JP3495311B2 - クロック制御回路 - Google Patents

クロック制御回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロック制御技術
に関し、特に、逓倍用インターポレータを備えたクロッ
ク制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、1チップに集積化可能な回路規模
の増大、及び動作周波数の上昇に伴い、クロックの供給
を受けて動作する同期回路を含む半導体集積回路におい
て、チップ外部とチップ内部のクロックの位相、及び周
波数を制御するためのクロック制御回路が設けられてい
る。
【0003】この種のクロック制御回路としては、従来
より、PLL(Phase Locked Loop:位相同期ルー
プ)回路やDLL(Delay Locked Loop:遅延同期ル
ープ)回路が用いられている。またシステムLSI
(「システム・オン・シリコン」ともいう)等のシステ
ム規模の回路を1チップに搭載した半導体集積回路にお
いては、例えばチップ内のマクロブロック毎に、位相、
及び周波数制御用のクロック制御回路を配設することも
必要となるに至っている。
【0004】このように、従来のクロック制御回路とし
ては、PLL(位相同期ループ)回路もしくはDLL
(遅延同期ループ)回路が用いられているほか、さら
に、PLL、DLLと、インターポレータ(内分回路)
とを組み合わせたものも知られている。
【0005】図25は、文献1(ISSC 1993 p.p 160
−161 Mark Horowitz et al.,"PLL Design for 500M
Hz Interface")に記載されているPLLとインターポ
レータとの組み合わせからなるクロック制御回路の構成
を示す図である。図25を参照すると、PLL回路50
において、入力クロックにそれぞれ位相同期した多相ク
ロック信号P0〜Pnを出力し、多相クロック信号P0
〜Pnはスイッチ(セレクタ)20Aに入力され、スイ
ッチ20Aで選択された隣り合う二つの信号(偶位相
(even phase)と奇位相(odd phase))がインター
ポレータ(phase interpolator)30Aに入力され、
インターポレータ30Aにおいて、二つの入力信号の位
相を内分した出力信号が出力される。インターポレータ
30Aに入力する信号対を選択するスイッチ20Aは、
偶位相(even phase)セレクタと、位相セレクタに選
択制御信号を供給するシフトレジスタと、奇位相(odd
phase)セレクタと位相セレクタに選択制御信号を供給
するシフトレジスタから構成されている。
【0006】上記文献1に記載されている構成におい
て、インターポレータ30Aは、二つの入力を受ける差
動回路からなるアナログ構成よりなり、制御回路40A
は、どちらの入力の位相が早いか監視し、アップダウン
カウンタ(不図示)にカウント信号を出力するFSM
(有限状態マシン)回路と、アップダウンカウンタの出
力をアナログ信号に変換するDA変換器(不図示)と、
を備え、DA変換器からインターポレータ30Aに偶数
(even)/奇数(odd)位相に対する電流を供給
する構成とされている。PLL回路50は、位相比較回
路、ループフィルタ、ループフィルタの電圧を制御電圧
として入力する電圧制御発振器、電圧制御発振器の出力
を分周し位相比較回路に帰還入力する分周器からなる。
【0007】図26は、文献2(ISSCC 1997 p.p 33
2−333 S.Sidiropoulos and MarkHorowitz et a
l.,"A semi−digital delay locked loop with unli
mited phase shift capability and 0.08-400MHz oper
ating range")に記載されているDLL(遅延同期ルー
プ)とインターポレータとの組み合わせからなるクロッ
ク制御回路の構成の一例を示す図である。図26を参照
すると、DLL回路60において、入力クロックに同期
した多相クロック信号P0〜Pnを出力し、多相クロッ
ク信号P0〜Pnはスイッチ20Bに入力され、隣り合
う二つの信号がインターポレータ30Bに入力され、位
相を内分した信号が出力OUTから出力される。制御回
路40Bは、出力OUTと基準クロックとの位相差検出
結果に基づき、インターポレータ30Bの内分比を可変
制御するとともにスイッチ20Bの切り替えを制御す
る。このインターポレータ30Bもアナログ回路で構成
されている。
【0008】図27は、文献3(ISSCC 1997 p.p 23
8−239 Alan Fiedler,"A 1.0625GHz Tranceiver w
ith 2x−Oversampling and Transmit Siginal Preempha
sis")に記載された構成を示す図である。クロックを入
力とする多相クロック位相調整用の電圧制御発振器(V
CO)70と制御回路40Cとを備え、VCO70の出
力から多相クロックQ0〜Qnを出力している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のクロック制御回路は、下記記載の問題点を有し
ている。
【0010】図25等に示したPLL回路を用いた構成
においては、位相調整に長時間を要するとともに、帰還
系のループによるジッタが存在し、該ジッタにより、及
びロックが外れたとき等に、位相が大きくずれる、とい
う問題点を有している。また図25及び図27等に示し
た構成においては、VCOの中心周波数変動等により位
相誤差等が生じる。
【0011】そして、図26等に示したDLL回路を用
いた構成においては、多相クロックの最終位相の信号に
おいて位相が大きくずれる場合がある他、ループジッタ
も存在する、という問題点を有している。
【0012】図13(b)に示すように、DLL等で
は、入力クロックのジッタ(ジッタ−dtによりクロッ
クの周期はT−dt)は、出力クロック(図13では4
逓倍クロック)の最後のクロックに現れ(4逓倍クロッ
クの4発目のクロックのサイクルは、T/4−dtとな
る)、このため、ジッタの影響が大となる。
【0013】 したがって、本発明は、上記問題点に鑑
みてなされたものであって、その目的は、PLL回路を
用いた場合に生じる中心周波数変動、及び、帰還ループ
によるジッタ等を無くし、位相誤差を特段に低減するク
ロック制御回路及び半導体集積回路装置を提供すること
にある。
【0014】 本発明の他の目的は、即時に多相クロッ
クを生成可能とするクロック制御回路提供することに
ある。これ以外の本発明の目的、特徴、利点等は、以下
の実施の形態の記載等から当業者には直ちに明らかとさ
れるであろう。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、二つの信号間の位相を内分した信号を出力する回
路を複数含み、入力クロックを入力し該入力クロックを
逓倍してなる位相の異なる複数のクロックを出力する逓
倍用インターポレータと、前記逓倍用インターポレータ
の複数のクロック出力を入力とし二つを切り替え出力す
るスイッチと、前記スイッチの二つ出力を入力としこれ
らの位相を内分した信号を出力する位相調整用インター
ポレータと、前記スイッチの切り替え及び前記位相調整
用インターポレータの内分比を可変制御する制御回路
と、を備える。
【0016】本発明は、二つの信号間の位相差を内分し
た信号を出力する回路を複数含み、入力クロックを逓倍
してなる多相クロックを生成して出力する逓倍用インタ
ーポレータと、前記逓倍用インターポレータから出力さ
れる多相クロックを入力としそのうちの二つを出力する
スイッチと、前記スイッチの二つの出力を入力としこれ
ら二つの出力の位相を内分した信号を出力する位相調整
用インターポレータと、前記スイッチの切り替え、及
び、前記位相調整用インターポレータの内分比を可変制
御する制御回路と、を備える。本発明は、好ましくは、
入力クロックから、多相クロックを生成して出力する
か、もしくは逓倍してなる多相クロックを生成して出力
する多相クロック生成回路と、前記多相クロック生成回
路から出力される多相クロックを入力としクロック対を
選択して出力する第1、第2のスイッチと、前記第1の
スイッチから出力されるクロック対を入力とし該クロッ
ク対間の位相差を内分して位相調整したクロック信号を
出力する第1のインターポレータと、前記第2のスイッ
チから出力されるクロック対を入力とし該クロック対間
の位相差を内分して位相調整したクロック信号を出力す
る第2のインターポレータと、前記第1のインターポレ
ータの出力と前記入力クロックと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比
較結果信号を平滑化するフィルタと、前記フィルタから
出力される位相比較結果信号に基づきカウントアップ及
びカウントダウンを行う第1のカウンタと、オフセット
値が設定され、前記フィルタから出力される位相比較結
果信号に基づき、カウントアップ及びカウントダウンを
行う第2のカウンタと、を備え、前記第1のカウンタの
出力に基づき、前記第1のインターポレータの内分比の
設定、及び、前記第1のスイッチにおけるクロック出力
の切り替えを行い、前記第2のカウンタの出力に基づ
き、前記第2のインターポレータの内分比の設定、及
び、前記第2のスイッチにおけるクロック出力の切り替
えを行う。
【0017】 本発明によれば、入力クロックを逓倍し
てなる多相クロックを逓倍用インターポレータで生成す
ることで、逓倍クロック当たりのジッタを低減し、前記
逓倍用インターポレータから出力される多相クロックの
うちの二つをスイッチで選択して、位相調整用インター
ポレータに供給し、所定の基準クロックと前記位相調整
用インターポレータの出力クロックとの位相比較結果に
基づき、前記位相調整用のインターポレータの内分比を
可変制御するようにしたものである。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。本発明のクロック制御回路は、その好ましい一
形態において、図1を参照すると、二つの信号間の位
相差を内分した信号を出力する回路を複数含み、入力ク
ロック(1)を逓倍してなる多相クロック(P0〜P
n)を生成出力する逓倍用インターポレータ(10)
と、逓倍用インターポレータ(10)から出力される多
相クロック(P0〜Pn)を入力とし、これらの隣り合
う二つを出力するスイッチ(20)と、スイッチ(2
0)の二つの出力を入力とし、これら二つの入力の位相
を内分した信号を出力端子(OUT)から出力する位相
調整用のインターポレータ(30;「微調整用インター
ポレータ」ともいう)と、スイッチ(20)の切り替え
とインターポレータ(30)の内分比を可変制御する制
御回路(40)と、を備える。
【0019】 本発明のクロック制御回路は、別の参考
形態として、逓倍用インターポレータから出力される多
相クロック(P0〜Pn)から、複数のインターポレー
タを用いて多相クロックを出力する構成としてもよい。
より詳細には、図2を参照すると、入力クロックを逓倍
してなる多相クロック(P0〜Pn)を出力する逓倍用
インターポレータ(10)と、逓倍用インターポレータ
(10)の多相クロック出力を入力とし二つの組み合わ
せを出力するスイッチ(20′)と、スイッチ(2
0′)の複数の出力のうち二つの出力をそれぞれ入力と
し、これら二つの出力の位相を内分した出力信号(Q0
〜Qn)を出力する微調用(位相調整用)のインターポ
レータ(300〜30n)と、スイッチ(20′)の切り
替えと位相調整用のインターポレータ(300〜30n
との内分比を可変制御する制御回路(40′)と、を備
える。
【0020】 本発明の一実施の形態において、逓倍用
インターポレータは、図を参照すると、入力クロック
を分周して多相クロックを生成する分周器(2)と、入
力クロックの周期を検知する周期検知回路(6)と、分
周器(2)のクロック出力を入力とし前記クロックを逓
倍した多相クロックを生成する多相クロック逓倍回路
(5)と、を備え、前記多相クロック逓倍回路が、二つ
の入力のタイミング差を分割した信号を出力する複数の
タイミング差分割回路(4a)と、二つのタイミング差
分割回路の出力を多重する複数の多重化回路(4b)と
を備え、前記複数のタイミング差分割回路は、同一相の
クロックを入力とするタイミング差分割回路と、相隣る
相の二つのクロックを入力とするタイミング差分割回路
を備えている。本発明の一実施の形態において、図15
を参照すると、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器(図5の
2)と、二つの信号間の位相差を内分した信号を出力す
る回路を複数含み、前記分周器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
た多相クロックを生成する多相クロック逓倍回路とを備
えた多相クロック生成回路(110)と、前記多相クロ
ック生成回路から出力される多相クロックを入力としク
ロック対を選択して出力する第1、第2のスイッチ(1
20、121)と、前記第1のスイッチから出力される
クロック対を入力とし該クロック対間の位相差を内分し
て位相調整したクロック信号を出力する第1のインター
ポレータ(130)と、前記第2のスイッチから出力さ
れるクロック対を入力とし該クロック対間の位相差を内
分して位相調整したクロック信号を出力する第2のイン
ターポレータ(131)と、前記第1のインターポレー
タの出力と前記入力クロックとの位相差を検出する位相
比較回路(150)と、前記位相比較回路から出力され
る位相比較結果信号を平滑化するフィルタ(160)
と、前記フィルタから出力される位相比較結果信号に基
づきカウントアップ及びカウントダウンを行う第1のカ
ウンタ(170)と、オフセット値が設定され、前記フ
ィルタから出力される位相比較結果信号に基づき、カウ
ントアップ及びカウントダウンを行う第2のカウンタ
(171)と、を備え、前記第1のカウンタ(170)
の出力に基づき、前記第1のインターポレータ(13
0)の内分比の設定、及び、前記第1のスイッチ(12
0)におけるクロック出力の切り替えを行い、前記第2
のカウンタ(171)の出力に基づき、前記第2のイン
ターポレータ(131)の内分比の設定、及び、前記第
2のスイッチ(121)におけるクロック出力の切り替
えが行われる。
【0021】本発明の一実施の形態において、前記多相
クロック逓倍回路は、図6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
グ差分割回路を備え、2I−1番目(ただし、1≦I≦
n)のタイミング差分割回路(4a1、4a3、4a
5、4a7)は、前記二つの入力としてI番目の同一ク
ロックを入力とし、2I番目(ただし、1≦I≦n)の
タイミング差分割回路(4a2、4a4、4a6、4a
8)は、I番目のクロックと、(I+1 mod n)
番目(ただし、I+1 mod nは、I+1をnで割
った余り(nを法とする加算))のクロックを入力と
し、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 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とを入力とする2n個のパル
ス幅補正回路(4c1〜4c8)と、K番目(ただし、
1≦K≦n)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するn個の多重
化回路(4b1〜4b4)と、を備える。
【0022】本発明の一実施の形態において、タイミン
グ差分割回路は、図8を参照すると、第1、第2の入力
信号を入力とする否定論理和回路(14)と、前記否定
論理和回路の出力(内部ノード)を反転出力するインバ
ータ(15)と、を備え、前記内部ノードと接地間に、
直列接続されたスイッチ素子と容量とが、複数本互いに
並列接続されており、前記スイッチ素子の制御端子に
は、周期検知回路(6)から出力される周期制御信号
(7)が接続され、周期制御信号(7)の論理値によ
り、前記内部ノードに付加する容量を決められる構成と
されている。
【0023】本発明の一実施の形態において、タイミン
グ差分割回路は、図10を参照すると、前記タイミング
差分割回路が、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(N1)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導電型のトランジスタよりなる第1のスイッチ素子
(MP01)と、前記内部ノードに入力端が接続され、
前記内部ノードの電圧としきい値電圧との大小関係が反
転した場合に、出力論理値を反転させるバッファ回路
(INV03)と、内部ノードと第2の電源との間に接
続され、第1の定電流源で駆動され、第1の入力信号
(IN1)によりオン・オフ制御される第2導電型のト
ランジスタよりなる第2のスイッチ素子(MN02)
と、内部ノードと前記第2の電源との間に配設され、第
2の定電流源で駆動され、第2の入力信号(IN2)に
よりオン・オフ制御される第2導電型のトランジスタよ
りなる第3のスイッチ素子(MN01)と、を備え、さ
らに前記内部ノードと前記第2の電源間には、直列接続
されたスイッチ素子と容量とが、複数本互いに並列接続
され(スイッチ素子MN11〜MN15、容量CAP1
1〜CAP15)、前記スイッチ素子の制御端子に供給
される周期制御信号にて前記内部ノードに付加する容量
が決められる。
【0024】本発明の一実施の形態において、位相調整
用インターポレータ(30)は、図11又は図12を参
照すると、第1、第2の入力信号を入力とする論理回路
(OR01、NAND01)と、第1の電源と内部ノー
ド(N31)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(MP01)
と、前記内部ノードに入力端が接続され、前記内部ノー
ドの電圧としきい値電圧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正転又は反転型のバッファ
回路(BUF、INV03)と、前記内部ノードと第2
の電源間に、前記第1の入力信号でオン・オフ制御さ
れ、定電流源で駆動される第2のスイッチ素子と、前記
制御回路からの制御信号でオン・オフ制御される第3の
スイッチ素子とからなる直列回路が、複数個、並列に接
続され(MN22とMN21、MN24とMN23、M
N26とMN25)、前記内部ノードと第2の電源間
に、前記第2の入力信号でオン・オフ制御され、定電流
源で駆動される第4のスイッチ素子(MN02)と、制
御回路からの制御信号でオン・オフ制御される第5のス
イッチ素子とからなる直列回路が、複数個、並列に接続
され(MN28とMN27、MN30とMN29、MN
32とMN31)、さらに前記内部ノードと第2の電源
間には、第6のスイッチ素子と容量とからなる直列回路
が、複数個、並列接続され(第6のスイッチ素子群MN
11〜MN15、容量群CAP11〜CAP15)、第
6のスイッチ素子の制御端子に接続される周期制御信号
にて、第6のスイッチ素子をオン・オフすることで、前
記内部ノードに付加する容量値が決められる。
【0025】位相調整用インターポレータ(30)にお
いて、前記第2のスイッチ素子、前記第3のスイッチ素
子、前記第4のスイッチ素子、及び、前記第5のスイッ
チ素子がいずれも所定個数(N個)からなり、前記第3
のスイッチ素子群に供給する制御信号により、K個(但
し、Kは0〜N)の前記第3のスイッチ素子をオンと
し、前記第5のスイッチ素子群に供給する制御信号によ
り、N−K個の前記第5のスイッチ素子をオンとし、前
記第1の入力信号と前記第2の入力信号のタイミング差
Tを、前記タイミング差のN分の1を単位として前記K
に基づき内分した位相に対応する信号を出力し、Kの値
を可変することで内分比を可変する構成としてもよい。
【0026】本発明の一実施の形態において、スイッチ
(20)はロータリースイッチよりなり、前記逓倍用イ
ンターポレータから出力されるn相のクロックを入力と
し、前記制御回路からの切り替え制御信号に基づき、前
記インターポレータの第1の入力にはI番目のクロック
を供給し、第2の入力には隣のI+1番目のクロックを
供給している場合に、出力の位相遅れ又は進み具合に応
じて、信号を切り替える時には、前記インターポレータ
の第1の入力をI+2番目とし、第2の入力をI+1番
目のままとするか、第1の入力をI番目のままとし、第
2の入力をI−1番目(ただし、I+1、I−1、I+
2は、1〜nの値をとり、nで割った剰余で定められ
る)に切り替え制御する。
【0027】図13は、本発明に係る逓倍用インターポ
レータを用いた場合と、DLL等を用いた場合のジッタ
の効果を比較して表した説明図である。インターポレー
タを用いて逓倍クロックを生成する場合、図13(a)
に示すように、入力クロックのジッタは、出力逓倍クロ
ックの全体に平均化されて現れ、例えば、入力クロック
のジッタ−dtにより、クロック周期がT−dtに変動
した場合に、例えば4逓倍出力クロックの場合、各逓倍
クロック周期毎に、平均化された、ジッタ−dt/4が
現れる。すなわち、インターポレータを用いた場合、4
逓倍クロック(T/4)あたりのジッタは−dt/4で
あるのに対して、従来の技術のようにDLLを用いた場
合、図13(b)に示すように、逓倍クロックの最終位
相にdt分のジッタとなって現れている。
【0028】このように、本発明によれば、逓倍用イン
ターポレータを用いることで、ジッタの平均化により、
逓倍クロックあたりのジッタを大幅に縮減し、特に、多
相クロックの位相差を均一に保つことを可能としてい
る。
【0029】 次に、本発明は、さらなる実施の形態に
おいて、図18、図19、図20を参照すると、入力ク
ロックから、多相クロックを生成して出力するか、逓倍
してなる多相クロックを生成して出力する多相クロック
生成回路をなす多相逓倍回路(110)と、多相逓倍回
路(110)から出力される多相クロックを入力とし二
つのクロック出力を対とする組み合わせを選択出力する
複数のスイッチ(120、121)と、前記各スイッチ
から出力されるクロック出力対をそれぞれ入力とし、該
クロック出力対の位相を内分した信号をそれぞれ出力す
る複数の位相調整用のインターポレータ(130、13
1)と、前記各スイッチにおけるクロック出力の切り替
え、及び前記各位相調整用インターポレータの内分比を
可変制御する制御回路(例えば図18のカウンタ170
とデコーダ191、192)と、を備え、一の前記イン
ターポレータ(130)から出力されるクロックが前記
入力クロックとの間で所定の位相差(例えば0度)とな
るように位相調整され、他の前記インターポレータ(1
31)から出力されるクロックが、入力クロック(1)
に対して所定の位相を有するように位相調整される。あ
るいは、図19を参照すると、本発明の実施の形態にお
いては、他のインターポレータ(131)から出力され
るクロックが入力クロック(1)に対して所定の位相を
有するように位相調整され、さらに別のインターポレー
タ(132)から出力されるクロックが他のインターポ
レータ(131)から出力されるクロックに対して所定
の位相を有するように位相調整される。
【0030】
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
具体的に説明すべく、本発明の実施例について図面を参
照して説明する。本発明の基本構成は、前記従来の技術
で説明したクロック制御回路における、PLL回路又は
DLL回路を、逓倍用のインターポレータで構成したも
のである。
【0031】 図1は、本発明の一参考例の構成を示す
図である。図1を参照すると、本発明の一参考例におい
ては、逓倍用インターポレータ10で生成された中心周
波数変動のないクロックを、ロータリースイッチ20
と、微調用のインターポレータ30で任意の位相に調整
する。
【0032】ロータリースイッチ20は、図24に示し
た構成と同様に、多相クロックP0〜Pnのうち、互い
に隣合う、奇位相信号と偶位相信号を対として、インタ
ーポレータ30に供給し、インターポレータ30は、制
御回路40から出力される制御信号に基づき、二つの入
力の位相差(タイミング差)を内分した位相の信号を出
力する。
【0033】制御回路40は、不図示の基準クロックと
インターポレータ30の出力クロックとの位相差を比較
する位相比較回路からの出力信号を受けて、インターポ
レータ30の出力の基準クロックに対する位相の進み/
遅れ具合に応じて、位相の進み/遅れを補償すべく、イ
ンターポレータ30におけるタイミング差分割値(内分
比)を可変させるための制御信号Cを出力する。
【0034】制御回路40は、インターポレータ30の
内分比の設定が上限又は下限に達したことを検出した状
態で、なおも、インターポレータ30の出力クロックの
基準クロックに対する位相の進み/遅れを調整する必要
がある場合には、位相の進み又は遅れに応じて、ロータ
リースイッチ20に対して、選択制御信号Sを出力し、
ロータリースイッチ20においては、選択制御信号Sを
受けて、インターポレータ30に出力するクロック対の
組合せを切り替える。
【0035】例えば、インターポレータ30の出力クロ
ックと基準クロックとの位相差から、インターポレータ
30の出力クロックの位相をさらに進める必要がある場
合には、制御回路40からの選択制御信号Sを受けて、
ロータリスイッチ20は、例えば現在選択している位相
信号よりも一つ前(進んだ)の位相信号(ただし、P−
1(=Pn)、P−2(=Pn−1)、…とされ、mo
d nの演算とする)と元の位相信号との間の位相差
(タイミング差)を内分するように、クロック出力を切
り替えて、インターポレータ30に供給する。一方、イ
ンターポレータ30の出力の位相をさらに遅らせる必要
がある場合には、制御回路40からの制御信号を受け
て、ロータリスイッチ20は、現在選択している位相信
号よりも一つ遅れた位相信号(ただし、Pn+1(=P
0)、Pn+2(=P1)、…とされ、mod nの演
算とする)と元の位相信号との間の位相差(タイミング
差)を内分するようにクロック出力を切り替えて、イン
ターポレータ30に供給する制御を行う。
【0036】逓倍用インターポレータ10から出力され
る多相クロックP0〜Pnの添え字nを2m−1(多相
クロックの相数は2m)とすると、ロータリースイッチ
20は、奇位相クロックP0、P2、P4、…、P2m
−2のうちの一つを、制御回路40からの制御信号で選
択する第1のセレクタと、偶位相クロックP1、P3、
P5、…、P2m−1のうちの一つを、制御回路40か
らの制御信号で選択する第2のセレクタと、を備え(後
述する図3参照)、位相差を内分するインターポレータ
30に供給される奇位相、偶位相のクロック出力対の組
み合わせとしては、(P0、P1)、(P2、P1)、
(P2、P3)、…等、位相が互いに隣合うクロック対
となるように、制御回路40が、クロック出力の切り替
え制御を行う。かかる機能を実現するものであれば、制
御回路40は、任意の回路構成で実現することができ
る。
【0037】一例として、インターポレータ30の出力
と基準クロックとの位相を比較する不図示の位相比較回
路からのUP/DOWN信号を入力とするカウンタを備
え、カウンタの所定の下位ビット出力がインターポレー
タ30の内分比を制御する制御信号Cとして出力され、
インターポレータ30の内分比の上限を越えるか、下限
未満に設定する場合には、カウンタの所定の上位ビット
出力、又はカウンタの出力をデコードするデコーダか
ら、ロータリースイッチ20のセレクタに制御信号が出
力され、ロータリースイッチ20は、選択出力するクロ
ックを切り替える。
【0038】次に、本発明に係る逓倍用インターポレー
タの構成の詳細について説明する。図4は、本発明の一
実施例の逓倍用インターポレータ10の基本構成の一例
を示す図である。
【0039】図4を参照すると、逓倍用インターポレー
タ10は、クロック1を入力として分周して多相クロッ
ク3を生成する分周器2と、分周器2の出力3を入力と
する多相クロック逓倍回路5と、固定段数のリングオシ
レータとカウンタよりなり、クロック1の1周期中のリ
ングオシレータの発振回数をカウントしてクロック1の
周期を検出する周期検知回路6と、を備えている。多相
クロック逓倍回路5は、二つの入力のタイミング差(位
相差)を内分(分割)した信号を出力する複数のタイミ
ング差分割回路4aと、二つのタイミング差分割回路の
出力を多重化する複数の多重化回路4bとを備え、複数
の多重化回路4bから多相クロックP0〜Pnが出力さ
れる。
【0040】複数のタイミング差分割回路4aは、同一
相のクロックを入力とするタイミング差分割回路と、相
隣る二つのクロックを入力とするタイミング差分割回路
を備えている。周期検知回路6は、制御信号7を出力し
て、多相クロック逓倍回路5内のタイミング差分割回路
4aの負荷容量を調整して、クロック周期を制御する。
【0041】図5は、本発明の一実施例として、4相ク
ロックを生成する逓倍用インターポレータの構成の具体
例を示す図である。図4に示すように、入力クロック1
を4分周し4相クロックQ1〜Q4を出力する1/4分
周器2と、n段縦続接続された4相クロック逓倍回路5
1〜5nと、周期検知回路6とを備えている。最終段の
4相クロック逓倍回路5nからは、2n逓倍された4相
クロックQn1〜Qn4(図1のP0〜P3に対応)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。
【0042】1/4分周器2は、入力クロック1を1/
4分周して、4相クロックQ1、Q2、Q3、Q4を生
成し、このクロックQ1、Q2、Q3、Q4を4相クロ
ック逓倍回路51で逓倍した4相クロックQ11、Q1
2、Q13、Q14を生成し、同様にして、4相クロッ
ク逓倍回路5nから、2n逓倍した4相クロックQn
1、Qn2、Qn3、Qn4を得る。
【0043】周期検知回路6は、固定段数のリングオシ
レータと、カウンタから構成され、クロック1の周期
中、リングオシレータの発振回数をカウンタでカウント
し、カウント数に応じて制御信号7を出力し、4相クロ
ック逓倍回路5内の負荷を調整する。この周期検知回路
6により、クロック周期の動作範囲、デバイスの特性ば
らつきが解消される。
【0044】図6(a)は、図5に示した4相クロック
逓倍回路5の構成の一例を示す図である。なお、図5に
示した4相クロック逓倍回路51〜5nは、いずれも同
一構成とされる。図6(a)を参照すると、この4相ク
ロック逓倍回路5は、8組のタイミング差分割回路4a
1〜4a8と、8個のパルス補正回路4c1〜4c8
と、4組の多重化回路4b1〜4b4から構成されてい
る。図6(b)は、パルス幅補正回路4cの構成を示す
図であり、第2の入力をインバータ17で反転した信号
と、第1の入力を入力とするNAND回路16からな
る。図6(c)は、多重化回路4bの構成を示す図であ
り、2入力NAND回路18からなる。
【0045】図7は、図6に示した4相クロック逓倍回
路5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4a1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4a2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4a2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4a6
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4a7
での内部遅延分の遅れで決定され、クロックT28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4a8でのタイミング分割と内部遅延分
の遅れで決定される。クロックT21とT23はパルス
幅補正回路4c1に入力され、パルス幅補正回路4c1
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T23で決定される立ち上がりエッジを有する
パルスP21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4
5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4b1で多重化反転され、デュ
ーティ25%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〜Q
n4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。
【0046】図8(a)、及び図8(b)は、図7に示
したタイミング差分割回路4a1、4a2の構成の一例
をそれぞれ示す図である。これらの回路は互いに同一構
成とされており、二つの入力が、同一信号であるか、隣
り合う二つの信号が入力されるかが相違している。すな
わち、タイミング差分割回路4a1では、同一入力Q
(n−1)1が2入力NOR14に入力され、タイミン
グ差分割回路4a2ではQ(n−1)1とQ(n−1)
2が2入力NOR14に入力されていること以外、タイ
ミング差分割回路は同一構成である。2入力NOR14
は、周知のように、電源VDDと出力端の間に直列に接
続され、入力信号IN1、IN2をゲートにそれぞれ入
力する二つのPチャネルMOSトランジスタと、出力端
とグランド間に並列に接続され、入力信号IN1、IN
2をゲートにそれぞれ入力する二つのNチャネルMOS
トランジスタからなる。
【0047】2入力NOR14の出力ノードである内部
ノードN51(N61)は、インバータ15の入力端に
接続され、内部ノードとグランド間には、NチャネルM
OSトランジスタMN51と容量CAP51を直列接続
した回路、NチャネルMOSトランジスタMN52と容
量CAP52を直列接続した回路、NチャネルMOSト
ランジスタMN53と容量CAP53を直列接続した回
路を、並列に接続し、各NチャネルMOSトランジスタ
MN51、MN52、MN53のゲートには、周期検知
回路6からの制御信号7がそれぞれ接続され、オン・オ
フ制御される。NチャネルMOSトランジスタMN5
1、MN52、MN53のゲート幅と容量CAP51、
CAP52、CAP53は、そのサイズ比が、例えば
1:2:4とされており、周期検知回路6から出力され
る制御信号7に基づき、共通ノードに接続される負荷
を、8段階に調整することで、クロック周期が設定され
る。
【0048】図9は、図8に示したタイミング差分割回
路4a1、4a2の動作を説明するためのタイミング図
である。
【0049】タイミング差分割回路4a1については、
クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジにより、ノ
ードN51の電荷がNOR14のNチャネルMOSトラ
ンジスタを介して引き抜かれ、ノードN51の電位がイ
ンバータ15のしきい値に達したところで、インバータ
15の出力であるクロックT21が立ち上がる。インバ
ータ15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N51の電荷をCV(ただし、Cは容量値、
Vは電圧)とし、NOR14の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
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。クロックQ(n−1)1がLow
レベルのとき、2入力NOR14の出力側ノードN51
がHighに充電され、インバータ15の出力クロック
T21はLowレベルとなる。
【0050】タイミング差分割回路4a2については、
クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから時間t
CKn(tCKn=クロック周期)後の期間、ノードN
61の電荷がNOR14に引き抜かれ、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N61の電位がインバータ15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N61の電荷をCVとし、2入力NORの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Iの電流で放電し、残りの期間を電流2Iで引き抜く
結果、時間、 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。
【0051】すなわち、クロックT22とクロックT2
1の立ち上がりのタイミング差は、tCKn/2とな
る。
【0052】クロックQ(n−1)1とQ(n−1)2
がともにLowレベルとなり、2入力NOR14の出力
側ノードN61が、NOR14のPMOSトランジスタ
を介して電源からHighレベルに充電された場合、ク
ロックT22が立ち上がる。
【0053】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。
【0054】パルス幅補正回路4c1〜4c8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
P21〜P28を生成する。
【0055】多重化回路4b1〜4b4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Qn1
〜Qn4を生成する。
【0056】なお、タイミング差分割回路4aとして
は、図10に示すような構成としてもよい。図10を参
照すると、このタイミング差分割回路は、電源と内部ノ
ードN1間に接続され、第1、第2の入力信号IN1、
IN2を入力とする否定論理積回路NAND01の出力
信号をゲート入力とするPチャネルMOSトランジスタ
MP01と、内部ノードN1の電位を反転出力するイン
バータINV03と、内部ノードN1にドレインが接続
され、第1の入力信号IN1、第2の入力信号IN2を
インバータINV01、INV02で反転した信号をゲ
ート入力とし、ソースが定電流源I0に接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタMN01、MN02を備えて
いる。内部ノードN1と接地間には、NチャネルMOS
トランジスタよりなるスイッチ素子MN11〜MN15
と、容量CAP11〜CAP15が接続され、Nチャネ
ルMOSトランジスタよりなるスイッチ素子MN11〜
MN15の制御端子(ゲート端子)には、周期検知回路
6から出力される制御信号7が接続され、内部ノードN
1に付加する容量値が決められる。第1、第2の入力信
号IN1、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N1が充電され、インバータINV03の出力はL
owレベルとされ、第1、第2の入力信号IN1、IN
2の一方又は両方がLowレベルのとき、PチャネルM
OS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、インバータINV03のし
きい値以下に下がった場合、インバータINV03の出
力は立ち上がりHighレベルとなる。
【0057】入力IN1、IN2を入力とする二つのC
MOSインバータの出力端を接続して構成したタイミン
グ差分割回路の場合、2入力の一方がHighで他方が
Lowのときに貫通電流が流れる。これに対して、図1
0に示した構成のタイミング差分割回路においては、貫
通電流を、低減している。
【0058】次に、位相調整用のインターポレータ30
について説明する。前述したように、インターポレータ
30の出力と、所定の基準クロック(例えば図1の入力
クロック1が用いられる)との位相差を検出し、位相遅
れ及び進みに応じて、UP(アップ)・DOWN(ダウ
ン)信号を出力する位相比較回路をフィルタで平滑化し
た信号を入力してカウントアップ及びカウントダウンす
るカウンタと、カウンタ出力をデコードするデコーダと
を備えて構成される制御回路40から制御される制御信
号Cによって、インターポレータ30におけるタイミン
グ差分割の内分比が設定される。
【0059】図11は、位相調整用のインターポレータ
30の構成の一例を示す図である。図11を参照する
と、このインターポレータ30は、ソースが電源に接続
され、ドレインが内部ノードN31に接続され、第1、
第2の入力信号IN1、IN2を入力とする否定論理積
回路NAND01の出力信号をゲートに入力するPチャ
ネルMOSトランジスタMP01と、内部ノード電位と
しきい値電圧の大小関係が変化した時に、出力信号の論
理値をスイッチングさせるバッファ回路BUF(反転回
路又は正転回路)と、内部ノードN31にドレインが共
通接続され、制御回路40からの制御信号Cでオン・オ
フ制御されるNチャネルMOSトランジスタ(スイッチ
素子)MN21、MN23、MN25と、NチャネルM
OSトランジスタMN21、MN23、MN25のソー
スにドレインがそれぞれ接続され、ソースが定電流源I
0にそれぞれ接続され、第1の入力信号IN1をインバ
ータINV01で反転した信号をゲートに入力するNチ
ャネルMOSトランジスタMN22、MN24、MN2
6と、内部ノードN31にドレインが共通接続され、制
御回路40からの制御信号Cでオン・オフ制御されるN
チャネルMOSトランジスタ(スイッチ)MN27、M
N29、MN31と、NチャネルMOSトランジスタ
(スイッチ)MN27、MN29、MN31のソースに
ドレインがそれぞれ接続され、ソースが定電流源I0に
それぞれ接続され、第2の入力信号IN2をインバータ
INV02で反転した信号をゲートに入力するNチャネ
ルMOSトランジスタMN28、MN30、MN32
と、を備えている。
【0060】さらに内部ノードと接地間には、Nチャネ
ルMOSトランジスタよりなるスイッチ素子と容量とか
らなる直列回路が、複数並列接続され(スイッチ素子M
N11〜MN15、容量CAP11〜15)、スイッチ
素子MN11〜MN15の制御端子に接続する周期制御
信号7にて内部ノードに付加する容量が決められる。容
量CAP11〜15は、容量値がC、2C、4C、8
C、16Cとされ、スイッチ素子MN11〜15の周期
制御信号7は、逓倍用インターポレータ10の周期検知
回路6の制御信号7が用いられる。なお、NチャネルM
OSトランジスタMN22、MN24、MN26、MN
28、MN30、MN32のドレインを内部ノードN3
1に共通接続し、ソースをNチャネルMOSトランジス
タMN21、MN23、MN25、MN27、MN2
9、MN31のドレインに接続し、NチャネルMOSト
ランジスタMN21、MN23、MN25、MN27、
MN29、MN31のソースを定電流源I0に接続する
ように配置を入れ替えてもよいことは勿論である。この
インターポレータ30は、二つの入力信号IN1とIN
2の立ち下がりエッジのタイミング差(位相差)を内分
した位相に対応する下がり信号を出力する。
【0061】より詳細には、インターポレータ30の二
つの入力にともに信号IN1を入力した場合に、バッフ
ァBUFから出力される信号の立ち下がりまでの遅延時
間がT1、インターポレータ30の二つの入力にともに
信号IN2(信号IN1より時間T遅れる)を入力した
場合に、バッファBUFから出力される信号の立ち下が
りまでの遅延時間がT2であるとき、インターポレータ
30に二つの入力信号IN1、IN2を入力した場合、
バッファBUFから出力される信号の立ち下がりまでの
遅延時間T3は、T1とT2との間の値(=(1−x)
・T1+x・T2;内分比x、0≦x≦1)に設定され
る。なお、正転型バッファBUFの代わりに、応用如何
によって、反転型のバッファ(インバータ)で構成して
もよい。また、PMOS、NMOSを入れ替えて構成し
てもよい。
【0062】本発明の一実施例においては、制御回路4
0からの制御信号Cにより、インターポレータ30のス
イッチ素子MN21、MN23、MN25、MN27、
MN29、MN31のうちオンするスイッチの数を可変
制御することで、二つの入力信号IN1とIN2のタイ
ミング差の内分比を可変制御する。すなわち、入力信号
IN1がHighレベルからLowレベルに遷移した際
に、内部ノードN31に蓄積されている電荷を放電する
電流値をスイッチ素子MN21、MN23、MN25の
うちオンにする個数で可変制御でき、入力信号IN2が
HighレベルからLowレベルに遷移した際に、内部
ノードN31に蓄積されている電荷を放電する電流値
を、スイッチ素子MN27、MN29、MN31のうち
オンにする個数で可変制御でき、これにより、入力信号
IN1とIN2のタイミング差の内分比を可変制御す
る。
【0063】制御信号Cの値により、スイッチ素子MN
21、MN23、MN25、MN27、MN29、MN
31の全てがオンのとき、内部ノードN31の電荷の放
電に要する時間は最短とされ(入力信号IN1がLow
のとき電流3I0で放電し、入力信号IN1、IN2が
Lowのとき電流6I0で放電する)、バッファBUF
の出力クロックの遅延時間も最短(内分比最小)とさ
れ、スイッチ素子MN21、MN23、MN25のうち
の一つがオンのとき、且つスイッチ素子MN27、MN
29、MN31のうちの一つがオンのとき、内部ノード
N31の電荷の放電に要する時間は最長(内分比最大)
とされ(入力信号IN1がLowのとき電流I0で放電
し、入力信号IN1、IN2がLowのとき電流2I0
で放電する)、バッファBUFの出力クロックの遅延時
間も最長とされる。この場合、制御信号Cの組み合わせ
により、タイミング差の内分の仕方には、少なくとも6
通りの組み合わせが存在する。
【0064】スイッチ素子MN21、MN23、MN2
5、MN27、MN29、MN31の数を増やすこと
で、入力IN1とIN2のタイミング差(位相差)の内
分値を、さらに細かく設定することができる。すなわち
スイッチ素子MN21、MN23、MN25、MN2
7、MN29、MN31の数は任意である。Nチャネル
MOSトランジスタMN22、MN24、MN26のゲ
ート幅(あるいはゲート長(W)/ゲート幅(L)
比)、及び、NチャネルMOSトランジスタMN28、
MN30、MN32のゲート幅を変え、定電流源I0
電流値をそれぞれ可変させてもよいことは勿論である。
なお、インターポレータ30において、タイミング差の
内分の制御としては、上記した方法以外にも任意の方法
が用いられる。
【0065】図11を参照して、インタポーレータ30
のタイミング差の内分動作の一例についてさらに詳細に
説明する。以下では、図11において、入力信号IN1
の反転信号を共通にゲート入力とし並列接続されるNチ
ャネルMOSトランジスタMN22、M24、MN26
が16個(NチャネルMOSトランジスタMN21、M
N23、MN25も16個)、入力信号IN2の反転信
号を共通にゲート入力とし並列接続されるNチャネルM
OSトランジスタがMN28、MN30、MN32(N
チャネルMOSトランジスタがMN27、MN29、M
N31)が16個設けられているものとする。
【0066】一例として、NチャネルMOSトランジス
タMN21、MN27のゲートには相補の制御信号が入
力され(NチャネルMOSトランジスタMN27のゲー
トに入力される制御信号はNチャネルMOSトランジス
タMN21のゲートに入力される制御信号を反転した信
号)、NチャネルMOSトランジスタMN23、MN2
9のゲートには相補の制御信号が入力され、Nチャネル
MOSトランジスタMN25、MN31のゲートには相
補の制御信号が入力されるものとする。
【0067】入力信号IN1で、16並列のNチャネル
MOSトランジスタのうちN個(ただし、Nは0〜1
6、N=0はオンするものがない場合であり、Nは制御
信号Cで決定される)がオンし、時間T後に、入力信号
IN2によって、(16−N)個の並列のNチャネルM
OSトランジスタがオンし、全体で、N+(16−N)
=16個のNチャネルMOSトランジスタがオンする場
合におけるタイミング差の内分の動作について説明す
る。
【0068】並列のNチャネルMOSトランジスタ1個
に流れる電流はI(定電流源I0の電流値)であり、バ
ッファBUFの出力が反転するしきい値電圧をVとし
て、しきい値電圧Vまでの電荷の変動量をCVとする。
【0069】ここで、入力信号IN1、IN2がともに
Highレベルとされ、NAND01の出力がLowレ
ベルとされ、PチャネルMOSトランジスタMP01を
介して、内部ノードN31は、電源側から充電された状
態(バッファBUFの出力はHighレベル)にあるも
のとする。この状態から、入力信号IN1、IN2がL
owレベルに立ち下がる場合について説明する。
【0070】まずN=16の場合、入力信号IN1で、
16並列のNチャネルMOSトランジスタのうち16個
がオンし、時間T後に、入力信号IN2によって16並
列1のNチャネルMOSトランジスタがいずれもオフと
される((16−N)=0)。したがって、N=16の
場合、定電流源の電流をIとして、入力信号IN1がL
owレベルになってから、バッファBUFの出力が反転
するまでの時間T(16)は、 T(16)=CV/(16・I) …(2)
【0071】N=n(n<16)の場合(Nは制御信号
Cで設定される)、入力信号IN1がLowレベルにな
ってから時間T(ただし、Tは入力信号IN1とIN2
の立ち下がりエッジのタイミング差)の間、入力信号I
N1の反転信号をゲートに入力とするn個のNチャネル
MOSトランジスタがオンし、n・I・Tの電荷が放電
され、つづいて、入力信号IN2がLowレベルとなる
ことで、入力信号IN2の反転信号をゲートに入力とす
る16−n個のNチャネルMOSトランジスタがオン
し、全体で、16のNチャネルMOSトランジスタがオ
ンし、内部ノードN31に残存する電荷(CV−n・I
・T)を、(16・I)で放電した時点(時間T′)
で、バッファBUFの出力が反転する(Highレベル
からLowレベルとなる)。時間T′は、(CV−n・
I・T)/(16・I)で与えられる。
【0072】したがって、入力信号IN1がLowレベ
ルになってから、バッファBUFの出力が反転するまで
の時間T(n)は、 で与えられる。
【0073】nの値によって、入力信号IN1とIN2
のタイミング差Tを、16等分した位相の出力信号が得
られる。すなわち、制御信号の設定により、nを可変す
ることで、入力信号IN1とIN2の間のタイミング差
を分解能1/16で分割した任意の位相の出力信号が得
られる。このようなインターポレータを「16刻みのイ
ンターポレータ」ともいう。
【0074】図11に示したインターポレータ30は、
上記したように、入力信号IN1とIN2の立ち下がり
エッジのタイミング差を内分した信号を出力する用途に
適用されるが、入力信号IN1とIN2の立ち上がりエ
ッジのタイミング差を内分した信号を出力するインター
ポレータ30の回路構成は、例えば図12に示すような
ものとなる。
【0075】図12を参照すると、このインターポレー
タ30は、ソースが電源に接続され、ドレインが内部ノ
ードN31に接続され、第1、第2の入力信号IN1、
IN2を入力とする論理和回路OR01の出力信号をゲ
ートに入力するPチャネルMOSトランジスタMP01
と、内部ノードN31に入力端が接続され、出力端から
出力信号を出力するインバータINV03と、内部ノー
ドN31にドレインが共通接続され、制御回路40から
の制御信号Cでオン・オフ制御されるNチャネルMOS
トランジスタ(スイッチ素子)MN21、MN23、M
N25と、NチャネルMOSトランジスタMN21、M
N23、MN25のソースにドレインがそれぞれ接続さ
れ、ソースが定電流源I0にそれぞれ接続され、第1の
入力信号IN1をゲートに入力するNチャネルMOSト
ランジスタMN22、MN24、MN26と、内部ノー
ドN31にドレインが共通接続され、制御回路40から
の制御信号Cでオン・オフ制御されるNチャネルMOS
トランジスタ(スイッチ)MN27、MN29、MN3
1と、NチャネルMOSトランジスタ(スイッチ)MN
27、MN29、MN31のソースにドレインがそれぞ
れ接続され、ソースが定電流源I0にそれぞれ接続さ
れ、第2の入力信号IN2をゲートに入力するNチャネ
ルMOSトランジスタMN28、MN30、MN32
と、を備え、さらに内部ノードと接地間には、Nチャネ
ルMOSトランジスタよりなるスイッチ素子MN11〜
MN15と容量CAP11〜15とが並列接続され、ス
イッチ素子MN11〜MN15の制御端子に接続する周
期制御信号7にて内部ノードに付加する容量が決められ
る。CAP11〜15は、容量値がC、2C、4C、8
C、16Cとされ、スイッチ素子MN11〜15の周期
制御信号7は、逓倍用インターポレータ10の周期検知
回路6の制御信号7が用いられる。
【0076】図12に示した回路においても、例えば、
入力信号IN1を共通にゲート入力とし並列接続される
NチャネルMOSトランジスタMN22、M24、MN
26を16個(NチャネルMOSトランジスタMN2
1、MN23、MN25も16個)設け、入力信号IN
2を共通にゲート入力とし並列接続されるNチャネルM
OSトランジスタがMN28、MN30、MN32(N
チャネルMOSトランジスタがMN27、MN29、M
N31)を16個設け、入力信号IN1で、16並列の
NチャネルMOSトランジスタのうちN個(ただし、N
は0〜16、N=0はオンするものがない場合であり、
Nは制御信号Cで決定される)がオンし、時間T後に、
入力信号IN2によって、(16−N)個の並列のNチ
ャネルMOSトランジスタがオンし、全体で、N+(1
6−N)=16個のNチャネルMOSトランジスタがオ
ンする構成とすることで、上式(3)と同様に原理によ
り、入力信号IN1とIN2の立ち上がりエッジのタイ
ミング差Tの16刻みで、出力信号の立ち上がりの位相
を調整することができる。なお、図12に示した構成に
おいて、応答如何によっては、インバータINV03の
代わりに、正転型バッファ回路(例えばインバータを2
段接続して構成される)を備えた構成としてもよい。
【0077】図1、図11及び図12を参照すると、制
御回路40は、不図示の位相比較回路の比較結果に基づ
き、インターポレータ30の出力の位相が基準クロック
よりも進んでいる場合には、さらに遅延させるため、ス
イッチ素子群MN21、MN23、MN25、及びスイ
ッチ素子群MN27、MN29、MN31のうち、オン
状態のスイッチの個数を減らし(上式(3)のnを減ら
す)、この状態で、インターポレータ30から出力され
る信号を、基準クロックと位相比較回路で位相を比較し
た結果、さらに位相を遅らせる必要がある場合には、位
相比較回路の出力を受けて、制御回路40は、オン状態
のスイッチの個数を減らしていく。そして、制御回路4
0は、インターポレータ30において、これ以上、オン
するスイッチ素子を減らすことができない場合(例えば
図11又は図12において、スイッチ素子MN21、M
N23、MN25のうちMN21のみがオン、及びスイ
ッチ素子MN27、MN29、MN31のうちMN27
のみがオン等、内分比設定の上限に達した場合)におい
て、不図示の位相比較回路から、位相をさらに送られる
旨の信号が入力された場合、制御回路40内のカウンタ
にカウントアップ信号が入力され、これを受けて、デコ
ーダ回路はロータリスイッチ20に切り替え信号Sを出
力する。
【0078】例えば図1において、ロータリスイッチ2
0が多相クロックP0、P1(P1はP0よりも360
度/n位相が遅れている)とを選択してインターポレー
タ30に、第1、第2の入力IN1、IN2として供給
している場合において、インターポレータ30の出力の
位相を遅らせていき、インターポレータ30のタイミン
グ差の内分比設定上限値にまで達した場合、制御回路4
0では、インターポレータ30の第1の入力IN1とし
て、逓倍用インターポレータ10の出力クロックP0か
らP2に切り替え、インターポレータ30では、クロッ
クP2とP1の間の位相差を内分した信号を出力する。
この場合、インターポレータ30の出力の位相が基準ク
ロックの位相よりも遅れている場合には、スイッチ素子
MN21、MN23、MN25、及びスイッチ素子MN
27、MN29、MN31のうちオン状態のスイッチの
個数を増やしていく。
【0079】一方、インターポレータ30の出力の位相
が基準クロックの位相よりもなおも進んでおり、位相を
遅らせる必要がある場合には、制御回路40では、イン
ターポレータ30の第2の入力IN2として、逓倍用イ
ンターポレータ10の出力クロックP1からP3に切り
替え、インターポレータ30では、クロックP2とP3
の間の位相差を内分した信号を出力する。
【0080】なお、制御回路40において、インターポ
レータ30のNチャネルMOSトランジスタよりなるス
イッチ素子MN21、MN23、MN25、及びスイッ
チ素子MN27、MN29、MN31の制御端子に制御
信号Cを供給するデコーダとしては、スイッチ素子MN
21、MN23、MN25、及びスイッチ素子MN2
7、MN29、MN31の個数、及び、位相比較回路か
らの位相比較結果を受けて、これらのスイッチのどのよ
うな順でオン・オフ制御するかによって回路構成が決定
される。簡易な構成例として、シフトレジスタと、及び
シフトレジスタを構成する各段のフリップフロップの出
力とその反転出力を制御信号Cとして供給する構成とし
てもよい。
【0081】 次に、本発明の第2の参考例について説
明する。図2は、本発明の第2の参考例の構成を示す図
である。図2を参照すると、本発明の第2の参考例にお
いては、前記参考例と相違して、スイッチ20′から出
力される二つの信号の位相差を内分した信号を出力する
複数のインターポレータ300〜30nを備え、逓倍多相
クロックQ0〜Qnを出力する構成としたことが相違し
ている。本発明の第2の参考例において、逓倍用インタ
ーポレータ10、及び、インターポレータ300〜30n
の構成は、前記参考例で説明した、逓倍用インターポレ
ータ10、及び、インターポレータ30と同様の構成と
される。
【0082】 図3は、本発明の第2の参考例における
スイッチ20′と、複数のインターポレータ30の構成
の一例を示した図である。図3を参照すると、スイッチ
20′は、多相クロックP0〜Pnのうちの奇位相クロ
ックを入力して各インターポレータ30に選択出力する
セレクタスイッチ20′−1と、多相クロックP0〜P
nのうちの偶位相クロックを入力して各インターポレー
タ30に選択出力するセレクタスイッチ20′−2とを
備えている。
【0083】制御回路40′は、各インターポレータ3
0の出力Q1〜Q8と基準クロックとを比較する位相比
較回路(PD)80での位相比較結果(UP/DOWN
信号)により、それぞれ対応するインターポレータ30
の内分比を設定制御する。なお、図3には、簡単のた
め、出力Q7と基準クロックとの位相を比較する位相比
較回路(PD)80だけが示されている。また図3にお
いて、位相比較回路(PD)80から出力される位相比
較結果を平滑化するための低域通過フィルタは省略され
ている。
【0084】 制御回路40′は、前記参考例で説明し
た制御回路40と同様に、カウンタとデコーダ回路とか
ら構成されており、各インターポレータ30に制御信号
Cを出力するとともに、インターポレータ30の内分比
が上限又は下限に達した場合において、さらに位相を進
めるか遅らせる必要がある場合には、インターポレータ
30に第1、第2の入力として供給される、奇位相クロ
ックをその前後の奇位相クロックに切り替えるか、偶位
相クロックをその前後の偶位相クロックに切り替える制
御を行う。
【0085】 図14は、本発明の一参考例のクロック
制御回路の動作の検証結果を示す図であり、逓倍8相ク
ロック(625MHz)を入力するインターポレータ
(図11等参照)の内部ノードの電圧波形と、出力クロ
ック波形(内部ノード電圧波形と交差するようにして立
ち上がり実線、破線、一点鎖線等で示した8相の信号波
形)を、回路シミュレータ(SPICE2)でシミュレ
ーションした結果を示す図である。図13に示すよう
に、12.5ps分解能での出力を得ることができるこ
とが確認された。
【0086】 上記した本発明の参考例によれば、下記
の各種機能を実現している。
【0087】即時逓倍機能:多相クロック生成にあたり
PLL、DLL等のような帰還ループを具備していない
ため、位相同期した信号の出力までのタイムラグが存在
せず、即時に逓倍クロックを出力することができる。
【0088】ジッタ低減機能:ループジッタフリーとさ
れており、且つ、インターポレータにおいて、ジッタを
平均化し、クロックサイクル間のジッタを低減してい
る。
【0089】即時多相クロック供給機能:複数のインタ
ーポレータから即時に多相クロックが供給される。
【0090】多相クロック位相補正機能:逓倍用インタ
ーポレータにおいて、逓倍及び多相クロックの位相が補
正されており、さらに微調整用インターポレータにおい
て位相の調整が行われる。
【0091】そのほか、PLL回路(VCO)を使用し
ないため、広帯域動作を可能とし、ており、開発、製造
コスト、開発期間の短縮を可能としている。
【0092】さらにインターポレータ30を含む全ての
回路をディジタル回路で構成しており、低電圧動作、低
消費電力化を図ることができる。
【0093】上記機能を実現する本発明に係るクロック
制御回路は、半導体集積回路装置のクロックの位相制御
回路、クロックアンドデータリカバリ回路に用いて好適
とされる。
【0094】次に、本発明に係るクロック制御回路のさ
らに別の実施例について図面を参照して説明する。
【0095】 図15は、本発明の第の実施例をなす
クロック制御回路の構成を示す図である。図15を参照
すると、本発明の第の実施例は、前記参考例の制御回
路40として、シフトレジスタ型カウンタ170、17
1を用い、入力クロックとの間の位相差を0度に微調整
するためのインターポレータ130と、これから任意の
角度分(オフセット分)位相をずらしたクロック信号を
出力する微調整用のインターポレータ131と、を備え
たものである。
【0096】より詳細には、図15を参照すると、入力
クロック1を入力して多相逓倍クロックを生成する多相
逓倍回路110は、例えば前記実施例で説明した逓倍用
インターポレータ10から構成されている。入力クロッ
クを逓倍して16相の多相クロックを発生する多相逓倍
回路110(「16相発生多相逓倍回路」ともいう)
は、前記実施例で説明した逓倍用インターポレータ10
で構成される。すなわち、図5に示した逓倍用インター
ポレータ10の構成において、1/16分周器と、16
相クロック逓倍回路を備えて構成される。多相逓倍回路
110として逓倍用インターポレータ10を用いること
で、前述したように、入力クロックのジッタ成分が平均
化され、多相逓倍クロックのジッタ成分を低減すること
ができる(図13(a)参照)。
【0097】 本発明の第の実施例においては、多相
逓倍回路110から出力される多相クロック(16相の
クロック)を入力し、このうち位相が所定の関係を満た
す四つのクロックの組み合わせを選択して出力する第
1、第2のスイッチ120、121を備え、第1のスイ
ッチ120から出力される2対のクロック(4本の信
号)を入力とする第1のインターポレータ130と、第
2のスイッチ121から出力される2対のクロック(4
本の信号)を入力とする第2のインターポレータ131
と、を備えている。
【0098】第1、第2のスイッチ120、121は、
前述したロータリスイッチから構成されており、多相逓
倍回路110から出力される16相クロックのうち、例
えば位相が0度の第1のクロック(例えば偶位相信号)
と、第1のクロックと位相が隣りの第2のクロック(奇
位相信号)とからなるクロック対と、第1のクロックと
所定の位相差(例えば180度)の第3のクロックと、
第3のクロックと位相が隣の第4のクロックとからなる
クロック対とをそれぞれ選択出力する。
【0099】 図16は、本発明の第の実施例におけ
る第1のスイッチ120と第1のインターポレータ13
0の接続構成を示す図である。なお、第2のスイッチ1
21と第2のインターポレータ131も、図16に示し
た構成と同様とされる。
【0100】図16に示すように、第1、第2のインタ
ーポレータ130、131は、それぞれ、第1のスイッ
チ120を構成するロータリスイッチ120−1、12
0−2から出力される第1の信号IN1と第2の信号I
N2のタイミング差を内分した第1の出力信号O1を出
力する第1の位相調整用のインターポレータ30−1
と、第3の信号IN3と第4の信号IN4のタイミング
差を内分した第2の出力信号O2を出力する第2のイン
ターポレータ30−2と、を備えている。
【0101】第1の位相調整用のインターポレータ30
−1は、入力信号IN1とIN2の立ち上がりエッジの
タイミング差を内分した位相に対応する立ち上がりエッ
ジを有する第1の出力信号O1を出力し、第3の位相調
整用のインターポレータ30−2は、入力信号IN3と
IN4の立ち上がりエッジのタイミング差を内分した位
相に対応する立ち上がりエッジを有する第2の出力信号
O2を出力する。
【0102】第1の出力信号O1と第2の出力信号O2
は、図15に示した多重化回路140に入力されて、第
1の出力信号O1と第2の出力信号O2のエッジで定め
られるパルス信号(例えばデューティ比50%の信号)
に合成され、1本の信号に多重化されて出力される。
【0103】ロータリスイッチ120−1、120−2
は、図3を参照して説明したロータリスイッチ20′−
1、20′−2と基本的に同様の構成とされ、16相の
多相クロックを入力として、奇位相、偶位相の2対のク
ロックを選択して二つの位相調整用のインターポレータ
30−1、30−2に供給している。
【0104】インターポレータ130において、入力ク
ロック1と、インターポレータ130の出力の位相差を
0度に位相調整する場合、ロータリスイッチ120−1
から出力される第1の信号IN1としては、多相逓倍回
路110から出力される16相クロックのうち、0位相
の1番目のクロックが選択され、ロータリスイッチ12
0−2から選択出力される第2の信号IN2は、IN1
の隣の360/16度のクロック(2番目のクロック)
が選択されて、インターポレータ130に供給される。
インターポレータ131も同様とされる。
【0105】クロックのデューティ比を50%とする場
合、ロータリスイッチ120−1から選択出力される第
3の信号IN3は、多相逓倍回路110から出力される
16相クロックのうち180度の位相の信号(16相の
クロックのうち9番目のクロック)が選択され、ロータ
リスイッチ120−2から選択出力される第4の信号I
N4は、信号IN3の隣の位相の信号(例えば10番目
のクロック)が選択されて、インターポレータ130に
供給される。なお、第1と第2の信号IN1、IN2
と、第3と第4の信号IN3、IN4とは、それぞれ互
いに位相が隣り合う信号が選択されるが、第1の信号I
N1、第3の信号IN3は、入力クロック1に対して設
定される位相(例えば0度)、及びデューティ比の値
(例えばデューティ比50%の場合は180度)により
任意に選択される。インターポレータ131も同様とさ
れる。
【0106】第1、第2の位相調整用インターポレータ
30−1、30−2は、図12を参照して説明したイン
ターポレータ30と同様とされている。本実施例では、
インターポレータ30は、制御信号により、二つの入力
信号のタイミング差Tの内分比は16刻みで可変され
る。
【0107】この場合、スイッチ120、121におい
て、隣接する位相(360度の16分の1)のクロック
対を選択し、第1、第2のインターポレータ130、1
31において、クロック対の位相差を16刻みで内分し
ており、360度(入力クロックの一周期)の256
(=16×16)分の1の分解能で、位相調整すること
ができる。
【0108】再び図15を参照すると、第1のインター
ポレータ130の第1、第2の位相調整用のインターポ
レータから出力される第1、第2の信号を多重化して出
力する第1の多重化回路140と、第2のインターポレ
ータ131の第1、第2の位相調整用のインターポレー
タから出力される第1、第2の信号を多重化して出力す
る第2の多重化回路141と、を備ている。
【0109】多重化回路140の出力と、入力クロック
との位相差を検出する位相比較回路150と、位相比較
回路150から出力されるUP信号及びDOWN信号を
平滑化するデジタルフィルタ160と、デジタルフィル
タ160から出力されるUP信号及びDOWN信号に基
づきカウントアップ(アップシフト)及びカウントダウ
ン(ダウンシフト)する第1のカウンタ170と、オフ
セット値がロードされ、フィルタ160から出力される
UP信号及びDOWN信号に基づきカウントアップ(ア
ップシフト)及びカウントダウン(ダウンシフト)する
オフセット有りの第2のカウンタ171と、を備え、第
1のカウンタ170のカウント出力に基づき、第1のス
イッチ120の切替、及び前記第1のインターポレータ
130の位相調整を行い、第2のカウンタ171のカウ
ント出力に基づき、前記第2の位相調整用のインターポ
レータ131の内分比の設定、及び、前記第2のスイッ
チ121のクロック出力の切り替えを行う構成とされ
る。
【0110】多重化回路141からは、オフセット値で
規定される角度分、入力クロック1から位相がずれたク
ロックが出力される。
【0111】16相の多相逓倍回路110の出力の切替
を行うスイッチ120、121と、16刻みのインター
ポレータ130、131とに対して、制御信号を出力す
るカウンタ170、171は、例えば8ビットのシフト
レジスタ型カウンタよりなり、上位4ビットは、スイッ
チ(ロータリスイッチ)120、121の切替制御用に
用いられ、下位4ビットが、16刻みインターポレータ
130、131の内分比の設定のための制御信号に用い
られる。
【0112】 なお、本発明の第の実施例において、
入力クロック1から多相クロックを生成する多相逓倍回
路110としては、上記したように、逓倍用インターポ
レータを用いることが好適とされるが、逓倍用インター
ポレータに限定されるものでない。例えばPLL、DL
Lからの多相クロックをスイッチ120、121に供給
する構成に対しても、インターポレータ130、131
等の構成が適用できることは勿論である。
【0113】図17は、本発明で用いられる位相調整用
のインターポレータを集積化したレイアウトの一例を示
す図であり、0度と180度調整用のインターポレータ
(16刻みインターポレータ)(図16に示した構成)
のレイアウトパターンの一例を示している。
【0114】 次に、本発明の第の実施例について説
明する。図18は、本発明の第の実施例の構成を示す
図である。本発明の第の実施例においては、制御回路
として、バイナリカウンタとデコーダを備えたものであ
り、0度微調用のインターポレータと、任意の角度に設
定自在のインターポレータを備え、任意の角度は、制御
回路における位相調整の度に加算回路による演算で設定
されるとともに、クロックツリーシンセシシス(ツリー
状のクロック伝搬経路に遅延均等化用のバッファを適宜
配置し、クロックスキューを低減するレイアウト設計手
法)等により配置・配線されたクロック伝搬経路(「C
TS」という)の遅延調整のため、CTSと同じ遅延量
のダミー回路を備えている。
【0115】 より詳細には、図18を参照すると、入
力クロック1を逓倍してなる多相クロックを生成して出
力する多相逓倍回路110と、多相逓倍回路110から
出力される多相クロックを入力しこのうち複数のクロッ
クを選択して出力する第1、第2のスイッチ120、1
21と、第1のスイッチ120の出力(第1乃至第4の
信号)を入力とする第1のインターポレータ130と、
第2のスイッチ121の出力(第1乃至第4の信号)を
入力とする第2のインターポレータ131と、を備えて
いる。本発明の第の実施例においても、入力クロック
を逓倍して16相の多相クロックを発生する多相逓倍回
路110(「16相発生多相逓倍回路」ともいう)は、
前記参考例で説明した逓倍用インターポレータよりな
り、図5に示した逓倍用インターポレータ10の構成に
おいて、1/16分周器と、16相クロック逓倍回路を
備えて構成される。
【0116】第1、第2のスイッチ120、121、及
び、第1、第2のインターポレータ130、131は、
図16に示した構成と同様とされており、第1、第2の
位相調整用のインターポレータ30−1、30−2から
出力される第1、第2の信号を多重化する多重化回路1
40と、第2のインターポレータ131の第1、第2の
位相調整用のインターポレータ30−1、30−2から
出力される第1、第2の信号を多重化する多重化回路1
41と、を備えている。
【0117】第2のインターポレータ131の出力側、
すなわち多重化回路141の出力には、クロック供給を
受けるクロック伝搬経路(CTS)201が接続され、
第1のインターポレータ130の出力側に、すなわち多
重化回路140の出力には、クロック伝搬経路201と
等価な遅延時間のダミー回路であるCTSダミー回路2
00が接続されている。
【0118】そして、CTSダミー回路200の出力
と、入力クロック1との位相差を検出する位相比較回路
150と、位相比較回路150から出力されるUP信号
及びDOWN信号を平滑化するデジタルフィルタ160
と、デジタルフィルタ160から出力されるUP信号及
びDOWN信号に基づきカウントアップ及びカウントダ
ウンするカウンタ170と、カウンタ170のカウント
出力をデコードする第1のデコーダ192と、カウンタ
170のカウント出力と入力オフセット値とを加算する
加算回路180と、加算回路180の出力をデコードす
る第2のデコーダ191と、を備えている。
【0119】第1のデコーダ192のデコード出力に基
づき第1のスイッチ120の切り替え、第1のインター
ポレータ130の位相調整(タイミング差の内分比の設
定)を行い、第2のデコーダ191のデコード出力に基
づき、第2のインターポレータ131の位相調整(内分
比の設定)、第2のスイッチ121の切り替えが行われ
る。
【0120】 本発明の第の実施例においては、CT
S201からクロックの供給を受けるラッチ回路等(ア
プリケーション)において、該クロックには、入力クロ
ック1に対して、オフセット分の位相差(角度差)が設
定される。また、オフセット分の角度に、カウンタ17
0のカウント出力(この第1のカウンタ170は、CT
Sダミー200の出力と入力クロック1との位相差を計
数する)を加算した値を、第2のデコーダ191でデコ
ードして、CTS201の出力クロックの位相を調整す
る構成としたため、ノイズ等が挿入されても、CTS2
01の出力クロックには、オフセット分の位相差が確実
に確保される。
【0121】なお、図18において、インターポレータ
130、131の各インターポレータを構成する第1、
第2の位相調整用インターポレータ30−1、30−2
(図16参照)は、16刻みのインターポレータよりな
り、カウンタ170の出力は8ビット、加算回路180
の出力は8ビット、オフセット信号も8ビットとされ、
256刻みで、位相調整が行われる。なお、本発明にお
いて、多相逓倍回路110は16相の多相クロックの発
生に限定されるものでなく、また、インターポレータの
構成が16刻みのインターポレータに限定されるもので
ないことは勿論である。
【0122】カウンタ170と第1のデコーダ192の
デコード出力との関係としては、カウンタ出力が1つカ
ウントアップされる毎に、クロック1周期tCKの所定
分の1(例えば16相の逓倍クロックを生成する多相逓
倍回路110と16刻みインターポレータの構成におい
て、クロック周期tCKの256分の1)ずつ遅くなる
方へシフトするように、制御信号Cをインターポレータ
130へ出力する。
【0123】図18に示した16相の多相逓倍回路11
0と、16刻みインターポレータ130、131の構成
において、カウンタ170は、例えば8ビットバイナリ
カウンタよりなり、上位4ビットは、スイッチ(ロータ
リスイッチ)120、121の切替制御用に用いられ、
下位4ビットが、16刻みインターポレータ130、1
31の内分比の設定に用いられる。
【0124】スイッチ(ロータリスイッチ)120、1
21の切替制御は、16刻みインターポレータ130、
131の制御信号C(図1参照)が全て“1”、又は
“0”のときに切り替えられる。
【0125】第1、第2のデコーダ192、191の下
位ビット出力は、16刻みインターポレータ130、1
31の制御信号として入力され、例えばサーモメータ型
シフトにより、上位ビットの偶奇(上位4ビットの最下
位ビットが“0”であるか“1”であるか)により、シ
フト方向の上り(アップ)と下り(ダウン)が逆となる
ようにしてもよい。
【0126】第1、第2のデコーダ192、191の上
位ビットは、スイッチ(ロータリスイッチ)120、1
21の切替制御信号として、2ビットずつシフトし、多
相クロックのうちの奇信号、偶信号のクロック対を選択
出力する。
【0127】なお、第1、第2のデコーダ192、19
1とスイッチ120、121の制御、16刻みインター
ポレータ130、131の制御信号の間には、リタイミ
ング回路を挿入して、信号切替時等のノイズを抑止する
ようにしてもよい。
【0128】 次に、本発明の第の実施例について説
明する。図19は、本発明の第の実施例の構成を示す
図である。本発明の第の実施例は、クロック伝搬経路
(CTS)の位相を調整するためのインターポレータ、
及び、その制御回路を備えたものである。
【0129】 より詳細には、図19を参照すると、本
発明の第の実施例においては、入力クロックを逓倍し
てなる多相クロックを生成して出力する多相逓倍回路1
10と、多相逓倍回路110から出力される多相クロッ
クを入力しこのうち複数のクロックを選択して出力する
第1乃至第3のスイッチ120〜122と、第1のスイ
ッチ120の出力(第1乃至第4の信号)を入力とする
第1のインターポレータ130と、第2のスイッチ12
1の出力(第1乃至第4の信号)を入力とする第2のイ
ンターポレータ131と、第3のスイッチ122の出力
を入力とする第3のインターポレータ132と、を備え
ている。本発明の第の実施例においても、入力クロッ
クを逓倍して16相の多相クロックを発生する多相逓倍
回路110(「16相発生多相逓倍回路」ともいう)
は、前記参考例で説明した逓倍用インターポレータより
なり、図5に示した逓倍用インターポレータ10の構成
において、1/16分周器と、16相クロック逓倍回路
を備えて構成される。
【0130】第1乃至第3のインターポレータ130〜
132は、図16に示した構成と同様とされており、第
1乃至第3のインターポレータ130〜132におい
て、第1、第2の位相調整用のインターポレータ30−
1、30−2から出力される第1、第2の信号を多重化
する多重化回路140〜142を備えている。
【0131】第3のインターポレータ132の出力に接
続される多重化回路142には、クロック供給を受ける
クロック伝搬経路(クロックツリーシンセシス配線)2
01が接続されている。
【0132】さらに、第1のインターポレータ130に
接続される多重化回路140の出力と、前記入力クロッ
クとの位相差を検出する第1の位相比較回路150と、
第1の位相比較回路150から出力されるUP信号及び
DOWN信号を平滑化する第1のデジタルフィルタ16
0と、第1のデジタルフィルタ160から出力されるU
P信号及びDOWN信号に基づきカウントアップ及びカ
ウントダウンする第1のカウンタ170と、第1のカウ
ンタ170のカウント出力をデコードする第1のデコー
ダ192と、第1のカウンタ170のカウント出力と入
力オフセット値とを加算する加算回路180と、加算回
路180の出力をデコードする第2のデコーダ191
と、を備えている。第1のデコーダ192のデコード出
力に基づき、第1のインターポレータ130の位相調
整、及び、第1のスイッチ120の切り替えが行われ、
第2のデコーダ191のデコード出力に基づき、第2の
インターポレータ1731の位相調整、及び、第2のス
イッチ121の切り替えが行われる。
【0133】 本発明の第の実施例においては、クロ
ック伝搬経路(CTS)201の出力と、第2のインタ
ーポレータ131の出力との位相差を検出する第2の位
相比較回路151と、第2の位相比較回路151から出
力されるUP信号及びDOWN信号を平滑化する第2の
デジタルフィルタ161と、第2のデジタルフィルタ1
61から出力されるUP信号及びDOWN信号に基づき
カウントアップ及びカウントダウンする第2のカウンタ
171と、第2のカウンタ171のカウント出力をデコ
ードする第3のデコーダ193と、を備え、第3のデコ
ーダ193のデコード出力に基づき、第3のインターポ
レータ132の位相調整、及び、第3のスイッチ122
の切り替えが行われる。
【0134】 本発明の第の実施例においては、クロ
ック伝搬経路(CTS)201の出力を、入力クロック
に対してオフセット分の位相を有する信号と、位相比較
することで、所定の位相差(角度)を有するように制御
される。
【0135】 次に、本発明の第の実施例について説
明する。図20は、本発明の第の実施例の構成を示す
図である。本発明の第の実施例は、位相オフセットを
信号の立ち上がりと立ち下がりとの平均によって付加す
る構成とし、入力クロックのデューティに変動がある場
合、例えば入力クロックの立ち上がりエッジと立ち上が
りエッジの中間の位相で、データをラッチすることを可
能としており、データのラッチを確実に行うことを可能
としている。
【0136】図20を参照すると、入力クロック1を逓
倍してなる多相クロックを生成して出力する多相逓倍回
路110と、多相逓倍回路110から出力される多相ク
ロックを入力しこのうち複数のクロックを選択して出力
する第1乃至第4のスイッチ120〜123と、第1乃
至第4のスイッチの出力を入力とする第1乃至第4のイ
ンターポレータ130〜133と、第1乃至第4のイン
ターポレータ130〜133の第1、第2の位相調整用
のインターポレータから出力される第1、第2の信号を
多重化する多重化回路140〜143を備ている。本発
明の第5の実施例においても、入力クロックを逓倍して
16相の多相クロックを発生する多相逓倍回路110
(「16相発生多相逓倍回路」ともいう)は、前記実施
例で説明した逓倍用インターポレータよりなり、図5に
示した逓倍用インターポレータ10の構成において、1
/16分周器と、16相クロック逓倍回路を備えて構成
される。また第1乃至第4のインターポレータ130〜
133は、図16に示したインターポレータの構成と同
様とされる。
【0137】第4のインターポレータ133の出力に接
続される多重化回路143には、クロック供給を受ける
クロック伝搬経路(CTS)201が接続されている。
【0138】第1のインターポレータ130の出力に接
続される多重化回路140の出力と入力クロック1との
立ち上がりエッジの位相差を検出する第1の位相比較回
路150と、第1の位相比較回路150から出力される
UP信号及びDOWN信号を平滑化する第1のデジタル
フィルタ160と、第1のデジタルフィルタ160から
出力されるUP信号及びDOWN信号に基づきカウント
アップ及びカウントダウンする第1のカウンタ170
と、第2のインターポレータ131の出力と入力クロッ
ク1との立ち下がりエッジの位相差を検出する第2の位
相比較回路151と、第2の位相比較回路151から出
力されるUP信号及びDOWN信号を平滑化する第2の
デジタルフィルタ161と、第2のデジタルフィルタ1
61から出力されるUP信号及びDOWN信号に基づき
カウントアップ及びカウントダウンする第2のカウンタ
171と、第1のカウンタ170のカウント出力と第2
のカウンタ171のカウント出力との値を平均化して出
力する平均化回路210と、第1のカウンタ170の出
力をデコードする第1のデコーダ190と、第2のカウ
ンタ171の出力をデコードする第2のデコーダ191
と、平均化回路210の出力をデコードする第3のデコ
ーダ192と、を備えている。
【0139】第1のデコーダ190のデコード出力に基
づき、第1のインターポレータ130の位相調整、及
び、第1のスイッチ120の切り替えが行われ、第2の
デコーダ191のデコード出力に基づき、第2のインタ
ーポレータ131の位相調整、及び、第2のスイッチ1
21の切り替えが行われ、第3のデコーダ192のデコ
ード出力に基づき、第3のインターポレータ132の位
相調整、及び、第3のスイッチ122の切り替えが行わ
れる。
【0140】CTS201の出力と、第3のインターポ
レータの出力に接続される多重化回路142との位相差
を検出する第3の位相比較回路152と、第3の位相比
較回路152から出力されるUP信号及びDOWN信号
を平滑化する第3のデジタルフィルタ162と、第3の
デジタルフィルタ162から出力されるUP信号及びD
OWN信号に基づきカウントアップ及びカウントダウン
する第3のカウンタ172と、第3のカウンタのカウン
ト出力をデコードする第4のデコーダ193と、を備
え、第4のデコーダ193のデコード出力に基づき、第
4のインターポレータ133の位相調整、及び、第4の
スイッチ123の切り替えが行われる。
【0141】 図21は、本発明の第の実施例のタイ
ミング動作の一例を示す図である。入力クロックINの
周期、デューティ等が変動(ばらつき)、該クロックに
同期して送信されるデータの周期等にもばらつきが生じ
た場合であっても、本発明の第の実施例においては、
入力クロックを逓倍した多相クロックに基づき入力クロ
ックの立ち上がりに同期した信号(AR)(パルス幅
a、デューティ50%)と、入力クロックの立ち下がり
に同期した信号(AF)(パルス幅b、デューティ50
%)の、入力クロックとの位相差の平均値に基づき、イ
ンターポレータ1302で位相調整される信号(B)
(パルス幅a+b、デューティ50%)が多重化回路1
42から出力され、この信号(B)とCTS201の出
力との位相差が所定値となる(例えば一致する)ように
設定される。このため、デューティが変動しても、CT
S201の出力クロックCをラッチタイミングクロック
としてデータ(DATA)をラッチするラッチ回路で
は、データ(DATA)の1周期分の丁度中間真ん中で
サンプリングすることができる。
【0142】 次に、本発明の別の参考例について説明
する。図22は、本発明の別の参考例を説明するための
説明図である。図22(a)を参照すると、インターポ
レータにより、デューティの変動の影響を抑制してデー
タを、ラッチ回路(不図示)で確実にラッチするための
構成を例示したものである。
【0143】より詳細には、図22(a)を参照する
と、データ(DATA)の立ち上がりエッジを遅延させ
て信号Aとして出力する第1のインターポレータ211
と、入力クロック(IN)のクロックパルスの前縁(リ
ーディングエッジ、図22では立ち上がりエッジ)と、
該クロックパルスの後縁(トレイリングエッジ、図22
では立ち下がりエッジ)の間のタイミング差を内分する
第2のインターポレータ212と、入力クロック(I
N)の、クロックパルスの後縁(図22では、立ち下が
りエッジ)と、次のクロックパルスの前縁(図22で
は、立ち上がりエッジ)の間のタイミング差を内分する
第3のインターポレータ213と、を備え、第2、第3
のインターポレータ212、213の出力を多重化して
一本の信号Bとして出力する多重化回路214を備えて
いる。
【0144】第2のインターポレータ212は、例えば
図12に示したインターポレータの構成において、入力
信号IN1の立ち上がりエッジと、入力信号IN2の立
ち下がりエッジのタイミング差を内分した位相に対応す
る立ち上がりエッジを有する信号を出力するものであ
り、入力信号IN2を反転した信号を、論理和回路OR
01の入力端、NチャネルMOSトランジスタMN2
8、MN30、MN32のゲートに入力することで構成
される。第3のインターポレータ213は、図11に示
したインターポレータの構成において、入力信号IN1
の立ち下がりエッジと、入力信号IN2の立ち上がりエ
ッジのタイミング差を内分した位相に対応する立ち下が
りエッジを有する信号を出力するものであり、入力信号
IN2を反転した信号を、否定論理積回路NAND01
の入力端、及び、インバータINV02に入力すること
で構成される。
【0145】 図22(b)に示すように、第1のイン
ターポレータ211のデータ出力Aを、多重化回路21
4から出力されるクロックBでサンプリングすること
で、ラッチ回路(不図示)においては、クロックのデュ
ーティの変動の影響を抑制してデータを確実にラッチす
る。すなわち、データAのサイクルの例えば中央(セン
ター)タイミングでクロックBが立ち上がり、及び立ち
下がるため、クロックのデューティが変動した場合で
も、不正なタイミングでデータをラッチするということ
がない。なお、図22(b)に示す例では、クロックB
の立ち上がりエッジと立ち上がりエッジを用いてデータ
Aをサンプリングしているが、クロックBの立ち上がり
エッジだけでサンプリングするシステムにも、同様にし
て、適用できることは勿論である。
【0146】 次に、本発明の別の参考例について説明
する。図23は、本発明の別の参考例を説明するための
レイアウト概略図である。図24は、図23にレイアウ
トを示した回路構成を示す図である。図23及び図24
を参照すると、チップ300内に、外部クロックを入力
とする多相逓倍回路10を備え、内部回路にクロックを
供給する回路が、多相逓倍回路10からの多相クロック
を入力するスイッチ201とインターポレータ301を備
え、さらに、チップに配置・配線されるマクロ(マクロ
ブロック)301、302内にも、多相逓倍回路10か
らの多相(n相)クロックを入力するスイッチ202
203とインターポレータ302、303を備えている。
参考例においては、位相調整用のインターポレータ3
0をマクロ内に分散配置し、各マクロブロック内のクロ
ックの位相を制御するとともに、複数のマクロブロック
間にわたるクロックの位相調整を可能としている。
【0147】
【発明の効果】以上説明したように、上記のように構成
されてなる本発明によれば、下記記載の効果を奏する。
【0148】本発明の第1の効果は、インターポレータ
を用いて逓倍及び多相クロックの生成を行う構成とした
ことにより、従来問題とされていたるループジッタ、中
心周波数変動のないクロックを生成することができる、
ということである。
【0149】また本発明の第2の効果はスイッチの二つ
の出力を受け位相を内分するインターポレータは、周期
の設定だけでなく、制御回路からの制御信号により内分
比を可変に制御できる構成としたことにより、クロック
位相の精細な調整を可能としているということである。
【0150】本発明の第3の効果は、多相クロック生成
にあたりPLL、DLL等のような帰還ループを具備せ
ず、即時に逓倍及び多相クロックを出力することができ
る、ということである。
【0151】本発明の第4の効果は、位相差を内分する
インターポレータによりジッタを平均化しており、クロ
ックサイクル間のジッタを特段に低減することができ
る、ということである。
【0152】本発明の第5の効果は、位相差を内分する
インターポレータによりジッタを平均化しており、クロ
ックサイクル間のジッタを特段に低減することができ
る、ということである。
【0153】本発明の第6の効果は、入力クロックに対
して、任意のオフセット分位相のずれた、クロック信号
を生成する、ことができる、ということである。
【0154】本発明の第7の効果は、クロックツリー等
のクロック伝搬経路から出力されるクロックを、入力ク
ロックに対して所定のオフセット分ずれた位相に設定す
ることができる、ということである。
【0155】本発明の第8の効果は、クロックのデュー
ティが変動した場合にも、データを確実にラッチするこ
とができる、ということである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一参考例の構成を示す図である。
【図2】本発明の他の参考例の構成を示す図である。
【図3】本発明の他の参考例の構成を示す図である。
【図4】本発明の一参考例における逓倍用インターポレ
ータの構成を示す図である。
【図5】本発明の一参考例における逓倍用インターポレ
ータの構成を示す図である。
【図6】本発明の一参考例における4相クロック逓倍回
路の構成を示す図である。
【図7】図6に示した本発明の一参考例における4相ク
ロック逓倍回路のタイミング波形を示す図である。
【図8】図6に示した本発明の一参考例における4相ク
ロック逓倍回路のタイミング差分割回路の構成を示す図
である。
【図9】図8に示したタイミング差分割回路のタイミン
グ波形を示す図である。
【図10】図6に示した本発明の一参考例における4相
クロック逓倍回路のタイミング差分割回路の別の構成例
を示す図である。
【図11】本発明の一参考例における位相調整用インタ
ーポレータの構成の一例を示す図である。
【図12】本発明の一参考例における位相調整用インタ
ーポレータの構成の一例を示す図である。
【図13】本発明の参考例の作用効果を説明するための
図であり、逓倍用インターポレータを用いた場合と従来
技術の構成とのジッタの現れ方を模式的に示す図であ
る。
【図14】本発明の一参考例におけるインターポレータ
の出力タイミング波形のシミュレーション結果の一例を
示す図である。
【図15】本発明の第の実施例の構成を示す図であ
る。
【図16】本発明の第の実施例におけるスイッチとイ
ンターポレータの構成を示す図である。
【図17】本発明の一実施例における16刻みインター
ポレータのレイアウトの一例を示す図である。
【図18】本発明の第の実施例の構成を示す図であ
る。
【図19】本発明の第の実施例の構成を示す図であ
る。
【図20】本発明の第の実施例の構成を示す図であ
る。
【図21】本発明の第の実施例のタイミング動作を示
す図である。
【図22】本発明の別の参考例を説明するための図であ
る。
【図23】本発明の別の参考例を説明するための図であ
る。
【図24】本発明の別の参考例の構成を示す図である。
【図25】従来のクロック制御回路の構成の一例を示す
図である。
【図26】従来のクロック制御回路の構成の他の例を示
す図である。
【図27】従来のクロック制御回路の構成のさらに別の
例を示す図である。
【符号の説明】
1 クロック 2 分周器 3 多相クロック 4a タイミング差分割回路 4b 多重化回路 4c パルス幅補正回路 5 多相クロック逓倍回路 7 制御信号 10 逓倍用インターポレータ 14 NOR回路 15、16 インバータ 17、18 NAND回路 20、20′、20A、20B スイッチ 30 インターポレータ 40、40′、40A、40B 制御回路 50 PLL(位相同期ループ) 60 DLL(ディレイロックループ) 70 VCO(電圧制御発振器) 80 位相比較回路(PD) 110 多相逓倍回路 120、121、122、123 スイッチ 130、131、132、133 インターポレータ 140、141、142、143 多重化回路 150、151 位相比較回路 160、161 デジタルフィルタ 170、171 カウンタ 180 加算回路 190、191、192、193 デコーダ 200 CTSダミー回路 201 CTS(クロックツリーシンセシス:クロック
伝搬経路) 210 平均化回路 211〜213 インターポレータ 300 チップ 301、302 マクロ(マクロブロック)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−261408(JP,A) 特開 平11−4145(JP,A) 特開2001−56723(JP,A) 特開 平11−4146(JP,A) M.Horowitz et a l.,PLL Design for a 500MB/s Interface, Dig Tech Pap IEEE Int Solid State Ci rcuits Conf,米国,IEE E,1993年,VOL.36 ,p.160− 161 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/06

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】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、二つの
    信号間の位相差を内分した信号を出力する回路を複数含
    み、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多相クロック
    を生成する多相クロック逓倍回路とを備えた多相クロッ
    ク生成回路と、 前記多相クロック生成回路から出力される多相クロック
    を入力としクロック対を選択して出力する第1、第2の
    スイッチと、 前記第1のスイッチから出力されるクロック対を入力と
    し該クロック対間の位相差を内分して位相調整したクロ
    ック信号を出力する第1のインターポレータと、 前記第2のスイッチから出力されるクロック対を入力と
    し該クロック対間の位相差を内分して位相調整したクロ
    ック信号を出力する第2のインターポレータと、 前記第1のインターポレータの出力と前記入力クロック
    と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比較結果信号を平
    滑化するフィルタと、 前記フィルタから出力される位相比較結果信号に基づき
    カウントアップ及びカウントダウンを行う第1のカウン
    タと、 オフセット値が設定され、前記フィルタから出力される
    位相比較結果信号に基づき、カウントアップ及びカウン
    トダウンを行う第2のカウンタと、 を備え、 前記第1のカウンタの出力に基づき、前記第1のインタ
    ーポレータの内分比の設定、及び、前記第1のスイッチ
    におけるクロック出力の切り替えを行い、 前記第2のカウンタの出力に基づき、前記第2のインタ
    ーポレータの内分比の設定、及び、前記第2のスイッチ
    におけるクロック出力の切り替えを行う、ことを特徴と
    するクロック制御回路。
  2. 【請求項2】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、二つの
    信号間の位相差を内分した信号を出力する回路を複数含
    み、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多相クロック
    を生成する多相クロック逓倍回路とを備えた多相クロッ
    ク生成回路と、 前記多相クロック生成回路から出力される多相クロック
    を入力としクロック対を選択して出力する第1、第2の
    スイッチと、 前記第1のスイッチから出力されるクロック対を入力と
    し該クロック対間の位相差を内分して位相調整したクロ
    ック信号を出力する第1のインターポレータと、 前記第2のスイッチから出力されるクロック対を入力と
    し該クロック対間の位相差を内分して位相調整したクロ
    ック信号を出力する第2のインターポレータと、を備
    え、 前記第2のインターポレータの出力には、クロック供給
    を受けるクロック伝搬経路が接続され、 前記第1のインターポレータの出力には、前記クロック
    伝搬経路と等価な遅延時間のダミー回路が接続されてお
    り、 前記ダミー回路の出力と前記入力クロックとの位相差を
    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比較結果信号を平
    滑化するフィルタと、 前記フィルタから出力される位相比較結果信号に基づき
    カウントアップ及びカウントダウンする第1のカウンタ
    と、 前記第1のカウンタのカウント出力をデコードする第1
    のデコーダと、 前記第1のカウンタのカウント出力と入力オフセット値
    とを加算する加算回路と、 前記加算回路の出力をデコードする第2のデコーダと、 を備え、 前記第1のデコーダの出力に基づき、前記第1のインタ
    ーポレータの内分比の設定、及び、前記第1のスイッチ
    におけるクロック出力の切り替えを行い、 前記第2のデコーダの出力に基づき、前記第2のインタ
    ーポレータの内分比の設定、及び、前記第2のスイッチ
    におけるクロック出力の切り替えを行う、ことを特徴と
    するクロック制御回路。
  3. 【請求項3】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、二つの
    信号間の位相差を内分した信号を出力する回路を複数含
    み、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多相クロック
    を生成する多相クロック逓倍回路とを備えた多相クロッ
    ク生成回路と、 前記多相クロック生成回路から出力される多相クロック
    を入力としクロック対を選択して出力する第1乃至第3
    のスイッチと、 前記第1乃至第3のスイッチからそれぞれ出力されるク
    ロック対を入力とし該クロック対間の位相差を内分して
    位相調整したクロック信号を出力する第1乃至第3のイ
    ンターポレータと、 を備え、 前記第3のインターポレータの出力には、クロック供給
    を受けるクロック伝搬経路が接続され、 前記第1のインターポレータの出力と、前記入力クロッ
    クとの位相差を検出する第1の位相比較回路と、 前記位相比較回路から出力される位相比較結果信号を平
    滑化する第1のフィルタと、 前記第1のフィルタから出力される位相比較結果信号に
    基づきカウントアップ及びカウントダウンする第1のカ
    ウンタと、 前記第1のカウンタのカウント出力をデコードする第1
    のデコーダと、 前記第1のカウンタのカウント出力と入力オフセット値
    とを加算する加算回路と、 前記加算回路の出力をデコードする第2のデコーダと、 を備え、 前記第1のデコーダのデコード出力に基づき、前記第1
    のインターポレータの内分比の設定、及び、前記第1の
    スイッチのクロック出力の切り替えを行い、 前記第2のデコーダのデコード出力に基づき、前記第2
    のインターポレータの内分比の設定、及び、前記第2の
    スイッチのクロック出力の切り替えを行い、 前記クロック伝搬経路の出力と、前記第2のインターポ
    レータの出力との位相差を検出する第2の位相比較回路
    と、 前記第2の位相比較回路から出力される位相比較結果信
    号を平滑化する第2のフィルタと、 前記第2のフィルタから出力される位相比較結果信号に
    基づきカウントアップ及びカウントダウンする第2のカ
    ウンタと、 前記第2のカウンタのカウント出力をデコードする第3
    のデコーダと、 を備え、 前記第3のデコーダのデコード出力に基づき、前記第3
    のインターポレータの内分比の設定、及び、前記第3の
    スイッチのクロック出力の切り替えを行う、ことを特徴
    とするクロック制御回路。
  4. 【請求項4】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、二つの
    信号間の位相差を内分した信号を出力する回路を複数含
    み、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多相クロック
    を生成する多相クロック逓倍回路とを備えた多相クロッ
    ク生成回路と、 前記多相クロック生成回路から出力される多相クロック
    を入力としクロック対を選択して出力する第1乃至第4
    のスイッチと、 前記第1乃至第4のスイッチからそれぞれ出力されるク
    ロック対を入力とし該クロック対間の位相差を内分して
    位相調整したクロック信号を出力する第1乃至第4のイ
    ンターポレータと、 を備え、 前記第4のインターポレータの出力には、クロック供給
    を受けるクロック伝搬経路が接続され、 前記第1のインターポレータの出力と前記入力クロック
    との立ち上がりエッジの位相差を検出する第1の位相比
    較回路と、 前記第1の位相比較回路から出力される位相比較結果信
    号を平滑化する第1のフィルタと、 前記第1のフィルタから出力される位相比較結果信号に
    基づきカウントアップ及びカウントダウンする第1のカ
    ウンタと、 前記第2のインターポレータの出力と前記入力クロック
    を反転回路で反転した信号の立ち下がりエッジの位相差
    を検出する第2の位相比較回路と、 前記第2の位相比較回路から出力される位相比較結果信
    号を平滑化する第2のフィルタと、 前記第2のフィルタから出力される位相比較結果信号に
    基づきカウントアップ及びカウントダウンする第2のカ
    ウンタと、 前記第1のカウンタのカウント出力と前記第2のカウン
    タのカウント出力とを平均化する平均化回路と、 前記第1のカウンタの出力をデコードする第2のデコー
    ダと、 前記第2のカウンタの出力をデコードする第2のデコー
    ダと、 前記平均化回路の出力をデコードする第3のデコーダ
    と、 を備え、 前記第1乃至第3のデコーダのデコード出力に基づき、
    それぞれ、前記第1乃至第3のインターポレータの内分
    比の設定、及び、前記第1乃至第3のスイッチのクロッ
    ク出力の切り替えを行い、 前記クロック伝搬経路の出力と、前記第3のインターポ
    レータの出力との位相差を検出する第3の位相比較回路
    と、 前記第3の位相比較回路から出力される位相比較結果信
    号を平滑化する第3のフィルタと、 前記第3のフィルタから出力される位相比較結果信号に
    基づきカウントアップ及びカウントダウンする第3のカ
    ウンタと、 前記第3のカウンタのカウント出力をデコードする第4
    のデコーダと、を備え、 前記第4のデコーダのデコード出力に基づき、前記第4
    のインターポレータの内分比の設定、及び、前記第4の
    スイッチのクロック出力の切り替えを行う、ことを特徴
    とするクロック制御回路。
  5. 【請求項5】前記第1及び第2のスイッチが、それぞ
    れ、前記多相クロック生成回路から出力される多相クロ
    ックのうち、第1の信号と、前記第1の信号と位相が隣
    りの第2の信号とからなる第1のクロック対と、 前記第1の信号と所定の位相差の第3の信号と、前記第
    3の信号と位相が隣りの第4の信号とからなる第2のク
    ロック対と、を選択出力し、 前記第1、第2のインターポレータが、それぞれ、前記
    第1のクロック対のタイミング差を内分した第1の出力
    信号を出力する第1の位相調整用インターポレータと、 前記第2のクロック対のタイミング差を内分した第2の
    出力信号を出力する第2の位相調整用インターポレータ
    と、 を備え、 前記第1のインターポレータの前記第1、第2の位相調
    整用インターポレータからそれぞれ出力される第1、第
    2の出力信号を多重化して出力する第1の多重化回路
    と、 前記第2のインターポレータの前記第1、第2の位相調
    整用インターポレータからそれぞれ出力される第1、第
    2の出力信号を多重化して出力する第2の多重化回路
    と、 を備えた、ことを特徴とする、請求項1又は2記載のク
    ロック制御回路。
  6. 【請求項6】前記第1乃至第3のスイッチが、それぞ
    れ、前記多相クロック生成回路から出力される多相クロ
    ックのうち、第1の信号と、前記第1の信号と位相が隣
    りの第2の信号とからなる第1のクロック対と、 前記第1の信号と所定の位相差の第3の信号と、前記第
    3の信号と位相が隣りの第4の信号とからなる第2のク
    ロック対と、を選択出力し、 前記第1、第2のインターポレータが、それぞれ、前記
    第1のクロック対のタイミング差を内分した第1の出力
    信号を出力する第1の位相調整用インターポレータと、 前記第2のクロック対のタイミング差を内分した第2の
    出力信号を出力する第2の位相調整用インターポレータ
    と、 を備え、 前記第1乃至第3のインターポレータの各々に対して、
    前記第1、第2の位相調整用インターポレータからそれ
    ぞれ出力される第1、第2の出力信号を多重化して出力
    する第1乃至第3の多重化回路を備えたことを特徴とす
    る、請求項3記載のクロック制御回路。
  7. 【請求項7】前記第1乃至第4のスイッチが、それぞ
    れ、前記多相クロック生成回路から出力される多相クロ
    ックのうち、第1の信号と、前記第1の信号と位相が隣
    りの第2の信号とからなる第1のクロック対と、 前記第1の信号と所定の位相差の第3の信号と、前記第
    3の信号と位相が隣りの第4の信号とからなる第2のク
    ロック対と、を選択出力し、 前記第1、第2のインターポレータが、それぞれ、前記
    第1のクロック対のタイミング差を内分した第1の出力
    信号を出力する第1の位相調整用インターポレータと、 前記第2のクロック対のタイミング差を内分した第2の
    出力信号を出力する第2の位相調整用インターポレータ
    と、 を備え、 前記第1乃至第4のインターポレータの各々に対して、
    前記第1、第2の位相調整用インターポレータからそれ
    ぞれ出力される第1、第2の出力信号を多重化して出力
    する第1乃至第4の多重化回路を備えたことを特徴とす
    る、請求項4記載のクロック制御回路。
  8. 【請求項8】前記多相クロック生成回路が、前記入力ク
    ロックから生成される多相クロックのうちの二つの信号
    の位相差を内分した信号を出力するタイミング差分割回
    路を複数備えてなる多相逓倍回路で構成される逓倍用イ
    ンターポレータよりなる、ことを特徴とする、請求項1
    乃至4のいずれか一に記載のクロック制御回路。
  9. 【請求項9】前記多相クロック生成回路が、 前記入力クロックの周期を検知する周期検知回路を備
    え、 前記多相クロック逓倍回路が、二つの入力のタイミング
    差を分割した信号を出力する複数のタイミング差分割回
    路と、二つのタイミング差分割回路の出力を多重する複
    数の多重化回路とを備え、 前記複数のタイミング差分割回路は、同一位相のクロッ
    クを入力とするタイミング差分割回路と、相隣る位相の
    二つのクロックを入力とするタイミング差分割回路を備
    えた多相逓倍回路で構成される逓倍用インターポレータ
    よりなる、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
    一に記載のクロック制御回路。
  10. 【請求項10】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、 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I番目の同一クロック
    を入力とし、 2I番目(ただし、1≦I≦n)のタイミング差分割回
    路は、I番目のクロックと、(I+1 mod n)番
    目(ただし、modは剰余演算を表し、I+1 mod
    Nは、 I+1をnで割った余り)のクロックを入力とし、 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 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とを入力とする2n個のパルス幅
    補正回路と、 K番目(ただし、1≦K≦n)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
    とするn個の多重化回路と、 を備えた、ことを特徴とする請求項9記載のクロック制
    御回路。
  11. 【請求項11】前記タイミング差分割回路が、第1、第
    2の入力信号を入力とする否定論理和回路と、 前記否定論理和回路の出力である内部ノード電位を入力
    するインバータと、を備え、 前記内部ノードと接地間に、直列接続されたスイッチ素
    子と容量とが、複数本互いに並列接続されており、 前記スイッチの制御端子に接続する周期制御信号にて前
    記内部ノードに付加する容量を決められる構成とされて
    いる、ことを特徴とする請求項9又は10記載のクロッ
    ク制御回路。
  12. 【請求項12】前記タイミング差分割回路が、第1、第
    2の入力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の電源との間に直列接続される、
    第1の定電流源、及び、前記第1の入力信号によりオン
    ・オフ制御される第2のスイッチ素子と、 前記内部ノードと前記第2の電源との間に直列接続され
    る、第2の定電流源、及び、前記第2の入力信号により
    オン・オフ制御される第3のスイッチ素子と、 を備え、 さらに前記内部ノードと前記第2の電源間には、第4の
    スイッチ素子と容量とからなる直列回路が、複数個、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にて前記内部ノードに付加す
    る容量が決められる、ことを特徴とする請求項10又は
    11記載のクロック制御回路。
  13. 【請求項13】前記位相調整用インターポレータが、第
    1、第2の入力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、 前記内部ノードが入力端に接続され、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、 を備え、 前記内部ノードと第2の電源間には、第1の定電流源
    と、前記第1の入力信号でオン・オフ制御される第2の
    スイッチ素子と、前記制御回路からの制御信号でオン・
    オフ制御される第3のスイッチ素子とからなる直列回路
    が、複数個、並列に接続され、 前記内部ノードと前記第2の電源間には、第2の定電流
    源と、前記第2の入力信号でオン・オフ制御される第4
    のスイッチ素子と、前記制御回路からの制御信号でオン
    ・オフ制御される第5のスイッチ素子とからなる直列回
    路が、複数個、並列に接続され、 さらに前記内部ノードと前記第2の電源間には、第6の
    スイッチ素子と容量とからなる直列回路が、複数個、互
    いに並列接続され、前記第6のスイッチ素子の制御端子
    に接続される周期制御信号にて前記第6のスイッチ素子
    のオン・オフが制御され、前記内部ノードに付加する容
    量が決められる、ことを特徴とする請求項1乃至4のい
    ずれか一に記載のクロック制御回路。
  14. 【請求項14】請求項1乃至4のいずれか一に記載のク
    ロック制御回路を備えたことを特徴とする半導体集積回
    路装置。
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