_pll=0,1,2,…で表し、div_pll=nのとき、分周比はn+1であるとする。また、本実施例では、分周器7の分周比の設定値をdiv_fb=0,1,2,…で表し、div_fb=nのとき、分周比はn+1であるとする。従って、出力クロック信号vco_ckに対する帰還信号fb_ckの分周比は、位相選択回路6の分周比と、出力分周器12の分周比と、分周器7の分周比とを乗算したものになる。   The phase selection circuit 6 can further divide the output clock signal vco_ck when generating the phase shift clock signal pi_out having a period changed from the period of the output clock signal vco_ck. In the present embodiment, the set value of the division ratio of the phase selection circuit 6 is represented by div_puck = 0, 1, 2,..., And when div_puck = n, it is assumed that the division ratio is n + 1. When the output divider 12 has a division ratio of 2 or more, the phase selection circuit 6 further divides the output clock signal vco_ck in consideration of this division ratio. In the present embodiment, the set value of the frequency division ratio of the output frequency divider 12 is expressed by div_pll = 0, 1, 2,..., And when div_pll = n, the frequency division ratio is assumed to be n + 1. In the present embodiment, the set value of the frequency division ratio of the frequency divider 7 is represented by div_fb = 0, 1, 2,..., And when div_fb = n, the frequency division ratio is n + 1. Therefore, the division ratio of the feedback signal fb_ck to the output clock signal vco_ck is obtained by multiplying the division ratio of the phase selection circuit 6, the division ratio of the output divider 12, and the division ratio of the divider 7. become.

出力分周器12は、例えば60〜120MHzの周波数を有する出力クロック信号vco_ckを、5〜40MHzの周波数を有する画素クロック信号pix_ckに分周する。   The output divider 12 divides the output clock signal vco_ck having a frequency of, for example, 60 to 120 MHz into a pixel clock signal pix_ck having a frequency of 5 to 40 MHz.

図2,図3は、位相選択回路6によって選択される出力クロック信号vco_ckの位相を説明するための図である。本実施例では、位相選択回路6が出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を512個に等分した位相(図2,図3において0〜511として示す)のいずれかを選択するものとする。位相選択回路6は、任意の位相に立ち上がりエッジを挿入する位相挿入装置(phase interpolator)として機能する。   2 and 3 are diagrams for explaining the phase of the output clock signal vco_ck selected by the phase selection circuit 6. In the present embodiment, it is assumed that the phase selection circuit 6 selects one of the phases (shown as 0 to 511 in FIGS. 2 and 3) obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck into 512 pieces. The phase selection circuit 6 functions as a phase interpolator that inserts a rising edge into an arbitrary phase.

まず、図4〜図7を参照して、SSCG回路90AのフラクショナルPLL回路としての動作について詳細に説明する。説明の簡単化のため、位相選択回路6,出力分周器12,及び分周器7の各分周比はいずれも1、すなわち、div_puck=0,div_fb=0,div_pll=0であるとする。   First, the operation of the SSCG circuit 90A as a fractional PLL circuit will be described in detail with reference to FIGS. For simplification of explanation, it is assumed that the division ratios of the phase selection circuit 6, the output divider 12, and the divider 7 are all 1, that is, div_puck = 0, div_fb = 0, div_pll = 0. .

図4は、図1の位相選択回路6で行われる位相シフトの例であって、移相量Δphが正である場合の位相シフトの様子を示すタイミングチャートである。図4の横軸は、出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を512個に等分した位相φを最小単位とする(以後、図5〜図11に亘って、位相φは全て同じ単位で表す)。図4の場合、移相クロック信号pi_outの周期は、出力クロック信号vco_ckの周期から移相量Δphだけ増大する(すなわち、512+Δphになる)。従って、移相クロック信号pi_outの各クロックの立ち上がりエッジは、クロックが進む毎に、出力クロック信号vco_ckの対応する各クロックの立ち上がりエッジから、移相量Δphずつ増分して遅延する。   FIG. 4 is an example of the phase shift performed by the phase selection circuit 6 of FIG. 1, and is a timing chart showing the phase shift when the phase shift amount Δph is positive. The horizontal axis of FIG. 4 sets the phase φ obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck to 512 as a minimum unit (hereinafter, the phase φ is expressed in the same unit throughout FIGS. 5 to 11). ). In the case of FIG. 4, the cycle of the phase shift clock signal pi_out increases by the phase shift amount Δph from the cycle of the output clock signal vco_ck (ie, becomes 512 + Δph). Therefore, the rising edge of each clock of the phase-shifted clock signal pi_out is delayed by an amount of phase shift Δph from the rising edge of each clock corresponding to the output clock signal vco_ck each time the clock advances.

今、出力クロック信号vco_ckの最初のクロックvco_ck(0)と移相クロック信号pi_outの最初のクロックpi_out(0)の各立ち上がりエッジは一致しているものとする。このとき、移相クロック信号pi_outの第2クロックpi_out(1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第2クロックvco_ck(1)の立ち上がりエッジから移相量Δphだけ遅延する。移相クロック信号pi_outの第3クロックpi_out(2)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第3クロックvco_ck(2)の立ち上がりエッジから移相量Δphの2倍だけ遅延する。以下同様に、移相クロック信号pi_outの第nクロックpi_out(n−1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第nクロックvco_ck(n−1)の立ち上がりエッジから移相量Δphのn−1倍だけ遅延する。   Now, it is assumed that the rising edges of the first clock vco_ck (0) of the output clock signal vco_ck and the first clock pi_out (0) of the phase shift clock signal pi_out coincide. At this time, the rising edge of the second clock pi_out (1) of the phase shift clock signal pi_out is delayed by the phase shift amount Δph from the rising edge of the second clock vco_ck (1) of the output clock signal vco_ck. The rising edge of the third clock pi_out (2) of the phase shift clock signal pi_out is delayed by twice the phase shift amount Δph from the rising edge of the third clock vco_ck (2) of the output clock signal vco_ck. Similarly, the rising edge of the nth clock pi_out (n−1) of the phase shift clock signal pi_out is n−1 of the phase shift amount Δph from the rising edge of the nth clock vco_ck (n−1) of the output clock signal vco_ck. Delay by a factor of two.

図5は、図4の位相シフトを行う際に位相選択回路6によって選択される位相φについて説明するグラフである。位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を512個に等分した位相0〜511のうちいずれかを、現在の位相φとして選択している。図5に示すように、位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckのクロックが進む毎に、移相量Δphずつ増分した位相を新たな位相φとして選択する。なお、位相φを移相量Δphずつ増分したときには、増分後φの位相が出力クロック信号vco_ckの1周期未満である場合と、1周期以上になる場合とが発生する。そして、増分後の位相φが出力クロック信号vco_ckの1周期未満である場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの次のクロックの周期内の該当する位相φにある。例えば、増分後の位相φが511以下である場合がこのケースに該当する。一方、増分後の位相φが出力クロック信号vco_ckの1周期を超える場合、移相クロック信号pi_outの次クロックの立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの2クロック後のクロック周期内の増分後の位相φから512を減算した位相φにある。例えば、増分後の位相φが512以上である場合がこのケースに該当する。後者の場合、例えば図4に示すように、移相クロック信号pi_outの第5クロックpi_out(4)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第5クロックvco_ck(4)ではなく、第6クロックvco_ck(5)の周期内にある。したがって、位相φは、出力クロック信号vco_ckの第6クロックvco_ck(5)の立ち上がりエッジから、mod(4×Δph,512)、すなわち、4×Δphを512で割ったときの余りだけ遅延する。図5では、この位相φの遅延を白抜きの矢印で示している。すなわち、出力クロック信号vco_ckのクロックvco_ck(4),vco_ck(8),vco_ck(12)の丸印(p1,p2,p3)で示す位相φを選択する代わりに、次のクロックの丸印(P1,P2,P3)で示す位相φが選択される。   FIG. 5 is a graph for explaining the phase φ selected by the phase selection circuit 6 when the phase shift of FIG. 4 is performed. The phase selection circuit 6 selects any one of the phases 0 to 511 obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck into 512 as the current phase φ. As shown in FIG. 5, every time the clock of the output clock signal vco_ck advances, the phase selection circuit 6 selects the phase incremented by the phase shift amount Δph as a new phase φ. When the phase φ is incremented by the phase shift amount Δph, there are cases where the phase of φ after the increment is less than one cycle of the output clock signal vco_ck and when it is longer than one cycle. When the phase φ after the increment is less than one cycle of the output clock signal vco_ck, the rising edge of the next clock of the phase shift clock signal pi_out corresponds to the corresponding phase φ within the cycle of the next clock of the output clock signal vco_ck. It is in. For example, this is the case when the phase φ after the increment is 511 or less. On the other hand, when the phase φ after the increment exceeds one cycle of the output clock signal vco_ck, the rising edge of the next clock of the phase shift clock signal pi_out is the phase φ after the increment in the clock cycle two clocks after the output clock signal vco_ck. The phase φ is obtained by subtracting 512 from the phase φ. For example, the case where the phase φ after the increment is 512 or more corresponds to this case. In the latter case, for example, as illustrated in FIG. 4, the rising edge of the fifth clock pi_out (4) of the phase shift clock signal pi_out is not the fifth clock vco_ck (4) of the output clock signal vco_ck but the sixth clock vco_ck ( It is within the period of 5). Accordingly, the phase φ is delayed from the rising edge of the sixth clock vco_ck (5) of the output clock signal vco_ck by a remainder of mod (4 × Δph, 512), that is, 4 × Δph divided by 512. In FIG. 5, the delay of the phase φ is indicated by a white arrow. That is, instead of selecting the phase φ indicated by the circles (p1, p2, p3) of the clocks vco_ck (4), vco_ck (8), vco_ck (12) of the output clock signal vco_ck, the next clock circle (P1 , P2, P3) is selected.

以上、図4,図5で説明したように位相φを選択することによって、移相クロック信号pi_outの各クロックpi_out(0),…,pi_out(n)の周期は、出力クロック信号vco_ckのクロックの周期から移相量Δphだけ増大された長さになる。すなわち、本実施例の場合、移相クロック信号pi_outの周期は512+Δphになる。   As described above with reference to FIGS. 4 and 5, by selecting the phase φ, the period of each clock pi_out (0),..., Pi_out (n) of the phase-shifted clock signal pi_out is set to the clock of the output clock signal vco_ck. The length is increased from the cycle by the phase shift amount Δph. That is, in the present embodiment, the period of the phase-shifted clock signal pi_out is 512 + Δph.

図6は、先と同様に、位相選択回路6,出力分周器12,及び分周器7の各分周比がいずれも1、すなわち、div_puck=0,div_fb=0,div_pll=0である場合に、位相選択回路6で行われる位相シフトの例である。すなわち、移相量Δphが負である場合の位相シフトの様子を示すタイミングチャートである。図6の場合、移相クロック信号pi_outの周期は、出力クロック信号vco_ckの周期から移相量|Δph|ずつ短縮する(すなわち、512−|Δph|になる)。従って、移相クロック信号pi_outの各クロックの立ち上がりエッジは、クロックが進む毎に、出力クロック信号vco_ckの対応する各クロックの立ち上がりエッジから、移相量|Δph|ずつ増分して先行する。   In FIG. 6, the frequency division ratios of the phase selection circuit 6, the output frequency divider 12, and the frequency divider 7 are all 1, that is, div_puck = 0, div_fb = 0, and div_pll = 0. This is an example of the phase shift performed by the phase selection circuit 6. That is, it is a timing chart showing the state of phase shift when the phase shift amount Δph is negative. In the case of FIG. 6, the cycle of the phase shift clock signal pi_out is shortened by the phase shift amount | Δph | from the cycle of the output clock signal vco_ck (that is, 512− | Δph |). Accordingly, the rising edge of each clock of the phase-shifted clock signal pi_out precedes the rising edge of each corresponding clock of the output clock signal vco_ck by incrementing the phase shift amount | Δph | every time the clock advances.

今、出力クロック信号vco_ckの最初のクロックvco_ck(0)と移相クロック信号pi_outの最初のクロックpi_out(0)の各立ち上がりエッジは一致しているものとする。このとき、移相クロック信号pi_outの第2クロックpi_out(1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第2クロックvco_ck(1)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|だけ先行する。移相クロック信号pi_outの第3クロックpi_out(2)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第3クロックvco_ck(2)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|の2倍だけ先行する。以下同様に、移相クロック信号pi_outの第nクロックpi_out(n−1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第nクロックvco_ck(n−1)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|のn−1倍だけ先行する。   Now, it is assumed that the rising edges of the first clock vco_ck (0) of the output clock signal vco_ck and the first clock pi_out (0) of the phase shift clock signal pi_out coincide. At this time, the rising edge of the second clock pi_out (1) of the phase shift clock signal pi_out precedes the rising edge of the second clock vco_ck (1) of the output clock signal vco_ck by the phase shift amount | Δph |. The rising edge of the third clock pi_out (2) of the phase shift clock signal pi_out precedes the rising edge of the third clock vco_ck (2) of the output clock signal vco_ck by twice the phase shift amount | Δph |. Similarly, the rising edge of the nth clock pi_out (n−1) of the phase shift clock signal pi_out is n of the phase shift amount | Δph | from the rising edge of the nth clock vco_ck (n−1) of the output clock signal vco_ck. -1 times ahead.

図7は、図6の位相シフトを行う際に位相選択回路6によって選択される位相φについて説明するグラフである。図7に示すように、位相選択回路6は、出力クロック信号vco_ckのクロックが進む毎に、移相量|Δph|ずつ先行させた位相φを新たな位相φとして選択する。なお、位相φを移相量|Δph|ずつ先行させても先行させた位相が負にならない場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの次のクロックの周期内の該当する位相φにある。一方、移相量|Δph|ずつ先行させたときに先行後の位相φが負になる場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジの位相φは、出力クロック信号vco_ckの次のクロックの立ち上がりエッジにはならない。すなわち、この場合は、現在のクロックの周期内の、先行後の位相に512を加算した位相になる。後者の場合、例えば図6に示すように、移相クロック信号pi_outの第5クロックpi_out(4)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第4クロックvco_ck(3)の周期内ではなく、第3クロックvco_ck(2)の周期内にある。すなわち、出力クロック信号vco_ckの第4クロックvco_ck(3)の立ち上がりエッジから、4×|Δph|を512で割ったときの余りに相当するmod(4×|Δph|,512)だけ先行する。図7では、この位相φの先行を白抜きの矢印で示している。すなわち、出力クロック信号vco_ckのクロックvco_ck(1),vco_ck(3),…の丸印(q1〜q7)で示す位相φを選択することに代えて、前のクロックの丸印(Q1〜Q7)に対応する位相φが選択される。   FIG. 7 is a graph for explaining the phase φ selected by the phase selection circuit 6 when the phase shift of FIG. 6 is performed. As shown in FIG. 7, each time the clock of the output clock signal vco_ck advances, the phase selection circuit 6 selects the phase φ preceded by the phase shift amount | Δph | as a new phase φ. If the phase preceded by the phase shift amount | Δph | does not become negative even if the phase φ is preceded by the phase shift amount | Δph |, the rising edge of the clock next to the phase shift clock signal pi_out is the period of the clock next to the output clock signal vco_ck. Of the corresponding phase φ. On the other hand, when the preceding phase φ becomes negative when the phase shift amount | Δph | is advanced by one, the phase φ of the rising edge of the next clock of the phase shift clock signal pi_out is the next clock of the output clock signal vco_ck. It will not be a rising edge. That is, in this case, the phase is obtained by adding 512 to the preceding and succeeding phases within the current clock cycle. In the latter case, for example, as illustrated in FIG. 6, the rising edge of the fifth clock pi_out (4) of the phase shift clock signal pi_out is not within the period of the fourth clock vco_ck (3) of the output clock signal vco_ck. It is within the period of the clock vco_ck (2). That is, the leading edge of the fourth clock vco_ck (3) of the output clock signal vco_ck is preceded by mod (4 × | Δph |, 512) corresponding to the remainder when 4 × | Δph | is divided by 512. In FIG. 7, the preceding phase φ is indicated by a white arrow. That is, instead of selecting the phase φ indicated by the circles (q1 to q7) of the clocks vco_ck (1), vco_ck (3),... Of the output clock signal vco_ck, the circles (Q1 to Q7) of the previous clock are selected. The phase φ corresponding to is selected.

以上、図6,図7で説明したように位相φを選択することによって、移相クロック信号pi_outの各クロックpi_out(0),…,pi_out(n)の周期は、出力クロック信号vco_ckのクロックの周期から移相量|Δph|だけ減じた長さになる。すなわち、本実施例の場合、移相クロック信号pi_outの周期は512−|Δph|になる。   As described above with reference to FIGS. 6 and 7, by selecting the phase φ, the cycle of each clock pi_out (0),..., Pi_out (n) of the phase-shifted clock signal pi_out is the same as that of the output clock signal vco_ck. The length is obtained by subtracting the phase shift amount | Δph | from the period. That is, in the present embodiment, the period of the phase-shifted clock signal pi_out is 512- | Δph |.

位相コントローラ5は、図4〜図7を参照して説明したように移相クロック信号pi_outの立ち上がりエッジの位相φを決定し、決定された位相φに従って位相選択回路6の動作を制御する。   As described with reference to FIGS. 4 to 7, the phase controller 5 determines the phase φ of the rising edge of the phase-shifted clock signal pi_out, and controls the operation of the phase selection circuit 6 according to the determined phase φ.

移相クロック信号pi_outの周波数をfpi_outとし、出力クロック信号vco_ckの周波数をfvco_ckとするとき、(数7)が成り立つ。
fpi_out=fvco_ck×512/(512+Δph) (数7)
When the frequency of the phase-shifted clock signal pi_out is fpi_out and the frequency of the output clock signal vco_ck is fvco_ck, (Equation 7) holds.
fpi_out = fvco_ck × 512 / (512 + Δph) (Expression 7)

このとき、前述したように、本実施形態のフラクショナルPLL回路は、帰還信号fb_ckの周波数及び位相が入力クロック信号comp_ckの周波数及び位相と一致するように、負帰還制御を行う。従って、入力クロック信号comp_ckの周波数をfcomp_ckとし、帰還信号fb_ckの周波数をffb_ckとするとき、各信号の周波数の間には(数8)から(数10)が成り立つ。
ffb_ck=fpi_out=fcomp_ck (数8)
fcomp_ck=fvco_ck×512/(512+Δph) (数9)
fvco_ck=fcomp_ck×(1+Δph/512) (数10)
At this time, as described above, the fractional PLL circuit of the present embodiment performs negative feedback control so that the frequency and phase of the feedback signal fb_ck coincide with the frequency and phase of the input clock signal comp_ck. Therefore, when the frequency of the input clock signal comp_ck is fcomp_ck and the frequency of the feedback signal fb_ck is ffb_ck, (Equation 8) to (Equation 10) are established between the frequencies of the respective signals.
ffb_ck = fpi_out = fcomp_ck (Equation 8)
fcomp_ck = fvco_ck × 512 / (512 + Δph) (Equation 9)
fvco_ck = fcomp_ck × (1 + Δph / 512) (Equation 10)

本実施形態のフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aによれば、位相選択回路6の分解能を向上させることにより非常に小さな逓倍率(例えば1%以下の逓倍率)を実現することができる。例えば、本実施形態にあっては、最小逓倍率は1/512≒0.002=0.2%になる。   According to the SSCG circuit 90A including the fractional PLL circuit of the present embodiment, a very small multiplication factor (for example, a multiplication factor of 1% or less) can be realized by improving the resolution of the phase selection circuit 6. For example, in this embodiment, the minimum multiplication rate is 1 / 512≈0.002 = 0.2%.

次に、図8〜図11を参照して、位相選択回路6,出力分周器12,及び分周器7の各分周比を考慮した場合、すなわち、div_puck,div_fb,div_pllのいずれかが1以上になる場合の、SSCG回路90Aの動作について説明する。なお、図8〜図11では、位相選択回路6の分周比の設定値div_puck=2、すなわち位相選択回路6の分周比が3である場合を示す。   Next, referring to FIG. 8 to FIG. 11, when each division ratio of the phase selection circuit 6, the output divider 12, and the divider 7 is considered, that is, any of div_puck, div_fb, div_pll The operation of the SSCG circuit 90A when the number is 1 or more will be described. 8 to 11 show a case where the division ratio setting value div_puck = 2 of the phase selection circuit 6, that is, the division ratio of the phase selection circuit 6 is 3. FIG.

図8は、この設定状態におけるSSCG回路90Aの位相選択回路6による位相シフトの例であって、移相量Δphが正である場合の位相シフトの様子を示すタイミングチャートである。位相選択回路6の分周比3に対応する出力クロック信号vco_ckの3クロックをまとめて、位相選択回路6の分周クロック信号div_ckと呼ぶ。例えば、出力クロック信号vco_ckの第10〜第12クロックvco_ck(9),vco_ck(10),vco_ck(11)は、分周クロック信号の第4クロックdiv_ck(3)になる。分周クロック信号div_ckのクロックのそれぞれにおいて、出力クロック信号vco_ckの3つのクロックを、第1〜第3サブクロックvco_ck(0)',vco_ck(1)',vco_ck(2)'と呼ぶ。図8の場合、移相クロック信号pi_outの周期は、出力クロック信号vco_ckの3クロック分の周期(すなわち分周クロック信号div_ckの周期)から移相量Δphだけ増大する(すなわち、512×3+Δphになる)。従って、移相クロック信号pi_outの各クロックの立ち上がりエッジは、クロックが進む毎に、出力クロック信号vco_ckの3クロック後の立ち上がりエッジから、移相量Δphずつ増分して遅延する。   FIG. 8 is an example of a phase shift by the phase selection circuit 6 of the SSCG circuit 90A in this setting state, and is a timing chart showing the state of the phase shift when the phase shift amount Δph is positive. The three clocks of the output clock signal vco_ck corresponding to the frequency division ratio 3 of the phase selection circuit 6 are collectively referred to as the frequency division clock signal div_ck of the phase selection circuit 6. For example, the tenth to twelfth clocks vco_ck (9), vco_ck (10), and vco_ck (11) of the output clock signal vco_ck become the fourth clock div_ck (3) of the divided clock signal. In each of the clocks of the divided clock signal div_ck, the three clocks of the output clock signal vco_ck are referred to as first to third sub clocks vco_ck (0) ′, vco_ck (1) ′, and vco_ck (2) ′. In the case of FIG. 8, the period of the phase shift clock signal pi_out increases by a phase shift amount Δph from the period of three clocks of the output clock signal vco_ck (that is, the period of the divided clock signal div_ck) (ie, 512 × 3 + Δph). ). Accordingly, the rising edge of each clock of the phase-shifted clock signal pi_out is delayed by an increment of the phase shift amount Δph from the rising edge after 3 clocks of the output clock signal vco_ck each time the clock advances.

今、出力クロック信号vco_ckの最初のクロックvco_ck(0)と移相クロック信号pi_outの最初のクロックpi_out(0)の各立ち上がりエッジは一致しているものとする。移相クロック信号pi_outの第2クロックpi_out(1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第4クロックvco_ck(3)の立ち上がりエッジから移相量Δphだけ遅延する。移相クロック信号pi_outの第3クロックpi_out(2)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第7クロックvco_ck(6)の立ち上がりエッジから移相量Δphの2倍だけ遅延する。以下同様に、移相クロック信号pi_outの第nクロックpi_out(n−1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第(3n−2)クロックvco_ck(3n−3)の立ち上がりエッジから移相量Δphのn−1倍だけ遅延する。   Now, it is assumed that the rising edges of the first clock vco_ck (0) of the output clock signal vco_ck and the first clock pi_out (0) of the phase shift clock signal pi_out coincide. The rising edge of the second clock pi_out (1) of the phase shift clock signal pi_out is delayed by the phase shift amount Δph from the rising edge of the fourth clock vco_ck (3) of the output clock signal vco_ck. The rising edge of the third clock pi_out (2) of the phase shift clock signal pi_out is delayed from the rising edge of the seventh clock vco_ck (6) of the output clock signal vco_ck by twice the phase shift amount Δph. Similarly, the rising edge of the nth clock pi_out (n−1) of the phase shift clock signal pi_out is shifted in phase amount Δph from the rising edge of the (3n−2) clock vco_ck (3n−3) of the output clock signal vco_ck. Is delayed by n-1 times.

図9は、図8の位相シフトを行う際に位相選択回路6によって選択される位相φについて説明するグラフである。位相選択回路6は、分周クロック信号div_ckの周期を1536個に等分した位相0〜1535のうちいずれかを、現在の位相φとして選択している。ただし、位相選択回路6は、実質的には、図2,図3と同様に、出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を512個に等分した位相0〜511のいずれかを選択する。図9に示すように、位相選択回路6は、分周クロック信号div_ckのクロックが進む毎に、移相量Δphずつ増分した位相を新たな位相φとして選択する。なお、位相φを移相量Δphずつ増分したときには、増分後の位相が分周クロック信号div_ckの1周期未満である場合と、1周期以上になる場合とが発生する。そして、増分後の位相φが分周クロック信号div_ckの1周期未満である場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジは、分周クロック信号div_ckの次のクロックの周期内の該当する位相φにある。例えば、増分後の位相φが1535以下である場合がこのケースに該当する。一方、増分後の位相φが、分周クロック信号div_ckの1周期を超える場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジは、分周クロック信号div_ckの2クロック後の周期内の、増分後の位相φから1536を減算した位相φにある。例えば、増分後の位相φが1535以上である場合がこのケースに該当する。後者の場合、例えば図8に示すように、移相クロック信号pi_outの第8クロックpi_out(7)の立ち上がりエッジは、分周クロック信号の第7クロックdiv_ck(6)の周期内にある。したがって、第8クロックpi_out(7)の立ち上がりエッジは、分周クロック信号の第7クロックdiv_ck(6)の先頭から、mod(5×Δph,1536)、すなわち、5×Δphを1536で割ったときの余りだけ遅延する。図9では、この遅延を白抜きの矢印で示している。すなわち、分周クロック信号のクロックdiv_ck(5),div_ck(11)の丸印(r1,r2)で示す位相φを選択することに代えて、次のクロックの丸印(R1,R2)に対応する位相φが選択される。   FIG. 9 is a graph for explaining the phase φ selected by the phase selection circuit 6 when the phase shift of FIG. 8 is performed. The phase selection circuit 6 selects any one of the phases 0 to 1535 obtained by equally dividing the period of the divided clock signal div_ck into 1536 as the current phase φ. However, the phase selection circuit 6 substantially selects any one of the phases 0 to 511 obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck into 512, as in FIGS. As shown in FIG. 9, the phase selection circuit 6 selects a phase that is incremented by the phase shift amount Δph as a new phase φ every time the clock of the divided clock signal div_ck advances. Note that when the phase φ is incremented by the phase shift amount Δph, there are cases where the phase after the increment is less than one cycle of the divided clock signal div_ck and when it is one cycle or more. When the incremented phase φ is less than one cycle of the divided clock signal div_ck, the rising edge of the next clock of the phase-shifted clock signal pi_out corresponds to the next clock cycle of the divided clock signal div_ck. It is in phase φ. For example, the case where the phase φ after the increment is 1535 or less corresponds to this case. On the other hand, when the phase φ after the increment exceeds one cycle of the divided clock signal div_ck, the rising edge of the next clock of the phase-shifted clock signal pi_out is the increment within the cycle two clocks after the divided clock signal div_ck. It is in the phase φ obtained by subtracting 1536 from the later phase φ. For example, the case where the phase φ after the increment is 1535 or more corresponds to this case. In the latter case, for example, as shown in FIG. 8, the rising edge of the eighth clock pi_out (7) of the phase-shifted clock signal pi_out is within the period of the seventh clock div_ck (6) of the divided clock signal. Therefore, the rising edge of the eighth clock pi_out (7) is mod (5 × Δph, 1536), that is, 5 × Δph divided by 1536 from the head of the seventh clock div_ck (6) of the divided clock signal. Delay by the remainder of. In FIG. 9, this delay is indicated by a white arrow. That is, instead of selecting the phase φ indicated by the circles (r1, r2) of the clocks div_ck (5), div_ck (11) of the divided clock signal, it corresponds to the circles (R1, R2) of the next clock. The phase φ to be selected is selected.

図8,図9で説明したように位相φを選択することにより、移相クロック信号pi_outの各クロックpi_out(0),…,pi_out(n)の周期は、出力クロック信号vco_ckの3クロック分の周期から移相量Δphだけ増大された長さになる。すなわち、本実施例の場合、移相クロック信号pi_outの周期は512×3+Δphになる。   As described with reference to FIGS. 8 and 9, by selecting the phase φ, the period of each clock pi_out (0),..., Pi_out (n) of the phase-shifted clock signal pi_out is equal to three clocks of the output clock signal vco_ck. The length is increased from the cycle by the phase shift amount Δph. That is, in the case of the present embodiment, the period of the phase shift clock signal pi_out is 512 × 3 + Δph.

図10は、先と同様に、位相選択回路6の分周比の設定値がdiv_puck=2、すなわち位相選択回路6の分周比が3である場合の位相シフトの様子を示すタイミングチャートである。特に、図10は、移相量Δphが負である場合の位相シフトの様子を示している。図10の場合、移相クロック信号pi_outの周期は、出力クロック信号vco_ckの3クロック分の周期(すなわち分周クロック信号div_ckの周期)から移相量Δphだけ短縮する(すなわち、512×3−|Δph|になる)。従って、移相クロック信号pi_outの各クロックの立ち上がりエッジは、クロックが進む毎に、出力クロック信号vco_ckの3クロック後の立ち上がりエッジから、移相量|Δph|ずつ増分して先行する。   FIG. 10 is a timing chart showing the phase shift when the division ratio setting value of the phase selection circuit 6 is div_puck = 2, that is, the division ratio of the phase selection circuit 6 is 3, as before. . In particular, FIG. 10 shows the phase shift when the phase shift amount Δph is negative. In the case of FIG. 10, the period of the phase shift clock signal pi_out is shortened by the phase shift amount Δph from the period of three clocks of the output clock signal vco_ck (that is, the period of the divided clock signal div_ck) (that is, 512 × 3- | Δph |). Accordingly, the rising edge of each clock of the phase-shifted clock signal pi_out precedes the rising edge after three clocks of the output clock signal vco_ck by incrementing the phase shift amount | Δph | every time the clock advances.

今、出力クロック信号vco_ckの最初のクロックvco_ck(0)と移相クロック信号pi_outの最初のクロックpi_out(0)の各立ち上がりエッジは一致しているものとする。移相クロック信号pi_outの第2クロックpi_out(1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第4クロックvco_ck(3)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|だけ先行する。移相クロック信号pi_outの第3クロックpi_out(2)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第7クロックvco_ck(6)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|の2倍だけ先行する。以下同様に、移相クロック信号pi_outの第nクロックpi_out(n−1)の立ち上がりエッジは、出力クロック信号vco_ckの第(3n−2)クロックvco_ck(3n−3)の立ち上がりエッジから移相量|Δph|のn−1倍だけ先行する。   Now, it is assumed that the rising edges of the first clock vco_ck (0) of the output clock signal vco_ck and the first clock pi_out (0) of the phase shift clock signal pi_out coincide. The rising edge of the second clock pi_out (1) of the phase shift clock signal pi_out precedes the rising edge of the fourth clock vco_ck (3) of the output clock signal vco_ck by the phase shift amount | Δph |. The rising edge of the third clock pi_out (2) of the phase shift clock signal pi_out precedes the rising edge of the seventh clock vco_ck (6) of the output clock signal vco_ck by twice the phase shift amount | Δph |. Similarly, the rising edge of the nth clock pi_out (n−1) of the phase shift clock signal pi_out is shifted from the rising edge of the (3n−2) th clock vco_ck (3n−3) of the output clock signal vco_ck | It precedes by n−1 times Δph |.

図11は、図10の位相シフトを行う際に位相選択回路6によって選択される位相φについて説明するグラフである。図11に示すように、位相選択回路6は、分周クロック信号div_ckのクロックが進む毎に、移相量|Δph|ずつ先行させた位相φを新たな位相φとして選択する。なお、位相φを移相量|Δph|ずつ先行させても先行させた位相が負にならない場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジは、分周クロック信号div_ckの次のクロックの周期内の該当する位相φにある。一方、移相量|Δph|ずつ先行させたときに先行後の位相φが負になる場合、移相クロック信号pi_outの次のクロックの立ち上がりエッジの位相φは、分周クロック信号div_ckの現在の周期内の、先行後の位相に1536を加算した位相になる。後者の場合、例えば図10に示すように、移相クロック信号pi_outの第6クロックpi_out(5)の立ち上がりエッジは、分周クロック信号の第4クロックdiv_ck(3)の周期内にある。したがって、分周クロック信号の第5クロックdiv_ck(4)の立ち上がりエッジから、mod(5×|Δph|,1536)、すなわち、5×|Δph|を1536で割ったときの余りだけ先行する。図11では、この位相φの先行を白抜きの矢印で示している。すなわち、分周クロック信号のクロックdiv_ck(1),div_ck(4),…の丸印(s1〜s5)で示す位相φを選択することに代えて、前のクロックの丸印(S1〜S5)に対応する位相φが選択される。   FIG. 11 is a graph for explaining the phase φ selected by the phase selection circuit 6 when the phase shift of FIG. 10 is performed. As shown in FIG. 11, every time the clock of the divided clock signal div_ck advances, the phase selection circuit 6 selects the phase φ preceded by the phase shift amount | Δph | as a new phase φ. Note that if the preceding phase does not become negative even if the phase φ is preceded by the phase shift amount | Δph |, the rising edge of the next clock of the phase-shifted clock signal pi_out is the next clock of the divided clock signal div_ck. It is in the corresponding phase φ within the period. On the other hand, when the preceding phase φ becomes negative when preceding by the phase shift amount | Δph |, the phase φ of the rising edge of the next clock of the phase shift clock signal pi_out is the current of the divided clock signal div_ck. This is a phase obtained by adding 1536 to the preceding and succeeding phases in the cycle. In the latter case, for example, as shown in FIG. 10, the rising edge of the sixth clock pi_out (5) of the phase-shifted clock signal pi_out is within the period of the fourth clock div_ck (3) of the divided clock signal. Therefore, mod (5 × | Δph |, 1536), that is, 5 × | Δph | divided by 1536 precedes from the rising edge of the fifth clock div_ck (4) of the divided clock signal. In FIG. 11, the preceding phase φ is indicated by a white arrow. That is, instead of selecting the phase φ indicated by the circles (s1 to s5) of the clocks div_ck (1), div_ck (4),... Of the divided clock signal, the previous clock circles (S1 to S5). The phase φ corresponding to is selected.

図10,図11で説明したように位相φを選択することにより、移相クロック信号pi_outの各クロックpi_out(0),…,pi_out(n)の周期は、出力クロック信号vco_ckの3クロック分の周期から移相量|Δph|だけ減じた長さになる。すなわち、本実施例の場合、移相クロック信号pi_outの周期は、512×3−|Δph|になる。   As described with reference to FIGS. 10 and 11, by selecting the phase φ, the period of each clock pi_out (0),..., Pi_out (n) of the phase-shifted clock signal pi_out is equal to three clocks of the output clock signal vco_ck. The length is obtained by subtracting the phase shift amount | Δph | from the period. That is, in the present embodiment, the period of the phase-shifted clock signal pi_out is 512 × 3- | Δph |.

位相コントローラ5は、図8〜図11を参照して説明したように移相クロック信号pi_outの立ち上がりエッジの位相φを決定し、決定された位相φに従って位相選択回路6の動作を制御する。   As described with reference to FIGS. 8 to 11, the phase controller 5 determines the phase φ of the rising edge of the phase-shifted clock signal pi_out, and controls the operation of the phase selection circuit 6 according to the determined phase φ.

図8〜図11の場合(すなわち、div_puck,div_fb,div_pllのいずれかが1以上になる場合)、(数7)は、(数11)から(数13)のように変形される。
fpi_out=fvco_ck×512/{512×(div_pll+1)×(div_puck+1)+Δph} (数11)
fcomp_ck
=ffb_ck
=fpi_out/([div_fb]+1)
=fvco_ck×512/[{512×(div_pll+1)×(div_puck+1)+Δph}×([div_fb]+1)] (数12)
fvco_ck
=fcomp_ck×(div_fb+1)×{512×(div_pll+1)×(div_puck+1)+Δph}/512
=fcomp_ck×(div_fb+1)×{(div_pll+1)×(div_puck+1)+Δph/512}
=fcomp_ck×{(div_fb+1)×(div_pll+1)×(div_puck+1)+(div_fb+1)×Δph/512} (数13)
In the case of FIGS. 8 to 11 (that is, when any of div_puck, div_fb, div_pll is 1 or more), (Equation 7) is transformed from (Equation 11) to (Equation 13).
fpi_out = fvco_ck × 512 / {512 × (div_pll + 1) × (div_puck + 1) + Δph} (Expression 11)
fcomp_ck
= Ffb_ck
= Fpi_out / ([div_fb] +1)
= Fvco_ck × 512 / [{512 × (div_pll + 1) × (div_puck + 1) + Δph} × ([div_fb] +1)] (Equation 12)
fvco_ck
= Fcomp_ck × (div_fb + 1) × {512 × (div_pll + 1) × (div_puck + 1) + Δph} / 512
= Fcomp_ck × (div_fb + 1) × {(div_pll + 1) × (div_puck + 1) + Δph / 512}
= Fcomp_ck × {(div_fb + 1) × (div_pll + 1) × (div_puck + 1) + (div_fb + 1) × Δph / 512} (Equation 13)

本実施形態のフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aによれば、位相選択回路6が分周を行うことで、さらに小さな逓倍率を実現することができる。例えば、(数11)〜(数13)のモデルでは、最小逓倍率(%)は(数14)で表される。
([div_fb]+1)×Δph/512
≒0.002×([div_fb]+1)
=0.2×([div_fb]+1)% (数14)
According to the SSCG circuit 90A including the fractional PLL circuit of the present embodiment, a smaller multiplication factor can be realized by the phase selection circuit 6 performing frequency division. For example, in the models of (Equation 11) to (Equation 13), the minimum multiplication rate (%) is expressed by (Equation 14).
([Div_fb] +1) × Δph / 512
≈ 0.002 × ([div_fb] +1)
= 0.2 × ([div_fb] +1)% (Equation 14)

出力クロック信号vco_ckの周波数fvco_ckの変化率の最小単位は(数15)で表される。
Δfvco_ck/fvco_ck
={(div_pll+1)×(div_puck+1)+Δph/512}
/{(div_pll+1)×(div_puck+1)+0/512}
=1+Δph/{512×(div_pll+1)×(div_puck+1)}
≒1+0.002/{(div_pll+1)×(div_puck+1)}(数15)
The minimum unit of the change rate of the frequency fvco_ck of the output clock signal vco_ck is expressed by (Expression 15).
Δfvco_ck / fvco_ck
= {(Div_pll + 1) × (div_puck + 1) + Δph / 512}
/ {(Div_pll + 1) × (div_puck + 1) +0/512}
= 1 + Δph / {512 × (div_pll + 1) × (div_puck + 1)}
≈ 1 + 0.002 / {(div_pll + 1) × (div_puck + 1)} (Expression 15)

このように、本実施形態のフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aによれば、動作時において分周器7の分周比は固定値であり、移相クロック信号pi_out及び帰還信号fb_ckの周波数も一定である。したがって、従来技術のように、分周器の分周比を変化させたときに生じる位相周波数比較器1における位相の不一致を解消することができる。そして、この位相の不一致に起因して、出力クロック信号vco_ckに混入する不要信号成分であるスプリアスの発生を防止して、出力クロック信号vco_ckの位相の揺らぎであるジッタを低減することができる。また、本実施形態のフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aによれば、位相選択回路6の分解能を向上させることにより分周器7の分周比を小さくすることができる。そして、この結果、フラクショナルPLL回路のループ帯域を増大させて、出力クロック信号vco_ckの位相の揺らぎであるジッタを低減することができる。   Thus, according to the SSCG circuit 90A including the fractional PLL circuit of the present embodiment, the frequency dividing ratio of the frequency divider 7 is a fixed value during operation, and the frequencies of the phase shift clock signal pi_out and the feedback signal fb_ck are also constant. It is. Therefore, the phase mismatch in the phase frequency comparator 1 that occurs when the frequency division ratio of the frequency divider is changed as in the prior art can be eliminated. Then, due to this phase mismatch, it is possible to prevent spurious generation, which is an unnecessary signal component mixed in the output clock signal vco_ck, and to reduce jitter that is a phase fluctuation of the output clock signal vco_ck. Further, according to the SSCG circuit 90A including the fractional PLL circuit of the present embodiment, the frequency division ratio of the frequency divider 7 can be reduced by improving the resolution of the phase selection circuit 6. As a result, it is possible to increase the loop band of the fractional PLL circuit and reduce jitter, which is a phase fluctuation of the output clock signal vco_ck.

このように、本実施形態によれば、分周器の分周比を変化させることを動作原理としない、新規なフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aを提供することができる。また、位相選択回路6が分周を行うことで、フラクショナルPLL回路の分解能を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the SSCG circuit 90A including a novel fractional PLL circuit that does not use the principle of operation to change the frequency division ratio of the frequency divider. Further, the phase selection circuit 6 performs frequency division, so that the resolution of the fractional PLL circuit can be improved.

次に、図12,図13を参照して、位相選択回路6によるSS変調について説明する。図12は、図1の位相選択回路6によるスペクトラム拡散変調を説明するための図である。図13は、図12の移相量Δphの変化を示す拡大図である。   Next, SS modulation by the phase selection circuit 6 will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram for explaining spread spectrum modulation by the phase selection circuit 6 of FIG. FIG. 13 is an enlarged view showing a change in the phase shift amount Δph of FIG.

本実施形態のフラクショナルPLL回路を含むSSCG回路90Aは、図4〜図11を参照して説明したように、移相クロック信号pi_outの周期を、出力クロック信号vco_ckの周期から移相量Δphに相当する量ずつ変化させる。そして、このとき、移相量Δphの中心となる移相量pll_frac(以下、第1の移相量pll_fracと呼ぶ。)を、さらに第2の移相量pi_ssdによって変化させることによって出力クロック信号vco_ckのSS変調を行う。出力クロック信号vco_ckの周波数fは、位相選択回路6,出力分周器12,及び分周器7の各分周比の設定値div_puck,div_fb,div_pll,変調度ss_amp,及び変調周期ssintに応じて、図16と同様に三角波状に変化する。   As described with reference to FIGS. 4 to 11, the SSCG circuit 90 </ b> A including the fractional PLL circuit according to the present embodiment corresponds to the period of the phase shift clock signal pi_out from the period of the output clock signal vco_ck to the phase shift amount Δph. Change by the amount you want. At this time, the output clock signal vco_ck is further changed by changing the phase shift amount pll_frac (hereinafter referred to as the first phase shift amount pll_frac) which is the center of the phase shift amount Δph by the second phase shift amount pi_ssd. SS modulation is performed. The frequency f of the output clock signal vco_ck depends on the setting values div_puck, div_fb, div_pll, the modulation degree ss_amp, and the modulation period ssint of the respective division ratios of the phase selection circuit 6, the output divider 12, and the divider 7. In the same manner as in FIG.

ここで、具体的なSS変調の方法について説明する。今、SS変調を行うために移相量Δphを変化させる最小時間単位を、SS変調クロックpuck(0),puck(1),…,puck(n)とする。SS変調クロックpuck(n)は、出力クロック信号vco_ckのクロックを、出力分周器12で設定された分周比と位相選択回路6で設定された分周比とに基づいて分周したものである。従って、SS変調クロックpuck(n)の周波数fpuckは、(数16)と(数17)により表される。
fpuck=fpix_ck/(div_puck+1) (数16)
fpix_ck=fvco_ck/(div_pll+1) (数17)
Here, a specific SS modulation method will be described. Now, let the minimum time unit for changing the phase shift amount Δph for performing SS modulation be SS modulation clocks puck (0), puck (1),..., Puck (n). The SS modulation clock puck (n) is obtained by dividing the clock of the output clock signal vco_ck based on the frequency division ratio set by the output frequency divider 12 and the frequency division ratio set by the phase selection circuit 6. is there. Therefore, the frequency fpuck of the SS modulation clock puck (n) is expressed by (Equation 16) and (Equation 17).
fpuck = fpix_ck / (div_puck + 1) (Equation 16)
fpix_ck = fvco_ck / (div_pll + 1) (Equation 17)

この処理は、具体的には、図1に示した位相コントローラ5の内部の分周器5iにおいて実行される。   Specifically, this processing is executed in the frequency divider 5i inside the phase controller 5 shown in FIG.

図12に示すように所定個数のSS変調クロックpuck(n)を含む時間区間(以下、ステップ時間区間step_pと呼ぶ。)毎に移相量ΔphをステップサイズΔθで階段型に変化させることで、近似的には移相量Δphを三角波状に変化させる。ステップ時間区間step_pにおけるSS変調クロックpuck(n)のクロック数は、設定に応じて異なる。   As shown in FIG. 12, the phase shift amount Δph is changed stepwise with a step size Δθ for each time interval (hereinafter referred to as a step time interval step_p) including a predetermined number of SS modulation clocks puck (n). Approximately, the phase shift amount Δph is changed in a triangular wave shape. The number of SS modulation clocks puck (n) in the step time interval step_p varies depending on the setting.

次に、第2の移相量pi_ssdの最大値pi_ssd_max及び最小値pi_ssd_minを、(数18)から(数20)により計算する。
pi_ssd_max=int([ss_amp]/1024/Δf_step)(数18)
pi_ssd_min=−int([ss_amp]/1024/Δf_step)(数19)
Δf_step
=Δfvco_ck/fvco_ck−1
=1/512/{(div_pll+1)×(div_puck+1)} (数20)
Next, the maximum value pi_ssd_max and the minimum value pi_ssd_min of the second phase shift amount pi_ssd are calculated from (Equation 18) to (Equation 20).
pi_ssd_max = int ([ss_amp] / 1024 / Δf_step) (Expression 18)
pi_ssd_min = −int ([ss_amp] / 1024 / Δf_step) (Expression 19)
Δf_step
= Δfvco_ck / fvco_ck-1
= 1/512 / {(div_pll + 1) × (div_puck + 1)} (Equation 20)

なお、変調度ss_ampの定義は、背景技術の項目で説明した通りである。   The definition of the modulation degree ss_amp is as described in the background art section.

次に、第2の移相量pi_ssdを計算するために、変調クロックpuck(n)毎に増分するカウント値count(n)を導入する。カウント値count(n)及びそのステップサイズΔcountは、例えば9ビットの整数部と16ビットの小数部とを含む小数で表される。カウント値のステップサイズΔcount,カウント値の初期値count(0),及びカウント値count(n)は(数21)から(数23)で表される。
Δcount=2×(pi_ssd_max−pi_ssd_min)/ssint(数21)
count(0)=0 (数22)
count(n)=count(n−1)+Δcount,1≦n≦ssint−1(数23)
Next, in order to calculate the second phase shift amount pi_ssd, a count value count (n) that is incremented every modulation clock puck (n) is introduced. The count value count (n) and its step size Δcount are represented by decimal numbers including, for example, a 9-bit integer part and a 16-bit decimal part. The step size Δcount of the count value, the initial value count (0) of the count value, and the count value count (n) are expressed by (Equation 21) to (Equation 23).
Δcount = 2 × (pi_ssd_max−pi_ssd_min) / ssint (Expression 21)
count (0) = 0 (Equation 22)
count (n) = count (n−1) + Δcount, 1 ≦ n ≦ ssint−1 (Equation 23)

カウント値count(n)は、変調周期ssintに亘ってステップサイズΔcountずつ増分される。カウント値count(n)に応じて、第2の移相量pi_ssdは(数24)から(数26)により計算される。
0≦int(count(n))<pi_ssd_max+1である場合:
pi_ssd=int(count(n)) (数24)
pi_ssd_max+1≦int(count(n))<pi_ssd_max+1+(pi_ssd_max−pi_ssd_min)である場合:
pi_ssd=pi_ssd_max−{int(count(n))−pi_ssd_max} (数25)
pi_ssd_max+1+(pi_ssd_max−pi_ssd_min)≦int(count(n))<2×(pi_ssd_max−pi_ssd_min)である場合:
pi_ssd=pi_ssd_min+{int(count(n))−(2×pi_ssd_max−pi_ssd_min)} (数26)
The count value count (n) is incremented by the step size Δcount over the modulation period ssint. In accordance with the count value count (n), the second phase shift amount pi_ssd is calculated from (Equation 24) to (Equation 26).
If 0 ≦ int (count (n)) <pi_ssd_max + 1:
pi_ssd = int (count (n)) (Equation 24)
When pi_ssd_max + 1 ≦ int (count (n)) <pi_ssd_max + 1 + (pi_ssd_max−pi_ssd_min):
pi_ssd = pi_ssd_max− {int (count (n)) − pi_ssd_max} (Equation 25)
When pi_ssd_max + 1 + (pi_ssd_max−pi_ssd_min) ≦ int (count (n)) <2 × (pi_ssd_max−pi_ssd_min):
pi_ssd = pi_ssd_min + {int (count (n)) − (2 × pi_ssd_max−pi_ssd_min)} (Equation 26)

この演算は、具体的には、図1に示した位相コントローラ5の内部のΔ値加算演算部5aと三角波生成部5bにおいて行われる。   Specifically, this calculation is performed in the Δ value addition calculation unit 5a and the triangular wave generation unit 5b inside the phase controller 5 shown in FIG.

以上のように計算された第2の移相量pi_ssdを第1の移相量pll_fracに加算することにより、図12に示すように、位相選択回路6の移相量Δphが得られる。すなわち、SS変調を行うときの移相量Δphは、(数27)で表される。
Δph=pll_frac+pi_ssd (数27)
By adding the second phase shift amount pi_ssd calculated as described above to the first phase shift amount pll_frac, the phase shift amount Δph of the phase selection circuit 6 is obtained as shown in FIG. That is, the phase shift amount Δph when performing SS modulation is expressed by (Equation 27).
Δph = pll_frac + pi_ssd (Equation 27)

本実施形態のスペクトラム拡散クロック発生回路90A(SSCG回路)によれば、このように移相量Δphを変化させることによって、出力クロック信号vco_ckの周波数を図16のように変化させることができる。移相量Δphが増大するとき、出力クロック信号vco_ckの周波数fvco_ckも増大し、移相量Δphが減少するとき、出力クロック信号vco_ckの周波数fvco_ckも減少する。   According to the spread spectrum clock generation circuit 90A (SSCG circuit) of the present embodiment, the frequency of the output clock signal vco_ck can be changed as shown in FIG. 16 by changing the phase shift amount Δph in this way. When the phase shift amount Δph increases, the frequency fvco_ck of the output clock signal vco_ck also increases. When the phase shift amount Δph decreases, the frequency fvco_ck of the output clock signal vco_ck also decreases.

図13は、同期信号(lsync)とSS変調波形の関係を説明するための図である。lsyncは同期信号であり(例えば画像書込/読取処理時のライン同期信号)、その周期は、SS変調されていない入力クロック信号comp_ck(図1)で生成されて、512サイクルであるとする。また、SS変調クロックpuck(n)は出力クロック信号vco_ckの分周クロック(図17)で入力クロック信号comp_ckがSS変調されたクロックであるとする。このときSS変調周期がpuckで512サイクルであり、SS変調時のpuck平均周波数は入力クロック信号comp_ckと等しくなるとする。   FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the synchronization signal (lsync) and the SS modulation waveform. It is assumed that lsync is a synchronization signal (for example, a line synchronization signal at the time of image writing / reading processing), and its cycle is 512 cycles generated by the input clock signal comp_ck (FIG. 1) that is not SS-modulated. Further, it is assumed that the SS modulation clock puck (n) is a clock obtained by SS-modulating the input clock signal comp_ck with the divided clock (FIG. 17) of the output clock signal vco_ck. At this time, the SS modulation cycle is puck and is 512 cycles, and the puck average frequency at the time of SS modulation is equal to the input clock signal comp_ck.

同期信号lsyncの周期とSS変調周期が1対1の整数倍であるためには、同期信号lsyncの周期毎に、入力クロック信号comp_ckとSS変調クロックpuck(n)の位相は一致するはずである。すなわち、入力クロック信号comp_ckの512サイクル毎に、入力クロック信号comp_ckとSS変調クロックpuck(n)の位相は一致するはずである。   In order for the cycle of the synchronization signal lsync and the SS modulation cycle to be an integer multiple of 1: 1, the phases of the input clock signal comp_ck and the SS modulation clock puck (n) should be the same for each cycle of the synchronization signal lsync. . That is, every 512 cycles of the input clock signal comp_ck, the phases of the input clock signal comp_ck and the SS modulation clock puck (n) should match.

しかし、実際には、図13に示すように、同期信号lsyncの周期毎の入力クロック信号comp_ckのクロック位相と、SS変調クロックpuck(n)のクロック位相にはずれが生じる。したがって、時間の経過とともに、同期信号lsyncとSS変調波形は、徐々にずれてしまう。なお、この位相のずれは、SSCG回路90Aの応答の遅延等のさまざまな要因によって発生する。   However, actually, as shown in FIG. 13, there is a difference between the clock phase of the input clock signal comp_ck for each period of the synchronization signal lsync and the clock phase of the SS modulation clock puck (n). Therefore, the synchronization signal lsync and the SS modulation waveform gradually shift with time. Note that this phase shift occurs due to various factors such as a response delay of the SSCG circuit 90A.

そのため、本実施例では、図1に示す位相コントローラ5の中に設けられた周期誤差補正回路5cを用いて、同期信号lsyncの周期とSS変調波形の周期誤差の補正を行う。   For this reason, in this embodiment, the period error correction circuit 5c provided in the phase controller 5 shown in FIG. 1 is used to correct the period of the synchronization signal lsync and the period error of the SS modulation waveform.

この周期誤差補正回路5cでは、位相比較部5dにおいて、SS変調波形の1周期毎に、入力クロック信号comp_ckとSS変調クロックpuck(n)の位相比較を行う。そして、その位相の差分値sub_cntを、ループフィルタ5e(LPF)を介してSS変調プロファイル(pi_ssd)に対応する補正値である移相量cor_d(第3の移相量)を生成する。   In the period error correction circuit 5c, the phase comparison unit 5d performs phase comparison between the input clock signal comp_ck and the SS modulation clock puck (n) for each period of the SS modulation waveform. Then, a phase shift amount cor_d (third phase shift amount) that is a correction value corresponding to the SS modulation profile (pi_ssd) is generated from the phase difference value sub_cnt via the loop filter 5e (LPF).

位相比較部5dは、例えば、SS変調周期が512puckの場合、入力クロック信号comp_ck及びSS変調クロックpuck(n)で512クロック後のそれぞれのクロックの位相差を測定し、その差分値sub_cntを出力する。計測するクロックは最も高速な出力クロック信号vco_ckが望ましい。(puckは出力クロック信号vco_ckのdiv_puck+1分周クロック)   For example, when the SS modulation cycle is 512puck, the phase comparison unit 5d measures the phase difference of each clock after 512 clocks with the input clock signal comp_ck and the SS modulation clock puck (n), and outputs the difference value sub_cnt. . The clock to be measured is preferably the fastest output clock signal vco_ck. (Puck is div_puck + 1 divided clock of output clock signal vco_ck)

例えば、出力クロック信号vco_ckで位相比較を行ったときの差分値sub_cntが1クロックの場合、SS変調周期の方が出力クロック信号vco_ckの1クロック分大きいことを示す。図1の位相選択回路6において選択することができる位相φの最小単位が図2に示すように1/512位相の場合、この差を補正するには次の1SS変調周期内で移相量Δphを計512加算すればよい。   For example, if the difference value sub_cnt when the phase comparison is performed with the output clock signal vco_ck is one clock, it indicates that the SS modulation period is larger by one clock of the output clock signal vco_ck. When the minimum unit of the phase φ that can be selected in the phase selection circuit 6 of FIG. 1 is 1/512 phase as shown in FIG. 2, in order to correct this difference, the phase shift amount Δph within the next 1SS modulation period May be added in total 512.

なお、差分値sub_cntを次のSS変調周期で即時に反映させると変化が大きくなりすぎるため、位相比較部5dの後段にはループフィルタ5eを挿入する。ループフィルタ5eは、例えば、図14に示すように、PI(比例積分)型のローパスフィルタで構成されている。   Note that if the difference value sub_cnt is immediately reflected in the next SS modulation period, the change becomes too large, and therefore a loop filter 5e is inserted after the phase comparison unit 5d. For example, as shown in FIG. 14, the loop filter 5e is configured by a PI (proportional integration) type low-pass filter.

具体的には、ループフィルタ5eは、2つの加算器5p,5tと、遅延素子5qと、2つの乗算器5r,5sから構成されている。   Specifically, the loop filter 5e includes two adders 5p and 5t, a delay element 5q, and two multipliers 5r and 5s.

加算器5p,5tは、2つの入力信号に対して、その和を出力する。遅延素子5qは、サンプリングの1周期分だけ信号を遅延する。乗算器5r,5sは、係数Ki,Kpに対して、入力信号をKi倍,Kp倍して出力する。   The adders 5p and 5t output the sum of the two input signals. Delay element 5q delays the signal by one sampling period. The multipliers 5r and 5s output the input signals by multiplying the coefficients Ki and Kp by Ki and Kp, respectively.

ループフィルタ5eは、入力された差分値sub_cntに対して、前述した各素子の定数によって決められる高周波成分がカットされたフィルタ出力lpf_outを出力する。図14中の係数Ki,Kpを変更する事で、ループフィルタ5eの周波数帯域を変更することができる。   The loop filter 5e outputs a filter output lpf_out in which the high-frequency component determined by the constant of each element described above is cut with respect to the input difference value sub_cnt. The frequency band of the loop filter 5e can be changed by changing the coefficients Ki and Kp in FIG.

補正値制御部5fでは、フィルタ出力lpf_outの値に従い、最適な移相量cor_d(以下、第3の移相量cor_dと呼ぶ。)を出力する。例えば、lpf_out=1/32の場合、SS変調周期の方がvco_ckで1/32クロック分大きいことを示す。これを補正するには、次の次の1SS変調周期内で移相量Δphを計512/32=16サイクル分加算すればよい。図15に、16サイクル分加算した場合のSS変調プロファイルの例を示す。   The correction value control unit 5f outputs an optimum phase shift amount cor_d (hereinafter referred to as a third phase shift amount cor_d) according to the value of the filter output lpf_out. For example, when lpf_out = 1/32, it indicates that the SS modulation period is larger by 1/32 clock in vco_ck. To correct this, the phase shift amount Δph may be added for a total of 512/32 = 16 cycles within the next 1SS modulation period. FIG. 15 shows an example of the SS modulation profile when 16 cycles are added.

前述した第2の移相量pi_ssdと第1の移相量pll_fracの加算に加えて、図1の周期誤差補正回路5cによって算出した補正値である第3の移相量cor_dを加算することにより、図15に示すように、位相選択回路6の移相量Δphが得られる。すなわち、SS変調を行うときの移相量Δphは、次式で表される。
Δph=pll_frac+pi_ssd+cor_d (数28)
In addition to the addition of the second phase shift amount pi_ssd and the first phase shift amount pll_frac described above, the third phase shift amount cor_d that is a correction value calculated by the periodic error correction circuit 5c of FIG. 1 is added. As shown in FIG. 15, the phase shift amount Δph of the phase selection circuit 6 is obtained. That is, the phase shift amount Δph when performing SS modulation is expressed by the following equation.
Δph = pll_frac + pi_ssd + cor_d (Equation 28)

なお、この演算は、具体的には、図1に示した位相コントローラ5の内部の加算器によって構成された移相量加算部5gにおいて行われる。そして、位相選択信号生成部5hにおいて、算出された移相量Δphを反映したSS変調プロファイルが生成される。   More specifically, this calculation is performed in the phase shift amount adding unit 5g configured by an adder inside the phase controller 5 shown in FIG. Then, in the phase selection signal generation unit 5h, an SS modulation profile reflecting the calculated phase shift amount Δph is generated.

本実施形態のスペクトラム拡散クロック発生回路によれば、このように移相量Δphを変化させることによって、出力クロック信号vco_ckの周波数を図16のように変化させることができる。すなわち、移相量Δphが増大すると出力クロック信号vco_ckの周波数fvco_ckが増大して、移相量Δphが減少すると出力クロック信号vco_ckの周波数fvco_ckが減少する。   According to the spread spectrum clock generation circuit of this embodiment, the frequency of the output clock signal vco_ck can be changed as shown in FIG. 16 by changing the phase shift amount Δph in this way. That is, when the phase shift amount Δph increases, the frequency fvco_ck of the output clock signal vco_ck increases, and when the phase shift amount Δph decreases, the frequency fvco_ck of the output clock signal vco_ck decreases.

なお、フラクショナルPLL回路のループの応答特性は、SS変調の周波数に対して充分に高速である必要がある。また、出力クロック信号vco_ckの周波数が例えば100MHzのオーダーであるとき、SS変調周波数として、例えば10〜50kHz程度を使用可能である。   Note that the response characteristic of the loop of the fractional PLL circuit needs to be sufficiently high with respect to the SS modulation frequency. When the frequency of the output clock signal vco_ck is on the order of 100 MHz, for example, about 10 to 50 kHz can be used as the SS modulation frequency.

以上、説明したように、実施例1に係るスペクトラム拡散クロック発生回路90A(SSCG回路)によれば、位相比較部5d(位相比較手段)が、入力クロック信号comp_ckと帰還信号fb_ckとの位相の差分値sub_cnt(位相差)を検出する。そして、差分値sub_cntに応じた制御電圧を出力して、電圧制御発振器4(電圧制御発振手段)が、この制御電圧に応じた周波数を有する出力クロック信号vco_ckを生成して出力する。さらに、位相選択回路6(位相選択手段)が、出力クロック信号vco_ckのクロックの1周期を所定個数に等分した位相φのうちのいずれかを選択して、選択された位相φに立ち上がりエッジを有する移相クロック信号pi_outを生成する。そして、生成された移相クロック信号pi_outは、帰還信号fb_ckとして位相比較部5dに送られる。位相コントローラ5(位相制御手段)は、移相クロック信号pi_outの周期を、出力クロック信号vco_ckの周期から予め決められた第1の移相量pll_fracだけ変化させた長さにする。そのため、位相選択回路6によって選択される移相クロック信号pi_outの立ち上がりエッジの位相φを決定する。そして、さらに、決定された位相φを選択するように位相選択回路6を制御して、位相コントローラ5が、第1の移相量pll_fracを、さらに第2の移相量pi_ssdによって、所定の範囲内で周期的に変化させる。このようにして生成された第1の移相量pll_fracと第2の移相量pi_ssdによって、出力クロック信号vco_ckのSS変調を行う。さらに、周期誤差補正回路5c(周期誤差補正手段)は、SS変調波形ddsd_orgの1周期毎に、SS変調周期の目標値である入力クロック信号comp_ckとSS変調周期の実測値であるSS変調クロックpuck(n)の位相差を算出する。そして、算出された位相差である差分値sub_cntを補正する第3の移相量cor_dを生成する。生成された第3の移相量cor_dは、出力クロック信号vco_ckをスペクトラム拡散変調する際に、第1の移相量pll_fracと第2の移相量pi_ssdとともに反映される。そのため、SSCG回路90Aにリセットをかけることなく、スペクトラム拡散変調周期(SS変調周期)を所定の同期信号の周期に対し整数倍に合わせることができる。なおかつ、SS変調周期の連続性を保つことによって、入力クロック信号comp_ck(基準クロック信号)と位相が合致した出力クロック信号vco_ckを有するSS変調信号ddsd_orgを得ることができる。したがって、出力クロック信号vco_ckのジッタを確実に低減することができる。   As described above, according to the spread spectrum clock generation circuit 90A (SSCG circuit) according to the first embodiment, the phase comparison unit 5d (phase comparison unit) determines the phase difference between the input clock signal comp_ck and the feedback signal fb_ck. The value sub_cnt (phase difference) is detected. Then, a control voltage corresponding to the difference value sub_cnt is output, and the voltage controlled oscillator 4 (voltage controlled oscillating means) generates and outputs an output clock signal vco_ck having a frequency corresponding to the control voltage. Further, the phase selection circuit 6 (phase selection means) selects any one of the phases φ obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal vco_ck into a predetermined number, and sets the rising edge to the selected phase φ. The phase-shifted clock signal pi_out is generated. Then, the generated phase shift clock signal pi_out is sent to the phase comparison unit 5d as a feedback signal fb_ck. The phase controller 5 (phase control means) sets the period of the phase shift clock signal pi_out to a length that is changed from the period of the output clock signal vco_ck by a first phase shift amount pll_frac. Therefore, the phase φ of the rising edge of the phase shift clock signal pi_out selected by the phase selection circuit 6 is determined. Further, the phase selection circuit 6 is controlled so as to select the determined phase φ, and the phase controller 5 further reduces the first phase shift amount pll_frac to a predetermined range by the second phase shift amount pi_ssd. Change periodically. SS modulation of the output clock signal vco_ck is performed by the first phase shift amount pll_frac and the second phase shift amount pi_ssd generated in this way. Further, the cycle error correction circuit 5c (cycle error correction means), for each cycle of the SS modulation waveform ddsd_org, receives the input clock signal comp_ck that is the target value of the SS modulation cycle and the SS modulation clock puck that is the actual value of the SS modulation cycle. The phase difference of (n) is calculated. Then, a third phase shift amount cor_d that corrects the difference value sub_cnt that is the calculated phase difference is generated. The generated third phase shift amount cor_d is reflected together with the first phase shift amount pll_frac and the second phase shift amount pi_ssd when the output clock signal vco_ck is subjected to spread spectrum modulation. Therefore, the spread spectrum modulation period (SS modulation period) can be adjusted to an integral multiple of the period of the predetermined synchronization signal without resetting the SSCG circuit 90A. In addition, by maintaining the continuity of the SS modulation cycle, it is possible to obtain the SS modulation signal ddsd_org having the output clock signal vco_ck whose phase matches the input clock signal comp_ck (reference clock signal). Therefore, the jitter of the output clock signal vco_ck can be reliably reduced.

さらに、本発明の実施例1に係るスペクトラム拡散クロック発生回路90Aによれば、周期誤差補正回路5c(周期誤差補正手段)が、SS変調周期の目標値とSS変調周期の実測値との位相差を算出する。すなわち、SS変調周期の目標値である入力クロック信号comp_ckとSS変調周期の実測値であるSS変調クロックpuck(n)との位相差を算出する。そして、位相選択回路6(位相選択手段)において選択することができる位相φの最小単位に基づいて、算出された位相差である差分値sub_cntを補正する第3の移相量cor_dを生成する。したがって、位相選択回路6において選択できる位相φの設定値を小さくすることによって、周期誤差の補正精度を向上させることができる。   Furthermore, according to the spread spectrum clock generation circuit 90A according to the first embodiment of the present invention, the period error correction circuit 5c (period error correction means) determines the phase difference between the target value of the SS modulation period and the actual value of the SS modulation period. Is calculated. That is, the phase difference between the input clock signal comp_ck, which is the target value of the SS modulation period, and the SS modulation clock puck (n), which is the actual value of the SS modulation period, is calculated. Then, based on the minimum unit of the phase φ that can be selected by the phase selection circuit 6 (phase selection means), a third phase shift amount cor_d for correcting the difference value sub_cnt that is the calculated phase difference is generated. Therefore, by reducing the set value of the phase φ that can be selected by the phase selection circuit 6, it is possible to improve the accuracy of correcting the cyclic error.

また、本発明の実施例1に係るスペクトラム拡散クロック発生回路90Aによれば、位相コントローラ5(位相制御手段)は、第1の移相量pll_fracと、第2の移相量pi_ssdと、第3の移相量cor_dと、を加算する。そして、加算された結果に基づいて、出力クロック信号vco_ckをスペクトラム拡散変調する際の移相量Δphを算出する。したがって、簡便な演算によって移相量Δphを算出することができる。   Further, according to the spread spectrum clock generation circuit 90A according to the first embodiment of the present invention, the phase controller 5 (phase control means) includes the first phase shift amount pll_frac, the second phase shift amount pi_ssd, and the third And the phase shift amount cor_d. Then, based on the added result, a phase shift amount Δph when the output clock signal vco_ck is spread spectrum modulated is calculated. Therefore, the phase shift amount Δph can be calculated by a simple calculation.

以上、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明したが、この実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであるため、本発明はこの実施例の構成にのみ限定されるものではない。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail using drawing, since this Example is only an illustration of this invention, this invention is limited only to the structure of this Example. is not. That is, it is a matter of course that the present invention includes any design change within a range not departing from the gist of the present invention.

1 位相周波数比較器
2 チャージポンプ
3 ループフィルタ
4 電圧制御発振器(電圧制御発振手段)
5 位相コントローラ(位相制御手段)
5a Δ値加算演算部
5b 三角波生成部
5c 周期誤差補正回路(周期誤差補正手段)
5d 位相比較部(位相比較手段)
5e ループフィルタ
5f 補正値制御部
5g 移相量加算部
5h 位相選択信号生成部
5i 分周器
6 位相選択回路(位相選択手段)
7 分周器
11 入力分周器
12 出力分周器
90A スペクトラム拡散クロック発生回路(SSCG回路)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phase frequency comparator 2 Charge pump 3 Loop filter 4 Voltage controlled oscillator (voltage controlled oscillation means)
5 Phase controller (phase control means)
5a Δ value addition operation unit 5b Triangular wave generation unit 5c Periodic error correction circuit (periodic error correction means)
5d Phase comparison unit (phase comparison means)
5e Loop filter 5f Correction value control unit 5g Phase shift amount addition unit 5h Phase selection signal generation unit 5i Frequency divider 6 Phase selection circuit (phase selection means)
7 Divider 11 Input Divider 12 Output Divider 90A Spread Spectrum Clock Generation Circuit (SSCG Circuit)

特開2004−328280号公報JP 2004-328280 A

Claims (3)

基準となる入力クロック信号と帰還信号との位相差を検出し、前記位相差に応じた制御電圧を出力する位相比較手段と、前記制御電圧に応じた周波数を有する出力クロック信号を生成して出力する電圧制御発振手段と、出力クロック信号のクロックの1周期を所定個数に等分した位相のうちのいずれかを選択し、選択された位相に立ち上がりエッジを有する移相クロック信号を生成し、前記移相クロック信号を上記帰還信号として前記位相比較手段に送る位相選択手段と、前記移相クロック信号の周期を前記出力クロック信号の周期から予め決められた第1の移相量だけ変化させた長さにするように、前記位相選択手段によって選択される前記移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、前記決定された位相を選択するように前記位相選択手段を制御する位相制御手段と、を備え、前記位相制御手段が、所定の範囲内で周期的に変化する第2の移相量を生成し、前記第2の移相量を前記第1の移相量に加算することによって、前記位相選択手段によって選択される前記移相クロック信号の立ち上がりエッジの位相を決定し、前記周期的に変化する第2の移相量によって前記出力クロック信号をスペクトラム拡散変調するスペクトラム拡散クロック発生回路において、
前記位相制御手段は、さらに、スペクトラム拡散変調周期の目標値と実測値とから前記目標値と前記実測値との位相差を検出して、前記位相差を補正するための第3の移相量を生成する周期誤差補正手段を有して、前記クロック信号をスペクトラム拡散変調する際に、前記第3の移相量も反映させて前記出力クロック信号をスペクトラム拡散変調する際の移相量を決定することを特徴とするスペクトラム拡散クロック発生回路。
A phase comparison unit that detects a phase difference between a reference input clock signal and a feedback signal, outputs a control voltage corresponding to the phase difference, and generates and outputs an output clock signal having a frequency corresponding to the control voltage. Selecting one of a voltage-controlled oscillating means and a phase obtained by equally dividing one cycle of the clock of the output clock signal into a predetermined number, and generating a phase-shifted clock signal having a rising edge in the selected phase, Phase selection means for sending the phase-shifted clock signal as the feedback signal to the phase comparison means, and a length obtained by changing the period of the phase-shifted clock signal by a predetermined first phase shift amount from the period of the output clock signal As described above, the phase of the rising edge of the phase-shifted clock signal selected by the phase selection unit is determined, and the determined phase is selected. Phase control means for controlling phase selection means, wherein the phase control means generates a second phase shift amount that periodically changes within a predetermined range, and the second phase shift amount is converted into the first phase shift amount. The phase of the rising edge of the phase shift clock signal selected by the phase selection means is determined by adding to the phase shift amount of 1, and the output clock signal is determined by the second phase shift amount that periodically changes. In a spread spectrum clock generation circuit that performs spread spectrum modulation on
The phase control means further detects a phase difference between the target value and the actual measurement value from the target value and the actual measurement value of the spread spectrum modulation period, and corrects the phase difference. A phase error correction means for generating the output clock signal, and when the clock signal is spread spectrum modulated, the third phase shift amount is also reflected to determine the phase shift amount when the output clock signal is spread spectrum modulated A spread spectrum clock generation circuit characterized by:
前記周期誤差補正手段は、スペクトラム拡散変調周期の前記目標値と前記実測値との位相差と、前記位相選択手段において選択することができる位相の最小単位と、に基づいて前記第3の移相量を生成することを特徴とする請求項1に記載のスペクトラム拡散クロック発生回路。   The period error correction unit is configured to select the third phase shift based on a phase difference between the target value of the spread spectrum modulation period and the actually measured value and a minimum unit of phase that can be selected by the phase selection unit. The spread spectrum clock generation circuit according to claim 1, wherein the spread spectrum clock generation circuit generates a quantity. 前記位相制御手段は、前記第1の移相量と、前記第2の移相量と、前記第3の移相量と、を加算することによって、前記出力クロック信号をスペクトラム拡散変調する際の移相量を算出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のスペクトラム拡散クロック発生回路。   The phase control unit adds the first phase shift amount, the second phase shift amount, and the third phase shift amount to perform spread spectrum modulation on the output clock signal. 3. The spread spectrum clock generation circuit according to claim 1, wherein a phase shift amount is calculated.
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