JP2021087049A - Circuit device, electronic device, and moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路装置、電子機器及び移動体等に関する。 The present invention relates to circuit devices, electronic devices, mobile bodies, and the like.
電子機器においてEMIを低減する手法として、スペクトラム拡散が知られている。EMIはElectromagnetic Interferenceの略である。スペクトラム拡散は、クロック信号等の周期的な信号の周期を変調することで、その信号のスペクトラムピークを拡散させる手法である。特許文献1には、クロック源の後段にスペクトラム拡散回路を設けたスペクトラム拡散クロックジェネレーターが開示されている。
Spread spectrum is known as a method for reducing EMI in electronic devices. EMI is an abbreviation for Electromagnetic Interference. Spread spectrum is a method of spreading the spectrum peak of a signal by modulating the period of a periodic signal such as a clock signal.
特許文献1のクロック源としてPLL回路を用いた場合、PLL回路から出力されるクロック信号に対してスペクトラム拡散を行うことになる。PLL回路は基準クロック信号を逓倍して高周波クロック信号を生成するが、その高周波クロック信号の周波数が高いほど、スペクトラム拡散において1サイクル分の変調幅を小さくする必要がある。このため、PLL回路が生成するクロック信号の周波数を上げること、即ち、高周波数のスペクトラム拡散クロックを生成することが困難であるという課題がある。
When a PLL circuit is used as the clock source of
本開示の一態様は、基準クロック信号に基づいて、前記基準クロック信号よりも周波数が高い出力クロック信号を生成するPLL回路と、前記PLL回路の前段に設けられ、入力クロック信号に対してスペクトラム拡散処理を行い、前記スペクトラム拡散処理により得られたクロック信号を前記基準クロック信号として前記PLL回路に出力するスペクトラム拡散回路と、を含む回路装置に関係する。 One aspect of the present disclosure is a PLL circuit that generates an output clock signal having a frequency higher than that of the reference clock signal based on the reference clock signal, and a PLL circuit that is provided in front of the PLL circuit and spread spectrum with respect to the input clock signal. The present invention relates to a circuit device including a spread spectrum circuit that performs processing and outputs a clock signal obtained by the spread spectrum processing to the PLL circuit as the reference clock signal.
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail. It should be noted that the present embodiment described below does not unreasonably limit the contents described in the claims, and not all of the configurations described in the present embodiment are essential constituent requirements.
1.回路装置
図1は、本実施形態における回路装置100の構成例である。回路装置100は、スペクトラム拡散回路10とPLL回路20とを含む。PLLはPhase Locked Loopの略である。
1. 1. Circuit device FIG. 1 is a configuration example of the
スペクトラム拡散回路10は、PLL回路20の前段に設けられる。前段とは、信号処理の順序において前側ということであり、スペクトラム拡散回路10の出力がPLL回路20の入力となるということである。スペクトラム拡散回路10には、入力クロック信号CKINが入力され、スペクトラム拡散回路10は、入力クロック信号CKINに対してスペクトラム拡散処理を行い、スペクトラム拡散処理によって得られたクロック信号を、基準クロック信号CKREFとして出力する。スペクトラム拡散処理とは、入力クロック信号CKINの周期を基準として周期変調を行う処理である。この変調によって、基準クロック信号CKREFのスペクトラムピークが拡散される。
The
PLL回路20には、スペクトラム拡散回路10から基準クロック信号CKREFが入力され、PLL回路20は、基準クロック信号CKREFに基づいて出力クロック信号CKQを生成する。出力クロック信号CKQの周波数は、基準クロック信号CKREFの周波数よりも高い。具体的には、PLL回路20は、基準クロック信号CKREFを逓倍することで出力クロック信号CKQを生成する。PLL回路20は、スペクトラム拡散された基準クロック信号CKREFに対して、出力クロック信号CKQを位相同期させようとする。このため、出力クロック信号CKQはスペクトラム拡散されたクロック信号となる。
A reference clock signal CKREF is input to the
なお、基準クロック信号CKREFの位相と出力クロック信号CKQの位相は必ずしも一致しなくてもよい。PLL回路20が基準クロック信号CKREFの位相に対して出力クロック信号CKQの位相を追従させる状態が、保たれていればよい。
The phase of the reference clock signal CKREF and the phase of the output clock signal CKQ do not necessarily have to match. It suffices that the state in which the
本実施形態によれば、スペクトラム拡散回路10をPLL回路20の前段に設けたことで、出力クロック信号CKQよりも周波数が低い入力クロック信号CKINに対してスペクトラム拡散を行うことが可能である。これにより、PLL回路が生成するクロック信号の周波数を上げることができ、PLL回路20の後段にスペクトラム拡散回路10を設けた場合に比べて、高周波数のスペクトラム拡散クロックを生成できる。
According to the present embodiment, by providing the
例えば、スペクトラム拡散回路10がスペクトラム拡散できるクロック周波数の上限が、100MHzであるとする。スペクトラム拡散回路10をPLL回路20の後段に設けた場合、スペクトラム拡散クロックの周波数の上限は100MHzである。一方、スペクトラム拡散回路10をPLL回路20の前段に設けた場合には、100MHzより低周波数の入力クロック信号CKINをスペクトラム拡散し、その入力クロック信号CKINをPLL回路20が逓倍することで、100MHzより高周波数の出力クロック信号CKQを得ることが可能である。このため、スペクトラム拡散クロックの周波数の上限を100MHzより高くできる。
For example, it is assumed that the upper limit of the clock frequency that the
2.動作及び詳細構成例
以下、回路装置100の動作及び詳細構成例を説明する。図2は、回路装置100の動作を説明する波形図である。
2. Operation and Detailed Configuration Example The operation and detailed configuration example of the
図2に示すように、入力クロック信号CKINの周期Rateは一定である。入力クロック信号CKINのエッジを順にEI1、EI2、EI3、EI4とする。スペクトラム拡散回路10は、入力クロック信号CKINのエッジEI1、EI2、EI3、EI4に対して基準クロック信号CKREFのエッジER1、ER2、ER3、ER4を遅延時間Tdly、3Tdly、6Tdly、10Tdlyだけ遅延させる。図6で後述するように、複数の遅延素子を含むディレイラインによって入力クロック信号CKINを遅延させるが、その1つの遅延素子の遅延時間がTdlyに相当する。
As shown in FIG. 2, the period Rate of the input clock signal CKIN is constant. The edges of the input clock signal CKIN are set to EI1, EI2, EI3, and EI4 in this order. The
上記のようにエッジを遅延させたとき、基準クロック信号CKREFの周期は、Rate+2Tdly、Rate+3Tdly、Rate+4Tdlyとなる。即ち、基準クロック信号CKREFの周期と入力クロック信号CKINの周期Rateとの差は、2Tdly、3Tdly、4Tdlyと変化していく。この基準クロック信号CKREFの周期と入力クロック信号CKINの周期Rateとの差を、変調幅と呼ぶ。変調幅は、1サイクルにつき1Tdlyだけ変化する。この1サイクル当たりの変調幅の変化量を、1サイクル分の変調幅と呼ぶ。 When the edge is delayed as described above, the period of the reference clock signal CKREF becomes Rate + 2Tdly, Rate + 3Tdly, and Rate + 4Tdly. That is, the difference between the period of the reference clock signal CKREF and the period Rate of the input clock signal CKIN changes as 2Tdly, 3Tdly, and 4Tdly. The difference between the period of the reference clock signal CKREF and the period Rate of the input clock signal CKIN is called a modulation width. The modulation width changes by 1 Tdly per cycle. The amount of change in the modulation width per cycle is called the modulation width for one cycle.
図3は、基準クロック信号CKREFのクロックサイクルと変調幅の関係を示す図である。横軸には、クロックサイクルのサイクル数を示している。クロックサイクルを時間に換算すれば、横軸は時間を示す。縦軸は、Tdly単位の変調幅を整数で示す。例えば、「3」は変調幅3Tdlyを意味する。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the clock cycle of the reference clock signal CKREF and the modulation width. The horizontal axis shows the number of clock cycles. If the clock cycle is converted to time, the horizontal axis indicates time. The vertical axis indicates the modulation width in Tdly units as an integer. For example, "3" means a modulation width of 3 Tdly.
サイクル数0における変調幅は0である。スペクトラム拡散回路10は、サイクル数1〜4において変調幅を1Tdlyずつ増加させ、サイクル数5〜12において変調幅を1Tdlyずつ減少させ、サイクル数13〜16において変調幅を1Tdlyずつ増加させる。サイクル数16における変調幅は0に戻る。16クロックサイクルを変調周期TMDとして、以降、同様な変調が繰り返される。
The modulation width at 0 cycles is 0. The
図3において、変調幅の最大値はMDR=4Tdlyである。基準クロック信号CKREFの周期Rateに対する変調幅の最大値MDRの比を、変調率と呼ぶ。図3の例では、変調率は、MDR/Rate×100%で表される。本実施形態では基準クロック信号CKREFの周波数は1MHzとしており、従ってRate=1000nsである。また変調幅Tdly=0.2nsとした。従ってMDR=4Tdly=0.8nsである。これにより基準クロック信号CKREFの変調率=0.8ns/1000ns×100=0.08%となる。また、1サイクル分の変調幅はMDW1であり、変調幅の時間変化の傾きに対応している。即ち、MDW1が大きいほど変調幅の時間変化の傾きが大きい。MDW1を変調率に変換したもの、即ち、基準クロック信号CKREFの周期Rateに対するMDW1の比を、1クロック変調率と呼ぶ。図3の例では、MDW1=1Tdlyであり、1クロック変調率はMDW1/Rate×100%で表される。本実施形態では、基準クロック信号CKREFの1クロック変調率=0.2ns/1000ns×100=0.02%となる。 In FIG. 3, the maximum value of the modulation width is MDR = 4Tdry. The ratio of the maximum value MDR of the modulation width to the period Rate of the reference clock signal CKREF is called the modulation factor. In the example of FIG. 3, the modulation factor is represented by MDR / Rate × 100%. In the present embodiment, the frequency of the reference clock signal CKREF is 1 MHz, and therefore Rate = 1000 ns. The modulation width Tdry = 0.2 ns. Therefore, MDR = 4Tdry = 0.8ns. As a result, the modulation factor of the reference clock signal CKREF = 0.8 ns / 1000 ns × 100 = 0.08%. Further, the modulation width for one cycle is MDW1, which corresponds to the slope of the time change of the modulation width. That is, the larger the MDW1, the larger the slope of the time change of the modulation width. The one obtained by converting MDW1 into a modulation factor, that is, the ratio of MDW1 to the periodic Rate of the reference clock signal CKREF is referred to as one clock modulation factor. In the example of FIG. 3, MDW1 = 1Tdry, and one clock modulation factor is represented by MDW1 / Rate × 100%. In the present embodiment, one clock modulation factor of the reference clock signal CKREF = 0.2 ns / 1000 ns × 100 = 0.02%.
なお、図3では図示しやすいように変調周期、変調率、及び1サイクル分の変調幅等のパラメーターを決めたが、これらのパラメーターは図3に限定されるものではない。例えば、スペクトラム拡散の変調率は、十分なEMI削減効果が得られる程度であればよい。 In FIG. 3, parameters such as a modulation cycle, a modulation rate, and a modulation width for one cycle are determined for easy illustration, but these parameters are not limited to FIG. For example, the modulation factor of spread spectrum may be such that a sufficient EMI reduction effect can be obtained.
図4は、PLL回路20が生成した出力クロック信号CKQのクロックサイクルと変調幅の関係を示す図である。PLL回路20は基準クロック信号CKREFをm逓倍する。mは2以上の整数である。図4には、m=100の場合を図示している。なお、図4の横軸は図3と同様にクロックサイクルのサイクル数であるが、出力クロック信号CKQの変調周期は、基準クロック信号CKREFの変調周期TMDと同じ時間であるため、時間スケールで見た時に図4の横軸と図3の横軸が一致するように、図示している。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the clock cycle and the modulation width of the output clock signal CKQ generated by the
本実施形態では、出力クロック信号CKQの周期Rate’は、基準クロック信号CKREFの周期Rateの1/mに設定している。また出力クロック信号CKQの1サイクル分の変調幅Tdly’は、基準クロック信号CKREFの1サイクル分の変調幅Tdlyの1/m2としている。ここで出力クロック信号CKQの1クロック変調率MDW1’=Tdly’であるから、出力クロック信号CKQの1クロック変調率はMDW1’/Rate’×100%=(1/m2・Tdly)/(1/m・Rate)×100%=1/m・Tdly/Rateである。即ち、基準クロック信号CKREFの1クロック変調率の1/m=1/100が出力クロック信号CKQの1クロック変調率となっている。換言すれば、基準クロック信号CKREFの1クロック変調率は、出力クロック信号CKQの1クロック変調率のm倍=100倍となっている。 In the present embodiment, the period Rate'of the output clock signal CKQ is set to 1 / m of the period Rate'of the reference clock signal CKREF. Further, the modulation width Tdry'for one cycle of the output clock signal CKQ is set to 1 / m 2 of the modulation width Tdry'for one cycle of the reference clock signal CKREF. Here, since the 1-clock modulation rate of the output clock signal CKQ is MDW1'= Tdry', the 1-clock modulation rate of the output clock signal CKQ is MDW1'/ Rate' × 100% = (1 / m 2 · Tdly) / (1). / M · Rate) x 100% = 1 / m · Tdry / Rate. That is, 1 / m = 1/100 of the 1-clock modulation rate of the reference clock signal CKREF is the 1-clock modulation rate of the output clock signal CKQ. In other words, the 1-clock modulation rate of the reference clock signal CKREF is m times = 100 times the 1-clock modulation rate of the output clock signal CKQ.
PLL回路20は、基準クロック信号CKREFに対して出力クロック信号CKQを位相同期させるが、基準クロック信号CKREFの変調周期TMDが短すぎる、或いは基準クロック信号CKREFの1クロック変調率が大きすぎる場合には、基準クロック信号CKREFに追従できない。
The
このため、本実施形態では、スペクトラム拡散回路10は、出力クロック信号CKQの変調率が基準クロック信号CKREFの変調率と同じになるような変調周期TMDの基準クロック信号CKREFを、出力する。本実施形態では、出力クロック信号CKQの変調幅の最大値はMDR’=4Tdly”=4・1/m・Tdlyとしてあり、周期Rate’=1/m・Rateとしてあることから、出力クロック信号CKQの変調率=MDR’/Rate’=(4・1/m・Tdly)/(1/m・Rate)=4・Tdly/Rate=基準クロック信号CKREFの変調率となる。ここで、Tdly”は出力クロック信号CKQが基準クロック信号CKREFの1クロックサイクルに一致するクロックサイクル数であるmクロックサイクル毎の変調幅である。換言するとTdly”は出力クロック信号CKQの変調幅Tdly’のm倍の変調幅となる。
Therefore, in the present embodiment, the
変調率を固定し、変調周期TMDを短くしていったとする。このとき、ある下限より短い変調周期TMDではPLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従しなくなる。本実施形態では、この下限より長い変調周期TMDの基準クロック信号CKREFをスペクトラム拡散回路10が生成する。これにより、スペクトラム拡散された基準クロック信号CKREFに対してPLL回路20が追従可能となるので、スペクトラム拡散された高周波数の出力クロック信号CKQを得ることができる。なお、出力クロック信号CKQの変調率と基準クロック信号CKREFの変調率は、厳密に同じである必要はない。即ち、PLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従していれば、出力クロック信号CKQの変調率と基準クロック信号CKREFの変調率に多少の違いがあってもよい。
It is assumed that the modulation rate is fixed and the modulation cycle TMD is shortened. At this time, if the modulation cycle TMD is shorter than a certain lower limit, the
ここで、PLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従するとは、PLL回路20が出力クロック信号CKQのmクロック毎に基準クロック信号CKREFと位相比較している状態を意味する。逆に、PLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従できないとは、PLL回路20が出力クロック信号CKQのmクロック毎ではなく誤ったエッジで基準クロック信号CKREFと位相比較している状態を意味する。
Here, the fact that the
また本実施形態では、スペクトラム拡散回路10は、出力クロック信号CKQの1クロック変調率のm倍が基準クロック信号CKREFの1クロック変調率と同じになるような変調周期TMDの基準クロック信号CKREFを、出力する。言い換えれば、出力クロック信号CKQにおける変調幅の時間変化の傾きが、基準クロック信号CKREFにおける変調幅の時間変化の傾きと同じ、ということである。
Further, in the present embodiment, the
基準クロック信号CKREFの1クロック変調率を大きくしていったとき、ある上限より大きい1クロック変調率ではPLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従しなくなる。本実施形態では、この上限より小さい1クロック変調率の基準クロック信号CKREFをスペクトラム拡散回路10が生成する。これにより、スペクトラム拡散された基準クロック信号CKREFに対してPLL回路20が追従可能となるので、スペクトラム拡散された高周波数の出力クロック信号CKQを得ることができる。なお、出力クロック信号CKQの1クロック変調率のm倍と基準クロック信号CKREFの1クロック変調率は、厳密に同じである必要はない。即ち、PLL回路20が基準クロック信号CKREFに追従していれば、出力クロック信号CKQの1クロック変調率のm倍と基準クロック信号CKREFの1クロック変調率に多少の違いがあってもよい。
When the 1-clock modulation rate of the reference clock signal CKREF is increased, the
また本実施形態では、スペクトラム拡散回路10は、基準クロック信号CKREFの1サイクル分の変調幅MDW1が、PLL回路20の許容サイクルトゥサイクルジッターよりも小さくなる基準クロック信号CKREFを、出力する。サイクルトゥサイクルジッターとは、基準クロック信号CKREFのサイクル間における周期変動のことである。即ち、サイクルトゥサイクルジッターとは、基準クロック信号CKREFの、あるサイクルにおける周期と、その次のサイクルにおける周期との差のことである。許容サイクルトゥサイクルジッターとは、PLL回路20が追従可能なサイクルトゥサイクルジッターの上限のことである。
Further, in the present embodiment, the
具体的には、基準クロック信号CKREFの1サイクル分の変調幅MDW1がPLL回路20の許容サイクルトゥサイクルジッターよりも小さくなるように、基準クロック信号CKREFの変調周期TMD及び1クロック変調率が設定されている。これにより、出力クロック信号CKQの変調率が基準クロック信号CKREFの変調率と同じになる、或いは、出力クロック信号CKQの1クロック変調率のm倍が基準クロック信号CKREFの1クロック変調率と同じになる、という条件が満たされる。
Specifically, the modulation cycle TMD and one clock modulation factor of the reference clock signal CKREF are set so that the modulation width MDW1 for one cycle of the reference clock signal CKREF is smaller than the allowable cycle-to-cycle jitter of the
図5は、回路装置100の第2構成例である。回路装置100は、デューティー変換回路13とスペクトラム拡散回路10とPLL回路20とを含む。なお既に説明した構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の説明を適宜に省略する。
FIG. 5 is a second configuration example of the
デューティー変換回路13には第2入力クロック信号CKIN’が入力される。デューティー変換回路13は、第2入力クロック信号CKIN’を、ハイ幅のデューティーが50%より小さい入力クロック信号CKINに変換し、その入力クロック信号CKINをスペクトラム拡散回路10に出力する。第2入力クロック信号CKIN’は、回路装置100の外部から入力されてもよいし、回路装置100に内蔵された不図示の発振回路等によって生成されてもよい。
The second input clock signal CKIN'is input to the
具体的には、デューティー変換回路13が出力する入力クロック信号CKINのハイ幅とロー幅の比を1:pとしたとき、pは1より大きい実数である。スペクトラム拡散回路10は、デューティー変換回路13からの入力クロック信号CKINに対してスペクトラム拡散処理を行う。なお、第2入力クロック信号CKIN’のデューティーは任意である。
Specifically, when the ratio of the high width to the low width of the input clock signal CKIN output by the
図6は、スペクトラム拡散回路10の詳細構成例である。スペクトラム拡散回路10は、ディレイライン11とセレクター12とデューティー変換回路13と制御回路14とを含む。なお以下では、入力クロック信号CKINをクロック信号CK0とも呼ぶ。
FIG. 6 is a detailed configuration example of the
ディレイライン11は、直列に接続されたn個の遅延素子を含む。nは3以上の整数であり、ここではn=16とする。16個の遅延素子はインバーターIV1〜IV16である。直列に接続されるとは、インバーターIVjの出力がインバーターIVj+1に入力されるということである。jは1以上15以下の整数である。インバーターIV1〜IV16は、クロック信号CK0を順次に遅延させる。
The
インバーターIV1〜IV16のうちk個のインバーターの出力ノードがセレクター12に接続される。kは1以上でnより小さい整数である。図5ではk=7であり、k個のインバーターは、IV1、IV3、IV6、IV10、IV13、IV15、IV16である。従って、セレクター12には、クロック信号CK1、CK3、CK6、CK10、CK13、CK15、CK16が入力される。またセレクター12にはクロック信号CK0が入力される。
The output nodes of k of the inverters IV1 to IV16 are connected to the
セレクター12は、クロック信号CK0、CK1、CK3、CK6、CK10、CK13、CK15、CK16から1つのクロック信号を選択し、そのクロック信号を基準クロック信号CKREFとして出力する。具体的には、セレクター12は、クロックサイクル0、1、2、3、4、5、6、7、8においてクロック信号CK0、CK1、CK3、CK6、CK10、CK13、CK15、CK16を選択する。クロック信号CK0、CK1、CK3、CK6、CK10、CK13、CK15、CK16の遅延は、Tdly単位で0、1、3、6、10、13、15、16である。このため、クロックサイクル0、1、2、3、4、5、6、7、8における変調幅は、Tdly単位で0、1、2、3、4、3、2、1となる。またセレクター12は、クロックサイクル9、10、11、12、13、14、15、16においてクロック信号CK15、CK13、CK10、CK6、CK3、CK1、CK0を選択する。これにより、クロックサイクル9、10、11、12、13、14、15、16における変調幅は、0、−1、−2、−3、−4、−3、−2、−1、0となる。このようにして、図3で説明した変調が実現される。
The
制御回路14は、セレクター12のクロック選択動作を制御する。具体的には、上述した順序で基準クロック信号CKREFを選択するようにセレクター12を制御する。制御回路14は入力クロック信号CKINに基づいて動作する。具体的には、制御回路14は、クロック信号CK0のエッジタイミングで、セレクター12に基準クロック信号CKREFを切り替えさせる。
The
本実施形態によれば、1つのディレイライン11のみを用いて、遅延時間が異なる複数のクロック信号CK1〜CK16を生成しているので、クロック信号CK1〜CK16間の遅延調整が容易である。即ち、電圧、温度、及びプロセスの変動によって、遅延素子の遅延時間が変動するが、ディレイライン11が1つのみであるため、クロック信号CK1〜CK16間の前後関係が入れ替わることがなく、またクロック間の遅延時間も均等である。
According to the present embodiment, since a plurality of clock signals CK1 to CK16 having different delay times are generated by using only one
また、本実施形態によれば、セレクター12には、16個のインバーターIV1〜IV16のうち7個のインバーターIV1、IV3、IV6、IV10、IV13、IV15、IV16からクロック信号が入力される。例えば特許文献1の図12には、全ての遅延素子からセレクターにクロック信号が入力されるスペクトラム拡散クロックジェネレーターが記載されている。このような構成に比べて、本実施形態ではディレイライン11とセレクター12を接続する配線数が削減されるので、回路規模を小さくできる。
Further, according to the present embodiment, clock signals are input to the
7個のインバーターIV1、IV3、IV6、IV10、IV13、IV15、IV16は、階差数列に基づいて選択されている。階差数列とは、元になる数列から生成された数列であり、元になる数列において隣り合う項の差を数列にしたものである。 The seven inverters IV1, IV3, IV6, IV10, IV13, IV15, IV16 are selected based on the difference sequence. The difference sequence is a sequence generated from the original sequence, and the difference between adjacent terms in the original sequence is made into a sequence.
具体的には、上記7個のインバーターの番号を数列の項とすると、数列は{1,3,6,10,13,15,16}となる。ここでは、クロック信号CK0に対応する項として0を加え、数列を{0,1,3,6,10,13,15,16}とする。これを元となる数列とすると、階差数列は{1,2,3,4,3,2,1}となる。{1,2,3,4}は公差が1の等差数列であり、{4,3,2,1}は公差が−1の等差数列である。等差数列とは、隣り合う項の差が共通である数列であり、その共通の差は公差と呼ばれる。このように本実施形態では、階差数列が等差数列となるように7個のインバーターが選択されている。 Specifically, if the numbers of the above seven inverters are the terms of a sequence, the sequence is {1,3,6,10,13,15,16}. Here, 0 is added as a term corresponding to the clock signal CK0, and the sequence is {0,1,3,6,10,13,15,16}. If this is used as the base sequence, the difference sequence is {1,2,3,4,3,2,1}. {1,2,3,4} is an arithmetic progression with a tolerance of 1, and {4,3,2,1} is an arithmetic progression with a tolerance of -1. Arithmetic progression is a sequence in which the differences between adjacent terms are common, and the common differences are called tolerances. As described above, in the present embodiment, seven inverters are selected so that the arithmetic progression becomes an arithmetic progression.
図7は、セレクター12の詳細構成例である。セレクター12は、入力回路BFS0、IVS1、IVS3、BFS6、BFS10、IVS13、IVS15、BFS16と、遅延調整回路15とを含む。
FIG. 7 is a detailed configuration example of the
入力回路BFS0には、クロック信号CK0が入力される。入力回路IVS1、IVS3、BFS6、BFS10、IVS13、IVS15、BFS16は、k個のクロック信号が入力されるk個の入力回路であり、ここではk=7である。即ち、入力回路IVS1、IVS3、BFS6、BFS10、IVS13、IVS15、BFS16には、クロック信号CK1、CK3、CK6、CK10、CK10、CK13、CK15、CK16が入力される。 The clock signal CK0 is input to the input circuit BFS0. Input circuits IVS1, IVS3, BFS6, BFS10, IVS13, IVS15, and BFS16 are k input circuits into which k clock signals are input, and here, k = 7. That is, clock signals CK1, CK3, CK6, CK10, CK10, CK13, CK15, and CK16 are input to the input circuits IVS1, IVS3, BFS6, BFS10, IVS13, IVS15, and BFS16.
入力回路BFS0はバッファーである。奇数個目のインバーターIV1、IV3、IV13、IV15からクロック信号CK1、CK3、CK13、CK15が入力される入力回路IVS1、IVS3、IVS13、IVS15は、インバーターである。偶数個目のインバーターIV6、IV10、IV16からクロック信号CK6、CK10、CK16が入力される入力回路BFS6、BFS10、BFS16は、バッファーである。なお、図6におけるバッファーとは、入力信号の論理と同一論理の出力信号を出力するロジック素子のことである。 The input circuit BFS0 is a buffer. The input circuits IVS1, IVS3, IVS13, and IVS15 to which the clock signals CK1, CK3, CK13, and CK15 are input from the odd-numbered inverters IV1, IV3, IV13, and IV15 are inverters. The input circuits BFS6, BFS10, and BFS16 to which the clock signals CK6, CK10, and CK16 are input from the even-numbered inverters IV6, IV10, and IV16 are buffers. The buffer in FIG. 6 is a logic element that outputs an output signal having the same logic as the logic of the input signal.
図6で説明したように、ディレイライン11を構成する遅延素子はインバーターである。このため、奇数個目のインバーターIV1、IV3、IV13、IV15から出力されるクロック信号CK1、CK3、CK13、CK15は、クロック信号CK0に対して論理が反転している。本実施形態では、入力回路IVS1、IVS3、IVS13、IVS15がインバーターであるため、入力回路IVS1、IVS3、IVS13、IVS15が出力するクロック信号は、クロック信号CK0に対して同一論理となる。なお、ここでの論理反転及び同一論理とは、インバーターによる遅延時間を無視すれば論理反転或いは同一論理となるという意味である。
As described with reference to FIG. 6, the delay element constituting the
制御回路14は、選択信号SEL0、SEL1、SEL3、SEL6、SEL10、SEL13、SEL15、SEL16を入力回路IVS1、IVS3、BFS6、BFS10、IVS13、IVS15、BFS16に出力する。制御回路14は、これらの選択信号のいずれか1つをアクティブにし、それ以外の選択信号を非アクティブにする。アクティブの選択信号が入力された入力回路はイネーブル状態となり、入力されたクロック信号を通過させる。非アクティブの選択信号が入力された入力回路の出力はハイインピーダンスとなる。選択信号によって選択されたクロック信号をCKSQとする。
The
遅延調整回路15は、クロック信号CKSQの遅延調整を行い、調整後のクロック信号を基準クロック信号CKREFとして出力する。遅延調整とは、クロック信号の所望遅延量に対する誤差を減少させる調整のことである。具体的には、入力回路のうちインバーターから出力されるクロック信号と、バッファーから出力されるクロック信号とで、遅延量に違いが生じるので、その差を遅延調整回路15が調整する。遅延調整回路15は、バッファーBADJ1、BADJ2、BADJQを含む。
The
制御回路14は、バッファーBADJ1、BADJ2に調整制御信号SADJ1、SADJ2を出力する。制御回路14は、バッファーである入力回路BFS0、BFS6、BFS10、BFS16のいずれかをイネーブルにするとき、調整制御信号SADJ1をアクティブにする。バッファーBADJ1はイネーブルとなり、クロック信号CKSQをドライブする。このとき調整制御信号SADJ2は非アクティブであり、バッファーBADJ2の出力はハイインピーダンスである。制御回路14は、インバーターである入力回路IVS1、IVS3、IVS13、IVS15のいずれかをイネーブルにするとき、調整制御信号SADJ2をアクティブにする。バッファーBADJ2はイネーブルとなり、クロック信号CKSQをドライブする。このとき調整制御信号SADJ1は非アクティブであり、バッファーBADJ1の出力はハイインピーダンスである。
The
バッファーBADJ1の遅延時間とバッファーBADJ2の遅延時間は異なっており、所望遅延量に対する誤差が補正されるようになっている。即ち、入力回路のうちインバーターから出力されるクロック信号の遅延量と、バッファーから出力されるクロック信号の遅延量との差が、補正されるようになっている。バッファーBADJQは、バッファーBADJ1又はバッファーBADJ2から出力されるクロック信号をドライブし、基準クロック信号CKREFとして出力する。 The delay time of the buffer BADJ1 and the delay time of the buffer BADJ2 are different, and the error with respect to the desired delay amount is corrected. That is, the difference between the delay amount of the clock signal output from the inverter and the delay amount of the clock signal output from the buffer in the input circuit is corrected. The buffer BADJQ drives the clock signal output from the buffer BADJ1 or the buffer BADJ2 and outputs it as a reference clock signal CKREF.
本実施形態によれば、セレクター12の入力回路がクロック信号の論理を整合させるので、ディレイライン11の遅延素子としてインバーターIV1〜IV16を用いることが可能となっている。
According to this embodiment, since the input circuit of the
仮に遅延素子としてバッファーを用いたとすると、遅延素子の出力は同じ論理なので、ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち上がりエッジは、各遅延素子の出力においても立ち上がりエッジである。同様に、ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち下がりエッジは、各遅延素子の出力においても立ち下がりエッジである。このとき、遅延素子の立ち上がりエッジに対する遅延と、立ち下がりエッジに対する遅延に差があると、ディレイラインを通過したクロック信号のデューティーが崩れてしまう。 If a buffer is used as the delay element, the output of the delay element has the same logic, so that the rising edge of the clock signal input to the delay line is also the rising edge of the output of each delay element. Similarly, the falling edge of the clock signal input to the delay line is also the falling edge at the output of each delay element. At this time, if there is a difference between the delay with respect to the rising edge and the delay with respect to the falling edge of the delay element, the duty of the clock signal passing through the delay line collapses.
この点、本実施形態ではディレイライン11の遅延素子がインバーターなので、ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち上がりエッジは、各インバーターの出力において、交互に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジになる。このため、インバーターの立ち上がりエッジに対する遅延と、立ち下がりエッジに対する遅延に差があったとしても、交互に影響を受けて平均化される。ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち下がりエッジについても同様である。これにより、ディレイライン11を通過したクロック信号のデューティーが崩れにくい。
In this respect, since the delay element of the
図8は、デューティー変換回路13及びスペクトラム拡散回路10の動作を説明する波形図である。
FIG. 8 is a waveform diagram illustrating the operation of the
デューティー変換回路13は、ハイ幅とロー幅のデューティーが1:7であるクロック信号CK0を生成する。なお上述したように、クロック信号CK0のハイ幅デューティーは50%より小さければよい。
The
インバーターIV1〜IV16は、クロック信号CK1〜CK16を出力する。なお図8では、図示を分かりやすくするために、インバーターによる論理反転を無視して正論理でクロック信号CK1〜CK16を示している。クロック信号CK1〜CK16は、クロック信号CK0に対してTdlyずつ順次に遅延している。Tdlyは、インバーター1つ分の遅延時間である。 Inverters IV1 to IV16 output clock signals CK1 to CK16. In FIG. 8, the clock signals CK1 to CK16 are shown in positive logic by ignoring the logic inversion by the inverter in order to make the illustration easier to understand. The clock signals CK1 to CK16 are sequentially delayed by Tdry with respect to the clock signal CK0. Tdry is a delay time for one inverter.
セレクター12は、クロック信号CK0の周期で基準クロック信号CKREFを選択する。具体的には、セレクター12は、選択タイミングTSa、TSb、TSc、TSd、TSe、TSf、TSg、TSh、TSiで、基準クロック信号CKREFをクロック信号CK0、CK1、CK3、CK6、CK10、CK13、CK15、CK16に切り替える。選択タイミングTSa〜TSiは、クロック信号CK0のエッジタイミングである。
The
選択タイミングTSa〜TShのうち任意の1つを第1選択タイミングとする。第2選択タイミングは、第1選択タイミングの次の選択タイミングである。以下、第1選択タイミングをTSaとし、第2選択タイミングをTSbとする。第1選択タイミングTSa及び第2選択タイミングTSbにおいてクロック信号CK1〜CK16は第1電圧レベルである。そして、第1選択タイミングTSaと第2選択タイミングTSbの間に、クロック信号CK1〜CK16は第1電圧レベルから第2電圧レベルに遷移し、第2電圧レベルから第1電圧レベルに遷移する。図8では、第1電圧レベルをローレベルとし、第2電圧レベルをハイレベルとしている。 Selection timing Any one of TSa to TSh is set as the first selection timing. The second selection timing is the selection timing next to the first selection timing. Hereinafter, the first selection timing will be referred to as TSa, and the second selection timing will be referred to as TSb. In the first selection timing TSa and the second selection timing TSb, the clock signals CK1 to CK16 are the first voltage level. Then, between the first selection timing TSa and the second selection timing TSb, the clock signals CK1 to CK16 transition from the first voltage level to the second voltage level, and transition from the second voltage level to the first voltage level. In FIG. 8, the first voltage level is set to the low level and the second voltage level is set to the high level.
選択タイミングにおいてハイレベルとなるクロック信号が存在した場合、セレクター12がそのクロック信号を選択すると、基準クロック信号CKREFにおいて本来1サイクルであるべき期間に2つのクロックパルスが発生する可能性がある。本実施形態では、選択タイミングにおいてクロック信号CK1〜CK16が全てローレベルなので、基準クロック信号CKREFにおいて本来1サイクルであるべき期間に1つのクロックパルスのみを発生させることができる。
When there is a clock signal having a high level at the selection timing, when the
ディレイライン11の最後のインバーターIV16が出力するクロック信号CK16は、クロック信号CK0に対して最も遅延している。クロック信号CK0のデューティーが大きいと、クロック信号CK16が選択タイミングにおいてハイレベルとなる、或いはクロック信号CK16が選択タイミングにおいてローレベルとなるためのマージンが不足する。本実施形態では、デューティー変換回路13がクロック信号CK0のハイ幅デューティーを50%より小さくすることで、クロック信号CK16が選択タイミングにおいてローレベルとなるためのマージンを確保できる。
The clock signal CK16 output by the last inverter IV16 of the
図9は、スペクトラム拡散回路10の第2詳細構成例である。図9では、スペクトラム拡散回路10は2つのディレイラインを含む。具体的には、スペクトラム拡散回路10は第1ディレイライン31と第2ディレイライン32とセレクター33と制御回路34とを含む。
FIG. 9 is a second detailed configuration example of the
第1ディレイライン31及び第2ディレイライン32の各々は、複数の遅延素子を含む。第1ディレイライン31は入力クロック信号CKINに基づいて第1の複数のクロック信号を生成し、第2ディレイライン32は入力クロック信号CKINに基づいて第2の複数のクロック信号を生成する。第1の複数のクロック信号及び第2の複数のクロック信号をまとめて複数のクロック信号とすると、その複数のクロック信号は互いに遅延時間が異なっている。セレクター33は、制御回路34からの制御に基づいて、複数のクロック信号からいずれかのクロック信号を選択し、その選択したクロック信号を基準クロック信号CKREFとして出力する。
Each of the
図10は、PLL回路20の詳細構成例である。PLL回路20は、比較回路21とループフィルター22と発振回路23と分周回路24とを含む。なお図10のPLL回路20は一例であって、PLL回路20の構成はこれに限定されない。
FIG. 10 is a detailed configuration example of the
分周回路24は出力クロック信号CKQを分周し、その分周したクロック信号を分周クロック信号CKDIVとして出力する。比較回路21は、基準クロック信号CKREFの位相と分周クロック信号CKDIVの位相とを比較し、その比較結果を信号CPQとして出力する。ループフィルター22は、信号CPQをループフィルター処理し、その処理後の信号を制御値LPQとして出力する。発振回路23は、制御値LPQによって制御される発振周波数で発振し、その発振により得られるクロック信号を出力クロック信号CKQとして出力する。
The
例えば、比較回路21はチャージポンプ回路であり、ループフィルター22は、受動素子で構成されたアナログフィルターであり、制御値LPQは電圧であり、発振回路23は電圧制御発振回路である。或いは、PLL回路20はADPLLであってもよい。ADPLLは、All Digital Phase Locked Loopの略である。この場合、比較回路21は時間デジタル変換回路であり、ループフィルター22はデジタルフィルターであり、制御値LPQはデジタルデータであり、発振回路23はデジタル制御発振回路である。
For example, the
3.電子機器、移動体
図11は、本実施形態の回路装置を含む電子機器の構成例である。電子機器300は、処理装置310、回路装置320、表示ドライバー330、表示パネル340、記憶装置350、操作装置360、通信装置370を含む。回路装置320は図1又は図5の回路装置100に対応する。
3. 3. Electronic device, mobile FIG. 11 is a configuration example of an electronic device including the circuit device of the present embodiment. The
処理装置310は、記憶装置350に記憶された画像データ、又は通信装置370が受信した画像データを回路装置320に転送する。図11の例では回路装置320は表示コントローラーである。回路装置320は、スペクトラム拡散された出力クロック信号CKQに基づいて動作する。出力クロック信号CKQは例えば回路装置320のマスタークロックである。回路装置320は、画像データに対する画像処理、表示タイミング制御、及び表示ドライバーに転送する画像データの生成等を行う。表示ドライバー330は、回路装置320から転送された画像データと、回路装置320による表示タイミング制御に基づいて、表示パネル340を駆動し、画像を表示させる。表示パネル340は、例えば液晶表示パネル、或いはEL表示パネル等である。記憶装置350は、例えばメモリー、或いはハードディスクドライブ、或いは光学ディスクドライブ等である。操作装置360は、電子機器300をユーザーが操作するための装置であり、例えばボタンや、或いはタッチパネルや、或いはキーボード等である。通信装置370は、例えば有線通信を行う装置、或いは無線通信を行う装置である。有線通信は、例えばLAN、又はUSB等である。無線通信は、例えば無線LANや、無線近接通信等である。
The
図12は、回路装置320を含む移動体の例である。移動体は、表示装置400と制御装置208とを含む。制御装置208は、回路装置320と、回路装置320に画像データを送信する処理装置310と、を含む。制御装置208はECU(Electronic Control Unit)であり、ECUに回路装置320と処理装置310が組み込まれる。なお回路装置320は表示装置400に組み込まれてもよい。回路装置320は、スペクトラム拡散された出力クロック信号CKQに基づいて動作する。出力クロック信号CKQは例えば回路装置320のマスタークロックである。本実施形態の回路装置320は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器又は装置である。図12は移動体の具体例としての自動車206を概略的に示している。図12の例では回路装置320は表示コントローラーである。回路装置320は、画像データに対する画像処理、表示タイミング制御、及び表示ドライバーに転送する画像データの生成等を行う。表示装置400は、回路装置320から転送された画像データと、回路装置320による表示タイミング制御に基づいて、画像を表示する。
FIG. 12 is an example of a mobile body including the
上記では回路装置320が表示コントローラーである場合を例に電子機器及び移動体の構成を説明したが、回路装置320の適用対象は表示コントローラーに限定されない。即ち、回路装置320は、スペクトラム拡散されたクロック信号に基づいて動作する様々な回路装置であってよい。
In the above, the configurations of the electronic device and the mobile body have been described by taking the case where the
以上に説明した本実施形態の回路装置は、PLL回路とスペクトラム拡散回路とを含む。PLL回路は、基準クロック信号に基づいて、基準クロック信号よりも周波数が高い出力クロック信号を生成する。スペクトラム拡散回路は、PLL回路の前段に設けられ、入力クロック信号に対してスペクトラム拡散処理を行い、スペクトラム拡散処理により得られたクロック信号を基準クロック信号としてPLL回路に出力する。 The circuit device of the present embodiment described above includes a PLL circuit and a spread spectrum circuit. The PLL circuit generates an output clock signal having a frequency higher than that of the reference clock signal based on the reference clock signal. The spread spectrum circuit is provided in front of the PLL circuit, performs spread spectrum processing on the input clock signal, and outputs the clock signal obtained by the spread spectrum processing to the PLL circuit as a reference clock signal.
本実施形態によれば、スペクトラム拡散回路をPLL回路の前段に設けたことで、出力クロック信号よりも周波数が低い入力クロック信号に対してスペクトラム拡散を行うことが可能である。これにより、PLL回路の後段にスペクトラム拡散回路を設けた場合に比べて、高周波数のスペクトラム拡散クロックを生成できる。 According to the present embodiment, by providing the spread spectrum circuit in front of the PLL circuit, it is possible to perform spread spectrum on an input clock signal having a frequency lower than that of the output clock signal. As a result, a high-frequency spread spectrum clock can be generated as compared with the case where the spread spectrum circuit is provided after the PLL circuit.
また本実施形態では、スペクトラム拡散回路は、出力クロック信号の変調率が基準クロック信号の変調率と同じになるような変調周期の基準クロック信号を、出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the spread spectrum circuit may output a reference clock signal having a modulation period such that the modulation factor of the output clock signal is the same as the modulation factor of the reference clock signal.
出力クロック信号の変調率が基準クロック信号の変調率と同じになるということは、PLL回路が、スペクトラム拡散された基準クロック信号に追従できているということである。本実施形態では、そのような変調周期の基準クロック信号をスペクトラム拡散回路が生成することで、PLL回路が、スペクトラム拡散された出力クロック信号を出力できる。 The fact that the modulation factor of the output clock signal is the same as the modulation factor of the reference clock signal means that the PLL circuit can follow the spread spectrum reference clock signal. In the present embodiment, the spread spectrum circuit generates the reference clock signal of such a modulation period, so that the PLL circuit can output the spread spectrum output clock signal.
また本実施形態では、PLL回路が基準クロック信号をm逓倍してもよい。mは2以上の整数である。このとき、スペクトラム拡散回路は、出力クロック信号の1クロック変調率のm倍が基準クロック信号の1クロック変調率と同じになるような変調周期の基準クロック信号を、出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the PLL circuit may multiply the reference clock signal by m. m is an integer of 2 or more. At this time, the spread spectrum circuit may output a reference clock signal having a modulation cycle such that m times of one clock modulation factor of the output clock signal is the same as one clock modulation factor of the reference clock signal.
出力クロック信号の1クロック変調率のm倍が基準クロック信号の1クロック変調率と同じになるということは、PLL回路が、スペクトラム拡散された基準クロック信号に追従できているということである。本実施形態では、そのような変調周期の基準クロック信号をスペクトラム拡散回路が生成することで、PLL回路が、スペクトラム拡散された出力クロック信号を出力できる。 The fact that m times the 1-clock modulation factor of the output clock signal is the same as the 1-clock modulation factor of the reference clock signal means that the PLL circuit can follow the spread-spectrum reference clock signal. In the present embodiment, the spread spectrum circuit generates the reference clock signal of such a modulation period, so that the PLL circuit can output the spread spectrum output clock signal.
また本実施形態では、スペクトラム拡散回路は、基準クロック信号の1サイクル分の変調幅が、PLL回路の許容サイクルトゥサイクルジッターよりも小さくなる基準クロック信号を、出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the spread spectrum circuit may output a reference clock signal in which the modulation width for one cycle of the reference clock signal is smaller than the allowable cycle-to-cycle jitter of the PLL circuit.
許容サイクルトゥサイクルジッターとは、PLL回路が追従可能なサイクルトゥサイクルジッターの上限のことである。基準クロック信号の1サイクル分の変調幅を許容サイクルトゥサイクルジッターよりも小さくすることで、PLL回路が基準クロック信号に追従できる。即ち、出力クロック信号の変調率が基準クロック信号の変調率と同じになる、或いは、出力クロック信号の1クロック変調率のm倍が基準クロック信号の1クロック変調率と同じになる、という条件が満たされる。 The permissible cycle-to-cycle jitter is the upper limit of the cycle-to-cycle jitter that the PLL circuit can follow. By making the modulation width for one cycle of the reference clock signal smaller than the allowable cycle-to-cycle jitter, the PLL circuit can follow the reference clock signal. That is, the condition is that the modulation factor of the output clock signal is the same as the modulation factor of the reference clock signal, or m times the modulation factor of one clock of the output clock signal is the same as the modulation factor of one clock of the reference clock signal. It is filled.
また本実施形態では、スペクトラム拡散回路は、直列接続されたn個の遅延素子と、セレクターと、を含んでもよい。nは3以上の整数である。セレクターには、n個の遅延素子のうちk個の遅延素子からk個のクロック信号が入力される。kは1以上でnより小さい整数である。セレクターは、k個のクロック信号から選択したクロック信号に基づいて基準クロック信号を出力してもよい。 Further, in the present embodiment, the spread spectrum circuit may include n delay elements connected in series and a selector. n is an integer of 3 or more. To the selector, k clock signals are input from k delay elements out of n delay elements. k is an integer greater than or equal to 1 and less than n. The selector may output a reference clock signal based on a clock signal selected from k clock signals.
本実施形態では、n個の遅延素子がディレイラインを構成する。本実施形態によれば、ディレイラインの全ての遅延素子からセレクターにクロック信号が入力される構成に比べて、ディレイラインとセレクターを接続する配線数がk本に削減されるので、回路規模を小さくできる。 In this embodiment, n delay elements form a delay line. According to this embodiment, the number of wires connecting the delay line and the selector is reduced to k as compared with the configuration in which the clock signal is input to the selector from all the delay elements of the delay line, so that the circuit scale is reduced. it can.
また本実施形態では、k個の遅延素子は、n個の遅延素子から階差数列に基づいて選択された遅延素子であってもよい。 Further, in the present embodiment, the k delay elements may be delay elements selected from n delay elements based on the difference sequence.
スペクトラム拡散において基準クロック信号のクロックエッジ間の周期は、その周期の始まりのエッジの遅延時間と、その周期の終わりのエッジの遅延時間との差である。即ち、遅延時間の階差数列が、基準クロック信号のクロックエッジ間の周期となっている。本実施形態では、n個の遅延素子から階差数列に基づいてk個の遅延素子が選択されることで、スペクトラム拡散の変調パターンが設定される。 In spread spectrum, the period between the clock edges of a reference clock signal is the difference between the delay time of the edge at the beginning of the period and the delay time of the edge at the end of the period. That is, the difference sequence of the delay time is the period between the clock edges of the reference clock signal. In the present embodiment, the modulation pattern of spread spectrum is set by selecting k delay elements from the n delay elements based on the difference sequence.
また本実施形態では、n個の遅延素子の各遅延素子は、インバーター回路であってもよい。 Further, in the present embodiment, each delay element of the n delay elements may be an inverter circuit.
本実施形態によれば、ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち上がりエッジは、各インバーターの出力において、交互に立ち上がりエッジと立ち下がりエッジになる。このため、インバーターの立ち上がりエッジに対する遅延と、立ち下がりエッジに対する遅延に差があったとしても、交互に影響を受けて平均化される。ディレイラインに入力されたクロック信号の立ち下がりエッジについても同様である。これにより、ディレイラインを通過したクロック信号のデューティーが崩れにくい。 According to the present embodiment, the rising edge of the clock signal input to the delay line alternately becomes a rising edge and a falling edge at the output of each inverter. Therefore, even if there is a difference between the delay with respect to the rising edge and the delay with respect to the falling edge of the inverter, they are alternately affected and averaged. The same applies to the falling edge of the clock signal input to the delay line. As a result, the duty of the clock signal that has passed through the delay line is unlikely to collapse.
また本実施形態では、セレクターは、k個のクロック信号が入力されるk個の入力回路を有してもよい。k個の入力回路のうち、n個の遅延素子の奇数個目の遅延素子からクロック信号が入力される入力回路は、インバーターであってもよい。k個の入力回路のうち、n個の遅延素子の偶数個目の遅延素子からクロック信号が入力される入力回路は、バッファーであってもよい。 Further, in the present embodiment, the selector may have k input circuits into which k clock signals are input. Of the k input circuits, the input circuit in which the clock signal is input from the odd-numbered delay elements of the n delay elements may be an inverter. Of the k input circuits, the input circuit in which the clock signal is input from the even-numbered delay elements of the n delay elements may be a buffer.
遅延素子がインバーターのとき、奇数個目の遅延素子から出力されるクロック信号は、入力クロック信号に対して論理が反転している。本実施形態では、奇数個目の遅延素子からクロック信号が入力される入力回路がインバーターであるため、入力回路が出力するクロック信号は、入力クロック信号に対して同一論理となる。このようにして、セレクターの入力回路がクロック信号の論理を整合させることができる。 When the delay element is an inverter, the logic of the clock signal output from the odd-numbered delay elements is inverted with respect to the input clock signal. In the present embodiment, since the input circuit in which the clock signal is input from the odd-th delay element is an inverter, the clock signal output by the input circuit has the same logic as the input clock signal. In this way, the input circuit of the selector can match the logic of the clock signal.
また本実施形態では、セレクターは、入力クロック信号のエッジタイミングに対応した選択タイミングで、k個のクロック信号から基準クロック信号を選択してもよい。k個のクロック信号の各クロック信号は、セレクターの第1選択タイミングと、第1選択タイミングの次の第2選択タイミングにおいて第1電圧レベルであり、第1選択タイミングと第2選択タイミングの間に、第1電圧レベルから第2電圧レベルに遷移し、第2電圧レベルから第1電圧レベルに遷移してもよい。 Further, in the present embodiment, the selector may select a reference clock signal from k clock signals at a selection timing corresponding to the edge timing of the input clock signal. Each clock signal of the k clock signals is the first voltage level at the first selection timing of the selector and the second selection timing following the first selection timing, and is between the first selection timing and the second selection timing. , The first voltage level may be changed to the second voltage level, and the second voltage level may be changed to the first voltage level.
k個のクロック信号の中に、選択タイミングにおいてハイレベルとなるクロック信号が存在した場合、セレクターがそのクロック信号を選択すると、基準クロック信号において本来1サイクルであるべき期間に2つのクロックパルスが発生する可能性がある。本実施形態では、選択タイミングにおいてk個のクロック信号が全てローレベルなので、基準クロック信号において本来1サイクルであるべき期間に1つのクロックパルスのみを発生させることができる。 If there is a clock signal with a high level at the selection timing among the k clock signals, when the selector selects the clock signal, two clock pulses are generated in the period that should be one cycle in the reference clock signal. there's a possibility that. In the present embodiment, since all k clock signals are at low level at the selection timing, only one clock pulse can be generated in the reference clock signal during the period that should originally be one cycle.
また本実施形態では、回路装置はデューティー変換回路を含んでもよい。デューティー変換回路は、第2入力クロック信号が入力され、第2入力クロック信号を、ハイ幅のデューティーが50%より小さい入力クロック信号に変換してもよい。スペクトラム拡散回路は、デューティー変換回路からの入力クロック信号に対してスペクトラム拡散処理を行ってもよい。 Further, in the present embodiment, the circuit device may include a duty conversion circuit. The duty conversion circuit may input a second input clock signal and convert the second input clock signal into an input clock signal having a high-width duty of less than 50%. The spread spectrum circuit may perform spread spectrum processing on the input clock signal from the duty conversion circuit.
本実施形態によれば、デューティー変換回路がクロック信号のハイ幅デューティーを50%より小さくすることで、ディレイラインが生成するn個のクロック信号が選択タイミングにおいてローレベルとなるためのマージンを確保できる。 According to the present embodiment, the duty conversion circuit makes the high-width duty of the clock signal smaller than 50%, so that a margin for the n clock signals generated by the delay line to become low level at the selection timing can be secured. ..
また本実施形態の電子機器は、上記のいずれかに記載の回路装置を含む。 Further, the electronic device of the present embodiment includes the circuit device according to any one of the above.
また本実施形態の移動体は、上記のいずれかに記載の回路装置を含む。 Further, the mobile body of the present embodiment includes the circuit device according to any one of the above.
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、電子機器及び移動体等の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as described above, those skilled in the art will easily understand that many modifications that do not substantially deviate from the new matters and effects of the present disclosure are possible. Therefore, all such variations are included in the scope of the present disclosure. For example, a term described at least once in a specification or drawing with a different term in a broader or synonymous manner may be replaced by the different term anywhere in the specification or drawing. All combinations of the present embodiment and modifications are also included in the scope of the present disclosure. Further, the configuration and operation of the circuit device, the electronic device, the mobile body, and the like are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications can be performed.
10…スペクトラム拡散回路、11…ディレイライン、12…セレクター、13…デューティー変換回路、14…制御回路、15…遅延調整回路、20…PLL回路、21…比較回路、22…ループフィルター、23…発振回路、24…分周回路、31…第1ディレイライン、32…第2ディレイライン、33…セレクター、34…制御回路、100…回路装置、206…自動車、208…制御装置、300…電子機器、310…処理装置、320…回路装置、330…表示ドライバー、340…表示パネル、350…記憶装置、360…操作装置、370…通信装置、400…表示装置、BFS0,BFS6,BFS10,BFS16…入力回路、CKIN…入力クロック信号、CKIN'…第2入力クロック信号、CKQ…出力クロック信号、CKREF…基準クロック信号、IV1〜IV16…インバーター、IVS1,IVS3,IVS13、IVS15…入力回路、MDW1…1サイクル分の変調幅、TMD…変調周期、TSa〜TSi…選択タイミング、Tdly…遅延時間 10 ... Spectrum diffusion circuit, 11 ... Delay line, 12 ... Selector, 13 ... Duty conversion circuit, 14 ... Control circuit, 15 ... Delay adjustment circuit, 20 ... PLL circuit, 21 ... Comparison circuit, 22 ... Loop filter, 23 ... Oscillation Circuit, 24 ... frequency division circuit, 31 ... first delay line, 32 ... second delay line, 33 ... selector, 34 ... control circuit, 100 ... circuit device, 206 ... automobile, 208 ... control device, 300 ... electronic device, 310 ... Processing device, 320 ... Circuit device, 330 ... Display driver, 340 ... Display panel, 350 ... Storage device, 360 ... Operation device, 370 ... Communication device, 400 ... Display device, BFS0, BFS6, BFS10, BFS16 ... Input circuit , CKIN ... Input clock signal, CKIN'... Second input clock signal, CKQ ... Output clock signal, CKREF ... Reference clock signal, IV1 to IV16 ... Inverter, IVS1, IVS3, IVS13, IVS15 ... Input circuit, MDW1 ... 1 cycle Modulation width, TMD ... Modulation cycle, TSa to TSi ... Selection timing, Tdry ... Delay time
Claims (12)
前記PLL回路の前段に設けられ、入力クロック信号に対してスペクトラム拡散処理を行い、前記スペクトラム拡散処理により得られたクロック信号を前記基準クロック信号として前記PLL回路に出力するスペクトラム拡散回路と、
を含むことを特徴とする回路装置。 A PLL circuit that generates an output clock signal having a frequency higher than that of the reference clock signal based on the reference clock signal.
A spread spectrum circuit provided in front of the PLL circuit, which performs spread spectrum processing on an input clock signal and outputs the clock signal obtained by the spread spectrum processing to the PLL circuit as the reference clock signal.
A circuit device characterized by including.
前記スペクトラム拡散回路は、
前記出力クロック信号の変調率が前記基準クロック信号の変調率と同じになるような変調周期の前記基準クロック信号を、出力することを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to claim 1,
The spread spectrum circuit
A circuit device for outputting the reference clock signal having a modulation period such that the modulation factor of the output clock signal is the same as the modulation factor of the reference clock signal.
前記PLL回路が前記基準クロック信号をm逓倍(mは2以上の整数)するとき、
前記スペクトラム拡散回路は、
前記出力クロック信号の1クロック変調率のm倍が前記基準クロック信号の1クロック変調率と同じになるような変調周期の前記基準クロック信号を、出力することを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to claim 1,
When the PLL circuit multiplies the reference clock signal by m (m is an integer of 2 or more).
The spread spectrum circuit
A circuit device for outputting the reference clock signal having a modulation period such that m times of one clock modulation factor of the output clock signal is the same as one clock modulation factor of the reference clock signal.
前記スペクトラム拡散回路は、
前記基準クロック信号の1サイクル分の変調幅が、前記PLL回路の許容サイクルトゥサイクルジッターよりも小さくなる前記基準クロック信号を、出力することを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to any one of claims 1 to 3.
The spread spectrum circuit
A circuit device characterized by outputting the reference clock signal in which the modulation width for one cycle of the reference clock signal is smaller than the allowable cycle-to-cycle jitter of the PLL circuit.
前記スペクトラム拡散回路は、
直列接続されたn個の遅延素子(nは3以上の整数)と、
前記n個の遅延素子のうちk個の遅延素子(kは1以上でnより小さい整数)からk個のクロック信号が入力され、前記k個のクロック信号から選択したクロック信号に基づいて前記基準クロック信号を出力するセレクターと、
を含むことを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to any one of claims 1 to 4.
The spread spectrum circuit
N delay elements (n is an integer of 3 or more) connected in series,
K clock signals are input from k delay elements (k is an integer greater than or equal to 1 and smaller than n) among the n delay elements, and the reference is based on a clock signal selected from the k clock signals. A selector that outputs a clock signal and
A circuit device characterized by including.
前記k個の遅延素子は、前記n個の遅延素子から階差数列に基づいて選択された遅延素子であることを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to claim 5,
A circuit device characterized in that the k delay elements are delay elements selected from the n delay elements based on a difference sequence.
前記n個の遅延素子の各遅延素子は、
インバーター回路であることを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to claim 5 or 6.
Each delay element of the n delay elements
A circuit device characterized by being an inverter circuit.
前記セレクターは、
前記k個のクロック信号が入力されるk個の入力回路を有し、
前記k個の入力回路のうち、前記n個の遅延素子の奇数個目の遅延素子からクロック信号が入力される入力回路は、インバーターであり、
前記k個の入力回路のうち、前記n個の遅延素子の偶数個目の遅延素子からクロック信号が入力される入力回路は、バッファーであることを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to claim 7.
The selector is
It has k input circuits into which the k clock signals are input.
Of the k input circuits, the input circuit in which the clock signal is input from the odd-numbered delay elements of the n delay elements is an inverter.
A circuit device characterized in that, of the k input circuits, an input circuit in which a clock signal is input from an even number of delay elements of the n delay elements is a buffer.
前記セレクターは、
前記入力クロック信号のエッジタイミングに対応した選択タイミングで、前記k個のクロック信号から前記基準クロック信号を選択し、
前記k個のクロック信号の各クロック信号は、
前記セレクターの第1選択タイミングと、前記第1選択タイミングの次の第2選択タイミングにおいて第1電圧レベルであり、前記第1選択タイミングと前記第2選択タイミングの間に、前記第1電圧レベルから第2電圧レベルに遷移し、前記第2電圧レベルから前記第1電圧レベルに遷移することを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to any one of claims 5 to 8.
The selector is
The reference clock signal is selected from the k clock signals at the selection timing corresponding to the edge timing of the input clock signal.
Each clock signal of the k clock signals is
It is the first voltage level at the first selection timing of the selector and the second selection timing following the first selection timing, and from the first voltage level between the first selection timing and the second selection timing. A circuit device characterized by transitioning to a second voltage level and transitioning from the second voltage level to the first voltage level.
第2入力クロック信号が入力され、前記第2入力クロック信号を、ハイ幅のデューティーが50%より小さい前記入力クロック信号に変換するデューティー変換回路を含み、
前記スペクトラム拡散回路は、
前記デューティー変換回路からの前記入力クロック信号に対して前記スペクトラム拡散処理を行うことを特徴とする回路装置。 In the circuit device according to any one of claims 1 to 9.
A duty conversion circuit in which a second input clock signal is input and the second input clock signal is converted into the input clock signal having a high width duty of less than 50% is included.
The spread spectrum circuit
A circuit device characterized in that the spread spectrum processing is performed on the input clock signal from the duty conversion circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019213002A JP2021087049A (en) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | Circuit device, electronic device, and moving body |
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