JP4976060B2 - Spread spectrum clock generator - Google Patents
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Description
本発明は、一定周波数のクロックから周波数が周期的に変動するスペクトラム拡散クロックを生成するスペクトラム拡散クロックジェネレータに関する。 The present invention relates to a spread spectrum clock generator that generates a spread spectrum clock whose frequency varies periodically from a constant frequency clock.
近年、電子機器の益々の高速化および高密度化に伴い、その電子機器から放射される電磁波ノイズ(EMI(Electro Magnetic Interference)ノイズ)も増大する傾向にある。 2. Description of the Related Art In recent years, with increasing speed and density of electronic devices, electromagnetic noise (EMI (Electro Magnetic Interference) noise) radiated from the electronic devices tends to increase.
ここで、電磁波ノイズを抑制する手段として、スペクトラム拡散クロックジェネレータ(SSCG:Spectrum Spread Clock Generator)が知られている。スペクトラム拡散とは、水晶振動子等で生成される基本クロックの周波数を、予め定められたプロファイル(周波数変調プロファイルと称する)で周期的に変動させることをいい、スペクトラム拡散クロックジェネレータでは、この周波数拡散によって電磁波ノイズが有する周波数が分散されるため、電磁波ノイズのピークレベルを小さく抑えることができる。 Here, a spread spectrum clock generator (SSCG) is known as means for suppressing electromagnetic wave noise. Spread spectrum refers to periodically changing the frequency of a basic clock generated by a crystal resonator or the like with a predetermined profile (referred to as a frequency modulation profile). Since the frequency of the electromagnetic noise is dispersed by this, the peak level of the electromagnetic noise can be kept small.
スペクトラム拡散クロックジェネレータの方式としては、PLL(Phase Locked Loop)回路を用いるアナログ方式によるものと、遅延回路(ディレイライン)を用いるデジタル方式によるものとがある。ここで、デジタル方式によるスペクトラム拡散クロックジェネレータとして、入力クロック信号を異なる遅延時間だけ遅延させて、異なる遅延時間だけ遅延されたクロック信号をそれぞれ出力する遅延回路と、その遅延回路から出力されたクロック信号を選択するセレクタと、所定の周期で一巡する組合せのビット出力信号を上記セレクタに供給するコントロール回路とを備えたスペクトラム拡散クロックジェネレータが提案されている(特許文献1参照)。このスペクトラム拡散クロックジェネレータによれば、セレクタで選択されて順次出力される出力クロック信号の周期は、ビット出力信号の組合せに対応して増加または減少する。このため、出力クロック信号の周波数が変動することとなり、従って電磁波ノイズが有する周波数が分散されて電磁波ノイズのピークレベルを小さく抑えることができる。
従来の、デジタル方式によるスペクトラム拡散クロックジェネレータは、遅延ラインの段数をダイナミックに切り替えていくことにより、一定周波数のクロックから周波数を周期的に変動する周波数変調を実現するものであるため、大きな周波数変調であるほど、また周波数変調周期が長いほど、必要となる遅延ラインの大きさ(回路規模)は増大することとなる。換言すれば、入力クロック周期ごとに、所望の周波数変調プロファイルにするためにはどれだけの時間だけ遅延させるのかをデジタル的に演算し、その結果によって遅延ラインの長さを調節する仕組みが採用される。このため、必要な累積遅延が増大すれば、その分、遅延段数も増大することとなる。 The conventional digital spread spectrum clock generator realizes frequency modulation in which the frequency is periodically varied from a constant frequency clock by dynamically switching the number of delay line stages. The longer the frequency modulation period, the larger the required delay line size (circuit scale). In other words, a mechanism that digitally calculates how much time to delay in order to obtain a desired frequency modulation profile for each input clock period, and adjusts the length of the delay line based on the result is adopted. The For this reason, if the necessary accumulated delay increases, the number of delay stages also increases accordingly.
即ち、ゆっくりした周波数変調や大きな変調度を実現しようとすると、必要となる遅延段数は増大することとなる。典型的なデジタル方式によるスペクトラム拡散クロックジェネレータにおいて、必要とされる最大の遅延時間は入力クロックの5周期分にも及ぶこととなる。また、その遅延時間は、PVT(Process(工程)/Voltage(電源電圧)/Temperature(温度))による依存もあるので、必然的に変調度も条件依存を持ってしまう。従って、周波数変調を精度よく行なうことは困難である。 In other words, the number of required delay stages increases if a slow frequency modulation or a large modulation degree is to be realized. In a typical digital spread spectrum clock generator, the required maximum delay time is as long as five cycles of the input clock. Further, since the delay time depends on PVT (Process (process) / Voltage (power supply voltage) / Temperature (temperature)), the degree of modulation necessarily has a condition dependency. Therefore, it is difficult to perform frequency modulation with high accuracy.
本発明は、上記事情に鑑み、回路規模の増大を抑えたまま、周波数変調を精度よく行なうことができるスペクトラム拡散クロックジェネレータを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a spread spectrum clock generator capable of accurately performing frequency modulation while suppressing an increase in circuit scale.
上記目的を達成する本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、
印加電圧に応じて遅延量を変化させる第1の遅延素子複数個が直列に接続され入力クロックをそれら複数個の第1の遅延素子で順次に遅延させることにより複数相のクロックを生成する第1の遅延回路を備え、それら複数相のクロックの中から所望のクロックを切替自在に選択して上記入力クロックが変調されてなる第1の変調クロックを生成する第1の変調部と、
印加電圧に応じて遅延量を変化させる第2の遅延素子複数個が並列に接続され上記第1の変調クロックを遅延させる第2の遅延回路を備え、それら複数個の第2の遅延素子のうちのいずれかの第2の遅延素子を選択することによりその第2の遅延素子で遅延された第2の変調クロックを生成する第2の変調部と、
遅延量調整用の電圧を生成してその電圧を上記第1の遅延回路に並ぶ複数個の第1の遅延素子と上記第2の遅延回路に並ぶ複数個の第2の遅延素子に印加する遅延量制御部とを備えたことを特徴とする。
The spread spectrum clock generator of the present invention that achieves the above object is
A plurality of first delay elements that change the delay amount in accordance with the applied voltage are connected in series, and a plurality of first delay elements sequentially delay the input clock to generate a plurality of phase clocks. A first modulation unit that generates a first modulation clock in which the input clock is modulated by selecting a desired clock from among the plurality of phase clocks in a switchable manner;
A plurality of second delay elements that change the delay amount according to the applied voltage are connected in parallel, and a second delay circuit that delays the first modulation clock is provided. A second modulation unit that generates a second modulation clock delayed by the second delay element by selecting any one of the second delay elements;
Delay for generating a delay amount adjusting voltage and applying the voltage to a plurality of first delay elements arranged in the first delay circuit and a plurality of second delay elements arranged in the second delay circuit And a quantity control unit.
本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、入力クロックを、直列に接続された複数個の第1の遅延素子で順次に遅延させることにより生成した複数相のクロックの中から所望のクロックを切替自在に選択して上記入力クロックが変調されてなる第1の変調クロック(粗変調クロック)を生成する第1の変調部(粗変調部)を備えたものである。このため、複数相のクロックそれぞれの遅延時間は1クロック以内であっても、それらを選択し組み合わせていくことによって、理想的には無限大の累積遅延が実現可能である。従って、従来の、必要な累積遅延が増大すれば、その分遅延段数も増大するスペクトラム拡散クロックジェネレータと比較し、回路規模を小さく抑えることができる。 The spread spectrum clock generator of the present invention is capable of switching a desired clock among a plurality of phase clocks generated by sequentially delaying an input clock with a plurality of first delay elements connected in series. Then, a first modulation unit (coarse modulation unit) for generating a first modulation clock (coarse modulation clock) obtained by modulating the input clock is provided. For this reason, even if the delay time of each of the plurality of clocks is within one clock, an infinite cumulative delay can be realized by selecting and combining them. Therefore, if the necessary accumulated delay increases, the circuit scale can be reduced as compared with the spread spectrum clock generator in which the number of delay stages increases accordingly.
また、本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、上記第1の変調部で生成された第1の変調クロックを、並列に接続された複数個の第2の遅延素子のうちのいずれかの第2の遅延素子を選択することによりその第2の遅延素子で遅延された第2の変調クロック(精変調クロック)を生成する第2の変調部(精変調部)を備えたものである。このため、小さな遅延量による周波数変調を実現することができる。 In the spread spectrum clock generator of the present invention, the first modulation clock generated by the first modulation unit may be the second one of the plurality of second delay elements connected in parallel. A second modulation unit (fine modulation unit) that generates a second modulation clock (fine modulation clock) delayed by the second delay element by selecting the delay element is provided. For this reason, frequency modulation with a small delay amount can be realized.
さらに、本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータは、遅延量調整用の印加電圧に応じて、上記第1の変調クロックおよび上記第2の変調クロックを生成するものである。このため、入力クロックの周波数の変動やPVTに起因して、周波数変調を実現するために必要とされる遅延量が変動した場合であっても、その変動に応じた印加電圧が生成されて、複数相のクロック間の遅延量もその変動した分だけ変化することとなり、入力クロックの周波数の変動やPVTによる変調度の依存を小さく抑えることができる。従って、本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータによれば、回路規模の増大を抑えたまま、周波数変調を精度よく行なうことができる。 Further, the spread spectrum clock generator of the present invention generates the first modulation clock and the second modulation clock according to the applied voltage for adjusting the delay amount. For this reason, even when the delay amount required for realizing the frequency modulation varies due to the variation of the frequency of the input clock or PVT, an applied voltage corresponding to the variation is generated, The delay amount between the clocks of a plurality of phases also changes by the amount of the change, and the change in the frequency of the input clock and the dependence on the modulation degree due to the PVT can be suppressed to a low level. Therefore, according to the spread spectrum clock generator of the present invention, it is possible to accurately perform frequency modulation while suppressing an increase in circuit scale.
ここで、上記第1の変調部が、さらに、上記第1の遅延回路で生成された複数相のクロックの中から立ち上がりエッジ生成用の第1のクロックおよび立ち下がりエッジ生成用の第2のクロックを切替自在に選択する第1のセレクタと、上記第1のクロックのエッジおよび上記第2のクロックのエッジを検出して時間軸方向に変調された上記第1の変調クロックを生成するエッジディテクタとを備え、
上記第2の変調部が、上記複数個の第2の遅延素子から出力された複数のクロックのうちの所望のクロックを選択することにより上記第2の変調クロックを出力する第2のセレクタを備えたものであることが好ましい。
Here, the first modulation unit further includes a first clock for generating a rising edge and a second clock for generating a falling edge from among a plurality of phase clocks generated by the first delay circuit. A first selector that switches between the first clock and an edge detector that detects the edge of the first clock and the edge of the second clock and generates the first modulated clock modulated in the time axis direction; With
The second modulation unit includes a second selector that outputs the second modulation clock by selecting a desired clock from the plurality of clocks output from the plurality of second delay elements. It is preferable that
このようにすると、後述する実施形態に示すように、上記第1の変調クロックおよび上記第2の変調クロックを簡単に生成することができる。 In this way, the first modulation clock and the second modulation clock can be easily generated, as shown in an embodiment described later.
本発明のスペクトラム拡散クロックジェネレータによれば、回路規模の増大を抑えたまま、周波数変調を精度よく行なうことができる。 According to the spread spectrum clock generator of the present invention, it is possible to accurately perform frequency modulation while suppressing an increase in circuit scale.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態のスペクトラム拡散クロックジェネレータの回路構成を示す図、図2は、図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータの、VCDL(Voltage Control Delay Line;電圧制御遅延回路)の構成を含む回路構成を示す図である。 1 is a diagram illustrating a circuit configuration of a spread spectrum clock generator according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration of a VCDL (Voltage Control Delay Line) of the spread spectrum clock generator illustrated in FIG. FIG.
図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ10には、VCDL1000と、第1のセレクタ120と、エッジディテクタ130と、精変調部200(本発明にいう第2の変調部の一例に相当)と、演算回路400とが備えられている。
A spread
VCDL1000には、図2に示すように、PFD(Phase Frequency Detector:位相・周波数検出回路)310およびLPF(Low Pass Filter:ローパスフィルタ)320からなる遅延量制御部300と、粗変調部100(本発明にいう第1の変調部の一例に相当)を構成する粗遅延回路110(本発明にいう第1の遅延回路の一例に相当)が備えられている。粗遅延回路110は、後述する印加電圧Vcontに応じて遅延量を変化させる第1の遅延素子110_1,110_2,110_3,…,110_30,110_31,110_32が直列に接続され、外部から入力される一定周波数の入力クロックCLKINを、それら第1の遅延素子110_1,110_2,110_3,…,110_30,110_31,110_32で順次に遅延させることにより、32相のクロックCK1,CK2,CK3,…,CK30,CK31,CK32を生成する。
As shown in FIG. 2, the
粗変調部100は、上述した粗遅延回路110と、図1にも示す第1のセレクタ120およびエッジディテクタ130から構成されている。
The
第1のセレクタ120は、粗遅延回路110で生成された32相のクロックCK1,CK2,CK3,…,CK30,CK31,CK32の中から、粗変調クロックCKC(本発明にいう第1の変調クロックの一例に相当)を生成するための立ち上がりエッジ生成用の第1のクロックCKAおよび立ち下がりエッジ生成用の第2のクロックCKBを切替自在に選択する。
The
例えば、入力クロックCLKINの周期を9.6nsとすると、32相のクロックCK1,CK2,CK3,…,CK30,CK31,CK32の位相差は300psとなる。もし、丁度300psだけ周期を伸ばしたクロック(つまり9.6ns+300ps=9.9ns周期のクロック)を作りたいときは、1クロック毎に丁度1相ずつ遅れたクロックを第1のセレクタ120が選択していけばよいことになる。つまり、図2中で、CK1→CK2→CK3→CK4→…というようにクロックを選択する。尚、様々な周期のクロックの実現例については後述する。
For example, if the period of the input clock CLKIN is 9.6 ns, the phase difference between the 32-phase clocks CK1, CK2, CK3,... CK30, CK31, CK32 is 300 ps. If you want to create a clock that is just 300 ps longer (ie, 9.6 ns + 300 ps = 9.9 ns cycle), the
エッジディテクタ130は、第1のクロックCKAの立ち上がりエッジおよび第2のクロックCKBの立ち上がりエッジを検出して時間軸方向に変調された粗変調クロックCKCを生成する。尚、エッジディテクタ130の構成については後述する。
The
次に、遅延量制御部300を構成するPFD310およびLPF320について説明する。
Next, the
PFD310には、外部から一定周波数の入力クロックCLKINが入力される。また、このPFD310には、粗遅延回路110からの遅延クロックCKDLYも入力される。PFD310は、これら入力クロックCLKINと遅延クロックCKDLYとの周波数および位相を比較して、それら周波数および位相の誤差信号に応じた電圧レベルの信号を出力する。この信号はLPF320に入力される。LPF320は、入力された信号を直流レベルの電圧Vcontに変換する。この電圧Vcontは、粗遅延回路110を構成する第1の遅延素子110_1,110_2,110_3,…,110_30,110_31,110_32の制御端子に印加される。また、この電圧Vcontは、後述する精変調部200にも印加される。
An input clock CLKIN having a constant frequency is input to the
ここで、多相クロックを切り替えて周波数変調された出力クロックを生成する原理について図3を参照して説明する。 Here, the principle of generating a frequency-modulated output clock by switching the multiphase clock will be described with reference to FIG.
図3は、周波数変調された出力クロックを生成する原理を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of generating a frequency-modulated output clock.
尚、ここでは、説明を簡単にするために、多相クロックとして10相のクロックCK1,…,CK10の例で説明する。 Here, in order to simplify the explanation, an example of 10-phase clocks CK1,.
この図3に示すように、出力クロックOUTを構成するパルスの立ち上がりをクロックCK1,CK2,CK4,CK7,CK10,CK4(14),CK9(19),CK5(25)の立ち上がりのタイミングで決定する。また、出力クロックOUTを構成するパルスの立ち下がりをクロックCK6,CK7,CK9,CK2(12),CK5(15),CK9(19),CK4(24)の立ち下がりのタイミングで決定する。このようにすることにより、周波数変調が行なわれた出力クロックOUTを生成することができる。 As shown in FIG. 3, the rise of the pulses constituting the output clock OUT is determined by the rise timing of the clocks CK1, CK2, CK4, CK7, CK10, CK4 (14), CK9 (19), and CK5 (25). . Further, the falling edge of the pulse constituting the output clock OUT is determined by the falling timing of the clocks CK6, CK7, CK9, CK2 (12), CK5 (15), CK9 (19), and CK4 (24). By doing so, it is possible to generate the output clock OUT subjected to frequency modulation.
この図3からわかるように、各々のクロックCK1,…,CK10の遅延時間は、1クロック以内であっても、それらを選択し組み合わせていくことによって、理想的には無限大の累積遅延が実現可能であることが理解できる。ここで、この実現にあたり、注意すべき点であるクロックの切替えタイミングおよび演算速度について述べる。先ず、クロックの切替えタイミングについて、図4を参照して説明する。 As can be seen from FIG. 3, even when the delay times of the clocks CK1,..., CK10 are within one clock, an infinite cumulative delay is ideally realized by selecting and combining them. I understand that it is possible. Here, the clock switching timing and the calculation speed, which should be noted in this implementation, will be described. First, clock switching timing will be described with reference to FIG.
図4は、クロックの切替えタイミングを示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating clock switching timing.
図4では、第1のセレクタ120のCKAが、VCDL1000の32相クロックのうちの一つであるCKαから、VCDL1000の32相のクロックのうちのもう一つであるCKβに、第1のセレクタ120によって切替えられる様子を示している。
In FIG. 4, the
本実施形態のスペクトラム拡散クロックジェネレータ10では、遅延切替えの最大値はせいぜい入力クロックCLKINの周期の数%である。つまり、図4でのクロックCKαとクロックCKβとの位相差は小さく、せいぜい2か3相分の差しかない。ここで、第1のセレクタ120のCKAが、クロックαからクロックβに切り替わるにあたり、単に、クロックCKαの立ち上がりの直後のタイミングで切り替えたのでは、図4に示すように、CKαからCKβへの乗換えが早すぎる場合があり、その場合小さなパルス(ひげ)が発生してしまう。そこで、第1のセレクタ120によるCKAの切替えタイミングを例えばCKαとCKβのXNORの立ち上がりにすることにより、この図4に示す、CKαからCKβへの乗換えが正常に行なわれたクロックを得ることができる。尚、単純に、位相乗り換えのタイミングに遅延を付加してもよい。
In the spread
次に、本実施形態のスペクトラム拡散クロックジェネレータ10における演算速度について説明する。演算が複雑になると、演算速度が低下するという問題が発生するが、本実施形態のスペクトラム拡散クロックジェネレータ10では、セレクトする位相が32相であるため何らの問題も発生しない。つまり、従来のスペクトラム拡散クロックジェネレータで行なわれている演算結果の、下位5ビットをそのままセレクト信号にすることができるので、演算の複雑さは全く同じであり、演算に関する速度の制約は生じない。
Next, the calculation speed in the spread
図5は、エッジディテクタの回路構成を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the edge detector.
図5に示すエッジディテクタ130には、第1のフリップフロップ131と、第2のフリップフロップ132と、エクスクルーシブ・オアゲート133とが備えられている。
The
第1のフリップフロップ131の入力端子Dは、第2のフリップフロップ132の反転出力端子QBに接続されている。また、第1のフリップフロップ131の出力端子Qは、第2のフリップフロップ132の入力端子Dに接続されるとともにエクスクルーシブ・オアゲート133の一方の入力端子に接続されている。さらに、第2のフリップフロップ132の出力端子Qは、エクスクルーシブ・オアゲート133の他方の入力端子に接続されている。また、第1のフリップフロップ131のクロック端子には、第1のセレクタ120から第1のクロックCKAが入力されるとともに、第2のフリップフロップ132のクロック端子には、第1のセレクタ120から第2のクロックCKBが入力される。
The input terminal D of the first flip-
このように構成されたエッジディテクタ130では、以下に説明するようにして、入力された2つの第1,第2のクロックCKA,CKBから1つの出力クロックである粗変調クロックCKCが生成される。
In the
最初の時点では、第1,第2のフリップフロップ131,132双方の出力端子Qは共に‘L’レベルにあるものとする。エクスクルーシブ・オアゲート133双方の入力端子には、共に‘L’レベルが入力されているため、エクスクルーシブ・オアゲート133から出力される粗変調クロックCKCは‘L’レベルにある。
It is assumed that both the output terminals Q of the first and second flip-
ここで、第1のクロックCKAが立ち上がると、第1のフリップフロップ131の入力端子Dには、第2のフリップフロップ132の反転出力端子QBからの‘H’レベルが入力されているため、第1のフリップフロップ131の出力端子Qからは‘H’レベルが出力される。この‘H’レベルがエクスクルーシブ・オアゲート133の一方の入力端子に入力されるため、そのエクスクルーシブ・オアゲート133から出力される粗変調クロックCKCは‘H’レベルに変化する。このようにして、第1のクロックCKAが立ち上がると粗変調クロックCKCが立ち上がる。
Here, when the first clock CKA rises, the input terminal D of the first flip-
次いで、第2のクロックCKBが立ち上がる。ここで、第2のフリップフロップ132の入力端子Dには、第1のフリップフロップ131の出力端子Qからの‘H’レベルが入力されているため、第2のフリップフロップ132の出力端子Qからは‘H’レベルが出力される。この‘H’レベルがエクスクルーシブ・オアゲート133の他方の入力端子に入力されるため、そのエクスクルーシブ・オアゲート133には共に‘H’レベルが入力されることとなり、従ってそのエクスクルーシブ・オアゲート133から出力される粗変調クロックCKCは‘H’レベルから‘L’に変化する。このようにして、第2のクロックCKBが立ち上がると粗変調クロックCKCが立ち下がる。尚、粗変調クロックCKCのデューティを保証するために、第1のクロックCKAと第2のクロックCKBとでは、位相が180度異なっている。また、これら2つの第1,第3のクロックCKA,CKBの立ち上がりは、交互に1回ずつ行なわれる。
Next, the second clock CKB rises. Here, since the “H” level from the output terminal Q of the first flip-
このようにCKA,CKBが交互に1回ずつ立ち上がる限り、第1,第2のフリップフロップ131,132双方の出力端子Qの初期状態に関らず、CKAは粗変調クロックCKCの立ち上がりを、CKBは粗変調クロックCKCの立ち下がりを決定する。
As long as CKA and CKB rise alternately one time in this way, regardless of the initial state of the output terminals Q of the first and second flip-
次に、精変調部200について、図6を参照して説明する。
Next, the
図6は、精変調部の回路構成を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of the fine modulation unit.
図6に示す精変調部200には、精遅延回路210(本発明にいう第2の遅延回路の一例に相当)と、第2のセレクタ220が備えられている。
The
精遅延回路210は、図2に示すLPF320からの印加電圧Vcontに応じて遅延量を変化させる第2の遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5が並列に接続された、粗変調クロックCKCを遅延させる遅延回路である。各遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5は、各180ps,240ps,300ps,360ps,420psの遅延値を有する。第2の遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5のうちのいずれの遅延素子を使用するのかは、演算回路400からの指示を受けた第2のセレクタ220により選択される。例えば、遅延素子210_3を使用していた場合、遅延素子210_2に切り替えることで相対的に−60psの遅延量の追加になり、逆に遅延素子210_4に切り替えれば、相対的に60psの遅延量の追加になる。つまり、この精変調部200では、遅延量の調整の最小は60psである。また、図1に示すスペクトラム拡散クロックジェネレータ10に外部から入力される入力クロックCLKINの周波数が変化した場合であっても、その変化分に比例してその遅延値が変化するように、LPF320からの電圧Vcontで第2の遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5の遅延値が調節される。
The
また、演算回路400(図1,図2参照)には、外部から入力される一定周波数の入力クロックCLKINからその周波数を周期的に変動させるための位相を決定するセレクタ切替えテーブルが備えられている。 The arithmetic circuit 400 (see FIGS. 1 and 2) includes a selector switching table for determining a phase for periodically changing the frequency from an input clock CLKIN having a constant frequency input from the outside. .
ここで、様々な周期(ここでは、60ps刻みで調節可能な周期)を有する精変調クロックCLKOUT(本発明にいう第2の変調クロックの一例に相当)を、どのように発生させるのかを、表1,表2,表3を参照して説明する。 Here, how to generate a fine modulation clock CLKOUT (corresponding to an example of the second modulation clock in the present invention) having various cycles (here, a cycle adjustable in increments of 60 ps) is shown. Description will be made with reference to Table 1, Table 2 and Table 3.
表1には、入力クロックCLKINの周期T(9.6ns)を60psだけ長くするために必要なセレクタ切替えテーブルが示されている。詳細には、第1のクロックCKAに対する、入力クロックCLKINの周期T=9.66ns(9.6ns+60ps)を実現するためのテーブルである。 Table 1 shows a selector switching table necessary for extending the period T (9.6 ns) of the input clock CLKIN by 60 ps. Specifically, this is a table for realizing the period T = 9.66 ns (9.6 ns + 60 ps) of the input clock CLKIN with respect to the first clock CKA.
この表1に示す切替テーブルの上段には、VCDL1000を構成する粗遅延回路110から出力される32相のクロックのうちの選択されたCK1,CK2,CK3が示されている。また、下段には、精変調部200(Fine Delay)における第2の遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5が示されている。尚、ここでは、便宜上、第2の遅延素子210_1,210_2,210_3,210_4,210_5を、符号(A),(B),(C),(D),(E)で示す。
In the upper part of the switching table shown in Table 1, CK1, CK2, and CK3 selected from the 32-phase clocks output from the
VCDLから出力される32相のクロックのうちのクロックCKを選択して、(A),(B),(C),(D),(E)の順に切り替えていき、精調整の設定が端((E))まで来たら、5進法の繰り上がりの要領で、今度はVCDLの多相の切替え(CK1からCK2への切替え)を行なう。このようにして、第1のクロックCKAに対する、入力クロックCLKINの周期T=9.66nsを実現する。 The clock CK is selected from the 32-phase clocks output from the VCDL, and is switched in the order of (A), (B), (C), (D), (E). When it comes to ((E)), this time, the switching of the multi-phase of VCDL (switching from CK1 to CK2) is performed in the way of the quinary system. In this way, the period T = 9.66 ns of the input clock CLKIN with respect to the first clock CKA is realized.
第2のクロックCKBに対する、入力クロックCLKINの周期T=9.66nsの実現については、表2を参照して説明する。 The realization of the period T = 9.66 ns of the input clock CLKIN with respect to the second clock CKB will be described with reference to Table 2.
表2は、第2のクロックCKBに対する、入力クロックCLKINの周期T=9.66nsを実現するためのテーブルである。 Table 2 is a table for realizing the period T = 9.66 ns of the input clock CLKIN with respect to the second clock CKB.
表1と比べてみると明らかなように、第2のクロックCKBは、第1のクロックCKAよりも180度(VCDLにおける16相分)進められている。 As is clear from comparison with Table 1, the second clock CKB is advanced 180 degrees (for 16 phases in VCDL) from the first clock CKA.
VCDLから出力される32相のクロックのうちのクロックCK17を選択して、(A),(B),(C),(D),(E)の順に切り替えていき、精調整の設定が端((E))まで来たら、5進法の繰り上がりの要領で、今度はVCDLの多相の切替え(CK17からCK18への切替え)を行なう。このようにして、第2のクロックCKBに対する、入力クロックCLKINの周期T=9.66nsを実現する。 The clock CK17 of the 32-phase clocks output from the VCDL is selected and switched in the order of (A), (B), (C), (D), (E), and fine adjustment settings are completed. When it comes to ((E)), this time, the switching of the multi-phase of VCDL (switching from CK17 to CK18) is performed in the way of the quinary system. In this way, the period T = 9.66 ns of the input clock CLKIN with respect to the second clock CKB is realized.
以降、第2のクロックCKBは、第1のクロックCKAの16相分だけ進められているものとして、第1のクロックCKA用のテーブルのみ示す。 Hereinafter, the second clock CKB is shown as being advanced by 16 phases of the first clock CKA, and only the table for the first clock CKA is shown.
表3は、入力クロックCLKINの周期T(9.6ns)を240psだけ長くするために必要なセレクタ切替えテーブルである。 Table 3 is a selector switching table necessary to increase the period T (9.6 ns) of the input clock CLKIN by 240 ps.
表3には、VCDLから出力されるクロックCK1の選択に対して(E)を選択し、クロックCK2の選択に対して(D)を選択するというようにして切り替えを行なうことにより、入力クロックCLKINの周期T=9.84ns(9.6ns+240ps)を実現する。このように、60ps刻みで、様々な周期の精変調クロックCLKOUTを生成することができる。 Table 3 shows that the input clock CLKIN is switched by selecting (E) for the selection of the clock CK1 output from the VCDL and selecting (D) for the selection of the clock CK2. Period T = 9.84 ns (9.6 ns + 240 ps). In this way, the fine modulation clock CLKOUT having various cycles can be generated in increments of 60 ps.
尚、本実施形態では、32相のクロックおよび5つの第2の遅延素子を備えた例で説明したが、これに限られるものではなく、本発明は、複数相のクロックおよび複数個の第2の遅延素子であればよい。また、入力クロックCLKINの周波数が変化すれば、多相クロック間の遅延量も連続的に変化することは勿論である。 In the present embodiment, an example in which a 32-phase clock and five second delay elements are provided has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Any delay element may be used. Of course, if the frequency of the input clock CLKIN changes, the delay amount between the multiphase clocks also changes continuously.
10 スペクトラム拡散クロックジェネレータ
100 粗変調部
110 粗遅延回路
110_1,110_2,110_3,…,110_30,110_31,110_32 第1の遅延素子
120 第1のセレクタ
130 エッジディテクタ
131 第1のフリップフロップ
132 第2のフリップフロップ
133 エクスクルーシブ・オアゲート
200 精変調部
210 精遅延回路
210_1,210_2,210_3,210_4,210_5 第2の遅延素子
220 第2のセレクタ
300 遅延量制御部
310 PFD
320 LPF
400 演算回路
1000 VCDL
DESCRIPTION OF
320 LPF
400
Claims (2)
印加電圧に応じて遅延量を変化させる第2の遅延素子複数個が並列に接続され前記第1の変調クロックを遅延させる第2の遅延回路を備え、該複数個の第2の遅延素子のうちのいずれかの第2の遅延素子を選択することにより該第2の遅延素子で遅延された第2の変調クロックを生成する第2の変調部と、
遅延量調整用の電圧を生成して該電圧を前記第1の遅延回路に並ぶ複数個の第1の遅延素子と前記第2の遅延回路に並ぶ複数個の第2の遅延素子に印加する遅延量制御部とを備えたことを特徴とするスペクトラム拡散クロックジェネレータ。 A plurality of first delay elements that change the delay amount according to the applied voltage are connected in series, and a first clock is generated by sequentially delaying an input clock by the plurality of first delay elements. A first modulation unit that generates a first modulation clock obtained by modulating the input clock by selecting a desired clock from the plurality of phase clocks so as to be switchable;
A plurality of second delay elements that change the delay amount in accordance with the applied voltage, and a second delay circuit that delays the first modulation clock is connected in parallel; A second modulation unit that generates a second modulation clock delayed by the second delay element by selecting any one of the second delay elements;
Delay for generating a voltage for adjusting a delay amount and applying the voltage to a plurality of first delay elements arranged in the first delay circuit and a plurality of second delay elements arranged in the second delay circuit A spread spectrum clock generator comprising a quantity control unit.
前記第2の変調部が、前記複数個の第2の遅延素子から出力された複数のクロックのうちの所望のクロックを選択することにより前記第2の変調クロックを出力する第2のセレクタを備えたことを特徴とする請求項1記載のスペクトラム拡散クロックジェネレータ。 The first modulation unit can further switch between a first clock for generating a rising edge and a second clock for generating a falling edge from among a plurality of clocks generated by the first delay circuit. A first selector that selects the edge of the first clock and an edge detector that detects the edge of the first clock and the edge of the second clock to generate the first modulated clock modulated in the time axis direction,
The second modulation unit includes a second selector that outputs the second modulation clock by selecting a desired clock among a plurality of clocks output from the plurality of second delay elements. The spread spectrum clock generator according to claim 1.
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