JP3441780B2 - クロック信号生成回路 - Google Patents

クロック信号生成回路

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JP3441780B2
JP3441780B2 JP02277394A JP2277394A JP3441780B2 JP 3441780 B2 JP3441780 B2 JP 3441780B2 JP 02277394 A JP02277394 A JP 02277394A JP 2277394 A JP2277394 A JP 2277394A JP 3441780 B2 JP3441780 B2 JP 3441780B2
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博 高橋
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    • G06F1/10Distribution of clock signals, e.g. skew
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K5/15Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/151Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs
    • H03K5/1515Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs non-overlapping

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに相補的な2つの
クロック信号を、同時にアクティブとならならいような
アイソレーション期間を設定して生成するクロック信号
生成回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】CPUなどのデバイスでは、水晶発振器
やPLLなどから発振された基本クロック信号に基づい
て所定の処理が行われる。DSPなどの高速なデバイス
では、一般的には、図4に示すように、入力された基本
クロック信号CLKから、位相が180度ずれたハイレ
ベルとローレベルとで互いに相補的なレベルをとるマス
タクロック信号MCLKとスレイブクロック信号SCL
Kを生成するクロック生成回路が設けられ、これらマス
タクロック信号MCLKとスレイブクロック信号SCL
Kとに基づいて所定の処理が行われる。クロック信号の
配線長が長くなると、配線自体のインピーダンス成分の
増加に伴ってクロック信号の立ち上がりおよび立ち下が
り特性が劣化するので、配線の端部においてはマスタク
ロック信号MCLKとスレイブクロック信号SCLKと
が共にハイレベルとなるクロックスキューが発生する可
能性が高くなる。また、このクロックスキューの発生の
可能性は、クロック信号が駆動する負荷の容量に増加に
応じても増大する。
【0003】この場合、マスタクロック信号MCLKと
スレイブクロック信号SCLKとには、いわゆるクロッ
クスキューを防止するため、図4に示すように、両信号
共ローレベルとなるアイソレーション期間ITが設けら
れる。
【0004】このアイソレーション期間ITは、可能な
限り短い方がよく、特に、DSPのような高速なデバイ
スにおいては、このアイソレーション期間を極力短く
し、クロックのハイレベルの期間を長くして、実オペレ
ーションのためにこの時間を使いたいという要望が強
い。そこで、デバイスシミュレーションにおいても、実
デバイスのアイソレーション期間の限界値の評価など
が、スパイスのようなツールを用いて行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようにスパイスのようなツールを用いても、配線の正確
な計算の困難さや、スパイスモデルのもつエラーレート
により必ずしも正確なシミュレーションが行えないのが
現状である。また、自動配線ツールの導入によりクロッ
ク全ての末端までの管理が極めて困難になっている。さ
らには、従来のクロック信号生成回路では、スパイク電
流によりノイズが発生し、また、貫通電流によって消費
電力が大きくなるという問題がある。また、従来はクロ
ックスキューが後発的に発生した場合には、アイソレー
ション期間をさらに長めに再設定することが困難であ
り、この再設定を行うためには半導体デバイスの設計を
やり直す必要があるので、半導体デバイスの開発期間が
長くなるという問題がある。また、開発期間を短くする
ために、予めアイソレーション期間を大きめに設定する
と、必要以上のアイソレーション期間が設けられること
になり、半導体デバイスの性能が低下するという問題が
ある。
【0006】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、クロックの管理が容易で、的確
にクロックスキューの発生を防止でき、直列に接続され
るトランジスタに流れる貫通電流を防止でき、さらに
は、後発的に発生するクロックスキューの抑止や限界値
の評価を容易に行えるクロック信号生成回路を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクロック信号生成回路は、第1の入力端子
に入力される基本クロック信号と第2の入力端子に入力
されるクロック信号とに基づいて第1のクロック信号を
生成する第1のクロック信号生成回路と、第1の入力端
子に入力される上記基本クロック信号と相補的なクロッ
ク信号と第2の入力端子に入力されるクロック信号とに
基づいて上記第1のクロック信号と相補的な第2のクロ
ック信号を生成する第2のクロック信号生成回路と、上
記第2のクロック信号生成回路から出力される上記第2
のクロック信号に所定の遅延時間を与えて上記第1のク
ロック信号生成回路の上記第2の入力端子に出力する第
1の遅延回路と、上記第1のクロック信号生成回路から
出力される上記第1のクロック信号に所定の遅延時間を
与えて上記第2のクロック信号生成回路の上記第2の入
力端子に出力する第2の遅延回路とを有し、上記第1の
クロック信号生成回路が、第1の電源電圧供給端と出力
端子との間に接続された第1の出力トランジスタと、第
2の電源電圧供給端と上記出力端子との間に接続された
第2の出力トランジスタと、上記第1の出力トランジス
タ又は上記第2の出力トランジスタが遮断状態となって
から上記第2の出力トランジスタ又は上記第1の出力ト
ランジスタが導通状態となるように上記第1の出力トラ
ンジスタの制御端子と上記第2の出力トランジスタの制
御端子とを制御する制御回路とを有し、上記基本クロッ
ク信号が第2の電源電圧レベルのときに上記第1のクロ
ック信号を第2の電源電圧レベルとし、上記基本クロッ
ク信号が第1の電源電圧レベルであって上記第2のクロ
ック信号が第2の電源電圧レベルであるときに上記第1
のクロック信号を第1の電源電圧レベルとし、上記第2
のクロック信号生成回路が、第1の電源電圧供給端と出
力端子との間に接続された第1の出力トランジスタと、
第2の電源電圧供給端と上記出力端子との間に接続され
た第2の出力トランジスタと、上記第1の出力トランジ
スタ又は上記第2の出力トランジスタが遮断状態となっ
てから上記第2の出力トランジスタ又は上記第1の出力
トランジスタが導通状態となるように上記第1の出力ト
ランジスタの制御端子と上記第2の出力トランジスタの
制御端子とを制御する制御回路とを有し、上記基本クロ
ック信号が第1の電源電圧レベルのときに上記第2のク
ロック信号を第2の電源電圧レベルとし、上記基本クロ
ック信号が第2の電源電圧レベルであって上記第1のク
ロック信号が第2の電源電圧レベルであるときに上記第
2のクロック信号を第1の電源電圧レベルとする。
【0008】また、本発明のクロック信号生成回路は、
上記第1のクロック信号生成回路の上記制御回路が、第
1の電源電圧供給端と上記第1の出力トランジスタの制
御端子との間に接続された第1及び第2の電流路と、上
記第1の出力トランジスタの制御端子と上記第2の出力
トランジスタの制御端子との間に接続された第3、第4
及び第5の電流路と、上記第2の出力トランジスタの制
御端子と第2の電源電圧供給端との間に接続された第6
の電流路とを有し、上記第1及び第4の電流路が上記第
1のクロック信号生成回路の上記第1の入力端子に入力
されるクロック信号により制御され、上記第2及び第5
の電流路が上記第1のクロック信号生成回路の上記第2
の入力端子に入力されるクロック信号により制御され、
上記第3及び第6の電流路が上記第1のクロック信号生
成回路の上記第1の入力端子と上記第2の入力端子とに
それぞれ入力される2つのクロック信号により制御さ
れ、上記第2のクロック信号生成回路の上記制御回路
が、第1の電源電圧供給端と上記第1の出力トランジス
タの制御端子との間に接続された第1及び第2の電流路
と、上記第1の出力トランジスタの制御端子と上記第2
の出力トランジスタの制御端子との間に接続された第
3、第4及び第5の電流路と、上記第2の出力トランジ
スタの制御端子と第2の電源電圧供給端との間に接続さ
れた第6の電流路とを有し、上記第1及び第4の電流路
が上記第2のクロック信号生成回路の上記第1の入力端
子に入力されるクロック信号により制御され、上記第2
及び第5の電流路が上記第2のクロック信号生成回路の
上記第2の入力端子に入力されるクロック信号により制
御され、上記第3及び第6の電流路が上記第2のクロッ
ク信号生成回路の上記第1の入力端子と上記第2の入力
端子とにそれぞれ入力される2つのクロック信号により
制御される。
【0009】また、本発明のクロック信号生成回路にお
いては、上記第1のクロック信号生成回路の上記第1の
出力トランジスタと上記第1、第2、第4及び第5の電
流路とがそれぞれpMOSトランジスタで構成され、上
記第1のクロック信号生成回路の上記第2の出力トラン
ジスタがnMOSトランジスタで構成され、上記第1の
クロック信号生成回路の上記第3及び第6の電流路がそ
れぞれ直列接続された2つのnMOSトランジスタで構
成され、上記第2のクロック信号生成回路の上記第1の
出力トランジスタと上記第1、第2、第4及び第5の電
流路とがそれぞれpMOSトランジスタで構成され、上
記第2のクロック信号生成回路の上記第2の出力トラン
ジスタがnMOSトランジスタで構成され、上記第2の
クロック信号生成回路の上記第3及び第6の電流路がそ
れぞれ直列接続された2つのnMOSトランジスタで構
成される。
【0010】また、本発明のクロック信号生成回路にお
いては、上記第1の遅延回路が、入力端子と出力端子と
の間に直列に接続された複数の遅延素子と、上記複数の
遅延素子の各出力端と上記出力端子との間にそれぞれ接
続された複数のスイッチ素子とを有し、上記複数のスイ
ッチ素子の1つが選択されることにより所定の遅延時間
が設定され、上記第2の遅延回路が、入力端子と出力端
子との間に直列に接続された複数の遅延素子と、上記複
数の遅延素子の各出力端と上記出力端子との間にそれぞ
れ接続された複数のスイッチ素子とを有し、上記複数の
スイッチ素子の1つが選択されることにより所定の遅延
時間が設定される。更には、上記第1の遅延回路が上記
複数のスイッチ素子をそれぞれ選択して導通させるため
の複数のヒューズ回路を有し、上記第2の遅延回路が上
記複数のスイッチ素子をそれぞれ選択して導通させるた
めの複数のヒューズ回路を有する。
【0011】
【作用】本発明のクロック信号生成回路においては、第
1のクロック信号生成回路と第2のクロック信号生成回
路とに基本クロック信号と当該基本クロック信号の相補
信号とがそれぞれ入力される。基本クロック信号が第2
の電源電圧レベル、例えばローレベルにあるとき、第1
のクロック信号生成回路はローレベルの第1のクロック
信号を出力する。このとき、第2のクロック信号生成回
路は、基本クロック信号がローレベルであり、第1のク
ロック信号がローレベルであることから、ハイレベルの
第2のクロック信号を出力する。基本クロック信号がハ
イレベルに変化すると、その変化に応答して第2のクロ
ック信号生成回路が第2のクロック信号をローレベルと
し、この第2のクロック信号の変化に応答して第1のク
ロック信号生成回路が第1のクロック信号をハイレベル
とする。次に、基本クロック信号がローレベルに変化す
ると、その変化に応答して第1のクロック信号生成回路
が第1のクロック信号をローレベルとし、この第1のク
ロック信号の変化に応答して第2のクロック信号生成回
路が第2のクロック信号をハイレベルとする。このよう
に、第1のクロック信号又は第2のクロック信号がロー
レベルに変化した後に第2のクロック信号又は第1のク
ロック信号がハイレベルに変化するので、第1のクロッ
ク信号と第2のクロック信号とにアイソレーション期間
が付与されることになる。
【0012】第1のクロック信号生成回路及び第2のク
ロック信号生成回路は、それぞれ、第1の出力トランジ
スタと第2の出力トランジスタとから構成されるクロッ
ク信号出力部と、第1の出力トランジスタと第2の出力
トランジスタとを制御する制御回路とを有する。この制
御回路が第1の出力トランジスタ又は第2の出力トラン
ジスタが遮断状態となった後に第2の出力トランジスタ
又は第1の出力トランジスタが導通状態となるように上
記第1の出力トランジスタと第2の出力トランジスタと
を制御するので、第1のクロック信号又は第2のクロッ
ク信号の論理変化の際の貫通電流が防止され、低消費電
力化を実現できると共に、安定して第1のクロック信号
と第2のクロック信号を供給することができる。
【0013】また、第1のクロック信号と第2のクロッ
ク信号との間のアイソレーション期間は、第1及び第2
の遅延回路における遅延時間によって制御される。この
遅延時間は、第1のクロック信号と第2のクロック信号
との間に発生するクロックスキューを考慮して、ヒュー
ズ回路により任意に設定することができる。
【0014】
【0015】
【実施例】図1および図2は本発明に係るクロック信号
生成回路の一実施例を示す回路図で、図1はクロック信
号生成回路の要部回路図、図2はクロック遅延選択回路
の構成例を示す回路図である。図1および図2におい
て、TCLK は基本クロック信号CLKの入力端(以下、
クロック信号入力端という)、TCTL はコントロール信
号CTLの入力端(以下、コントロール信号入力端とい
う)、1Mはマスタ側クロックレベル選択回路、1Sは
スレイブ側クロックレベル選択回路、2Mはマスタクロ
ック信号生成回路、2Sはスレイブクロック信号生成回
路、3Mはマスタ側クロック遅延生成回路、3Sはスレ
イブ側クロック遅延生成回路、4はクロック遅延選択回
路、INV 1 〜INV6 はインバータをそれぞれ示して
いる。
【0016】マスタ側クロックレベル選択回路1Mは、
コントロール信号CLKの入力レベルに応じて、基本ク
ロック信号CLKを選択的に出力する。具体的には、コ
ントロール信号CTLがコントロール信号入力端TCTL
にハイレベルで入力されたときには、基本クロック信号
CLKを選択して出力し、コントロール信号CTLが入
力端TCTL にローレベルで入力されたときには、出力を
接地レベルに固定する。
【0017】マスタ側クロックレベル選択回路1Mは、
pチャネルMOS(pMOS)トランジスタおよびnチ
ャネルMOS(nMOS)トランジスタのソース、ドレ
イン同士を接続してなるトランスファーゲートTFG
M11 とトランスファーゲートTFGM12 とにより構成さ
れ、これらは以下のように接続されている。トランスフ
ァーゲートTFGM11 の一方の入出力端は接地され、ト
ランスファーゲートTFGM12 の一方の入出力端はイン
バータINV1 の出力に接続され、インバータINV1
の入力がクロック信号入力端TCLK に接続されている。
トランスファーゲートTFGM11 を構成するpMOSト
ランジスタおよびトランスファーゲートTFGM12 を構
成するnMOSトランジスタのゲートはコントロール信
号入力端TCTL にそれぞれ接続され、トランスファーゲ
ートTFGM11を構成するnMOSトランジスタおよび
トランスファーゲートTFGM12 を構成するpMOSト
ランジスタのゲートはインバータINV2 の出力にそれ
ぞれ接続され、インバータINV2 の入力がコントロー
ル信号入力端TCTL に接続されている。そして、トラン
スファーゲートTFGM11 ,TFGM12 の他方の入出力
端同士が接続されて出力ノードNDM1が構成され、この
出力ノードNDM1は直列接続されたインバータIN
3 ,INV4 を介してマスタクロック信号生成回路2
Mに接続されている。
【0018】スレイブ側クロックレベル選択回路1S
は、コントロール信号CTLの入力レベルに応じて、基
本クロック信号CLKを選択的に出力する。具体的に
は、コントロール信号CTLがコントロール信号入力端
CTL にハイレベルで入力されたときには、基本クロッ
ク信号CLKを選択して出力し、コントロール信号CT
Lが入力端TCTL にローレベルで入力されたときには、
出力を電源電圧VDDレベルに固定する。
【0019】スレイブ側クロックレベル選択回路1S
は、たとえばpMOSトランジスタおよびnMOSトラ
ンジスタのソース、ドレイン同士を接続してなるトラン
スファーゲートTFGS11 とトランスファーゲートTF
S12 とにより構成され、これらは以下のように接続さ
れている。トランスファーゲートTFGS11 の一方の入
出力端は電源電圧VDDの供給ラインに接続され、トラン
スファーゲートTFGS12 の一方の入出力端はクロック
信号入力端TCLK に接続されている。トランスファーゲ
ートTFGS11 を構成するpMOSトランジスタのゲー
トおよびトランスファーゲートTFGS12 を構成するn
MOSトランジスタのゲートはコントロール信号入力端
CTL に接続され、トランスファーゲートTFGS11
構成するnMOSトランジスタのゲートおよびトランス
ファーゲートTFGS1 2 を構成するpMOSトランジス
タのゲートはインバータINV2 を介してコントロール
信号入力端TCTL に接続されている。そして、トランス
ファーゲートTFGS11 ,TFGS12 の他方の入出力端
同士が接続されて出力ノードNDS1が構成され、この出
力ノードNDS1は直列接続されたインバータINV5
INV6 を介してスレイブクロック信号生成回路2Sに
接続されている。
【0020】マスタクロック信号生成回路2Mは、マス
タ側クロックレベル選択回路1Mの出力信号およびクロ
ック遅延生成回路3Mにより所定時間の遅延作用を受け
たスレイブクロック信号に基づいてローレベルまたはハ
イレベルのマスタクロック信号MCLKを生成する。こ
のマスタクロック信号生成回路2Mは、たとえばpMO
SトランジスタPT M21 〜PTM25 、nMOSトランジ
スタNTM21 〜NTM25 、並びにインバータINVM21
により構成され、これらは以下のように接続されてい
る。
【0021】pMOSトランジスタPTM21 ,P
M23 ,PTM25 のソースは電源電圧VDDの供給ライン
に接続され、nMOSトランジスタNTM24 およびNT
M25 のソースは接地されている。pMOSトランジスタ
PTM21 とnMOSトランジスタNTM21 ,NTM22
pMOSトランジスタPTM22 とnMOSトランジスタ
NTM23 ,NTM24 、pMOSトランジスタPTM23
pMOSトランジスタPTM24 、並びにpMOSトラン
ジスタPTM25 とnMOSトランジスタNTM25 がそれ
ぞれ直列に接続され、pMOSトランジスタPTM25
よびnMOSトランジスタNTM25 のドレイン同士の接
続中点により出力ノードNDM21 が構成されている。そ
して、pMOSトランジスタPTM21 およびnMOSト
ランジスタNTM21のドレイン同士の接続中点とpMO
SトランジスタPTM23 のドレインとpMOSトランジ
スタPTM24 のソースとの接続中点とが接続され、これ
らの接続中点がpMOSトランジスタPTM25 のゲー
ト、並びにpMOSトランジスタPTM2 2 のソースにそ
れぞれ接続されている。また、pMOSトランジスタP
M22 およびnMOSトランジスタNTM23 のドレイン
同士の接続中点が、pMOSトランジスタPTM24 のド
レイン、nMOSトランジスタNTM22 のソース、並び
にnMOSトランジスタNTM25 のゲートに接続されて
いる。さらに、nMOSトランジスタNTM22 ,NT
M24 およびpMOSトランジスタPTM23 ,PTM24
ゲートはインバータINV4 の出力にそれぞれ接続さ
れ、nMOSトランジスタNTM21 ,NTM23 およびp
MOSトランジスタPTM2 1 ,PTM22 のゲートはイン
バータINVM21 の出力にそれぞれ接続されている。そ
して、インバータINVM21 の入力はマスタ側クロック
遅延生成回路3Mの出力に接続されている。
【0022】スレイブクロック信号生成回路2Sは、ス
レイブ側クロックレベル選択回路1Sの出力信号および
クロック遅延生成回路3Sにより所定時間の遅延作用を
受けたマスタクロック信号に基づいてハイレベルまたは
ローレベルのスレイブクロック信号SCLKを生成す
る。このスレイブクロック信号生成回路2Sは、たとえ
ばpMOSトランジスタPTS21 〜PTS25 、nMOS
トランジスタNTS21 〜NTS25 、並びにインバータI
NVS21 により構成され、これらは以下のように接続さ
れている。
【0023】pMOSトランジスタPTS21 ,P
S23 ,PTS25 のソースは電源電圧VDDの供給ライン
に接続され、nMOSトランジスタNTS24 およびNT
S25 のソースは接地されている。pMOSトランジスタ
PTS21 とnMOSトランジスタNTS21 ,NTS22
pMOSトランジスタPTS22 とnMOSトランジスタ
NTS23 ,NTS24 、pMOSトランジスタPTS23
pMOSトランジスタPTS24 、並びにpMOSトラン
ジスタPTS25 とnMOSトランジスタNTS25 がそれ
ぞれ直列に接続されて、pMOSトランジスタPTS25
およびnMOSトランジスタNTS25 のドレイン同士の
接続中点により出力ノードNDS21 が構成されている。
そして、pMOSトランジスタPTS21 およびnMOS
トランジスタNTS21のドレイン同士の接続中点とpM
OSトランジスタPTS23 のドレインとpMOSトラン
ジスタPTS24 のソースとの接続中点とが接続され、こ
れらの接続中点がpMOSトランジスタPTS25 のゲー
ト、並びにpMOSトランジスタPTS2 2 のソースにそ
れぞれ接続されている。また、pMOSトランジスタP
S22 およびnMOSトランジスタNTS23 のドレイン
同士の接続中点が、pMOSトランジスタPTS24 のド
レイン、nMOSトランジスタNTS22 のソース、並び
にnMOSトランジスタNTS25 のゲートに接続されて
いる。さらに、nMOSトランジスタNTS22 ,NT
S24 およびpMOSトランジスタPTS23 ,PTS24
ゲートはインバータINV6 の出力にそれぞれ接続さ
れ、nMOSトランジスタNTS21 ,NTS23 およびp
MOSトランジスタPTS2 1 ,PTS22 のゲートはイン
バータINVS21 の出力にそれぞれ接続されている。そ
して、インバータINVS21 の入力はスレイブ側クロッ
ク遅延生成回路3Sの出力に接続されている。
【0024】マスタ側クロック遅延生成回路3Mは、図
2に示すクロック遅延選択回路4により選択された遅延
時間をもってスレイブクロック信号生成回路2Sで生成
されたスレイブクロック信号SCLKを遅延させてマス
タクロック信号生成回路2Mに出力する。このマスタ側
クロック遅延生成回路3Mは、pMOSトランジスタお
よびnMOSトランジスタのソース、ドレイン同士を接
続してなる互いに並列に接続されたトランスファーゲー
トTFGM31 〜TFGM35 、並びに表記する順に直列に
接続されたインバータINVM31 〜INVM38 により構
成され、これらは以下のように接続されている。
【0025】トランスファーゲートTFGM31 の一方の
入出力端はスレイブクロック信号生成回路2Sの出力ノ
ードNDs21 およびインバータINVM31 の入力に接続
されている。トランスファーゲートTFGM32 の一方の
入出力端はインバータINV M32 の出力とインバータI
NVM33 の入力との接続中点に接続され、トランスファ
ーゲートTFGM33 の一方の入出力端はインバータIN
M34 の出力とインバータINVM35 の入力との接続中
点に接続され、トランスファーゲートTFGM3 4 の一方
の入出力端はインバータINVM36 の出力とインバータ
INVM37 の入力との接続中点に接続され、トランスフ
ァーゲートTFGM35 の一方の入出力端はインバータI
NVM38 の出力に接続されている。各トランスファーゲ
ートTFGM31 〜TFGM35 の他方の入出力端同士が接
続され、これらの接続中点がマスタクロック信号生成回
路2MのインバータINV M21 の入力に接続されてい
る。そして、各トランスファーゲートTFGM31 〜TF
M35 を構成するpMOSおよびnMOSトランジスタ
の各ゲートには、詳細は後述する図2に示すクロック遅
延選択回路4の遅延選択部41〜45の相補的レベルを
とる2つの出力信号d0 ,d 0 、d1 ,d 1
2 ,d 2 、d3 ,d 3 、d4 ,d 4 がそれぞれ
供給される。これら相補信号により、1つのトランスフ
ァーゲートが選択される、本例では、トランスファーゲ
ートTFGM31 が選択された場合が遅延時間が最も短
く、トランスファーゲートTFGM35 が選択された場合
が遅延時間が最も長い。
【0026】スレイブ側クロック遅延生成回路3Sは、
図2に示すクロック遅延選択回路4により選択された遅
延時間をもってマスタクロック信号生成回路2Mで生成
されたマスタクロック信号MCLKを遅延させてスレイ
ブクロック信号生成回路2Sに出力する。このスレイブ
側クロック遅延生成回路3Sは、pMOSトランジスタ
およびnMOSトランジスタのソース、ドレイン同士を
接続してなる互いに並列に接続されたトランスファーゲ
ートTFGS31 〜TFGS35 、並びに表記する順に直列
に接続されたインバータINVS31 〜INVS38 により
構成され、これらは以下のように接続されている。
【0027】トランスファーゲートTFGS31 の一方の
入出力端はマスタクロック信号生成回路2Mの出力ノー
ドNDM21 およびインバータINVS31 の入力に接続さ
れている。トランスファーゲートTFGS32 の一方の入
出力端はインバータINVS3 2 の出力とインバータIN
S33 の入力との接続中点に接続され、トランスファー
ゲートTFGS33 の一方の入出力端はインバータINV
S34 の出力とインバータINVS35 の入力との接続中点
に接続され、トランスファーゲートTFGS34の一方の
入出力端はインバータINVS36 の出力とインバータI
NVS37 の入力との接続中点に接続され、トランスファ
ーゲートTFGS35 の一方の入出力端はインバータIN
S38 の出力に接続されている。各トランスファーゲー
トTFGS31 〜TFGS35 の他方の入出力端同士が接続
され、これらの接続中点がスレイブクロック信号生成回
路2SのインバータINVS21 の入力に接続されてい
る。そして、各トランスファーゲートTFGS31 〜TF
S35 を構成するpMOSおよびnMOSトランジスタ
の各ゲートには、マスタ側クロック遅延生成回路3Mと
同様に、詳細は後述する図2に示すクロック遅延選択回
路4の遅延選択部41〜45の相補的レベルをとる2つ
の出力信号d0 ,d 0 、d1 ,d 1 、d 2 ,d 2
、d3 ,d 3 、d4 ,d 4 がそれぞれ供給され
る。これら相補信号により、1つのトランスファーゲー
トが選択され、トランスファーゲートTFGS31 が選択
された場合が遅延時間が最も短く、トランスファーゲー
トTFGS35 が選択された場合が遅延時間が最も長い。
【0028】クロック遅延選択回路4は、図2に示すよ
うに、マスタ側クロック遅延生成回路3Mおよびスレイ
ブ側クロック遅延生成回路3Sのトランスファーゲート
TFGM31 およびTFGS31 、TFGM32 およびTFG
S32 、TFGM33 およびTFGS33 、TFGM34 および
TFGS34 、並びにTFGM35 およびTFGS35 にそれ
ぞれ対応して設けられたクロック遅延選択部41〜45
により構成されている。これらクロック遅延選択部41
〜45は同一構成を有しており、それぞれたとえばアル
ミニウム(Al)からなるフューズF401 、ダイオード
401 、nMOSトランジスタNT401 、および直列接
続されたインバータINV401 〜INV 403 により構成
されている。また、各クロック遅延選択部41〜45は
それぞれ2つの出力端T411 ,T412 、T421
422 、T431 ,T432 、T441 ,T44 2 、T451 ,T
452 を有しており、これらは以下のようにして接続され
ている。
【0029】フューズ 401 の一端は電源電圧VDDの供
給ラインに接続され、他端はダイオードD401 のカソー
ド、nMOSトランジスタNT401 のドレイン、および
インバータINV401 の入力に接続され、これらの接続
中点によりノードND401 が構成されている。nMOS
トランジスタNT401 のゲートはインバータINV401
の出力とインバータINV402 の入力との接続中点に接
続され、インバータINV403 の出力は出力端T411
451 にそれぞれ接続され、インバータINV402 の出
力とインバータINV403 の入力との接続中点が出力端
412 〜T452 にそれぞれ接続されている。また、ダイ
オードD401 のアノードおよびnMOSトランジスタN
401 のソースは接地されている。
【0030】各クロック遅延選択部41〜45のインバ
ータINV403 の出力に接続された出力端T411 〜T
451 からは、フューズF401 がレーザにより切断されて
いないときにはローレベル「L」の信号d 0 ,d1
4 が出力され、フューズF40 1 がレーザにより切断さ
れた場合にはハイレベル「H」の信号d 0 ,d1 〜d
4 が出力される。これに対して、各クロック遅延選択部
41〜45のインバータINV402 の出力に接続された
出力端T412 〜T452 からは、フューズF401 がレーザ
により切断されていないときにはハイレベル「H」の信
号d0 ,d 1 〜d 4 が出力され、フューズF401
レーザにより切断された場合にはローレベル「L」の信
号d0 ,d 1 〜d 4 が出力される。
【0031】そして、クロック遅延選択部41の出力端
411 が、図1に示すマスタ側クロック遅延生成回路3
Mの初段のトランスファーゲートTFGM31 を構成する
pMOSトランジスタのゲート、並びにスレイブ側クロ
ック遅延生成回路3Sの初段のトランスファーゲートT
FGS31 を構成するpMOSトランジスタのゲートにそ
れぞれ接続されている。これに対して、出力端T412
マスタ側クロック遅延生成回路3Mの初段のトランスフ
ァーゲートTFGM31 を構成するnMOSトランジスタ
のゲート、並びにスレイブ側クロック遅延生成回路3S
の初段のトランスファーゲートTFGS3 1 を構成するn
MOSトランジスタのゲートにそれぞれ接続されてい
る。
【0032】クロック遅延選択部42の出力端T
421 は、図1に示すマスタ側クロック遅延生成回路3M
の2段目のトランスファーゲートTFGM32 を構成する
nMOSトランジスタのゲート、並びにスレイブ側クロ
ック遅延生成回路3Sの2段目のトランスファーゲート
TFGS32 を構成するnMOSトランジスタのゲートに
それぞれ接続されている。これに対して、出力端T422
はマスタ側クロック遅延生成回路3Mの2段目ののトラ
ンスファーゲートTFGM32 を構成するpMOSトラン
ジスタのゲート、並びにスレイブ側クロック遅延生成回
路3Sの2段目のトランスファーゲートTFGS32 を構
成するpMOSトランジスタのゲートにそれぞれ接続さ
れている。
【0033】同様に、クロック遅延選択部43の出力端
431 は、図1に示すマスタ側クロック遅延生成回路3
Mの3段目のトランスファーゲートTFGM33 を構成す
るnMOSトランジスタのゲート、並びにスレイブ側ク
ロック遅延生成回路3Sの3段目のトランスファーゲー
トTFGS33 を構成するnMOSトランジスタのゲート
にそれぞれ接続されている。これに対して、出力端T
432 はマスタ側クロック遅延生成回路3Mの3段目のの
トランスファーゲートTFGM33 を構成するpMOSト
ランジスタのゲート、並びにスレイブ側クロック遅延生
成回路3Sの3段目のトランスファーゲートTFGS33
を構成するpMOSトランジスタのゲートにそれぞれ接
続されている。
【0034】クロック遅延選択部44の出力端T
441 は、図1に示すマスタ側クロック遅延生成回路3M
の4段目のトランスファーゲートTFGM34 を構成する
nMOSトランジスタのゲート、並びにスレイブ側クロ
ック遅延生成回路3Sの4段目のトランスファーゲート
TFGS34 を構成するnMOSトランジスタのゲートに
それぞれ接続されている。これに対して、出力端T442
はマスタ側クロック遅延生成回路3Mの4段目ののトラ
ンスファーゲートTFGM34 を構成するpMOSトラン
ジスタのゲート、並びにスレイブ側クロック遅延生成回
路3Sの4段目のトランスファーゲートTFGS34 を構
成するpMOSトランジスタのゲートにそれぞれ接続さ
れている。
【0035】クロック遅延選択部45の出力端T
451 は、図1に示すマスタ側クロック遅延生成回路3M
の5段目のトランスファーゲートTFGM35 を構成する
nMOSトランジスタのゲート、並びにスレイブ側クロ
ック遅延生成回路3Sの5段目のトランスファーゲート
TFGS35 を構成するnMOSトランジスタのゲートに
それぞれ接続されている。これに対して、出力端T452
はマスタ側クロック遅延生成回路3Mの5段目ののトラ
ンスファーゲートTFGM35 を構成するpMOSトラン
ジスタのゲート、並びにスレイブ側クロック遅延生成回
路3Sの5段目のトランスファーゲートTFGS35 を構
成するpMOSトランジスタのゲートにそれぞれ接続さ
れている。
【0036】以上のように、本回路では、初期状態では
クロック遅延選択回路4のクロック遅延選択部41の出
力信号d0 ,d 0 によりマスタ側およびスレイブ側の
クロック遅延生成回路3Mおよび3Sの初段のトランス
ファーゲートTFGM31 およびTFGS31 がオン状態
(導通状態)に保持され、他のトランスファーゲートT
FGM32 〜TFGM35 、TFGS32 〜TFGS35 はオフ
状態(非導通状態)に保持されている。すなわち、本回
路は、マスタクロック信号MCLKとスレイブクロック
信号SCLKとのアイソレーション期間ITが最も短
く、実オペレーション期間が長くなるように構成されて
いる。このような構成において、もしクロックスキュー
が発生したならば、アイソレーション期間ITを長くす
るために、クロック遅延選択部41のフューズF401
レーザにより切断されて、マスタ側およびスレイブ側の
クロック遅延生成回路3Mおよび3Sの初段のトランス
ファーゲートTFGM31 およびTFGS31 がオフ状態に
切り換えられるとともに、所望の遅延時間を付与すべく
クロック遅延選択部42〜45のうちから一のクロック
遅延選択部のフューズF401 が切断されて、このクロッ
ク遅延選択部の出力端に接続されているマスタ側および
スレイブ側のクロック遅延生成回路3Mおよび3Sの所
定段のトランスファーゲートTFGM32 〜TFGM35
TFGS32 〜TFGS35 が対でオン状態に切り換えられ
る。
【0037】図3は、図2に示すクロック遅延選択回路
4のクロック遅延選択部41(〜45)の回路パターン
例を示す図である。MET1は第1アルミニウム層、M
ET2は第2アルミニウム層、MET3が第3アルミニ
ウム層、POLYGTはnMOSトランジスタNT401
ポリシリコン層からなるゲート、DUFはドレイン拡散
層、CNTVDD は電源電圧VDDの供給ラインとのコンタ
クト、CNTGND は接地ラインとのコンタクト、CNT
MET2 3 は第2アルミニウム層MET2と第3アルミニウ
ム層MET3とのコンタクト、CNTMET12 は第1アル
ミニウム層MET1と第2アルミニウム層MET2との
コンタクトをそれぞれ示している。
【0038】本クロック遅延選択回路は、図3に示すよ
うに、3層アルミ構造となっており、各フューズF401
は第3アルミニウム層により構成され、トランジスタ等
の素子配列部ARYから突出した略U字形状に形成され
ている。したがって、レーザによるフューズF401 の切
断も他の素子への影響を与えることなく、容易に切断す
ることができる。
【0039】次に、上記構成による動作を説明する。通
常のオペレーションにおいては、コントロール信号CT
Lがコントロール信号入力端TCTL にハイレベルで入力
される。その結果、マスタ側クロックレベル選択回路1
Mでは、トランスファーゲートTFGM11 がオフ状態
(非導通状態)に保持され、トランスファーゲートTF
M12 がオン状態(導通状態)に保持される。同様に、
スレイブ側クロックレベル選択回路1Sでは、トランス
ファーゲートTFGS11 がオフ状態(非導通状態)に保
持され、トランスファーゲートTFG S12 がオン状態
(導通状態)に保持される。すなわち、通常のオペレー
ションの場合には、クロック信号CLKが選択される。
【0040】ここで、クロック信号入力端TCLK に対し
てクロック信号CLKが、ローレベルで入力された場
合、そのローレベルのクロック信号CLKはローレベル
のままでスレイブ側クロックレベル選択回路1Sに入力
され、インバータINV1 でレベル反転されたハイレベ
ルのクロック信号CLKがマスタ側クロックレベル選択
回路1Mに入力される。マスタ側クロックレベル選択回
路1Mに入力されたハイレベルのクロック信号CLK
は、トランスファーゲートTFGM12 を通過し、さらに
2つのインバータINV3 およびINV4 を介し、ハイ
レベルでマスタクロック信号生成回路2Mに入力され
る。また、スレイブ側クロックレベル選択回路1Sに入
力されたローレベルのクロック信号CLKは、トランス
ファーゲートTFGS12 を通過し、さらに2つのインバ
ータINV5 およびINV6 を介し、ローレベルでスレ
イブクロック信号生成回路2Sに入力される。
【0041】マスタクロック信号生成回路2Mに入力さ
れたハイレベルのクロック信号は、nMOSトランジス
タNTM22 ,NTM24 、およびpMOSトランジスタP
M2 3 ,PTM24 のゲートに供給される。その結果、n
MOSトランジスタNTM22およびNTM24 がオン状態
に保持され、pMOSトランジスタPTM23 およびPT
M24 がオフ状態に保持される。
【0042】また、スレイブクロック信号生成回路2S
に入力されたローレベルのクロック信号は、nMOSト
ランジスタNTS22 ,NTS24 、およびpMOSトラン
ジスタPTS23 ,PTS24 のゲートに供給される。その
結果、nMOSトランジスタNTS22 およびNTS24
オフ状態に保持され、pMOSトランジスタPTS23
よびPTS24 がオン状態に保持される。pMOSトラン
ジスタPTS23 およびPTS24 がオン状態になったこと
に伴い、ハイレベルの電源電圧VDDが出力段のpMOS
トランジスタPTS25 およびnMOSトランジスタNT
S25 のゲートに供給される。これにより、pMOSトラ
ンジスタPTS25 がオフ状態に保持され、nMOSトラ
ンジスタNTS25 がオン状態に遷移する。その結果、ス
レイブクロック信号生成回路2Sの出力ノードNDS21
が接地レベルに引き込まれる。したがって、スレイブク
ロック信号生成回路2Sからローレベルのスレイブクロ
ック信号SCLKが出力される。また、ローレベルのス
レイブクロック信号SCLKは、マスタ側クロック遅延
生成回路3Mに入力される。
【0043】このとき、マスタ側クロック遅延生成回路
3Mでは、クロック遅延選択回路4により初段のトラン
スファーゲートTFGM31 のみが導通状態に保持されて
おり、ローレベルのスレイブクロック信号CLKは、こ
のトランスファーゲートTFGM31 を通過し、マスタク
ロック信号生成回路2Mに入力される。
【0044】マスタクロック信号生成回路2Mに入力さ
れたローレベルのスレイブクロック信号は、インバータ
INVM21 においてレベル反転作用を受けてハイレベル
でnMOSトランジスタNTM21 ,NTM23 、およびp
MOSトランジスタPTM21,PTM22 のゲートに供給
される。その結果、nMOSトランジスタNTM21 およ
びNTM23 がオン状態に切り換わり、pMOSトランジ
スタPTM21 およびPTM22 がオフ状態に切り換わる。
これにより、出力段のnMOSトランジスタNTM25
ゲート電位はnMOSトランジスタNTM23 ,NTM24
を介して接地レベルに引き込まれ、同様に、pMOSト
ランジスタPTM25 のゲート電位はnMOSトランジス
タNTN21 〜NTM24 を介して接地レベルに引き込まれ
る。その結果、nMOSトランジスタNTM25 がオフ状
態に切り換わり、pMOSトランジスタPTM25 がオン
状態に切り換わり、マスタクロック信号生成回路2Mの
出力ノードNDM21 には、ハイレベルの電源電圧VDD
供給される。これにより、マスタクロック信号生成回路
2Mからはハイレベルのマスタクロック信号MCLKが
出力される。また、このハイレベルのマスタクロック信
号MCLKは、スレイブ側クロック遅延生成回路3Sに
入力される。
【0045】このとき、スレイブ側クロック遅延生成回
路3Sでは、クロック遅延選択回路4により初段のトラ
ンスファーゲートTFGS31 のみが導通状態に保持され
ており、ハイレベルのマスタクロック信号MCLKは、
このトランスファーゲートTFGS31 を通過し、スレイ
ブクロック信号生成回路2Sに入力される。
【0046】スレイブクロック信号生成回路2Sに入力
されたハイレベルのマスタクロック信号は、インバータ
INVS21 においてレベル反転作用を受けてローレベル
でnMOSトランジスタNTS21 ,NTS23 、およびp
MOSトランジスタPTS21,PTS22 のゲートに供給
される。その結果、nMOSトランジスタNTS21 およ
びNTS23 がオフ状態に保持され、pMOSトランジス
タPTS21 およびPT S22 がオン状態に切り換わる。こ
れにより、出力段のnMOSトランジスタNTS25 およ
びpMOSトランジスタPTS25 のゲート電位は電源電
圧VDDレベルに安定に保持される。その結果、スレイブ
クロック信号生成回路2Sからはローレベルのスレイブ
クロック信号SCLKが安定に出力される。
【0047】以上のように、マスタクロック信号MCL
Kは、基本クロック信号CLKが入力されてからスレイ
ブクロック信号生成回路2Sで生成されたスレイブクロ
ック信号SCLKが入力されるまでの期間、ローレベル
のスレイブクロック信号SCLKと同レベルに保持され
る。すなわち、マスタクロック信号MCLKおよびスレ
イブクロック信号SCLKにアイソレーション期間IT
が付与されたことになる。
【0048】次に、クロック信号CLKがローレベルか
らハイレベルに切り換えられてクロック信号入力端T
CLK に入力された場合、そのハイレベルのクロック信号
CLKはハイレベルのままで、スレイブ側クロックレベ
ル選択回路1SのトランスファーゲートTFGS12 、さ
らには2つのインバータINV5 ,INV6 を介してス
レイブクロック信号生成回路2Sに入力される。また、
インバータINV1 でレベル反転作用を受けたローレベ
ルのクロック信号CLKは、マスタ側クロックレベル選
択回路1MのトランスファーゲートTFGM12 、さらに
は2つのインバータINV3 ,INV4 を介してマスタ
クロック信号生成回路2Mに入力される。
【0049】スレイブクロック信号生成回路2Sに入力
されたハイレベルのクロック信号は、nMOSトランジ
スタNTS22 ,NTS24 、およびpMOSトランジスタ
PT S23 ,PTS24 のゲートに供給される。その結果、
nMOSトランジスタNTS2 2 およびNTS24 がオン状
態に切り換わり、pMOSトランジスタPTS23 および
PTS24 がオフ状態に切り換わる。これにより、出力段
のpMOSトランジスタPTM25 およびnMOSトラン
ジスタNTM25 のゲートへの電源電圧VDDの供給が停止
されるが、pMOSトランジスタPTS21 およびPT
S22 がオン状態であるので、スレイブクロック信号SC
LKはローレベルのままに保持される。
【0050】マスタクロック信号生成回路2Mに入力さ
れたローレベルのクロック信号は、nMOSトランジス
タNTM22 ,NTM24 、およびpMOSトランジスタP
M2 3 ,PTM24 のゲートに供給される。その結果、n
MOSトランジスタNTM22およびNTM24 がオフ状態
に切り換わり、pMOSトランジスタPTM23 およびP
M24 がオン状態に切り換わる。nMOSトランジスタ
NTM22 およびNTM24 がオフ状態に切り換わったこと
に伴い、出力段のpMOSトランジスタPTM25 および
nMOSトランジスタNTM25 のゲート電位の接地レベ
ルへの引き込みが停止され、一方、pMOSトランジス
タPTM23 およびPTM24 がオン状態に切り換わったこ
とに伴い、ハイレベルの電源電圧VDDが出力段のpMO
SトランジスタPTM25 およびnMOSトランジスタN
M25 のゲートに供給される。これにより、pMOSト
ランジスタPTM25 がオフ状態に切り換わり、nMOS
トランジスタNTM25 がオン状態に切り換わる。その結
果、マスタクロック信号生成回路2Mの出力ノードND
M21 が接地レベルに引き込まれる。したがって、マスタ
クロック信号生成回路2Mからは、スレイブクロック信
号SCLKのレベルにかかわりなくハイレベルからロー
レベルに切り換えられたマスタクロック信号MCLKが
出力される。このハイレベルのマスタクロック信号MC
LKは、スレイブ側クロック遅延生成回路3Sに入力さ
れる。
【0051】このとき、スレイブ側クロック遅延生成回
路3Sでは、クロック遅延選択回路4により初段のトラ
ンスファーゲートTFGS31 のみが導通状態に保持され
ており、ハイレベルのマスタクロック信号CLKは、こ
のトランスファーゲートTFGS31 を通過し、スレイブ
クロック信号生成回路2S入力される。
【0052】スレイブクロック信号生成回路2Sに入力
されたローレベルのスレイブクロック信号は、インバー
タINVS21 においてレベル反転作用を受けてハイレベ
ルでnMOSトランジスタNTS21 ,NTS23 、および
pMOSトランジスタPTS2 1 ,PTS22 のゲートに供
給される。その結果、nMOSトランジスタNTS21
よびNTS23 がオン状態に切り換わり、pMOSトラン
ジスタPTS21 およびPTS22 がオフ状態に切り換わ
る。これにより、出力段のnMOSトランジスタNT
S25 のゲート電位はnMOSトランジスタNTS23 ,N
S24 を介して接地レベルに引き込まれ、同様に、pM
OSトランジスタPTS25 のゲート電位はnMOSトラ
ンジスタNTS21 〜NTS24 を介して接地レベルに引き
込まれる。その結果、nMOSトランジスタNTS25
オフ状態に切り換わり、pMOSトランジスタPTS25
がオン状態に切り換わり、スレイブクロック信号生成回
路2Sの出力ノードNDS21 には、ハイレベルの電源電
圧VDDが供給される。これにより、スレイブクロック信
号生成回路2Sからはハイレベルのスレイブクロック信
号SCLKが出力される。このハイレベルのスレイブク
ロック信号SCLKは、マスタ側クロック遅延生成回路
3Mに入力される。
【0053】このとき、マスタ側クロック遅延生成回路
3Mでは、クロック遅延選択回路4により初段のトラン
スファーゲートTFGM31 のみが導通状態に保持されて
おり、ハイレベルのスレイブクロック信号SCLKは、
このトランスファーゲートTFGM31 を通過し、マスタ
クロック信号生成回路2Mに入力される。
【0054】マスタクロック信号生成回路2Mに入力さ
れたハイレベルのスレイブクロック信号は、インバータ
INVM21 においてレベル反転作用を受けてローレベル
でnMOSトランジスタNTM21 ,NTM23 、およびp
MOSトランジスタPTM21,PTM22 のゲートに供給
される。その結果、nMOSトランジスタNTM21 およ
びNTM23 がオフ状態に切り換わり、pMOSトランジ
スタPTM21 およびPTM22 がオン状態に切り換わる。
これにより、出力段のnMOSトランジスタNTM25
よびpMOSトランジスタPTM25 のゲート電位は電源
電圧VDDレベルに安定に保持される。その結果、マスタ
クロック信号生成回路2Mからはローレベルのマスタク
ロック信号SCLKが安定に出力される。
【0055】したがって、スレイブクロック信号SCL
Kは、基本クロック信号CLKが入力されてからマスタ
クロック信号MCLKが入力されるまでの期間、ローレ
ベルのマスタクロック信号MCLKと同レベルに保持さ
れる。すなわち、マスタクロック信号MCLKおよびス
レイブクロック信号SCLKにアイソレーション期間I
Tが付与されたことになる。
【0056】以降、以上の動作が繰り返されるが、上述
したように、マスタクロック信号MCLKがハイレベル
に保持される時間は、スレイブクロック信号SCLKが
ローレベルに保持される時間より短い。すなわち、両信
号共ローレベルとなるアイソレーション期間が設定され
て、出力される。
【0057】なお、以上の動作中に、クロックスキュー
が発生した場合には、アイソレーション期間をさらに長
めに設定するため、クロック遅延選択回路4のクロック
遅延選択部41のフューズF401 およびクロック遅延選
択部42〜45のうちの所望の遅延時間が設定可能なク
ロック遅延選択部のフューズF401 がレーザにより切断
される。これにより、マスタ側およびスレイブ側のクロ
ック遅延生成回路3M,3Sを通過するマスタクロック
信号MCLKおよびスレイブクロック信号SCLKの経
路が、より長い遅延時間が付与可能な経路に変更され
る。
【0058】また、通常のオペレーションではなく、た
とえばCPUを停止させ、あるいは周辺素子も停止させ
るなどのアイドル(Idle)モード時には、コントロ
ール信号CTLはローレベルに設定される。その結果、
マスタ側クロックレベル選択回路1Mでは、トランスフ
ァーゲートTFGM12 が非導通状態、トランスファーゲ
ートTFGM11 が導通状態に制御される。これにより、
マスタ側クロックレベル選択回路1Mの出力は接地レベ
ル、すなわちローレベルに固定される。したがって、マ
スタクロック信号MCLKもローレベルに固定される。
同様に、スレイブ側クロックレベル選択回路1Sでは、
トランスファーゲートTFGS12 が非導通状態、トラン
スファーゲートTFGS11 が導通状態に制御される。こ
れにより、スレイブ側クロックレベル選択回路1Sの出
力は電源電圧V DDレベル、すなわちハイレベルに固定さ
れる。したがって、スレイブクロック信号SCLKはハ
イレベルに固定される。
【0059】以上説明したように、本実施例によれば、
ローレベルの基本クロック信号CLKおよびローレベル
のスレイブクロック信号SCLKに基づいてハイレベル
のマスタクロック信号MCLKを生成し、ハイレベルの
基本クロック信号CLKに基づいてローレベルのマスタ
クロック信号MCLKを生成するマスタクロック信号生
成回路2Mと、ローレベルの基本クロック信号CLKに
基づいてローレベルのスレイブクロック信号SCLKを
生成し、ハイレベルの基本クロック信号CLKおよびロ
ーレベルのマスタクロック信号に基づいてハイレベルの
スレイブクロック信号SCLKを生成するスレイブクロ
ック信号生成回路2Sと、遅延時間が任意に設定可能で
スレイブクロック信号生成回路2Sから出力されたスレ
イブクロック信号SCLKを所望時間遅延させてマスタ
クロック信号生成回路2Mに入力させるマスタ側クロッ
ク遅延生成回路3Mと、遅延時間が任意に設定可能でマ
スタクロック信号生成回路2Mから出力されたマスタク
ロック信号MCLKを所望時間遅延させてスレイブクロ
ック信号生成回路2Sに入力させるスレイブ側クロック
遅延生成回路3Sとを設けたので、クロックの管理が容
易で、的確にアイソレーション期間を設定でき、クロッ
クスキューの発生を防止でき、また、最終段のバッファ
におけるトランジスタに流れる貫通電流を防止できる。
アイソレーション期間を所望の時間に設定できことか
ら、たとえば後発的に発生したクロックスキューの抑止
を容易に行え、また容易に実デバイスの限界等を評価で
きる。また、マスタロック信号生成回路2Mおよびス
レイブクロック信号生成回路2Sにおいては、NAND
回路と同様の回路構成を採用しているので、応答速度が
速く、トランジスタサイズを小さくできる。更には、任
意のフューズを切断することによってアイソレーション
期間を制御できるので、半導体デバイスの製造工程の最
終段階にフューズをプログラミングすればよく、半導体
デバイスのデザインを変更する必要がない。従って、半
導体デバイスの開発期間を短縮することができる。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
クロックの管理が容易で、的確にアイソレーション期間
を設定でき、クロックスキューの発生を防止でき、最終
段のバッファにおけるトランジスタに流れる貫通電流を
防止できる。また、遅延時間を任意に設定できることか
ら、アイソレーション期間を所望の時間に設定でき、た
とえば後発的に発生したクロックスキューの抑止を容易
に行え、また容易に実デバイスの限界等を評価できるな
どの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクロック信号生成回路の一実施例
を示す要部回路図である。
【図2】本発明に係るクロック遅延選択回路の構成例を
示す回路図である。
【図3】本発明に係るクロック遅延選択回路の回路パタ
ーン例を示す図である。
【図4】マスタクロック信号、スレイブクロック信号、
並びに両信号に対するアイソレーション期間を説明する
ための図である。
【符号の説明】
CLK …クロック信号入力端 TCTL …コントロール信号入力端 1M…マスタ側クロックレベル選択回路 1S…スレイブ側クロックレベル選択回路 2M…マスタクロック信号生成回路 2S…スレイブクロック信号生成回路 3M…マスタ側クロック遅延生成回路 3S…スレイブ側クロック遅延生成回路 4…クロック遅延選択回路 INV1 〜INV6 …インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−311718(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 5/151 H03K 5/04 H03K 17/16

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の入力端子に入力される基本クロック
    信号と第2の入力端子に入力されるクロック信号とに基
    づいて第1のクロック信号を生成する第1のクロック信
    号生成回路と、 第1の入力端子に入力される上記基本クロック信号と相
    補的なクロック信号と第2の入力端子に入力されるクロ
    ック信号とに基づいて上記第1のクロック信号と相補的
    な第2のクロック信号を生成する第2のクロック信号生
    成回路と、 上記第2のクロック信号生成回路から出力される上記第
    2のクロック信号に所定の遅延時間を与えて上記第1の
    クロック信号生成回路の上記第2の入力端子に出力する
    第1の遅延回路と、 上記第1のクロック信号生成回路から出力される上記第
    1のクロック信号に所定の遅延時間を与えて上記第2の
    クロック信号生成回路の上記第2の入力端子に出力する
    第2の遅延回路と、 を有し、 上記第1のクロック信号生成回路が、第1の電源電圧供
    給端と出力端子との間に接続された第1の出力トランジ
    スタと、第2の電源電圧供給端と上記出力端子との間に
    接続された第2の出力トランジスタと、上記第1の出力
    トランジスタ又は上記第2の出力トランジスタが遮断状
    態となってから上記第2の出力トランジスタ又は上記第
    1の出力トランジスタが導通状態となるように上記第1
    の出力トランジスタの制御端子と上記第2の出力トラン
    ジスタの制御端子とを制御する制御回路とを有し、上記
    基本クロック信号が第2の電源電圧レベルのときに上記
    第1のクロック信号を第2の電源電圧レベルとし、上記
    基本クロック信号が第1の電源電圧レベルであって上記
    第2のクロック信号が第2の電源電圧レベルであるとき
    に上記第1のクロック信号を第1の電源電圧レベルと
    し、 上記第2のクロック信号生成回路が、第1の電源電圧供
    給端と出力端子との間に接続された第1の出力トランジ
    スタと、第2の電源電圧供給端と上記出力端子との間に
    接続された第2の出力トランジスタと、上記第1の出力
    トランジスタ又は上記第2の出力トランジスタが遮断状
    態となってから上記第2の出力トランジスタ又は上記第
    1の出力トランジスタが導通状態となるように上記第1
    の出力トランジスタの制御端子と上記第2の出力トラン
    ジスタの制御端子とを制御する制御回路とを有し、上記
    基本クロック信号が第1の電源電圧レベルのときに上記
    第2のクロック信号を第2の電源電圧レベルとし、上記
    基本クロック信号が第2の電源電圧レベルであって上記
    第1のクロック信号が第2の電源電圧レベルであるとき
    に上記第2のクロック信号を第1の電源電圧レベルとす
    るクロック信号生成回路。
  2. 【請求項2】上記第1のクロック信号生成回路の上記制
    御回路が、第1の電源電圧供給端と上記第1の出力トラ
    ンジスタの制御端子との間に接続された第1及び第2の
    電流路と、上記第1の出力トランジスタの制御端子と上
    記第2の出力トランジスタの制御端子との間に接続され
    た第3、第4及び第5の電流路と、上記第2の出力トラ
    ンジスタの制御端子と第2の電源電圧供給端との間に接
    続された第6の電流路とを有し、上記第1及び第4の電
    流路が上記第1のクロック信号生成回路の上記第1の入
    力端子に入力されるクロック信号により制御され、上記
    第2及び第5の電流路が上記第1のクロック信号生成回
    路の上記第2の入力端子に入力されるクロック信号によ
    り制御され、上記第3及び第6の電流路が上記第1のク
    ロック信号生成回路の上記第1の入力端子と上記第2の
    入力端子とにそれぞれ入力される2つのクロック信号に
    より制御され、 上記第2のクロック信号生成回路の上記制御回路が、第
    1の電源電圧供給端と上記第1の出力トランジスタの制
    御端子との間に接続された第1及び第2の電流路と、上
    記第1の出力トランジスタの制御端子と上記第2の出力
    トランジスタの制御端子との間に接続された第3、第4
    及び第5の電流路と、上記第2の出力トランジスタの制
    御端子と第2の電源電圧供給端との間に接続された第6
    の電流路とを有し、上記第1及び第4の電流路が上記第
    2のクロック信号生成回路の上記第1の入力端子に入力
    されるクロック信号により制御され、上記第2及び第5
    の電流路が上記第2のクロック信号生成回路の上記第2
    の入力端子に入力されるクロック信号により制御され、
    上記第3及び第6の電流路が上記第2のクロック信号生
    成回路の上記第1の入力端子と上記第2の入力端子とに
    それぞれ入力される2つのクロック信号により制御され
    る請求項1に記載のクロック信号生成回路。
  3. 【請求項3】上記第1のクロック信号生成回路の上記第
    1の出力トランジスタと上記第1、第2、第4及び第5
    の電流路とがそれぞれpMOSトランジスタで構成さ
    れ、上記第1のクロック信号生成回路の上記第2の出力
    トランジスタがnMOSトランジスタで構成され、上記
    第1のクロック信号生成回路の上記第3及び第6の電流
    路がそれぞれ直列接続された2つのnMOSトランジス
    タで構成され、 上記第2のクロック信号生成回路の上記第1の出力トラ
    ンジスタと上記第1、第2、第4及び第5の電流路とが
    それぞれpMOSトランジスタで構成され、上記第2の
    クロック信号生成回路の上記第2の出力トランジスタが
    nMOSトランジスタで構成され、上記第2のクロック
    信号生成回路の上記第3及び第6の電流路がそれぞれ直
    列接続された2つのnMOSトランジスタで構成される
    請求項2に記載のクロック信号生成回路。
  4. 【請求項4】上記第1の遅延回路が、入力端子と出力端
    子との間に直列に接続された複数の遅延素子と、上記複
    数の遅延素子の各出力端と上記出力端子との間にそれぞ
    れ接続された複数のスイッチ素子とを有し、上記複数の
    スイッチ素子の1つが選択されることにより所定の遅延
    時間が設定され、 上記第2の遅延回路が、入力端子と出力端子との間に直
    列に接続された複数の遅延素子と、上記複数の遅延素子
    の各出力端と上記出力端子との間にそれぞれ接続された
    複数のスイッチ素子とを有し、上記複数のスイッチ素子
    の1つが選択されることにより所定の遅延時間が設定さ
    れる請求項1、2又は3に記載のクロック信号生成回
    路。
  5. 【請求項5】上記第1の遅延回路が上記複数のスイッチ
    素子をそれぞれ選択して導通させるための複数のヒュー
    ズ回路を有し、 上記第2の遅延回路が上記複数のスイッチ素子をそれぞ
    れ選択して導通させるための複数のヒューズ回路を有す
    る請求項4に記載のクロック信号生成回路。
  6. 【請求項6】コントロール信号に応じて上記第1のクロ
    ック信号生成回路の上記第1の入力端子にクロック信号
    を入力するかまたは上記第1の入力端子の電圧レベルを
    第1の電源電圧レベル又は第2の電源電圧レベルとする
    第1の選択回路と、 上記コントロール信号に応じて上記第2のクロック信号
    生成回路の上記第1の入力端子にクロック信号を入力す
    るかまたは上記第1の入力端子の電圧レベルを第1の電
    源電圧レベル又は第2の電源電圧レベルとする第2の選
    択回路と、 を有する請求項1、2、3、4又は5に記載のクロック
    信号生成回路。
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