JP3560319B2 - Phase adjustment circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変遅延回路およびその可変遅延回路を用いた位相調整回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
高速のデータ伝送を実現するために、データの入出力は、クロック信号に同期させて行われる。特に、クロック信号の周波数が100MHzを越える場合には、PLL(Phase Locked Loop)やDLL(Delay Locked Loop)を用いて、半導体集積回路の外部から供給される外部クロック信号と半導体集積回路の内部において使用される内部クロック信号との同期をとることが必要になる。
【0003】
デジタル遅延回路を用いたデジタル方式のPLL、DLLは、アナログ方式のPLL、DLLに比較して、設計が容易であるという利点を有している一方で、位相の分解能をデジタル遅延回路の1ゲートの遅延量より小さくすることはできないという欠点を有していた。
【0004】
このような欠点を解決するための1つの方法として、特開平10−276074号公報は、デジタル遅延回路の1ゲートの遅延量より小さい分解時間を実現する方法を示している。この方法によれば、遅延量tdを有する遅延ゲートと遅延量td+αの遅延ゲートとを組み合わせることによって分解時間αが実現される。例えば、N1+N2=10という条件下で、遅延量tdをそれぞれ有するN1個の遅延ゲートと遅延量1.1tdをそれぞれ有するN2個の遅延ゲートとを直列に接続することにより、遅延時間が10tdから11tdまでの範囲であり、かつ、分解時間が0.1tdである遅延を実現することが可能になる。例えば、N1=7、N2=3の場合には、10.3tdの遅延時間を実現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に記載の方法によれば、設定可能な遅延時間のレンジの拡大に伴って、設定可能な遅延時間のレンジの下限値が大きくなってしまうという問題点があった。
【0006】
例えば、分解時間が0.1tdであり、かつ、設定可能な遅延時間のレンジが2tdである遅延を実現するためには、N1+N2=20という条件下で、遅延量tdをそれぞれ有するN1個の遅延ゲートと遅延量1.1tdをそれぞれ有するN2個の遅延ゲートとを直列に接続する必要がある。この場合、設定可能な遅延時間のレンジの下限値は20tdとなってしまう。
【0007】
また、上記公報に記載の方法によれば、分解時間が高精度になるに伴って、設定可能な遅延時間のレンジの下限値が大きくなってしまうという問題点もあった。
【0008】
例えば、分解時間が0.05tdである遅延を実現するためには、N1+N2=20という条件下で、遅延量tdをそれぞれ有するN1個の遅延ゲートと遅延量1.05tdをそれぞれ有するN2個の遅延ゲートとを直列に接続する必要がある。この場合も、設定可能な遅延時間のレンジの下限値は20tdとなってしまう。
【0009】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、設定可能な遅延時間のレンジや分解時間の精度にかかわらず、設定可能な遅延時間の下限値が変動しない可変遅延回路を提供することを目的とする。また、本発明は、その可変遅延回路を用いた位相調整回路を提供することを他の目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の位相調整回路は、入力信号を遅延させる第1の可変遅延回路と、前記第1の可変遅延回路よりも高い精度で遅延時間を制御可能な第2の可変遅延回路と、前記第1の可変遅延回路の遅延時間と前記第2の可変遅延回路の遅延時間とを可変に制御する制御回路とを備え、前記第1の可変遅延回路の出力を前記第2の可変遅延回路によって遅延させることにより、前記入力信号に対して所定の位相関係を有する出力信号を出力する位相調整回路であって、前記第2の可変遅延回路は、前記第1の可変遅延回路の出力を遅延させる複数の遅延回路と、選択信号に応じて前記複数の遅延回路の出力のうち1つを選択し、選択された出力を前記出力信号として出力する選択回路とを備え、前記複数の遅延回路は、前記第1の可変遅延回路の出力を第1の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延回路と、前記第1の可変遅延回路の出力を前記第1の遅延時間より長い第2の遅延時間だけ遅延させる第2の遅延回路とを含み、前記第1の遅延時間と前記第2の遅延時間との差は、前記第1の遅延回路において設定可能な最小遅延時間より短い。これにより、上記目的が達成される。
【0012】
前記第1の可変遅延回路の分解時間より、前記第2の可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジの方が広いことが好ましい。
【0013】
目標遅延時間が前記第2の可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジを越えた場合には、前記制御回路は、前記第1の可変遅延回路の遅延時間を再設定し、前記第2の可変遅延回路の遅延時間を前記第2の可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジの実質的に中央に再設定することが好ましい。
【0014】
以下、作用を説明する。
【0015】
可変遅延回路によれば、入力信号を遅延させる複数の遅延回路の出力のうちの1つが選択回路によって選択され、選択された出力が出力信号として出力される。前記複数の遅延回路には、入力信号を第1の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延回路と、入力信号を第1の遅延時間より長い第2の遅延時間だけ遅延させる第2の遅延回路とが含まれている。第1の遅延時間と第2の遅延時間との差は、第1の遅延回路において設定可能な最小遅延時間より短い。これにより、可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジを所定の範囲に限定することなく、いくらでも広くとることが可能になる。また、可変遅延回路において設定可能な遅延時間の下限値は、可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジにかかわらず固定された値となる。
【0016】
請求項1に係る発明によれば、上述した可変遅延回路を第2の可変遅延回路として用いた位相調整回路が提供される。これにより、入力信号に対して所定の位相関係を有する出力信号を出力することができる。
【0017】
請求項2に係る発明によれば、第1の可変遅延回路の分解時間より、第2の可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジの方が広い。これにより、第1の可変遅延回路の遅延時間を再設定することなく、第2の可変遅延回路の遅延時間を調整することにより入力信号の位相を調整することが可能な機会が増大する。これにより、第1の可変遅延回路の遅延時間を再設定する回数を低減することができる。
【0018】
請求項3に係る発明によれば、第2の可変遅延回路がリセットされる場合には、第2の可変遅延回路の遅延時間が第2の可変遅延回路において設定可能な遅延時間のレンジの実質的に中央に再設定される。これにより、入力信号と出力信号との位相関係を高速に調整することが可能になる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0020】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1の可変遅延回路101の構成を示す。
【0021】
可変遅延回路101は、入力信号Finを遅延させるn個の遅延回路102−1〜102−nと、選択信号SELに応じて遅延回路102−1〜102−nの出力のうち1つを選択し、選択した出力を出力信号Foutとして出力する選択回路103とを含んでいる。ここで、nは2以上の任意の整数である。
【0022】
遅延回路102−1〜102−nのそれぞれは、固定された遅延量を有している。このような固定された遅延量は、例えば、1以上の遅延ゲートを直列に接続することによって得られる。遅延ゲートは、例えば、インバータであり得る。
【0023】
例えば、遅延回路102−1〜102−nのそれぞれが直列に接続された1以上のMOSトランジスタゲート(例えば、インバータ)を含む場合には、遅延回路102−1〜102−nのそれぞれに設定可能な遅延時間の最小値が存在する。このような遅延時間の最小値は、MOSトランジスタのプロセスに依存して決定される。
【0024】
例えば、遅延回路102−1に設定可能な遅延時間の最小値(すなわち、最小遅延時間)がtdであると仮定する。この場合、遅延回路102−2にtdより小さい遅延時間を設定することは不可能であるが、tdより大きな遅延時間(例えば、1.1td)を設定することは可能である。例えば、遅延回路102−2に含まれるMOSトランジスタのサイズや負荷条件を調整することによって遅延回路102−2にtdより大きな遅延時間を設定することができる。
【0025】
例えば、遅延回路102−kの遅延時間が{1+(k−1)×0.1}・tdに設定され得る。ここで、k=1,2,...,nである。この場合、遅延回路102−(k+1)の遅延時間と遅延回路102−kの遅延時間との差は、0.1tdであり、最小遅延時間tdよりも短い。このように遅延時間が設定された遅延回路102−1〜102−nの出力の1つを選択し、選択された出力を出力信号Foutとして出力することにより、入力信号Finに対する出力信号Foutの遅延時間を可変に調整することが可能になる。すなわち、可変遅延回路101において、遅延時間をtd+tsから0.1tdステップでデジタルに設定することが可能になる。ここで、tsは選択回路103において発生する遅延時間を示す。
【0026】
なお、可変遅延回路101の使用目的が、遅延の分解時間の高精度化をはかる場合のように、遅延量の分解時間をtd以下に設定することである場合には、遅延回路102−(k+1)の遅延時間と遅延回路102−kの遅延時間との差は厳密に0.1tdである必要はなく、tdより小さくしさえすればよい。また、設定可能な遅延時間のステップは必ずしも均等である必要はなく、遅延時間のステップに0.1tdを越えるステップが含まれていてもよい。
【0027】
図2は、図1に示される可変遅延回路101を用いた位相調整回路100の構成を示す。図2に示される位相調整回路100においては、図1に示される可変遅延回路101は遅延微調整回路として使用される。
【0028】
位相調整回路100は、入力クロック信号eCLKを遅延させる遅延粗調整回路111と、遅延粗調整回路111よりも高い精度で遅延時間を制御可能な遅延微調整回路101とを含み、遅延粗調整回路111から出力されるクロック信号fCLKを遅延微調整回路101によって遅延させることにより、入力クロック信号eCLKに対して所定の位相関係を有する出力クロック信号iCLKを出力する。
【0029】
遅延微調整回路101は、遅延回路102−1〜102−nと、選択信号SELに応じて遅延回路102−1〜102−nの出力のうちの1つを選択する選択回路103とを含む。選択信号SELは、位相比較器104からの出力信号に応じて制御回路105によって生成される。位相比較器104からの出力信号は、入力クロック信号eCLKの位相と出力クロック信号iCLKの位相とを比較することによって得られる。
【0030】
遅延粗調整回路111は、遅延回路112と、遅延回路112を制御する遅延制御回路113とを含む。遅延制御回路113は、モニター回路300からの出力信号に応じて制御回路115によって制御される。モニター回路300は、遅延微調整回路101の状態をモニターするために使用される。モニター回路300からの出力信号は、位相比較器104からの出力信号と位相比較器114からの出力信号とに基づいて生成される。位相比較器114からの出力信号は、入力クロック信号eCLKの位相とクロック信号dCLKの位相とを比較することによって得られる。クロック信号dCLKは、クロック信号eCLKを遅延粗調整回路111、ダミー遅延回路200およびダミードライバ回路116を用いて遅延させることによって得られる。
【0031】
遅延粗調整回路111の出力には、ダミー遅延回路200を介してダミードライバ回路116が接続されている。ダミードライバ回路116の遅延量は、出力クロック信号iCLKを駆動するドライバ回路106の遅延量に実質的に等しくなるように予め設定される。
【0032】
遅延粗調整回路111における設定可能な遅延時間のステップをtd、遅延微調整回路101において設定可能な遅延時間のレンジをtdから1.9tdと仮定する。この場合、遅延粗調整回路111の遅延時間を(N−1)tdに設定し、遅延微調整回路101の遅延時間を1.9tdに設定することにより、位相調整回路100の遅延時間を(N+0.9)tdに設定することが可能になる。このようにして、位相調整回路100の遅延時間を(N+0.9)tdに設定した状態を状態Aとする。
【0033】
また、遅延粗調整回路111の遅延時間をNtdに設定し、遅延微調整回路101の遅延時間をtdに設定することにより、位相調整回路100の遅延時間を(N+1)tdに設定することが可能になる。このようにして、位相調整回路100の遅延時間を(N+1)tdに設定した状態を状態Bとする。
【0034】
プロセスのばらつき等の原因により、遅延粗調整回路111の遅延特性と遅延微調整回路101の遅延特性とが異なる場合には、状態Aにおいて設定される遅延時間(N+0.9)tdと状態Bにおいて設定される遅延時間(N+1)tdとの差が0.1tdより大きくなる場合も想定される。この場合、位相調整回路100の状態が状態Aにも状態Bにもロックしないため、状態Aと状態Bとの間で発振する発振状態が生じ得る。そうすると、遅延微調整回路101ではその構成により、最大値または最小値から順に遅延設定を始めるため、位相の変動が激しくなる。
【0035】
このように、遅延粗調整回路111と遅延微調整回路101とを単純に接続しただけでは、遅延量の微調整を実現することができない。位相調整回路100では、位相比較器104と位相比較器114とが互いに独立に位相比較を行うことにより、遅延粗調整回路111の遅延時間と遅延微調整回路101の遅延時間とが互いに独立に設定される。遅延微調整回路111がオーバーフローした場合にのみ遅延粗調整回路111の遅延時間が再設定される。これにより、上述した発振動作が防止される。
【0036】
以下、位相調整回路100の動作を説明する。
【0037】
まず、入力信号eCLKの位相と、遅延粗調整回路111、ダミー遅延回路200およびダミードライバ回路116を通過したクロック信号dCLKの位相とが一致するように、遅延回路112の段数が遅延制御回路113によって制御される。
【0038】
ここで、図3に示されるように、クロック信号dCLKの位相が入力クロック信号eCLKの位相より0.3ns遅れている場合を考える。なお、遅延粗調整回路111の分解時間は1ns、ダミー遅延回路200の遅延時間は2ns、遅延微調整回路101において設定可能な遅延時間のレンジは1.0nsから3.0nsまでであると仮定する。
【0039】
クロック信号dCLKは出力クロック信号iCLKに対して独立した信号である。従って、遅延微調整回路101において選択される遅延回路が変化した場合でも、そのような変化は遅延粗調整回路111において入力クロック信号eCLKとクロック信号dCLKとの位相関係には影響を与えない。クロック信号dCLKの位相は、入力クロック信号eCLKの位相より0.3nsだけ遅れたままである。
【0040】
遅延粗調整回路111の出力がクロック信号fCLKとして遅延微調整回路101に供給される。遅延微調整回路101の出力は、ドライバ回路106を介して出力クロック信号iCLKとして出力される。
【0041】
図3に示されるように、クロック信号fCLKの位相は、クロック信号dCLKの位相より2ns進んでいる。これは、ダミー遅延回路200の遅延時間が2nsに設定されているからである。
【0042】
出力クロック信号iCLKの位相と入力クロック信号eCLKの位相とを一致させるためには、図3に示されるように、クロック信号fCLKを1.7nsだけ遅らせればよいことがわかる。
【0043】
遅延微調整回路101は、1.0nsから3.0nsまで0.1nsきざみで設定可能な遅延時間のレンジを有している。従って、遅延微調整回路101の遅延時間を1.7nsに設定することにより、出力クロック信号iCLKの位相と入力クロック信号eCLKの位相とを一致させることが可能になる。
【0044】
上述したように、モニター回路300によって遅延微調整回路101の状態がモニターされる。遅延粗調整回路111の分解時間より、遅延微調整回路101に設定可能な遅延時間のレンジの方が広い場合には、遅延粗調整回路111の遅延時間を再設定することなく、遅延微調整回路101の遅延時間を調整することにより位相調整を行うことができる機会が増大する。これは、入力クロック信号eCLKとクロック信号dCLKとの位相差を検知した場合でも、その位相差を遅延微調整回路101によって調整することができる場合があるからである。このように、遅延粗調整回路111の遅延時間を再設定することなく、遅延微調整回路101の遅延時間を調整することにより、位相が大きく変動する発振動作が起こることを防止することができる。また、遅延粗調整回路111の遅延時間を再設定する回数を低減することができる。
【0045】
図4(a)は、遅延粗調整回路111の分解時間より、遅延微調整回路101に設定可能な遅延時間のレンジの方が広い場合における遅延粗調整回路111の状態および遅延微調整回路101の状態を示す。
【0046】
遅延粗調整回路111の分解時間をtdとする。遅延粗調整回路111の遅延時間がNtdに設定されており、遅延微調整回路101の遅延時間が可変領域の下限値(例えば、td)に設定されている状態を第1の状態と定義する。この第1の状態から位相調整回路100の遅延時間を減らす必要が生じた場合には、遅延微調整回路101によって調整可能な遅延時間の範囲をこえてしまう。この場合には、遅延粗調整回路111の遅延時間が(N−1)tdに再設定され、これに応じて、遅延微調整回路101の遅延時間も再設定される。この際、遅延微調整回路101に設定される遅延時間は、可変領域の下限値から徐々に増加し、所定の遅延時間に到達したところで安定する。遅延粗調整回路111の遅延時間と遅延微調整回路101の遅延時間とを再設定した後の安定状態を第2の状態と定義する。
【0047】
第1の状態から第2の状態にいったん遷移すると、位相調整回路100の遅延時間を変動させる必要が生じた場合でも、その変動量が小さい場合には、第2の状態から第1の状態に戻ることなく、遅延微調整回路101の遅延時間を調整することによってその変動量を補償することができる。この場合には、遅延粗調整回路111の遅延時間を再設定する必要がない。これにより、第1の状態から第2の状態に遷移した後すぐに第2の状態から第1の状態に遷移するといった不安定な動作が起こらなくなる。
【0048】
なお、第1の状態から第2の状態への遷移、または、第2の状態から第1の状態への遷移が起こった場合に、遅延微調整回路101をリセットすることにより、位相比較器104による位相比較の回数を低減することができる。例えば、第1の状態から第2の状態への遷移が起こった場合には、図4(b)に示されるように、遅延微調整回路101の遅延時間が遅延微調整回路101において設定可能な遅延時間(可変領域)の実質的に中央に再設定される。このように遅延微調整回路101の遅延時間を再設定することにより、第1の状態から第2の状態に遷移した際の位相調整回路100の遅延時間がほとんど変動しなくなる。これにより、入力クロック信号eCLKに対して出力クロック信号iCLKをすばやく追従させることが可能になる。その結果、入力クロック信号eCLKと出力クロック信号とのの位相関係が高速に調整される。
【0049】
さらに、遅延微調整回路101の遅延時間の可変領域を広く設定することにより、遅延微調整回路101のオーバーフローを起こりにくくすることができる。これにより、遅延粗調整回路111の遅延時間の再設定をさらに起こりにくくすることができる。その結果、遅延粗調整回路111の遅延時間を再設定する回数を低減することができる。
【0050】
なお、実施の形態1では、入力クロック信号eCLKの位相と出力クロック信号iCLKの位相とを一致させる場合を例にとり説明したが、本発明の位相調整回路100による位相調整の対象がクロック信号に限定されるわけではない。本発明の位相調整回路100は、任意の入力信号に対して所定の位相関係を有する出力信号を出力するように動作し得る。
【0051】
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2の位相調整回路400の構成を示す。図5において、図2に示される構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【0052】
基準信号Refが位相調整回路400に入力される。位相比較器104は、基準信号Refの位相と出力信号OUTの位相とを比較し、その比較結果を示す出力信号を出力する。位相比較器114は、基準信号Refの位相と信号dDの位相とを比較し、その比較結果を示す出力信号を出力する。
【0053】
図6は、位相調整回路400aと、位相調整回路400bとを含む半導体集積回路600の構成を示す。位相調整回路400aと位相調整回路400bとは、図5に示される位相調整回路400と同一の構成を有している。
【0054】
半導体集積回路600の外部から供給される入力データeD0が位相調整回路400aに入力される。半導体集積回路600の外部から供給される入力データeD1が位相調整回路400bに入力される。
【0055】
半導体集積回路600の外部から供給される入力データeD0と入力データeD1との間には、形状起因のスキューが発生し得る。形状起因のスキューは、例えば、ケーブルやコネクタ等の伝送路の線路長の差、線路負荷の差等の原因により起こる。データの伝送速度が低速時はこのようなスキューを無視してもさしつかえないが、データの伝送速度が高速になるにつれてこのようなスキューを補正する必要が生じる。図6に示される位相調整回路400a、400bは、入力データeD0と入力データeD1との間に生じるスキューを補正するために使用される。
【0056】
入力データeD0、eD1の電位の変化は一定のレートでは起こらない。そこで、入力データeD0、eD1の電位が周期的に変化するキャリブレーションサイクルが実際のデータを伝送する前に設けられる。キャリブレーションサイクルにおいて、入力データeD0に対して位相調整回路400aにおける遅延粗調整回路111の遅延時間と遅延微調整回路101の遅延時間とが設定され、入力データeD1に対して位相調整回路400bにおける遅延粗調整回路111の遅延時間と遅延微調整回路101の遅延時間とが設定される。これにより、時間的に変化しない形状起因のスキューを補正することができる。
【0057】
なお、位相調整回路400a、400bを用いることにより、特開平10−276074号公報に記載の方法に比べて、スキューを補正するために必要なレイテンシを低減することができる。
【0058】
図7は、位相調整回路400aによってスキューを補正するために必要なレイテンシが低減される様子を示す。
【0059】
位相調整回路400aによれば、遅延微調整回路101において設定可能な遅延時間の最小値は、(td+ts)である。ここで、tdは遅延回路102に設定可能な遅延時間の最小値を示し、tsは選択回路103において生じる遅延時間を示す。遅延粗調整回路111において設定可能な遅延時間の最小値を0s、ドライバ回路106による遅延時間をttとすると、入力データeD0と出力データiD0との時間差は(td+ts+tt)となる。td=200ps、ts=tt=100psとすると、データレートが2.5Gbps以下の場合は、スキュー補正を行うために生じるレイテンシは1サイクルである。
【0060】
これに対して、特開平10−276074号公報に記載の遅延微調整回路によれば、分解時間を0.1tdに設定すると、遅延微調整回路において設定可能な遅延時間の最小値は10tdになってしまう。その結果、入力データeD0と出力データiD0との時間差は(10td+ts+tt)となる。データレートが2.5Mbpsのデータ伝送に対しては、スキュー補正を行うために生じるレイテンシは6サイクルとかなり大きくなってしまう。また、レイテンシが1サイクルの範囲内でスキュー補正を行うことができるデータレートの上限は450Mbpsである。このように、上記公報に記載の遅延微調整回路では超高速低レイテンシデータ伝送に対応することができない。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、設定可能な遅延時間のレンジや分解時間の精度にかかわらず、設定可能な遅延時間の下限値が変動しない可変遅延回路を提供することができる。
【0062】
さらに、本発明によれば、低レイテンシで高精度に位相を一致させることができる位相調整回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の可変遅延回路101の構成を示す図である。
【図2】図1に示される可変遅延回路101を用いた位相調整回路100の構成を示す図である。
【図3】クロック信号間の位相関係を示す図である。
【図4】(a)および(b)は、遅延粗調整回路111の状態および遅延微調整回路101の状態を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態2の位相調整回路400の構成を示す図である。
【図6】位相調整回路400aと、位相調整回路400bとを含む半導体集積回路600の構成を示す図である。
【図7】位相調整回路400aによってスキューを補正するために必要なレイテンシが低減される様子を示す図である。
【符号の説明】
100 位相調整回路
101 可変調整回路(遅延微調整回路)
102−1〜102−n 遅延回路
103 選択回路
104 位相比較器
105 制御回路
106 ドライバ回路
111 遅延粗調整回路
112 遅延回路
113 遅延制御回路
114 位相比較器
115 制御回路
116 ダミードライバ回路
200 ダミー遅延回路
300 モニター回路
400、400a、400b 位相調整回路
600 半導体集積回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable delay circuit and a phase adjustment circuit using the variable delay circuit.
[0002]
[Prior art]
In order to realize high-speed data transmission, data input / output is performed in synchronization with a clock signal. In particular, when the frequency of the clock signal exceeds 100 MHz, an external clock signal supplied from outside the semiconductor integrated circuit and the inside of the semiconductor integrated circuit are output using a PLL (Phase Locked Loop) or a DLL (Delay Locked Loop). It is necessary to synchronize with the internal clock signal used.
[0003]
Digital PLLs and DLLs using digital delay circuits have the advantage of being easier to design than analog PLLs and DLLs, but have a phase resolution of one gate of the digital delay circuit. Has the disadvantage that the delay amount cannot be made smaller than the delay amount.
[0004]
As one method for solving such a drawback, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-276074 discloses a method for realizing a resolution time smaller than the delay amount of one gate of a digital delay circuit. According to this method, the delay amount tdDelay gate with delay tdThe decomposition time α is realized by combining with the delay gate of + α. For example, N1+ N2= 10 under the condition thatdN each having1Delay gates and delay amount 1.1tdN each having2By connecting the delay gates in series with each other, the delay time is 10 tdFrom 11tdAnd the decomposition time is 0.1tdCan be realized. For example, N1= 7, N2= 3, 10.3tdDelay time can be realized.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the method described in the above-mentioned publication, there is a problem that the lower limit of the settable delay time range increases with the expansion of the settable delay time range.
[0006]
For example, the decomposition time is 0.1tdAnd the settable delay time range is 2tdTo achieve a delay of1+ N2= 20 under the condition of = 20dN each having1Delay gates and delay amount 1.1tdN each having2It is necessary to connect these delay gates in series. In this case, the lower limit of the settable delay time range is 20t.dWill be.
[0007]
Further, according to the method described in the above-mentioned publication, there is a problem that the lower limit value of the settable delay time range increases as the resolution time increases.
[0008]
For example, the decomposition time is 0.05tdTo achieve a delay of1+ N2= 20 under the condition of = 20dN each having1Delay gates and delay amount 1.05tdN each having2It is necessary to connect these delay gates in series. Also in this case, the lower limit of the settable delay time range is 20t.dWill be.
[0009]
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a variable delay circuit in which the lower limit of the settable delay time does not fluctuate regardless of the range of the settable delay time and the accuracy of the decomposition time. The purpose is to do. It is another object of the present invention to provide a phase adjustment circuit using the variable delay circuit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The phase adjustment circuit according to the present invention includes a first variable delay circuit for delaying an input signal, a second variable delay circuit capable of controlling a delay time with higher accuracy than the first variable delay circuit, And a control circuit for variably controlling the delay time of the variable delay circuit and the delay time of the second variable delay circuit, and the output of the first variable delay circuit is delayed by the second variable delay circuit. Thereby, a phase adjustment circuit that outputs an output signal having a predetermined phase relationship with the input signal, wherein the second variable delay circuit includes a plurality of delay circuits that delay the output of the first variable delay circuit. A delay circuit, and a selection circuit that selects one of the outputs of the plurality of delay circuits in accordance with a selection signal and outputs the selected output as the output signal. Output of 1 variable delay circuit A first delay circuit that delays by a first delay time, and a second delay circuit that delays the output of the first variable delay circuit by a second delay time longer than the first delay time, The difference between the first delay time and the second delay time is shorter than the minimum delay time that can be set in the first delay circuit. Thereby, the above object is achieved.
[0012]
It is preferable that the range of the delay time that can be set in the second variable delay circuit is wider than the decomposition time of the first variable delay circuit.
[0013]
When the target delay time exceeds the range of the delay time that can be set in the second variable delay circuit, the control circuit resets the delay time of the first variable delay circuit, and resets the delay time of the second variable delay circuit. Preferably, the delay time of the variable delay circuit is reset to substantially the center of the range of the delay time that can be set in the second variable delay circuit.
[0014]
Hereinafter, the operation will be described.
[0015]
Variable delay circuitAccording to this, one of the outputs of the plurality of delay circuits for delaying the input signal is selected by the selection circuit, and the selected output is output as an output signal. The plurality of delay circuits include a first delay circuit for delaying an input signal by a first delay time, a second delay circuit for delaying the input signal by a second delay time longer than the first delay time. It is included. The difference between the first delay time and the second delay time is shorter than the minimum delay time that can be set in the first delay circuit. As a result, the range of the delay time that can be set in the variable delay circuit can be increased as much as possible without limiting to a predetermined range. The lower limit of the delay time that can be set in the variable delay circuit is a fixed value regardless of the range of the delay time that can be set in the variable delay circuit.
[0016]
Claim1According to the invention, a phase adjustment circuit using the above-described variable delay circuit as a second variable delay circuit is provided. Thus, an output signal having a predetermined phase relationship with the input signal can be output.
[0017]
Claim2According to the invention, the range of the delay time that can be set in the second variable delay circuit is wider than the decomposition time of the first variable delay circuit. This increases the chance that the phase of the input signal can be adjusted by adjusting the delay time of the second variable delay circuit without resetting the delay time of the first variable delay circuit. Thus, the number of times of resetting the delay time of the first variable delay circuit can be reduced.
[0018]
Claim3According to the invention, when the second variable delay circuit is reset, the delay time of the second variable delay circuit is substantially at the center of the delay time range that can be set in the second variable delay circuit. Is reset to This makes it possible to quickly adjust the phase relationship between the input signal and the output signal.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a configuration of the
[0021]
The
[0022]
Each of the delay circuits 102-1 to 102-n has a fixed delay amount. Such a fixed delay amount can be obtained, for example, by connecting one or more delay gates in series. The delay gate can be, for example, an inverter.
[0023]
For example, when each of the delay circuits 102-1 to 102-n includes one or more MOS transistor gates (for example, inverters) connected in series, each of the delay circuits 102-1 to 102-n can be set. There is a minimum value of the delay time. The minimum value of the delay time is determined depending on the process of the MOS transistor.
[0024]
For example, the minimum value of the delay time that can be set in the delay circuit 102-1 (that is, the minimum delay time) is t.dSuppose that In this case, t is added to the delay circuit 102-2.dIt is impossible to set a smaller delay time, but tdA larger delay time (eg, 1.1td) Is possible. For example, by adjusting the size and load condition of the MOS transistor included in the delay circuit 102-2, the delaydA larger delay time can be set.
[0025]
For example, the delay time of the delay circuit 102-k is {1+ (k−1) × 0.1} · t.dCan be set to Here, k = 1, 2,. . . , N. In this case, the difference between the delay time of the delay circuit 102- (k + 1) and the delay time of the delay circuit 102-k is 0.1tdAnd the minimum delay time tdShorter than. One of the outputs of the delay circuits 102-1 to 102-n in which the delay time is set as described above is selected, and the selected output is output to the output signal F.outAs the input signal FinOutput signal F foroutCan be variably adjusted. That is, in the
[0026]
Note that the purpose of using the
[0027]
FIG. 2 shows a configuration of a
[0028]
The
[0029]
The delay
[0030]
The coarse
[0031]
A
[0032]
The settable delay time step in the coarse
[0033]
Further, the delay time of the coarse
[0034]
If the delay characteristics of the coarse
[0035]
Thus, fine adjustment of the delay amount cannot be realized by simply connecting the coarse
[0036]
Hereinafter, the operation of the
[0037]
First, the
[0038]
Here, as shown in FIG. 3, consider the case where the phase of clock signal dCLK is delayed by 0.3 ns from the phase of input clock signal eCLK. It is assumed that the resolution time of the coarse
[0039]
The clock signal dCLK is a signal independent of the output clock signal iCLK. Therefore, even when the delay circuit selected in the delay
[0040]
The output of the coarse
[0041]
As shown in FIG. 3, the phase of the clock signal fCLK leads the phase of the clock signal dCLK by 2 ns. This is because the delay time of the
[0042]
It can be seen that in order to make the phase of the output clock signal iCLK coincide with the phase of the input clock signal eCLK, as shown in FIG. 3, the clock signal fCLK should be delayed by 1.7 ns.
[0043]
The delay
[0044]
As described above, the state of the delay
[0045]
FIG. 4A shows the state of the delay
[0046]
The decomposition time of the coarse
[0047]
Once the transition from the first state to the second state occurs, even if the delay time of the
[0048]
Note that, when a transition from the first state to the second state or a transition from the second state to the first state occurs, the delay
[0049]
Further, by setting the variable range of the delay time of the delay
[0050]
In the first embodiment, the case where the phase of the input clock signal eCLK matches the phase of the output clock signal iCLK is described as an example. However, the target of the phase adjustment by the
[0051]
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a configuration of a
[0052]
The reference signal Ref is input to the
[0053]
FIG. 6 shows a configuration of a semiconductor integrated
[0054]
Input data eD0 supplied from outside the semiconductor integrated
[0055]
A skew due to a shape may occur between input data eD0 and input data eD1 supplied from outside the semiconductor integrated
[0056]
Changes in the potentials of the input data eD0 and eD1 do not occur at a constant rate. Therefore, a calibration cycle in which the potentials of the input data eD0 and eD1 change periodically is provided before the actual data is transmitted. In the calibration cycle, the delay time of the delay
[0057]
By using the
[0058]
FIG. 7 illustrates how the latency required to correct the skew is reduced by the phase adjustment circuit 400a.
[0059]
According to the phase adjustment circuit 400a, the minimum value of the delay time that can be set in the delay
[0060]
On the other hand, according to the delay fine-adjustment circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No.d, The minimum delay time that can be set in the delay fine adjustment circuit is 10 tdBecome. As a result, the time difference between the input data eD0 and the output data iD0 is (10t)d+ Ts+ Tt). For data transmission at a data rate of 2.5 Mbps, the latency caused by performing skew correction is considerably large at 6 cycles. The upper limit of the data rate at which the skew correction can be performed within a latency of one cycle is 450 Mbps. As described above, the delay fine adjustment circuit described in the above publication cannot cope with ultra-high-speed and low-latency data transmission.
[0061]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a variable delay circuit in which the lower limit of the settable delay time does not change regardless of the range of the settable delay time and the accuracy of the decomposition time.
[0062]
Further, according to the present invention, it is possible to provide a phase adjustment circuit capable of matching phases with low latency and high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a
FIG. 3 is a diagram illustrating a phase relationship between clock signals.
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a state of a coarse
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated
FIG. 7 is a diagram illustrating a manner in which a latency required for correcting a skew is reduced by a phase adjustment circuit 400a.
[Explanation of symbols]
100 Phase adjustment circuit
101 Variable adjustment circuit (fine delay adjustment circuit)
102-1 to 102-n delay circuit
103 selection circuit
104 phase comparator
105 control circuit
106 Driver circuit
111 coarse delay adjustment circuit
112 delay circuit
113 Delay control circuit
114 Phase comparator
115 control circuit
116 Dummy driver circuit
200 Dummy delay circuit
300 monitor circuit
400, 400a, 400b phase adjustment circuit
600 Semiconductor Integrated Circuit
Claims (3)
前記第1の可変遅延回路よりも高い精度で遅延時間を制御可能な第2の可変遅延回路と、
前記第1の可変遅延回路の遅延時間と前記第2の可変遅延回路の遅延時間とを可変に制御する制御回路と
を備え、
前記第1の可変遅延回路の出力を前記第2の可変遅延回路によって遅延させることにより、前記入力信号に対して所定の位相関係を有する出力信号を出力する位相調整回路であって、
前記第2の可変遅延回路は、
前記第1の可変遅延回路の出力を遅延させる複数の遅延回路と、
選択信号に応じて前記複数の遅延回路の出力のうち1つを選択し、選択された出力を前記出力信号として出力する選択回路と
を備え、
前記複数の遅延回路は、前記第1の可変遅延回路の出力を第1の遅延時間だけ遅延させる第1の遅延回路と、前記第1の可変遅延回路の出力を前記第1の遅延時間より長い第2の遅延時間だけ遅延させる第2の遅延回路とを含み、
前記第1の遅延時間と前記第2の遅延時間との差は、前記第1の遅延回路において設定可能な最小遅延時間より短い、位相調整回路。A first variable delay circuit for delaying an input signal;
A second variable delay circuit capable of controlling a delay time with higher accuracy than the first variable delay circuit;
A control circuit that variably controls a delay time of the first variable delay circuit and a delay time of the second variable delay circuit,
A phase adjustment circuit that outputs an output signal having a predetermined phase relationship with respect to the input signal by delaying an output of the first variable delay circuit by the second variable delay circuit,
The second variable delay circuit includes:
A plurality of delay circuits for delaying the output of the first variable delay circuit;
A selection circuit that selects one of the outputs of the plurality of delay circuits according to a selection signal and outputs the selected output as the output signal;
The plurality of delay circuits are a first delay circuit that delays an output of the first variable delay circuit by a first delay time, and an output of the first variable delay circuit is longer than the first delay time. A second delay circuit that delays by a second delay time,
A phase adjustment circuit, wherein a difference between the first delay time and the second delay time is shorter than a minimum delay time that can be set in the first delay circuit.
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