JP4324410B2 - デューティサイクルの修正が可能なデジタルdll装置及びデューティサイクルの修正方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、デューティサイクルの修正が可能なデジタルDLL装置及びデューティサイクルの修正方法に関し、外部クロックと内部クロックとの間のスキュー(skew)を補償するクロック発生装置が必要な種々の半導体装置及びコンピュータシステムに用いられる、デューティサイクルの修正が可能なデジタルDLL装置及びデューティサイクルの修正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ディレイロックループ(以下、「DLL」と記す)は、同期式メモリ装置(synchronous random access memory)において外部クロックと内部クロックとを一致させるために用いられる。同期式メモリの全ての書込みと読出しなどの動作は、クロックの立上りエッジで行われる。しかし、メモリ装置の付加的な構成要素によってタイミング遅延が発生する。そこで、ディレイロックループは、外部クロックを入力されて、外部クロックに同期した内部クロックを生成して、回路動作におけるタイミング遅延を除くための回路である。従来、このようなクロック信号遅延を調整解消するため、種々のDLL回路の技術があった。
【0003】
第一に、米国特許第6157238号には、半導体メモリ装置の外部に設けられて外部クロック信号を生成する外部クロックソースと、マスタ周波数増幅器及びマスタDLL回路部を含み、外部クロック信号に同期される制御器と、マスタ周波数増幅器及びマスタDLL回路を各々含み、外部クロック信号に同期される複数個のDRAMを含む半導体メモリ装置のクロックシステムが開示されている(特許文献1参照)。
【0004】
第二に、米国特許第5808498号には、共通ノードを有するソースカップリング対の形態を形成し、入力基準信号及びその相補信号を受信する入力対及び一対の出力ノードを含む一対の電界効果トランジスタを含み、各々複数個の出力ノード及び第1供給レールの間にカップリングされた第1及び第2電流ソースを含み、前記第1及び第2電流ソースは、Iアンペアの電流値を生成し、共通ノードと第2供給レールとの間にカップリングされた第3電流ソースを含み、前記第3電流ソースは、2Iアンペアの電流値をシンキング(sinking)する第1差動増幅器と、複数個の出力ノードを交差してカップリングされ、入力基準信号及びその相補信号に応答して、前記差動増幅器の出力ノードに一対の相補的三角波信号を生成するようにするフィルタ回路と、一対の相補的三角波信号を受信するカップリングされた一対の入力を有し、一対の相補的三角波信号との間の比較に応答して、入力基準信号と所定の位相関係を有する出力信号とを生成する比較器を含む位相シフト回路が開示されている(特許文献2参照)。
【0005】
第三に、日本特許公開第2001−6399号には、外部クロックを位相調整し内部クロックを発生する位相調整部を有する半導体装置において、前記外部クロックの周波数が前記位相調整部の位相調整範囲から外れたことを検出する検出器と、外部から入力する制御信号に応じて転換される第1の動作モードと第2の動作モードを有し、前記第1の動作モードにおいては前記検出器の検出結果に関係なしに所定の出力信号を出力し、前記第2の動作モードにおいては前記検出器の検出結果に応じて所定の出力状態となる出力回路を有することを特徴とする半導体装置が開示されている(特許文献3参照)。
【0006】
最後に、日本特許公開平11−353878号には、入力される第1のクロックの位相を調整して外部クロックに対し所定の位相だけ遅れた第2のクロックを生成するクロック位相調整回路を有し、該第1のクロックまたは該第2のクロックのいずれか一方と同期したデータを出力する半導体装置において、前記クロック位相調整回路内の前記第1のクロックの遅延量を示す指示信号に応答して該第1のクロックの周波数を判定し、制御信号を出力するクロック周波数判定部と、前記制御信号に応答して前記第1のクロックまたは第2のクロックの一方を選択するクロック選択部とを備えることを特徴とする半導体装置が開示されている(特許文献4参照)。
【0007】
【特許文献1】
米国特許第6157238号
【0008】
【特許文献2】
米国特許第5808498号
【0009】
【特許文献3】
日本特許公開第2001−6399号
【0010】
【特許文献4】
日本特許公開平11−353878号
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のDDR(Doubl Data Rate)メモリで用いられるものと同様のDLLは、クロック信号において、基準信号及び相補信号を利用して全体位相の遅延を調整するのみで、デューティサイクルのズレに対して補正をしないので、外部クロックのデータ処理においてデューティエラー(duty error)が発生する場合に、それを修正できないという問題点がある。
【0012】
この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、混合回路(blend circuit)を利用してデューティエラーを修正し、50%のデューティサイクルを有する内部クロック信号を生成できるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置及びデューティサイクル修正方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、この発明によるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置は、外部クロック信号を入力されて、それをバッファリングしてクロック入力信号を順次出力するバッファと、前記バッファから前記クロック入力信号を入力されるとともに第1比較信号及び第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号をDLL回路における位相同期を取るため前記第1比較信号に応じた所定の時間だけ遅延させて第1クロック信号を出力し、前記クロック入力信号をDLL回路における位相同期を取るため前記第2比較信号に応じた所定の時間だけ遅延させかつ極性を反転させて第2クロック信号を出力する遅延ライン部と、前記第1クロック信号及び前記第2クロック信号を入力されて、前記第1クロック信号の立下りエッジと前記第2クロック信号の立下りエッジとの間にそれぞれ立下りエッジを移動させて第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を生成して出力するデューティエラー調整部と、前記第1混合クロック信号を入力されて、前記第1混合クロック信号がメモリ装置の構成要素を通過する内部クロックとして用いられてデータ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間を推定して、前記第1混合クロック信号を遅延させて第1補償クロック信号を生成して出力する第1遅延モデル部と、前記外部クロック信号を入力されて、前記第1補償クロック信号と比較して第1比較信号を生成し、前記第1比較信号を前記遅延ライン部に出力する第1直接位相感知器と、前記第2混合クロック信号を入力されて、前記第2混合クロック信号が前記メモリ装置の構成要素を通過する内部クロックとして用いられて前記データ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間を推定して、前記第2混合クロック信号を遅延させて第2補償クロック信号を生成して出力する第2遅延モデル部と、前記外部クロック信号を入力されて、前記第2補償クロック信号と比較して第2比較信号を生成し、前記第2比較信号を前記遅延ライン部に出力する第2直接位相感知器とを備えてなるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を提供する。
【0014】
また、この発明は、外部クロック信号とそれぞれ第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致するか否かを感知するステップと、立上りエッジが一致しない場合には、立上りエッジが一致するようにそれぞれ第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップにおける位相同期を取るための遅延時間量を調整するステップと、立上りエッジが一致する場合には、第2クロック信号の立下りエッジと第1クロック信号の立下りエッジとの中でいずれが先んじているかを感知するステップと、第1クロック信号の立下りエッジと第2クロック信号の立下りエッジとの中で立下りエッジが先んじていない方の信号に0.5より小さい加重値を用いて重み付けし、立下りエッジが先んじている信号の方に0.5より大きい加重値を用いて重み付けをして両信号を位相混合し、またいずれが先んじているかを感知するステップに戻り、立下りエッジが一致したら終了するステップとを含むデューティサイクル修正方法を提供する。
【0015】
また、この発明は、外部クロック信号とそれぞれ第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致するか否かを感知するステップと、立上りエッジが一致する場合には、第2混合クロック信号の立下りエッジと第1混合クロック信号の立下りエッジとが一致するか否かを感知するステップと、立下りエッジが一致しない場合には、第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号の中間位相を探すことができるよう、立下りエッジが先んじていない方の信号に対応する第1または第2クロック信号に0.5より小さい加重値を用いて重み付けし、立下りエッジが先んじている方の信号に対応する第1または第2クロック信号に0.5より大きい加重値を用いて重み付けして両信号を位相混合し、かつ立下りエッジが一致するか否かを感知するステップに戻り、立下りエッジが一致する場合には、過程を終了するステップとを含んでなるデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法を提供する。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の最も好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【0017】
まず、図1は、この発明の一実施例によるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図であって、この発明によるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置は、バッファ110、遅延ライン部120、デューティエラー調整部130、第1遅延モデル部140、第1直接位相感知器150、第2遅延モデル部160及び第2直接位相感知器170を含んで構成されている。
【0018】
バッファ110は、外部クロック信号ext_clkの入力を受けて、それをバッファリングしてクロック入力信号を生成し、前記クロック入力信号を後述する遅延ライン部120に出力する役割をする。
【0019】
また、遅延ライン部120は、前記バッファ110から前記クロック入力信号を入力され、第1直接位相感知器150及び第2直接位相感知器170の第1比較信号及び第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号をそれぞれ所定の時間だけ遅延させ一方を反転させて、それぞれクロック入力信号のデューティの前半と後半を表す第1及び第2のクロック信号を生成した後、デューティエラー調整部130に出力する役割をする。
【0020】
ここで、遅延ライン部120は、第1制御手段121、第1遅延ライン122、第2制御手段123及び第2遅延ライン124を含む。遅延ライン部120内に設けられた第1制御手段121は、第1直接位相感知器150からの第1比較信号に応じて遅延量を調節する第1制御信号を生成し、第1制御信号を第1遅延ライン122に出力する役割をする。また、遅延ライン部120内に設けられた第1遅延ライン122は、第1制御手段121から前記第1制御信号を入力され、バッファ110から前記クロック入力信号を入力され、前記第1制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間だけ遅延させて第1クロック信号intclk1を生成し、第1クロック信号intclk1をデューティエラー調整部130に出力する役割をする。一方、遅延ライン部120内に設けられた第2制御手段123は、第2直接位相感知器170の第2比較信号に応じて遅延量を調節する第2制御信号を生成し、前記第2制御信号を第2遅延ライン124に出力する役割をする。また、遅延ライン部120内に設けられた第2遅延ライン124は、第2制御手段123から前記第2制御信号を入力され、バッファ110から前記クロック入力信号を入力され、前記第2制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間だけ遅延させて第2クロック信号intclk2を生成し、第2クロック信号intclk2をデューティエラー調整部130に出力する役割をする。遅延ライン部120の動作により、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2の立上りエッジが一致させられる。
【0021】
一方、デューティエラー調整部130は、遅延ライン部120から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2を入力されて、第1クロック信号intclk1の立下りエッジと第2クロック信号intclk2の立下りエッジの中間にそれぞれの立下りエッジを移動させて、第1混合クロック信号int_clk及び第2混合クロック信号intclk2'を生成し、第1混合クロック信号int_clkを外部及び第1遅延モデル部140に出力し、第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部160に出力する役割をする。
【0022】
ここで、デューティエラー調整部130は、第1位相感知器131、混合器制御部132、第1位相混合器133及び第2位相混合器134を含む。デューティエラー調整部130内に設けられた第1位相感知器131は、遅延ライン部120から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2の各反転された波形を入力され、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2の各立下りエッジの中でどちらが先行しているかを示す位相感知信号を生成し、前記位相感知信号を混合器制御部132に出力する役割をする。
【0023】
また、デューティエラー調整部130内に設けられた混合器制御部132は、第1位相感知器131から入力された前記位相感知信号に応じて加重値Kを決定し、加重値Kを第1位相混合器133及び第2位相混合器134に出力する役割をする。ここで、加重値Kは、複数ビットにより表された加重信号を含んでいる。
【0024】
一方、デューティエラー調整部130内に設けられた第1位相混合器133は、混合器制御部132から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けをするとともに第2クロック信号intclk2に加重値Kを用いて重み付けをして、デューティを調整した第1混合クロック信号int-clkを生成し、第1混合クロック信号int-clkを第1遅延モデル部140に出力する役割をする。
【0025】
また、デューティエラー調整部130に設けられた第2位相混合器134は、混合器制御部132から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に加重値Kを用いて重み付けするとともに第2クロック信号intclk2に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けをして、デューティを調整した第2混合クロック信号intclk2'を生成し、第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部160に出力する役割をする。
【0026】
一方、遅延モデル部140は、デューティエラー調整部130からデューティが調節された前記混合クロック信号int_clkを入力される。混合クロック信号int_clkは、デューティエラー調整部130からこの発明を備えているメモリ装置の回路にも出力される。前記第1混合クロック信号int-clkはメモリ装置の構成要素を通過してデータ入/出力ピン(DQ PIN)まで伝達され、それら構成要素によって遅延値を有するようになる。第1遅延モデル部140は、そのような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第1混合クロック信号int-clkは補償されることによって、第1補償クロック信号iclk1が生成され、第1直接位相感知器150に出力する役割をする。
【0027】
また、第1直接位相感知器150は、前記外部クロック信号ext_clkを入力されて、第1遅延モデル部140から入力された前記補償クロック信号iclk1と比較して、第1比較信号を生成し、前記第1比較信号を遅延ライン部120に出力する役割をする。
【0028】
一方、第2遅延モデル部160は、デューティエラー調整部130からデューティが調節された前記第2混合クロック信号intclk2'を入力される。第2混合クロック信号intclk2'は、デューティエラー調整部におけるこの発明を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第2混合クロック信号intclk2'は、メモリ装置の構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それら構成要素によって、遅延値を有するようになる。第2遅延モデル部160は、このような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて、第2混合クロック信号intclk2'が補償されて、第2補償クロック信号iclk2が生成され、第2直接位相感知器170に出力する役割をする。
【0029】
また、第2直接位相感知器170は、前記外部クロック信号ext-clkを入力されて、それを第2遅延モデル部160から入力された第2補償クロック信号iclk2と比較して、第2比較信号を生成し、その第2比較信号を遅延ライン部120に出力する役割をする。
【0030】
図2に示すように、第1位相混合器133’の第1クロック信号intclk1の入力端子と第2クロック信号intclk2の入力端子とを、図1の場合に対して入れ替えて、それぞれのクロック信号に対して第1混合器133’と第2混合器134’とで同一の加重値を適用しても、図1に示す装置から得られるのと同様な結果が得られる。
【0031】
図3は、この発明の一実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置の動作を示す動作タイミング波形図であり、以下これを参照しながらこの発明のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置の動作を説明する。
【0032】
まず、外部クロック信号ext_clkがバッファ110を介して入力されると、遅延ライン部120によって2とおりの遅延を与えられて、第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2が生成されるが、第2クロック信号intclk2の方は第1クロック信号intclk1に対して極性が反転された波形を呈する信号であって、これら第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2は、それぞれクロック入力信号の1周期の前半のデューティと後半のデューティを表し、互に立上がりエッジの位相は同じであるが、デューティの歪み(duty distortion)により互に異なる立下りエッジの位相を有することがあり得る。そのため、第1位相感知器131によって、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2の中でいずれの立下りエッジが先行しているかが判別され、それによって、混合器制御部132は、加重値Kを調節する。すなわち、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2との立下りエッジの中間位相点を求めるため、加重値Kを調節するが、図3に示すように、第2クロック信号intclk2の立下りエッジが第1クロック信号intclk1の立下りエッジより先行している場合には、先行している第2クロック信号intclk2により大きい加重値を与えるのが普通であり、その値は、普通0.5より少し大きい値であって、正確な値はシミュレーションを通して求められる。
【0033】
最初は、加重値Kが0に設定されているが、第1補償クロック信号iclk1及び第2補償クロック信号iclk2が外部クロック信号ext-clkの立上りエッジとその位相が一致する瞬間から加重値Kを少しずつ増加させて行き、そのように加重値Kが増加される都度、図3に示すように、第1位相混合器133の出力である第1混合クロック信号int-clkはその立下りエッジが少しずつ前にシフトされ(図3の4段目の波形を参照)、第2位相混合器134の出力である第2混合クロック信号intclk2'は、その立下りエッジが少しずつ後にシフトされ(図3の5段目の波形を参照)るようになる。一方、装置内部で用いる内部クロック信号は、第1混合クロック信号int-clkであり、第2位相混合器134の出力の第2混合クロック信号intclk2'の方は、単に第2クロック信号intclk2を生成するためのものである。
【0034】
上述したように、両位相の中間となる位相を位相混合器133、134が作るためには、先んじている位相に対して加重値を0.5より大きい値とすべきであると述べたが、もし、図3のように第2クロック信号intclk2の立下りエッジが第1クロック信号intclk1の立下りエッジより先んじている場合には、第1位相混合器133の加重値Kを0.6とし、第2位相混合器134の加重値Kを0.4と設定できる。この場合、第1位相混合器133では、第2クロック信号intclk2の入力に対しては0.6の加重値を用いて重み付けをし、第1クロック信号intclk1に対しては0.4(=1−0.6)の加重値を用いて重み付けをするようになる。もちろん、第2位相混合器134では、逆に第1クロック信号intclk1の入力に対しては0.4の加重値を用いて重み付けをし、第2クロック信号intclk2に対しては0.6(=1−0.4)の値を用いて重み付けをする。ここで、両信号の立上りエッジは、同じ位相を有しているので、同じ一定の位相が続いて維持されるが、両立上りエッジも互に混合されるため、一つの遅延ラインが有しているジッタの量に比して、全体のジッタの量を半分に低減できる効果がある。
【0035】
図4は、この発明の他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図であり、この実施例のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置は、バッファ310、遅延ライン部320、デューティエラー調整部330、第1遅延モデル部340、第1直接位相感知器350、第2遅延モデル部360及び第2直接位相感知器370を含んで構成されている。
【0036】
バッファ310は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、それをバッファリングしてクロック入力信号を生成し、そのクロック入力信号を遅延ライン部320に出力する役割をする。また、遅延ライン部320は、バッファ310から前記クロック入力信号を入力され、第1直接位相感知器350からの第1比較信号及び第2直接位相感知器370からの第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号を所定の時間だけ遅延させた後、デューティエラー調整部330に出力する役割をする。ここで、遅延ライン部320は、第3制御手段321、第1シフトレジスタ322、第3遅延ライン323、第4制御手段324、第2シフトレジスタ325及び第4遅延ライン326を含む。
【0037】
遅延ライン部320内に設けられた第3制御手段321は、第1直接位相感知器350からの第1比較信号に応じて遅延量を調節する第1シフト信号を生成し、その第1シフト信号を第1シフトレジスタ322に出力する役割をする。次に、遅延ライン部320内に設けられた第1シフトレジスタ322は、第3制御手段321からの第1シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第3制御信号を生成し、その第3制御信号を第3遅延ライン323に出力する役割をする。次いで、遅延ライン部320内に設けられた第3遅延ライン323は、第1シフトレジスタ322から第3制御信号を入力されるとともにバッファ310から前記クロック入力信号を入力され、前記第3制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間だけ遅延させて第1クロック信号intclk1を生成し、その第1クロック信号intclk1をデューティエラー調整部330に出力する役割をする。つまり、第3遅延ライン323内には、複数個のユニット遅延セルが順次に連結された装置を備えているが、第1シフトレジスタ322から出力された第3制御信号に応じて、前記クロック入力信号を所望の個数のユニット遅延セルを経るようにすることによって、遅延量を調整する。
【0038】
他方、遅延ライン部320内に設けられた第4制御手段324は、第2直接位相感知器370からの第2比較信号に応じて遅延量を調節する第2シフト信号を生成し、その第2シフト信号を第2シフトレジスタ325に出力する役割をする。また、遅延ライン部320内に設けられた第2シフトレジスタ325は、第4制御手段324の前記第2シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第4制御信号を生成し、その第4制御信号を第4遅延ライン326に出力する役割をする。次いで、遅延ライン部320内に設けられた第4遅延ライン326は、第2シフトレジスタ325から前記第4制御信号を入力されるとともにバッファ310から前記クロック入力信号を入力され、第4制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間だけ遅延させた後、反転して第2クロック信号intclk2を生成し、その第2クロック信号intclk2をデューティエラー調整部330に出力する役割をする。つまり、第4遅延ライン326内には、複数個のユニット遅延セルが順次に連結された装置を備えているが、第2シフトレジスタ325から出力された第4制御信号に応じて、前記クロック入力信号を所望の個数のユニット遅延セルを経るようにすることによって、遅延量を調整する。
【0039】
次に、デューティエラー調整部330は、遅延ライン部320から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2を入力されて、第1クロック信号intclk1の立下りエッジと第2クロック信号intclk2の立下りエッジとの中間に各々のエッジを移動させて、第1混合クロック信号int_clk及び第2混合クロック信号intclk2'を生成し、第1混合クロック信号int_clkを外部及び第1遅延モデル部340に出力し、第2混合クロック信号intclk2'を遅延モデル部360に出力する役割をする。ここで、デューティエラー調整部330は、第1位相感知器331、混合器制御部332、第1位相混合器333及び第2位相混合器334を含んでいる。
【0040】
デューティエラー調整部330内に設けられた第1位相感知器331は、遅延ライン部320から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2の各反転された波形信号を入力され、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2の中でいずれの立下りエッジが先行しているかを示す位相感知信号を生成し、その位相感知信号を混合器制御部332に出力する役割をする。また、デューティエラー調整部330内に設けられた混合器制御部332は、第1位相感知器331から入力された前記位相感知信号に応じて、加重値Kを決定し、その加重値Kを第1位相混合器333及び第2位相混合器334に出力する役割をする。
【0041】
さらに、デューティエラー調整部330内に設けられた第1位相混合器333は、混合器制御部332から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けをするとともに第2クロック信号intclk2に加重値Kを用いて重み付けをして、デューティを調整した第1混合クロック信号int_clkを生成し、その第1混合クロック信号int_clkを第1遅延モデル部340に出力する役割をする。さらに、デューティエラー調整部330内に設けられた第2位相混合器334は、混合器制御部332から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に加重値Kを用いて重み付けをするとともに第2クロック信号intclk2に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けをして、デューティを調整した第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部360に出力する役割をする。
【0042】
他方、第1遅延モデル部340は、デューティエラー調整部330からデューティが調節された第1混合クロック信号int_clkを入力される。その第1混合クロック信号int_clkは、デューティエラー調整部330からこの発明を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第1混合クロック信号int_clkは、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それら構成要素によって、遅延値を有するようになる。第1遅延モデル部340はそのような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第1混合クロック信号int-clkが補償されて、第1補償クロック信号iclkが生成され、第1直接位相感知器350に出力する役割をする。また、第1直接位相感知器350は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、第1遅延モデル部340から入力された補償クロック信号iclkと比較して第1比較信号を生成し、その第1比較信号を遅延ライン部320に出力する役割をする。
【0043】
一方、第2遅延モデル部360は、デューティエラー調整部330からデューティが調整された第2混合クロック信号intclk2'を入力される。その第2混合クロック信号intclk2'は、デューティエラー調整部330からこの発明を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第2混合クロック信号intclk2'は、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それら構成要素によって遅延値を有するようになる。第2遅延モデル部360は、そのような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第2混合クロック信号intclk2'が補償されて第2補償クロック信号iclk2が生成されて、第2直接位相感知器370に出力する役割をする。そして、第2直接位相感知器370は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、第2遅延モデル部360から入力された第2補償クロック信号iclk2と比較して第2比較信号を生成し、その第2比較信号を遅延ライン部320に出力する役割をする。
【0044】
図5は、この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置内に設けられた遅延ライン323、326の内部構成を示すブロック図であり、この遅延ライン323、326は、粗遅延ライン(coarse delay line)401及び第3位相混合器402を含んでいる。
【0045】
この遅延ライン323、326内に設けられた粗遅延ライン401は、順次に連結された複数のユニット遅延セルが二つのラインを形成している。前記クロック入力信号は、二つのラインの複数のユニット遅延セルに分けられて入力され、アクティベートされたユニット遅延セルの個数に応じた遅延時間を有する第1混合器入力信号と第2混合器入力信号とを生成し、それら第1混合器入力信号と第2混合器入力信号は、第3位相混合器402に出力される。この遅延ライン323、326内に設けられた第1位相混合器402は、粗遅延ライン401から前記第1及び第2混合器入力信号を入力されて、遅延時間をさらに細かくチューニングする役割をする。この場合、チューニング遂行は、制御手段321、324の制御信号に応じて実行される。
【0046】
図6は、この発明のさらに他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図であり、この実施例のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置は、バッファ510、遅延ライン部520、デューティエラー調整部530、第1遅延モデル部540、第1直接位相感知器550、第2遅延モデル部560及び第2直接位相感知器570を含んで構成されている。
【0047】
バッファ510は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、それをバッファリングしてクロック入力信号を生成し、そのクロック入力信号を遅延ライン部520に出力する役割をする。
【0048】
遅延ライン部520は、バッファ510から前記クロック入力信号を入力され、第1直接位相感知器550からの第1比較信号及び第2直接位相感知器560からの第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号を所定の時間だけ遅延させた後、デューティエラー調整部530に出力する役割をする。ここで、遅延ライン部520は、複数個の遅延セル521、第5制御手段522、第1遅延信号生成手段523、第6制御手段524及び第2遅延信号生成手段525を含む。
【0049】
遅延ライン部520内に設けられた複数の遅延セル521は、バッファ510から前記クロック入力信号を入力される。そのクロック入力信号は、複数の遅延セル521を通過しながら、遅延セル一つの遅延量の差を有する複数の多重位相信号が生成される。このような複数の多重位相信号は、第1遅延信号生成手段523及び第2遅延信号生成手段525に向けて出力される。
【0050】
遅延ライン部520内に設けられた第5制御手段522は、第1直接位相感知器550の第1比較信号に応じて遅延量を調節する第5制御信号を生成し、その第5制御信号を第1遅延信号生成手段523に出力する役割をする。
【0051】
また、遅延ライン部520内に設けられた第1信号生成手段523は、第5制御手段522から前記第5制御信号を入力され、複数個の遅延セル521から前記複数の多重位相信号を入力され、前記第5制御信号に応じて前記多重位相信号の中で隣接する二つの信号を選択し、その二つの信号をチューニングして第1クロック信号intclk1を生成し、その第1クロック信号intclk1をデューティエラー調整部530に出力する役割をする。
【0052】
一方、前記遅延ライン部520内に設けられた第6制御手段524は、第2直接位相感知器570の第2比較信号に応じて遅延量を調節する第6制御信号を生成し、その第6制御信号を第2遅延信号生成手段525に出力する役割をする。
【0053】
また、遅延ライン部520内に設けられた第2信号生成手段525は、第6制御手段524から前記第6制御信号を入力され、複数個の遅延セル521から前記複数の多重位相信号を入力され、前記第6制御信号に応じて前記多重位相信号の中で二つの信号を選択し、それら二つの信号をチューニングし反転することによって、第2クロック信号intclk2を生成し、その記第2クロック信号intclk2をデューティエラー調整部530に出力する役割をする。
【0054】
次に、デューティエラー調整部530は、遅延ライン部520から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2を入力されて、第1クロック信号intclk1の立下りエッジと第2クロック信号intclk2の立下りエッジとの間に各々のエッジを移動させて第1混合クロック信号int_clk及び第2混合クロック信号intclk2'を生成し、第1混合クロック信号int_clkを外部及び第1遅延モデル部540に出力し、第2混合クロック信号intclk2'を遅延モデル部560に出力する役割をする。ここで、デューティエラー調整部530は、第1位相感知器531、混合器制御部532、第1位相混合器533及び第2位相混合器534を含む。
【0055】
デューティエラー調整部530内に設けられた第1位相感知器531には、遅延ライン部520から第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2が各反転されて入力され、第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2の中でいずれの立下りエッジが先んじているかを示す位相感知信号を生成し、その位相感知信号を混合器制御部532に出力する役割をする。
【0056】
また、デューティエラー調整部530内に設けられた混合器制御部532は、第1位相感知器531から入力された前記位相感知信号に応じて加重値Kを決定し、その加重値Kを第1位相混合器533及び第2位相混合器534に出力する役割をする。
【0057】
そして、デューティエラー調整部530内に設けられた第1位相混合器533は、混合器制御部532から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けするとともに第2クロック信号intclk2に加重値Kを用いて重み付けして、デューティを調整した第1混合クロック信号int_clkを生成し、その第1混合クロック信号int_clkを第1遅延モデル部540に出力する役割をする。他方、デューティエラー調整部530内に設けられた第2位相混合器534は、混合器制御部532から加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に加重値Kを用いて重み付けするとともに第2クロック信号intclk2に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けして、デューティを調整した第2混合クロック信号intclk2'を生成し、その第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部560に出力する役割をする。
【0058】
一方、遅延モデル部540は、デューティエラー調整部530からデューティが調節された第1混合クロック信号int_clkを入力される。その第1混合クロック信号int_clkは、デューティエラー調整部530からこの発明を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第1混合クロック信号int_clkは、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それらの構成要素によって遅延値を有するようになる。第1遅延モデル部540は、そのような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第1混合クロック信号int_clkが補償されて、第1補償クロック信号iclkが生成され、第1直接位相感知器550に出力する役割をする。次いで、第1直接位相感知器550は、外部クロック信号ext_clkを入力されて第1遅延モデル部540から入力された第1補償クロック信号iclkと比較して、第1比較信号を生成し、その第1比較信号を遅延ライン部520に出力する役割をする。
【0059】
一方、第2遅延モデル部560は、デューティエラー調整部530からデューティが調節された第2混合クロック信号intclk2'を入力される。その第2混合クロック信号intclk2'は、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それらの構成要素によって遅延値を有するようになる。第2遅延モデル部560は、そのような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて、第2混合クロック信号intclk2'が補償されて、第2補償クロック信号iclk2が生成され、それを第2直接位相感知器570に出力する役割をする。次いで、第2直接位相感知器570は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、第2遅延モデル部560から入力された第2補償クロック信号iclk2と比較して第2比較信号を生成し、その第2比較信号を遅延ライン部520に出力する役割をする。
【0060】
図7は、図6の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置内に設けられた信号生成手段523、524の内部構成の例を示すブロック図であり、この信号生成手段523、524は、マルチプレクサ(MUX)601及び第4位相混合器602を含む。信号生成手段523、524内に設けられたマルチプレクサ601は、制御手段522、524から入力された制御信号により、複数の遅延セル521から入力された前記複数個(N個)の多重位相信号の中で、一個のユニット遅延セルによる遅延時間の差を有する隣接した二つの信号を選択し、選択した二つの信号を第4位相混合器602に出力する役割をする。また、信号生成手段523、524内に設けられた第4位相混合器602は、マルチプレクサ601から入力された二つの信号を入力されて、位相混合過程を介してそれら二つの信号の遅延時間を細かくチューニングして、所望の中間の位相を有する一つの信号を生成した後、その生成した一つの信号をデューティエラー調整部530に出力する役割をする。
【0061】
図8は、この発明のさらに他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図であり、この実施例のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置は、バッファ710、遅延ライン部720、デューティエラー調整部730、第1遅延モデル部740、第1直接位相感知器750、第2遅延モデル部760及び第2直接位相感知器770を含んで構成されといる。
【0062】
バッファ710は、外部クロック信号ext_clkを入力されて、それをバッファリングしてクロック入力信号を生成し、生成したクロック入力信号を遅延ライン部720に出力する役割をする。
【0063】
遅延ライン部720は、バッファ710から前記クロック入力信号を入力される一方、第1直接位相感知器750からの第1比較信号及び第2位相感知器770からの第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号を所定の時間だけ遅延させた後、デューティエラー調整部730に出力する役割をする。ここで、遅延ライン部720は、第1制御手段721、第1遅延ライン722、第2制御手段723及び第2遅延ライン724を含む。
【0064】
遅延ライン部720内に設けられた前記第1制御手段721は、前記第1直接位相感知器750からの第1比較信号に応じて遅延量を調節する第1制御信号を生成して、その第1制御信号を第1遅延ライン722に出力する役割をする。また、遅延ライン部720内に設けられた第1遅延ライン722は、第1制御手段721から第1制御信号を入力され、バッファ710から入力された前記クロック入力信号をその第1制御信号に応じて所定時間だけ遅延させて第1クロック信号intclk1を生成し、その第1クロック信号intclk1をデューティエラー調整部730に出力する役割をする。
【0065】
一方、遅延ライン部720内に設けられた前記第2制御手段723は、前記第2直接位相感知器770からの第2比較信号に応じて遅延量を調節する第2制御信号を生成して、その第2制御信号を第2遅延ライン724に出力する役割をする。また、遅延ライン部720内に設けられた第2遅延ライン724は、第2制御手段723から第2制御信号を入力され、バッファ710から入力された前記クロック入力信号をその第2制御信号に応じて所定時間だけ遅延させて第2クロック信号intclk2を生成し、その第2クロック信号intclk2をデューティエラー調整部730に出力する役割をする。
【0066】
次に、デューティエラー調整部730は、遅延ライン部720から前記第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2を入力されて、第1クロック信号intclk1の立下りエッジと第2クロック信号intclk2の立下りエッジとの間に各々の立下りエッジを移動させて、第1混合クロック信号int_clk及び第2混合クロック信号intclk2'を生成し、第1混合クロック信号int_clkを外部及び第1遅延モデル部740に出力し、第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部760に出力する役割をする。そのため、デューティエラー調整部730は、第1位相混合器731、第2位相混合器732、第2位相感知器733及び混合器制御部734を含んでなる。
【0067】
デューティエラー調整部730内に設けられた第1位相混合器731は、加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けするとともに第2クロック信号intclk2に加重値Kを用いて重み付けして、デューティを調整した第1混合クロック信号int_clkを生成し、その第1混合クロック信号int_clkを外部及び第1遅延モデル部740に出力する役割をする。また、デューティエラー調整部730内に設けられた第2位相混合器732は、加重値Kを入力されて、第1クロック信号intclk1に加重値Kを用いて重み付けするとともに第2クロック信号intclk2に1から加重値Kを引いた値を用いて重み付けして、デューティを調整した第2混合クロック信号intclk2'を生成し、その第2混合クロック信号intclk2'を第2遅延モデル部760に出力する役割をする。
【0068】
さらに、デューティエラー調整部730内に設けられた第2位相感知器733は、第1位相混合器731からの第1混合クロック信号int_clk及び第2位相混合器732からの第2混合クロック信号intclk2'のそれぞれを反転して入力され、第1混合クロック信号int_clkと第2混合クロック信号intclk2'の中でどちらの信号の立下りエッジが先行しているかを示す位相感知信号を生成し、その位相感知信号を混合器制御部734に出力する役割をする。ここに、混合器制御部734は、感知信号を入力されて、両者の立下りエッジが相互に一致するまで加重値Kを続いて調整する。また、デューティエラー調整部730内に設けられた混合器制御部734は、第1位相感知器733から入力された位相感知信号に応じて加重値Kを決定し、その加重値Kを第1位相混合器731及び第2位相混合器732に出力する役割をする。
【0069】
次に、第1遅延モデル部740は、デューティエラー調整部730からデューティが調節された第1混合クロック信号int_clkを入力される。その第1混合クロック信号int_clkは、デューティ調整部730からこの発明のデジタルDLL装置を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第1混合クロック信号int_clkは、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それらの構成要素によって遅延値を有するようになる。第1遅延モデル部740は、このような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第1混合クロック信号int_clkは補償されて、第1補償クロック信号iclk1が生成され、第1直接位相感知器750に出力される。
【0070】
また、第1直接位相感知器750は、前述の外部クロック信号ext_clkを入力されて、第1遅延モデル部740から入力された第1補償クロック信号iclk1と比較して第1比較信号を生成し、その第1比較信号を遅延ライン部720に出力する役割をする。
【0071】
他方、第2遅延モデル部760は、デューティエラー調整部730からデューティが調節された第2混合クロック信号intclk2'を入力される。その第2混合クロック信号intclk2'は、デューティ調整部730からこの発明のデジタルDLL装置を備えているメモリ装置の回路にも出力される。第2混合クロック信号intclk2'は、メモリ装置の諸構成要素を通過してデータ入出力ピン(DQ pin)まで伝達され、それらの構成要素によって遅延値を有するようになる。第2遅延モデル部760は、このような遅延値を予測する。予測された遅延値に応じて第2混合クロック信号intclk2'は補償されて、第2補償クロック信号iclk2が生成され、第2直接位相感知器770に出力される。
【0072】
また、第2直接位相感知器770は、前述の外部クロック信号ext_clkを入力されて、第2遅延モデル部760から入力された第2補償クロック信号iclk2と比較して第2比較信号を生成し、その第2比較信号を遅延ライン部720に出力する役割をする。
【0073】
図9及び図10は、この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置内に設けられた位相混合器402、602を示すブロック図であり、図11は、この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置内に設けられた位相混合器402、602の動作の例を示す信号波形図である。以下に、このようなこの発明の位相混合器402、602について説明する。
【0074】
第3位相混合器402,第4位相混合器602は、内部に第1混合セル群及び第2混合セル群を含み、2つの遅延されたクロック信号を、それぞれの混合セル群への入力信号として、図5の粗遅延ライン401及び図7のMUX601からそれぞれ入力される。図5において、第1内部クロック信号は粗遅延ライン401に入力され、二つのラインに分けられた遅延セルを通過するようになっている。二つのラインに分けられた遅延セルは、二つの遅延されたクロック信号を生成する。この二つの遅延されたクロック信号は、互いに異なる遅延量を有し、第3位相混合器402に入力される。第4位相混合器602の場合は、位相遅延クロック信号はMUX602に入力される。一つの遅延セルだけの遅延差を有する隣接した二つのクロック信号がMUX602により選択される。この二つのクロック信号は、第4位相混合器602に第1の混合器入力信号及び第2の混合器入力信号として入力される。
【0075】
図9において、位相混合器402、602は、複数の第1混合セル801と複数の第2混合器セル802を有している。位相混合器402、602内に設けられたこれら複数個(例えば、10個)の第1混合セル801の各々は、前記制御手段321、324(図4)、522、524(図6)から複数の混合制御信号の中で順次対応する一つの信号を一つの端子sに入力され、他の端子INには遅延時間の異なる前記選択された二つの信号の中で一つの信号X1(例えば、位相が先行している方の信号)を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベル(low)である場合には、High-Z信号を出力し、前記混合制御信号が第2論理レベル(high)である場合には、前記遅延時間が異なる二つの信号の中の一つの信号X1を反転して出力する役割をする。ここで、第1混合セル801は、図10に示すように、電源/接地間に順次ソース/ドレイン路を直列に接続した第1PMOSトランジスタP1、第2PMOSトランジスタP2、第2NMOSトランジスタN2及び第1NMOSトランジスタN1を含む。
【0076】
第1混合セル801内に設けられた第1PMOSトランジスタP1は、ソース端子は電源電圧に接続され、ゲート端子に前記遅延時間が異なる二つの信号の中で一つの信号X1を入力される。また、前記第1混合セル801内に設けられた第2PMOSトランジスタP2は、ソース端子が第1PMOSトランジスタP1のドレイン端子に接続され、ゲート端子に一つの混合制御信号の反転された値sbを入力され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続される。一方、第1混合セル801内に設けられた第1NMOSトランジスタN1は、ソース端子が接地され、ゲート端子に遅延時間が異なる二つの信号の中で一つの信号X1を入力される。また、第1混合セル801内に設けられた第2NMOSトランジスタN2は、ソース端子が第1NMOSトランジスタN1のドレイン端子に接続され、ゲート端子に一つの混合制御信号sを入力され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続される。
【0077】
また、位相混合器402、602内に設けられた複数個の第2混合セル802の各々は、前記制御手段321、324(図4)、522、524(図6)から複数個の混合制御信号の中で順次対応する一つの信号を一つの端子sに入力され、他の端子INには遅延時間の異なる前記選択された二つの信号の中で他の信号X2(例えば、位相が先行していない方の信号)を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベル(low)である場合には、High-Z信号を出力し、e前記混合制御信号が第2論理レベル(high)である場合には、前記遅延時間が異なる二つの信号の中で他の信号X2を反転して出力する役割をする。ここで、第2混合セル802は、前記第1混合セル801と同様に、図10に示すように、電源/接地間に順次ソース/ドレイン路を直列に接続した第1PMOSトランジスタP1、第2PMOSトランジスタP2、第2NMOSトランジスタN2及び第1NMOSトランジスタN1を含む。
【0078】
第2混合セル802内に設けられた第1PMOSトランジスタP1は、ソース端子は電源電圧に連結され、ゲート端子に前記遅延時間が異なる二つの信号の中で他の信号X2を入力される。また、前記第2混合セル802内に設けられた第2PMOSトランジスタP2は、ソース端子が第1PMOSトランジスタP1のドレイン端子に接続され、ゲート端子に一つの混合制御信号の反転された値sbを入力され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続される。一方、第2混合セル802内に設けられた第1NMOSトランジスタN1は、ソース端子が接地され、ゲート端子に遅延時間が異なる二つの信号の中で他の信号X2を入力される。また、第2混合セル802内に設けられた第2NMOSトランジスタN2は、ソース端子が第1NMOSトランジスタN1のドレイン端子に連結され、ゲート端子に一つの混合制御信号sを入力され、ドレイン端子は出力端子OUTに接続される。
【0079】
さらに位相混合器402、602内に設けられたインバータ803は、第1混合セル801及び第2混合セル802が出力した複数個の信号を反転して出力する役割をする。
【0080】
ここで、図9に示す位相混合器の実施例における位相混合動作を説明する。各混合セル801,802の個数が例えばそれぞれ10個であるとすると、前記加重値Kが例えば「0.6」である場合、制御手段から各端子sに供給される制御信号に応じて、10個の第1混合セル801の内の6個がオンになり、10個の第2混合セル802の内の4個がオンになることによって、端子X1に入力された信号に「0.6」の重み付けをし、端子X2に入力された信号に「0.4」の重み付けをする。これにより、信号X1とX2の位相の中間の位相で、信号X1の方により近い位相が生成される。
【0081】
図11は、この発明の実施例によるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置内に設けられた位相混合器の動作の例を示す信号波形図であり、上述の二つの入力信号X1及びX2が混合されて出力端子OUTに出力されるとき、制御信号に応じて二つの信号X1とX2の間の位相を有する信号Yが出力される様子を図解している。
【0082】
図12及び図13は、この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法を示す動作フロチャートであり、以下にこれについて説明する。
【0083】
図12は、図1、図4及び図6の回路構成における動作のフローの一部を示すもので、前もって外部クロック信号をそれぞれ所定時間量だけ遅延させて第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップと、前記第1クロック信号及び第2クロック信号を位相混合して第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を形成するステップと、前記第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号に対して利用回路における遅延をそれぞれ付加して第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号を形成するステップが実行された後の動作を示し、図12を参照すると、ステップS901において、第1直接位相感知器150、350、550及び第2直接位相感知器170、370、570によって、第1補償クロック信号iclk1及び第2補償クロック信号iclk2の立上りエッジが外部クロック信号ext_clkの立上りエッジと一致するか否かを感知して、それらが一致する場合には、次のステップS903に移行し、一致しない場合には、ステップS902において遅延ライン部120で遅延量を調整して、ステップS901に戻る。次いで、ステップS903に進むと、第1位相感知器131、331、531が、第1クロック信号intclk1及び第2クロック信号intclk2を入力されて、第1クロック信号intclk1と第2クロック信号intclk2の中で、いずれの信号の立下りエッジが先行しているかを感知して、ステップS904において、立下りエッジが先行している信号に0.5より大きい加重値Kを用いて重み付けし、立下りエッジが先行していない信号に0.5より小さい加重値1-Kを用いて重み付けする。
【0084】
次に、図13は、図8の回路構成における動作のフローを示すもので、前もって外部クロック信号をそれぞれ所定時間量だけ遅延させて第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップと、前記第1クロック信号及び第2クロック信号を位相混合して第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を形成するステップと、前記第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号に対して利用回路における遅延をそれぞれ付加して第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号を形成するステップが実行された後の動作を示し、図13を参照すると、ステップS901及びステップS902の部分における処理は、図12の場合と同様であるが、ステップS901から「はい」で進んできたフローは、ステップS905において、第2位相感知器733により第1混合クロック信号int_clkと第2混合クロック信号intclk2'について、両信号の立下りエッジが一致するか否かを検査し、立下りエッジが一致する場合には、フローを終了し、立下りエッジが一致しない場合には、いずれの信号の立下りエッジが先行しているかを判定して、ステップS906に進み、ステップS906において、立下りエッジが先行している信号に0.5より大きい加重値Kを用いて重み付けし、立下りエッジが先行していない信号に0.5より小さい加重値1-Kを用いて重み付けした後、再びステップS905に戻り、立下りエッジが一致するか否かを検査する。以降、両信号の立下りエッジが一致するまで加重値Kを調整しながら繰り返し、両信号の立下りエッジが一致したところで、フローの終了に進む。
【0085】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、従来のデューティサイクル修正が困難であったデジタル型DLL装置とは異なって、位相混合器を利用してデューティエラーを修正し、50%のデューティサイクルを有する内部クロック信号を生成できる利点がある。
【0086】
【付言】
なお、この発明は、上述の実施例に限定されるものではない。この発明の趣旨から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図である。
【図2】 図1の実施例における一部変形部分を示すブロック図である。
【図3】 この発明の一実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置の動作を示す動作タイミング波形図である。
【図4】 この発明の他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図である。
【図5】 図4の実施例における一部ブロックの内部構成を示すブロック図である。
【図6】 この発明のさらに他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図である。
【図7】 図6の実施例における一部ブロックの内部構成を示すブロック図である。
【図8】 この発明のさらに他の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置を示すブロック図である。
【図9】 この発明の実施例における位相混合器を示すブロック図である。
【図10】 この発明の実施例における位相混合器の混合セルを示す回路図である。
【図11】 この発明の実施例における位相混合器の動作の例を示す信号波形図である。
【図12】 この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法を示すフロチャートである。
【図13】 この発明の実施例に係るデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法を示すフロチャートである。
【符号の説明】
110…バッファ、120…遅延ライン部、130…デューティエラー調整部、140…第1遅延モデル部、150…第1直接位相感知器、160…第2遅延モデル部、170…第2直接位相感知器。
Claims (18)
- 外部クロック信号を入力されて、それをバッファリングしてクロック入力信号を順次出力するバッファと、
前記バッファから前記クロック入力信号を入力されるとともに第1比較信号及び第2比較信号を入力されて、前記クロック入力信号をDLL回路における位相同期を取るため前記第1比較信号に応じた所定の時間だけ遅延させて第1クロック信号を出力し、前記クロック入力信号をDLL回路における位相同期を取るため前記第2比較信号に応じた所定の時間だけ遅延させかつ極性を反転させて第2クロック信号を出力する遅延ライン部と、
前記第1クロック信号及び前記第2クロック信号を入力されて、前記第1クロック信号の立下りエッジと前記第2クロック信号の立下りエッジとの間にそれぞれ立下りエッジを移動させて第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を生成して出力するデューティエラー調整部と、
前記第1混合クロック信号を入力されて、前記第1混合クロック信号がメモリ装置の構成要素を通過する内部クロックとして用いられてデータ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間を推定して、前記第1混合クロック信号を遅延させて第1補償クロック信号を生成して出力する第1遅延モデル部と、
前記外部クロック信号を入力されて、前記第1補償クロック信号と比較して第1比較信号を生成し、前記第1比較信号を前記遅延ライン部に出力する第1直接位相感知器と、
前記第2混合クロック信号を入力されて、前記第2混合クロック信号が前記メモリ装置の構成要素を通過する内部クロックとして用いられて前記データ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間を推定して、前記第2混合クロック信号を遅延させて第2補償クロック信号を生成して出力する第2遅延モデル部と、
前記外部クロック信号を入力されて、前記第2補償クロック信号と比較して第2比較信号を生成し、前記第2比較信号を前記遅延ライン部に出力する第2直接位相感知器と
を備えてなるデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置。 - 請求項1に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記遅延ライン部は、
前記第1直接位相感知器からの前記第1比較信号に応じて遅延量を調節する、第1制御信号を生成して出力する第1制御手段と、
前記第1制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第1制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させて、第1クロック信号を生成して出力する第1遅延ラインと、
前記第2直接位相感知器からの前記第2比較信号に応じて遅延量を調節する、第2制御信号を生成して出力する第2制御手段と、
前記第2制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第2制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させた後反転して、第2クロック信号を生成して出力する第2遅延ラインと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項1に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記遅延ライン部は、
前記第1比較信号に応じて遅延量を調節する第1シフト信号を生成して出力する第3制御手段と、
前記第1シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第3制御信号を生成して出力する第1シフトレジスタと、
前記第3制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第3制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させて第1クロック信号を生成して、前記混合回路に出力する第3遅延ラインと、
前記第2比較信号に応じて遅延量を調節する第2シフト信号を生成して出力する第4制御手段と、
前記第2シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第4制御信号を生成して出力する第2シフトレジスタと、
前記第4制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第4制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させた後反転して第2クロック信号を生成し、前記第2クロック信号を前記混合回路に出力する第4遅延ラインと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項1に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記遅延ライン部は、
前記第1比較信号に応じて遅延量を調節する第1シフト信号を生成して出力する第3制御手段と、
前記第1シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第3制御信号を生成して出力する第1シフトレジスタと、
前記第3制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第3制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させて第1クロック信号を生成して、前記デューティエラー調整部に出力する第3遅延ラインと、
前記第2比較信号に応じて遅延量を調節する第2シフト信号を生成して出力する第4制御手段と、
前記第2シフト信号を入力されて、出力信号を左右に移動して遅延量を制御する第4制御信号を生成して出力する第2シフトレジスタと、
前記第4制御信号を入力され、前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記第4制御信号に応じて前記クロック入力信号を所定時間遅延させた後反転して第2クロック信号を生成し、前記第2クロック信号を前記デューティエラー調整部に出力する第4遅延ラインと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項4に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第3遅延ラインは、
順次連結された複数個のユニット遅延セルを備え、作動されたユニット遅延セルの個数に応じた遅延時間差を有する、二つの信号を生成して出力する粗遅延ラインと、
前記粗遅延ラインから前記二つの信号を入力されて、遅延時間を細かくチューニングする第3位相混合器と
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項4に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第4遅延ラインは、
順次連結された複数個のユニット遅延セルを備え、作動されたユニット遅延セルの個数に応じた遅延時間差を有する、二つの信号を生成して出力する粗遅延ラインと、
前記粗遅延ラインから前記二つの信号を入力されて、遅延時間を細かくチューニングする第3位相混合器と
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項1に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記遅延ライン部は、
前記バッファから前記クロック入力信号を入力され、前記クロック入力信号により生成された複数個の多重位相信号を出力する複数個の遅延セルと、
前記第1比較信号に応じて遅延量を調節する、第5制御信号を生成して出力する第5制御手段と、
前記第5制御信号に応じて前記多重位相信号の中で隣接する二つの信号を選択し、前記二つの信号をチューニングして生成された第1クロック信号を前記デューティエラー調整部に出力する第1信号生成手段と、
前記第2比較信号に応じて遅延量を調節する第6制御信号を生成して出力する第6制御手段と、
前記第6制御信号に応じて前記多重位相信号の中で隣接する二つの信号を選択し、前記二つの信号をチューニングし反転することによって生成された、第2クロック信号を前記デューティエラー調整部に出力する第2信号生成手段と
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項7に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第1信号生成手段は、
前記第5制御信号により、前記複数個の遅延セルから入力された前記複数個の多重位相信号の中で一個のユニット遅延セルによる遅延時間だけの差を有する、隣接する二つの信号を選択して出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから二つの信号を入力されてチューニングして生成された、一つの信号を前記デューティエラー調整部に出力する第4位相混合器と
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項7に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第2信号生成手段は、
前記第6制御信号により、前記複数個の遅延セルから入力された前記複数個の多重位相信号の中で一個のユニット遅延セルによる遅延時間だけの差を有する、隣接する二つの信号を選択して出力するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサから二つの信号を入力されてチューニングして生成された、一つの信号を前記デューティエラー調整部に出力する第4位相混合器と
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項1に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記デューティエラー調整部は、
加重値を入力されて前記第1クロック信号に1から前記加重値を引いた値を用いて重み付けをし、前記第2クロック信号に前記加重値を用いて重み付けをして、デューティを調整した第1混合クロック信号を生成した後、出力する第1位相混合器と、
前記加重値を入力されて前記第1クロック信号に前記加重値を用いて重み付けをし、前記第2クロック信号に1から前記加重値を引いた値を用いて重み付けをして、デューティを調整した第2混合クロック信号を生成した後出力する第2位相混合器と、
入力された前記第1混合クロック信号及び前記第2クロック信号の反転された値の位相を感知して、その立下りエッジの中でいずれが先んじているかを示す位相感知信号を生成した後出力する第2位相感知器と、
前記第1位相感知器から入力された前記位相感知信号に応じて前記加重値を決定し、前記加重値を前記第1位相混合器及び前記第2位相混合器に出力する混合器制御部と、
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項5または請求項6に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第3位相混合器は、
前記第3制御手段、または前記第4制御手段からの複数個の混合制御信号の中で一つの信号を一端子に入力され、他の端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベルである場合にはHigh−Z信号を出力し、前記混合制御信号が第2論理レベルである場合には、前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で一つの信号を反転して出力する複数個の第1混合セルと、
前記第3制御手段、または前記第4制御手段からの複数個の混合制御信号の中で一つの信号を一端子に入力され、他の端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で残り一つの信号を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベルである場合には、High−Z信号を出力し、前記混合制御信号が第2論理レベルである場合には、前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で、残り一つの信号を反転して出力する第2混合セルと、
前記第1混合セル及び第2混合セルから出力された複数個の信号を反転して出力するインバータと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項8または請求項9に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第4位相混合器は、
前記第5制御手段、または第6制御手段からの複数個の混合制御信号の中で一つの信号を一端子に入力され、他の端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベルである場合には、High−Z信号を出力し、前記混合制御信号が第2論理レベルである場合には、前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で一つの信号を反転して出力する複数個の第1混合セルと、
前記第5制御手段、または第6制御手段からの複数個の混合制御信号の中で一つの信号を一端子で入力され、他の端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で残り一つの信号を入力され、前記混合制御信号が第1論理レベルである場合には、High−Z信号を出力し、前記混合制御信号が第2論理レベルである場合には、前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で残り一つの信号を反転して出力する第2混合セルと、
前記第1混合セル及び第2混合セルから出力された複数個の信号を反転して出力するインバータと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項11に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第1混合セルは、
ソース端子が電源電圧に連結され、ゲート端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力される第1PMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1PMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号の反転された値を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2PMOSトランジスタと、
ソース端子が接地され、ゲート端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力される第1NMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1NMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2NMOSトランジスタと
を含むことを特徴とする請求項11に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置。 - 請求項12に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第1混合セルは、
ソース端子が電源電圧に連結され、ゲート端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力される第1PMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1PMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号の反転された値を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2PMOSトランジスタと、
ソース端子が接地され、ゲート端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で一つの信号を入力される第1NMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1NMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2NMOSトランジスタと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 請求項11に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第2混合セルは、
ソース端子が電源電圧に連結され、ゲート端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で残り一つの信号を入力される第1PMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1PMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号の反転された値を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2PMOSトランジスタと、
ソース端子が接地され、ゲート端子に前記粗遅延ラインから出力された二つの信号の中で残り一つの信号を入力される第1NMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1NMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2NMOSトランジスタと
を含むことを特徴とするジタルDLL装置。 - 請求項12に記載のデューティサイクル修正が可能なデジタルDLL装置において、
前記第2混合セルは、
ソース端子が電源電圧に連結され、ゲート端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で、残り一つの信号を入力される第1PMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1PMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号の反転された値を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2PMOSトランジスタと、
ソース端子が接地され、ゲート端子に前記マルチプレクサから出力された二つの信号の中で、残り一つの信号を入力される第1NMOSトランジスタと、
ソース端子が前記第1NMOSトランジスタのドレイン端子に連結され、ゲート端子に一個の混合制御信号を入力され、ドレイン端子が出力端子に連結される第2NMOSトランジスタと
を含むことを特徴とするデジタルDLL装置。 - 外部クロック信号をそれぞれDLL回路における位相同期を取るための所定時間量だけ遅延させて第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップと、
前記第1クロック信号及び第2クロック信号を位相混合して第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を形成するステップと、
前記第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号に対してメモリ装置内でクロック信号が構成要素を通過してデータ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間をそれぞれ補償して第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号を形成するステップと、
前記外部クロック信号と前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致するか否かを感知するステップと、
前記外部クロック信号とそれぞれ前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致しない場合には、立上りエッジが一致するようにそれぞれ前記第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップにおける前記位相同期を取るための遅延の前記所定時間量を調整するステップと、
前記外部クロック信号と前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号の立上りエッジが一致する場合には、前記第2クロック信号の立下りエッジと前記第1クロック信号の立下りエッジとの中でいずれが先んじているかを感知するステップと
をふくんでなり、
前記第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を形成するステップでは、前記第1クロック信号及び前記第2クロック信号の中間位相を探すことができるよう、前記第2クロック信号の立下りエッジと前記第1クロック信号の立下りエッジとの中でいずれが先んじているかを感知し、立下りエッジが先んじていない方の信号に0.5より小さい加重値を用いて重み付けし、立下りエッジが先んじている信号の方に0.5より大きい加重値を用いて重み付けして両信号を位相混合しをすることにより、前記位相混合を行い、立下りエッジが一致したら終了する
ことを特徴とするデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法。 - 外部クロック信号をそれぞれDLL回路における位相同期を取るための所定時間量だけ遅延させて第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップと、
前記第1クロック信号及び第2クロック信号を位相混合して第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号を形成するステップと、
前記第1混合クロック信号及び第2混合クロック信号に対してメモリ装置内でクロック信号が構成要素を通過してデータ入出力ピンまで伝達される間に遅延される遅延時間をそれぞれ補償して第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号を形成するステップと、
前記外部クロック信号と前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致するか否かを感知するステップと、
前記外部クロック信号と前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号の立上りエッジが一致しない場合には、立上りエッジが一致するように前記第1クロック信号及び第2クロック信号を形成するステップにおける前記位相同期を取るための遅延の前記所定時間量を調整するステップと、
前記外部クロック信号と前記第1補償クロック信号及び第2補償クロック信号との立上りエッジが一致する場合には、前記第2混合クロック信号の立下りエッジと第1混合クロック信号の立下りエッジとが一致するか否かを感知するステップと、
前記第2混合クロック信号の立下りエッジと第1混合クロック信号の立下りエッジとが一致しない場合には、前記第1混合クロック信号及び前記第2混合クロック信号の中間位相を探すことができるよう、立下りエッジが先んじていない方の信号に対応する前記第1または第2クロック信号に0.5より小さい加重値を用いて重み付けをし、立下りエッジが先んじている方の信号に対応する前記第1または第2クロック信号に0.5より大きい加重値を用いて重み付けをして、両信号を位相混合し、また立下りエッジが一致するか否かを感知するステップに戻り、立下りエッジが一致する場合には、過程を終了するステップと
を含んでなるデジタルDLL装置におけるデューティサイクル修正方法。
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