JP5439964B2 - Delay comparison circuit, delay comparison method, delay circuit, and semiconductor integrated circuit - Google Patents
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この出願で言及する実施例は、遅延比較回路、遅延比較方法、遅延回路および半導体集積回路に関する。 The embodiments referred to in this application relate to a delay comparison circuit, a delay comparison method, a delay circuit, and a semiconductor integrated circuit.
ディジタルDLL(Delay Locked Loop)は、様々な回路に使用されており、例えば、同期型DRAM(SDRAM:Synchronous DRAM)との高速データ転送を実現するために必要な(位相)クロック生成回路として使用されている。 Digital DLL (Delay Locked Loop) is used in various circuits, for example, as a (phase) clock generation circuit necessary for realizing high-speed data transfer with a synchronous DRAM (SDRAM). ing.
具体的に、クロックの周期を測定するための第1ディレイラインと、そのクロック周期においてデータを取り込む位相(タイミング)を制御するための第2ディレイラインを設けたDDR(Double Data Rate)メモリのインターフェースが知られている。 Specifically, a DDR (Double Data Rate) memory interface provided with a first delay line for measuring the clock period and a second delay line for controlling the phase (timing) for capturing data in the clock period. It has been known.
このような2つのディレイライン(ディジタルDLL)を設けた場合、それらディレイラインの遅延差(位相差)を確認する必要があり、そのために遅延比較回路が利用されている。 When such two delay lines (digital DLL) are provided, it is necessary to check a delay difference (phase difference) between the delay lines, and a delay comparison circuit is used for that purpose.
図1は従来の遅延比較回路の一例を概略的に示すブロック図であり、図2は図1に示す遅延比較回路の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a conventional delay comparison circuit, and FIG. 2 is a timing diagram for explaining the operation of the delay comparison circuit shown in FIG.
図1において、参照符号101は第1ディレイライン、102は第2ディレイライン、103は第1追加ディレイ回路、104は第2追加ディレイ回路、そして、105はフリップフロップを示している。
In FIG. 1,
図1に示されるように、従来の遅延比較回路は、例えば、第1および第2ディレイライン101,102、第1および第2追加ディレイ回路103,104、および、フリップフロップ105を有する。
As shown in FIG. 1, the conventional delay comparison circuit includes, for example, first and
第1および第2ディレイライン101,102の各出力信号do1,do2は、システム(例えば、DDR方式のSDRAMシステム)に供給されると共に、それぞれ第1および第2追加ディレイ回路103,104に入力される。
The output signals do1 and do2 of the first and
第1および第2追加ディレイ回路103,104は、複数の遅延ユニット(バッファ)を有し、入力された第1および第2ディレイライン101,102の出力信号do1,do2に対してバッファによる遅延を追加してフリップフロップ105に出力する。
The first and second
すなわち、第1追加ディレイ回路103の出力信号dc1は、フリップフロップ105のデータ入力端子Dに供給され、第2追加ディレイ回路104の出力信号dc2は、フリップフロップ105のクロック入力端子CKに供給される。
That is, the output signal dc1 of the first
これにより、図2に示されるように、フリップフロップ105は、第1追加ディレイ回路103の出力信号dc1のレベルを第2追加ディレイ回路104の出力信号dc2の立ち上がりタイミングで取り込んで信号(比較結果)crを出力する。
As a result, as shown in FIG. 2, the flip-
そして、フリップフロップ105の出力信号crが高レベル『H』から低レベル『L』へ、或いは、『L』から『H』への変化により、2つのディレイライン101および102の出力信号dc1,dc2の位相差を把握するようになっている。
Then, the output signal dc1, dc2 of the two
すなわち、図1に示す遅延比較回路は、2つのディレイライン101,102に対して同一のクロックCLKを入力する。そして、それらディレイライン101,102の出力信号do1,do2の立ち上がりエッジのタイミングを、第1および第2追加ディレイ回路103,104のバッファを利用してフリップフロップ105により比較していた。
That is, the delay comparison circuit shown in FIG. 1 inputs the same clock CLK to the two
ところで、従来、ディレイラインの遅延時間を短時間まで測定および評価する遅延比較回路としては、様々なものが提案されている。 By the way, conventionally, various delay comparison circuits for measuring and evaluating the delay time of the delay line to a short time have been proposed.
上述した図1に示す遅延比較回路において、2つのディレイライン101,102による遅延時間の差(位相差)は、追加ディレイ回路103,104におけるバッファの数により検出されている。
In the delay comparison circuit shown in FIG. 1 described above, the difference in delay time (phase difference) between the two
すなわち、図1に示す遅延比較回路では、追加ディレイ回路103,104における1つのバッファの遅延時間を単位として2つのディレイライン101,102間の遅延差を比較することしかできなかった。
That is, in the delay comparison circuit shown in FIG. 1, only the delay difference between the two
なお、ディレイラインは2つに限定されるものではなく、必要に応じて様々な数にすることができる。 Note that the number of delay lines is not limited to two, but can be various as required.
また、近年、半導体集積回路に使用するクロックの高速化(高周波数化)やクロックの低ジッタ化の要求に伴って、遅延回路の遅延精度向上、並びに、遅延比較回路の遅延比較精度の向上が必要になって来ている。 In recent years, the delay accuracy of the delay circuit and the delay comparison accuracy of the delay comparison circuit have been improved in response to the demand for higher speed (higher frequency) of clocks used in semiconductor integrated circuits and lower clock jitter. I need it.
この出願は、上述した課題に鑑み、複数のディレイラインにおける遅延差(位相差)を高精度で比較することができる遅延比較回路および遅延比較方法の提供を目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present application is to provide a delay comparison circuit and a delay comparison method that can compare delay differences (phase differences) in a plurality of delay lines with high accuracy.
一実施形態によれば、複数のディレイラインと、複数のオシレータ補助回路と、複数のカウンタと、算出回路と、比較部と、を有することを特徴とする遅延比較回路が提供される。 According to an embodiment, there is provided a delay comparison circuit including a plurality of delay lines, a plurality of oscillator auxiliary circuits, a plurality of counters, a calculation circuit, and a comparison unit.
複数のディレイラインに含まれる各オシレータ補助回路は、各ディレイラインをそれぞれオシレータ化し、また、各カウンタは、オシレータ化された各ディレイラインの発振出力をカウントする。算出部は、複数のカウンタにて求められた各カウント値に基づいて基準カウント値を算出し、さらに、比較部は、各カウント値と基準カウント値とを比較する。 Each oscillator auxiliary circuit included in the plurality of delay lines converts each delay line into an oscillator, and each counter counts the oscillation output of each oscillator-generated delay line . The calculation unit calculates a reference count value based on each count value obtained by the plurality of counters , and the comparison unit compares each count value with the reference count value.
開示の遅延比較回路および遅延比較方法は、複数のディレイラインにおける位相差を高精度で比較する効果を奏する。 The disclosed delay comparison circuit and delay comparison method have an effect of comparing phase differences in a plurality of delay lines with high accuracy.
以下、遅延比較回路、遅延比較方法および遅延回路の各実施例を、添付図面を参照して詳述する。 Hereinafter, embodiments of the delay comparison circuit, the delay comparison method, and the delay circuit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図3は第1実施例の遅延比較回路を示すブロック図、図4は図3に示す遅延比較回路におけるディレイラインの一例を示すブロック図、そして、図5は図3に示す遅延比較回路の動作を説明するためのタイミング図である。 3 is a block diagram showing a delay comparison circuit of the first embodiment, FIG. 4 is a block diagram showing an example of a delay line in the delay comparison circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is an operation of the delay comparison circuit shown in FIG. It is a timing diagram for demonstrating.
図3において、参照符号1は第1ディレイライン、2は第2ディレイライン、3は第1カウンタ、4は第2カウンタ、そして、5は比較部を示している。なお、参照符号6,7はセレクタを示し、また、8,9はインバータを示している。
In FIG. 3,
図3に示されるように、第1実施例の遅延比較回路は、セレクタ6,7、第1および第2ディレイライン1,2、第1および第2カウンタ3,4、比較部5、および、インバータ8,9を有する。ここで、比較部5は、差分算出回路51および差分許容判定回路52を有する。
As shown in FIG. 3, the delay comparison circuit of the first embodiment includes
図4に示されるように、第1ディレイライン1は、クロックCLKを順次遅延させる複数の遅延ユニット(DU)を有する遅延部11と、遅延部11における何れかの遅延ユニットの出力を選択して遅延クロックDO1として出力するセレクタ12とを有する。
As shown in FIG. 4, the
ここで、セレクタ12には、遅延量設定コードDSC1が入力され、その遅延量設定コードDSC1に対応した遅延量を有する遅延ユニットの出力信号を選択して出力するようになっている。なお、第2ディレイライン2は、実質的に、第1ディレイライン1と同様のものである。
Here, a delay amount setting code DSC1 is input to the
図3に示されるように、各セレクタ6,7には、それぞれクロックCLKおよびインバータ8,9を介して反転されたディレイライン1,2の出力信号DO1,DO2が入力され、選択信号SSにより一方が選択されるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
すなわち、通常動作時において、セレクタ6,7は、選択信号SSによりそれぞれクロックCLKを選択して第1および第2ディレイライン1,2に供給し、そのクロックCLKが遅延された信号DO1,DO2がシステムに供給される。
That is, during normal operation, the
一方、遅延時間比較動作時において、セレクタ6,7は、選択信号SSによりそれぞれインバータ8,9の出力信号を選択して第1および第2ディレイライン1,2に供給する。
On the other hand, during the delay time comparison operation, the
ここで、第1ディレイライン1の出力信号DO1をインバータ8およびセレクタ6を介してその入力にフィードバックする回路は、第1ディレイライン1の遅延時間に対応した第1周波数で発振するオシレータとして機能する。
Here, the circuit that feeds back the output signal DO1 of the
同様に、第2ディレイライン2の出力信号DO2をインバータ9およびセレクタ7を介してその入力にフィードバックする回路は、第2ディレイライン2の遅延時間に対応した第2周波数で発振するオシレータとして機能する。
Similarly, a circuit that feeds back the output signal DO2 of the
すなわち、図3および図5に示されるように、第1周波数で発振する第1ディレイライン1の出力信号DO1は、第1カウンタ3により一定のテスト期間TPの間だけカウントされ、その第1カウンタ3のカウント値CNT1は、比較部5に供給される。
That is, as shown in FIG. 3 and FIG. 5, the output signal DO1 of the
同様に、第2周波数で発振する第2ディレイライン2の出力信号DO2は、第2カウンタ4により一定のテスト期間TPの間だけカウントされ、その第2カウンタ4のカウント値CNT2も、比較部5に供給される。
Similarly, the output signal DO2 of the
ここで、第1および第2カウント値CNT1,CNT2は、リングオシレータ化された第1および第2ディレイライン1,2の発振出力DO1,DO2をカウントする期間TPが長い程、両者の差が大きくなる。
Here, the difference between the first and second count values CNT1 and CNT2 increases as the period TP for counting the oscillation outputs DO1 and DO2 of the first and
すなわち、第1および第2ディレイライン1,2間の遅延時間の差が小さくても、それらをリングオシレータ化し、その発振出力DO1,DO2を期間TPでカウントして比較することにより、遅延時間の差を期間TPに応じて増幅して検出することが可能になる。
That is, even if the difference in delay time between the first and
そして、第1カウンタ3によるカウント値CNT1および第2カウンタ4によるカウント値CNT2は差分検出回路51に供給され、その差分検出回路51からは、差分値DCNTが出力される。
The count value CNT1 from the
差分検出回路51からの差分値DCNTは、差分許容判定回路52に供給され、差分値DCNTが予め定められた許容値内であるか否かを考慮して、一致/不一致の判定が行われる。
The difference value DCNT from the
一例として、第1カウンタ3によるカウント値CNT1が『00110111』(55)で第2カウンタ4によるカウント値CNT2が『00110011』(51)のとき、許容設定値が『00000100』(4)だと判定結果CRは一致になる。
As an example, when the count value CNT1 by the
すなわち、55(カウント値CNT1)−51(カウント値CNT2)=4≦4(許容設定値)、従って、差分(CNT1−CNT2)が許容設定値以内になるため、判定結果CRは一致(『H』)になる。 That is, 55 (count value CNT1) −51 (count value CNT2) = 4 ≦ 4 (allowable set value), and therefore, the difference (CNT1−CNT2) is within the allowable set value. ")become.
一方、差分許容判定回路52に許容設定がされていないと、カウント値CNT1とカウント値CNT2とが相違するとして不一致(『L』)の判定結果CRが出力される。
On the other hand, if the permissible setting is not set in the difference
このように、本第1実施例によれば、遅延時間比較動作時(テスト時)に、ディレイライン1,2を、インバータ8,9およびセレクタ6,7を使用してリングオシレータとして機能させ、それらの発振周波数をカウンタ3,4でカウントする。
As described above, according to the first embodiment, during the delay time comparison operation (test time), the
そして、比較部5でカウンタ3,4のカウント値CNT1,CNT2を比較することにより、第1ディレイライン1と第2ディレイライン2との遅延時間の差(位相差)を高精度で比較することが可能になる。
Then, the
図6は第1実施例の遅延比較回路が適用される半導体集積回路の一例を示す図であり、図7は図6に示す半導体集積回路の動作を説明するための図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of a semiconductor integrated circuit to which the delay comparison circuit of the first embodiment is applied, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit shown in FIG.
図6に示されるように、第1実施例の遅延比較回路は、半導体集積回路(LSI:半導体チップ)上に纏めて形成せずに、例えば、第1遅延部マクロ10、第2遅延部マクロ20および比較部マクロ50を離隔した異なるマクロとして形成することもできる。
As shown in FIG. 6, the delay comparison circuit of the first embodiment is not formed on a semiconductor integrated circuit (LSI: semiconductor chip), but for example, a first
なお、第1遅延部マクロ10は、第1ディレイライン1および第1カウンタ3等を含み、第2遅延部マクロ20は、第2ディレイライン2および第2カウンタ4等を含み、そして、比較部マクロ50は、比較部5を含んでいる。
The first
このように、第1遅延部マクロ10、第2遅延部マクロ20および比較部マクロ50を半導体チップ上に離隔して形成した場合、図7に示すような転送過程(OSC)が必要になる。
As described above, when the first
すなわち、図7に示されるように、図6に示す半導体集積回路において、まず、オペレーションOSAにおいて、遅延比較テストモードを設定する。すなわち、選択信号SSを制御して、第1および第2ディレイライン1,2へインバータ8,9の出力を供給してリングオシレータとして機能させる。
That is, as shown in FIG. 7, in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 6, first, a delay comparison test mode is set in operation OSA. That is, the selection signal SS is controlled, and the outputs of the
次に、オペレーションOSBに進んで、発振している第1および第2ディレイライン1,2の出力信号(オシレータクロック)DO1,DO2を第1および第2カウンタ3,4でカウントする。
Next, proceeding to operation OSB, the first and
さらに、オペレーションOSCに進んで、第1および第2カウンタ3,4でカウントしたカウント値CNT1,CNT2を、第1遅延部マクロ10および第2遅延部マクロ20から離隔した比較部マクロ50の比較部5へ転送する。
Further, proceeding to operation OSC, the comparison unit of the
そして、オペレーションOSDに進んで、転送されたカウント値CNT1,CNT2を比較して、判定結果CRを出力する。なお、各オペレーションは、処理ステップでもよい。 Then, the process proceeds to operation OSD, the transferred count values CNT1 and CNT2 are compared, and the determination result CR is output. Each operation may be a processing step.
上述した実施例では、ディレイラインを2つ(第1および第2のディレイライン1,2)として説明したが、ディレイラインの数は、必要に応じて様々に変化させることができる。
In the above-described embodiment, two delay lines (first and
次に、ディレイラインを3つとしたとき、基準とするカウント値(基準カウント値)の算出について説明する。 Next, calculation of a reference count value (reference count value) when there are three delay lines will be described.
図8は基準カウント値の算出動作を説明するための図である。
図8に示されるように、ディレイラインの数を3つとしたときの基準カウント値の算出動作は、まず、オペレーションOTAにおいて、遅延比較テストモードを設定する。すなわち、選択信号SSを制御して、3つのディレイラインをリングオシレータとして機能させる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the reference count value calculation operation.
As shown in FIG. 8, in the operation of calculating the reference count value when the number of delay lines is three, first, a delay comparison test mode is set in operation OTA. That is, the selection signal SS is controlled to cause the three delay lines to function as a ring oscillator.
次に、オペレーションOTBに進んで、発振している3つのディレイラインの出力信号(オシレータクロック)を3つのカウンタ(3a,3b,3c)でカウントする。 Next, proceeding to operation OTB, the output signals (oscillator clock) of the three oscillating delay lines are counted by the three counters (3a, 3b, 3c).
さらに、オペレーションOTCに進んで、後述する手法により基準カウント値(CNTr)を算出する。 Further, the operation proceeds to operation OTC, and a reference count value (CNTr) is calculated by a method described later.
そして、オペレーションOTDに進んで、基準カウント値(CNTr)と各カウンタ(3a,3b,3c)のカウント値(CNTa,CNTb,CNTc)との比較を行って、判定結果(CRa,CRb,CRc)を出力する。なお、各オペレーションは、処理ステップでもよい。 Then, the process proceeds to operation OTD, where the reference count value (CNTr) is compared with the count value (CNTa, CNTb, CNTc) of each counter (3a, 3b, 3c), and the determination result (CRa, CRb, CRc). Is output. Each operation may be a processing step.
図9は基準カウント値算出回路の一例を示すブロック図であり、複数(3つ)のカウンタのカウント値の平均を基準カウント値とする例を示すものである。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of the reference count value calculation circuit, and shows an example in which the average of the count values of a plurality of (three) counters is used as the reference count value.
図9に示されるように、基準カウント値算出回路の一例31は、加算器311、除算器312、および、カウンタ313を有する。
As illustrated in FIG. 9, the reference count value calculation circuit example 31 includes an
ここで、カウンタ3a,3b,3cは、図3の第1カウンタ3(第2カウンタ4)に対応するもので、図9では、オシレータとして機能する3つのディレイライン(図示しない)の出力信号を、それぞれ一定のテスト期間の間だけカウントするようになっている。
Here, the
加算器311は、3つのカウンタ3a,3b,3cのカウント値CNTa,CNTb,CNTcを加算(CNTa+CNTb+CNTc)し、除算器312は、その加算器311の出力信号を3で除算して平均値(CNTa+CNTb+CNTc)/3を出力する。
The
カウンタ313は、除算器312から供給される信号(CNTa+CNTb+CNTc)/3を保持して基準カウント値CNTrとして各比較部5a,5b,5cへ供給する。
The
各比較部5a,5b,5cは、カウンタ313からの基準カウント値CNTrと、対応する各カウンタ3a,3b,3cのカウント値CNTa,CNTb,CNTcとをそれぞれ比較して判定結果CRa,CRb,CRcを出力する。
The
図10は基準カウント値算出回路の他の例を示すものであり、複数(3つ)のカウンタのカウント値の中心を基準カウント値とする例を示すものである。 FIG. 10 shows another example of the reference count value calculation circuit, and shows an example in which the center of the count values of a plurality (three) counters is used as the reference count value.
すなわち、図10に示す基準カウント値算出回路32は、カウント値CNTa,CNTb,CNTcから中心値を抽出する中心値抽出部321およびカウンタ322を有する。
That is, the reference count
図11は基準カウント値として中心値を使用する場合の処理動作を説明するための図であり、図10における中心値抽出部321の処理動作を説明するためのものである。
FIG. 11 is a diagram for explaining the processing operation when the center value is used as the reference count value, and for explaining the processing operation of the center
図11に示されるように、中心値抽出処理は、まず、オペレーションOUAにおいて、3つの各カウンタ3a,3b,3cのカウント値CNTa,CNTb,CNTcを受け取る。
As shown in FIG. 11, in the center value extraction process, first, in operation OUA, the count values CNTa, CNTb, CNTc of the three
次に、オペレーションOUBに進んで、CNTb−CNTaおよびCNTc−CNTaを判別する。 Next, proceeding to operation OUB, CNTb-CNTa and CNTc-CNTa are determined.
オペレーションOUBにおいて、CNTb−CNTa>0,かつ,CNTc−CNTa<0、或いは、CNTb−CNTa<0,かつ,CNTc−CNTa>0と判別されると、オペレーションOUCに進んで、CNTaを基準カウント値CNTrとして規定する。 If it is determined in operation OUB that CNTb-CNTa> 0 and CNTc-CNTa <0, or CNTb-CNTa <0 and CNTc-CNTa> 0, the process proceeds to operation OUC and CNTa is set to the reference count value. Defined as CNTr.
オペレーションOUBにおいて、CNTb−CNTa>0,かつ,CNTc−CNTa>0と判別されると、オペレーションOUDに進んで、CNTc−CNTbを判別する。 If it is determined in operation OUB that CNTb-CNTa> 0 and CNTc-CNTa> 0, the process proceeds to operation OUD to determine CNTc-CNTb.
オペレーションOUDにおいて、CNTc−CNTb>0と判別されると、オペレーションOUFに進んで、CNTbを基準カウント値CNTrとして規定する。また、オペレーションOUDにおいて、CNTc−CNTb<0と判別されると、オペレーションOUGに進んで、CNTcを基準カウント値CNTrとして規定する。 If it is determined in operation OUD that CNTc−CNTb> 0, the process proceeds to operation OUF and CNTb is defined as the reference count value CNTr. If it is determined in operation OUD that CNTc−CNTb <0, the process proceeds to operation OUG to define CNTc as the reference count value CNTr.
オペレーションOUBにおいて、CNTb−CNTa<0,かつ,CNTc−CNTa<0と判別されると、オペレーションOUEに進んで、CNTc−CNTbを判別する。 If it is determined in operation OUB that CNTb-CNTa <0 and CNTc-CNTa <0, the process proceeds to operation OUE to determine CNTc-CNTb.
オペレーションOUEにおいて、CNTc−CNTb>0と判別されると、オペレーションOUHに進んで、CNTcを基準カウント値CNTrとして規定する。また、オペレーションOUEにおいて、CNTc−CNTb<0と判別されると、オペレーションOUIに進んで、CNTbを基準カウント値CNTrとして規定する。なお、各オペレーションは、処理ステップでもよい。 If it is determined in operation OUE that CNTc−CNTb> 0, the process proceeds to operation OUH, where CNTc is defined as the reference count value CNTr. If the operation OUE determines that CNTc−CNTb <0, the process proceeds to operation OUI to define CNTb as the reference count value CNTr. Each operation may be a processing step.
図11を参照して説明した処理動作を有する中心値抽出部は、ハードとして回路により実現することができるが、ソフトとしてプログラムにより実現することも可能である。 The central value extraction unit having the processing operation described with reference to FIG. 11 can be realized by a circuit as hardware, but can also be realized by a program as software.
なお、ディレイラインは、2つまたは3つに限定されるものではなく、さらに多数のディレイラインを有する遅延比較回路であってもよいのはいうまでもない。 Needless to say, the number of delay lines is not limited to two or three, and may be a delay comparison circuit having a larger number of delay lines.
図12は第2実施例の遅延回路を示すブロック図であり、図3を参照して説明した遅延比較回路を応用した遅延回路を示している。また、図13は図12の遅延回路における要部を示すブロック図である。 FIG. 12 is a block diagram showing a delay circuit according to the second embodiment, and shows a delay circuit to which the delay comparison circuit described with reference to FIG. 3 is applied. FIG. 13 is a block diagram showing the main part of the delay circuit of FIG.
図12に示されるように、第2実施例の遅延回路は、第1および第2ディレイライン1’,2’、第1および第2カウンタ3’,4’、比較部5’、並びに、第1および第2オシレータ補助回路6’,7’を有する。
As shown in FIG. 12, the delay circuit of the second embodiment includes first and
ここで、第1オシレータ補助回路6’は、図3におけるセレクタ6およびインバータ8に対応し、また、第2オシレータ補助回路7’は、図3におけるセレク7およびインバータ9に対応する。
Here, the first oscillator auxiliary circuit 6 'corresponds to the
なお、図12では省略しているが、例えば、第1および第2オシレータ補助回路6’,7’の各セレクタには選択信号SSが供給され、また、第1および第2ディレイライン1’,2’の出力信号はシステムへ供給されている。
Although omitted in FIG. 12, for example, each selector of the first and second
また、第1実施例の遅延比較回路において、図9を参照して説明したように、ディレイラインの数は、第1および第2の2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。 Further, in the delay comparison circuit of the first embodiment, as described with reference to FIG. 9, the number of delay lines is not limited to the first and second, but three or more. May be.
さらに、第1実施例の遅延比較回路で説明したように、比較部5’は、差分算出回路51および差分許容判定回路52を有してもよく、また、基準カウント値は、各カウント値の平均値、或いは、各カウント値の中心値としてもよい。
Furthermore, as described in the delay comparison circuit of the first embodiment, the
図12に示されるように、第2実施例の遅延回路は、テスト制御回路80、第1および第2コード比較回路81,91、第1および第2加算器82,92、並びに、第1および第2遅延設定回路83,93を有する。
As shown in FIG. 12, the delay circuit of the second embodiment includes a
さらに、第2実施例の遅延回路は、第1および第2エラー保持回路84,94、並びに、第1および第2エラーDU救済デコーダ85,95も有する。
Further, the delay circuit of the second embodiment also includes first and second
テスト制御回路80は、第1および第2コード比較回路81,91と、第1および第2加算器82,92に対して選択コードSSCを供給する。ここで、テスト制御回路80は、選択コードSSCをインクリメントする選択コードインクリメント回路を有する。
The
第1および第2コード比較回路81,91は、それぞれ第1および第2エラー保持回路84,94の出力と選択コードSSCを比較し、第1および第2加算器82,92を介して第1および第2遅延量設定デコーダ83,93を制御する。これにより、第1および第2ディレイライン1’,2’は、遅延クロックDO1’,DO2’を出力する。
The first and second
ここで、図13に示されるように、加算器82(92)は、コード比較器81(91)の出力により制御されるセレクタ21、および、選択コードSSCにセレクタ21の出力を加算する加算部22を有する。
Here, as shown in FIG. 13, the adder 82 (92) is controlled by the output of the code comparator 81 (91), and an adder that adds the output of the
第1および第2エラー保持回路84,94は、比較部5’からの判定結果CR1,CR2を保持し、第1および第2コード比較回路81,91に出力すると共に、第1および第2エラーDU救済デコーダ85,95を介してエラーDUを救済(飛び越し処理)する。
The first and second
図13に示されるように、第1および第2ディレイライン1’,2’は、それぞれ複数の遅延ユニットDU(110,111,…)と、各遅延ユニットDUに対して設けられた複数のセレクタユニットSU(120,121,…)を有する。
As shown in FIG. 13, each of the first and
各セレクタユニットSUは、第1および第2エラーDU救済デコーダ85,95からの信号により対応する遅延ユニットDUに供給された信号をそのまま入力させるか、或いは、その対応する遅延ユニットを飛び越して次段の遅延ユニットに供給するかを選択する。
Each selector unit SU inputs the signal supplied to the corresponding delay unit DU as it is based on the signals from the first and second error
すなわち、例えば、セレクタユニット121は、前段の遅延ユニット110からの信号をそのまま対応する遅延ユニット111に入力させる場合には、トランスファーゲート121aをオンして121bをオフする。
That is, for example, when the signal from the
一方、例えば、セレクタユニット121は、前段の遅延ユニット110からの信号を対応する遅延ユニット111を飛び越して次段の遅延ユニット112に入力させる場合には、トランスファーゲート121bをオンすると共に、122aと122bをオフする。
On the other hand, for example, when the
このようにして、第1および第2エラーDU救済デコーダ85,95を介してエラーDUの救済を行う。
In this manner, the error DU is remedied via the first and second error
なお、エラーDUの検出は、例えば、テストモードを設定し、セレクタ12’,22’により第1および第2ディレイライン1’,2’の遅延量を同等に変化させて第1および第2カウンタ3’,4’のカウント値CNT1,CNT2を比較部5’で比較する。
The error DU is detected by setting, for example, a test mode and changing the delay amounts of the first and
すなわち、第1および第2ディレイライン1’,2’における遅延ユニットDUの数を同等に変化させたとき、例えば、一方のディレイラインのエラーDUが存在すると、第1および第2カウンタ3’,4’のカウント値CNT1,CNT2に大きな差が生じる。
That is, when the number of delay units DU in the first and
また、第1および第2ディレイライン1’,2’において、遅延ユニットDUの数を順次増加させると遅延時間も線型的に増加するが、その線型性を壊す個所の遅延ユニットDUによりエラーDUを特定することができる。
In addition, in the first and
図13に示されるように、コード比較器81(91)には、選択コードSSCおよびエラー保持回路84(94)の出力(エラーコード)が入力され、両者が一致した場合にはセレクタ21から『1』を出力させる。 As shown in FIG. 13, the selection code SSC and the output (error code) of the error holding circuit 84 (94) are input to the code comparator 81 (91). 1 ”is output.
すなわち、セレクタユニットSUによりエラーDUの飛び越し処理を行った場合には、その飛び越すことにより少なくなった遅延ユニットDUの数を増加させるようになっている。 That is, when the error unit DU is skipped by the selector unit SU, the number of delay units DU that have decreased due to the skipping is increased.
図14および図15は第2実施例の遅延回路の動作を説明するための図である。
図14に示されるように、まず、オペレーションOXAにおいて、選択コードSSCを設定して、オペレーションOXBに進む。なお、選択コードSSCは、初期値は『0』で、順次インクリメント(オペレーションOXI)される。
14 and 15 are diagrams for explaining the operation of the delay circuit of the second embodiment.
As shown in FIG. 14, first, in operation OXA, a selection code SSC is set, and the operation proceeds to operation OXB. The selection code SSC has an initial value of “0” and is sequentially incremented (operation OXI).
次に、オペレーションOXBにおいて、エラー選択コードが存在するかどうかを判別し、エラー選択コードが存在する場合にはオペレーションOXCに進み、また、エラー選択コードが存在しない場合にはオペレーションOXDに進む。 Next, in operation OXB, it is determined whether or not an error selection code exists. If an error selection code exists, the process proceeds to operation OXC. If no error selection code exists, the process proceeds to operation OXD.
すなわち、エラー保持回路84(94)にエラー選択コードが保持されているとき、オペレーションOXCにおいて、選択コードSSCがエラー保持回路84(94)に保持されたエラー選択コードよりも大きいかどうかが判別される。 That is, when the error selection code is held in the error holding circuit 84 (94), it is determined in operation OXC whether the selection code SSC is larger than the error selection code held in the error holding circuit 84 (94). The
そして、オペレーションOXCにおいて、選択コードSSCがエラー選択コード以上ではないと判別されると、すなわち、入力クロックCLKを遅延する複数の遅延ユニットの中にエラーDUが含まれていないときは、オペレーションOXDに進む。 If it is determined in operation OXC that the selection code SSC is not equal to or greater than the error selection code, that is, if the error DU is not included in the plurality of delay units that delay the input clock CLK, the operation OXD move on.
オペレーションOXDでは、選択コードSSCに『0』を加算し、遅延量設定デコーダ83(93)を介して、セレクタ12’(22’)によりそのままの選択コードSSCに従った所定の遅延ユニットDUの出力を選択する。
In operation OXD, “0” is added to the selection code SSC, and the output of a predetermined delay unit DU according to the selection code SSC as it is by the
一方、オペレーションOXCにおいて、選択コードSSCがエラー選択コード以上であると判別されると、すなわち、入力クロックCLKを遅延する複数の遅延ユニットの中に飛び越し処理を行ったエラーDUが含まれていると、オペレーションOXEに進む。 On the other hand, in operation OXC, when it is determined that the selection code SSC is equal to or greater than the error selection code, that is, an error DU that has been subjected to the interlace process is included in a plurality of delay units that delay the input clock CLK. Proceed to operation OXE.
そして、オペレーションOXEにおいて、選択コードSSCに『1』を加算し、遅延量設定デコーダ83(93)を介して、セレクタ12’(22’)によりその『1』が加算された選択コードSSCに従った所定の遅延ユニットDUの出力を選択する。
In operation OXE, “1” is added to the selection code SSC, and the selection code SSC is added via the delay amount setting decoder 83 (93) by the
具体的に、図15に示されるように、例えば、遅延ユニット111に欠陥があり、その遅延ユニット111がエラーDUとして飛び越し処理されている場合、そのエラーDUの遅延ユニット111を選択するコードCode-1はエラー保持回路84に保持されている。
Specifically, as shown in FIG. 15, for example, when the delay unit 111 is defective and the delay unit 111 is skipped as an error DU, a code Code− that selects the delay unit 111 of the
そして、選択コードSSCにより、本来セレクタ12’が遅延ユニット111の出力を選択するとき、選択コードSSC(Code-1)がエラー選択コードCode-1以上(この場合は一致)であるため、『1』が加算された選択コードSSC(Code-2)により選択される。
Then, when the
すなわち、セレクタ12’は、コードCode-2により遅延ユニット112の出力を選択する。これにより、飛び越したエラーDUの遅延ユニット111の代わりに遅延ユニット112による遅延を含めた遅延クロックDO1’がセレクタ12’から出力される。
That is, the selector 12 'selects the output of the
再び、図14に戻って、オペレーションOXFにおいて、第1実施例で説明したのと同様に、オシレータ補助回路6’(7’)によりディレイライン1’(2’)のオシレータクロックDO1’(DO2’)をカウンタ3’(4’)でカウントする。
Returning again to FIG. 14, in the operation OXF, as described in the first embodiment, the oscillator
さらに、オペレーションOXGに進んで、第1カウンタ3’のカウント値CNT1と第2カウンタ4’のカウント値CNT2を比較部5’で比較し、カウント値CNT1およびCNT2が一致すると判別されると、オペレーションOXIに進む。
Further, the operation proceeds to operation OXG, the count value CNT1 of the
そして、オペレーションOXIでは、選択コードSSCをインクリメントし、オペレーションOXBに戻って同様の処理を繰り返す。 In operation OXI, the selection code SSC is incremented, and the process returns to operation OXB to repeat the same processing.
一方、オペレーションOXGにおいて、カウント値CNT1およびCNT2が一致しないと判別されると、オペレーションOXHに進んで、そのエラー選択コードをエラー保持回路84(94)に格納して、オペレーションOXIに進む。 On the other hand, if it is determined in operation OXG that the count values CNT1 and CNT2 do not match, the operation proceeds to operation OXH, the error selection code is stored in the error holding circuit 84 (94), and the operation proceeds to operation OXI.
ここで、オペレーションOXGにおけるカウント値CNT1およびCNT2の一致/不一致の判定は、前述した第1実施例と同様に、例えば、カウント値の差分値(DCNT)が予め定められた許容値内であるか否かを考慮して行う。なお、各オペレーションは、処理ステップでもよい。 Here, whether or not the count values CNT1 and CNT2 match in the operation OXG is, for example, whether the count value difference value (DCNT) is within a predetermined allowable value, as in the first embodiment described above. This is done considering whether or not. Each operation may be a processing step.
このように、本第2実施例によれば、遅延ユニットDUを選択する選択コードを順に変化させ、その選択コード毎に各ディレイラインのオシレータクロックのカウントおよび比較判定を行う。 As described above, according to the second embodiment, the selection code for selecting the delay unit DU is changed in order, and the oscillator clock of each delay line is counted and compared for each selection code.
そして、或る選択コードの時に判定結果がエラーになった際、そのエラーになる選択コードを保持し、エラーになる遅延ユニットDUの飛び越し処理を行う。そして、選択コードがそのエラー選択コード以上の値を示した時に、ディレイラインでの遅延量設定コードを増加して遅延ユニットDUの段数を整合させ、遅延故障個所を救済する。 When the determination result is an error for a certain selection code, the selection code causing the error is held, and the delay unit DU causing the error is skipped. When the selection code shows a value greater than the error selection code, the delay amount setting code in the delay line is increased to match the number of stages of the delay unit DU, and the delay fault location is relieved.
なお、遅延故障個所が救済されたディレイラインからの遅延クロックは、通常動作時にも使用される。 Note that the delay clock from the delay line in which the delay fault portion has been remedied is also used during normal operation.
図16は遅延回路が適用される半導体集積回路の一例を示すブロック図である。
図16に示されるように、半導体集積回路500は、ロジック回路501、MCU(Micro Controller Unit),PLL(Phase Locked Loop)503、および、メモリI/F(インターフェース)504を有する。
FIG. 16 is a block diagram showing an example of a semiconductor integrated circuit to which a delay circuit is applied.
As illustrated in FIG. 16, the semiconductor integrated
また、場合によっては、半導体集積回路500は、DSP(Digital Signal Processor)等の機能ブロック505、メモリ506、USB(Universal Serial Bus)等のI/F507、および、入出力回路508を有する。
In some cases, the semiconductor integrated
上述した実施例の遅延回路(遅延比較回路)は、例えば、DDR(Double Data Rate)−SDRAM600との間で高速データ転送を行う半導体集積回路500のメモリI/F504におけるDLL541に適用される。
The delay circuit (delay comparison circuit) of the above-described embodiment is applied to, for example, the
もちろん、上述した実施例の遅延回路は、図16のような半導体集積回路500のメモリI/F504におけるDLL541だけでなく、様々な半導体集積回路に対して幅広く適用することができるのはいうまでもない。
Of course, the delay circuit of the above-described embodiment can be widely applied not only to the
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに、以下の付記を開示する。
(付記1)
複数のディレイラインと、
該各ディレイラインをそれぞれオシレータ化する複数のオシレータ補助回路と、
オシレータ化された前記各ディレイラインの発振出力をカウントしてそれぞれカウント値を求める複数のカウンタと、
前記各カウント値を基準カウント値と比較する比較部と、を有することを特徴とする遅延比較回路。
Regarding the embodiment including the above examples, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
Multiple delay lines,
A plurality of oscillator auxiliary circuits for making each delay line into an oscillator,
A plurality of counters for counting the oscillation outputs of the respective delay lines that have been made into oscillators to obtain respective count values;
And a comparator for comparing each count value with a reference count value.
(付記2)
付記1に記載の遅延比較回路において、
前記各オシレータ補助回路は、対応する前記ディレイラインの出力信号を反転して当該ディレイラインの入力にフィードバックしてリングオシレータ化する反転論理回路を有することを特徴とする遅延比較回路。
(Appendix 2)
In the delay comparison circuit according to
Each of the oscillator auxiliary circuits includes an inverting logic circuit that inverts an output signal of the corresponding delay line and feeds it back to the input of the delay line to form a ring oscillator.
(付記3)
付記2に記載の遅延比較回路において、
前記各オシレータ補助回路は、前記各ディレイラインにクロックを入力してその出力信号をシステムに供給する通常動作時と、前記各ディレイラインに前記反転論理回路を介して当該ディレイラインの出力信号を入力してリングオシレータ化する遅延時間比較動作時と、を切り替えるセレクタを有することを特徴とする遅延比較回路。
(Appendix 3)
In the delay comparison circuit according to
Each of the oscillator auxiliary circuits inputs a clock to each delay line and supplies the output signal to the system during normal operation, and each delay line receives the output signal of the delay line via the inversion logic circuit. And a selector for switching between a delay time comparison operation for ring oscillation.
(付記4)
付記1〜3のいずれか1項に記載の遅延比較回路において、
前記比較部は、前記各カウント値と基準カウント値との差分を算出する差分算出回路と、該算出された差分が予め定められた許容値以内であるかどうかを判定する差分許容判定回路と、を有することを特徴とする遅延比較回路。
(Appendix 4)
In the delay comparison circuit according to any one of
The comparison unit includes a difference calculation circuit that calculates a difference between each count value and a reference count value, a difference allowance determination circuit that determines whether the calculated difference is within a predetermined allowable value, A delay comparison circuit comprising:
(付記5)
付記1〜4のいずれか1項に記載の遅延比較回路において、
前記基準カウント値は、前記各カウント値の平均値であることを特徴とする遅延比較回路。
(Appendix 5)
In the delay comparison circuit according to any one of
The delay comparison circuit, wherein the reference count value is an average value of the count values.
(付記6)
付記1〜4のいずれか1項に記載の遅延比較回路において、
前記基準カウント値は、前記各カウント値の中心値であることを特徴とする遅延比較回路。
(Appendix 6)
In the delay comparison circuit according to any one of
The delay comparison circuit, wherein the reference count value is a center value of the count values.
(付記7)
複数のディレイライン間の遅延時間を比較する遅延比較方法であって、
前記各ディレイラインをそれぞれリングオシレータ化し、
該各リングオシレータの発振出力をカウントしてそれぞれカウント値を求め、
該各カウント値を基準カウント値と比較することを特徴とする遅延比較方法。
(Appendix 7)
A delay comparison method for comparing delay times between a plurality of delay lines,
Each delay line is made into a ring oscillator,
Count the oscillation output of each ring oscillator to obtain the count value,
A delay comparison method comprising comparing each count value with a reference count value.
(付記8)
付記7に記載の遅延比較方法において、
前記基準カウント値は、前記各カウント値の平均値であることを特徴とする遅延比較方法。
(Appendix 8)
In the delay comparison method according to
The delay comparison method, wherein the reference count value is an average value of the count values.
(付記9)
付記7に記載の遅延比較方法において、
前記基準カウント値は、前記各カウント値の中心値であることを特徴とする遅延比較方法。
(Appendix 9)
In the delay comparison method according to
The delay comparison method, wherein the reference count value is a center value of the count values.
(付記10)
付記1〜6のいずれか1項に記載の遅延比較回路を有し、
前記各ディレイラインは、複数の遅延ユニットと、該各遅延ユニットに対して設けられた複数のセレクタユニットと、を有し、
前記各セレクタユニットは、対応する前記遅延ユニットに供給された信号をそのまま入力する第1トランスファーゲートと、その対応する前記遅延ユニットを飛び越して次段の遅延ユニットに供給する第2トランスファーゲートと、を有することを特徴とする遅延回路。
(Appendix 10)
It has a delay comparison circuit given in any 1 paragraph of appendices 1-6,
Each delay line includes a plurality of delay units and a plurality of selector units provided for the delay units,
Each selector unit includes: a first transfer gate that directly inputs a signal supplied to the corresponding delay unit; and a second transfer gate that skips the corresponding delay unit and supplies the second transfer gate to the next delay unit. A delay circuit comprising:
(付記11)
付記10に記載の遅延回路において、さらに、
前記ディレイラインにおけるエラー遅延ユニットのエラー選択コードを格納するエラー保持回路と、
該エラー保持回路の出力が選択コード以下であるかどうかを判定するコード比較器と、
該コード比較器の出力に応じて前記選択コードに対して、飛び越し処理を行った前記エラー遅延ユニットに対応した数を加算する加算器と、を有することを特徴とする遅延回路。
(Appendix 11)
In the delay circuit described in
An error holding circuit for storing an error selection code of an error delay unit in the delay line;
A code comparator for determining whether the output of the error holding circuit is equal to or lower than a selected code;
A delay circuit comprising: an adder that adds a number corresponding to the error delay unit subjected to the interlace processing to the selected code in accordance with an output of the code comparator.
(付記12)
付記1〜6のいずれか1項に記載の遅延比較回路、或いは、付記10または11に記載の遅延回路を有することを特徴とする半導体集積回路。
(Appendix 12)
A semiconductor integrated circuit comprising the delay comparison circuit according to any one of
1,1’ 第1ディレイライン
2,2’ 第2ディレイライン
3,3’ 第1カウンタ
3a〜3c カウンタ
4,4’ 第2カウンタ
5,5’,5a〜5c 比較部
6,7 セレクタ
6’ 第1オシレータ補助回路
7’ 第2オシレータ補助回路
8,9 インバータ
11,21 遅延部
12,22 セレクタ
31,32 基準カウント値算出回路
51 差分算出回路
52 差分許容判定回路
80 テスト制御回路
81 第1コード比較回路
82 第1加算器
83 第1遅延設定回路
84 第1エラー保持回路
85 第1エラーDU救済デコーダ
91 第2コード比較回路
92 第2加算器
93 第2遅延設定回路
94 第2エラー保持回路
95 第2エラーDU救済デコーダ
500 半導体集積回路
501 ロジック回路
502 MCU
503 PLL
504 メモリI/F(インターフェース)
541 DLL
505 機能ブロック
506 メモリ
507 I/F
508 入出力回路
600 DDR−SDRAM
1, 1 '
503 PLL
504 Memory I / F (interface)
541 DLL
505
508 I /
Claims (12)
前記複数のディレイラインに含まれる各ディレイラインをそれぞれオシレータ化する複数のオシレータ補助回路と、
オシレータ化された前記各ディレイラインの発振出力をカウントしてそれぞれカウント値を求める複数のカウンタと、
前記複数のカウンタにて求められた各カウント値に基づいて基準カウント値を算出する算出回路と、
前記各カウント値と前記基準カウント値とを比較する比較部と、を有することを特徴とする遅延比較回路。 Multiple delay lines,
A plurality of oscillator auxiliary circuits that respectively convert each delay line included in the plurality of delay lines into an oscillator;
A plurality of counters for counting the oscillation outputs of the respective delay lines that have been made into oscillators to obtain respective count values;
A calculation circuit for calculating a reference count value based on each count value obtained by the plurality of counters;
A delay comparison circuit comprising: a comparison unit that compares each count value with the reference count value.
前記複数のディレイラインに含まれる各ディレイラインをそれぞれオシレータ化する複数のオシレータ補助回路と、
オシレータ化された前記各ディレイラインの発振出力をカウントしてそれぞれカウント値を求める複数のカウンタと、
前記各カウント値と前記複数のカウンタにて求められた各カウント値に基づいて規定された基準カウント値とを比較する比較部と、を有することを特徴とする遅延比較回路。 Multiple delay lines,
A plurality of oscillator auxiliary circuits that respectively convert each delay line included in the plurality of delay lines into an oscillator;
A plurality of counters for counting the oscillation outputs of the respective delay lines that have been made into oscillators to obtain respective count values;
A delay comparison circuit comprising: a comparison unit that compares each count value with a reference count value defined based on each count value obtained by the plurality of counters .
前記複数のディレイラインに含まれる各ディレイラインをそれぞれリングオシレータ化し、
前記リングオシレータ化された前記各ディレイラインの発振出力をカウントしてそれぞれカウント値を求め、
前記発振出力をカウントして求められた各カウント値に基づいて基準カウント値を算出し、
前記各カウント値と前記基準カウント値とを比較することを特徴とする遅延比較方法。 A delay comparison method for comparing delay times between a plurality of delay lines,
Each delay line included in the plurality of delay lines is made into a ring oscillator,
Count the oscillation output of each delay line that has been made into the ring oscillator to obtain the count value,
A reference count value is calculated based on each count value obtained by counting the oscillation output,
Delay comparing method characterized by comparing the reference count value and the count values.
前記各ディレイラインは、複数の遅延ユニットと、前記複数の遅延ユニットに含まれる各遅延ユニットに対して設けられた複数のセレクタユニットと、を有し、
前記複数のセレクタユニットに含まれる各セレクタユニットは、前記各セレクタユニットに対応する前記遅延ユニットに供給された信号をそのまま入力する第1トランスファーゲートと、前記各セレクタユニットに対応する前記遅延ユニットを飛び越して次段の遅延ユニットに供給する第2トランスファーゲートと、を有することを特徴とする遅延回路。 A delay comparison circuit according to any one of claims 1 to 8 ,
Each of the delay lines includes a plurality of delay units, and a plurality of selector units provided for each delay unit included in the plurality of delay units ,
Each selector unit included in the plurality of selector units jumps over the first transfer gate that inputs the signal supplied to the delay unit corresponding to each selector unit as it is, and the delay unit corresponding to each selector unit. And a second transfer gate for supplying to the delay unit of the next stage.
前記エラー保持回路の出力が選択コード以下であるかどうかを判定するコード比較器と、
前記コード比較器の出力に応じて前記選択コードに対して、飛び越し処理を行った前記エラー遅延ユニットに対応した数を加算する加算器と、を有することを特徴とする請求項10に記載の遅延回路。 An error storage circuit for storing the error selection code error delay units before SL delay line,
A code comparator for determining whether an output of the error holding circuit is equal to or lower than a selected code;
11. The delay according to claim 10 , further comprising: an adder that adds a number corresponding to the error delay unit subjected to the interlace processing to the selected code in accordance with an output of the code comparator. circuit.
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