JP3631390B2 - Synchronous circuit system and synchronous circuit - Google Patents

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    • Y02D30/50Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体集積回路における同期回路システム及び同期回路に係り、特に複数の位相を有するクロックを集積回路内部で発生するための複数の同期回路を有する同期回路システム及び同期回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路においては、チップ外部のクロックに対して、チップ内部のクロックを同期させる必要がある。チップ外部のクロックを入力バッファで受けてチップ内部に分配すると、バッファや配線などによる信号遅延のために、内部クロックと外部クロックとの間で同期が取れなくなることがある。これを避けるため、半導体集積回路内に、外部クロックに同期して内部クロックを発生する同期回路を設けるようにしている。
【0003】
この同期回路のなかでも、T.Saeki et al.による「”A 2.5ns Clock Access 250MHz 256Mb SDRAM with a Synchronous Mirror Delay” ISSCC Digest of technical papers.」で用いられるSMD(Synchronous Mirror Delay)や特開平10−69326号公報に開示されているSTBD(Synchronous Traced Backward Delay等を含むSAD(Synchronous Adjustable Delay、同期型調整遅延回路)方式は、同期速度が速く、消費電力が少ないことからよく用いられている。
【0004】
ここで、特開平10−69326号公報に開示されているSAD方式の同期回路の原理について説明する。
【0005】
図19はSAD方式の同期回路のブロック図である。
【0006】
この同期回路は、入力バッファ41、ディレィモニタ回路42、多段縦続接続された複数の単位遅延素子43で構成された前進パルス用遅延線44、多段縦続接続された複数の単位遅延素子45で構成された後退パルス用遅延線46、前進パルス用遅延線44内及び後退パルス用遅延線46内にそれぞれ設けられた単位遅延素子と同数の状態保持回路(図示せず)を有し、前進パルス用遅延線44におけるパルス遅延状態に応じて後退パルス用遅延線46におけるパルス遅延動作を制御する制御回路47、及び後退パルス用遅延線46からの出力が入力される出力バッファ48とから構成されている。
【0007】
なお、図19において、前進パルス用遅延線44、後退パルス用遅延線46及び制御回路47からなる回路はSAD回路と称されている。
【0008】
図20は、図19に示した同期回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。いま、図20に示すように周期τを有する外部クロックCKが入力バッファ41に入力された場合を考える。外部クロックCKは、入力バッファ41により波形整形及び増幅され、パルスCLKとして出力される。いま、入力バッファ41における遅延時間をD1とすると、図20に示すようにパルスCLKは、外部クロックCKに対してD1だけ遅延する。入力バッファ41から出力されるパルスCLKは、ディレィモニタ回路42及びSAD回路SADの制御回路47に入力される。
【0009】
ディレィモニタ回路42は、入力バッファ41における遅延時間D1と、出力バッファ48における遅延時間D2の和に等しい遅延時間A(=D1+D2)を持つ。従って、ディレィモニタ回路42から出力されるパルスは、図20に示すように、入力バッファ41から出力されるパルスCLKからAの期間遅れて、前進パルス用遅延線44に信号Dinとして入力される。
【0010】
前進パルス用遅延線44は、前述したように多段縦続接続された複数の単位遅延素子43で構成されている。そして、次のサイクルのパルスCLKが制御回路47に入力されるまでの期間、信号Dinがこれら多段縦続接続された複数の単位遅延素子43により順次遅延される。また、後退パルス用遅延線46は、制御回路47に次のサイクルのパルスCLKが入力された後にこの次のサイクルのパルスCLKを順次遅延するが、その遅延動作は制御回路47によって制御される。ここで、制御回路47は、前進パルス用遅延線44における前進パルスの伝播状態に基づいて、後退パルスの伝播時間が前進パルスの伝播時間と等しくなるように、後退パルス用遅延線46の動作を制御する。従って、次のサイクルのパルスCLKは、後退パルス用遅延線46により(τ−A)の時間だけ遅延される。後退パルス用遅延線46からの出力Doutは出力バッファ48によってD2の時間だけ遅延され、内部クロックCK′として出力される。
【0011】
ここで、外部クロックCKが入力してから内部クロックCK′が出力されるまでの遅延時間をΔtotalとすると、Δtotalは下記のように表される。
【0012】
Δtotal=D1+A+2(τ−A)+D2 … (1)
ここで、D1+D2=Aなので、Δtotalは2τとなり、内部クロックCK′は外部クロックCKの3クロック目から外部クロックCKに同期したものとなる。
【0013】
また、図19の同期回路において、後退パルス用遅延線46における単位遅延素子45の数を前進パルス用遅延線44における単位遅延素子43の数の半数に減らして、後退パルス用遅延線46における遅延時間が前進パルス用遅延線44における遅延時間の半分になるように設定し、かつディレィモニタ回路42における遅延時間を図19の場合の2倍の遅延時間(2A)に設定すると、内部クロックCK′は外部クロックCKに対して180°シフトしたものとなる。
【0014】
ところで、高速に動作する半導体集積回路中では、外部クロックに同期した内部クロック以外に、外部クロックに対して位相が90°や180°シフトした内部クロックや、倍周期化された内部クロックなどが発生される。これらのクロックは複数の同期回路を組み合わせて作られている。
【0015】
一例として、図21に外部クロックに同期した内部クロックTuと、外部クロックに対して位相が180°シフトした内部クロックTdとを発生するクロック発生回路の構成を示している。このクロック発生回路では、同期回路71によって外部クロックから内部クロックTuが発生され、同期回路72によって内部クロックTuから内部クロックTdが発生される。
【0016】
また、それぞれの同期回路71、72を、SAD回路を用いて構成すると図22、図23に示すようになる。
【0017】
図22は、内部クロックTuを発生する同期回路71の構成を示しており、図19に示した同期回路と同様に、入力バッファ41、ディレィモニタ回路42、前進パルス用遅延線44と後退パルス用遅延線46とを含むSAD回路SAD1、及び出力バッファ48とから構成されている。
【0018】
ここで、後退パルス用遅延線46と前進パルス用遅延線44とは、遅延時間が同じになるような遅延線であることを示している。
【0019】
また、ディレィモニタ回路42は、入力バッファ41及び出力バッファ48における信号遅延時間の和に等しい信号遅延時間を持つように、入力バッファ41と等価な回路構成及び回路パターンを有するバッファ81と、出力バッファ48と等価な回路構成及び回路パターンを有するバッファ82とが直列接続されて構成されている。
【0020】
図23は、内部クロックTdを発生する同期回路72の構成を示しており、この場合には、ディレィモニタ回路42、前進パルス用遅延線44と後退パルス用遅延線46とを含むSAD回路SAD2、及び出力バッファ48とから構成されている。
【0021】
この場合、後退パルス用遅延線46は、前進パルス用遅延線44の遅延時間の半分の遅延時間を持つような遅延線であることを示している。
【0022】
さらに、ディレィモニタ回路42は、2個分の出力バッファ48における信号遅延時間の和に等しい信号遅延時間を持つように、それぞれ出力バッファ48と等価な回路構成及び回路パターンを有する2個のバッファ82が直列接続されている。
【0023】
SAD方式の同期回路では、上記のように外部クロックの供給が開始されてから3クロック目以降に内部クロックの同期が取れ出す。しかるに、同期が取れるよりも前に、同期が取れていないパルスが同期回路から出力される。
【0024】
図24は、同期回路として図22、図23に示すようなSAD方式の同期回路を用いた場合の、図21に示すクロック発生回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【0025】
図24に示すように、一方の同期回路71から、外部クロックに対して同期が取れたクロック(C2)が出力されるよりも前に、C1で示すように外部クロックに対して同期が取れていないクロックTuが出力される。他方の同期回路72はこのC1の内部クロックTuから同期動作を開始するので、同期回路72からはC1′で示される位置に内部クロックTdが出力される。ところが、C1とC2の間は本来の周期τではなくτ′であり、同期回路72はこのτ′が周期であるかのごとく同期動作を開始する。
【0026】
この結果、図24に示すように、クロックC1から生成されるクロックC1′と、同期が取れているクロックであるC2から生成されるクロックC2′との間が非常に詰まってしまう状態が発生する。
【0027】
図24では、外部クロックとしてデューティ(duty)が50%、つまり“H”の期間と“L”の期間が同じ場合を示しているが、デューティが高くなって“H”の期間が長くなると、C1′とC2′が重なってしまい、実際に同期が取れるタイミングがクロックC2′の次のクロックC3′からと遅れてしまう。
【0028】
また、同期回路72からは、同期が取れているクロックC3′より前に、同期が取れていないクロックC1′や、C1′以外の、同期が取れていないクロックが出力される。内部クロックTdが他の同期回路に入力されていると、そこにおいても同期が取れていないクロックから同期動作が開始されるために、同期が取れるのが遅くなってしまう。
【0029】
以上の理由により、複数の同期回路を有する同期回路システムでは、たとえ同期速度が速いSAD方式の同期回路を用いたとしても、システム全体としてクロックの同期が取れるのが遅れてしまうという問題がある。
【0030】
このために、同期クロックが必要になるよりも早い時間から同期回路を動作させたり、同期クロックが不要な時間でも同期回路を動作させ続けることが必要になる。しかし、同期回路を動作させると、電力を消費するために、このような問題は、チップ全体の待機電力を上昇させる原因となる。
【0031】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、同期が取れるまではクロックを出力しない制御回路を2個の同期回路の相互間に設けることにより、システム全体の同期を高速に取ることを可能にし、これにより不要な期間では動作を停止させることによって待機電力の上昇を防止することができる同期回路システムを提供することにある。
【0032】
また、この発明の他の目的は、同期が取れるまではクロック出力しない構成とすることにより、システム全体の同期を高速に取ることを可能にし、これにより不要な期間では動作を停止させることによって待機電力の上昇を防止することができる同期回路を提供することにある。
【0033】
【課題を解決するための手段】
この発明の同期回路システムは、第1のクロックが入力される第1のディレイモニタ回路と、第1の前進パルス遅延線と第1の後退パルス遅延線とを有し、上記第1のクロックと上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第1のクロックが入力された後の上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックを第1の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第1のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第1のクロックを上記第1の前進パルス遅延線で遅延された上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第1の後退パルス遅延線で遅延して第2のクロックを出力する第1の同期型調整遅延回路とを有する第1の同期回路と、上記第1の同期回路から出力される第2のクロックのうち少なくとも最初に出力される1個のパルスは遮断し、その後、上記第1の同期回路から出力されるパルス群を第2のクロックとして順次出力する制御回路と、上記制御回路から出力される第2のクロックが入力される第2のディレイモニタ回路と、第2の前進パルス遅延線と第2の後退パルス遅延線とを有し、上記第2のクロックと上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第2のクロックが入力された後の上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックを第2の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第2のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第2のクロックを上記第2の前進パルス遅延線で遅延された上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第2の後退パルス遅延線で遅延して第3のクロックを出力する第2の同期型調整遅延回路とを有する第2の同期回路とを具備したことを特徴とする。
【0034】
この発明の同期回路システムは、第1のクロックが入力される第1のディレイモニタ回路と、第1の前進パルス遅延線と第1の後退パルス遅延線とを有し、上記第1のクロックと上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第1のクロックが入力された後の上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックを第1の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第1のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第1のクロックを上記第1の前進パルス遅延線で遅延された上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第1の後退パルス遅延線で遅延して出力する第1の同期型調整遅延回路とを有し、第1のクロックに応じた第2のクロックを出力する第1の同期回路と、上記第1のクロックの入力ノードと上記第1の同期回路における第1の同期型調整遅延回路との間に挿入され、上記第1のクロックのうち少なくとも最初に入力される1個の第1のクロックは遮断し、その後、上記入力ノードに与えられる第1のクロックを順次出力する制御回路と、上記第1の同期回路から出力される第2のクロックが入力される第2の同期回路とを具備している。
【0035】
この発明の同期回路は、クロックが入力される入力バッファと、上記入力バッファの出力が入力され、所定の信号遅延量を有するディレイモニタ回路と、多段縦続接続された複数個の第1の単位遅延素子からなり、上記ディレイモニタ回路の出力を多段縦続接続された複数個の第1の単位遅延素子で順次遅延する第1の遅延線と、上記ディレイモニタ回路の出力が入力され、上記ディレイモニタ回路から第1のサイクルのクロックが出力された後からこの第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルのクロックが出力されるまでの1周期の期間に、上記第1のパルス遅延線において上記ディレイモニタ回路の出力が通過した第1の単位遅延素子を検出する検出回路と、多段縦続接続された複数個の第2の単位遅延素子からなり、上記検出回路の検出結果に応じた段の第2の単位遅延素子で上記ディレイモニタ回路から出力される上記第2サイクルのクロックを選択し、この選択したクロックをそれよりも後段に位置する複数個の第2の単位遅延素子を介して順次遅延する第2の遅延線と、上記第2の遅延線の出力が入力される出力バッファとを具備し、上記ディレイモニタ回路における上記信号遅延量が上記入力バッファと上記出力バッファにおける各信号遅延量の和に相当する信号遅延量に設定され、かつ上記第2の遅延線における少なくとも最終段の第2の単位遅延素子には上記ディレイモニタ回路の出力が入力されずかつその前段の第2の単位遅延素子からの出力を遅延する構成を有している。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明を実施の形態により説明する。
【0037】
図1は、この発明の第1の実施の形態による同期回路システムのブロック図である。この実施の形態による同期回路システムは、第1の同期回路11及び第2の同期回路12と、上記両同期回路11、12相互間に設けられた制御回路13とから構成されている。これらの各回路は、例えば同一チップ内に集積化されている。
【0038】
上記第1の同期回路11は、入力クロックに同期してクロックT1を出力する。また、この第1の同期回路11は、同期が取れるまでの間に、同期が取れていない少なくとも1つ以上のパルスを出力する。上記制御回路13は、第1の同期回路11から出力されるパルスのうち、入力クロックに対して同期が取れていないパルスは遮断し、同期が取れているパルス以降のパルス群をクロックT2として順次出力する。第2の同期回路12はクロックT2に同期してクロックを出力する。この第2の同期回路12からの出力クロックは他の同期回路などに入力される。
【0039】
この実施の形態の同期回路システムによれば、第2の同期回路12には、第1の同期回路11で外部クロックに対して同期が取れたクロックのみが供給されるので、同期クロックが必要になるよりも早い時間から動作させる必要がなくなり、この結果、同期クロックが不要な時間に動作をさせる必要がなくなり、チップ全体の待機電力の上昇を避けることができる。
【0040】
なお、図1の実施の形態では、2個の同期回路11、12を設け、その相互間に同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路13を設ける場合について説明したが、これは2個以上の同期回路を直列接続して同期回路システムが構成される場合には、各同期回路相互間に同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路をそれぞれ設けるようにすればよい。
【0041】
図2は、この発明の第2の実施の形態による同期回路システムのブロック図である。図1の実施の形態では、同期回路12の出力を直接他の同期回路などに入力する場合について説明したが、これは同期回路12の出力が直接入力されると不都合な場合には、図2に示すように、この同期回路12の出力側にも、同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路14を設けてもよい。
【0042】
図3(a)、(b)は、この発明の第3の実施の形態による同期回路システムのブロック図である。図1の実施の形態では、同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路を同期回路とは別に設けているが、これは図3(a)に示すように、同期回路11内に含めてしまい、同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路13をその出力部に設けた構成、または図3(b)に示すように、同期回路12内に含めてしまい、同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路13をその入力部に設けた構成としてもよい。
【0043】
また、上記第3の実施の形態による同期回路システムの場合とは逆に、クロックT2が入力される同期回路12内に含めてしまい、同期が取れていないパルスを遮断するための先の制御回路13をその入力部に設けた構成としてもよい。
【0044】
なお、上記第1ないし第3の実施の形態において、第1及び第2の同期回路11、12としてそれぞれSAD方式の同期回路を用いてもよいが、他の方式の同期回路、例えばPLL回路やDLL回路を用いるようにしてもよい。
【0045】
ところで、上記第1ないし第3の各実施の形態で使用される制御回路13、14としては、同期が取れていないパルスは遮断し、同期が取れたパルスのみを通過させる機能が必要である。また、動作周波数や動作電圧により、非同期パルスの数が変動する場合や、回路方式の差により非同期パルスの数が異なる場合には、遮断するパルスの数を設定できるようにする必要がある。
【0046】
図4は、同期が取れたクロック群の前に1パルスだけ同期が取れていないパルスが発生する同期回路に使用される先の制御回路13、14の具体的構成を示している。この場合の制御回路は、入力クロックをカウントするカウンタ21と、入力クロックと出力クロックとの間の経路に挿入されたスイッチ回路22とから構成されている。
【0047】
上記カウンタ21が、入力クロックの経路から入力するパルスを1個カウントすると、このカウンタ21の出力により上記スイッチ回路22が閉じるように制御される。
【0048】
従って、この図4のような構成の制御回路によれば、外部クロックに対して同期が取れていないパルスは出力されずに、同期が取れた2個目以降のパルス群がクロックとして前記同期回路12などに入力される。
【0049】
図5は、同期回路から出力される同期が取れていないパルスの数が変動する場合に適した先の制御回路13、14の具体的構成を示している。この場合の制御回路は、図4のカウンタ21の代わりに、カウント値が設定可能なプリセット型のカウンタ23が使用される点が、図4とは異なっており、その他の点は図4と同様である。
【0050】
この場合、カウンタ23が、入力クロックの経路から入力するパルスを、予めプリセットされた個数カウントすると、このカウンタ23の出力により上記スイッチ回路22が閉じるように制御される。
【0051】
従って、この図5のような構成の制御回路の場合にも、外部クロックに対して同期が取れていないパルスは出力されずに遮断され、予めプリセットされたパルスの個数以降の同期が取れたパルス群がクロックとして前記同期回路12などに入力される。
【0052】
図6は、同期が取れたクロック群の前に1パルスだけ同期が取れていないパルスが発生する同期回路に使用される先の制御回路13、14の他の具体的構成を示している。
【0053】
この制御回路は、2個のシフトレジスタ31、32と、2入力のANDゲート33及びインバータ34から構成されている。上記一方のシフトレジスタ31のデータ入力端にはリセット信号bRESETが入力される。また、この一方のシフトレジスタ31のデータ出力端には他方のシフトレジスタ32のデータ入力端が接続されている。他方のシフトレジスタ32のデータ出力端における信号は、この制御回路に対する入力クロックT1と共に上記ANDゲート33に入力される。また、上記一方のシフトレジスタ31にはシフト制御信号として入力クロックT1が入力され、上記他方のシフトレジスタ32にはシフト制御信号として入力クロックT1が上記インバータ34を介して入力される。
【0054】
次に、図6の制御回路の動作の一例を、図7に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【0055】
まず、リセット信号bRESETが“H”レベルとなって、リセット状態が解除された後に、図7に示すようなタイミングで入力クロックT1が入力するとする。このとき、T1の1個目のパルスは、外部クロックと同期が取れていないパルスであるとする。そして、T1の1個目のパルスが“H”レベルに立ち上がった後に、一方のシフトレジスタ31に“H”レベルのリセット信号bRESETが読み込まれ、このシフトレジスタ31の出力R1が“L”レベルから“H”レベルに反転する。
【0056】
次に、T1の1個目のパルスが“H”レベルから“L”レベルに下がり、インバータ34の出力が“L”レベルから“H”レベルに反転した後に、一方のシフトレジスタ31の“H”レベル出力R1が他方のシフトレジスタ32に読み込まれ、その出力R2が“L”レベルから“H”レベルに反転する。ANDゲート33は、R2が“H”レベルの期間に入力クロックT1を出力するので、図7に示すように、入力クロックT1の1個目のパルスはANDゲート33から出力されずに遮断される。
【0057】
従って、クロックT2は、同期が取れている2個目以降のパルス群となる。
【0058】
ところで、図6に示したシフトレジスタを用いた制御回路として、同期が取れていない最初のパルスのみを遮断する場合の例を示したが、連続した複数個のパルスを遮断するためには、シフトレジスタの個数を追加すればよい。
【0059】
すなわち、図8は、連続した複数個のパルスを遮断する制御回路の具体的構成を示している。この制御回路は、2個以上の偶数個のシフトレジスタ35−1〜35−nを設けて直列接続し、初段のシフトレジスタ35−1のデータ入力端にはリセット信号bRESETを入力し、各奇数段目のシフトレジスタ35−1、35−3、…にはシフト制御信号として入力クロックT1をそれぞれ入力し、各偶数段目のシフトレジスタ35−2、、…35−nにはシフト制御信号として入力クロックT1を各インバータ36を介してそれぞれ入力し、最終段のシフトレジスタ35−nのデータ出力端における信号を入力クロックT1と共にANDゲート37に入力するように構成されている。
【0060】
図8のような制御回路によれば、シフトレジスタ35−1〜35−nの個数の半数に相当する数の連続した入力パルスを遮断することができる。
【0061】
ところで、上記第1ないし第3の各実施の形態では、同期回路の相互間または同期回路の出力部あるいは同期回路の入力部に、同期が取れていないパルスを遮断する制御回路を設けることによって、同期が取れていないパルスを同期回路に入力しないようにしていたが、次に、同期回路そのものに同期が取れていないパルスを出力しない機能を持たせた場合の実施の形態について説明する。
【0062】
先の図19に示すSAD方式の同期回路では、始めにクロックCLKが入力された後のディレイモニタ回路42からの出力が前進パルス遅延線44で所定時間遅延され、次にクロックCLKが到達した後に、この次のクロックCLKが、前進パルス遅延線44で遅延されたディレイモニタ回路42からの出力クロックの遅延時間に相当する時間だけ、後退パルス遅延線46で遅延して出力されるようになっている。
【0063】
このような動作を実現するために、後退パルス遅延線46内の複数の各単位遅延素子45はそれぞれ図9に示すような論理動作を行う。後退パルス遅延線46内の各単位遅延素子45は、制御回路47の状態とクロックCLKが伝達されるCLKラインの値とに応じて、後段からのパルスを通過するか、または出力を“H”レベルにするか、あるいは出力を“L”レベルにする。すなわち、制御回路47の状態がセット状態のときは、CLKラインの値にかかわらずに各単位遅延素子45は前段からの出力パルスを後段側に伝播する。他方、制御回路47の状態がリセット状態のとき、CLKラインの値が“H”レベルであれば、対応する単位遅延素子45はその出力を“H”レベルにし、CLKラインの値が“L”レベルであれば“L”レベルにする。
【0064】
従来のSAD回路では、パルスが伝播している前進パルス遅延線44内の単位遅延素子43の次の段の、パルスが伝播していない単位遅延素子43に対応する後退パルス用遅延線46内の単位遅延素子44においてパルスCLKを選択して後段の単位遅延素子44に出力するという動作により、後退パルス用遅延線46におけるパルスCLKの遅延が行われている。
【0065】
図10は、従来のSAD回路を含む図19の同期回路において、電源投入直後や、パワーダウンモード(power down mode)からの復帰時などのように、予めリセット状態にされている時から動作を開始した場合の動作の一例を示すタイミングチャートである。制御回路47はリセット状態にされているので、最初のクロックCLKが制御回路47に入力すると、この最初のクロックCLKは後退パルス用遅延線46内の最後段の単位遅延素子46で選択され、Doutとして出力される(図10中の遅延線を通過せずに発生されたパルス)。
【0066】
一方、最初のクロックCLKは、ディレイモニタ回路42を通過した後にDinとして前進パルス遅延線44に入力される。そして、最初のクロックCLKに対応したDinの立上がりからτ−Aの時間が経過した後に、後退パルス遅延線46によって次のクロックCLKの遅延が開始され、この次のクロックCLKがτ−Aの時間だけ遅延されてDoutとして出力される(図10中の遅延線を通過して発生されたパルス)。
【0067】
すなわち、最初のクロックCLKに対応して互いにタイミングが異なる2個のパルスがDoutとして出力され、これに応じて内部クロックCK′には、外部クロックに同期する前に1個のパルスが出力され、これが同期が取れていないパルスとして他の同期回路に入力される。
【0068】
図11は、同期回路そのものに同期が取れていないパルスを出力しない機能を持たせた場合の、この発明の第4の実施の形態による同期回路の構成を示すブロック図である。
【0069】
この実施の形態による同期回路には、前記図19に示す同期回路と同様に、入力バッファ41、ディレィモニタ回路42、前進パルス用遅延線44及び後退パルス用遅延線46を含むSAD回路SAD11及び出力バッファ18が設けられている上に、さらに入力バッファ41の出力とSAD回路SAD11との間のクロックCLKの伝播経路(CLKライン)の途中に制御回路50が追加挿入されている。
【0070】
この制御回路50は、入力バッファ41から出力されるクロックCLKの最初のパルスを遮断し、この最初のパルス以降のパルスを出力する機能を有するものであり、例えば先の図4、図5に示すカウンタを用いたものや、図6に示すシフトレジスタを用いたものが使用できる。
【0071】
また、ディレイモニタ回路42は、入力バッファ41における遅延時間と、出力バッファ48における遅延時間との和に等しい遅延時間を持つように、入力バッファ41と等価な回路構成を有するバッファ51と、出力バッファ48と等価な回路構成を有するバッファ52とから構成されている。
【0072】
このように、図11の同期回路では、入力バッファ41の出力とSAD回路SAD11との間のクロックCLKの伝播経路の途中に、同期が取れていないパルスを遮断するための制御回路50を挿入したので、先の図10のタイミングチャート中にC1で示されるクロックCLKがこの制御回路50によって遮断され、SAD回路SAD11に入力されなくなるので、内部クロックCK′には同期の取れていないパルスは出力されなくなる。
【0073】
ところで、SAD回路のCLKラインに制御回路50を挿入する、上記第4の実施の形態の同期回路では、制御回路50によって生じるクロックCLKの遅延時間によっては出力クロック(CK′)に誤差が生じる。
【0074】
この誤差がチップの動作上、問題となる場合は、制御回路50に対応した信号遅延時間を有する回路をディレイモニタ回路42内に設けることにより、CLKラインに制御回路50を挿入したことによって生じる出力誤差をキャンセルさせることができる。
【0075】
図12は、制御回路50を設けたことによって生じる出力誤差をキャンセルするようにした、この発明の第5の実施の形態による同期回路の構成を示すブロック図である。
【0076】
この実施の形態による同期回路では、ディレイモニタ回路42内に、それぞれ制御回路50と等価な回路構成を有し制御回路50と等価な信号遅延時間を有する2個の模倣回路53、54が先のバッファ51及び52に対して直列に接続されている。
【0077】
また、図13のブロック図に示す、この発明の第6の実施の形態による同期回路のように、それぞれ制御回路50と等価な回路構成を有し制御回路50と等価な信号遅延時間を持つ2個の模倣回路53、54をディレイモニタ回路42内に設ける代わりに、制御回路50の信号遅延時間に対して2倍の信号遅延時間を持つ1個の模倣回路55を設けるようにしてもよい。
【0078】
次に、上記図12、図13に示した同期回路の動作を、図14のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図12中の2個の模倣回路53、54または図13中の1個の模倣回路55における信号遅延時間を2cとする。
【0079】
最初の外部クロックが入力されると、入力バッファ41による遅延時間D1の後にクロックCLKが出力される。このクロックCLKはディレイモニタ回路42により、A+2cの時間だけ遅延され、DinとしてSAD回路SAD11に入力される。SAD回路SAD11に入力されたDinはその後、前進パルス遅延線43によってτ−A−cだけ遅延され、その後、次のクロックCLKが後退パルス遅延線46によってτ−A−cだけ遅延され、DoutとしてSAD回路SAD11から出力される。さらに、このDoutが出力バッファ48における信号遅延時間D2だけ遅延され、内部クロックTuが発生される。
【0080】
このように、図12、図13の実施の形態による同期回路によれば、ディレイモニタ回路42に模倣回路53と54あるいは55を設けることによって、制御回路50における信号遅延時間の影響を無くすことができ、内部クロックTuの誤差を無くすことができる。
【0081】
なお、図11ないし図13の各実施の形態では、外部クロックと同期した内部クロックTuを発生する場合について説明したが、これは前進パルス遅延線における遅延量に対して位相が90°や180°など、前進パルス遅延線における遅延量のn/m(ただし、n、mは正の整数)に設定された後退パルス遅延線を持つような構成に変更し、外部クロックに対して位相が360°×n/mずれた内部クロックを発生させるようにしてもよい。
【0082】
ところで、直列接続された上記2個の模倣回路53、54あるいは1個の模倣回路55は、制御回路50における信号遅延時間と等価な信号遅延時間を持つ回路であり、例えば、制御回路50として先の図6に示すようにシフトレジスタを用いたものを使用した場合には、図15に示すように、図6の制御回路のANDゲート33のみを取出した回路を用いることができる。すなわち、図6の制御回路において、クロックT2とT1との間の信号遅延時間はANDゲート33のみによって決定されるからである。なお、模倣回路としてANDゲート33を使用する場合、T1以外の他方の入力には“H”レベルに対応した電源電位Vddを常時入力しておく。
【0083】
なお、上記図12の実施の形態では、ディレイモニタ回路42内に、それぞれ制御回路50と等価な信号遅延時間を有する2個の模倣回路53、54を設ける場合について説明したが、これは合計して制御回路50の遅延量の2倍の遅延量と等価な信号遅延時間を持つようになるならば、3個以上の模倣回路を設けてこれらを直列に接続してもよい。
【0084】
上記第4、第5及び第6の各実施の形態では、CLKラインに制御回路50を挿入することによって、同期が取れていないクロックを出力しないように同期回路を構成する場合について説明したが、次に、後退パルス遅延線46を工夫することによって、同期が取れていないクロックを出力しないようにした、この発明の第7の実施の形態による同期回路について説明する。
【0085】
図16は、先の図9に示すような論理動作を行う、後退パルス遅延線の単位遅延素子の従来例の具体的な構成を示している。
【0086】
この単位遅延素子は、前段からの出力が入力され、制御信号Qが“L”レベルでかつその反転信号bQが“H”レベルのときに動作し、入力を反転して出力するクロックドインバータ(同期型信号反転回路)61と、前記クロックCLKが入力され、制御信号bQが“L”レベルでかつその反転信号Qが“H”レベルのときに動作し、入力を反転して出力するクロックドインバータ(同期型信号反転回路)62と、上記両クロックドインバータ61、62の出力が共に入力に接続されたインバータ63とから構成されている。
【0087】
このような構成の単位遅延素子では、先の図9に示すように、制御回路47の状態がリセット状態のときでも、CLKラインの値が“H”レベルになると、出力が“H”レベルになってしまう。すなわち、制御回路47の状態がリセット状態のときは、制御信号bQが“L”レベルでかつ信号Qが“H”レベルとなり、クロックドインバータ61が動作するので、出力はCLKラインの値に対応したレベルとなる。
【0088】
このため、リセット直後に最初にクロックCLKが“H”レベルになると、後退パルス遅延線46における最後段の単位遅延素子45から非同期のパルスが出力されてしまう。
【0089】
これを避けるためには、この実施の形態による同期回路では、後退パルス遅延線46の最後段の単位遅延素子45として図17に示すような動作論理を有するものを用いる。すなわち、この図17に示したような論理動作を有する単位遅延素子によれば、制御回路47の状態がリセット状態のときに、CLKラインの値が“H”レベルになっても、出力は“H”レベルとはならず、“L”レベルのままとなる。
【0090】
図17に示すような論理動作を行う後退パルス遅延線46の最後段の単位遅延素子45の回路構成を図18に示す。
【0091】
この単位遅延素子が、前記図16に示す従来のものと異なる点は、前記クロックドインバータ62の入力としてクロックCLKを入力する代わりにVssの電位を常に入力し“L”レベルの信号が入力するようにしたことである。
【0092】
このような構成によれば、制御信号bQが“L”レベルでかつ信号Qが“H”レベルのとき、クロックドインバータ62が動作しても、その出力は入力の“L”レベルを反転した“H”レベルとなり、この信号が入力されるインバータ63の出力は“L”レベルとなる。
【0093】
すなわち、後退パルス遅延線46の最後段の単位遅延素子45として図18に示すような構成のものを用いれば、先に説明したように、この最後段の単位遅延素子でクロックCLKが選択されて出力されることがなくなる。なお、後退パルス遅延線46の最後段以外の単位遅延素子としては、図16に示す従来のものが使用される。
【0094】
従って、このような後退パルス遅延線46を有する同期回路では、外部クロックに対して非同期のクロックは出力されなくなる。
【0095】
ところで、SAD回路を有する同期回路に入力される外部クロックの周波数の上限が、後退パルス遅延線46における最終段の単位遅延素子でクロックCLKが選択されるような場合には、出力される内部クロックの周期が単位遅延素子分だけ長くなるだけであり、問題はない。例えば、動作可能周波数が100MHz(周期は10ns)の場合、単位遅延素子1段当たりの信号遅延時間を例えば400psとすると、図17のような単位遅延素子を後退パルス遅延線に用いたこの実施の形態の同期回路では、1周期が10ns+400ps=10.4nsとなり、96MHzまで動作可能となる。すなわち、その影響は10%以下と非常に小さい。
【0096】
また、SAD回路の実際の動作周波数は、動作可能な周波数よりも十分低いため、問題は全くない。
【0097】
また、後退パルス遅延線46の最後段の単位遅延素子45として図18に示すような構成のものを用いたとしても、前段からのパルスを通過する際の信号遅延時間は最後段以外の単位遅延素子と全く変りがないため、正確に同期動作を行うことができる。
【0098】
なお、上記説明では、後退パルス遅延線46の最後段のみの単位遅延素子として図18に示すような構成のものを用いる場合について説明したが、これは必ずしも最終段のみである必要はなく、動作周波数に問題の及ぼさない範囲であれば、パターン等の都合により最終段を含む複数の単位遅延素子としてそれぞれ図18に示すような構成のものを用いるように変更してもよい。
【0099】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、システム全体の同期を高速に取ることを可能であり、これにより不要な期間では動作を停止させることができて待機電力の上昇を防止することができる同期回路システムを提供することができる。
【0100】
また、この発明によれば、システム全体の同期を高速に取ることを可能にし、これにより不要な期間では動作を停止させることができて待機電力の上昇を防止することができる同期回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態による同期回路システムのブロック図。
【図2】この発明の第2の実施の形態による同期回路システムのブロック図。
【図3】この発明の第3の実施の形態による同期回路システムのブロック図。
【図4】図1ないし図3の各同期回路システムで使用される制御回路の具体的構成を示す回路図。
【図5】図1ないし図3の各同期回路システムで使用される制御回路の他の具体的構成を示す回路図。
【図6】図1ないし図3の各同期回路システムで使用される制御回路のさらに他の具体的構成を示す回路図。
【図7】図6の制御回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【図8】図1ないし図3の各同期回路システムで使用される制御回路の別の具体的構成を示す回路図。
【図9】図1ないし図3の各同期回路システムで使用される後退パルス遅延線内の単位遅延素子の論理動作をまとめて示す図。
【図10】従来のSAD回路を含む同期回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【図11】この発明の第4の実施の形態による同期回路の構成を示すブロック図。
【図12】この発明の第5の実施の形態による同期回路の構成を示すブロック図。
【図13】この発明の第6の実施の形態による同期回路の構成を示すブロック図。
【図14】図13に示した同期回路の動作を示すタイミングチャート。
【図15】第4ないし第6の各同期回路で使用される制御回路の回路図。
【図16】図9に示す論理動作を行う後退パルス遅延線内の単位遅延素子の従来の具体的な構成を示す回路図。
【図17】この発明の第7の実施の形態による同期回路で使用される後退パルス遅延線内の単位遅延素子の論理動作をまとめて示す図。
【図18】この発明の第7の実施の形態による同期回路で使用される後退パルス遅延線内の単位遅延素子の具体的な構成を示す回路図。
【図19】SAD方式の同期回路のブロック図。
【図20】図19に示した同期回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【図21】図19の同期回路を用いて構成されたクロック発生回路の構成を示すブロック図。
【図22】図21のクロック発生回路の一方の同期回路をSAD回路を用いて構成した場合の回路図。
【図23】図21のクロック発生回路の他方の同期回路をSAD回路を用いて構成した場合の回路図。
【図24】図22、図23に示す同期回路を用いたクロック発生回路の動作の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
11…第1の同期回路、
12…第2の同期回路、
13、14…制御回路、
21、23…カウンタ、
22…スイッチ回路、
31、32、35−1〜35−n…シフトレジスタ、
33、37…ANDゲート、
34、36…インバータ、
41…入力バッファ、
42…ディレィモニタ回路、
43、45…単位遅延素子、
44…前進パルス用遅延線、
46…後退パルス用遅延線、
47、50…制御回路、
48…出力バッファ、
51、52…バッファ、
53、54、55…模倣回路、
61、62…クロックドインバータ、
63…インバータ、
SAD11…SAD回路。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronization circuit system and a synchronization circuit in a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a synchronization circuit system and a synchronization circuit having a plurality of synchronization circuits for generating a clock having a plurality of phases inside the integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
In a semiconductor integrated circuit, it is necessary to synchronize a clock inside the chip with a clock outside the chip. When a clock external to the chip is received by the input buffer and distributed inside the chip, the internal clock and the external clock may not be synchronized due to a signal delay caused by the buffer or wiring. In order to avoid this, a synchronization circuit that generates an internal clock in synchronization with an external clock is provided in the semiconductor integrated circuit.
[0003]
Among these synchronization circuits, T.W. Saeki et al. SMD (Synchronous Miller 69) used in "ISS 2.5 Digest of technical papers" published by "A 2.5ns Clock Access 250MHz 256Mb SDRAM with a Synchronous Mirror Delay" ISSCCC Digest of technical papers. A SAD (Synchronous Adjustable Delay, synchronous adjustment delay circuit) system including Traced Backward Delay is often used because of its high synchronization speed and low power consumption.
[0004]
Here, the principle of the SAD synchronous circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-69326 will be described.
[0005]
FIG. 19 is a block diagram of a SAD type synchronization circuit.
[0006]
This synchronization circuit includes an input buffer 41, a delay monitor circuit 42, a forward pulse delay line 44 composed of a plurality of unit delay elements 43 connected in cascade, and a plurality of unit delay elements 45 connected in cascade. The number of state holding circuits (not shown) equal to the number of unit delay elements provided in the backward pulse delay line 46, the forward pulse delay line 44, and the backward pulse delay line 46, respectively, The control circuit 47 controls the pulse delay operation in the backward pulse delay line 46 according to the pulse delay state in the line 44, and the output buffer 48 to which the output from the backward pulse delay line 46 is input.
[0007]
In FIG. 19, a circuit including the forward pulse delay line 44, the backward pulse delay line 46, and the control circuit 47 is referred to as an SAD circuit.
[0008]
FIG. 20 is a timing chart showing an example of the operation of the synchronization circuit shown in FIG. Consider a case where an external clock CK having a period τ is input to the input buffer 41 as shown in FIG. The external clock CK is shaped and amplified by the input buffer 41 and output as a pulse CLK. Assuming that the delay time in the input buffer 41 is D1, the pulse CLK is delayed by D1 with respect to the external clock CK as shown in FIG. The pulse CLK output from the input buffer 41 is input to the delay monitor circuit 42 and the control circuit 47 of the SAD circuit SAD.
[0009]
The delay monitor circuit 42 has a delay time A (= D1 + D2) equal to the sum of the delay time D1 in the input buffer 41 and the delay time D2 in the output buffer 48. Therefore, as shown in FIG. 20, the pulse output from the delay monitor circuit 42 is input as the signal Din to the forward pulse delay line 44 with a delay of A from the pulse CLK output from the input buffer 41.
[0010]
As described above, the forward pulse delay line 44 is composed of a plurality of unit delay elements 43 connected in cascade. Then, during the period until the pulse CLK of the next cycle is input to the control circuit 47, the signal Din is sequentially delayed by the plurality of unit delay elements 43 connected in cascade. The backward pulse delay line 46 sequentially delays the next cycle pulse CLK after the next cycle pulse CLK is input to the control circuit 47, but the delay operation is controlled by the control circuit 47. Here, the control circuit 47 operates the backward pulse delay line 46 based on the forward pulse propagation state in the forward pulse delay line 44 so that the backward pulse propagation time becomes equal to the forward pulse propagation time. Control. Therefore, the pulse CLK of the next cycle is delayed by the time of (τ−A) by the backward pulse delay line 46. The output Dout from the backward pulse delay line 46 is delayed by the time D2 by the output buffer 48 and output as the internal clock CK '.
[0011]
Here, assuming that the delay time from the input of the external clock CK to the output of the internal clock CK ′ is Δtotal, Δtotal is expressed as follows.
[0012]
Δtotal = D1 + A + 2 (τ−A) + D2 (1)
Here, since D1 + D2 = A, Δtotal is 2τ, and the internal clock CK ′ is synchronized with the external clock CK from the third clock of the external clock CK.
[0013]
19, the number of unit delay elements 45 in the backward pulse delay line 46 is reduced to half the number of unit delay elements 43 in the forward pulse delay line 44, and the delay in the backward pulse delay line 46 is reduced. When the time is set to be half the delay time in the forward pulse delay line 44 and the delay time in the delay monitor circuit 42 is set to a delay time (2A) twice that in FIG. 19, the internal clock CK ' Is shifted by 180 ° with respect to the external clock CK.
[0014]
By the way, in a semiconductor integrated circuit that operates at high speed, in addition to the internal clock synchronized with the external clock, an internal clock whose phase is shifted by 90 ° or 180 ° with respect to the external clock, an internal clock that is doubled, etc. are generated. Is done. These clocks are formed by combining a plurality of synchronization circuits.
[0015]
As an example, FIG. 21 shows a configuration of a clock generation circuit that generates an internal clock Tu synchronized with an external clock and an internal clock Td whose phase is shifted by 180 ° with respect to the external clock. In this clock generation circuit, the synchronization circuit 71 generates the internal clock Tu from the external clock, and the synchronization circuit 72 generates the internal clock Td from the internal clock Tu.
[0016]
Further, when each of the synchronization circuits 71 and 72 is configured using an SAD circuit, it is as shown in FIGS.
[0017]
FIG. 22 shows the configuration of the synchronizing circuit 71 that generates the internal clock Tu. Similar to the synchronizing circuit shown in FIG. 19, the input buffer 41, the delay monitor circuit 42, the forward pulse delay line 44, and the backward pulse delay circuit. The SAD circuit SAD1 including the delay line 46 and an output buffer 48 are included.
[0018]
Here, the backward pulse delay line 46 and the forward pulse delay line 44 are delay lines having the same delay time.
[0019]
The delay monitor circuit 42 includes a buffer 81 having a circuit configuration and circuit pattern equivalent to the input buffer 41 so as to have a signal delay time equal to the sum of the signal delay times in the input buffer 41 and the output buffer 48, and an output buffer. A buffer 82 having a circuit configuration and circuit pattern equivalent to 48 is connected in series.
[0020]
FIG. 23 shows the configuration of the synchronizing circuit 72 for generating the internal clock Td. In this case, the SAD circuit SAD2 including the delay monitor circuit 42, the forward pulse delay line 44 and the backward pulse delay line 46, And an output buffer 48.
[0021]
In this case, it is shown that the backward pulse delay line 46 is a delay line having a delay time that is half the delay time of the forward pulse delay line 44.
[0022]
Furthermore, the delay monitor circuit 42 has two buffers 82 each having a circuit configuration and a circuit pattern equivalent to the output buffer 48 so as to have a signal delay time equal to the sum of the signal delay times in the two output buffers 48. Are connected in series.
[0023]
In the SAD type synchronization circuit, the internal clock is synchronized after the third clock after the supply of the external clock is started as described above. However, before synchronization can be achieved, an unsynchronized pulse is output from the synchronization circuit.
[0024]
FIG. 24 is a timing chart showing an example of the operation of the clock generation circuit shown in FIG. 21 when the SAD type synchronization circuit shown in FIGS. 22 and 23 is used as the synchronization circuit.
[0025]
As shown in FIG. 24, before the clock (C2) synchronized with the external clock is output from one synchronization circuit 71, the synchronization is achieved with respect to the external clock as indicated by C1. No clock Tu is output. Since the other synchronization circuit 72 starts the synchronization operation from the internal clock Tu of C1, the internal clock Td is output from the synchronization circuit 72 at a position indicated by C1 ′. However, the interval between C1 and C2 is not the original period τ but τ ′, and the synchronization circuit 72 starts the synchronization operation as if τ ′ is a period.
[0026]
As a result, as shown in FIG. 24, a state occurs where the clock C1 ′ generated from the clock C1 and the clock C2 ′ generated from the synchronized clock C2 are very clogged. .
[0027]
FIG. 24 shows a case where the duty is 50% as an external clock, that is, the period of “H” is the same as the period of “L”. However, when the duty is increased and the period of “H” is increased, C1 'and C2' overlap, and the timing at which the synchronization can actually be taken is delayed from the clock C3 'next to the clock C2'.
[0028]
The synchronization circuit 72 outputs an unsynchronized clock C1 ′ and an unsynchronized clock other than C1 ′ before the synchronized clock C3 ′. When the internal clock Td is input to another synchronization circuit, the synchronization operation is started from a clock that is not synchronized therewith, so that the synchronization is delayed.
[0029]
For the above reasons, in a synchronous circuit system having a plurality of synchronous circuits, there is a problem that even if an SAD type synchronous circuit having a high synchronization speed is used, clock synchronization is delayed as a whole system.
[0030]
For this reason, it is necessary to operate the synchronization circuit from a time earlier than the time when the synchronization clock is required, or to continue the operation of the synchronization circuit even when the synchronization clock is unnecessary. However, since the power is consumed when the synchronous circuit is operated, such a problem increases the standby power of the entire chip.
[0031]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. The purpose of the present invention is to provide a control circuit that does not output a clock until synchronization is established between two synchronization circuits. It is an object of the present invention to provide a synchronous circuit system that makes it possible to achieve high speed synchronization, thereby preventing an increase in standby power by stopping operation during an unnecessary period.
[0032]
Another object of the present invention is to make it possible to synchronize the entire system at high speed by adopting a configuration in which the clock is not output until synchronization is obtained, thereby waiting for the operation to be stopped during an unnecessary period. An object of the present invention is to provide a synchronization circuit that can prevent an increase in power.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
In the synchronous circuit system of the present invention, the first clock is input. A first delay monitor circuit, a first forward pulse delay line, and a first backward pulse delay line, to which the first clock and an output clock from the first delay monitor circuit are input. The output clock from the first delay monitor circuit after the input of the first clock of the first cycle is delayed by a first forward pulse delay line for a predetermined time, and the next cycle of the first cycle The output from the first delay monitor circuit in which the first clock of the next second cycle is delayed by the first forward pulse delay line after the arrival of the first clock of the second cycle which is a cycle. Delayed by the first backward pulse delay line for a time corresponding to the delay time of the clock or n / m (where n and m are positive integers) respectively. Output second clock A first synchronous adjustment delay circuit. Of the first synchronization circuit and the second clock output from the first synchronization circuit, at least one pulse output first is cut off, and then the pulse output from the first synchronization circuit. A control circuit that sequentially outputs a group as a second clock and a second clock output from the control circuit are input. A second delay monitor circuit; a second forward pulse delay line; and a second backward pulse delay line; the second clock and an output clock from the second delay monitor circuit are input; The output clock from the second delay monitor circuit after the second clock of the first cycle is input is delayed for a predetermined time by the second forward pulse delay line, and the next cycle of the first cycle. The output clock from the second delay monitor circuit in which the second clock of the next second cycle is delayed by the second forward pulse delay line after the second clock of the second cycle is reached The second synchronization that outputs the third clock delayed by the second backward pulse delay line by a time corresponding to the delay time of the first time or n / m (where n and m are positive integers), respectively. Type And a delay circuit And a second synchronization circuit.
[0034]
The synchronous circuit system according to the present invention includes a first delay monitor circuit to which a first clock is input, a first forward pulse delay line, and a first backward pulse delay line. The output clock from the first delay monitor circuit is inputted, and the output clock from the first delay monitor circuit after the first clock in the first cycle is inputted is a first forward pulse delay. The first forward pulse delay of the first clock of the next second cycle is delayed after the arrival of the first clock of the second cycle, which is the next cycle of the first cycle. The first backward pulse for a time corresponding to a delay time of the output clock from the first delay monitor circuit delayed by a line or a time corresponding to n / m (where n and m are positive integers), respectively. A first synchronous adjustment delay circuit for outputting after delaying by a delay line, a first synchronization circuit for outputting a second clock corresponding to the first clock, and an input node for the first clock And the first synchronous adjustment delay circuit in the first synchronization circuit, at least the first clock input first among the first clocks is cut off, and then the above-mentioned A control circuit for sequentially outputting a first clock applied to the input node; and a second synchronization circuit for receiving a second clock output from the first synchronization circuit.
[0035]
The synchronization circuit of the present invention includes an input buffer to which a clock is input, a delay monitor circuit to which an output of the input buffer is input and having a predetermined signal delay amount, and a plurality of first unit delays connected in cascade. The delay monitor circuit is provided with a first delay line that sequentially delays the output of the delay monitor circuit by a plurality of first unit delay elements connected in cascade, and the output of the delay monitor circuit. In the period of one cycle from the output of the first cycle clock to the output of the second cycle clock, which is the next cycle of the first cycle, in the first pulse delay line. A detection circuit for detecting a first unit delay element through which an output of the delay monitor circuit has passed, and a plurality of second unit delay elements connected in cascade. The second unit delay element of the stage according to the detection result of the output circuit selects the clock of the second cycle output from the delay monitor circuit, and the selected clock is a plurality of clocks positioned in the subsequent stage. A second delay line that sequentially delays via a second unit delay element; and an output buffer to which an output of the second delay line is input, wherein the signal delay amount in the delay monitor circuit is the input A signal delay amount corresponding to the sum of the signal delay amounts in the buffer and the output buffer is set, and the output of the delay monitor circuit is input to at least the second unit delay element in the final stage of the second delay line. And the output from the second unit delay element in the preceding stage is delayed.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0037]
FIG. 1 is a block diagram of a synchronous circuit system according to a first embodiment of the present invention. The synchronous circuit system according to this embodiment includes a first synchronous circuit 11 and a second synchronous circuit 12, and a control circuit 13 provided between the synchronous circuits 11 and 12. Each of these circuits is integrated, for example, in the same chip.
[0038]
The first synchronization circuit 11 outputs the clock T1 in synchronization with the input clock. The first synchronization circuit 11 outputs at least one or more pulses that are not synchronized before synchronization is achieved. The control circuit 13 blocks pulses that are not synchronized with the input clock among pulses output from the first synchronization circuit 11, and sequentially sets a group of pulses after the synchronized pulses as a clock T2. Output. The second synchronization circuit 12 outputs a clock in synchronization with the clock T2. The output clock from the second synchronization circuit 12 is input to another synchronization circuit or the like.
[0039]
According to the synchronous circuit system of this embodiment, since only the clock synchronized with the external clock by the first synchronous circuit 11 is supplied to the second synchronous circuit 12, the synchronous clock is necessary. It is not necessary to operate from an earlier time than the above, and as a result, it is not necessary to operate the synchronous clock at an unnecessary time, and an increase in standby power of the entire chip can be avoided.
[0040]
In the embodiment of FIG. 1, a case has been described in which two synchronization circuits 11 and 12 are provided, and a control circuit 13 for interrupting an unsynchronized pulse is provided between them. When a synchronous circuit system is configured by connecting two or more synchronous circuits in series, a control circuit for cutting off a pulse that is not synchronized may be provided between the synchronous circuits.
[0041]
FIG. 2 is a block diagram of a synchronous circuit system according to a second embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 1, the case where the output of the synchronization circuit 12 is directly input to another synchronization circuit or the like has been described. However, in the case where it is inconvenient if the output of the synchronization circuit 12 is directly input, FIG. As shown in FIG. 4, a control circuit 14 for interrupting pulses that are not synchronized may be provided on the output side of the synchronization circuit 12.
[0042]
FIGS. 3A and 3B are block diagrams of a synchronous circuit system according to the third embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 1, a control circuit for interrupting pulses that are not synchronized is provided separately from the synchronization circuit, but this is included in the synchronization circuit 11 as shown in FIG. Therefore, the control circuit 13 for cutting off the pulse that is not synchronized is provided in the output section, or is included in the synchronization circuit 12 as shown in FIG. A configuration may be adopted in which a control circuit 13 for interrupting a non-existing pulse is provided at the input section.
[0043]
Contrary to the case of the synchronous circuit system according to the third embodiment, the previous control circuit is included in the synchronous circuit 12 to which the clock T2 is input, and the pulse that is not synchronized is cut off. It is good also as a structure which provided 13 in the input part.
[0044]
In the first to third embodiments, SAD synchronization circuits may be used as the first and second synchronization circuits 11 and 12, respectively. However, other types of synchronization circuits such as PLL circuits, A DLL circuit may be used.
[0045]
By the way, the control circuits 13 and 14 used in the first to third embodiments are required to have a function of interrupting pulses that are not synchronized and allowing only the synchronized pulses to pass. In addition, when the number of asynchronous pulses varies depending on the operating frequency and operating voltage, or when the number of asynchronous pulses varies depending on the circuit system, it is necessary to set the number of pulses to be cut off.
[0046]
FIG. 4 shows a specific configuration of the control circuits 13 and 14 used in the synchronous circuit in which a pulse that is not synchronized by one pulse is generated before the synchronized clock group. The control circuit in this case includes a counter 21 that counts an input clock and a switch circuit 22 that is inserted in a path between the input clock and the output clock.
[0047]
When the counter 21 counts one pulse input from the input clock path, the output of the counter 21 is controlled to close the switch circuit 22.
[0048]
Therefore, according to the control circuit having the configuration as shown in FIG. 4, pulses that are not synchronized with the external clock are not output, and the synchronized second and subsequent pulse groups are used as the clock. 12 or the like.
[0049]
FIG. 5 shows a specific configuration of the previous control circuits 13 and 14 suitable when the number of non-synchronized pulses output from the synchronization circuit varies. The control circuit in this case is different from that in FIG. 4 in that a preset type counter 23 in which the count value can be set is used instead of the counter 21 in FIG. 4, and the other points are the same as in FIG. It is.
[0050]
In this case, when the counter 23 counts a preset number of pulses input from the path of the input clock, the switch circuit 22 is controlled to be closed by the output of the counter 23.
[0051]
Accordingly, even in the case of the control circuit having the configuration as shown in FIG. 5, pulses that are not synchronized with the external clock are cut off without being output, and pulses after the preset number of pulses are synchronized. The group is input as a clock to the synchronization circuit 12 or the like.
[0052]
FIG. 6 shows another specific configuration of the control circuits 13 and 14 used in the synchronous circuit in which a pulse that is not synchronized by one pulse is generated before the synchronized clock group.
[0053]
This control circuit includes two shift registers 31 and 32, a two-input AND gate 33 and an inverter 34. A reset signal bRESET is input to the data input terminal of the one shift register 31. Further, the data input terminal of the other shift register 32 is connected to the data output terminal of the one shift register 31. The signal at the data output terminal of the other shift register 32 is input to the AND gate 33 together with the input clock T1 for this control circuit. Also, the input clock T1 is input to the one shift register 31 as a shift control signal, and the input clock T1 is input to the other shift register 32 via the inverter 34 as a shift control signal.
[0054]
Next, an example of the operation of the control circuit in FIG. 6 will be described with reference to a timing chart shown in FIG.
[0055]
First, after the reset signal bRESET becomes “H” level and the reset state is released, the input clock T1 is input at the timing shown in FIG. At this time, it is assumed that the first pulse of T1 is a pulse that is not synchronized with the external clock. Then, after the first pulse of T1 rises to the “H” level, the “H” level reset signal bRESET is read into one shift register 31, and the output R1 of this shift register 31 changes from the “L” level. Inverts to “H” level.
[0056]
Next, after the first pulse of T1 falls from the “H” level to the “L” level and the output of the inverter 34 is inverted from the “L” level to the “H” level, the “H” level of one shift register 31 is set. The “level output R1 is read into the other shift register 32, and the output R2 is inverted from the“ L ”level to the“ H ”level. Since the AND gate 33 outputs the input clock T1 while R2 is at the “H” level, the first pulse of the input clock T1 is cut off without being output from the AND gate 33 as shown in FIG. .
[0057]
Therefore, the clock T2 is a second and subsequent pulse group that is synchronized.
[0058]
By the way, as an example of the control circuit using the shift register shown in FIG. 6, only the first non-synchronized pulse is cut off. However, in order to cut off a plurality of continuous pulses, a shift circuit is used. What is necessary is just to add the number of registers.
[0059]
That is, FIG. 8 shows a specific configuration of a control circuit that blocks a plurality of continuous pulses. This control circuit is provided with two or more even-numbered shift registers 35-1 to 35 -n and connected in series, and a reset signal bRESET is input to the data input terminal of the first-stage shift register 35-1. The input clock T1 is input as a shift control signal to the shift registers 35-1, 35-3,... Of the stages, and the shift control signals 35-2,. The input clock T1 is input via each inverter 36, and the signal at the data output terminal of the final shift register 35-n is input to the AND gate 37 together with the input clock T1.
[0060]
According to the control circuit as shown in FIG. 8, the number of continuous input pulses corresponding to half the number of shift registers 35-1 to 35-n can be cut off.
[0061]
By the way, in each of the first to third embodiments, by providing a control circuit that cuts off a pulse that is not synchronized between the synchronization circuits or at the output part of the synchronization circuit or the input part of the synchronization circuit, Although an unsynchronized pulse is not input to the synchronizing circuit, an embodiment in which the synchronizing circuit itself has a function of not outputting an unsynchronized pulse will be described.
[0062]
In the SAD synchronous circuit shown in FIG. 19, the output from the delay monitor circuit 42 after the clock CLK is first input is delayed for a predetermined time by the forward pulse delay line 44, and then the clock CLK arrives. The next clock CLK is delayed and output by the backward pulse delay line 46 for a time corresponding to the delay time of the output clock from the delay monitor circuit 42 delayed by the forward pulse delay line 44. Yes.
[0063]
In order to realize such an operation, each of the plurality of unit delay elements 45 in the backward pulse delay line 46 performs a logical operation as shown in FIG. Each unit delay element 45 in the backward pulse delay line 46 passes a pulse from the subsequent stage or outputs “H” depending on the state of the control circuit 47 and the value of the CLK line to which the clock CLK is transmitted. Or set the output to the “L” level. That is, when the control circuit 47 is in the set state, each unit delay element 45 propagates the output pulse from the previous stage to the subsequent stage regardless of the value of the CLK line. On the other hand, when the control circuit 47 is in the reset state and the value of the CLK line is “H” level, the corresponding unit delay element 45 sets its output to “H” level and the value of the CLK line is “L”. If it is level, it is set to “L” level.
[0064]
In the conventional SAD circuit, in the backward pulse delay line 46 corresponding to the unit delay element 43 in which the pulse is not propagated, in the next stage of the unit delay element 43 in the forward pulse delay line 44 in which the pulse is propagated. The pulse CLK is delayed in the backward pulse delay line 46 by the operation of selecting the pulse CLK in the unit delay element 44 and outputting it to the subsequent unit delay element 44.
[0065]
FIG. 10 shows the operation of the synchronous circuit of FIG. 19 including the conventional SAD circuit after it has been previously reset, such as immediately after power-on or when returning from a power-down mode. It is a timing chart which shows an example of operation at the time of starting. Since the control circuit 47 is in the reset state, when the first clock CLK is input to the control circuit 47, the first clock CLK is selected by the last unit delay element 46 in the backward pulse delay line 46, and Dout (Pulse generated without passing through the delay line in FIG. 10).
[0066]
On the other hand, the first clock CLK is input to the forward pulse delay line 44 as Din after passing through the delay monitor circuit 42. Then, after the time of τ-A has elapsed from the rise of Din corresponding to the first clock CLK, the delay of the next clock CLK is started by the backward pulse delay line 46, and this next clock CLK is the time of τ-A. And is output as Dout (pulse generated through the delay line in FIG. 10).
[0067]
That is, two pulses having different timings corresponding to the first clock CLK are output as Dout, and in response to this, one pulse is output to the internal clock CK ′ before synchronizing with the external clock, This is input to another synchronization circuit as an unsynchronized pulse.
[0068]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a synchronizing circuit according to the fourth embodiment of the present invention when the synchronizing circuit itself has a function of not outputting an unsynchronized pulse.
[0069]
The synchronization circuit according to this embodiment includes an SAD circuit SAD11 including an input buffer 41, a delay monitor circuit 42, a forward pulse delay line 44, and a backward pulse delay line 46, and an output, similarly to the synchronization circuit shown in FIG. In addition to the buffer 18, a control circuit 50 is additionally inserted in the middle of the propagation path (CLK line) of the clock CLK between the output of the input buffer 41 and the SAD circuit SAD11.
[0070]
The control circuit 50 has a function of cutting off the first pulse of the clock CLK output from the input buffer 41 and outputting a pulse after the first pulse. For example, as shown in FIGS. A counter using a counter or a shift register shown in FIG. 6 can be used.
[0071]
The delay monitor circuit 42 includes a buffer 51 having a circuit configuration equivalent to the input buffer 41 so as to have a delay time equal to the sum of the delay time in the input buffer 41 and the delay time in the output buffer 48, and an output buffer. 48 and a buffer 52 having a circuit configuration equivalent to 48.
[0072]
As described above, in the synchronization circuit of FIG. 11, the control circuit 50 for cutting off the non-synchronized pulse is inserted in the propagation path of the clock CLK between the output of the input buffer 41 and the SAD circuit SAD11. Therefore, since the clock CLK indicated by C1 in the timing chart of FIG. 10 is cut off by the control circuit 50 and is not input to the SAD circuit SAD11, an unsynchronized pulse is output to the internal clock CK '. Disappear.
[0073]
By the way, in the synchronous circuit of the fourth embodiment in which the control circuit 50 is inserted in the CLK line of the SAD circuit, an error occurs in the output clock (CK ′) depending on the delay time of the clock CLK generated by the control circuit 50.
[0074]
When this error becomes a problem in the operation of the chip, an output generated by inserting the control circuit 50 into the CLK line by providing a circuit having a signal delay time corresponding to the control circuit 50 in the delay monitor circuit 42. The error can be canceled.
[0075]
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a synchronizing circuit according to the fifth embodiment of the present invention in which an output error caused by providing the control circuit 50 is canceled.
[0076]
In the synchronous circuit according to this embodiment, two imitation circuits 53 and 54 each having a circuit configuration equivalent to the control circuit 50 and having a signal delay time equivalent to the control circuit 50 are included in the delay monitor circuit 42. The buffers 51 and 52 are connected in series.
[0077]
In addition, each of the synchronous circuits according to the sixth embodiment of the present invention shown in the block diagram of FIG. 13 has a circuit configuration equivalent to the control circuit 50 and a signal delay time equivalent to the control circuit 50. Instead of providing the imitation circuits 53 and 54 in the delay monitor circuit 42, one imitation circuit 55 having a signal delay time twice as long as the signal delay time of the control circuit 50 may be provided.
[0078]
Next, the operation of the synchronization circuit shown in FIGS. 12 and 13 will be described with reference to the timing chart of FIG. Note that the signal delay time in the two imitation circuits 53 and 54 in FIG. 12 or one imitation circuit 55 in FIG. 13 is 2c.
[0079]
When the first external clock is input, the clock CLK is output after the delay time D 1 by the input buffer 41. The clock CLK is delayed by the time A + 2c by the delay monitor circuit 42 and input to the SAD circuit SAD11 as Din. Then, Din inputted to the SAD circuit SAD11 is delayed by τ-Ac by the forward pulse delay line 43, and then the next clock CLK is delayed by τ-Ac by the backward pulse delay line 46, and as Dout Output from the SAD circuit SAD11. Further, this Dout is delayed by the signal delay time D2 in the output buffer 48, and the internal clock Tu is generated.
[0080]
As described above, according to the synchronization circuit according to the embodiment shown in FIGS. 12 and 13, by providing the mimic circuit 53 and 54 or 55 in the delay monitor circuit 42, the influence of the signal delay time in the control circuit 50 can be eliminated. The error of the internal clock Tu can be eliminated.
[0081]
In each of the embodiments shown in FIGS. 11 to 13, the case where the internal clock Tu synchronized with the external clock is generated has been described. This is because the phase is 90 ° or 180 ° with respect to the delay amount in the forward pulse delay line. For example, the configuration is changed so that the backward pulse delay line is set to n / m (where n and m are positive integers) of the delay amount in the forward pulse delay line, and the phase is 360 ° with respect to the external clock. An internal clock that is shifted by n / m may be generated.
[0082]
By the way, the two imitation circuits 53 and 54 or one imitation circuit 55 connected in series are circuits having a signal delay time equivalent to the signal delay time in the control circuit 50. When a device using a shift register as shown in FIG. 6 is used, a circuit in which only the AND gate 33 of the control circuit of FIG. 6 is taken out can be used as shown in FIG. That is, in the control circuit of FIG. 6, the signal delay time between the clocks T2 and T1 is determined only by the AND gate 33. When the AND gate 33 is used as an imitation circuit, the power supply potential Vdd corresponding to the “H” level is always input to the other input other than T1.
[0083]
In the embodiment shown in FIG. 12, the case where two imitation circuits 53 and 54 each having a signal delay time equivalent to that of the control circuit 50 are provided in the delay monitor circuit 42 has been described. If a signal delay time equivalent to a delay amount twice that of the control circuit 50 is obtained, three or more imitation circuits may be provided and these may be connected in series.
[0084]
In each of the fourth, fifth, and sixth embodiments, the case where the synchronization circuit is configured not to output an unsynchronized clock by inserting the control circuit 50 in the CLK line has been described. Next, a description will be given of a synchronizing circuit according to a seventh embodiment of the present invention in which the backward pulse delay line 46 is devised so that an unsynchronized clock is not output.
[0085]
FIG. 16 shows a specific configuration of a conventional example of the unit delay element of the backward pulse delay line that performs the logic operation as shown in FIG.
[0086]
This unit delay element operates when the output from the previous stage is input, the control signal Q is at the “L” level and the inverted signal bQ is at the “H” level, and the clocked inverter ( (Synchronous signal inversion circuit) 61 and the clock CLK are input, the clock signal is output when the control signal bQ is at the “L” level and the inverted signal Q is at the “H” level, and the input is inverted and output. An inverter (synchronous signal inverting circuit) 62 and an inverter 63 in which the outputs of both the clocked inverters 61 and 62 are both connected to the input.
[0087]
In the unit delay element having such a configuration, as shown in FIG. 9, when the value of the CLK line becomes “H” level even when the state of the control circuit 47 is reset, the output becomes “H” level. turn into. That is, when the control circuit 47 is in the reset state, the control signal bQ is at the “L” level and the signal Q is at the “H” level, and the clocked inverter 61 operates, so that the output corresponds to the value of the CLK line. Level.
[0088]
Therefore, when the clock CLK first becomes “H” level immediately after reset, an asynchronous pulse is output from the last unit delay element 45 in the backward pulse delay line 46.
[0089]
In order to avoid this, in the synchronizing circuit according to the present embodiment, a unit delay element 45 at the last stage of the backward pulse delay line 46 having the operation logic as shown in FIG. That is, according to the unit delay element having the logic operation as shown in FIG. 17, when the control circuit 47 is in the reset state, the output is “high” even if the value of the CLK line becomes “H” level. It does not become “H” level but remains “L” level.
[0090]
FIG. 18 shows a circuit configuration of the unit delay element 45 at the last stage of the backward pulse delay line 46 that performs the logic operation as shown in FIG.
[0091]
This unit delay element is different from the conventional one shown in FIG. 16 in that, instead of inputting the clock CLK as the input of the clocked inverter 62, the potential of Vss is always input and the "L" level signal is input. This is what I did.
[0092]
According to such a configuration, when the control signal bQ is at the “L” level and the signal Q is at the “H” level, even if the clocked inverter 62 operates, the output is inverted to the “L” level of the input. It becomes “H” level, and the output of the inverter 63 to which this signal is input becomes “L” level.
[0093]
That is, if the unit delay element 45 of the last stage of the backward pulse delay line 46 is used as shown in FIG. 18, the clock CLK is selected by the last unit delay element as described above. It will not be output. As the unit delay elements other than the last stage of the backward pulse delay line 46, the conventional one shown in FIG. 16 is used.
[0094]
Therefore, in the synchronous circuit having such a backward pulse delay line 46, a clock asynchronous with the external clock is not output.
[0095]
By the way, when the upper limit of the frequency of the external clock input to the synchronization circuit having the SAD circuit is such that the clock CLK is selected by the unit delay element at the final stage in the backward pulse delay line 46, the output internal clock is output. This period is longer by the unit delay element, and there is no problem. For example, when the operable frequency is 100 MHz (the cycle is 10 ns) and the signal delay time per unit delay element is 400 ps, for example, the unit delay element as shown in FIG. 17 is used for the backward pulse delay line. In the synchronous circuit of the embodiment, one cycle is 10 ns + 400 ps = 10.4 ns, and operation is possible up to 96 MHz. That is, the effect is very small, 10% or less.
[0096]
Further, since the actual operating frequency of the SAD circuit is sufficiently lower than the operable frequency, there is no problem.
[0097]
Further, even if the unit delay element 45 of the last stage of the backward pulse delay line 46 is used as shown in FIG. 18, the signal delay time when passing the pulse from the previous stage is the unit delay other than the last stage. Since there is no change with the element, the synchronous operation can be performed accurately.
[0098]
In the above description, the case where the unit delay element having only the last stage of the backward pulse delay line 46 is configured as shown in FIG. 18 has been described. However, this is not necessarily limited to the last stage. As long as the frequency does not cause a problem, a plurality of unit delay elements including the final stage may be used so as to have the configuration shown in FIG.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to synchronize the entire system at a high speed, and thereby it is possible to stop the operation in an unnecessary period and to prevent an increase in standby power. A circuit system can be provided.
[0100]
In addition, according to the present invention, it is possible to provide a synchronization circuit that can synchronize the entire system at high speed, and can thereby stop the operation during an unnecessary period and prevent an increase in standby power. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a synchronous circuit system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a synchronous circuit system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a synchronous circuit system according to a third embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram showing a specific configuration of a control circuit used in each synchronous circuit system of FIGS. 1 to 3; FIG.
5 is a circuit diagram showing another specific configuration of a control circuit used in each synchronous circuit system of FIGS. 1 to 3; FIG.
6 is a circuit diagram showing still another specific configuration of a control circuit used in each synchronous circuit system of FIGS. 1 to 3; FIG.
7 is a timing chart showing an example of the operation of the control circuit in FIG. 6;
FIG. 8 is a circuit diagram showing another specific configuration of a control circuit used in each synchronous circuit system of FIGS. 1 to 3;
FIG. 9 is a diagram collectively showing logic operations of unit delay elements in a backward pulse delay line used in each synchronous circuit system of FIGS. 1 to 3;
FIG. 10 is a timing chart showing an example of the operation of a synchronous circuit including a conventional SAD circuit.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a synchronization circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a synchronization circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a synchronization circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
14 is a timing chart showing the operation of the synchronization circuit shown in FIG.
FIG. 15 is a circuit diagram of a control circuit used in each of the fourth to sixth synchronization circuits.
16 is a circuit diagram showing a conventional specific configuration of a unit delay element in a backward pulse delay line that performs the logical operation shown in FIG. 9;
FIG. 17 collectively shows logic operations of unit delay elements in a backward pulse delay line used in a synchronization circuit according to a seventh embodiment of the present invention;
FIG. 18 is a circuit diagram showing a specific configuration of a unit delay element in a backward pulse delay line used in a synchronization circuit according to a seventh embodiment of the present invention;
FIG. 19 is a block diagram of a SAD type synchronization circuit;
20 is a timing chart showing an example of the operation of the synchronization circuit shown in FIG.
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a clock generation circuit configured using the synchronization circuit of FIG. 19;
22 is a circuit diagram in a case where one synchronization circuit of the clock generation circuit of FIG. 21 is configured using an SAD circuit.
23 is a circuit diagram in the case where the other synchronization circuit of the clock generation circuit of FIG. 21 is configured using an SAD circuit.
24 is a timing chart showing an example of the operation of the clock generation circuit using the synchronization circuit shown in FIGS. 22 and 23. FIG.
[Explanation of symbols]
11: first synchronization circuit,
12 ... Second synchronization circuit,
13, 14 ... control circuit,
21, 23 ... counter,
22 ... Switch circuit,
31, 32, 35-1 to 35-n... Shift register,
33, 37 ... AND gate,
34, 36 ... inverter,
41 ... Input buffer,
42. Delay monitor circuit,
43, 45 ... Unit delay elements,
44. Delay line for forward pulse,
46 ... Reverse pulse delay line,
47, 50 ... control circuit,
48 ... Output buffer,
51, 52 ... buffer,
53, 54, 55 ... imitation circuit,
61, 62 ... clocked inverter,
63 ... an inverter,
SAD11: SAD circuit.

Claims (3)

第1のクロックが入力される第1のディレイモニタ回路と、第1の前進パルス遅延線と第1の後退パルス遅延線とを有し、上記第1のクロックと上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第1のクロックが入力された後の上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックを第1の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第1のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第1のクロックを上記第1の前進パルス遅延線で遅延された上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第1の後退パルス遅延線で遅延して第2のクロックを出力する第1の同期型調整遅延回路とを有する第1の同期回路と、
上記第1の同期回路から出力される第2のクロックのうち少なくとも最初に出力される1個のパルスは遮断し、その後、上記第1の同期回路から出力されるパルス群を第2のクロックとして順次出力する制御回路と、
上記制御回路から出力される第2のクロックが入力される第2のディレイモニタ回路と、第2の前進パルス遅延線と第2の後退パルス遅延線とを有し、上記第2のクロックと上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第2のクロックが入力された後の上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックを第2の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第2のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第2のクロックを上記第2の前進パルス遅延線で遅延された上記第2のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第2の後退パルス遅延線で遅延して第3のクロックを出力する第2の同期型調整遅延回路とを有する第2の同期回路
とを具備したことを特徴とする同期回路システム。
A first delay monitor circuit first clock are entered, the first forward pulse delay line and a first backward pulse delay line, from the first clock and the first delay monitor circuit The output clock from the first delay monitor circuit after the first clock of the first cycle is input is delayed by a first forward pulse delay line for a predetermined time, The first clock delayed by the first forward pulse delay line after the arrival of the first clock of the second cycle, which is the next cycle of the first cycle, of the first clock of the next second cycle. The second delay pulse is delayed by the first backward pulse delay line for a time corresponding to the delay time of the output clock from the delay monitor circuit or n / m (where n and m are respectively positive integers) . Croc A first synchronization circuit having a first synchronous adjustable delay circuit for outputting,
Of the second clocks output from the first synchronization circuit, at least one pulse output first is cut off, and then the pulse group output from the first synchronization circuit is used as the second clock. A control circuit for sequentially outputting;
A second delay monitor circuit to which a second clock output from the control circuit is input ; a second forward pulse delay line; and a second backward pulse delay line; The output clock from the second delay monitor circuit is input, and the output clock from the second delay monitor circuit after the second clock of the first cycle is input is used as the second forward pulse delay line. And the second forward pulse delay line of the second clock of the next second cycle after the arrival of the second clock of the second cycle that is the next cycle of the first cycle. The second backward pulse delay is delayed by the time corresponding to the delay time of the output clock from the second delay monitor circuit or n / m (where n and m are respectively positive integers). Synchronization circuit system characterized by comprising a second synchronizing circuit having a second synchronous adjustable delay circuit for outputting a third clock delayed by a line.
第1のクロックが入力される第1のディレイモニタ回路と、第1の前進パルス遅延線と第1の後退パルス遅延線とを有し、上記第1のクロックと上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックとが入力され、第1のサイクルの上記第1のクロックが入力された後の上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックを第1の前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルの第1のクロックの到達後にこの次の第2のサイクルの第1のクロックを上記第1の前進パルス遅延線で遅延された上記第1のディレイモニタ回路からの出力クロックの遅延時間に相当する時間もしくはそのn/m(ただし、n、mはそれぞれ正の整数)の時間だけ上記第1の後退パルス遅延線で遅延して出力する第1の同期型調整遅延回路とを有し、第1のクロックに応じた第2のクロックを出力する第1の同期回路と、
上記第1のクロックの入力ノードと上記第1の同期回路における第1の同期型調整遅延回路との間に挿入され、上記第1のクロックのうち少なくとも最初に入力される1個の第1のクロックは遮断し、その後、上記入力ノードに与えられる第1のクロックを順次出力する制御回路と、
上記第1の同期回路から出力される第2のクロックが入力される第2の同期回路
とを具備したことを特徴とする同期回路システム。
A first delay monitor circuit to which a first clock is input; a first forward pulse delay line; and a first backward pulse delay line; from the first clock and the first delay monitor circuit; The output clock from the first delay monitor circuit after the first clock of the first cycle is input is delayed by a first forward pulse delay line for a predetermined time, The first clock delayed by the first forward pulse delay line after the arrival of the first clock of the second cycle, which is the next cycle of the first cycle, of the first clock of the next second cycle. The first output is delayed by the first backward pulse delay line for a time corresponding to the delay time of the output clock from the delay monitor circuit or n / m (where n and m are respectively positive integers). 1 And a synchronous adjustment delay circuit, a first synchronization circuit for outputting the second clock in accordance with the first clock,
One first input that is inserted between the input node of the first clock and the first synchronous adjustment delay circuit in the first synchronous circuit and is input at least first among the first clocks. A control circuit that cuts off the clock and then sequentially outputs a first clock applied to the input node;
A synchronizing circuit system comprising: a second synchronizing circuit to which a second clock output from the first synchronizing circuit is input.
クロックが入力される入力バッファと、
上記入力バッファの出力が入力され、所定の信号遅延量を有するディレイモニタ回路と、
多段縦続接続された複数個の第1の単位遅延素子からなり、上記ディレイモニタ回路の出力を多段縦続接続された複数個の第1の単位遅延素子で順次遅延する第1の遅延線と、
上記ディレイモニタ回路の出力が入力され、上記ディレイモニタ回路から第1のサイクルのクロックが出力された後からこの第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルのクロックが出力されるまでの1周期の期間に、上記第1のパルス遅延線において上記ディレイモニタ回路の出力が通過した第1の単位遅延素子を検出する検出回路と、
多段縦続接続された複数個の第2の単位遅延素子からなり、上記検出回路の検出結果に応じた段の第2の単位遅延素子で上記ディレイモニタ回路から出力される上記第2サイクルのクロックを選択し、この選択したクロックをそれよりも後段に位置する複数個の第2の単位遅延素子を介して順次遅延する第2の遅延線と、
上記第2の遅延線の出力が入力される出力バッファとを具備し、
上記ディレイモニタ回路における上記信号遅延量が上記入力バッファと上記出力バッファにおける各信号遅延量の和に相当する信号遅延量に設定され、
かつ上記第2の遅延線における少なくとも最終段の第2の単位遅延素子には上記ディレイモニタ回路の出力が入力されずかつその前段の第2の単位遅延素子からの出力を遅延する構成を有することを特徴とする同期回路。
An input buffer to which the clock is input;
A delay monitor circuit that receives the output of the input buffer and has a predetermined signal delay amount;
A first delay line comprising a plurality of first unit delay elements connected in cascade in a plurality of stages, wherein the output of the delay monitor circuit is sequentially delayed by the plurality of first unit delay elements connected in cascade;
From the time when the output of the delay monitor circuit is input and the first cycle clock is output from the delay monitor circuit to the time when the clock of the second cycle, which is the next cycle of the first cycle, is output. A detection circuit for detecting a first unit delay element through which the output of the delay monitor circuit has passed in the first pulse delay line during a period of one cycle;
A plurality of second unit delay elements connected in cascade are connected to each other, and the second cycle clock output from the delay monitor circuit is output by the second unit delay element of the stage according to the detection result of the detection circuit. A second delay line that sequentially delays the selected clock through a plurality of second unit delay elements located at a later stage than the selected clock;
An output buffer to which the output of the second delay line is input;
The signal delay amount in the delay monitor circuit is set to a signal delay amount corresponding to the sum of the signal delay amounts in the input buffer and the output buffer,
The output of the delay monitor circuit is not input to at least the second unit delay element in the final stage of the second delay line, and the output from the second unit delay element in the preceding stage is delayed. A synchronization circuit characterized by the above.
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