JP4244468B2 - Clock generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されたクロックの位相を、水平同期信号などの基準となる信号の位相に合わせるクロック発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の発振回路は特開平1−91519号広報および特開平10−41796号広報に示すような構成が一般的であった。以下、その構成について図を参照しながら説明する。
【0003】
図3は特開平1−91519号広報による従来型クロック発生装置のブロック図である。図3において位相制御される前のクロックCKが入力され、インバータ201〜216で反転と遅延の処理が行われる。インバータ217〜220はインバータ201〜208のファンアウトを全て等しくする為のものである。前記クロックCKと反転遅延がなされたインバータ209〜212の出力は、ラッチ221〜225において周期化パルスEによりそれぞれ同時にラッチされる。図4は図3における各部の波形図である。Eが図4のような立ち下がりエッジをもって変化した時、ラッチ223の出力NQがHレベル、ラッチ224の出力QがHレベルとなり、同期化パルスEの立ち下がりエッジとほぼ同時のエッジをもったクロックとしてインバータ211の出力(ラッチ224のD(データ)入力)が選択される。一般的にはn−1段目のラッチの出力NQとn段目のラッチの出力Qが同時にHレベルになった時、n段目のD(データ)入力を反転した信号が同期化パルスEの立ち下がりエッジとほぼ同時にエッジを持ったクロックとして選択される。
【0004】
図3おいてインバータ201〜220、ラッチ222〜225、ANDゲート226〜233、NORゲート234〜237はそれぞれ4段にしているが、段数はインバータ201〜208によって入力クロックCKに対して位相が180°以上遅れたクロックを作り、位相制御範囲が180°以上となるように設定する必要がある。この為ある程度低い周波数のクロックを入力された場合においても位相制御範囲が180°以上となるようにインバータの段数を設定した場合、逆に高い周波数のクロックが入力されると検出回路で複数のインバータ出力が選択される。この為初段側で選択されたインバータ出力と、後段側で選択されたインバータ出力との遅延差が生じ、結果NANDゲート238によって論理積をとった出力クロックTはデューティが崩れてしまい、回路の動作が不安定になる。
【0005】
そこで特開平10−41796号広報では上記問題を図る為、図5に示すような検出回路で検出されたインバータ出力の検出総数を演算し、その演算結果を次の検出時にフィードバックさせることによって最適なインバータ出力を唯一選択させる手法が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特開平10−41796号広報に示す回路では、演算回路を用いることにより回路規模が増大してしまう。更に半導体製造プロセスの微細化に伴って各インバータにおける遅延量が小さくなることからインバータ段数を増大させる必要があるため、演算回路の規模もこれに伴って増大し回路規模そのものが大きくなってしまい、半導体回路化させる上では非実用的である。また同時に最適なインバータ出力を選択させるために演算回路が用いられいるが、演算結果が得られるまで最適なインバータ出力を判断する事ができずリアルタイム処理が不可能である。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、回路規模の大きい演算器を用いずに最適なインバータ出力を唯一選択させ、かつリアルタイム処理を実現する方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項1に記載のクロック発生回路は、略一定周波数でかつ連続的なクロックが初段の入力に供給される直列接続された複数のインバータと、
前記インバータの各出力をひとつの同期化パルスでラッチする複数のラッチと、
前記ラッチの出力により前記複数のインバータの出力の中から前記同期化パルスのエッジと略同一タイミングのエッジをもつクロックである前記インバータの出力を選択するインバータ出力選択回路と、
前記インバータ出力選択回路で選択した前記インバータの出力の無効および有効を切り換える制御回路と、
前記インバータ出力選択回路で選択され前記制御回路で有効とされた前記インバータの出力から位相制御のなされたクロックを作成するクロック作成回路と、前記インバータ出力選択回路で選択した前記インバータの出力のエッジ以降レベルが変化しない信号を生成するマスク信号生成回路とを備え、
前記マスク信号生成回路のマスク信号に基づき前記制御回路による前記インバータの出力の無効および有効の切り換えを行うようにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下、図1、2を用いて説明する。
【0010】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係わるクロック発生装置図である。各機能について説明する。
【0011】
インバータ101〜120、ラッチ121〜125、ANDゲート126〜133およびNORゲート134〜137、同期化パルスのエッジと同一タイミングのエッジをもったクロックを選択するANDゲート126〜133、およびNORゲート142〜145は従来の構成と同様である。続いてANDゲート134〜141およびORゲート146〜149は前記同期化されたクロックが選択されたポイントを検出する回路である。例えばNORゲート142から同期クロックが選択された場合、ORゲート143の出力もHとなり、後段のNORゲート144〜148の出力をORゲート151〜153によって全て無効にさせる。従って回路全体として初段の検出ポイントのみから同期クロックが出力Tとして選択される。なお、それらの動作を説明するためのタイミング図を図2に示す。
【0012】
また、図1に示すモジュールを直列につなぐことにより、クロックの周波数のレンジが広くなった場合にも対応することができる。その場合、信号M(n)、M(n+1)に示すように、各々のモジュールで生成したマスク信号を後段に伝搬することにより、本発明に示す効果を得ることができる。
【0013】
【発明の効果】
上記構成により、前記同期化パルスのエッジと同一タイミングのエッジをもつクロックを唯一することが可能となり、常に全自動かつリアルタイムで最適なクロックを発生させることが可能となり、またこれを実現させる回路構成も簡単な事から半導体回路化に適している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係わるクロック発生装置のブロック図
【図2】図1に示すクロック発生装置の動作を説明するタイミング図
【図3】従来のクロック発生装置の第1のブロック図
【図4】図3に示すクロック発生装置の動作を説明するタイミング図
【図5】従来のクロック発生装置の第2のブロック図
【符号の説明】
101〜120 クロック遅延用インバータ
121〜125 同期クロック検出用ラッチ
126〜133 同期クロック選択用ANDゲート
134〜137 同期クロック選択用NORゲート
138〜145 同期ポイント検出用ANDゲート
146〜149 同期ポイント検出用ORゲート
150〜154 多重同期クロック出力無効処理用ORゲート
155 同期クロック出力用NANDゲート
156 同期クロック出力用ORゲート
201〜220 クロック遅延用インバータ
221〜225 同期クロック検出用ラッチ
226〜233 同期クロック選択用ANDゲート
234〜237 同期クロック選択用NORゲート
238 同期クロック出力用NANDゲート
239 同期クロック出力用ORゲート
401〜420 クロック遅延用インバータ
421〜425 同期クロック検出用ラッチ
426〜433 同期クロック選択用ANDゲート
434〜437 同期クロック選択用NORゲート
438〜445 同期ポイント検出用ANDゲート
446〜449 同期ポイント検出用NORゲート
450〜454 多重同期クロック出力無効処理用ORゲート
455〜456 多重同期クロック出力カウント用ORゲート
459 同期クロック出力用NANDゲート
459 同期クロック出力用ORゲート
460 同期クロック数カウント回路
461 インバータ出力数増減判定回路
462 シフトレジスタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock generator that matches the phase of an input clock with the phase of a reference signal such as a horizontal synchronizing signal.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of oscillating circuit is generally configured as shown in Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-91519 and 10-41796. The configuration will be described below with reference to the drawings.
[0003]
FIG. 3 is a block diagram of a conventional clock generator disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-91519. In FIG. 3, a clock CK before phase control is input, and inverters 201 to 216 perform inversion and delay processing. The inverters 217 to 220 are for making all the fanouts of the inverters 201 to 208 equal. The outputs of the inverters 209 to 212 that have been inverted and delayed with respect to the clock CK are simultaneously latched by the periodic pulse E in the latches 221 to 225, respectively. FIG. 4 is a waveform diagram of each part in FIG. When E changes with a falling edge as shown in FIG. 4, the output NQ of the latch 223 becomes the H level, the output Q of the latch 224 becomes the H level, and the edge almost coincides with the falling edge of the synchronization pulse E. The output of the inverter 211 (D (data) input of the latch 224) is selected as the clock. Generally, when the output NQ of the n-1 stage latch and the output Q of the n stage latch simultaneously become H level, a signal obtained by inverting the D (data) input of the n stage is a synchronization pulse E. Is selected as a clock having an edge almost simultaneously with the falling edge.
[0004]
In FIG. 3, the inverters 201 to 220, the latches 222 to 225, the AND gates 226 to 233, and the NOR gates 234 to 237 have four stages, but the number of stages is 180 with respect to the input clock CK by the inverters 201 to 208. It is necessary to make a clock delayed by more than ° and set the phase control range to be more than 180 °. For this reason, when the number of inverter stages is set so that the phase control range is 180 ° or more even when a low-frequency clock is input, a plurality of inverters are detected by the detection circuit when a high-frequency clock is input. Output is selected. Therefore, a delay difference occurs between the inverter output selected on the first stage side and the inverter output selected on the rear stage side. As a result, the duty of the output clock T obtained by the logical product by the NAND gate 238 is lost, and the circuit operation Becomes unstable.
[0005]
In order to solve the above problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-41796 discloses an optimum operation by calculating the total number of inverter outputs detected by the detection circuit as shown in FIG. 5 and feeding back the calculation result at the next detection. A method of selecting the inverter output only has been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-41796, the circuit scale is increased by using an arithmetic circuit. Furthermore, since the amount of delay in each inverter becomes smaller with the miniaturization of the semiconductor manufacturing process, it is necessary to increase the number of inverter stages. Therefore, the scale of the arithmetic circuit increases accordingly, and the circuit scale itself increases. It is impractical to make a semiconductor circuit. At the same time, an arithmetic circuit is used to select an optimal inverter output. However, the optimal inverter output cannot be determined until a calculation result is obtained, and real-time processing is impossible.
[0007]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a method for realizing real-time processing by only selecting an optimum inverter output without using an arithmetic unit having a large circuit scale.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a clock generation circuit according to claim 1 of the present invention includes a plurality of inverters connected in series, each having a substantially constant frequency and a continuous clock supplied to the input of the first stage;
A plurality of latches for latching each output of the inverter with one synchronization pulse;
An inverter output selection circuit that selects an output of the inverter that is a clock having an edge having substantially the same timing as an edge of the synchronization pulse from the outputs of the plurality of inverters by the output of the latch;
A control circuit for switching invalidity and validity of the output of the inverter selected by the inverter output selection circuit;
A clock generation circuit for generating a phase-controlled clock from the output of the inverter selected by the inverter output selection circuit and enabled by the control circuit; and after the output edge of the inverter selected by the inverter output selection circuit A mask signal generation circuit that generates a signal whose level does not change,
Based on the mask signal from the mask signal generation circuit, the control circuit switches between invalidity and validity of the output of the inverter.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0010]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a diagram showing a clock generator according to Embodiment 1 of the present invention. Each function will be described.
[0011]
Inverters 101-120, latches 121-125, AND gates 126-133 and NOR gates 134-137, AND gates 126-133 for selecting a clock having an edge having the same timing as the edge of the synchronization pulse, and NOR gate 142- Reference numeral 145 is the same as the conventional configuration. Subsequently, AND gates 134 to 141 and OR gates 146 to 149 are circuits for detecting a point at which the synchronized clock is selected. For example, when the synchronous clock is selected from the NOR gate 142, the output of the OR gate 143 is also H, and all the outputs of the subsequent NOR gates 144 to 148 are invalidated by the OR gates 151 to 153. Therefore, the synchronous clock is selected as the output T only from the first detection point of the entire circuit. A timing chart for explaining these operations is shown in FIG.
[0012]
Further, by connecting the modules shown in FIG. 1 in series, it is possible to cope with a case where the clock frequency range is widened. In that case, as shown in signals M (n) and M (n + 1), the effects shown in the present invention can be obtained by propagating the mask signal generated in each module to the subsequent stage.
[0013]
【The invention's effect】
With the above configuration, it is possible to use only a clock having an edge having the same timing as the edge of the synchronization pulse, and it is possible to always generate an optimal clock in a fully automatic and real-time manner. However, it is suitable for semiconductor circuit formation.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a clock generator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of the clock generator shown in FIG. FIG. 4 is a timing diagram for explaining the operation of the clock generator shown in FIG. 3. FIG. 5 is a second block diagram of a conventional clock generator.
101 to 120 Clock delay inverters 121 to 125 Synchronous clock detection latches 126 to 133 Synchronous clock selection AND gates 134 to 137 Synchronous clock selection NOR gates 138 to 145 Synchronization point detection AND gates 146 to 149 Synchronization point detection OR Gates 150 to 154 Multiple synchronization clock output invalid processing OR gate 155 Synchronization clock output NAND gate 156 Synchronization clock output OR gates 201 to 220 Clock delay inverters 221 to 225 Synchronization clock detection latches 226 to 233 Synchronization clock selection AND Gates 234 to 237 Synchronous clock selection NOR gate 238 Synchronous clock output NAND gate 239 Synchronous clock output OR gates 401 to 420 Clock delay inverter 421 425 Synchronization clock detection latches 426 to 433 Synchronization clock selection AND gates 434 to 437 Synchronization clock selection NOR gates 438 to 445 Synchronization point detection AND gates 446 to 449 Synchronization point detection NOR gates 450 to 454 Multiple synchronization clock outputs Invalid processing OR gates 455 to 456 Multiple synchronous clock output count OR gate 459 Synchronous clock output NAND gate 459 Synchronous clock output OR gate 460 Synchronous clock number count circuit 461 Inverter output number increase / decrease determination circuit 462 Shift register

Claims (1)

略一定周波数でかつ連続的なクロックが初段の入力に供給される直列接続された複数のインバータと、
前記インバータの各出力をひとつの同期化パルスでラッチする複数のラッチと、
前記ラッチの出力により前記複数のインバータの出力の中から前記同期化パルスのエッジと略同一タイミングのエッジをもつクロックである前記インバータの出力を選択するインバータ出力選択回路と、
前記インバータ出力選択回路で選択した前記インバータの出力の無効および有効を切り換える制御回路と、
前記インバータ出力選択回路で選択され前記制御回路で有効とされた前記インバータの出力から位相制御のなされたクロックを作成するクロック作成回路と、
前記インバータ出力選択回路で選択した前記インバータの出力のエッジ以降レベルが変化しない信号を生成するマスク信号生成回路とを備え、
前記マスク信号生成回路のマスク信号に基づき前記制御回路による前記インバータの出力の無効および有効の切り換えを行うようにしたクロック発生装置。
A plurality of inverters connected in series, each having a substantially constant frequency and a continuous clock supplied to the input of the first stage;
A plurality of latches for latching each output of the inverter with one synchronization pulse;
An inverter output selection circuit that selects an output of the inverter that is a clock having an edge having substantially the same timing as an edge of the synchronization pulse from the outputs of the plurality of inverters by the output of the latch;
A control circuit for switching invalidity and validity of the output of the inverter selected by the inverter output selection circuit;
A clock generation circuit that generates a phase-controlled clock from the output of the inverter selected by the inverter output selection circuit and enabled by the control circuit;
A mask signal generation circuit that generates a signal whose level does not change after the edge of the output of the inverter selected by the inverter output selection circuit;
A clock generator configured to switch invalidity and validity of the output of the inverter by the control circuit based on a mask signal of the mask signal generation circuit.
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