JP3450293B2 - クロック制御回路及びクロック制御方法 - Google Patents
クロック制御回路及びクロック制御方法Info
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Description
及びクロック制御方法に関する。
成する回路として、例えば図18に示すようなDLL
(Delay Locked Loop;遅延同期ループ)を用いた構
成が知られている。図18に示す構成については、例え
ば文献1(ISSCC 1997 p.p 332−333 S.Sidiropou
los and Mark Horowitz et al.,"A semi−digital
delay locked loop with unlimited phase shift
capability and 0.08-400MHz operating range")
が参照される。
バッファ11と、電圧制御型の可変遅延回路(Voltage
Controlled Delay Line)14と、可変遅延回路14
の出力と入力バッファ11の出力の位相差を検出する位
相比較回路12と、位相比較回路12からの位相差検出
信号を平滑化するフィルタ13とを備えている。可変遅
延回路は複数段縦続形態に接続されたバッファよりな
る。位相比較回路12は、例えばD型フリップフリップ
で構成され、位相比較回路12の出力を、フィルタ13
(フィルタ13は位相比較回路12の出力を電圧に変換
するチャージポンプとRCフィルタを含む)で積分した
電圧が、可変遅延回路14に供給されて、遅延時間が可
変に設定され、入力バッファ11の出力と可変遅延回路
14の出力の位相が一致する(すなわち位相差がゼロと
なる)ようにフィードバック制御され、可変遅延回路1
4の複数のバッファから等間隔の位相差の出力クロック
が出力される。
路14を、VCO(電圧制御発振器)等の可変発振回路
15で置き換え、多相クロック(multiphase clock)
を出力するものである。なお図19に示した構成につい
ては、文献2(ISSC 1993p.p 160−161 Mark Horow
itz et al.,"PLL Design for 500MHz Interfac
e")等が参照される。図19は、上記文献2のPLL回
路のメインループの一部を模式的に示したものである。
VCO(電圧制御発振器)等の可変発振回路15は、複
数クロック出力(例えば位相差が等間隔の複数のクロッ
ク出力)が出力され、送信、受信のファインループ(不
図示)に供給され、内部クロックの位相の細かい調整が
行われる。
構成は、DLL、PLL構成等、帰還系のループを有し
ており、帰還系のループに起因するジッタが存在してお
り、所望の位相の信号を正しく生成することは、困難で
あった。本発明は、かかる問題点に鑑みて創案されたも
のである。
解決しようとする課題は、入力クロックに対して所望の
位相差の出力クロックを精度よく生成するクロック制御
回路及び方法を提供することである。
の手段を提供する本発明は、入力クロックから互いに位
相の異なる複数のクロック(「多相クロック」という)
を生成出力する多相クロック発生回路と、前記多相クロ
ック発生回路から出力される多相クロックを入力としそ
のうちの一つを選択出力する選択回路と、前記選択回路
の出力を第1の可変遅延回路で遅延させた出力と、前記
多相クロック発生回路から出力される多相クロックの一
つとの位相差を検出して出力する位相比較回路と、前記
位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑化す
るフィルタと、を備え、前記第1の可変遅延回路は前記
フィルタの出力によって遅延時間が可変され、前記フィ
ルタの出力によって遅延時間が可変される第2の可変遅
延回路を備え、前記入力クロックを前記第2の可変遅延
回路で遅延させた信号が出力クロックとして出力され
る。
き、入力クロックを、所定の位相差分遅延させた信号を
出力する位相差発生回路と、前記位相差発生回路の出力
を遅延させる第1の可変遅延回路と、前記位相差発生回
路の出力と前記第1の可変遅延回路からの出力信号の位
相差を検出する位相比較回路と、前記位相比較回路から
出力される位相差検出信号を平滑化するフィルタと、を
備え、前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力に
よって遅延時間が可変され、前記フィルタの出力によっ
て遅延時間が可変される第2の可変遅延回路を備え、前
記入力クロックを前記第2の可変遅延回路で遅延させた
信号を出力クロックとして出力する。
を入力し、前記入力クロックと前記出力クロックとに基
づき、入力された位相決定情報によって規定される位相
差を有する第1、第2の出力信号を出力する位相差発生
回路と、前記位相差発生回路の第2の出力信号を遅延さ
せる第1の可変遅延回路と、前記位相差発生回路から出
力される前記第1、第2の出力信号の位相差を検出して
出力する位相比較回路と、前記位相比較回路から出力さ
れる位相差検出信号を平滑化するフィルタと、を備え、
前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、前記フィルタの出力によって遅延
時間が可変される第2の可変遅延回路を備え、前記入力
クロックをそれぞれ前記第1、第2の可変遅延回路で遅
延させた信号を第1、第2の出力クロックとして出力
し、前記第1の出力クロックが、前記位相差発生回路に
対して前記出力クロックとして入力される。
の説明からも明らかとされるように、本願特許請求の範
囲の各請求項の発明によっても同様にして解決される。
する。本発明のクロック制御回路は、その好ましい一実
施の形態において、図1を参照すると、入力バッファ
(1)からのクロックより、互いに位相の異なるクロッ
ク(「多相クロック」という)を発生する多相クロック
発生回路(2)と、多相クロック発生回路からの多相ク
ロック出力を入力としそのうち所望の位相差に対応する
一つを選択する選択回路(9)と、選択回路の出力を遅
延させる可変遅延回路(50)と、可変遅延回路(50)
の出力を入力としダミーの負荷(8)を駆動するクロッ
クバッファダミー(60)と、多相クロック発生回路
(2)からの一の出力と、クロックバッファダミー(6
0)の出力との位相差を検出する位相比較回路(3)
と、位相比較回路(3)から出力された位相差検出信号
を平滑化するフィルタ(4)と、を備え、可変遅延回路
(50)は、フィルタ(4)の出力で遅延時間が可変さ
れ、入力バッファ(1)の出力を入力としフィルタ
(4)の出力で遅延時間が可変される可変遅延回路(5
1)と、可変遅延回路(51)の出力をそれぞれ入力する
クロックバッファ(61)と、を備えている。
設定値(13)とを加算する加算回路(7)と、入力バ
ッファ(1)の出力を入力とし、加算回路(7)の出力
で遅延時間が可変される可変遅延回路(52)と、可変
遅延回路(52)の出力をそれぞれ入力するクロックバ
ッファ(62)と、を備える。
比較回路(3)に入力され、該一のクロックに対して、
多相クロックのうち所望の位相差のクロックが選択され
て可変遅延回路(50)に供給され、可変遅延回路
(50)とクロックバッファダミー(60)の遅延時間
が、当該位相差と等しくなるように可変遅延回路
(50)の遅延時間が可変制御される。
は、クロックバッファダミー(60)の出力と同一位相
の信号とされ、クロックバッファ(62)の出力OUT
2は、クロックバッファダミー(60)の出力に対し
て、設定値(13)分、加算回路(7)で加算減算した
値に対応する位相差の信号とされる。
ック発生回路(2)は、図3を参照すると、入力クロッ
クを分周して多相クロックを生成出力する分周回路(2
01)と、この分周回路から出力される多相クロックを
入力とし、クロックを逓倍した多相クロックを生成する
多相クロック逓倍回路(202)とを備えて構成され
る。
を参照すると、n相のクロック(第1乃至第nクロッ
ク)を入力し、二つの入力のタイミング差を分割した信
号を出力する2n個のタイミング差分割回路(208〜
215)を備え、奇数番目(2I−1番目、ただし、1
≦I≦n)のタイミング差分割回路は、前記二つの入力
として、n相クロックのうち、I番目の同一クロックを
入力とし、偶数番目(2I番目、ただし、1≦I≦n)
のタイミング差分割回路は、n相クロックのうち、I番
目のクロックとI+1番目のクロック(ただし、n+1
番目は1番目)を入力とする。
グ差分割回路(208、210)の出力T21とT23
を入力し、パルス幅補正回路(217)は、タイミング
差分割回路(209、211)の出力T22とT24を
入力するという具合に、J番目(ただし、1≦J≦2
n)のパルス幅補正回路(216〜223)は、J番目
(ただし、1≦J≦2n)のタイミング差分割回路の出
力と(J+2 modn)番目(ただし、J+2 mo
d nは、J+2をnで割った余り)のタイミング差分
割回路の出力とを入力とする。
路(224〜227)は、K番目のパルス幅補正回路の
出力と(K+n)番目のパルス幅補正回路の出力とを入
力として多重化して出力する。
参照すると、入力バッファ(1)の出力を入力し、位相
決定情報(14)に基づき、前記入力バッファの出力を
所定の位相差分遅延させた信号を出力する位相差発生回
路(10)と、位相差発生回路(10)の出力を遅延さ
せる可変遅延回路(50)と、可変遅延回路(50)の出
力を駆動するクロックバッファダミー(60)と、位相
差発生回路(10)の出力とクロックバッファダミー
(60)の出力の位相差を検出する位相比較回路(3)
と、位相比較回路(3)の出力を平滑化するフィルタ
(4)と、を備え、可変遅延回路(50)は、フィルタ
(4)の出力で遅延時間が可変される。入力バッファ
(1)の出力を入力とし、フィルタ(4)の出力で遅延
時間が可変される可変遅延回路(51)と、フィルタ
(4)の出力と、入力された設定値(13)とを加算す
る加算回路(7)と、入力バッファ(1)の出力を入力
とし、加算回路(7)の出力で遅延時間が可変される可
変遅延回路(52)と、可変遅延回路(51、52)の出
力をそれぞれ入力するクロックバッファ(61、62)
と、を備える。
すると、入力クロックを分周する分周回路(101)
と、分周回路(101)の出力を入力クロックの立ち上
がり又は立ち下がりの遷移エッジでサンプルする第1の
フリップフロップ(1021)と、第1のフリップフロ
ップの出力を前記入力クロックの立ち上がり又は立ち下
がりの遷移エッジでサンプルする第2のフリップフロッ
プ(1022)と、第1、第2のフリップフロップの出
力を入力とし、二つの出力のタイミング差を第1の内分
比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号(I
NT1)を出力する第1のインターポレータ(10
31)と、第1、第2のフリップフロップの出力を入力
とし、二つの出力のタイミング差を第2の内分比で分割
した時間で規定される遅延時間の出力信号(INT2)
を出力する第2のインターポレータ(1032)と、を
備えている。
31、1032)は、入力信号の位相差(時間差)を、与
えられた位相決定情報(図9の14)に基づき、異なる
内分比で内分した信号を出力し、位相比較回路3に供給
される信号(INT1)は、第1の可変遅延回路
(50)に供給される出力信号(INT2)に対して所
望の位相差(例えば90度)に設定される。
3を参照すると、入力されたクロックを受ける入力バッ
ファ(1)と、入力バッファ(1)からの入力クロック
を一の入力端から入力し、出力クロックを他の入力端か
ら入力し、入力される位相決定情報(14)に基づき、
入力クロックと出力クロックとから、位相決定情報(1
4)で規定される位相差の二つの出力信号を出力する位
相差発生回路(10A)と、位相差発生回路の二つの出
力の位相差を検出する位相比較回路(3)と、位相比較
回路の出力を平滑化するフィルタ(4)と、フィルタ
(4)の出力で可変にされる遅延時間をもって入力バッ
ファの出力を遅延させる第1の可変遅延回路(51)
と、第1の可変遅延回路の出力を入力し第1の出力クロ
ックを出力する第1のクロックバッファ(61)と、フ
ィルタ(4)の出力と入力設定値(13)とを加算する
加算回路(7)と、入力バッファ(1)の出力を入力と
し、加算回路(7)の出力で遅延時間が可変される第2
の可変遅延回路(52)と、第2の可変遅延回路(52)
の出力を入力し第2の出力クロックを出力する第2のク
ロックバッファ(62)と、を備え、第1のクロックバ
ッファ(61)から出力される第1の出力クロックが位
相差発生回路(10A)に入力される。
照すると、入力クロックを分周する分周回路(101)
と、分周回路(101)で分周されたクロックを入力ク
ロック立ち上がり又は立ち下がりの遷移エッジでサンプ
ルする第1のフリップフロップ(1021)と、第1の
フリップフロップの出力を入力クロックの立ち上がり又
は立ち下がりの遷移エッジでサンプルする第2のフリッ
プフロップ(1022)と、第1、第2のフリップフロ
ップの出力を入力とし、二つの出力のタイミング差を、
位相決定情報に基づき第1の内分比で分割した時間で規
定される遅延時間の出力信号を出力する第1のインター
ポレータ(1031)と、分周回路で分周されたクロッ
クを出力クロック(第1のクロックバッファの出力)の
立ち上がり又は立ち下がりの遷移エッジでサンプルする
第3のフリップフロップ(102 3)と、第3のフリッ
プフロップの出力を前記出力クロック(図13の第1の
クロックバッファ61の出力)の立ち上がり又は立ち下
がりの遷移エッジでサンプルする第4のフリップフロッ
プ(1024)と、第3、第4のフリップフロップの出
力を入力とし、二つの出力のタイミング差を、前記位相
決定情報に基づき第2の内分比で分割した時間で規定さ
れる遅延時間の出力信号を出力する第2のインターポレ
ータ(1032)と、を備えている。
用いて多相クロックを生成する従来の構成(図18、図
19参照)と較べて、帰還ループに起因するジッタ成分
を特段に縮減し、入力されるクロックに対して、所望の
位相関係にあるクロックを精度よく生成出力することが
できる。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。図1は、本発明の一実施例の構成を示す
図である。図1を参照すると、クロック端子から入力さ
れる入力クロックINが入力バッファ1に入力され、入
力バッファ1から出力されるクロックより、多相クロッ
クを生成する多相クロック発生回路2と、多相クロック
発生回路2からの多相クロック出力を入力としそのうち
の一つを選択する選択回路9と、選択回路9の出力を遅
延させる可変遅延回路50と、可変遅延回路50の出力を
入力し負荷ダミー8を駆動するクロックバッファダミー
60と、多相クロック発生回路2からの出力と、クロッ
クバッファダミー60の出力との位相差を検出する位相
比較回路3と、位相比較回路3の出力を平滑化するフィ
ルタ4と、を備え、可変遅延回路50は、フィルタ4の
出力によって遅延時間が可変され、入力バッファ1の出
力を入力としフィルタ4の出力によって遅延時間が可変
される可変遅延回路51と、可変遅延回路51の出力をそ
れぞれ入力するクロックバッファ61を備える。
クバッファ61、62の負荷と、ほぼ同等の負荷を与える
負荷ダミー8が接続されている。クロックバッファダミ
ー6 0と、クロックバッファ61、62は、好ましくは、
同一構成とされ、電流駆動能力は同一とされ、同一負荷
に対して、同一の遅延時間で信号を出力する。
(電圧又はディジタルコード)13とを加算する加算回
路7と、入力バッファ1の出力を入力とし、加算回路7
の出力で遅延時間が可変される可変遅延回路52と、可
変遅延回路52の出力をそれぞれ入力するクロックバッ
ファ62を備える。
の位相差を検出して出力する回路であれば任意の構成が
用いられ、簡易な構成として、データ入力端のデータ信
号をクロック入力端のサンプリングクロックの立ち上が
り又は立ち上がりエッジでサンプルするD型フリップフ
ロップより構成され、このフリップフロップのデータ入
力端、クロック入力端には、クロックバッファダミー6
0の出力、多相クロック発生回路2からの出力が入力さ
れるか、これとは逆に、多相クロック発生回路2からの
出力、クロックバッファダミー60の出力が入力され
る。
滑化するものであれば任意の構成とされ、例えば位相比
較回路3の出力によりキャパシタの充電及び放電を行う
チャージポンプと、低域通過フィルタより構成される。
(a)に示すように、信号を入力するCMOSインバー
タ列(INV1〜INVn)と、CMOSインバータ列
と電源間に挿入され、ゲート端子に与えられる制御電圧
でオン抵抗の抵抗値が可変されるトランジスタ素子MP
17とを備え、制御電圧でトランジスタ素子MP17の
抵抗値を変えることで、CMOSインバータ列の遅延時
間が可変される構成としてもよい。図17(a)に示す
回路では、可変遅延回路5の初段と最終段のCMOSイ
ンバータは、振幅を適合させるため、電圧は可変され
ず、電源電圧VDDが供給される構成とされている。な
お、各CMOSインバータの電源パスに、制御電圧をゲ
ート入力とするトランジスタ素子を挿入してもよい。
(b)に示すように、フィルタ4がその出力をデジタル
信号で出力する(あるいはフィルタ4の出力電圧をA/
D変換器でデジタル信号に変換出力する)構成とされ、
可変遅延回路5は、複数段のインバータの出力を入力と
するセレクタ17がフィルタ4の出力信号を選択制御信
号として、該当する遅延時間のインバータの出力を選択
する構成としてもよい。
をデジタル回路で構成した場合、フィルタ4の出力と設
定値13はデジタル信号とされ、加算回路7をアナログ
回路(電圧加算器)で構成した場合、設定値13は電圧で
与えられる。
相クロック(入力クロックのクロック周期tCKを等分
割した等間隔の位相差で遷移するクロック)の一の信号
が位相比較回路3に入力され、選択回路2では、該一の
信号に対して所定の位相の信号を選択され、可変遅延回
路50とクロックバッファダミー60の遅延時間が、当該
位相差と等しくなるように、可変遅延回路50の遅延時
間が可変制御される。なお、多相クロック発生回路2の
構成については、後に、詳述される。
クロックバッファダミー60の出力と同一位相の信号と
され、クロックバッファ62の出力OUT2は、クロッ
クバッファダミー60の出力の位相に、設定値13を加
算(設定値13が負値のときは減算)した値に対応する
位相の信号とされる。
について説明する。選択回路9は多相クロック発生回路
2から出力される多相クロックのうち、位相比較回路3
に供給されるクロックに対して所定の位相関係のクロッ
ク(第i相のクロック)を選択し、位相比較回路3にお
いて、可変遅延回路50とクロックバッファダミー60の
遅延時間と該位相差が等しくなるように制御され、出力
OUT1からは、入力クロックに対して所望の位相差の
第1のクロック信号が出力され、さらに出力OUT2か
らは、出力OUT1から出力される第1のクロック信号
に対して所望の位相差の第2のクロック信号が出力され
る。選択回路9における選択は、不図示のCPUからの
選択制御信号で選択してもよいし、外部入力される選択
制御信号等で選択する等任意である。例えば、多相クロ
ックのうち、位相比較回路3に供給されるクロックが、
選択回路9で選択出力されるクロックに対して、位相が
90度遅れたものである場合、クロックバッファダミー
60の出力と、位相比較回路3に供給されるクロックと
の位相が等しくなるようにフィードバック制御される。
構成を示す図である。図2に示す例では、クロックが入
力バッファ1に相補(同相、逆相信号の対)で入力さ
れ、入力バッファ1から相補信号(同相、逆相信号の
対)として出力され、平衡型差動モードで伝送される同
相、逆相クロックのそれぞれのクロックについて、可変
遅延回路51とクロックバッファ61、可変遅延回路51B
とクロックバッファ61B、可変遅延回路52とクロック
バッファ62、可変遅延回路52Bとクロックバッファ6
2Bを備えている。クロックバッファ61、61Bからは、
入力クロックINに対して第1の位相差の互いに相補の
出力クロックOUT1とOUT1B、クロックバッファ
62、62Bからは、入力クロックINに対して第2の位
相差(加算回路7で規定される)の互いに相補の出力ク
ロックOUT2とOUT2Bが出力される。この変形例
は、高速クロックの伝送に好適とされる。
ック発生回路2の構成の一例として、4相クロックを生
成する4相クロック逓倍回路の構成の具体例を示す図で
ある。図3に示すように、4相クロック逓倍回路は、入
力クロック205を4分周し4相クロックQ1〜Q4を
出力する1/4分周回路201と、n段縦続接続された
4相クロック逓倍回路(MPFD(multiphase freque
ncy doubler;多相倍周回路)ともいう)2021〜2
02nと、周期検知回路204とを備えている。最終段
の4相クロック逓倍回路202nからは、2n逓倍され
た4相クロックQn1〜Qn4が出力される。なお、4
相クロック逓倍回路の段数nは任意である。この4相ク
ロック逓倍回路の動作の概略を述べれば、4相のクロッ
クを、各4相クロック逓倍回路202で、8相にした
後、4相に戻すことで、連続的に逓倍を行う。なお、最
終段の4相クロック逓倍回路202nから生成された8
相のクロックをそのまま出力する構成としてもよい。詳
細を以下に説明する。
回路を4相クロック逓倍回路とした場合の、4相クロッ
ク逓倍回路202nの構成の一例を示す図である。な
お、図3に示した4相クロック逓倍回路2021〜20
2nは、いずれも同一構成とされる。
ク逓倍回路202nは、8組のタイミング差分割回路2
08〜215と、8個のパルス補正回路216〜223
と、4組の多重化回路224〜227から構成されてい
る。図4(b)は、パルス幅補正回路の構成を示す図で
あり、第2の入力T23をインバータINVで反転した
信号と、第1の入力T21を入力とするNAND回路か
らなる。図4(c)は、多重化回路の構成を示す図であ
り、2入力NAND回路からなる。
路202のタイミング動作を示す信号波形図である。ク
ロックT21の立ち上がりは、クロックQ(n−1)1
の立ち上がりからタイミング差分割回路208の内部遅
延分の遅れで決定され、クロックT22の立ち上がり
は、クロックQ(n−1)1の立ち上がりとクロックQ
(n−1)2の立ち上がりのタイミングのタイミング差
分割回路209でのタイミング分割と内部遅延分の遅れ
で決定され、クロックT23の立ち上がりは、クロック
Q(n−1)1の立ち上がりとクロックQ(n−1)2
の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路21
0でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定され、
以下同様にして、クロックT26の立ち上がりはクロッ
クQ(n−1)3の立ち上がりとクロックQ(n−1)
4の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路2
13でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定さ
れ、クロックT27の立ち上がりはクロックQ(n−
1)4の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回
路214での内部遅延分の遅れで決定され、クロックT
28の立ち上がりはクロックQ(n−1)4の立ち上が
りとクロックQ(n−1)1の立ち上がりのタイミング
のタイミング差分割回路215でのタイミング分割と内
部遅延分の遅れで決定される。
出力されるクロックT21とT23はパルス幅補正回路
216に入力され、パルス幅補正回路216では、クロ
ックT21で決定される立ち下がりエッジ、クロックT
23で決定される立ち上がりエッジを有するパルスP2
1を出力する。同様の手順で、パルスP22〜P28が
生成され、クロックP21〜P28は位相が45度ずつ
ずれたデューティ25%の8相のパルス群となる。この
クロックP21と位相が180度ずれたクロックP25
は、多重化回路224で多重化反転され、デューティ2
5%のクロックQn1として出力される。同様にして、
クロックQn2〜Qn4が生成される。クロックQn1
〜Qn4は、位相が90度ずつずれたデューティ50%
の4相のパルス群となり、クロックQn1〜Qn4の周
期は、クロックQ(n−1)1〜Q(n−1)4からク
ロックQn1〜Qn4を生成する過程で、周波数が2倍
に逓倍される。
〜Q(n−1)4から8相クロックP21〜P28を生
成し、倍周の4相クロックQn1〜Qn4を生成してい
る。なお、最終段の4相クロック逓倍回路202nから
(図3参照)において、8相クロックP21〜P28を
出力する構成としてもよい(この場合、図1の選択回路
9には、等間隔の位相差の8相クロックが入力され
る)。
路208、209の動作原理を模式的に示す図であり、
同一の信号を入力とするタイミング差分割回路208、
210、212、214(homo)では、固有の遅延
時間で出力信号を出力し、位相差Tのある2入力を入力
とするタイミング差分割回路209、211、213、
215(hetero)は、タイミング差分割回路の固有の
遅延時間に、位相差Tを2等分した時間T/2(位相差
Tを等分した時間)を加算した遅延時間で遷移する信号
を出力する。
路208、209の構成の一例を示す図である。タイミ
ング差分割回路208では、二つの入力IN1、IN2
に、同一信号が入力され、タイミング差分割回路209
では、隣り合う二つの信号が入力されている。すなわ
ち、タイミング差分割回路208では、同一入力Q(n
−1)1が入力端IN1、IN2に入力され、タイミン
グ差分割回路209ではQ(n−1)1とQ(n−1)
2が入力端IN1、IN2に入力されている。電源VD
Dにソースが接続されドレインが内部ノードN1に接続
されたPチャネルMOSトランジスタMP01と、入力
信号IN1、IN2を入力し、出力がPチャネルMOS
トランジスタMP01のゲートに接続されたOR回路O
R1と、内部ノードN1にドレインが接続され、ソース
が定電流源I0を介してグランドに接続され、ゲートに
入力信号IN1、IN2が接続されたNチャネルMOS
トランジスタMN01、MN02を備え、内部ノードN
1は、インバータINV01の入力端に接続され、内部
ノードN1とグランド間には、NチャネルMOSトラン
ジスタMN11と容量CAP11を直列接続した回路、
NチャネルMOSトランジスタMN12と容量CAP1
2を直列接続した回路、…、NチャネルMOSトランジ
スタMN15と容量CAP15を直列接続した回路が、
並列に接続され、各NチャネルMOSトランジスタMN
11、MN12、…、MN15のゲートには、入力クロ
ックの周期を検知する周期検知回路204からの、5ビ
ット幅の制御信号206がそれぞれ接続されてオン・オ
フ制御される。NチャネルMOSトランジスタMN1
1、MN12、MN13、MN14、MN15のゲート
幅と容量CAP11、CAP12、CAP13、CAP
14、CAP15は、そのサイズ比が、例えば16:
8:4:2:1とされており、周期検知回路204(図
3参照)から出力される制御信号206に基づき、共通
ノードに接続される負荷を32段階に調整することで、
クロック周期が設定される。
二つの入力IN1、IN2に共通入力されるクロックQ
(n−1)1の立ち上がりエッジにより、ノードN1の
電荷が二つのNチャネルMOSトランジスタMN01、
MN02を介して引き抜かれ、ノードN1の電位がイン
バータINV01のしきい値に達したところで、インバ
ータINV01の出力であるクロックT21が立ち上が
る。インバータINV01のしきい値に達したところま
で引き抜く必要のあるノードN1の電荷をCV(ただ
し、Cは容量値、Vは電圧)とし、NチャネルMOSト
ランジスタによる放電電流をIとすると、クロックQ
(n−1)1の立ち上がりから、CVの電荷量を、電流
値2Iの定電流で放電することになり、その結果、時間
CV/2Iが、クロックQ(n−1)1の立ち上がりエ
ッジから、クロックT21の立ち上がりまでのタイミン
グ差(伝搬遅延時間)を表している。
とき、PチャネルMOSトランジスタMP01がオンと
され、ノードN1がHighに充電され、インバータI
NV01の出力クロックT21はLowレベルとなる。
クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから時間t
CKn(=多相クロック周期)後の期間、ノードN1の
電荷が引き抜かれ、時間tCKn後、クロックQ(n−
1)2の立ち上がりエッジから、ノードN1の電位がイ
ンバータINV01のしきい値に達したところで、クロ
ックT22のエッジが立ち上がる。ノードN1の電荷を
CVとし、NMOSトランジスタの放電電流をIとする
と、クロックQ(n−1)1の立ち上がりから、CVの
電荷量をtCKnの期間、定電流Iで放電し、残りの期
間を、定電流2Iで引き抜く結果、時間、 tCKn+(CV−tCKn・I)/2I =CV/2I+tCKn/2 …(1) が、クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから、
クロックT22の立ち上がりエッジのタイミング差を表
している。
1の立ち上がりのタイミング差は、tCKn/2とな
る。
がともにLowレベルとなり、ノードN1が、Pチャネ
ルMOSトランジスタMP01を介して電源からHig
hレベルに充電された場合、クロックT22が立ち下が
る。クロックT22〜T28についても同様とされ、ク
ロックT21〜T28の立ち上がりのタイミング差はそ
れぞれtCKn/2となる。
が45度ずつずれたデューティ25%の8相のパルス群
P21〜P28を生成する(図4参照)。
度ずつずれたデューティ50%の4相のパルス群Qn1
〜Qn4を生成する(図4参照)。
用されるアプリケーションに応じて、適宜、変形され
る。例えば、PチャネルMOSトランジスタMP01の
ゲートに、第1、第2の入力信号IN1、IN2を入力
とする否定論理積回路(NAND)の出力信号を入力
し、第1の入力信号IN1、第2の入力信号IN2をイ
ンバータでそれぞれ反転した信号をNチャネルMOSト
ランジスタMN01、MN02のゲートに入力する構成
としてもよい。この場合、第1、第2の入力信号IN
1、IN2がHighレベルのとき、PチャネルMOS
トランジスタMP01がオン(導通)して内部ノードN
1が充電され、インバータINV01の出力はLowレ
ベルとされ、第1、第2の入力信号IN1、IN2の一
方又は両方がLowレベルのとき、PチャネルMOSト
ランジスタMP01がオフしPチャネルMOSトランジ
スタMN01とMN02の一方又は両方がオンし、内部
ノードN1が放電され、内部ノードN1の電圧がインバ
ータINV01のしきい値以下に下がった場合、インバ
ータINV01の出力は立ち上がりHighレベルとな
る。
においては、位相比較回路3、フィルタ4、可変遅延回
路50、及びクロックバッファダミー60が、設定された
位相差を生成するための制御系のループを構成してお
り、入力バッファ1からの信号経路には、帰還ループは
含まれていず、出力クロックOUT1(又はOUT1と
OUT1B)、OUT2(又はOUT2とOUT2B)
は、帰還ループによるジッタの影響を受けることなく、
入力クロックINに対して、所望の位相差に保たれるこ
とになる。図1、図2に示した本発明の第1の実施例に
おいては、多相クロック発生回路2から出力される多相
クロックのうち一つの可変遅延回路50に入力し、選択
回路9で選択された出力を位相比較回路3に供給すると
いう具合に入れ替えた構成としてもよいことは勿論であ
る。
ロック発生回路と選択回路の構成以外にも、いくつかの
構成が適用される。次に、インターポレータによる位相
差発生回路を備えた本発明の第2の実施例について説明
する。
す図である。図8を参照すると、本発明の第2の実施例
は、入力バッファ1の出力を入力し、入力される位相決
定信号14に基づき、入力バッファ1の出力を所定の位
相差分遅延させた第1、第2の信号を出力する位相差発
生回路10と、位相差発生回路10の第2の出力bを遅
延させる可変遅延回路50と、可変遅延回路50の出力を
駆動するクロックバッファダミー60と、位相差発生回
路10の第1の出力aとクロックバッファダミー60の
出力の位相差を検出する位相比較回路3と、位相比較回
路3の出力を平滑化するフィルタ4と、を備え、可変遅
延回路50は、フィルタ4の出力で遅延時間が可変され
る。入力バッファ1の同相、逆相の相補出力をそれぞれ
入力とし、フィルタ4の出力で遅延時間が可変される可
変遅延回路51、51Bと、フィルタ4の出力と、入力さ
れた設定値13とを加算する加算回路7と、入力バッフ
ァ1の同相、逆相の相補出力をそれぞれ入力とし、加算
回路7の出力で遅延時間が可変される可変遅延回路
52、52Bと、可変遅延回路51、51Bと52、52Bの出
力をそれぞれ入力するクロックバッファ61、61Bと
62、62Bと、を備える。クロックバッファダミー60に
は、クロックバッファ61、61Bと62、62Bの負荷と、
ほぼ同等の負荷を与える負荷ダミー8が接続されてい
る。クロックバッファダミー60と、クロックバッファ
61、62とは、好ましくは、同一構成とされ、電流駆動
能力は同一とされ、同一負荷に対して、同一の遅延時間
で信号を出力する。
して、クロックを差動モードでなく、シングルエンドで
伝送する構成を示した図である。各部の機能は、前述し
た第2の実施例と同一である。
の動作について説明する。位相比較回路3に、位相差発
生回路10から与えられた位相差(例えば90度)に対
して、可変遅延回路50とクロックバッファダミー60の
遅延時間が等しくなるように、位相比較回路3、フィル
タ4、可変遅延回路50で制御される。
位相差発生回路10(図9参照)の回路構成の一例を示
す図である。図10を参照すると、この位相差発生回路
10は、入力クロックを8分周する分周回路101と、
分周回路101で分周されたクロックを入力クロックで
サンプルする第1のD型フリップフロップ1021と、
第1のD型フリップフロップの出力Aを入力クロックで
サンプルする第2のD型フリップフロップ1022と、
第1、第2のフリップフロップ1021、102 2の出力
A、Bを入力とし、二つの出力のタイミング差を制御信
号S[0]に基づき第1の内分比で分割した時間で規定
される遅延時間の出力信号を出力する第1のインターポ
レータ(このインターポレータを「微調インターポレー
タ」ともいう)1031と、第1、第2のフリップフロ
ップの出力A、Bを入力とし、二つの出力のタイミング
差をを制御信号S[0:31]に基づき第2の内分比で
分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力す
る第2のインターポレータ1032(「微調インターポ
レータ」ともいう)と、を備えている。なお、分周回路
101は、入力クロック周波数を8分周する回路に限定
されるものでない。
10の動作を説明するタイミング図である。分周回路1
01の分周出力を入力クロックでサンプルする第1のフ
リップフロップ1021の出力Aと、第1のフリップフ
ロップ1021の出力Aを入力クロックでサンプルする
第2のフリップフロップ1022の出力Bの位相差(=
tCK)を、それぞれ、制御信号S[0]、S[0:3
1]の値に基づき、第1、第2のインターポレータ10
31、1032で内分した時間の遅延時間を含む出力信号
を、出力する。図11において、INT1出力、INT
2出力は、第1、第2のインターポレータ1031、1
032の出力である。
031、1032は同一構成とされる。図16は、第1、
第2のインターポレータ1031、1032の構成の一例
を示す図である。図16を参照すると、このインターポ
レータは、電源VDDと内部ノードN51間に接続さ
れ、入力IN1とIN2を入力とする論理和回路OR5
1からの出力信号がLowのとき、オンされるPチャネ
ルMOSトランジスタMP1と、内部ノードN51とグ
ランド間に接続される容量Cと、内部ノードN51が入
力端に接続され、出力端から出力信号outが取り出さ
れるインバータINV51と、を備え、内部ノードN5
1にドレインが接続され、互い並列に接続された2N個
のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N、
MN21〜MN2Nと、2N個のNチャネルMOSトラ
ンジスタMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nのソ
ースにドレインがそれぞれ接続され、ソースがグランド
に接続された2N個のNチャネルMOSトランジスタM
N31〜MN3N、MN41〜MN4Nと、を備え、2
N個のNチャネルMOSトランジスタのうちの片側半分
の、N個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜M
N1Nのゲートには、入力信号IN1が共通に接続さ
れ、2N個のNチャネルMOSトランジスタのうちもう
半分の、N個のNチャネルMOSトランジスタMN21
〜MN2Nのゲートには、入力信号IN1が共通に接続
されている。
MN3N、MN41〜MN4Nのゲートに入力される制
御信号(Nビット制御コード)S[0]〜S[N−1]、制
御信号(Nビット制御コード)SB[0]〜SB[N−
1]により、NチャネルMOSトランジスタMN31〜
MN3NとNチャネルMOSトランジスタMN41〜M
N4Nの所定個数がオンとされる。Nビットの制御信号
S[0:N−1]、SB[0:N−1]は、位相差発生
回路10に入力される位相決定信号14であり、SB
[0]〜SB[N−1]は、S[0]〜S[N−1]を
それぞれインバータで反転した相補の信号で与えられ
る。
インターポレータ1031に入力されており、図16の
NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N(た
だし、Nは32)のゲートに入力され、SB[0:3
1]の各ビット信号は、制御信号S[0:31]の各ビ
ット信号をインバータ(不図示)で反転した信号とさ
れ、図16のNチャネルMOSトランジスタMN41〜
MN4N(ただし、Nは32)のゲート端子に入力され
ている。また制御信号S[0]が、インターポレータ1
032に入力されており、SB[0]のビット信号は、
制御信号S[0]のビットを反転した信号がNチャネル
MOSトランジスタMN41のゲート端子に入力されて
おり、NチャネルMOSトランジスタMN32〜MN3
Nはオフ状態(ゲート端子はLowレベル固定)、Nチ
ャネルMOSトランジスタMN41〜MN4N(ただ
し、Nは32)はオン状態(ゲート端子はHighレベ
ル固定)に設定されている。
の動作について説明する。入力IN1、IN2がLow
レベルのときOR回路51の出力をゲートに入力とする
PチャネルMOSトランジスタMP1はオンし、電源か
らの電流で容量Cを充電する。
owレベルからHighレベルへの立ち上がり遷移時
に、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N
がオンし、ドレインがNチャネルMOSトランジスタM
N11〜MN1Nのソースに接続され、ソースがグラン
ドに接続され、ゲートに、制御信号S[0]〜S[N−
1]がそれぞれ入力されるNチャネルMOSトランジス
タMN31〜MN3Nのうち、制御信号でオンとされて
いるn個のNチャネルMOSトランジスタのパスを介し
て、容量Cの蓄積電荷が一部放電される。
ロックの周期(tCK)遅れて入力IN2がLowレベ
ルからHighレベルへの立ち上がる時に、Nチャネル
MOSトランジスタMN21〜MN2Nがオンし、ドレ
インがNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2
Nのソースに接続され、ソースがグランドに接続され、
ゲートに制御信号SB[0]〜SB[N−1]が入力さ
れるNチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4N
のうち、制御信号でオンとされている(N−n)個のN
チャネルMOSトランジスタのパスを介して、容量Cの
蓄積電荷が電される。
NV51の出力がHighレベルに反転するまでに放電
される電荷をCVとすると、入力INがHighレベル
への遷移してから位相差(T)の間、電流nIで放電
し、つづいて、n個のNチャネルMOSトランジスタM
N11〜MN1nと,(N−n)個のNチャネルMOS
トランジスタMN21〜MN2(N−n)の計N個のN
チャネルMOSトランジスタのドレイン電流NIで放電
され、入力INのLowからHighレベルへの立ち上
がりから出力OUTの立ち上がりまでの遅延時間は、 (CV−n・I・T)/NI =CV/NI−n・T/N …(2) と表され、入力IN1とIN2の位相差のN分割を単位
として遅延時間を可変することができる。
制御信号S[0]がHighレベル、S[1]〜S[3
1]はLowレベル、制御信号SB[0]がLow、S
B[1]〜S[31]はHighレベルとされる。
上式(2)において、位相差T=tCK、N=32、n
=1から、 CV/(32I)−tCK/32 となる。
情報14として設定された制御信号(コード)S[0:
31]が与えられ、制御信号S[0:i−1]がHig
hレベル、S[i]〜S[31]はLowレベル(ただ
し、iは2以上31以下の整数)、制御信号SB[0:
i−1]がLowレベル、SB[i]〜SB[31]は
Highレベルとされる。
延時間は、上式(2)において、N=32、n=iの場
合であり、 CV/(32I)−itCK/32 となり、インターポレータ1032の出力INT2は、
インターポレータ1031の出力INT1よりも、 (i−1)tCK/32 …(3) 分位相が進んでいる。
は、位相比較回路3に供給され、インターポレータ10
32の出力INT2は、可変遅延回路50に供給される。
する。図12は、本発明の第3の実施例の構成を示す図
である。図12を参照すると、本発明の第3の実施例
は、入力バッファ1の出力と、クロックバッファ61の
出力を入力し、位相決定情報13に基づき、入力バッフ
ァ1の出力(同相出力)とクロックバッファ61の出力
とから、所望の位相差の二つの信号を出力する位相差発
生回路10Aと、位相差発生回路10Aの二つの出力の
位相を比較する位相比較回路3と、位相比較回路3の出
力を平滑化するフィルタ4と、入力バッファ1の同相、
逆相の相補出力をそれぞれ遅延させる可変遅延回路
51、51Bと、可変遅延回路51、51Bの出力を駆動する
クロックバッファ61、61Bと、を備え、フィルタ4の
出力は、可変遅延回路51、51Bに制御信号として入力
され、入力バッファ1と同相、逆相の相補出力をそれぞ
れ遅延させる可変遅延回路52、52Bと、可変遅延回路
52、52Bの出力を駆動するクロックバッファ62、62B
と、フィルタ4の出力と設定値13を加算した値を可変
遅延回路52、52Bに制御信号として出力する加算回路
7とを備えている。
て、入力バッファ1の相補クロック出力を差動モードで
伝送せず、シングルエンド方式で伝送する構成とした場
合の図である。図13の各部の要素は、図12に示した
ものと同様である。
位相差発生回路10A(図12、図13参照)の構成を
示す図である。図14を参照すると、この位相差発生回
路10Aは、入力クロックを8分周する分周回路101
と、分周回路101で分周されたクロックを入力クロッ
クでサンプルする第1のD型フリップフロップ102 1
と、第1のD型フリップフロップの出力Aを入力クロッ
クでサンプルする第2のD型フリップフロップ1022
と、第1、第2のフリップフロップ1021、1022の
出力A、Bを入力とし、二つの出力のタイミング差を、
位相決定情報14をなす制御信号(制御コード)S
[0:31]に基づき第1の内分比で分割した時間で規
定される遅延時間の出力信号を出力する第1のインター
ポレータ1031と、分周回路101で分周されたクロ
ックをクロックバッファ61の出力でサンプルする第3
のD型フリップフロップ1023と、第3のD型フリッ
プフロップ1023の出力Cをクロックバッファ61の出
力でサンプルする第4のD型フリップフロップ1024
と、第3、第4のフリップフロップ1023、1024の
出力C、Dを入力とし、二つの出力のタイミング差を、
位相決定情報14をなす制御信号(制御コード)S
[0]に基づき第2の内分比で分割した時間で規定され
る遅延時間の出力信号を出力する第2のインターポレー
タ1032と、を備えている。
作を説明するタイミング図である。第1のフリップフロ
ップ1021は、分周回路101の分周出力を入力クロ
ックでサンプルして出力し(出力A)、第2のフリップ
フロップ1022は、第1のフリップフロップ1021の
出力Aを入力クロックでサンプルして出力し(出力
B)、第1、第2のフリップフロップ1021の出力
A、Bが第1のインターポレータ1031に入力され、
第1のインターポレータ1031からは、二つの出力
A、B間の位相差を制御信号S[0:31]で内分した
時間を遅延時間に有する出力信号(INT1出力)が出
力され、第3のフリップフロップ1023は、分周回路
101の分周出力を、クロックバッファ61の出力クロ
ックでサンプルして出力し(出力C)、第4のフリップ
フロップ1024は、第3のフリップフロップ1023の
出力Cをクロックバッファ61の出力クロックでサンプ
ルして出力し(出力D)、第3、第4のフリップフロッ
プ1023、1024の出力C、Dが第2のインターポレ
ータ1032に入力され、第2のインターポレータ10
32からは、二つの出力C、D間の位相差を制御信号S
[0]に従って内分した時間を遅延時間に有する出力信
号(INT2出力)が出力される。この例では、INT
2出力の方が、INT1出力よりも遅れて立ち上がり遷
移している。位相差比較回路3(図12、図13参照)
は、これら二つの出力INT1、INT2を入力し、フ
ィルタ、可変遅延回路51、クロックバッファ61のフィ
ードバック制御により、可変遅延回路51の遅延時間を
可変させ、位相比較回路3の二つの入力の位相差がゼロ
となるように制御される。図14の各インターポレータ
103は、図16に示した構成と同様とされており、そ
の構成の説明は省略する。
は、位相比較回路3からの位相差検出結果を平滑化する
回路であれば、チャージポンプをなす容量と抵抗よりな
る低域通過フィルタであってもよく、可変遅延回路と加
算回路には電圧信号が供給される。この場合、設定値1
3は電圧信号で与えられる。あるいは、フィルタが、チ
ャージポンプの出力を平滑化した信号をA/D変換器で
デジタル信号に変換して出力する構成としてもよい。こ
の場合、設定値13はデジタル信号で与えられる。また
フィルタを、位相比較回路3からの出力を平均化するデ
ジタルフィルタで構成してもよい。
入力クロックから多相クロック発生回路又は位相差発生
回路で所望の位相差の信号を生成し該信号と出力との位
相比較回路での位相差が零となるように制御する構成と
したことにより、回路構成を簡易化し、DLL回路、P
LL回路のVCOから多相クロックを生成するという従
来の構成(図18、図19参照)と較べて、ジッタ成分
を特段に縮減し、入力されるクロックに対して、所望の
位相関係にあるクロックを精度よく、生成出力すること
ができる。
ク(external clock)を入力バッファから入力して内
部クロックを生成し内部の同期回路に供給する半導体集
積回路装置(LSI)のクロック制御回路、入力クロッ
クから該入力クロックに対して所定の位相の1又は複数
のクロックを生成するクロックリカバリ回路、あるいは
基準信号を入力し、基準信号に対して任意の位相関係の
1又は複数の信号を生成する信号生成回路等に用いて好
適とされる。以上本発明を上記実施例に即して説明した
が、本発明は、上記実施例の構成に限定されるものでな
く、特許請求の範囲の各請求項の発明の範囲で、当業者
であれば成し得るであろう各種変形、修正を含むことは
勿論である。
入力クロックから多相クロック発生回路又は位相差発生
回路で所望の位相差の信号を生成し、該信号と可変遅延
回路の出力との位相差が零となるようにフィードバック
制御する構成としたことにより、入力クロックに対して
所望の位相差の出力信号を精度よく生成することができ
る、という効果を奏する。また本発明によれば、多相ク
ロック発生回路において入力クロックを分周した信号か
らタイミング差分割回路によって多相クロックを生成す
るか、位相差発生回路において入力クロックを分周した
信号に基づきインターポレータを用いて所望の位相差を
信号を生成しており、DLL回路、又はPLLのVCO
等から多相クロックを取り出す従来の構成と較べて、精
度よく所望の位相差を取り出すことができる。
である。
の構成を示す図である。
生回路を構成する4相クロック逓倍回路の構成を示す図
である。
倍回路のタイミング動作を示す図である。
倍回路のインターポレータの動作を説明する図である。
倍回路のインターポレータの構成の一例を示す図であ
る。
である。
路の構成を示す図である。
路の動作を示すタイミング図である。
る。
図である。
路の構成を示す図である。
路の動作を示すタイミング図である。
生回路のインターポレータの構成を示す図である。
構成の二つの例を示す図である。
成を示す図である。
成を示すである。
Claims (21)
- 【請求項1】入力されたクロックを受け、該クロックを
逓倍した互いに位相の異なる複数のクロック(「多相ク
ロック」という)を生成出力する多相クロック逓倍回路
を備えた多相クロック発生回路と、 前記多相クロック発生回路から出力される多相クロック
を入力としそのうちの一つを選択出力する選択回路と、 前記選択回路の出力を第1の可変遅延回路で遅延させた
出力と、前記多相クロック発生回路から出力される多相
クロックの一つとの位相差を検出して出力する位相比較
回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、 前記フィルタの出力によって遅延時間が可変される第2
の可変遅延回路をさらに備え、前記入力クロックを前記
第2の可変遅延回路で遅延させた信号が出力クロックと
して出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項2】入力されたクロックを受ける入力バッファ
と、 前記入力バッファの出力を入力し、入力されたクロック
を逓倍した互いに位相の異なる複数のクロック(「多相
クロック」という)を生成出力する多相クロック逓倍回
路を備えた多相クロック発生回路と、 前記多相クロック発生回路から出力される多相クロック
を入力としそのうちの一つを選択出力する選択回路と、 前記選択回路の出力を遅延させる第1の可変遅延回路
と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力とする第1のクロ
ックバッファ(「クロックバッファダミー」という)
と、 前記多相クロック発生回路から出力される多相クロック
の一つと、前記クロックバッファダミーの出力との位相
差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし前記フィルタの出力
によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路と、 前記第2の可変遅延回路の出力を入力し出力クロックを
出力する第2のクロックバッファと、 を備えている、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項3】入力されたクロックを受ける入力バッファ
と、 前記入力バッファの出力を入力し、入力されたクロック
を逓倍した互いに位相の異なる複数のクロック(「多相
クロック」という)を生成出力する多相クロック逓倍回
路を備えた多相クロック発生回路と、 前記多相クロック発生回路からの多相クロック出力を入
力としそのうちの一つを選択する選択回路と、 前記選択回路の出力を遅延させる第1の可変遅延回路
と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力とする第1のクロ
ックバッファ(「クロックバッファダミー」という)
と、 前記多相クロック発生回路からの一の出力と、前記クロ
ックバッファダミーの出力との位相差を検出して出力す
る位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力によっ
て遅延時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路
と、 前記フィルタの出力と、入力される設定値とを加算する
加算回路と、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記加算回路の出
力によって遅延時間が可変される第3の可変遅延回路
と、 前記第2、第3の可変遅延回路の出力をそれぞれ入力と
し出力クロックをそれぞれ出力する第2、第3のクロッ
クバッファと、 を備えている、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項4】入力されたクロックを受ける入力バッファ
と、 前記入力バッファの出力を入力し互いに位相の異なる複
数のクロック(「多相クロック」という)を生成出力す
る多相クロック発生回路と、 前記多相クロック発生回路から出力される多相クロック
を入力としそのうちの一つを選択出力する選択回路と、 前記選択回路の出力を遅延させる第1の可変遅延回路
と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力とする第1のクロ
ックバッファ(「クロックバッファダミー」という)
と、 前記多相クロック発生回路から出力される多相クロック
の一つと、前記クロックバッファダミーの出力との位相
差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし前記フィルタの出力
によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路と、 前記第2の可変遅延回路の出力を入力し出力クロックを
出力する第2のクロックバッファと、 を備え、 前記入力バッファからは互いに相補のクロック対が出力
され、前記第2の可変遅延回路と前記第2のクロックバ
ッファの組を、前記相補のクロック対のそれぞれのクロ
ックに対して備えている、ことを特徴とするクロック制
御回路。 - 【請求項5】入力されたクロックを受ける入力バッファ
と、 前記入力バッファの出力を入力し互いに位相の異なる複
数のクロック(「多相クロック」という)を生成出力す
る多相クロック発生回路と、 前記多相クロック発生回路からの多相クロック出力を入
力としそのうちの一つ を選択する選択回路と、 前記選択回路の出力を遅延させる第1の可変遅延回路
と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力とする第1のクロ
ックバッファ(「クロックバッファダミー」という)
と、 前記多相クロック発生回路からの一の出力と、前記クロ
ックバッファダミーの出力との位相差を検出して出力す
る位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力によっ
て遅延時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路
と、 前記フィルタの出力と、入力される設定値とを加算する
加算回路と、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記加算回路の出
力によって遅延時間が可変される第3の可変遅延回路
と、 前記第2、第3の可変遅延回路の出力をそれぞれ入力と
し出力クロックをそれぞれ出力する第2、第3のクロッ
クバッファと、 を備え、 前記入力バッファからは互いに相補のクロック対が出力
され、前記第2の可変遅延回路と前記第2のクロックバ
ッファの組と、前記第3の可変遅延回路と前記第3のク
ロックバッファの組を、相補のクロック対のそれぞれの
クロックに対して備えている、ことを特徴とするクロッ
ク制御回路。 - 【請求項6】前記多相クロック発生回路が、入力クロッ
クを分周して互いに位相の異なる複数相のクロックを生
成出力する分周回路と、 前記入力クロックの周期を検知する周期検知回路と、 前記分周回路から出力される複数相(n相)のクロック
を入力とし、前記クロックを逓倍したクロックを生成す
る1つ又は複数段縦続接続された多相クロック逓倍回路
と、を備え、 前記多相クロック逓倍回路が、n相のクロック(第1乃
至第nクロック)を入力し、 二つの入力のタイミング差を分割した信号を出力する2
n個のタイミング差分割回路を備え、 奇数番目(2I−1番目、ただし、1≦I≦n)のタイ
ミング差分割回路は、前記二つの入力としてn相のクロ
ックのうちI番目の同一クロックを入力とし、 偶数番目(2I番目、ただし、1≦I≦n)のタイミン
グ差分割回路は、n相のクロックのうちI番目のクロッ
クとI+1番目のクロック(ただし、n+1番目は、1
番目に巡回する)のクロックを入力とし、 2n個のパルス幅補正回路を備え、 J番目(ただし、1≦J≦2n)のパルス幅補正回路
は、J番目のタイミング差分割回路の出力を第1の入力
とし、(J+2 mod n)番目(ただし、J+2
mod nは、J+2をnで割った余り)のタイミング
差分割回路の出力を第2の入力とし、前記第1の入力と
前記第2の入力の反転信号の否定論理積を出力し、 n個の多重化回路を備え、K番目(ただし、1≦K≦
n)の多重化回路は、K番目のパルス幅補正回路の出力
と(K+n)番目のパルス幅補正回路の出力とを入力と
し、これらの否定論理積を出力する、ことを特徴とする
請求項1乃至3のいずれか一に記載のクロック制御回
路。 - 【請求項7】前記タイミング差分割回路が、第1、第2
の入力端から入力される信号を入力とし前記第1及び第
2の入力信号の所定の論理演算結果を出力する論理回路
と、 第1の電源と内部ノード間に接続され、前記論理回路の
出力信号を制御端子に入力とする第1のスイッチ素子
と、 前記内部ノードに入力端が接続され、前記内部ノード電
位としきい値との大小関係が反転した場合に出力論理値
を反転させる、バッファ回路と、 前記内部ノードと第2の電源との間に接続され、前記第
1の入力端からの信号の値に基づきオン・オフ制御され
る第2のスイッチ素子と、 前記内部ノードと第2の電源との間に接続され、前記第
2の入力端からの信号に基づきオン・オフ制御される第
3のスイッチ素子と、を備え、 前記内部ノードと前記第2の電源間に、第4のスイッチ
素子と容量よりなる直列回路が、複数本互いに並列接続
され、前記第4のスイッチ素子の制御端子に供給される
周期制御信号の値によって前記第4のスイッチ素子がオ
ン及びオフ制御され、前記内部ノードに付加する容量の
容量値が決められる、ことを特徴とする請求項6に記載
のクロック制御回路。 - 【請求項8】与えられた位相決定情報に基づき、入力ク
ロックを、所定の位相差分遅延させた信号を出力する位
相差発生回路と、 前記位相差発生回路の出力を遅延させる第1の可変遅延
回路と、 前記位相差発生回路の出力と前記第1の可変遅延回路か
らの出力信号の位相差を検出して出力する位相比較回路
と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、 前記フィルタの出力によって遅延時間が可変される第2
の可変遅延回路をさらに備え、 前記入力クロックを前記第2の可変遅延回路で遅延させ
た信号を出力クロックとして出力し、 前記位相差発生回路が 、入力クロックを分周する分周回路と、 前記分周回路の出力を前記入力クロックの立上がり又は
立下り遷移でサンプルする第1のフリップフロップと、 前記第1のフリップフロップの出力を前記入力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第2のフリッ
プフロップと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を前記位相決定情報で規定さ
れる第1の内分比で分割した時間で規定される遅延時間
の出力信号を出力する第1のインターポレータと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミン グ差を前記位相決定情報で規定さ
れる第2の内分比で分割した時間で規定される遅延時間
の出力信号を出力する第2のインターポレータと、 を備えている、 ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項9】入力されたクロックを受ける入力バッファ
と、 前記入力バッファの出力を入力するとともに、位相決定
情報を入力し、前記位相決定情報に基づき、前記入力バ
ッファの出力を所定の位相差分遅延させた信号を出力す
る位相差発生回路と、 前記位相差発生回路の出力を遅延させる第1の可変遅延
回路と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力としダミーの負荷
を駆動する第1のクロックバッファ(「クロックバッフ
ァダミー」という)と、 前記位相差発生回路の出力と前記クロックバッファダミ
ーの出力の位相差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力で遅延
時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路
と、 前記第2の可変遅延回路の出力を入力し出力クロックを
出力する第2のクロックバッファと、 を備え、 前記位相差発生回路が 、入力クロックを分周する分周回路と、 前記分周回路の出力を前記入力クロックの立上がり又は
立下り遷移でサンプルする第1のフリップフロップと、 前記第1のフリップフロップの出力を前記入力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第2のフリッ
プフロップと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を前記位相決定情報で規定さ
れる第1の内分比で分割した時間で規定される 遅延時間
の出力信号を出力する第1のインターポレータと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を前記位相決定情報で規定さ
れる第2の内分比で分割した時間で規定される遅延時間
の出力信号を出力する第2のインターポレータと、 を備えている、 ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項10】入力されたクロックを受ける入力バッフ
ァと、 前記入力バッファの出力を入力するとともに、位相決定
情報を入力し、前記位相決定情報に基づき、前記入力バ
ッファの出力を所定の位相差分遅延させた信号を出力す
る位相差発生回路と、 前記位相差発生回路の出力を遅延させる第1の可変遅延
回路と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力としダミーの負荷
を駆動する第1のクロックバッファ(「クロックバッフ
ァダミー」という)と、 前記位相差発生回路の出力と前記クロックバッファダミ
ーの出力の位相差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力によっ
て遅延時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路
と、 前記フィルタの出力と、入力された設定値とを加算する
加算回路と、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記加算回路の出
力によって遅延時間が可変される第3の可変遅延回路
と、 前記第2、第3の可変遅延回路の出力をそれぞれ入力し
第1、第2の出力クロックを出力する第2、第3のクロ
ックバッファと、 を備え、 前記位相差発生回路が 、入力クロックを分周する分周回路と、 前記分周回路の出
力を前記入力クロックの立上がり又は立下り遷移でサン
プルする第1のフリップフロップと、 前記第1のフリップフロップの出力を前記入力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第2のフリッ
プフロップと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を前記位相決定情報で規定さ
れる第1の内分比で分割した時間で規定される遅延時間
の出力信号を出力する第1のインターポレータと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を前記位相決定情報で規定さ
れる第2の内分比で分割した時間で規定される遅延時間
の出力信号を出力する第2のインターポレータと、 を備えている、 ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項11】入力されたクロックを受ける入力バッフ
ァと、 前記入力バッファの出力を一の入力端から入力し、一の
出力クロックを他の入力端から入力し、前記入力バッフ
ァの出力と前記出力クロックとから、制御信号として入
力される位相決定情報で規定される位相差を有する二つ
の出力信号を出力する位相差発生回路と、 前記位相差発生回路の二つの出力の位相差を検出して出
力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 前記入力バッファの出力を遅延させる第1の可変遅延回
路と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力し出力クロックを
出力する第1のクロックバッファと、 を備え、 前記第1のクロックバッファの出力クロックが、前記位
相差発生回路の前記他の入力端に入力される前記出力ク
ロックとして、供給され、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力によっ
て遅延時間が可変される、ことを特徴とするクロック制
御回路。 - 【請求項12】前記入力バッファからは互いに相補のク
ロック対が出力され、前記第1の可変遅延回路と前記第
1のクロックバッファの組を、相補のクロック対のそれ
ぞれのクロックに対して備えている、ことを特徴とする
請求項11記載のクロック制御回路。 - 【請求項13】入力クロックと出力クロックとを入力
し、前記入力クロックと前記出力クロックとに基づき、
入力された位相決定情報によって規定される位相差を有
する第1、第2の出力信号を出力する位相差発生回路
と、前記入力クロックを遅延させる 第1の可変遅延回路と、 前記位相差発生回路から出力される前記第1、第2の出
力信号の位相差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 を備え、 前記第1の可変遅延回路は前記フィルタの出力によって
遅延時間が可変され、 前記フィルタの出力によって遅延時間が可変される第2
の可変遅延回路を備え、前記入力クロックをそれぞれ前
記第1、第2の可変遅延回路で遅延させた信号を第1、
第2の出力クロックとして出力し、 前記第1の出力クロックが前記位相差発生回路に対し
て、前記出力クロックとして入力される、ことを特徴と
するクロック制御回路。 - 【請求項14】入力されたクロックを受ける入力バッフ
ァと、 前記入力バッファからの入力クロックを一の入力端から
入力し、一の出力クロックを他の入力端から入力し、入
力される位相決定情報に基づき、前記入力クロックと前
記出力クロックとを前記位相決定情報で規定される内分
比をもって遅延させた信号であって、位相差が前記位相
決定情報で規定される第1、第2の出力信号を出力する
位相差発生回路と、 前記位相差発生回路から出力される前記第1、第2の出
力信号の位相差を検出して出力する位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相差検出信号を平滑
化するフィルタと、 前記フィルタの出力に基づき遅延時間が可変され、前記
入力バッファの出力を遅延させる第1の可変遅延回路
と、 前記第1の可変遅延回路の出力を入力し第1の出力クロ
ックを出力する第1のクロックバッファと、 を備え、前記第1の出力クロックが、前記位相差発生回
路に前記一の出力クロックとして入力され、 前記フィルタの出力と、入力された設定値とを加算する
加算回路と、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記加算回路の出
力によって遅延時間が可変される第2の可変遅延回路
と、 前記第2の可変遅延回路の出力を入力し第2の出力クロ
ックを出力する第2のクロックバッファと、 を備えている、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 【請求項15】前記入力バッファからは互いに相補のク
ロック対が出力され、前記第1の可変遅延回路と前記第
1のクロックバッファの組と、前記第2の可変遅延回路
と前記第2のクロックバッファの組を、相補のクロック
対のそれぞれのクロックに対して備えている、ことを特
徴とする請求項13又は14記載のクロック制御回路。 - 【請求項16】前記位相差発生回路が、前記入力クロッ
クを分周する分周回路と、 前記分周回路で分周されたクロックを前記入力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第1のフリッ
プフロップと、 前記第1のフリップフロップの出力を前記入力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第2のフリッ
プフロップと、 前記第1、第2のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を、位相決定情報に基づき第
1の内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力
信号を出力する第1のインターポレータと、 前記分周回路で分周されたクロックを、入力される前記
出力クロックの立上がり又は立下り遷移でサンプルする
第3のフリップフロップと、 前記第3のフリップフロップの出力を前記出力クロック
の立上がり又は立下り遷移でサンプルする第4のフリッ
プフロップと、 前記第3、第4のフリップフロップの出力を入力とし、
二つの出力のタイミング差を、前記位相決定情報に基づ
き第2の内分比で分割した時間で規定される遅延時間の
出力信号を出力する第2のインターポレータと、を備え
ている、ことを特徴とする請求項11乃至14のいずれ
か一に記載のクロック制御回路。 - 【請求項17】前記各インターポレータが、第1の入力
端と第2の入力端からの第1、第2の入力信号を入力と
する論理回路と、 第1の電源と内部ノード間に挿入され前記論理回路の出
力が第1の値のときにオンするスイッチと、 内部ノードと第2の電源間に接続される容量と、 前記内部ノードが入力端に接続されたインバータと、を
備え、 前記内部ノードに一端が接続され、制御端子に前記第1
の入力端からの第1の入力信号が供給される、互い並列
に接続されたN個の第2のスイッチと、 前記内部ノードに一端が接続され、制御端子に前記第2
の入力端からの第2の入力信号が供給される、互い並列
に接続されたN個の第3のスイッチと、 前記第2のスイッチの他端と第2の電源間に挿入され、
制御端子に位相決定情報をなす制御信号が接続され、オ
ン及びオフされるN個の第4のスイッチと、 前記第3のスイッチの他端と前記第2の電源間に挿入さ
れ、制御端子に位相決定情報をなす制御信号が接続さ
れ、オン及びオフされるN個の第5のスイッチと、 を備えている、ことを特徴とする請求項10又は16に
記載のクロック制御回路。 - 【請求項18】入力クロックを受ける多相クロック逓倍
回路で、該クロックを逓倍した互いに位相の異なる複数
のクロック(「多相クロック」という)を発生し、 選択回路において前記多相クロック発生回路からの多相
クロック出力を入力としそのうちの一つを選択し、 前記選択されたクロックを第1の可変遅延回路で遅延さ
せ、 前記第1の可変遅延回路の出力を受けるクロックバッフ
ァ(「クロックバッファダミー」という)の出力と、前
記多相クロック発生回路からの1の出力と、の二つの出
力の位相差を位相比較回路で検出し、前記位相比較結果
をフィルタで平滑化した信号に基づき、前記第1の可変
遅延回路の遅延時間を可変させ、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力で遅延時間が可変される第2の可変遅延回路の出力を
受けるクロックバッファから、前記入力クロックに対し
て所望の位相関係にある出力クロックが出力される、こ
とを特徴とするクロック制御方法。 - 【請求項19】入力されたクロックを受ける入力バッフ
ァの出力を位相差発生回路に入力し、前記位相差発生回路では、前記入力クロックを前記位相
差発生回路の分周回路で分周した分周出力を、前記位相
差発生回路の第1のフリップフロップにて前記入力クロ
ックの立上がり又は立下り遷移でサンプルし、 前記位相差発生回路の第2のフリップフロップにおい
て、前記第1のフリップフロップの出力を前記入力クロ
ックの立上がり又は立下り遷移でサンプルし、 二つの入力信号のタイミング差を、与えられた位相決定
情報に対応する第1及び第2の内分比でそれぞれ分割し
た時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する第1
及び第2のインターポレータに、前記第1及び第2のフ
リップフロップの出力を入力し、前記第1及び第2のイ
ンターポレータから第1及び第2の出力信号が出力さ
れ、 前記位相差発生回路の第1の出力信号を遅延させる第1
の可変遅延回路の出力を入力とするクロックバッファダ
ミーの出力信号と、前記位相差発生回路の第2の出力信
号との位相差を位相比較回路で検出し、 前記位相比較結果をフィルタで平滑化し、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力で遅延
時間が可変され、 前記入力バッファの出力を入力とし、前記フィルタの出
力で遅延時間が可変される第2の可変遅延回路の出力を
入力とするクロックバッファから出力クロックが出力さ
れる、ことを特徴とするクロック制御方法。 - 【請求項20】入力されたクロックを受ける入力バッフ
ァの出力を位相差発生回路の一の入力端から入力し、一
の出力信号を前記位相差発生回路の他に入力端から入力
し、前記位相差発生回路では、入力される位相決定情報
に基づき、前記入力バッファの出力と前記出力信号とか
ら所望の位相差を有する二つの信号を出力し、 前記位相差発生回路の二つの出力の位相差を位相比較回
路で検出し、 前記位相比較結果をフィルタで平滑化し、 前記入力バッファの出力を遅延させる第1の可変遅延回
路を受ける第1のクロックバッファから出力信号が出力
され、 前記第1のクロックバッファの出力信号が、前記位相差
発生回路の前記他の入力端に供給され、 前記第1の可変遅延回路は、前記フィルタの出力で遅延
時間が可変される、ことを特徴とするクロック制御方
法。 - 【請求項21】前記フィルタの出力と入力された加算情
報を加算回路で加算し、加算回路からの信号で遅延時間
が可変され、前記入力バッファからの出力を遅延させて
出力する可変遅延回路をさらに設け、前記可変遅延回路
の出力をクロックバッファを介して出力する、ことを特
徴とする請求項18乃至20のいずれか一に記載のクロ
ック制御方法。
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