JP5326406B2 - Transmitter - Google Patents

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Description

本発明は差動データをクロックでラッチするラッチ回路を備えたトランスミッタに関する。 The present invention relates to a transmitter including a latch circuit that latches differential data with a clock.

高速光伝送技術において、複数対のパラレル差動信号は1対の高速なシリアル差動信号に変換後、光信号に変換される。1対の高速なシリアル差動信号への変換はシリアライザとよばれる半導体装置により行われる。パラレル差動信号をシリアル差動信号に変換するため、シリアライザは複数のカレントモードロジック(Current Mode Logic:CML)によってパラレル差動信号を受け、上記信号間の位相を調整し、それらの信号を束ねることによりシリアル化している。そこでCMLは高速動作が要求されるため、トランジスタの飽和領域を使用せずに電流をスイッチングする回路構成となっている。   In the high-speed optical transmission technology, a plurality of pairs of parallel differential signals are converted into a pair of high-speed serial differential signals and then converted into optical signals. Conversion to a pair of high-speed serial differential signals is performed by a semiconductor device called a serializer. In order to convert a parallel differential signal into a serial differential signal, the serializer receives parallel differential signals by a plurality of current mode logics (CML), adjusts the phase between the signals, and bundles the signals. Serialized. Therefore, since CML requires high-speed operation, it has a circuit configuration that switches current without using a transistor saturation region.

CMLによるラッチ回路に高周波クロックを供給するため、クロックバッファは狭帯域バッファから構成されている。狭帯域バッファは回路共振を利用することにより特定の狭帯域で高い駆動能力を得ることの出来るバッファである。回路共振はバッファの出力から見える配線容量やMOSトランジスタの寄生容量等の負荷容量とバッファの出力の差動対に挿入されたインダクタンス成分との間で発生する。   In order to supply a high frequency clock to the CML latch circuit, the clock buffer is composed of a narrow band buffer. The narrow band buffer is a buffer that can obtain a high driving capability in a specific narrow band by utilizing circuit resonance. Circuit resonance occurs between a load capacitance such as a wiring capacitance seen from the buffer output and a parasitic capacitance of the MOS transistor and an inductance component inserted in the differential pair of the buffer output.

一方、シリアライザは出荷前に動作試験がなされる。数十GHzで高速動作するシリアライザをウエハレベルで動作試験することは困難である。そのため、試験対象のシリアライザをパッケージングしてから動作試験を行う必要がある。パッケージングするまで良品かどうか判断できないため不良品もパッケージングすることになり、試験コストが増大する。このようなコスト増大を防ぐためにはウエハレベルでの動作試験を数十MHzの低周波で行う必要がある。   On the other hand, the serializer is tested for operation before shipping. It is difficult to test the operation of a serializer operating at high speed at several tens of GHz at the wafer level. Therefore, it is necessary to perform an operation test after packaging the serializer to be tested. Since it cannot be determined whether it is a non-defective product until packaging, defective products are also packaged, which increases the test cost. In order to prevent such an increase in cost, it is necessary to perform an operation test at the wafer level at a low frequency of several tens of MHz.

低周波での動作試験を実現するため、高速動作に用いられる狭帯域バッファと並列に接続される低周波用クロックバッファが必要になる。低周波での動作試験に十分な駆動能力を確保するため、低周波用クロックバッファのサイズは狭帯域バッファと同等かそれ以上にする。低周波用クロックバッファのサイズが大きくなると狭帯域バッファ動作時において駆動すべき負荷容量が増大する。負荷容量の増大は狭帯域バッファによる高速動作に悪影響を与える。そこで高速動作への影響を小さくするために低周波用クロックバッファの駆動能力を小さくすると、低周波動作試験時のクロックの立上り立下り時間は長くなる。シリアライザにおいて、クロックの立上り立下り時間が長くなるとクロックおよび反転クロックがともに論理値1になる期間が発生する。クロックおよび反転クロックが共に論理値1になると差動クロックによるデータのラッチが出来ず、正確な低周波動作試験ができなくなる。以下の特許文献には立上りおよび立下り時間が比較的長いクロック信号の入力段にインバータを設け、クロック信号の電位とインバータの閾値との大小関係により動作タイミングを制御するラッチ回路が開示されている。
特開平04−352513号公報
In order to realize an operation test at a low frequency, a low-frequency clock buffer connected in parallel with a narrow-band buffer used for high-speed operation is required. To ensure sufficient driving capability for low frequency operation tests, the size of the low frequency clock buffer should be equal to or greater than that of the narrow band buffer. As the size of the low-frequency clock buffer increases, the load capacity to be driven increases during narrow-band buffer operation. An increase in load capacity adversely affects high-speed operation by the narrow band buffer. Therefore, if the driving capability of the low-frequency clock buffer is reduced in order to reduce the influence on the high-speed operation, the rise / fall time of the clock during the low-frequency operation test becomes longer. In the serializer, when the rising / falling time of the clock becomes long, a period in which both the clock and the inverted clock become the logical value 1 occurs. When both the clock and the inverted clock have a logic value 1, data cannot be latched by the differential clock, and an accurate low-frequency operation test cannot be performed. The following patent documents disclose a latch circuit in which an inverter is provided at the input stage of a clock signal having a relatively long rise and fall time, and the operation timing is controlled by the magnitude relationship between the potential of the clock signal and the threshold value of the inverter. .
Japanese Patent Laid-Open No. 04-352513

本発明の目的は、狭帯域バッファの特性への影響を抑えたラッチ回路およびラッチ回路を利用した試験回路を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a latch circuit that suppresses the influence on the characteristics of a narrow-band buffer and a test circuit that uses the latch circuit.

上記課題を解決するため、トランスミッタは、第一論理値と第二論理値とを有する非反転クロックと、該非反転クロックが該第一論理値となる第一期間内の該第一期間よりも短い第二期間において該第二論理値となる反転クロックとを出力するクロック生成回路と、第一差動データと該非反転クロックを入力し、該第一差動データを該非反転クロックでサンプルする標本化回路と、該標本化回路から出力される第二差動データと該反転クロックを入力し、該第二差動データを該反転クロックに応じて保持する第一保持回路と、該非反転クロックおよび該反転クロックがいずれも該第一論理値の期間にイネーブル信号を出力するイネーブル信号生成部と、該イネーブル信号に応じて該第二差動データを保持する第二保持回路とを有する。 To solve the above problems, the transmitter, and the non-inverted clock having a first logic value and a second logic value, less than said first period within the first period non inverted clock is said first logic value A clock generation circuit that outputs an inverted clock that is the second logical value in a second period, sampling that inputs first differential data and the non-inverted clock, and samples the first differential data with the non-inverted clock A circuit, a first holding circuit that receives the second differential data output from the sampling circuit and the inverted clock, holds the second differential data according to the inverted clock, the non-inverted clock, and the Each of the inverted clocks has an enable signal generation unit that outputs an enable signal during the period of the first logical value, and a second holding circuit that holds the second differential data in accordance with the enable signal.

本発明によれば、非反転クロックと反転クロックとの位相をクロックの遷移時間以上ずらすことによりデータの筒抜けを防ぐことができる。また、非反転クロックと反転クロックとが互いに第一論理値となる間標本化回路の出力を保持することによりラッチ回路の動作が不安定になるのを防ぐことができる。この結果、駆動能力の低いクロックバッファを用いてオンチップでのラッチ回路の低速試験を行うことができる。   According to the present invention, data omission can be prevented by shifting the phases of the non-inverted clock and the inverted clock by the clock transition time or more. In addition, it is possible to prevent the operation of the latch circuit from becoming unstable by holding the output of the sampling circuit while the non-inverted clock and the inverted clock are at the first logic value. As a result, an on-chip latch circuit low-speed test can be performed using a clock buffer with low driving capability.

以下、本発明の実施の一形態について詳細に説明する。
[トランスミッタ]
図1は本実施の形態におけるトランスミッタ100のブロック図である。トランスミッタ100は複数の差動信号を1つの差動信号に変換する機能を有する半導体装置である。トランスミッタ100はシリアライザ102、フェイズ ロックド ループ(Phase
Locked Loop:PLL)104、スイッチ105、分周器106、クロック生成回路400、狭帯域バッファ108、イネーブル信号生成部500、スイッチ110、112を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[Transmitter]
FIG. 1 is a block diagram of a transmitter 100 in the present embodiment. The transmitter 100 is a semiconductor device having a function of converting a plurality of differential signals into one differential signal. The transmitter 100 includes a serializer 102, a phase locked loop (Phase
Locked Loop (PLL) 104, switch 105, frequency divider 106, clock generation circuit 400, narrowband buffer 108, enable signal generation unit 500, and switches 110 and 112.

クロック116はPLL104に入力され高周波の差動クロックに変換される。狭帯域バッファ108はPLL104から入力された差動クロックと同一周波数の差動クロックを出力する高駆動能力のバッファである。分周器106はPLLから入力された差動クロックを低周波クロックに分周し出力する。クロック生成回路400は分周器106から出力された低周波クロックを入力とし、クロック20と、クロック20が論理値0の期間においてこの期間よりも短く、かつ論理値1となる期間を有する反転クロック21とを出力する。イネーブル信号生成部500はクロック生成回路400から出力された低周波差動クロックのクロック20、反転クロック21のいずれもが論理値0の場合に論理値1となるイネーブル信号348を出力する。低周波試験が可能な回路を本実施例では試験回路とする。   The clock 116 is input to the PLL 104 and converted into a high-frequency differential clock. The narrow band buffer 108 is a buffer with high drive capability that outputs a differential clock having the same frequency as the differential clock input from the PLL 104. The frequency divider 106 divides the differential clock input from the PLL into a low frequency clock and outputs it. The clock generation circuit 400 receives the low frequency clock output from the frequency divider 106 as an input, and the clock 20 and an inverted clock having a period in which the clock 20 is at a logical value of 1 and shorter than this period. 21 is output. The enable signal generation unit 500 outputs an enable signal 348 that becomes a logical value 1 when both the clock 20 and the inverted clock 21 of the low-frequency differential clock output from the clock generation circuit 400 have a logical value 0. In this embodiment, a circuit capable of performing a low frequency test is referred to as a test circuit.

切り替え信号118はスイッチ110、112のいずれか一方をオンにする。スイッチ110がオンしている場合にはクロック生成回路400から出力されるクロック20、反転クロック21が有効になる。この場合クロック20、反転クロック21はそれぞれ非反転クロック334、反転クロック346としてシリアライザ102に供給される。スイッチ112がオンしている場合には狭帯域バッファ108から出力されるクロック22、反転クロック23が有効になる。この場合クロック22、反転クロック23はそれぞれ非反転クロック334、反転クロック346としてシリアライザ102に供給される。   The switching signal 118 turns on one of the switches 110 and 112. When the switch 110 is on, the clock 20 and the inverted clock 21 output from the clock generation circuit 400 are valid. In this case, the clock 20 and the inverted clock 21 are supplied to the serializer 102 as a non-inverted clock 334 and an inverted clock 346, respectively. When the switch 112 is on, the clock 22 and the inverted clock 23 output from the narrowband buffer 108 are valid. In this case, the clock 22 and the inverted clock 23 are supplied to the serializer 102 as a non-inverted clock 334 and an inverted clock 346, respectively.

また切り替え信号118はスイッチ112をオンにする信号を出力した場合にスイッチ105をオフにする信号を出力する。低周波動作時においては、スイッチ105は切り替え信号118に応じてオンとなり、PLL104から入力されたクロックを出力する。高
周波動作時においては、スイッチ105は切り替え信号118に応じてオフとなり、PLL104から入力されたクロックの出力を遮断すると共に論理値0の信号を出力し続ける。このような構成により高周波動作時において狭帯域バッファ108に対する分周器106、クロック生成回路400、イネーブル信号生成部500の寄生容量の影響を小さくすることが出来る。
The switching signal 118 outputs a signal for turning off the switch 105 when a signal for turning on the switch 112 is outputted. During the low frequency operation, the switch 105 is turned on in response to the switching signal 118 and outputs the clock input from the PLL 104. During high-frequency operation, the switch 105 is turned off in response to the switching signal 118, shuts off the output of the clock input from the PLL 104, and continues to output a signal having a logical value of 0. With such a configuration, the influence of the parasitic capacitance of the frequency divider 106, the clock generation circuit 400, and the enable signal generation unit 500 on the narrow band buffer 108 can be reduced during high frequency operation.

また後述のとおりイネーブル信号348はシリアライザ102の低周波動作を安定させるのに用いられる。上記構成により高周波動作時のイネーブル信号348の論理値は固定される。これによりシリアライザ102の高周波動作を安定させることが出来る。
[シリアライザ]
シリアライザ102は入力された信号1、2、3、4、5、6、7、8からなる複数対のパラレル差動信号を信号120、121からなる1対のシリアル差動信号に変換する。本実施例において、シリアライザ102は4対のパラレル差動信号を1対のシリアル差動信号に変換する。シリアライザ102はマルチプレクサ10、12、14を有する。マルチプレクサ10は信号1、2からなる差動信号および信号3,4からなる差動信号を入力とし信号330、332からなる差動信号を出力する。マルチプレクサ12は信号5、6からなる差動信号および信号7,8からなる差動信号を入力とし信号122、123からなる差動信号を出力する。マルチプレクサ14は信号330、332からなる差動信号および信号122,123からなる差動信号を入力とし信号120、121からなる差動信号を出力する。
As will be described later, the enable signal 348 is used to stabilize the low-frequency operation of the serializer 102. With the above configuration, the logical value of the enable signal 348 during high-frequency operation is fixed. Thereby, the high frequency operation of the serializer 102 can be stabilized.
[Serializer]
The serializer 102 converts a plurality of pairs of parallel differential signals composed of input signals 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 into a pair of serial differential signals composed of signals 120 and 121. In this embodiment, the serializer 102 converts four pairs of parallel differential signals into a pair of serial differential signals. The serializer 102 includes multiplexers 10, 12, and 14. The multiplexer 10 receives a differential signal composed of signals 1 and 2 and a differential signal composed of signals 3 and 4 and outputs a differential signal composed of signals 330 and 332. The multiplexer 12 receives a differential signal composed of signals 5 and 6 and a differential signal composed of signals 7 and 8 and outputs a differential signal composed of signals 122 and 123. The multiplexer 14 receives a differential signal composed of signals 330 and 332 and a differential signal composed of signals 122 and 123 and outputs a differential signal composed of signals 120 and 121.

信号1から8はすべて同じ周波数で入力される。信号330、332は信号1,2,3,4の2倍の周波数でマルチプレクサ10から出力される。信号122、123は信号5,6,7,8の2倍の周波数でマルチプレクサ12から出力される。信号120、121は信号330、332、122,123の2倍の周波数でマルチプレクサ14から出力される。したがって、信号120、121からなるシリアル差動信号は信号1から8のパラレル差動信号の4倍の周波数で出力される。信号120、121は電気信号から光信号に変換され、受信側の装置へ高速伝送される。マルチプレクサの動作に関する詳細は後述する。   Signals 1 to 8 are all input at the same frequency. Signals 330 and 332 are output from multiplexer 10 at twice the frequency of signals 1, 2, 3 and 4. The signals 122 and 123 are output from the multiplexer 12 at twice the frequency of the signals 5, 6, 7 and 8. Signals 120 and 121 are output from multiplexer 14 at a frequency twice that of signals 330, 332, 122, and 123. Therefore, the serial differential signal composed of the signals 120 and 121 is output at a frequency four times that of the parallel differential signals 1 to 8. The signals 120 and 121 are converted from an electric signal to an optical signal, and are transmitted at high speed to a receiving apparatus. Details regarding the operation of the multiplexer will be described later.

イネーブル信号348、非反転クロック334、反転クロック346はそれぞれのマルチプレクサ10、12、14に入力される。イネーブル信号348、非反転クロック334、反転クロック346についての詳細は後述する。
[マルチプレクサ]
図2はマルチプレクサ14の詳細なブロック図である。他のマルチプレクサ10、12も同様の構成を有する。マルチプレクサ14は信号330、332、122、123からなるパラレル差動信号を信号120、121からなるシリアル差動信号に変換する。マルチプレクサ14はフリップフロップ32、34、試験対象回路300−3、分周器360、セレクタ30を有する。フリップフロップ32は試験対象回路300−1、300−2を有する。フリップフロップ34は試験対象回路300−4、300−5を有する。それぞれの試験対象回路300−1〜300−mの高速動作時の動作は通常のラッチ回路と同じである。ここでmはシリアライザ102を構成する全ての試験対象回路の総数である。イネーブル信号348はそれぞれの試験対象回路300−1〜300−mに入力される。イネーブル信号348は低速動作時において試験対象回路300−1〜300−mを安定動作させる。試験対象回路300−mについての詳細な説明は後述する。
The enable signal 348, the non-inverted clock 334, and the inverted clock 346 are input to the respective multiplexers 10, 12, and 14. Details of the enable signal 348, the non-inverted clock 334, and the inverted clock 346 will be described later.
[Multiplexer]
FIG. 2 is a detailed block diagram of the multiplexer 14. The other multiplexers 10 and 12 have the same configuration. The multiplexer 14 converts the parallel differential signal composed of the signals 330, 332, 122, 123 into a serial differential signal composed of the signals 120, 121. The multiplexer 14 includes flip-flops 32 and 34, a test target circuit 300-3, a frequency divider 360, and a selector 30. The flip-flop 32 includes test target circuits 300-1 and 300-2. The flip-flop 34 includes test target circuits 300-4 and 300-5. The operation of each of the test target circuits 300-1 to 300-m during high-speed operation is the same as that of a normal latch circuit. Here, m is the total number of all test target circuits constituting the serializer 102. The enable signal 348 is input to each of the test target circuits 300-1 to 300-m. The enable signal 348 stably operates the test target circuits 300-1 to 300-m during the low speed operation. A detailed description of the test target circuit 300-m will be described later.

分周器360は入力された非反転クロック334、反転クロック346の周波数を信号330、332、122、123に適合するように分周する。例えば信号330が2Gbps(bit per second)であるとする。2Gbpsの信号は周波数に換算すると1GHzとなる。この場合、分周器360は非反転クロック334、および反転ク
ロック346の周波数を信号330の2倍の周波数である2GHzに分周する。分周器360の出力するクロック周波数はマルチプレクサごとに異なる。図1のマルチプレクサ10、12からは1GHzの信号330、332、122、123が出力されているため、それぞれのマルチプレクサに実装された分周器360は入力された非反転クロック334、反転クロック346の周波数を1GHzに分周する。シリアライザ102に供給する非反転クロック334、反転クロック346の周波数は、最終段のマルチプレクサ14から出力される信号120、121の基本クロック周波数以上の周波数である。
The frequency divider 360 divides the frequency of the input non-inverted clock 334 and inverted clock 346 so as to match the signals 330, 332, 122, and 123. For example, it is assumed that the signal 330 is 2 Gbps (bit per second). A 2 Gbps signal is 1 GHz in terms of frequency. In this case, the frequency divider 360 divides the frequencies of the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 to 2 GHz, which is twice the frequency of the signal 330. The clock frequency output from the frequency divider 360 is different for each multiplexer. Since the 1 GHz signals 330, 332, 122, and 123 are output from the multiplexers 10 and 12 in FIG. 1, the frequency dividers 360 mounted on the respective multiplexers are used to input the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346. Divide the frequency to 1 GHz. The frequencies of the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 supplied to the serializer 102 are equal to or higher than the basic clock frequency of the signals 120 and 121 output from the final stage multiplexer 14.

フリップフロップ32は信号330、332を入力とし、非反転クロック334に同期して信号50、51を出力する。フリップフロップ34は信号122、123を入力とし、非反転クロック334に同期して信号54、55を出力する。つまり信号50、51と信号54、55とは同相である。試験対象回路300−3は信号50、51を入力とし、差動クロック346に同期して信号52、53を出力する。したがって信号52、53は信号54、55よりも非反転クロック334の半周期分遅れてセレクタ30に入力される。   The flip-flop 32 receives the signals 330 and 332 and outputs the signals 50 and 51 in synchronization with the non-inverted clock 334. The flip-flop 34 receives the signals 122 and 123 and outputs signals 54 and 55 in synchronization with the non-inverted clock 334. That is, the signals 50 and 51 and the signals 54 and 55 are in phase. The test target circuit 300-3 receives the signals 50 and 51 and outputs the signals 52 and 53 in synchronization with the differential clock 346. Therefore, the signals 52 and 53 are input to the selector 30 with a delay of a half cycle of the non-inverted clock 334 from the signals 54 and 55.

セレクタ30は非反転クロック334の論理値に応じて信号52、53からなる差動信号または信号54、55からなる差動信号のいずれか一方を選択し信号120、121からなる差動信号として時分割で多重し出力する。セレクタ30は非反転クロック334が論理値0のときには信号52、53からなる差動信号を選択し、非反転クロック334が論理値1のときには信号54、55からなる差動信号を選択する。   The selector 30 selects either the differential signal composed of the signals 52 and 53 or the differential signal composed of the signals 54 and 55 in accordance with the logical value of the non-inverted clock 334 and selects the differential signal composed of the signals 120 and 121 as the differential signal. Multiplex by division and output. The selector 30 selects a differential signal composed of signals 52 and 53 when the non-inverted clock 334 has a logical value of 0, and selects a differential signal composed of signals 54 and 55 when the non-inverted clock 334 has a logical value of 1.

セレクタ30は非反転クロック334の論理値の変化に応じて信号52、53と信号54、55との論理値を交互に信号120、121として出力する。前述のとおり信号52、53の位相は信号54、55よりも非反転クロック334の半周期分遅れているので、セレクタ30は非反転クロック334の1周期中に論理値のデータを2つ出力することが出来る。   The selector 30 alternately outputs the logic values of the signals 52 and 53 and the signals 54 and 55 as the signals 120 and 121 according to the change in the logic value of the non-inverted clock 334. As described above, since the phases of the signals 52 and 53 are delayed by half a cycle of the non-inverted clock 334 relative to the signals 54 and 55, the selector 30 outputs two pieces of logical value data in one cycle of the non-inverted clock 334. I can do it.

以上よりマルチプレクサ14は信号330、332、122、123からなる2対のパラレル差動信号を信号120、121からなる1対のシリアル差動信号として、入力パラレル差動信号の2倍の周波数である4Gbpsすなわち2GHzの信号に変換し出力することが出来る。
[試験対象回路]
図3は本実施の形態における試験対象回路300−1の回路図である。試験対象回路300−1はラッチ回路200と保持回路354とを有する。ラッチ回路200は非反転クロック334が論理値1の場合に入力された信号330、332と同一の論理値を有する信号338、340を反転クロック346が論理値1の間ラッチする。
As described above, the multiplexer 14 converts the two pairs of parallel differential signals composed of the signals 330, 332, 122, and 123 into a pair of serial differential signals composed of the signals 120 and 121, and has a frequency twice that of the input parallel differential signal. It can be converted into 4 Gbps, that is, 2 GHz signal and output.
[Test target circuit]
FIG. 3 is a circuit diagram of the circuit under test 300-1 in the present embodiment. The test target circuit 300-1 includes a latch circuit 200 and a holding circuit 354. The latch circuit 200 latches the signals 338 and 340 having the same logical value as that of the input signals 330 and 332 when the non-inverted clock 334 has the logical value 1 while the inverted clock 346 has the logical value 1.

高周波でのラッチ回路200の通常動作は以下の通りである。標本化回路350は信号330、332を非反転クロック334が論理値1の場合にサンプルし、信号330と等しい論理値を有する信号338、および信号332と等しい論理値を有する信号340を出力する。標本化回路350は抵抗301、302、MOSトランジスタ304、305、306を有する。抵抗301の一方は正電源に、他方はMOSトランジスタ304のドレインにそれぞれ接続されている。抵抗302の一方は正電源に、他方はMOSトランジスタ305のドレインにそれぞれ接続されている。信号338はMOSトランジスタ304のドレインに接続されている。信号340はMOSトランジスタ305のドレインに接続されている。信号330はMOSトランジスタ304のゲートに入力される。信号332はMOSトランジスタ305のゲートに入力される。信号330、332が論理値1になるとMOSトランジスタ304、305はオンし、ドレインからソースへ電流を流す。   The normal operation of the latch circuit 200 at high frequency is as follows. Sampling circuit 350 samples signals 330, 332 when non-inverted clock 334 has a logical value of 1, and outputs a signal 338 having a logical value equal to signal 330 and a signal 340 having a logical value equal to signal 332. The sampling circuit 350 includes resistors 301 and 302 and MOS transistors 304, 305, and 306. One of the resistors 301 is connected to the positive power supply, and the other is connected to the drain of the MOS transistor 304. One of the resistors 302 is connected to the positive power supply, and the other is connected to the drain of the MOS transistor 305. The signal 338 is connected to the drain of the MOS transistor 304. The signal 340 is connected to the drain of the MOS transistor 305. The signal 330 is input to the gate of the MOS transistor 304. The signal 332 is input to the gate of the MOS transistor 305. When the signals 330 and 332 become the logical value 1, the MOS transistors 304 and 305 are turned on, and a current flows from the drain to the source.

MOSトランジスタ304、305のソースはそれぞれMOSトランジスタ306のドレインに接続されている。MOSトランジスタ306のゲートは非反転クロック334に接続されている。MOSトランジスタ306のソースはMOSトランジスタ308のドレインに接続されている。MOSトランジスタ308のゲートにはバイアス電圧336が印加されている。MOSトランジスタ308のソースはグランドに接続されている。MOSトランジスタ308は電流源として動作する。電流源の電流値はバイアス電圧336の電圧値により決定する。   The sources of the MOS transistors 304 and 305 are connected to the drain of the MOS transistor 306, respectively. The gate of the MOS transistor 306 is connected to the non-inverted clock 334. The source of the MOS transistor 306 is connected to the drain of the MOS transistor 308. A bias voltage 336 is applied to the gate of the MOS transistor 308. The source of the MOS transistor 308 is connected to the ground. The MOS transistor 308 operates as a current source. The current value of the current source is determined by the voltage value of the bias voltage 336.

非反転クロック334が論理値1となるとMOSトランジスタ306がオンする。信号330が論理値1となりMOSトランジスタ304がオンするとMOSトランジスタ308で設定された電流値が抵抗301を流れる。この結果信号340の論理値は信号330の反転論理値0となる。このとき信号330の差動対である信号332は論理値0なのでMOSトランジスタ305はオフである。そのため抵抗302には電流が流れず、信号338は論理値1となる。よって非反転クロック334が論理値1の場合、標本化回路350は信号330、332を入力とし、その入力信号と等しい論理値を有する信号338、340を出力する。   When the non-inverted clock 334 becomes a logical value 1, the MOS transistor 306 is turned on. When the signal 330 becomes a logical value 1 and the MOS transistor 304 is turned on, the current value set by the MOS transistor 308 flows through the resistor 301. As a result, the logical value of the signal 340 becomes the inverted logical value 0 of the signal 330. At this time, since the signal 332 which is a differential pair of the signal 330 is a logical value 0, the MOS transistor 305 is off. Therefore, no current flows through the resistor 302, and the signal 338 has a logical value “1”. Therefore, when the non-inverted clock 334 has a logical value 1, the sampling circuit 350 receives the signals 330 and 332 and outputs signals 338 and 340 having logical values equal to the input signals.

保持回路352は反転クロック346が論理値1の間、信号338、340の論理値を保持し続ける。保持回路352はMOSトランジスタ310、312、314を有する。MOSトランジスタ310のドレインは信号338に接続されている。MOSトランジスタ312のドレインは信号340に接続されている。MOSトランジスタ310のゲートは信号340に、MOSトランジスタ312のゲートは信号338にそれぞれ接続されている。MOSトランジスタ310、312のソースはMOSトランジスタ314のドレインにそれぞれ接続されている。MOSトランジスタ314のゲートは非反転クロック334を論理反転した反転クロック346に接続されている。MOSトランジスタ314のソースはトランジスタ308のドレインに接続されている。   The holding circuit 352 continues to hold the logic values of the signals 338 and 340 while the inverted clock 346 is at the logic value 1. The holding circuit 352 includes MOS transistors 310, 312, and 314. The drain of the MOS transistor 310 is connected to the signal 338. The drain of the MOS transistor 312 is connected to the signal 340. The gate of the MOS transistor 310 is connected to the signal 340, and the gate of the MOS transistor 312 is connected to the signal 338. The sources of the MOS transistors 310 and 312 are connected to the drain of the MOS transistor 314, respectively. The gate of the MOS transistor 314 is connected to an inverted clock 346 obtained by logically inverting the non-inverted clock 334. The source of the MOS transistor 314 is connected to the drain of the transistor 308.

信号338が論理値1であるとするとその差動対である信号340は論理値0となる。このとき信号338にゲートを接続したMOSトランジスタ312がオンする。反転クロック346が論理値1の場合、MOSトランジスタ314がオンする。MOSトランジスタ314がオンするとMOSトランジスタ308に設定した電流値が抵抗301を流れる。これにより信号340は論理値0に保持される。信号340にゲートを接続したMOSトランジスタ310はオフするので抵抗302には電流は流れない。これにより信号338は論理値1に保持される。よって反転クロック346が論理値1の場合、保持回路352は信号338、340の論理値を保持し続ける。   Assuming that the signal 338 has a logical value 1, the differential signal 340 has a logical value 0. At this time, the MOS transistor 312 whose gate is connected to the signal 338 is turned on. When the inverted clock 346 has a logical value 1, the MOS transistor 314 is turned on. When the MOS transistor 314 is turned on, the current value set in the MOS transistor 308 flows through the resistor 301. As a result, the signal 340 is held at the logical value 0. Since the MOS transistor 310 whose gate is connected to the signal 340 is turned off, no current flows through the resistor 302. As a result, the signal 338 is held at the logical value 1. Therefore, when the inverted clock 346 has a logical value 1, the holding circuit 352 continues to hold the logical values of the signals 338 and 340.

低周波での試験動作時において、非反転クロック334および反転クロック346の立上り、立下り時間は非常に長くなる。非反転クロック334および反転クロック346の立上り、立下り時間が非常に長い場合、非反転クロック334および反転クロック346がいずれも論理値1となる場合がある。このとき標本化回路350および保持回路352がいずれも動作するため、ラッチ回路200は信号の論理値をラッチできなくなる。そこでクロック生成回路400を用いて非反転クロック334および反転クロック346が共に論理値1とならないように立上り、立下りの位相をずらす。これにより標本化回路350および保持回路352が共に動作するのを回避することが出来る。位相をずらす時間は非反転クロック334の遷移時間以上にするのが望ましい。これにより非反転クロック334および反転クロック346が共に論理値1となるのを確実に防ぐことが出来る。   During a test operation at a low frequency, the rise and fall times of the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 become very long. When the rise and fall times of the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 are very long, both the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 may have a logical value “1”. At this time, since both the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 operate, the latch circuit 200 cannot latch the logical value of the signal. Thus, the clock generation circuit 400 is used to shift the rising and falling phases so that the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 do not both have a logical value of 1. Thereby, it is possible to avoid the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 from operating together. It is desirable that the time for shifting the phase is longer than the transition time of the non-inverted clock 334. As a result, it is possible to reliably prevent both the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 from having a logical value 1.

非反転クロック334および反転クロック346がいずれも論理値0の場合、標本化回路350および保持回路352は共に動作しない。標本化回路350および保持回路352が共に動作しない場合、信号338、340の論理値を決定するものがなくなり、信号
338、340の論理値が不安定になる。そこで非反転クロック334および反転クロック346がいずれも論理値0の場合に信号338、340の論理値をラッチする保持回路354を設ける。
When both the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 are logic values 0, the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 do not operate. If the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 do not operate together, there is no one that determines the logical values of the signals 338 and 340, and the logical values of the signals 338 and 340 become unstable. Therefore, a holding circuit 354 is provided that latches the logical values of the signals 338 and 340 when the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 are both at the logical value 0.

保持回路354はイネーブル信号348が論理値1の場合にのみ動作する。論理値1のイネーブル信号348は非反転クロック334および反転クロック346がいずれも論理値0の場合に保持回路354に入力される。保持回路354は抵抗316、318、MOSトランジスタ320、322、324を有する。抵抗316の一方は信号338に、他方はMOSトランジスタ320にそれぞれ接続されている。抵抗318の一方は信号340に、他方はMOSトランジスタ322にそれぞれ接続されている。MOSトランジスタ320のゲートは抵抗318に、MOSトランジスタ322のゲートは抵抗316にそれぞれ接続されている。トランジスタ320、322のソースはMOSトランジスタ324のドレインに接続されている。MOSトランジスタ324のゲートはイネーブル信号348に接続されている。MOSトランジスタ324のソースはグランドに接続されている。   The holding circuit 354 operates only when the enable signal 348 has a logical value “1”. The enable signal 348 having the logical value 1 is input to the holding circuit 354 when both the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 have the logical value 0. The holding circuit 354 includes resistors 316 and 318 and MOS transistors 320, 322 and 324. One of the resistors 316 is connected to the signal 338 and the other is connected to the MOS transistor 320. One of the resistors 318 is connected to the signal 340 and the other is connected to the MOS transistor 322. The gate of the MOS transistor 320 is connected to the resistor 318, and the gate of the MOS transistor 322 is connected to the resistor 316. The sources of the transistors 320 and 322 are connected to the drain of the MOS transistor 324. The gate of the MOS transistor 324 is connected to the enable signal 348. The source of the MOS transistor 324 is connected to the ground.

信号338が論理値1であるとするとその差動対である信号340は論理値0となる。このとき信号338に抵抗316を介してゲートを接続したMOSトランジスタ322がオンする。イネーブル信号348が論理値1になるとMOSトランジスタ324がオンする。MOSトランジスタ322および324がオンすると電流が抵抗301を流れる。これにより信号340は論理値0に保持される。信号340に抵抗318を介してゲートを接続したMOSトランジスタ320はオフするので抵抗302には電流は流れない。これにより信号338は論理値1に保持される。よってイネーブル信号348が論理値1の間、保持回路354は信号338、340の論理値を保持し続ける。これにより非反転クロック334および反転クロック346が共に論理値0の間も信号338、340の論理値をラッチし続けることが出来る。よって試験動作時においてシリアライザ14は正常動作することができる。   Assuming that the signal 338 has a logical value 1, the differential signal 340 has a logical value 0. At this time, the MOS transistor 322 whose gate is connected to the signal 338 via the resistor 316 is turned on. When the enable signal 348 becomes a logical value 1, the MOS transistor 324 is turned on. When MOS transistors 322 and 324 are turned on, current flows through resistor 301. As a result, the signal 340 is held at the logical value 0. Since the MOS transistor 320 whose gate is connected to the signal 340 via the resistor 318 is turned off, no current flows through the resistor 302. As a result, the signal 338 is held at the logical value 1. Therefore, while the enable signal 348 is a logical value 1, the holding circuit 354 continues to hold the logical values of the signals 338 and 340. As a result, the logical values of the signals 338 and 340 can continue to be latched even when the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 are both at the logical value 0. Therefore, the serializer 14 can operate normally during the test operation.

保持回路354とイネーブル信号348を出力するイネーブル信号生成部500とを有するものをレベル保持部と呼ぶこととする。レベル保持部は上述の動作により非反転クロック334および反転クロック346がいずれも論理値0の間信号338、340の論理値を保持することが出来る。   A device having the holding circuit 354 and the enable signal generation unit 500 that outputs the enable signal 348 is referred to as a level holding unit. The level holding unit can hold the logical values of the signals 338 and 340 while the non-inverted clock 334 and the inverted clock 346 are both at the logical value 0 by the above-described operation.

保持回路354において、抵抗316、318は信号338、340が保持回路354から受ける影響を小さくするために挿入されている。MOSトランジスタ320、322はドレイン容量を有する。容量成分はその容量成分が接続された信号線を伝播する信号の立上り、立下りを遅くする。信号の立上り、立下りが遅くなると信号の高速伝送が困難になる。抵抗316、318を信号338、340とMOSトランジスタ320、322との間に接続することにより、MOSトランジスタ320、322のドレイン容量を見えなくすることが出来る。抵抗316、318の抵抗値はMOSトランジスタ320、322がオンした場合に信号338、340がそれぞれ論理値0であると判定できるよう、抵抗301、302の抵抗値との関係から決定する。   In the holding circuit 354, resistors 316 and 318 are inserted to reduce the influence of the signals 338 and 340 from the holding circuit 354. MOS transistors 320 and 322 have a drain capacitance. The capacitance component delays the rise and fall of the signal propagating through the signal line to which the capacitance component is connected. If the rise and fall of the signal are delayed, high-speed signal transmission becomes difficult. By connecting the resistors 316 and 318 between the signals 338 and 340 and the MOS transistors 320 and 322, the drain capacitance of the MOS transistors 320 and 322 can be made invisible. The resistance values of the resistors 316 and 318 are determined from the relationship with the resistance values of the resistors 301 and 302 so that when the MOS transistors 320 and 322 are turned on, the signals 338 and 340 can be determined to have a logical value of 0, respectively.

また、抵抗316、318の代わりにインダクタを用いることも出来る。インダクタは数十MHzの低周波ではインピーダンスが非常に小さい。このため低周波動作時において抵抗を挿入する場合よりもより正確に信号338、340の論理値を保持することが出来る。
またインダクタは高周波になるほどインピーダンス値が大きくなる。インピーダンス値が大きくなることにより、高周波動作時に保持回路354が信号338、340に与える影響はより小さくなる。インダクタのインダクタンス値は高周波動作時において保持回路354の寄生容量が信号338、340に影響を与えない十分な大きさとする。
[クロック生成回路]
図4Aはクロックと反転クロックとの立上り、立下りのタイミングを調整するクロック生成回路400の回路図の一例である。図4Bはクロック生成回路400の動作を説明するための波形図である。クロック生成回路400はクロック20と、クロック20が論理値0の期間においてこの期間よりも短く、かつ論理値1となる期間を有する反転クロック21とを出力する。クロック20、反転クロック21はスイッチ110から出力され非反転クロック334、反転クロック346となる。
An inductor can be used instead of the resistors 316 and 318. An inductor has a very low impedance at a low frequency of several tens of MHz. For this reason, the logical values of the signals 338 and 340 can be held more accurately than when a resistor is inserted during low-frequency operation.
The impedance value of the inductor increases as the frequency becomes higher. By increasing the impedance value, the influence of the holding circuit 354 on the signals 338 and 340 during high-frequency operation is further reduced. The inductance value of the inductor is sufficiently large so that the parasitic capacitance of the holding circuit 354 does not affect the signals 338 and 340 during high-frequency operation.
[Clock generation circuit]
FIG. 4A is an example of a circuit diagram of a clock generation circuit 400 that adjusts the rising and falling timings of the clock and the inverted clock. FIG. 4B is a waveform diagram for explaining the operation of the clock generation circuit 400. The clock generation circuit 400 outputs the clock 20 and the inverted clock 21 having a period in which the clock 20 is a logical value 1 and shorter than this period during the logical value 0 period. The clock 20 and the inverted clock 21 are output from the switch 110 and become a non-inverted clock 334 and an inverted clock 346.

図4Aにおいてクロック生成回路400はNOT回路410、414、416、420、422、NOR回路412、418を有する。NOT回路410はクロック401を入力とし、クロックの論理反転信号を出力する。NOR回路412はNOT回路410の出力を一方の入力とし、NOT回路422の出力を他方の入力とする。NOR回路412は一方の入力信号が論理値1の場合に論理値0の信号を出力する。NOT回路414はNOR回路412の出力信号を入力としその反転信号を出力する。NOT回路416はNOT回路414の出力を入力としその反転信号をクロック20として出力する。   4A, the clock generation circuit 400 includes NOT circuits 410, 414, 416, 420, 422, and NOR circuits 412, 418. The NOT circuit 410 receives the clock 401 and outputs a logic inversion signal of the clock. The NOR circuit 412 takes the output of the NOT circuit 410 as one input and the output of the NOT circuit 422 as the other input. The NOR circuit 412 outputs a signal having a logic value 0 when one input signal has a logic value 1. The NOT circuit 414 receives the output signal of the NOR circuit 412 and outputs its inverted signal. The NOT circuit 416 receives the output of the NOT circuit 414 and outputs the inverted signal as the clock 20.

NOR回路418はNOT回路416の出力を一方の入力とし、クロック401を他方の入力とする。NOR回路418は一方の入力信号が論理値1の場合に論理値0の信号を出力する。NOT回路420はNOR回路418の出力信号を入力としその反転信号を出力する。NOT回路422はNOT回路420の出力を入力としその反転信号を反転クロック21として出力する。   The NOR circuit 418 uses the output of the NOT circuit 416 as one input and the clock 401 as the other input. The NOR circuit 418 outputs a signal having a logic value 0 when one input signal has a logic value 1. The NOT circuit 420 receives the output signal of the NOR circuit 418 as an input and outputs its inverted signal. The NOT circuit 422 receives the output of the NOT circuit 420 and outputs its inverted signal as the inverted clock 21.

図4Bはクロック生成回路400におけるクロック401、クロック20、反転クロック21の波形図である。NOT回路416の出力であるクロック20が論理値1から0に遷移すると、論理値0がNOR回路418の一方に入力される。NOR回路418の他方の入力であるクロック401も論理値0である。よってNOR回路418、NOT回路420、422によりクロック20の遷移からT1時間遅延して反転クロック21が論理値0から1に遷移する。また、NOT回路422の出力である反転クロック21が論理値1から0に遷移すると、論理値0がNOR回路412の一方に入力される。NOR回路412の他方の入力であるNOT回路410の出力も論理値0である。よってNOR回路412、NOT回路414、416によりクロック21の遷移からT2時間遅延してクロック20が論理値0から1に遷移する。これによりクロック生成回路400はクロック401を入力とし、クロック20またはクロックの位相反転信号である反転クロック21が同時に論理値1となる期間を排除する。   4B is a waveform diagram of the clock 401, the clock 20, and the inverted clock 21 in the clock generation circuit 400. FIG. When the clock 20, which is the output of the NOT circuit 416, transitions from the logical value 1 to 0, the logical value 0 is input to one of the NOR circuits 418. The clock 401, which is the other input of the NOR circuit 418, also has a logical value of zero. Therefore, the NOR clock 418 and the NOT circuits 420 and 422 delay the T1 time from the transition of the clock 20, and the inverted clock 21 transitions from the logical value 0 to 1. Further, when the inverted clock 21, which is the output of the NOT circuit 422, transitions from the logical value 1 to 0, the logical value 0 is input to one of the NOR circuits 412. The output of the NOT circuit 410 which is the other input of the NOR circuit 412 is also a logical value 0. Therefore, the NOR circuit 412 and the NOT circuits 414 and 416 delay the clock 20 from the transition of the clock 21 by the time T2, and the clock 20 transits from the logical value 0 to 1. As a result, the clock generation circuit 400 receives the clock 401 and eliminates the period in which the clock 20 or the inverted clock 21 that is the phase inversion signal of the clock simultaneously has the logical value 1.

クロック生成回路400を用いることにより信号の立上り、立下りが遅い低周波のクロックを用いてもクロックおよびその反転クロックが同時に論理値1となるオーバーラッピングを回避することが出来る。オーバーラッピングを回避することにより図3の標本化回路350、保持回路352はいずれか一方が動作しているか、またはいずれも動作していない状態となる。つまり標本化回路350、保持回路352が同時に動作する状態を無くすことにより、ラッチ回路200におけるデータの筒抜けを無くすことが出来る。なお、クロックおよびその反転クロックがいずれも論理値0になっている時間T1、T2はNOT回路414、416、420、422の数を変えることにより調整することが出来る。[イネーブル信号生成部]
図5はイネーブル信号生成部500の回路図の一例である。イネーブル信号生成部500はクロック20および反転クロック21がいずれも論理値0の場合に論理値1のイネーブル信号348を出力する。イネーブル信号生成部500はNOT回路502、504、506、508、AND回路510、512、OR回路514を有する。イネーブル信号部生成部500はNOR論理を有しており、クロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の場合にイネーブル信号348は論理値1となる。
By using the clock generation circuit 400, even when a low-frequency clock whose signal rises and falls slowly is used, overlapping in which the clock and its inverted clock simultaneously have a logical value 1 can be avoided. By avoiding overlapping, either the sampling circuit 350 or the holding circuit 352 in FIG. 3 is operating, or neither is operating. That is, by eliminating the state in which the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 operate simultaneously, it is possible to eliminate data omission in the latch circuit 200. Note that the times T1 and T2 in which the clock and its inverted clock are both at the logic value 0 can be adjusted by changing the number of NOT circuits 414, 416, 420, and 422. [Enable signal generator]
FIG. 5 is an example of a circuit diagram of the enable signal generation unit 500. The enable signal generator 500 outputs an enable signal 348 having a logic value 1 when both the clock 20 and the inverted clock 21 have a logic value 0. The enable signal generation unit 500 includes NOT circuits 502, 504, 506, and 508, AND circuits 510 and 512, and an OR circuit 514. The enable signal generation unit 500 has NOR logic, and the enable signal 348 has a logic value 1 when both the clock 20 and the inverted clock 21 have a logic value 0.

クロック20および反転クロック21がいずれも論理値1の場合、NOT回路502、504、506、508の出力はすべて論理値0になる。よってAND回路510、512の出力は論理値0となり、OR回路514の出力も論理値0となる。   When both the clock 20 and the inverted clock 21 have a logical value 1, the outputs of the NOT circuits 502, 504, 506, and 508 all have a logical value 0. Therefore, the outputs of the AND circuits 510 and 512 have a logical value 0, and the output of the OR circuit 514 also has a logical value 0.

クロック20、反転クロック21のいずれか一方が論理値1の場合、AND回路510、512の出力は論理値0となり、OR回路514の出力も論理値0となる。   When either one of the clock 20 and the inverted clock 21 is a logical value 1, the outputs of the AND circuits 510 and 512 are a logical value 0, and the output of the OR circuit 514 is also a logical value 0.

クロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の場合、NOT回路502、504、506、508の出力はいずれも論理値1となる。よってAND回路510の出力は論理値1となり、OR回路514の出力も論理値1となる。よってイネーブル信号生成部500はクロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の場合にイネーブル信号348を論理値1にすることが出来る。   When both the clock 20 and the inverted clock 21 have a logical value 0, the outputs of the NOT circuits 502, 504, 506, and 508 all have a logical value 1. Therefore, the output of the AND circuit 510 has a logical value 1, and the output of the OR circuit 514 also has a logical value 1. Therefore, the enable signal generation unit 500 can set the enable signal 348 to the logical value 1 when both the clock 20 and the inverted clock 21 have the logical value 0.

クロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の場合、図3の標本化回路350、保持回路352はいずれも動作しない。いずれも動作しない場合、信号338、340の論理値を決定するものがなくなるため、信号338、340の論理値が不安定になる。クロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の場合に論理値1となるイネーブル信号348を保持回路354に入力することにより、保持回路354は信号338、340の論理値を保持する。これによりクロック20、反転クロック21がいずれも論理値0の間信号338、340の論理値が不安定になるのを防止することが出来る。
[NOT回路の特性]
図6Aはイネーブル信号生成部500に用いられるNOT回路のトランジスタ構成図である。図6Bおよび図6CはNOT回路に用いられるトランジスタの入出力特性図である。イネーブル信号生成部500に用いられるNOT回路は信号のロウレベルまたはハイレベルのいずれかに偏った閾値を有する。
When the clock 20 and the inverted clock 21 are both logical values 0, neither the sampling circuit 350 nor the holding circuit 352 in FIG. 3 operates. If neither of them operates, there is nothing that determines the logical values of the signals 338 and 340, so that the logical values of the signals 338 and 340 become unstable. When both the clock 20 and the inverted clock 21 have a logical value of 0, the holding circuit 354 holds the logical values of the signals 338 and 340 by inputting an enable signal 348 that becomes a logical value of 1 to the holding circuit 354. This prevents the logical values of the signals 338 and 340 from becoming unstable while the clock 20 and the inverted clock 21 are both at the logical value 0.
[Characteristics of NOT circuit]
FIG. 6A is a transistor configuration diagram of a NOT circuit used in the enable signal generation unit 500. 6B and 6C are input / output characteristic diagrams of transistors used in the NOT circuit. The NOT circuit used in the enable signal generation unit 500 has a threshold biased to either the low level or the high level of the signal.

前述のとおり、高周波動作時における狭帯域バッファの共振特性への影響を小さくするため、低周波用クロックバッファの駆動能力は低く設定されている。クロックバッファの駆動能力が低いとそのクロックの立上り、立下り時間は長くなる。クロックの立上り、立下り時間が長くなるとNOT回路の出力論理値が確定しない期間も長くなる。NOT回路の出力論理値が確定しないとイネーブル信号348の論理値も確定しないので、保持回路354が信号338、340の論理値を保持する期間も不確定なものとなる。NOT回路のトランジスタ特性を調整することにより保持回路354は信号338、340の論理値をより確実に保持することが出来る。   As described above, in order to reduce the influence on the resonance characteristics of the narrow band buffer during high frequency operation, the driving capability of the low frequency clock buffer is set low. When the driving capability of the clock buffer is low, the rise and fall times of the clock become long. As the clock rise and fall times become longer, the period during which the output logic value of the NOT circuit is not fixed becomes longer. If the output logic value of the NOT circuit is not determined, the logic value of the enable signal 348 is also not determined, so that the period during which the holding circuit 354 holds the logic values of the signals 338 and 340 is also uncertain. By adjusting the transistor characteristics of the NOT circuit, the holding circuit 354 can hold the logical values of the signals 338 and 340 more reliably.

図6Aはイネーブル信号生成部500に用いられるNOT回路502、504、506、508のトランジスタ構成図である。図6AのNOT回路600はP型MOSトランジスタ602、N型MOSトランジスタ604を有する。NOT回路600は信号606を入力とし、信号608を出力する。信号608の論理値は信号606の論理値を反転したものとなる。   FIG. 6A is a transistor configuration diagram of NOT circuits 502, 504, 506, and 508 used in the enable signal generation unit 500. The NOT circuit 600 in FIG. 6A has a P-type MOS transistor 602 and an N-type MOS transistor 604. The NOT circuit 600 receives the signal 606 and outputs a signal 608. The logic value of the signal 608 is obtained by inverting the logic value of the signal 606.

図6BはP型MOSトランジスタのゲート幅をN型MOSトランジスタのゲート幅よりも小さくしたときの図6Aにおける入力信号606の電圧と出力信号608の電圧との関係を表す入出力特性図である。トランジスタの閾値電圧はMOSトランジスタのゲート幅により変化させることが出来る。例えばP型およびN型MOSトランジスタのゲート長を同じにし、ゲート幅の比率を変えることにより、電源電圧VDDの半分であるVDD/2よりも高い電圧XをNOT回路600の閾値とすることが出来る。   6B is an input / output characteristic diagram showing the relationship between the voltage of the input signal 606 and the voltage of the output signal 608 in FIG. 6A when the gate width of the P-type MOS transistor is smaller than the gate width of the N-type MOS transistor. The threshold voltage of the transistor can be changed by the gate width of the MOS transistor. For example, by making the gate lengths of the P-type and N-type MOS transistors the same and changing the ratio of the gate widths, the voltage X higher than VDD / 2 that is half the power supply voltage VDD can be set as the threshold value of the NOT circuit 600. .

図6CはP型MOSトランジスタのゲート幅をN型MOSトランジスタのゲート幅より
も大きくしたときの図6Aにおける入力信号606の電圧と出力信号608の電圧との関係を表す入出力特性図である。P型およびN型MOSトランジスタのゲート長を同じにし、ゲート幅の比率を変えることにより、電源電圧VDDの半分であるVDD/2よりも低い電圧YをNOT回路600の閾値とすることが出来る。
FIG. 6C is an input / output characteristic diagram showing the relationship between the voltage of the input signal 606 and the voltage of the output signal 608 in FIG. 6A when the gate width of the P-type MOS transistor is larger than the gate width of the N-type MOS transistor. By making the gate lengths of the P-type and N-type MOS transistors the same and changing the ratio of the gate width, a voltage Y lower than VDD / 2 which is half of the power supply voltage VDD can be set as the threshold value of the NOT circuit 600.

図5におけるNOT回路502、508は図6Bに示す入出力特性を有する。また図5におけるNOT回路504、506は図6Cにしめす入出力特性を有する。これによりクロック20、反転クロック21の電圧値がいずれも電圧X以下になると、イネーブル信号348は論理値1となる。またクロック20、反転クロック21のいずれか一方の電圧値が電圧Y以上になると、イネーブル信号348は論理値0となる。これにより保持回路354が信号338、340を保持する期間を明確にすることが出来、信号338、340の論理値をより確実に保持することが出来る。   The NOT circuits 502 and 508 in FIG. 5 have the input / output characteristics shown in FIG. 6B. Further, NOT circuits 504 and 506 in FIG. 5 have the input / output characteristics shown in FIG. 6C. As a result, when the voltage values of the clock 20 and the inverted clock 21 are both equal to or lower than the voltage X, the enable signal 348 becomes a logical value 1. When the voltage value of one of the clock 20 and the inverted clock 21 becomes equal to or higher than the voltage Y, the enable signal 348 becomes a logical value 0. Thus, the period during which the holding circuit 354 holds the signals 338 and 340 can be clarified, and the logical values of the signals 338 and 340 can be held more reliably.

図7は図6のトランジスタ特性を有するイネーブル信号生成部500を用いた場合のクロック20、反転クロック21およびイネーブル信号348の波形図である。   FIG. 7 is a waveform diagram of the clock 20, the inverted clock 21, and the enable signal 348 when the enable signal generation unit 500 having the transistor characteristics of FIG. 6 is used.

時間T3において、クロック20の電圧値がVDDからXに下がると、イネーブル信号348は論理値1に遷移する。また時間T4において、反転クロック21の電圧値が0からYに上がるとイネーブル信号348は論理値0に遷移する。この結果イネーブル信号の論理値が遷移するタイミングをクロック20および反転クロック21の遷移タイミングに近づけることが出来る。これにより保持回路354が信号338、340を保持する期間を明確にすることが出来、信号338、340の論理値をより確実に保持することが出来る。
[本実施例の有効性]
本実施例をまとめると以下のとおりとなる。高周波動作用の狭帯域バッファへの影響を小さくするため、低周波動作用のクロックバッファの駆動能力は小さくする。駆動能力が小さいクロックバッファから出力されるクロックおよび反転クロックの立上り、立下り時間は非常に長くなる。立上り、立下り時間が長いと、クロックおよび反転クロックの論理値が同時に1となる期間が発生する。論理値が同時に1となるとラッチ回路200を構成する標本化回路350および保持回路352が同時に動作する。同時に動作するとラッチ回路200はデータをラッチできなくなり、データの筒抜けが発生する。
When the voltage value of the clock 20 drops from VDD to X at time T3, the enable signal 348 transitions to a logical value 1. At time T4, when the voltage value of the inverted clock 21 increases from 0 to Y, the enable signal 348 transitions to the logical value 0. As a result, the transition timing of the logic value of the enable signal can be brought close to the transition timing of the clock 20 and the inverted clock 21. Thus, the period during which the holding circuit 354 holds the signals 338 and 340 can be clarified, and the logical values of the signals 338 and 340 can be held more reliably.
[Effectiveness of this embodiment]
This example is summarized as follows. In order to reduce the influence on the narrow band buffer for high frequency operation, the driving capability of the clock buffer for low frequency operation is reduced. The rise and fall times of the clock output from the clock buffer having a small driving capability and the inverted clock become very long. When the rise and fall times are long, a period in which the logical values of the clock and the inverted clock are 1 simultaneously occurs. When the logical value becomes 1 at the same time, the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 constituting the latch circuit 200 operate simultaneously. If operated at the same time, the latch circuit 200 cannot latch data, and data omission occurs.

データの筒抜けを防ぐため、クロック生成回路400によりクロック20および反転クロック21のいずれか一方が論理値1となるか、あるいは両方が論理値0となるようにする。この場合標本化回路350および保持回路352はいずれか一方が動作しているか、両方が動作していない状態となる。すなわち標本化回路350および保持回路352が同時に動作している状態がなくなり、データの筒抜けを防ぐことが出来る。   In order to prevent data omission, the clock generation circuit 400 causes either the clock 20 or the inverted clock 21 to have a logical value 1 or both to have a logical value 0. In this case, either the sampling circuit 350 or the holding circuit 352 is operating, or both are not operating. That is, the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 are not operated at the same time, so that data can be prevented from being missed.

クロック20および反転クロック21が同時に論理値0になるとラッチ回路200を構成する標本化回路350および保持回路352が同時に停止する。標本化回路350および保持回路352が同時に停止することによりラッチ回路200の出力信号の論理値は不安定になる。   When the clock 20 and the inverted clock 21 simultaneously become the logical value 0, the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 constituting the latch circuit 200 are stopped simultaneously. Since the sampling circuit 350 and the holding circuit 352 are simultaneously stopped, the logical value of the output signal of the latch circuit 200 becomes unstable.

出力信号の論理値を安定させるためクロック20および反転クロック21が同時に論理値0の間、ラッチ回路200の出力信号の論理値を保持するレベル保持部を設ける。レベル保持部は保持回路354とイネーブル信号生成部500とを有する。イネーブル信号生成部500はクロック20および反転クロック21が同時に論理値0の間、論理値1のイネーブル信号348を出力する。保持回路354はイネーブル信号348が論理値1の間、ラッチ回路200の出力信号の論理値を保持する。以上の構成により低周波でもラッチ回路200の出力を安定させることが出来、シリアライザの低周波動作試験が可能となる。   In order to stabilize the logic value of the output signal, a level holding unit that holds the logic value of the output signal of the latch circuit 200 while the clock 20 and the inverted clock 21 are simultaneously at the logic value 0 is provided. The level holding unit includes a holding circuit 354 and an enable signal generation unit 500. The enable signal generator 500 outputs an enable signal 348 having a logic value 1 while the clock 20 and the inverted clock 21 are simultaneously having a logic value 0. The holding circuit 354 holds the logical value of the output signal of the latch circuit 200 while the enable signal 348 is the logical value 1. With the above configuration, the output of the latch circuit 200 can be stabilized even at a low frequency, and a low-frequency operation test of the serializer can be performed.

トランスミッタのブロック図である。It is a block diagram of a transmitter. マルチプレクサの詳細ブロック図である。It is a detailed block diagram of a multiplexer. 本発明の一実施例である試験対象回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a circuit under test that is an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例であるクロック生成回路の回路図および波形図である。It is a circuit diagram and a waveform diagram of a clock generation circuit which is an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例であるイネーブル信号生成部の回路図である。It is a circuit diagram of the enable signal generation part which is one Example of this invention. NOT回路のトランジスタ構成図およびトランジスタの入出力特性図である。It is the transistor block diagram of a NOT circuit, and the input-output characteristic figure of a transistor. クロック、反転クロック、およびイネーブル信号の波形図である。It is a wave form diagram of a clock, an inversion clock, and an enable signal.

符号の説明Explanation of symbols

10、12、14 マルチプレクサ
20、22 クロック
21、24 反転クロック
32、34 フリップフロップ
30 セレクタ
100 トランスミッタ
102 シリアライザ
104 PLL
106 分周器
108 バッファ
110、112 スイッチ
200 ラッチ回路
300−m 試験対象回路
334 非反転クロック
346 反転クロック
348 イネーブル信号
350 標本化回路
352、354 保持回路
400 クロック生成回路
401 クロック
500 イネーブル信号生成部
600 NOT回路
10, 12, 14 Multiplexer 20, 22 Clock 21, 24 Inverted clock 32, 34 Flip-flop 30 Selector 100 Transmitter 102 Serializer 104 PLL
106 Divider 108 Buffer 110, 112 Switch 200 Latch circuit 300-m Test target circuit 334 Non-inverted clock 346 Inverted clock 348 Enable signal 350 Sampling circuit 352, 354 Holding circuit 400 Clock generating circuit 401 Clock 500 Enable signal generating unit 600 NOT circuit

Claims (5)

第一論理値と第二論理値とを有する非反転クロックと、該非反転クロックが該第一論理値となる第一期間内の該第一期間よりも短い第二期間において該第二論理値となる反転クロックとを出力するクロック生成回路と、
第一差動データと該非反転クロックを入力し、該第一差動データを該非反転クロックでサンプルする標本化回路と、
該標本化回路から出力される第二差動データと該反転クロックを入力し、該第二差動データを該反転クロックに応じて保持する第一保持回路と、
該非反転クロックおよび該反転クロックがいずれも該第一論理値の期間にイネーブル信号を出力するイネーブル信号生成部と、
該イネーブル信号に応じて該第二差動データを保持する第二保持回路と
を有することを特徴とするトランスミッタ
A non-inverted clock having a first logic value and a second logic value, and said second logic value in a short second period than the first period in the first period the non inverted clock is said first logic value A clock generation circuit that outputs an inverted clock of
A sampling circuit that inputs first differential data and the non-inverted clock, and samples the first differential data with the non-inverted clock;
A first holding circuit that inputs the second differential data output from the sampling circuit and the inverted clock, and holds the second differential data according to the inverted clock;
An enable signal generator that outputs an enable signal during the period of the first logic value for both the non-inverted clock and the inverted clock;
Transmitter characterized in that it comprises a second holding circuit holding said second differential data in response to said enable signal.
第二保持回路は該差動データをラッチするラッチ部と、該ラッチ部と該標本化回路の出力との間に接続されたインダクタとを有することを特徴とする請求項1に記載のトランスミッタ The transmitter of claim 1 wherein the second holding circuit, characterized in that it comprises a latch portion for latching the differential data, and an inductor connected between the output of the latch portion and the target Honka circuit . 第二保持回路は該差動データをラッチするラッチ部と、該ラッチ部と該標本化回路の出力との間に接続された抵抗とを有することを特徴とする請求項1に記載のトランスミッタ The transmitter of claim 1 wherein the second holding circuit, characterized in that it comprises a latch portion for latching the differential data, and a resistor connected between the output of the latch portion and the target Honka circuit . 試験時にクロックを出力するバッファと、
該クロックを入力とし、第一論理値と第二論理値とを有する非反転クロックと、該非反転クロックが該第一論理値となる第一期間内で該第一期間よりも短い第二期間において該第二論理値となる反転クロックとを出力するクロック生成回路と、
切り替え信号に応じて該非反転クロックおよび該反転クロックの出力を有効にするスイッチと
第一差動データと該非反転クロックを入力し、該第一差動データを該非反転クロックでサンプルする標本化回路と、
該標本化回路から出力される第二差動データと該反転クロックを入力し、該第二差動データを該反転クロックに応じて保持する第一保持回路と、
該非反転クロックおよび該反転クロックがいずれも該第一論理値の期間にイネーブル信号を出力するイネーブル信号生成部と、
該イネーブル信号に応じて該第二差動データを保持する第二保持回路と
を有することを特徴とするトランスミッタ
A buffer that outputs a clock during testing,
And inputs the clock, a non-inverted clock having a first logic value and a second logic value, in the short second period than the first period in a first period in which the non-inverted clock is said first logic value A clock generation circuit that outputs an inverted clock that is the second logical value;
A switch for enabling output of the non-inverted clock and the inverted clock in response to a switching signal; a sampling circuit for inputting the first differential data and the non-inverted clock; and sampling the first differential data with the non-inverted clock; ,
A first holding circuit that inputs the second differential data output from the sampling circuit and the inverted clock, and holds the second differential data according to the inverted clock;
An enable signal generator that outputs an enable signal during the period of the first logic value for both the non-inverted clock and the inverted clock;
Transmitter characterized in that it comprises a second holding circuit holding said second differential data in response to said enable signal.
該イネーブル信号生成部は該非反転クロックおよび該反転クロックの出力が有効な場合にのみ該イネーブル信号を出力することを特徴とする請求項4に記載のトランスミッタ5. The transmitter according to claim 4, wherein the enable signal generation unit outputs the enable signal only when outputs of the non-inverted clock and the inverted clock are valid.
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