JP2908293B2 - Digital phase locked loop circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はデジタルフェーズロ
ックドループ回路に関し、特にLSI内部回路のクロッ
ク同期用に搭載するデジタルフェーズロックドループ回
路に関する。The present invention relates to a digital phase locked loop circuit, and more particularly to a digital phase locked loop circuit mounted for clock synchronization of an LSI internal circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ワークステーションやハイエンド
パーソナルコンピュータに搭載されるマイクロプロセッ
サの動作周波数は100MHzを越え、さらに高速化の
動向にある。したがって、この種のマイクロプロセッサ
を用いるシステム設計においては、LSI間のデータの
転送も100MHz以上の高速動作が要求されてきてい
る。このような高速動作に対応してこれらシステムに用
いられるASIC等のLSIは、内部回路のクロック同
期用にフェーズロックドループ回路(以下PLL)を搭
載する傾向にある。その第1の理由は、高速動作におい
て従来の低速動作では問題とならなかったクロックスキ
ューのためLSI間のデータ転送が不能となるという問
題が生じ、この対策のためLSI間の基準クロックの同
期をとるためである。すなわち、内蔵PLLを用いて各
々のLSIの基準クロックの同期をとることにより、高
速のデータ転送が可能となる。第2の理由は、PLLの
逓倍機能を使用してLSI内部のクロック周波数をシス
テム基準クロック周波数の数倍に増加することにより内
部の処理速度を向上させるためである。また、システム
内の他の低速動作のLSIとの共存させるのにも適して
いる。2. Description of the Related Art In recent years, the operating frequency of microprocessors mounted on workstations and high-end personal computers has exceeded 100 MHz, and there is a trend toward higher speeds. Therefore, in a system design using this kind of microprocessor, high-speed operation of 100 MHz or more is required for data transfer between LSIs. LSIs such as ASICs used in these systems corresponding to such high-speed operations tend to include phase-locked loop circuits (hereinafter, PLLs) for clock synchronization of internal circuits. The first reason is that, in high-speed operation, data transfer between LSIs becomes impossible due to clock skew which has not been a problem in conventional low-speed operation. To take. That is, by synchronizing the reference clock of each LSI using the built-in PLL, high-speed data transfer becomes possible. The second reason is to increase the internal processing speed by increasing the clock frequency inside the LSI to several times the system reference clock frequency using the PLL multiplication function. It is also suitable for coexistence with other low-speed operation LSIs in the system.
【0003】従来、この種のPLLとしてはアナログ方
式(以下アナログ)とデジタル方式(以下デジタル)の
2種類が用いられてきた。Conventionally, two types of PLLs of this type have been used: an analog type (hereinafter analog) and a digital type (hereinafter digital).
【0004】従来のアナログPLLをブロックで示す図
5を参照すると、この従来のアナログPLLは、位相比
較器101と、チャージポンプ102と、ループフィル
タ103と、ボルテージコントロールドオシレータ(以
下VCO)104と、分周器105とを備える。Referring to FIG. 5, which shows a block diagram of a conventional analog PLL, the conventional analog PLL includes a phase comparator 101, a charge pump 102, a loop filter 103, a voltage controlled oscillator (hereinafter, VCO) 104, , A frequency divider 105.
【0005】一般的な動作については公知であるので説
明は省略する。このアナログPLLをLSIに搭載する
場合の問題点は、アナログ電圧で制御されるVCO10
4がLSI内部のノイズ等の影響を受け易いということ
である。公知のように、VCOはアナログ制御電圧の供
給に応答して発振周波数が変化する発振器である。した
がって、LSIに内蔵する場合、VCOを構成するトラ
ンジスタの電源電圧がLSI内部の他の回路の影響によ
り変動したり、VCO制御信号線にノイズが混入したり
するとそれらがほんのわずかであってもVCOの発振周
波数が変動しジッタの要因となるという問題があった。
このため、アナログPLLはLSI内部に全ての構成要
素の搭載は困難で、アナログ部分であるループフィルタ
とVCOをLSI外付けにする必要があった。[0005] The general operation is well known and will not be described. The problem with mounting this analog PLL on an LSI is that the VCO 10
No. 4 is easily affected by noise and the like inside the LSI. As is well known, a VCO is an oscillator whose oscillation frequency changes in response to the supply of an analog control voltage. Therefore, if the power supply voltage of the transistor constituting the VCO fluctuates due to the influence of other circuits inside the LSI, or if noise is mixed in the VCO control signal line, the VCO is built in the LSI. There is a problem that the oscillation frequency fluctuates and causes jitter.
For this reason, it is difficult to mount all the components inside the LSI in the analog PLL, and the loop filter and the VCO, which are analog parts, need to be external to the LSI.
【0006】デジタルPLLは、VCOの代りにデジタ
ル回路素子から成るアップダウンカウンタと可変遅延回
路を用いることにより電源等のLSI内部の他の回路か
らのノイズ干渉による影響を大幅に緩和できる。公知の
ように、デジタル回路は、ノイズレベルが各回路を構成
するトランジスタのスレショルドレベルに達しない限り
誤動作することはない。したがって、LSIに容易に搭
載できる。The digital PLL can greatly reduce the influence of noise interference from other circuits inside the LSI such as a power supply by using an up / down counter and a variable delay circuit composed of digital circuit elements instead of the VCO. As is well known, a digital circuit does not malfunction unless the noise level reaches a threshold level of a transistor constituting each circuit. Therefore, it can be easily mounted on an LSI.
【0007】従来のデジタルフェーズロックドループ回
路(デジタルPLL)をブロックで示す図5を参照する
と、この従来のデジタルPLLは、基準クロックCと帰
還信号FOとの位相を比較し帰還信号FOの進み/遅れ
に対応してアップ/ダウン信号U/Dを出力する位相比
較器1と、アップ/ダウン信号U/Dの供給に応答して
カウント値Nをアップ/ダウンするnビットのアップダ
ウンカウンタ2と、基準クロックCに付加する遅延値を
カウント値Nに比例して可変し出力信号O,帰還信号F
Oを出力するディレイ回路31とを備える。Referring to FIG. 5, which shows a block diagram of a conventional digital phase locked loop circuit (digital PLL), the conventional digital PLL compares the phase of a reference clock C with the phase of a feedback signal FO and calculates the lead / A phase comparator 1 for outputting an up / down signal U / D in response to a delay, an n-bit up / down counter 2 for increasing / decreasing a count value N in response to the supply of the up / down signal U / D; , The delay value added to the reference clock C is varied in proportion to the count value N, and the output signal O and the feedback signal F
And a delay circuit 31 that outputs O.
【0008】次に、図6を参照して、従来のPLLの動
作について説明すると、位相比較器1は、基準クロック
Cと帰還信号FOの位相とを比較し、帰還信号FOの位
相が進んでいればアップ信号U,遅れていればダウン信
号Dをそれぞれアップダウンカウンタ2に供給する。そ
の判定は、基準クロックCの立上がりエッジにおける帰
還信号FOの論理レベルのサンプリングにより行う。サ
ンプリング結果が″H″であればアップ信号U,″L″
であればダウン信号Dと判定する。アップダウンカウン
タ2はアップ信号Uの供給に応答してカウント値Nをア
ップし、ダウン信号Dの供給に応答してカウント値Nを
ダウンしてディレイ回路31に供給する。ディレイ回路
3はカウント値Nに比例して遅延値を可変し、基準クロ
ックCに付加することにより出力信号Oすなわち帰還信
号FOの位相を変化させる。すなはちカウント値Nが小
さくなると上記遅延値は小さくなり、カウンタ値Nが大
きくなると上記遅延値が大きくなる。Next, the operation of the conventional PLL will be described with reference to FIG. 6. The phase comparator 1 compares the reference clock C with the phase of the feedback signal FO, and the phase of the feedback signal FO advances. If it is, the up signal U is supplied to the up / down counter 2 and if it is late, the down signal D is supplied to the up / down counter 2. The determination is made by sampling the logic level of the feedback signal FO at the rising edge of the reference clock C. If the sampling result is "H", the up signal U, "L"
If so, it is determined that the down signal is D. The up-down counter 2 increases the count value N in response to the supply of the up signal U, and decreases the count value N in response to the supply of the down signal D to supply the same to the delay circuit 31. The delay circuit 3 varies the delay value in proportion to the count value N, and changes the phase of the output signal O, that is, the phase of the feedback signal FO by adding the delay value to the reference clock C. That is, as the count value N decreases, the delay value decreases, and as the counter value N increases, the delay value increases.
【0009】例えば、基準クロックCに対して帰還信号
FOの位相が進んでいれば、位相比較器1はアップ信号
Uを出力し、アップダウンカウンタ2はカウント値Nを
アップすなわち増加する。カウンタ値Nの増加にしたが
いディレイ回路31は基準クロックCに付加する遅延値
を増加し、その結果帰還信号FOの位相が遅れ基準クロ
ックCとの位相差は小さくなる。For example, if the phase of the feedback signal FO is advanced with respect to the reference clock C, the phase comparator 1 outputs the up signal U, and the up / down counter 2 increases or increases the count value N. As the counter value N increases, the delay circuit 31 increases the delay value added to the reference clock C, so that the phase of the feedback signal FO is delayed and the phase difference with the reference clock C decreases.
【0010】反対に、基準クロックCに対して帰還信号
FOの位相が遅れていれば、位相比較器1はダウン信号
Dを出力し、アップダウンカウンタ2はカウント値Nを
ダウンすなわち減少する。カウンタ値Nの低減にしたが
いディレイ回路31は基準クロックCに付加する遅延値
を減少し、その結果帰還信号FOの位相が進み基準クロ
ックCとの位相差は小さくなる。Conversely, if the phase of the feedback signal FO lags behind the reference clock C, the phase comparator 1 outputs a down signal D, and the up / down counter 2 decreases the count value N, that is, decreases. As the counter value N decreases, the delay circuit 31 decreases the delay value added to the reference clock C. As a result, the phase of the feedback signal FO advances and the phase difference from the reference clock C decreases.
【0011】以上の動作を反復することによって基準ク
ロックCと帰還信号FOとの位相差は減少し最終的に上
記位相差はディレイ回路31の遅延値の最小可変単位す
なわち遅延ステップ値より小さくなる。すると、位相比
較結果はアップ/ダウンを繰り返すようになり位相同期
(ロック)状態となる。By repeating the above operation, the phase difference between the reference clock C and the feedback signal FO decreases, and finally the phase difference becomes smaller than the minimum variable unit of the delay value of the delay circuit 31, that is, the delay step value. Then, the result of the phase comparison repeats up / down, and a phase synchronization (lock) state is established.
【0012】上述のように、デジタルPLLは全てデジ
タル回路により構成されているので、ジッタ等の性能低
下要因となるノイズによる干渉を受難く、したがってL
SIに容易に搭載できる。As described above, since the digital PLL is entirely constituted by a digital circuit, it is less susceptible to interference due to noise or the like which causes performance degradation such as jitter.
It can be easily mounted on SI.
【0013】しかし、このデジタルPLLは基準クロッ
クに所要の遅延を付加する回路構成であるため外部基準
クロックと同一の周波数の出力信号しか得られず、上述
の逓倍機能は有していない。したがって、LSI内部の
クロックとの位相同期用として使用する他に、高速化等
のため上記周波数の数倍の周波数のクロックを必要とす
る場合には別に逓倍回路を設ける必要があった。However, since this digital PLL has a circuit configuration for adding a required delay to the reference clock, it can only obtain an output signal having the same frequency as that of the external reference clock, and does not have the above-mentioned multiplication function. Therefore, in addition to being used for phase synchronization with the internal clock of the LSI, when a clock having a frequency several times the above frequency is required for speeding up, a multiplying circuit must be provided separately.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のデジタ
ルフェーズロックドループ回路は、基準クロックに所要
の遅延を付加する回路構成から外部基準クロックと同一
の周波数の出力信号しか得られないので、上記外部基準
クロック周波数の数倍の周波数のクロックを必要とする
場合には別に逓倍回路を設ける必要があるという欠点が
あった。The above-mentioned conventional digital phase locked loop circuit can obtain only an output signal having the same frequency as that of the external reference clock from the circuit configuration for adding a required delay to the reference clock. When a clock having a frequency several times higher than the reference clock frequency is required, there is a disadvantage that a multiplying circuit must be provided separately.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明のデジタルフェー
ズロックドループ回路は、基準クロック信号と第1の帰
還信号との位相比較を行い前記基準クロック信号に対す
る前記第1の帰還信号の進みおよび遅れの各々に対応し
てアップ信号およびダウン信号をそれぞれ出力する第1
の位相比較回路と、前記アップ信号,ダウン信号の供給
に応答してそれぞれアップおよびダウン計数を行い第1
の計数値を出力するアップダウンカウンタと、前記第1
の計数値に比例した第1の遅延値を生成して前記基準ク
ロック信号に付加し前記第1の帰還信号を生成する第1
の遅延回路とを備える第1のループ回路と、前記基準ク
ロック信号をアップ計数し第2の計数値を出力するアッ
プカウンタと、前記第2の計数値に比例した第2の遅延
値を生成して前記基準クロック信号に付加し第2の帰還
信号を生成する第2の遅延回路と、前記基準クロック信
号と前記第2の帰還信号との位相比較を行い位相比較信
号を生成する第2の位相比較回路と、前記位相比較信号
対応の演算値の供給に応答して前記基準クロック信号の
1周期の1/2N(Nは2以上の正の整数)ずつ位相を
ずらしたN−1個の移相信号を生成する移相信号生成回
路とを備える第2のループ回路と、前記第1の帰還信号
と前記N−1個の移相信号との論理演算を行い前記基準
クロック信号の周波数のN倍の周波数の出力信号を生成
する論理演算回路とを備えて構成されている。SUMMARY OF THE INVENTION A digital phase locked loop circuit of the present invention compares the phase of a reference clock signal with a first feedback signal to determine the lead and lag of the first feedback signal with respect to the reference clock signal. A first outputting an up signal and a down signal respectively corresponding to each;
And counts up and down respectively in response to the supply of the up signal and the down signal.
An up-down counter that outputs a count value of
Generating a first delay value proportional to the count value of the first clock signal and adding the first delay value to the reference clock signal to generate the first feedback signal.
A first loop circuit including a delay circuit, an up-counter that counts up the reference clock signal and outputs a second count value, and generates a second delay value proportional to the second count value. A second delay circuit that adds a second feedback signal to the reference clock signal to generate a second feedback signal, and a second phase that compares the phase of the reference clock signal with the second feedback signal to generate a phase comparison signal. A comparison circuit, and N-1 shifts whose phases are shifted by 1 / 2N (N is a positive integer of 2 or more ) of one cycle of the reference clock signal in response to the supply of the operation value corresponding to the phase comparison signal. A second loop circuit including a phase shift signal generating circuit for generating a phase signal; and performing a logical operation on the first feedback signal and the N-1 phase shift signals to obtain a frequency N of the reference clock signal. Logical operation circuit to generate double frequency output signal It is configured to include a.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】次に、本発明の第1の実施の形態
を図6と共通の構成要素には共通の参照文字/数字を付
して同様にブロックで示す図1を参照すると、この図に
示す本実施の形態のデジタルフェーズロックドループ回
路(以下PLL)は、従来のデジタルPLLと同一構成
すなわち位相比較回路1とアップダウンカウンタ2とデ
ィレイ回路31とを含み基準クロックCと同期した帰還
信号F1を生成する第1ループ11と、帰還信号F1に
対して位相を1/4周期ずらした遅延信号D2を生成す
る第2ループ12と、帰還信号F1および遅延信号D2
の排他的論理和(EXOR)をとり2逓倍の出力信号O
2を生成するEXOR回路10とを備える。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which constituent elements common to those in FIG. The digital phase locked loop circuit (hereinafter referred to as a PLL) of the present embodiment shown in FIG. 1 has the same configuration as a conventional digital PLL, that is, includes a phase comparison circuit 1, an up / down counter 2, and a delay circuit 31, and is synchronized with a reference clock C. A first loop 11 for generating a feedback signal F1, a second loop 12 for generating a delay signal D2 whose phase is shifted by 1/4 cycle with respect to the feedback signal F1, and a feedback signal F1 and a delay signal D2
The exclusive OR (EXOR) of the output signal O and the output signal O
And an EXOR circuit 10 for generating the XOR2.
【0017】第2ループ12は、基準クロックCをカウ
ントしてカウント値NUを出力するnビットのアップカ
ウンタ4と、基準クロックCと帰還信号F2とを比較し
比較結果が信号F2の進み対応のアップ信号から遅れ対
応のダウン信号に切替ったとき初回,次回にそれぞれラ
ッチ信号RA,RBを出力する位相比較回路5と、ラッ
チ信号RA,RBの各々の供給に応答してカウント値N
Uをそれぞれラッチし保持信号A,Bを出力するラッチ
回路6,7と、保持信号A,Bの供給を受け基準クロッ
クCから1/4周期分遅延に必要な演算(B−A)/4
を行い演算値Eを出力する演算回路8と、第1ループ1
1のアップダウンカウンタのカウント値Nと演算値Eと
を加算し加算値Sを出力する加算回路9と、加算値S,
カウント値NUの各々に比例する遅延値を生成し基準ク
ロックCに付加してそれぞれ遅延信号D2および帰還信
号F2を出力するディレイ回路31,32とを備える。The second loop 12 compares the n-bit up counter 4 which counts the reference clock C and outputs the count value NU with the reference clock C and the feedback signal F2, and the comparison result indicates that the signal F2 corresponds to the advance of the signal F2. When switching from the up signal to the down signal corresponding to the delay, the phase comparison circuit 5 outputs the latch signals RA and RB for the first time and the next time, respectively, and the count value N in response to the supply of each of the latch signals RA and RB.
Latch circuits 6 and 7 for latching U and outputting holding signals A and B, respectively, receiving the holding signals A and B, and performing an operation (BA) / 4 required for delaying by 1/4 cycle from the reference clock C
And an operation circuit 8 that outputs an operation value E, and a first loop 1
An addition circuit 9 that adds the count value N of the up / down counter 1 and the operation value E and outputs an addition value S;
Delay circuits 31 and 32 are provided for generating a delay value proportional to each of the count values NU, adding the delay value to the reference clock C, and outputting a delay signal D2 and a feedback signal F2, respectively.
【0018】次に、図1を参照して本実施の形態の動作
について説明すると、まず、第1ループ11の動作は従
来と同一の動作を行い帰還信号F1を出力する。同時に
対応カウント値Nを加算器9に出力する。第2ループ1
2の位相相比較器5は、基準クロックCと帰還信号F2
の位相とを比較し、位相比較器1と同様、基準クロック
Cの立上がりエッジにおける帰還信号F2の論理レベル
のサンプリングにより帰還信号F2の位相の進み遅れを
判定し、それぞれ対応するアップ信号,ダウン信号を生
成する。最初は、アップカウンタ4のカウント値は0で
あり帰還信号F2の位相が進んでいるのでアップ信号を
生成している。一方、アップカウンタ4は基準クロック
Cの供給に応答してカウント値NUを増加し、カウント
値NUの増加にしたがってディレイ回路33は遅延値を
増加し帰還信号F2の位相を遅らせる。その結果、位相
比較回路5の位相比較結果が遅れ、それまで生成してい
たアップ信号がある時点でダウン信号に切替る。位相比
較回路5はこのアップ信号からダウン信号への切替時に
ラッチ信号RAを出力する。このラッチ信号RAの供給
に応答してラッチ回路6はカウント値NUをラッチす
る。Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. First, the operation of the first loop 11 performs the same operation as the conventional one, and outputs the feedback signal F1. At the same time, the corresponding count value N is output to the adder 9. Second loop 1
2 is a phase-phase comparator 5 which outputs a reference clock C and a feedback signal F2.
And the phase of the feedback signal F2 is determined by sampling the logic level of the feedback signal F2 at the rising edge of the reference clock C, similarly to the phase comparator 1, and the corresponding up signal and down signal are respectively determined. Generate At first, the count value of the up counter 4 is 0 and the phase of the feedback signal F2 is advanced, so that an up signal is generated. On the other hand, the up counter 4 increases the count value NU in response to the supply of the reference clock C, and as the count value NU increases, the delay circuit 33 increases the delay value and delays the phase of the feedback signal F2. As a result, the phase comparison result of the phase comparison circuit 5 is delayed, and the up signal generated up to that point is switched to the down signal at a certain point. The phase comparison circuit 5 outputs the latch signal RA when switching from the up signal to the down signal. In response to the supply of the latch signal RA, the latch circuit 6 latches the count value NU.
【0019】さらに位相比較回路5の位相比較動作を反
復すると、カウント値NUの増大にともなって帰還信号
F2がさらに遅れ、この遅れの基準クロックCから約半
周期の時点で比較結果がアップ信号となり、さらに遅れ
て1周期に達すると比較結果が再度アップ信号からダウ
ン信号に切替る。位相比較回路5はこの2回目のアップ
信号からダウン信号への切替時にラッチ信号RBを出力
する。このラッチ信号RAの供給に応答してラッチ回路
7はカウント値NUをラッチする。When the phase comparison operation of the phase comparison circuit 5 is further repeated, the feedback signal F2 is further delayed with the increase of the count value NU, and the comparison result becomes an up signal at about half a cycle from the reference clock C of this delay. When the period reaches one cycle with a further delay, the comparison result switches from the up signal to the down signal again. The phase comparison circuit 5 outputs the latch signal RB at the second switching from the up signal to the down signal. In response to the supply of the latch signal RA, the latch circuit 7 latches the count value NU.
【0020】演算回路8は、ラッチ回路6,7の各々の
カウント値NU対応の保持信号A,Bの供給を受け、基
準クロックCから1周期分遅延に必要なカウント値対応
の演算(B−A)を行いこれを1/4倍して1/4周期
対応の修正カウント値である演算値Eを出力する。加算
器9はカウント値Nと演算値Eとを加算し加算値Sをデ
ィレイ回路32に供給する。ディレイ回路32は加算値
Sに比例する遅延を基準クロックCに付加し遅延信号D
2を出力する。The arithmetic circuit 8 receives the holding signals A and B corresponding to the count value NU of each of the latch circuits 6 and 7, and performs an arithmetic operation (B−B) corresponding to the count value required for delaying one cycle from the reference clock C. A) is performed, and this is multiplied by 1/4 to output a calculation value E which is a corrected count value corresponding to a 1/4 cycle. The adder 9 adds the count value N and the operation value E, and supplies an addition value S to the delay circuit 32. The delay circuit 32 adds a delay proportional to the added value S to the reference clock C, and
2 is output.
【0021】本実施の形態の帰還信号F1,F2および
出力信号Oのタイミング関係を示すタイムチャートであ
る図2を併せて参照すると、遅延信号D2は帰還信号F
1より1/4周期遅延している。EXOR回路10は、
これら帰還信号F1および遅延信号D2の供給に応答し
てこれら信号F1,D2の排他的論理和である2逓倍の
出力信号O2を出力端子TOに出力する。Referring to FIG. 2 which is a time chart showing the timing relationship between the feedback signals F1 and F2 and the output signal O according to the present embodiment, the delay signal D2 is
1/4 period is delayed from 1. The EXOR circuit 10
In response to the supply of the feedback signal F1 and the delay signal D2, a double output signal O2, which is an exclusive OR of these signals F1 and D2, is output to the output terminal TO.
【0022】次に、4逓倍の出力信号を発生する本発明
の第2の実施の形態を図1と共通の構成要素は共通の文
字を付して同様にブロックで示す図3を参照すると、本
実施の形態の前述の第1の実施の形態との相違点は、2
逓倍対応の第2ループ12の代りに4逓倍対応の第2ル
ープ13を、2入力のEXOR回路10の代りに4入力
のEXOR回路10Aをそれぞれ備えることである。Next, referring to FIG. 3, which shows a second embodiment of the present invention for generating a quadrupled output signal, in which constituent elements common to FIG. This embodiment is different from the first embodiment in that
A second loop 13 corresponding to quadruple multiplication is provided in place of the second loop 12 corresponding to multiplication, and a four-input EXOR circuit 10A is provided instead of the two-input EXOR circuit 10.
【0023】第2ループ13は、第1の実施例と共通の
アップカウンタ4と、位相比較回路5と、ラッチ回路
6,7と、加算回路9と、ディレイ回路32,33とに
加えて、演算回路8の代りに保持信号B,Aの減算値B
−Aを1/8して加算値Gを出力する加算器8Aと、演
算値Gと加算回路9の出力の加算値Sとを加算し加算値
Tを出力する加算器14と、演算値Gと加算値Tとを加
算し加算値Vを出力する加算器15と、加算値T,Vの
各々に比例する遅延値を生成し基準クロックCに付加し
てそれぞれ遅延信号D3,D4を出力するディレイ回路
34,35とを備える。The second loop 13 includes, in addition to the up counter 4 common to the first embodiment, the phase comparison circuit 5, the latch circuits 6, 7, the addition circuit 9, and the delay circuits 32, 33, Subtraction value B of holding signals B and A in place of arithmetic circuit 8
An adder 8A that outputs the added value G by dividing the value of −A by 1/8, an adder 14 that adds the calculated value G and the added value S of the output of the adding circuit 9 and outputs a added value T, And an adder 15 that adds the sum T and the sum T to output a sum V, generates a delay value proportional to each of the sums T and V, adds it to the reference clock C, and outputs the delay signals D3 and D4, respectively. Delay circuits 34 and 35 are provided.
【0024】図3および本実施の形態の各信号のタイミ
ング関係を示す図4を参照して本実施の形態の動作につ
いて第1の実施の形態との相違点を重点に説明すると、
第2ループ13の演算回路8Aは、保持値A,Bの供給
に応答して1/8周期遅延に対応する演算(B−A)/
8を実行し演算値Gを出力する。加算器914,15の
各々は演算値Gとカウント値N,加算値S,Tとをそれ
ぞれ加算し加算値S,T,Vを出力してそれぞれディレ
イ回路32,34,35にに供給する。ディレイ回路3
2,34,35はこれら加算値対応の遅延を基準クロッ
クCに付加しそれぞれ基準クロックCから1/8,2/
8,3/8周期ずつ遅延した遅延信号D2,D3,D4
を出力する。EXOR回路10Aは、これら帰還信号F
1および遅延信号D2,D3,D4の供給に応答してこ
れら信号F1,D2,D3,D4の排他的論理和である
4逓倍の出力信号O4を出力端子TOに出力する。以上
本発明の実施の形態を説明したが、本発明の主旨を損な
わぬ限りこれらに限定されないことは明らかである。た
とえば、出力信号を3逓倍とする場合は、第2ループ内
の演算回路は、(B−A)/6の演算結果から、位相を
1/6,2/6それぞれずらした2つの信号を生成し、
EXOR回路で3逓倍の出力を得ることも本発明の範囲
内であることは明らかである。 The operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3 and FIG. 4 showing the timing relationship of each signal of the present embodiment, with emphasis on the differences from the first embodiment.
The operation circuit 8A of the second loop 13 responds to the supply of the hold values A and B by performing an operation (BA) /
8 to output the operation value G. Each of the adders 914 and 15 adds the operation value G with the count value N and the addition values S and T, respectively, outputs the addition values S, T, and V, and supplies them to the delay circuits 32, 34, and 35, respectively. Delay circuit 3
2, 34, and 35 add delays corresponding to these added values to the reference clock C, and add 1/8, 2 /
Delayed signals D2, D3, D4 delayed by 8,3 / 8 cycles
Is output. The EXOR circuit 10A outputs the feedback signal F
In response to the supply of 1 and the delay signals D2, D3, and D4, an output signal O4, which is an exclusive OR of these signals F1, D2, D3, and D4, is output to the output terminal TO. that's all
Although the embodiment of the present invention has been described, the gist of the present invention is impaired.
It is obvious that the invention is not limited to these unless otherwise specified. Was
For example, if the output signal is to be multiplied by 3,
The operation circuit of (3) calculates the phase from the operation result of (BA) / 6.
Generate two signals shifted by 1/6, 2/6, respectively.
Obtaining an output of 3 times with an EXOR circuit is also within the scope of the present invention.
Clearly within.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のデジタル
フェーズロックドループ回路は、第1の帰還信号を生成
する第1のループ回路と、第2の計数値を出力するアッ
プカウンタと、第2の計数値から第2の帰還信号を生成
する第2の遅延回路と、第2の位相比較回路の位相比較
信号対応の演算値の供給に応答して1/2N周期ずつ位
相をずらしたN−1個の移相信号を生成する移相信号生
成回路とを備える第2のループ回路と、上記第1の帰還
信号と移相信号との論理演算を行う論理演算回路とを備
え、基準クロックに同期するとともにそのN倍の周波数
の出力信号を供給できるという効果がある。As described above, the digital phase locked loop circuit of the present invention comprises a first loop circuit for generating a first feedback signal, an up counter for outputting a second count, and a second counter for outputting a second count value. And a second delay circuit for generating a second feedback signal from the count value of N, and an N- phase shifter of 1/2 N period in response to the supply of the operation value corresponding to the phase comparison signal of the second phase comparison circuit. A second loop circuit including a phase-shift signal generation circuit for generating one phase-shift signal; and a logic operation circuit for performing a logic operation between the first feedback signal and the phase-shift signal. There is an effect that an output signal having a frequency N times as high as that of the synchronous signal can be supplied.
【図1】本発明のデジタルフェーズロックドループ回路
の第1の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a digital phase locked loop circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本実施の形態のデジタルフェーズロックドルー
プ回路における動作の一例を示すタイムチャートであ
る。FIG. 2 is a time chart illustrating an example of an operation in the digital phase locked loop circuit according to the present embodiment.
【図3】本発明のデジタルフェーズロックドループ回路
の第2の実施の形態を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a digital phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本実施の形態のデジタルフェーズロックドルー
プ回路における動作の一例を示すタイムチャートであ
る。FIG. 4 is a time chart showing an example of an operation in the digital phase locked loop circuit of the present embodiment.
【図5】従来のアナログ方式のフェーズロックドループ
回路の一例を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional analog phase locked loop circuit.
【図6】従来のデジタルフェーズロックドループ回路の
一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional digital phase locked loop circuit.
1,5 位相比較器 2 アップダウンカウンタ 4 アップカウンタ 6,7 ラッチ回路 8,8A 演算回路 9,14,15 加算回路 10,10A EXOR回路 11 第1ループ 12,13 第2ループ 31,32,33,34,35 遅延回路 1,5 Phase comparator 2 Up / down counter 4 Up counter 6,7 Latch circuit 8,8A Operation circuit 9,14,15 Addition circuit 10,10A EXOR circuit 11 First loop 12,13 Second loop 31,32,33 , 34,35 delay circuit
Claims (4)
位相比較を行い前記基準クロック信号に対する前記第1
の帰還信号の進みおよび遅れの各々に対応してアップ信
号およびダウン信号をそれぞれ出力する第1の位相比較
回路と、前記アップ信号,ダウン信号の供給に応答して
それぞれアップおよびダウン計数を行い第1の計数値を
出力するアップダウンカウンタと、前記第1の計数値に
比例した第1の遅延値を生成して前記基準クロック信号
に付加し前記第1の帰還信号を生成する第1の遅延回路
とを備える第1のループ回路と、 前記基準クロック信号をアップ計数し第2の計数値を出
力するアップカウンタと、前記第2の計数値に比例した
第2の遅延値を生成して前記基準クロック信号に付加し
第2の帰還信号を生成する第2の遅延回路と、前記基準
クロック信号と前記第2の帰還信号との位相比較を行い
位相比較信号を生成する第2の位相比較回路と、前記位
相比較信号対応の演算値の供給に応答して前記基準クロ
ック信号の1周期の1/2N(Nは2以上の正の整数)
ずつ位相をずらしたN−1個の移相信号を生成する移相
信号生成回路とを備える第2のループ回路と、 前記第1の帰還信号と前記N−1個の移相信号との論理
演算を行い前記基準クロック信号の周波数のN倍の周波
数の出力信号を生成する論理演算回路とを備えることを
特徴とするデジタルフェーズロックドループ回路。1. A phase comparison between a reference clock signal and a first feedback signal, wherein the first feedback signal is compared with the first clock signal.
A first phase comparison circuit for outputting an up signal and a down signal in response to the advance and delay of the feedback signal, and counting up and down respectively in response to the supply of the up signal and the down signal. An up / down counter that outputs a count value of 1; a first delay that generates a first delay value proportional to the first count value and adds the first delay value to the reference clock signal to generate the first feedback signal A first loop circuit including a circuit, an up-counter that counts up the reference clock signal and outputs a second count value, and generates a second delay value proportional to the second count value to generate a second delay value. A second delay circuit that adds a reference clock signal to generate a second feedback signal, and a second phase comparison that compares a phase between the reference clock signal and the second feedback signal to generate a phase comparison signal A circuit, and NN (N is a positive integer of 2 or more ) of one cycle of the reference clock signal in response to supply of an operation value corresponding to the phase comparison signal
A second loop circuit including a phase-shift signal generation circuit that generates N-1 phase-shift signals whose phases are shifted by phases, and a logic of the first feedback signal and the N-1 phase-shift signals A logic operation circuit for performing an operation to generate an output signal having a frequency N times the frequency of the reference clock signal.
ロック信号と前記第2の帰還信号とを比較し前記位相比
較信号が前記第2の帰還信号の進み状態から遅れ状態に
切替ったときの初回および次回にそれぞれ第1,第2の
ラッチ信号を出力するラッチ信号発生回路を備え、 前記移相信号生成回路が、前記第1,第2のラッチ信号
の各々の供給に応答して前記第2の計数値をそれぞれラ
ッチし第1,第2の保持信号を出力する第1,第2のラ
ッチ回路と、 前記第1,第2の保持信号の供給に応答して予め定めた
演算を実行し第1の演算値を出力する演算回路と、 前記第1の演算値と前記第1の計数値とを加算し第1の
加算値を出力する第1の加算回路と、 前記第1の加算値に比例した第2の遅延値を生成して前
記基準クロック信号に付加し第1の移相信号を生成する
第3の遅延回路とを備えことを特徴とする請求項1記載
のデジタルフェーズロックドループ回路。2. The second phase comparison circuit compares the reference clock signal with the second feedback signal, and the phase comparison signal switches from a leading state of the second feedback signal to a lagging state. And a latch signal generating circuit for outputting first and second latch signals respectively at the first time and the next time, wherein the phase shift signal generating circuit responds to the supply of each of the first and second latch signals. First and second latch circuits for respectively latching the second count value and outputting first and second holding signals, and a predetermined operation in response to the supply of the first and second holding signals And an arithmetic circuit that outputs a first arithmetic value; a first adder circuit that adds the first arithmetic value and the first count value to output a first additional value; Generating a second delay value proportional to the sum of Digital phase-locked loop circuit according to claim 1, wherein the a third delay circuit for generating a phase shift signal.
号と前記N−1個の移相信号との排他的論理和演算を行
う排他的論理和回路を備えることを特徴とする請求項1
記載のデジタルフェーズロックドループ回路。3. An exclusive OR circuit for performing an exclusive OR operation of the first feedback signal and the (N−1) phase-shifted signals. 1
A digital phase locked loop circuit as described.
第2の保持信号の供給に応答して予め定めた演算を実行
し第2の演算値を出力する第2の演算回路と、 前記第2の演算値と前記第1の計数値とを加算し第1の
加算値を出力する第1の加算回路と、 前記第1の加算値と前記第2の演算値とを加算し第2の
加算値を出力する第2の加算回路と、 前記第2の加算値と前記第2の演算値とを加算し第3の
加算値を出力する第3の加算回路と、 前記第1,第2および第3の加算値の各々に比例した第
2,第3,第4の遅延値を生成して前記基準クロック信
号に付加しそれぞれ第1第2,第3の移相信号を生成す
る第3,第4,第5の遅延回路とを備えことを特徴とす
る請求項2記載のデジタルフェーズロックドループ回
路。4. The phase shift signal generation circuit according to claim 1, wherein
A second operation circuit that executes a predetermined operation in response to the supply of the second holding signal and outputs a second operation value, and adds the second operation value and the first count value. A first addition circuit that outputs a first addition value; a second addition circuit that adds the first addition value and the second operation value to output a second addition value; A third adder circuit for adding the sum of the first and second calculated values and outputting a third added value; and a second and a second circuit proportional to each of the first, second, and third added values. And third, fourth, and fifth delay circuits that generate third and fourth delay values and add them to the reference clock signal to generate first, second, and third phase shift signals, respectively. The digital phase locked loop circuit according to claim 2, wherein
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---|---|---|---|
JP7238023A JP2908293B2 (en) | 1995-09-18 | 1995-09-18 | Digital phase locked loop circuit |
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---|---|---|---|
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JPH0983361A JPH0983361A (en) | 1997-03-28 |
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