JP4518377B2 - DLL circuit - Google Patents
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Description
本発明は、入力クロックを正確に1周期分だけ遅延させることができるようにしたDLL(Delay Locked Loop)回路に関するものである。 The present invention relates to a DLL (Delay Locked Loop) circuit capable of delaying an input clock by exactly one period.
従来のDLL回路は、図9に示すように、可変遅延回路1と、その可変遅延回路1の遅延量を制御する論理回路からなる制御回路2と、入力クロックCLK1と可変遅延回路1からの帰還クロックCLK2の位相比較を行い、その比較結果を制御回路2に出力する位相比較器3とから構成されている(例えば、特許文献1,2参照)。
As shown in FIG. 9, the conventional DLL circuit includes a
このDLL回路では、入力クロックCLK1と帰還クロックCLK2の位相比較の結果に応じて制御回路2により可変遅延回路1の遅延量を増減させ、ロック状態で両クロックCLK1,CLK2の位相を揃えるものである。可変遅延回路1の遅延量を最小の状態から増加させていけば、その遅延量が入力クロックCLK1の1周期分となったとき、図10の(a)に示すように、両クロックCLK1,CLK2の位相が揃い、DLL回路がロックする。
In this DLL circuit, the delay amount of the
このように位相が揃ってロックしているときに、可変遅延回路1を制御している制御回路2の遅延制御信号S1は、入力クロックCLK1の1周期分の値を示している。したがって、可変遅延回路1と同じ構成の別の可変遅延回路とこの制御信号S1を使用することで、他の回路ブロックにおいて、入力クロックCLK1の1周期分の遅延量を元にした信号を生成することができる。例えば、1周期分の遅延量を4分割し、1/4周期分の遅延量を得ることで、4相(0/90/180/270度)のクロックを生成することができる。
ところが、従来のDLL回路では、可変遅延回路1の遅延量が、入力クロックCLK1の1周期分の場合(図10(a))と2周期分の場合(図10(b))とを区別することができない。つまり、両方の場合にロックする。このため、可変遅延回路1の遅延量がクロックCLK1の2周期分の場合に、このクロック2周期を示す遅延制御信号S1が前記した他の回路ブロックに出力されてしまい、前記した4相のクロックを生成する場合では、本来、0/90/180/270度の位相関係をもって生成されるべきであるところを、誤って、0/180/360/540度の位相関係の4相のクロックが出力する。これは、0−90度間の遅延量が1/4周期であるべきところが、誤って2/4周期の遅延量になってしまうからである。
However, in the conventional DLL circuit, the case where the delay amount of the
このような現象は、入力クロックCLK1に大きなノイズが乗って位相比較器3が誤動作する場合や、入力クロックCLK1の周波数がある時点から2倍に変化するような、図10(c)に示すような場合に起こる。
Such a phenomenon is shown in FIG. 10C when the
本発明の目的は、上記した問題を解決して、入力クロックの正確な1周期分の遅延制御信号を得ることができるようにしたDLL回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide a DLL circuit that solves the above-described problem and can obtain a delay control signal for an accurate period of an input clock.
請求項1にかかる発明は、可変遅延回路と制御回路と位相比較器とを具備し、該位相比較器に入力する2つのクロックの位相差を検出して前記制御回路により前記可変遅延回路の遅延量を制御するDLL回路において、入力クロックから該入力クロックの1周期分の位相差を有する2つの歯抜けクロックを生成する歯抜けクロック生成回路を備え、該2つの歯抜けクロックの内の位相の進んだ歯抜けクロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させ、位相の遅れた歯抜けクロックを前記位相比較器の他方の入力端子に入力させ、前記制御回路の制御信号が前記可変遅延回路における遅延量が前記入力クロックの1周期分の遅延を示すときロック状態となるようにしたことを特徴とするDLL回路とした。
請求項2にかかる発明は、請求項1に記載のDLL回路において、前記歯抜けクロック生成回路から出力する前記2個の歯抜けクロック又は前記入力クロックを選択する選択手段を備え、該選択手段は、一方の選択状態で前記入力クロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させるとともに前記位相比較器の他方の入力端子に直接入力させ、他方の選択状態で前記2つの歯抜けクロックの内の前記位相の進んだ歯抜けクロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させるとともに前記位相の遅れた歯抜けクロックを前記位相比較器の他方の入力端子に入力させることを特徴とするDLL回路とした。
請求項3にかかる発明は、請求項2に記載のDLL回路において、前記選択手段は、常時は前記一方の選択状態にあり、ほぼ前記ロック状態になったとき前記他方の選択状態に切り替わるようにしたことを特徴とするDLL回路とした。
The invention according to
According to a second aspect of the present invention, the DLL circuit according to the first aspect further comprises selection means for selecting the two missing tooth clocks or the input clock output from the missing tooth clock generating circuit , the selecting means comprising: The input clock is delayed by the variable delay circuit in one selected state and then input to one input terminal of the phase comparator and directly input to the other input terminal of the phase comparator, and the other selected state Of the two missing tooth clocks, the delayed tooth missing clock having the advanced phase is delayed by the variable delay circuit and then input to one input terminal of the phase comparator, and the missing tooth missing clock having the phase delayed is selected. The DLL circuit is characterized in that it is inputted to the other input terminal of the phase comparator.
According to a third aspect of the present invention, in the DLL circuit according to the second aspect, the selection means is always in the one selected state, and switches to the other selected state when substantially in the locked state. The DLL circuit is characterized by the above .
本発明によれば、入力クロックから生成した位相差をもつ2個の歯抜けクロックを使用し、その位相の進んだ歯抜けクロックを可変遅延回路で遅延させてから位相比較器の一方の入力端子に入力し、位相の遅れた歯抜けクロックを他方の入力端子に入力するので、可変遅延回路が1周期分の遅延量でロックする場合に、2周期分のときはロックせず、誤って2周期分の遅延量を検出することはない。また、この2個の歯抜けクロックを使用する場合と本来の入力クロックを使用する場合とを選択できるようにすることで、遅延量が正確に入力クロックの1周期分であるのか否かを検証することができる。 According to the present invention, while the delays using two toothless clock having a phase difference generated from the input clock, a toothless clock advanced of the phase of the variable delay circuit of the phase comparator input to the input terminal, since the delayed toothless clock phase to the other input terminal, in the case where the variable delay circuit is locked at a delay of one cycle, when the two cycles without locking The delay amount for two cycles is not detected by mistake. Further, by making it possible to select the case of using the case with the original input clock using two toothless clock this, whether the delay is one cycle of accurately input clock Can be verified.
本発明では、入力クロックCLK1を2分周した分周クロックCLK3,CLK4を生成し、分周クロックCLK3を可変遅延回路1に、分周クロックCLK4を位相比較器3に入力すると同時に、可変遅延回路1に入力したクロックCLK3をそこで遅延させて位相比較器3に帰還クロックCLK5として入力する。このとき、分周クロックCLK3が分周クロックCLK4よりも入力クロックCLK1の1周期分だけ位相が進んでいれば、位相比較器3は、可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の1周期分のときに、分周クロックCLK4と帰還クロックCLK5の位相が揃っていると判断してロックがかかるが、遅延量が2周期分の場合は、位相が揃っていない、つまり180度ずれていると判断する。図1にこの場合の動作のタイミングチャートを示した。図1(a)は可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の1周期分の場合、図1(b)は2周期分の場合である。なお、図1の例ではCLK3とCLK4を反転関係とし、CLK5とCLK4の波形が一致した時をロックとしているが、CLK3とCLK4は同波形とし、CLK5とCLK4が反転関係になった時をロックとしても構わない。以上から、DLL回路のロック時に制御回路2から出力する遅延制御信号S1は必ず1周期分を示すことになる。
In the present invention, frequency-divided clocks CLK3 and CLK4 generated by dividing the input clock CLK1 by 2 are generated, the frequency-divided clock CLK3 is input to the
図2は本発明の実施例1のDLL回路のブロック図である。可変遅延回路1は例えば複数の同一の遅延量の遅延素子を縦続接続してなり、何段の遅延素子を使用するかで遅延量が決められる。制御回路2は例えばカウンタ等から構成され、そのカウント値によって可変遅延回路1の遅延量を決める。位相比較器3は例えばDフリップフロップ等から構成され、分周クロックCLK4の立ち上がり毎に、帰還クロックCLK5が分周クロックCLK4より位相進みのとき「1」を出力し、遅れのとき「0」を出力する。これらにより、帰還クロックCLK5の位相が進んでいるときは、制御回路2のカウンタのカウント値をアップさせ、可変遅延回路1の遅延素子の段数を増大してその遅延量を増す。4はDフリップフロップ(分周器)であり、入力クロックCLK1を2分周して、位相比較器3と可変遅延回路1に入力する。可変遅延回路1に入力する分周クロックCLK3は、位相比較器3に入力する分周クロックCLK4と反転関係にあり、見かけ上、入力クロックCLK1の1周期分だけ位相が進んでいる。
FIG. 2 is a block diagram of the DLL circuit according to the first embodiment of the present invention. The
このDLL回路では、可変遅延回路1に入力したクロックCLK3は、そこで入力クロックCLK1の1周期分(分周クロックCLK3の1/2周期分)だけ遅延を受けて帰還クロックCLK5となったときは、分周クロックCLK4と位相が揃うが、2周期分(分周クロックCLK3の1周期分)だけ遅延を受けて帰還クロックCLK5となったときは、180度位相差をもち、DLL回路がロックすることはない。
In this DLL circuit, when the clock CLK3 input to the
ところが、実施例1のDLL回路では、可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の3周期分ずれた場合にもロック状態となり、1周期分ずれた場合と区別することができない。そこで実施例2では、入力クロックCLK1を4分周した分周クロックを使用する。
However, in the DLL circuit of the first embodiment, even when the delay amount of the
図3はこの実施例2のDLL回路のブロック図である。ここでは、2個のDフリップフロップ(分周器)5,6により、入力クロックCLK1を4分周して、分周クロックCLK6,CLK7を生成し、これをぞれぞれ可変遅延回路1と位相比較器3に入力させる。なお、分周クロックCLK6は分周クロックCLK7よりも入力クロックCLK1の1周期分だけ位相が進んでいる。
FIG. 3 is a block diagram of the DLL circuit according to the second embodiment. Here, two D flip-flops (frequency dividers) 5 and 6 divide the input clock CLK1 by 4 to generate frequency-divided clocks CLK6 and CLK7. Input to the
このように分周クロックCLK6,CLK7を使用すると、図4(a)〜(c)のタイミングチャートに示すように、可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の1周期分のときはロックするが、2周期分のとき及び3周期分のときはロックしない。以上から、分周器としては、必要に応じて入力クロックCLK1を分周する値を増やすことで、識別可能な遅延量を増やすことができる。
When the frequency-divided clocks CLK6 and CLK7 are used in this manner, as shown in the timing charts of FIGS. 4A to 4C, the
図5は本発明の実施例3のDLL回路のブロック図である。ここでは、入力クロックCLK1と、それを2分周した分周クロックCLK3,CLK4を使用し、セレクタ(選択手段)7,8でクロックを切り替えるようにしたものである。 FIG. 5 is a block diagram of a DLL circuit according to the third embodiment of the present invention. Here, the input clock CLK1 and the divided clocks CLK3 and CLK4 obtained by dividing the input clock CLK1 are used, and the clocks are switched by the selectors (selection means) 7 and 8.
ここでは、(1)通常の動作では入力クロックCLK1をそのまま使用するようにセレクタ7,8を制御してDLL回路を動作させる。(2)入力クロックCLK1を使用して位相比較器3においてクロックCLK1とCLK2の位相差が十分に小さくなっているとき、つまりほぼロック状態の時に、セレクタ7,8を切り替えて、分周クロックCLK3,CLK4を選択すると、可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の2周期分であれば、位相比較器3がそれを検出してロック状態がはずれる。
Here, (1) in a normal operation, the DLL circuits are operated by controlling the
そこで、上記のようなほぼロック状態時等の適当なタイミングで(1)→(2)→(1)を繰り返せば、可変遅延回路1の現在の遅延量が入力クロックCLK1の1周期分か2周期分かを検証することができる。なお、実施例2で説明した4分周クロックCLK6,CLK7を使用して同様に検証することもできる。実施例1、2で説明した分周クロックCLK3,CLK4又はCLK6,CLK7のみを使用している場合では、位相比較器3の比較回数が分周した分だけ減ってしまうが、この実施例3では、その比較回数の減少をある程度抑えることができ、ロック精度の向上やロックに要する時間短縮に寄与する。
Therefore, if (1) → (2) → (1) is repeated at an appropriate timing such as in the almost locked state as described above, the current delay amount of the
図6は本発明の実施例4のDLL回路のブロック図である。ここでは、入力クロックCLK1を入力して歯抜けクロック生成回路9により2つの歯抜けクロックCLK9,CLK10を生成し、これと入力クロックCLK1をセレクタ7,8で切り替えるようにしたものである。歯抜けクロックCLK9はクロックCLK10に対して入力クロックCLK1の1周期分だけ進んだクロックとする。このDLL回路では、図7に示すように、可変遅延回路1の遅延量が入力クロックCLK1の1周期分ではクロックCLK10とクロックCLK11の位相が一致するが、2周期分、3周期分、4周期分では一致しない。
FIG. 6 is a block diagram of a DLL circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In this example, the input clock CLK1 is inputted, the two missing clocks CLK9 and CLK10 are generated by the missing clock generation circuit 9, and this and the input clock CLK1 are switched by the
歯抜けクロック生成回路9は、図8に示すように、入力クロックCLK1から位相が90度ずれた2個の4分周クロックCLKaとCLKbを作成し、クロックCLK1とクロックCLKaのANDをとることによりクロックCLK9を、クロックCLK1とクロックCLKbのANDをとることによりクロックCLK10を生成することができる。 As shown in FIG. 8, the tooth missing clock generation circuit 9 creates two quadrant clocks CLKa and CLKb whose phases are shifted by 90 degrees from the input clock CLK1, and takes the AND of the clock CLK1 and the clock CLKa. The clock CLK10 can be generated by taking the AND of the clock CLK1 and the clock CLKb.
なお、本発明のDLL回路で得られる遅延制御信号S1を使用すれば、前記した4相のクロックを生成する他に、可変遅延回路1と同じ可変遅延回路を併用して入力クロックCLK1を正確に所定量だけ位相シフトしたクロックを生成することもできる。また、本発明の実施化は以上説明した実施例に限られるものではなく、種々変更可能なものである。
If the delay control signal S1 obtained by the DLL circuit of the present invention is used, the input clock CLK1 can be accurately obtained by using the same variable delay circuit as the
1:可変遅延回路
2:制御回路
3:位相比較器
4〜6:Dフリップフロップ(分周器)
7,8:セレクタ(選択手段)
9:歯抜けクロック生成回路
1: Variable delay circuit 2: Control circuit 3: Phase comparator 4-6: D flip-flop (frequency divider)
7, 8: Selector (selection means)
9: Tooth drop clock generation circuit
Claims (3)
入力クロックから該入力クロックの1周期分の位相差を有する2つの歯抜けクロックを生成する歯抜けクロック生成回路を備え、該2つの歯抜けクロックの内の位相の進んだ歯抜けクロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させ、位相の遅れた歯抜けクロックを前記位相比較器の他方の入力端子に入力させ、前記制御回路の制御信号が前記可変遅延回路における遅延量が前記入力クロックの1周期分の遅延を示すときロック状態となるようにしたことを特徴とするDLL回路。 Comprising a variable delay circuit control circuit and the phase comparator, the DLL circuit controls the delay amount of said variable delay circuit by the control circuit detects a phase difference between two clock input to the phase comparator,
A tooth missing clock generating circuit that generates two tooth missing clocks having a phase difference corresponding to one cycle of the input clock from the input clock, and the variable number of the tooth missing clocks having advanced phases among the two tooth missing clocks is provided. Delayed by a delay circuit and then input to one input terminal of the phase comparator, a delayed tooth missing clock is input to the other input terminal of the phase comparator, and the control signal of the control circuit is variable. DLL circuit, wherein the delay amount in the delay circuit is a so that a locked state when referring to one period of the delay of the input clock.
前記歯抜けクロック生成回路から出力する前記2個の歯抜けクロック又は前記入力クロックを選択する選択手段を備え、
該選択手段は、一方の選択状態で前記入力クロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させるとともに前記位相比較器の他方の入力端子に直接入力させ、他方の選択状態で前記2つの歯抜けクロックの内の前記位相の進んだ歯抜けクロックを前記可変遅延回路で遅延させてから前記位相比較器の一方の入力端子に入力させるとともに前記位相の遅れた歯抜けクロックを前記位相比較器の他方の入力端子に入力させることを特徴とするDLL回路。 The DLL circuit according to claim 1,
Selecting means for selecting the two missing tooth clocks or the input clock output from the missing tooth clock generation circuit ;
The selection means delays the input clock in one selected state by the variable delay circuit and then inputs it to one input terminal of the phase comparator and directly inputs it to the other input terminal of the phase comparator, the causes input delayed of the phase to one input terminal of the phase comparator the two toothless the phase of advanced toothless clock of the clock from delaying by the variable delay circuit on the other selected A DLL circuit, wherein a tooth missing clock is input to the other input terminal of the phase comparator.
前記選択手段は、常時は前記一方の選択状態にあり、ほぼ前記ロック状態になったとき前記他方の選択状態に切り替わるようにしたことを特徴とするDLL回路。 The DLL circuit according to claim 2,
The DLL circuit according to claim 1, wherein the selection means is normally in the one selected state and is switched to the other selected state when almost in the locked state.
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