JP6631117B2 - Semiconductor device, demultiplexer, semiconductor circuit, data processing method and inspection method - Google Patents

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本発明は、半導体装置、デマルチプレクサ、半導体回路、データ処理方法及び検査方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, a demultiplexer, a semiconductor circuit, a data processing method, and an inspection method.

図1は、従来のデマルチプレクサ16の一例を示す概略図である。デマルチプレクサ16は、例えば、半導体チップの外部からのシリアルデータを受信し、受信したシリアルデータをパラレルデータに変換して半導体チップの内部の他の回路に送信する回路(例えば、シリアライザデシリアライザ回路、略してserdes回路)で使用される。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a conventional demultiplexer 16. The demultiplexer 16 receives, for example, serial data from outside the semiconductor chip, converts the received serial data into parallel data, and transmits the parallel data to another circuit inside the semiconductor chip (for example, a serializer deserializer circuit; Used in serdes circuit).

デマルチプレクサ16には、周波数が同じで位相が異なる2つのクロック(データクロック19aとバウンダリクロック19b)と、データクロック19aで同期化されたシリアルの入力データ15aと、バウンダリクロック19bで同期化されたシリアルのバウンダリデータ15bとが入力される。バウンダリデータ15bは、入力データ15aのバウンダリ(入力データ15aの論理値が0から1又は1から0に遷移するタイミング)の検出データを表す。   The demultiplexer 16 has two clocks (data clock 19a and boundary clock 19b) having the same frequency and different phases, serial input data 15a synchronized with the data clock 19a, and synchronization with the boundary clock 19b. Serial boundary data 15b is input. The boundary data 15b represents detection data of the boundary of the input data 15a (timing at which the logical value of the input data 15a transitions from 0 to 1 or from 1 to 0).

デマルチプレクサ16は、それらの2つのクロックのうち片方のデータクロック19aのみを分周したデータクロックによって、入力データ15aとバウンダリデータ15bの両シリアルデータを同期化し、それらの両シリアルデータをパラレル化して出力する。デマルチプレクサ16は、同期化に用いた分周データクロック17c(図1の場合、8分周データクロック)を出力するとともに、同じタイミングでパラレル化した全データ(パラレルデータ17aとパラレルバウンダリデータ17b)を出力する。   The demultiplexer 16 synchronizes both serial data of the input data 15a and the boundary data 15b with a data clock obtained by dividing only one of the two clocks 19a, and parallelizes the two serial data. Output. The demultiplexer 16 outputs a frequency-divided data clock 17c (divided-by-8 data clock in FIG. 1) used for synchronization, and all data parallelized at the same timing (parallel data 17a and parallel boundary data 17b). Is output.

デマルチプレクサ16は、複数の分周器が直列に接続された分周器群1000と、複数のフリップフロップが直列に接続された第1のフリップフロップ群1001と、複数のフリップフロップが直列に接続された第2のフリップフロップ群1002とを有する。分周器群1000は、データクロック19aを分周して分周データクロック17cを出力する。第1のフリップフロップ群1001は、シリアルの入力データ15aをパラレルデータ17aに変換して出力する。第2のフリップフロップ群1002は、シリアルのバウンダリデータ15bをパラレルバウンダリデータ17bに変換して出力する。   The demultiplexer 16 includes a frequency divider group 1000 in which a plurality of frequency dividers are connected in series, a first flip-flop group 1001 in which a plurality of flip-flops are connected in series, and a plurality of flip-flops connected in series. And a second flip-flop group 1002. The frequency divider group 1000 divides the frequency of the data clock 19a and outputs a frequency-divided data clock 17c. The first flip-flop group 1001 converts serial input data 15a into parallel data 17a and outputs the parallel data 17a. The second flip-flop group 1002 converts the serial boundary data 15b into the parallel boundary data 17b and outputs it.

なお、Divは分周器、FFはフリップフロップ、fは周波数[Hz]、×1,×2,×4,×8はFFの並列数を表す。   Note that Div represents a frequency divider, FF represents a flip-flop, f represents a frequency [Hz], and × 1, × 2, × 4, and × 8 represent the number of parallel FFs.

図2は、各フリップフロップ(FF)の内部構成の一例を示す詳細図である。一つのFF50は、5つのラッチ(2つのラッチTと3つのラッチI)を有し、シリアル入力データ(I_Data)を差動入力クロック(I_Clock/x)で同期化してパラレルデータ0_Data[1:0]として出力する。各ラッチTは、インバータ51と、トランスファーゲート52と、ラッチ回路53との直列回路を有する。各ラッチIは、トランスファーゲート52と、ラッチ回路53との直列回路を有する。トランスファーゲート52とラッチ回路53は、それぞれ、入力クロックclkとその逆相の反転クロックclkxとにより動作する。   FIG. 2 is a detailed diagram illustrating an example of the internal configuration of each flip-flop (FF). One FF 50 has five latches (two latches T and three latches I), synchronizes serial input data (I_Data) with a differential input clock (I_Clock / x), and parallel data 0_Data [1: 0]. ]. Each latch T has a series circuit of an inverter 51, a transfer gate 52, and a latch circuit 53. Each latch I has a series circuit of a transfer gate 52 and a latch circuit 53. The transfer gate 52 and the latch circuit 53 operate with the input clock clk and the inverted clock clkx having the opposite phase to the input clock clk.

図3は、各分周器(Div)の内部構成の一例を示す詳細図である。一つの分周器60は、インバータ61,62と、2つの差動ラッチ63,72の直列回路とを有する。差動ラッチ63は、インバータ64〜67と、トランスファーゲート68〜71とを有し、差動ラッチ72は、インバータ73〜76と、トランスファーゲート77〜80とを有する。ノードB,Cのうち、一方がハイレベルになると、他方はローレベルとなる。分周器60は、周波数fの入力クロックclkaとその逆相の反転クロックclkaxとを2分周し、位相が90°ずつ異なる周波数f/2の4つの直交位相クロック(clkq,clkqx,clki,clkix)を出力する。   FIG. 3 is a detailed diagram illustrating an example of the internal configuration of each frequency divider (Div). One frequency divider 60 has inverters 61 and 62 and a series circuit of two differential latches 63 and 72. The differential latch 63 has inverters 64-67 and transfer gates 68-71, and the differential latch 72 has inverters 73-76 and transfer gates 77-80. When one of the nodes B and C goes high, the other goes low. The frequency divider 60 divides the frequency of the input clock clka of the frequency f by two and the inverted clock clkax of the opposite phase by two, and the four quadrature clocks (clkq, clkqx, clki, clki, clix).

なお、データのクロック同期に関する技術として、例えば特許文献1,2が挙げられる。   Note that, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques relating to data clock synchronization.

特開平5−260029号公報JP-A-5-260029 特開平7−143109号公報JP-A-7-143109

図1の従来技術は、データクロック19aで同期化された入力データ15aと、データクロック19aと位相が異なるバウンダリクロック19bで同期化されたバウンダリデータ15bとを、共通のデータクロック19aの分周クロックで同期化してパラレル化するものである。しかしながら、このように共通のデータクロックで同期化する構成では、データクロック19aとバウンダリクロック19bとの位相差が大きくなりすぎると、データをクロックで同期化するタイミングにずれが生じ、パラレルデータ17aとパラレルバウンダリデータ17bの間で出力データ順序がずれる可能性がある。   In the prior art of FIG. 1, the input data 15a synchronized with the data clock 19a and the boundary data 15b synchronized with the boundary clock 19b having a phase different from that of the data clock 19a are obtained by dividing the frequency of the common data clock 19a. And to be parallelized. However, in such a configuration in which synchronization is performed using a common data clock, if the phase difference between the data clock 19a and the boundary clock 19b becomes too large, the timing for synchronizing the data with the clock is shifted, and the parallel data 17a and the data are not synchronized. The output data order may be shifted between the parallel boundary data 17b.

例えば、データクロック19aとバウンダリクロック19bとの位相差が大きくなりすぎると、バウンダリデータ15bを2分周クロックで同期化するFF1003において、満たすべきセットアップ又はホールドタイミングが満足しなくなる可能性がある。特に、動作周波数fが高くなると、分周比が小さいFFほど(すなわち、シリアルデータが入力される側のFFほど)、FFのセットアップ又はホールドタイミングに対して動作マージン(FFがラッチすべき期間)が小さくなるため、データ同期のタイミングが当該動作マージン内に入らなくなる。その結果、同期タイミングがワンサイクルずれ、パラレルバウンダリデータ17bの出力データ順序がずれる可能性がある。   For example, if the phase difference between the data clock 19a and the boundary clock 19b becomes too large, the setup or hold timing to be satisfied may not be satisfied in the FF 1003 that synchronizes the boundary data 15b with the clock divided by two. In particular, as the operating frequency f increases, an FF having a smaller frequency division ratio (that is, an FF to which serial data is input) has an operation margin (a period during which the FF should be latched) with respect to FF setup or hold timing. Is reduced, so that the data synchronization timing does not fall within the operation margin. As a result, the synchronization timing may be shifted by one cycle, and the output data order of the parallel boundary data 17b may be shifted.

そこで、一つの案では、異位相クロックで同期化されたシリアルデータ群を、単一位相クロックで同期化し、パラレル化するとき、出力データ順序がずれなくすることを課題とする。   In view of the above, it is an object of the present invention to prevent the output data sequence from being out of order when a serial data group synchronized with a different phase clock is synchronized with a single phase clock and parallelized.

一つの案では、
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部とを備える、半導体装置が提供される。
In one proposal,
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A semiconductor device is provided that includes a processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock.

一態様によれば、パラレル化されたデータ間のデータ順序がずれなくすることができる。   According to one aspect, the data order between the parallelized data can be prevented from shifting.

従来のデマルチプレクサの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional demultiplexer. 各フリップフロップ(FF)の内部構成の一例を示す詳細図である。FIG. 3 is a detailed diagram showing an example of the internal configuration of each flip-flop (FF). 各分周器(Div)の内部構成の一例を示す詳細図である。FIG. 3 is a detailed diagram illustrating an example of an internal configuration of each frequency divider (Div). 第1の半導体チップと第2の半導体チップとの間の送受信構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a transmission / reception configuration between a first semiconductor chip and a second semiconductor chip. CDR部のクロックの位相調整機能の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a clock phase adjustment function of a CDR unit. データクロックのエッジの最適なタイミングが波形なまり等により設計上理想的なタイミングよりも遅れ、バウンダリクロックのエッジが理想的な論理遷移タイミングに位置する場合の一例を示す。An example is shown in which the optimum timing of the edge of the data clock is delayed from the ideal timing in design due to rounding of the waveform and the edge of the boundary clock is located at the ideal logical transition timing. データクロックのエッジの最適なタイミングが波形なまり等により設計上理想的なタイミングよりも進み、バウンダリクロックのエッジが理想的な論理遷移タイミングに位置する場合の一例を示す。An example is shown in which the optimum timing of the edge of the data clock is ahead of the ideal timing in design due to rounding of the waveform and the edge of the boundary clock is located at the ideal logical transition timing. デマルチプレクサを備える半導体装置の構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device including a demultiplexer. 位相検出回路の内部構成の一例を示す詳細図である。FIG. 3 is a detailed diagram illustrating an example of an internal configuration of a phase detection circuit. 位相検出回路内のデータ入力初段のラッチの一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a first-stage data input latch in a phase detection circuit. セットアップバイオレーション時のラッチの動作波形の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an operation waveform of a latch during setup violation. セットアップバイオレーション時の位相検出器の動作波形の一例である。7 is an example of an operation waveform of a phase detector during setup violation. バウンダリクロックを分周する第2の分周回路内のラッチ回路でソフトエラーが発生したときの各ノードの波形の一例を示す。FIG. 9 shows an example of a waveform at each node when a soft error occurs in a latch circuit in a second frequency divider that divides a boundary clock. 位相検出回路の内部構成の他の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating another example of the internal configuration of the phase detection circuit. データ処理方法の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of a data processing method. ECSを設定するための構成の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration for setting an ECS. ECSの設定の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of ECS settings. ECSの設定の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of ECS settings. ECSを設定するための構成の他の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating another example of a configuration for setting an ECS. 検査方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of an inspection method. 最適なECS及び位相差を探索する探索方法の一例を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating an example of a search method for searching for an optimal ECS and a phase difference. 各変数の関係の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a relationship between variables.

図4は、第1の半導体チップ1と第2の半導体チップ2との間の送受信構成の一例を示す図である。マルチプレクサ4は、第1の半導体チップ1の内部からのパラレルデータ3をシリアル化する。ドライバ6は、マルチプレクサ4でシリアル化されたシリアルデータ5の信号を増幅し、シリアルデータ5の信号増幅波形7をバックプレーン8(回路基板の一例)を介して第2の半導体チップ2に送信する。シリアルデータ5の信号増幅波形7は、バックプレーン8により減衰する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a transmission / reception configuration between the first semiconductor chip 1 and the second semiconductor chip 2. The multiplexer 4 serializes the parallel data 3 from inside the first semiconductor chip 1. The driver 6 amplifies the signal of the serial data 5 serialized by the multiplexer 4 and transmits a signal amplification waveform 7 of the serial data 5 to the second semiconductor chip 2 via the back plane 8 (an example of a circuit board). . The signal amplification waveform 7 of the serial data 5 is attenuated by the back plane 8.

第2の半導体チップ2のプレフィルタアンプ10は、減衰信号波形9を整形し増幅することによって、シリアルデータ9の信号増幅波形11をコンパレータ12に供給する。コンパレータ12は、CDR(Clock and Data Recovery)部18から供給されるクロック19に従って信号増幅波形11の論理判定(0,1判定)を行い、ラッチ14は、その判定結果であるデジタルの受信データ13をクロック19に従って同期化してシリアルデータ15を出力する。クロック19には、周波数が同じで位相が異なるデータクロック19cとバウンダリクロック19dとが含まれる。   The pre-filter amplifier 10 of the second semiconductor chip 2 supplies the signal amplification waveform 11 of the serial data 9 to the comparator 12 by shaping and amplifying the attenuation signal waveform 9. The comparator 12 makes a logical decision (0, 1 decision) of the signal amplification waveform 11 in accordance with a clock 19 supplied from a CDR (Clock and Data Recovery) section 18, and the latch 14 makes a digital reception data 13 which is the decision result. Are synchronized in accordance with a clock 19 to output serial data 15. The clock 19 includes a data clock 19c having the same frequency but different phases and a boundary clock 19d.

デマルチプレクサ102は、クロック19でラッチ14により同期化されたシリアルデータ15をパラレル化し、パラレルデータ17を第2の半導体チップ2の内部に送信する。シリアルデータ15には、データクロック19cで同期化されたシリアルの入力データ15cと、バウンダリクロック19dで同期化されたシリアルのバウンダリデータ15dとが含まれる。バウンダリデータ15dは、入力データ15cのバウンダリ(入力データ15cの論理値が0から1又は1から0に遷移するタイミング)の検出データを表す。パラレルデータ17には、入力データ15cがパラレル化されたパラレルデータ17dと、バウンダリデータ15dがパラレル化されたパラレルバウンダリデータ17eと、データクロック19cが分周化された分周データクロック17fとが含まれる。   The demultiplexer 102 parallelizes the serial data 15 synchronized by the latch 14 with the clock 19 and transmits the parallel data 17 to the inside of the second semiconductor chip 2. The serial data 15 includes serial input data 15c synchronized with the data clock 19c and serial boundary data 15d synchronized with the boundary clock 19d. The boundary data 15d represents detection data of the boundary of the input data 15c (timing at which the logical value of the input data 15c transitions from 0 to 1 or from 1 to 0). The parallel data 17 includes parallel data 17d obtained by parallelizing the input data 15c, parallel boundary data 17e obtained by parallelizing the boundary data 15d, and a divided data clock 17f obtained by dividing the data clock 19c. It is.

受信データ11(シリアルデータ9の信号増幅波形)にはクロックは含まれていないため、CDR部18が受信データ11からクロックを再生する。USB(Universal Serial Bus)やSATA(Serial Advanced Technology Attachment)などに使用される送受信回路間の高速データ伝送では、受信回路は、受信データの論理判定(0,1判定)のために使用するクロックを受信データから復元する。受信データの論理判定を正しく行うため、受信回路で復元されるクロックの位相は、受信データとの位相差が一定になるように、受信回路内部のフィードバック回路で調整される。このように、受信回路で受信データの論理判定用のクロックを再生し、その再生したクロックを使用して受信データの論理判定を行うことにより送信データを再生することを、クロック&データリカバリ(CDR:Clock and Data Recovery)という。   Since the received data 11 (signal amplified waveform of the serial data 9) does not include a clock, the CDR unit 18 reproduces a clock from the received data 11. In high-speed data transmission between transmission / reception circuits used for USB (Universal Serial Bus) and SATA (Serial Advanced Technology Attachment), a reception circuit uses a clock used for logical determination (0, 1 determination) of received data. Restore from received data. In order to correctly determine the logic of the received data, the phase of the clock restored by the receiving circuit is adjusted by a feedback circuit inside the receiving circuit so that the phase difference from the received data becomes constant. As described above, the receiving circuit reproduces the clock for logical determination of the received data, and performs the logical determination of the received data using the reproduced clock to reproduce the transmission data. : Clock and Data Recovery).

図5は、CDR部18のクロック19の位相調整機能の一例を示す説明図である。データクロック19cは、受信データ11の1又は0のフェッチ用であり、バウンダリクロック19dは、受信データ11のバウンダリ(論理値が1から0又は0から1に遷移する境界タイミング)のフェッチ用である。データクロック19cは、受信データ11の論理値が正確にフェッチされるように、受信データ11の波形振幅が大きいタイミングに立ち上がり又は立ち下がりエッジが存在するようにCDR部18により調整される。一方、バウンダリクロック19dは、受信データ11の境界が正確にフェッチされるように、受信データ11の境界の近くで立ち上がり又は立ち下がりエッジが存在するようにCDR部18により調整される。   FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an example of a phase adjustment function of the clock 19 of the CDR unit 18. The data clock 19c is for fetching 1 or 0 of the received data 11, and the boundary clock 19d is for fetching the boundary of the received data 11 (boundary timing when the logical value transitions from 1 to 0 or 0 to 1). . The data clock 19c is adjusted by the CDR unit 18 so that a rising or falling edge exists at a timing when the waveform amplitude of the reception data 11 is large so that the logical value of the reception data 11 is accurately fetched. On the other hand, the boundary clock 19d is adjusted by the CDR unit 18 so that a rising or falling edge exists near the boundary of the reception data 11 so that the boundary of the reception data 11 is correctly fetched.

CDR部18は、パラレルデータ17d及びパラレルバウンダリデータ17eの内容に応じて、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジが論理遷移タイミングTmに対して遅れているのか進んでいるのかを判断して、バウンダリクロック19dの位相を自動調整する。Tlは、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジが論理遷移タイミングTmに対して進んでいるタイミングを示し、Tfは、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジが論理遷移タイミングTmに対して遅れているタイミングを示す。   The CDR unit 18 determines whether the rising or falling edge of the boundary clock 19d is delayed or advanced with respect to the logical transition timing Tm in accordance with the contents of the parallel data 17d and the parallel boundary data 17e. The phase of the clock 19d is automatically adjusted. Tl indicates the timing at which the rising or falling edge of the boundary clock 19d is ahead of the logical transition timing Tm, and Tf is the rising or falling edge of the boundary clock 19d is later than the logical transition timing Tm. Shows timing.

図6は、データクロックのエッジの最適なタイミングが波形なまり等により設計上理想的なタイミングよりも遅れ、バウンダリクロックのエッジが理想的な論理遷移タイミングに位置する場合の一例を示す。具体的には、図6は、データクロック19cの立ち上がり又は立ち下がりエッジの現実的に望ましいタイミングTiが波形なまり等により理想的なタイミングTlよりも遅れ、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジのタイミングが理想的な論理遷移タイミングTmに位置する場合の一例を示す。図7は、データクロックのエッジの最適なタイミングが波形なまり等により設計上理想的なタイミングよりも進み、バウンダリクロックのエッジが理想的な論理遷移タイミングに位置する場合の一例を示す。具体的には、図7は、データクロック19cの立ち上がり又は立ち下がりエッジの現実的に望ましいタイミングTiが波形なまり等により理想的なタイミングTfよりも進み、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジのタイミングが理想的な論理遷移タイミングTmに位置する場合の一例を示す。   FIG. 6 shows an example in which the optimal timing of the edge of the data clock is later than the ideal timing in design due to the rounding of the waveform and the edge of the boundary clock is located at the ideal logical transition timing. Specifically, FIG. 6 shows that the actually desired timing Ti of the rising or falling edge of the data clock 19c is later than the ideal timing Tl due to the rounding of the waveform, and the timing of the rising or falling edge of the boundary clock 19d. Is located at an ideal logical transition timing Tm. FIG. 7 shows an example in which the optimal timing of the edge of the data clock is ahead of the ideal timing in design due to the rounding of the waveform and the edge of the boundary clock is located at the ideal logical transition timing. Specifically, FIG. 7 shows that the actually desired timing Ti of the rising or falling edge of the data clock 19c is ahead of the ideal timing Tf due to waveform rounding or the like, and the timing of the rising or falling edge of the boundary clock 19d. Is located at an ideal logical transition timing Tm.

データクロック19cのエッジの現実的に望ましいタイミングTiは、波形のなまり等により、図6,7に示されるように、隣り合う論理遷移タイミングTm間の中央値(理想的なタイミング)とは限らない。又、CDR部18は、CDR部18に設定された設定値に従って、バウンダリクロック19dの立ち上がり又は立ち下がりエッジが理想的なタイミングに移動するように、バウンダリクロック19dの位相を自動調整する。   The actually desirable timing Ti of the edge of the data clock 19c is not always the median value (ideal timing) between adjacent logical transition timings Tm as shown in FIGS. . In addition, the CDR unit 18 automatically adjusts the phase of the boundary clock 19d according to the set value set in the CDR unit 18 so that the rising or falling edge of the boundary clock 19d moves to an ideal timing.

CDR部18は、例えば、送受信回路の電源立ち上がり時の初期シーケンス中に、バウンダリクロック19dとデータクロック19c間の位相の自動調整を行う。あるいは、CDR部18は、例えば、検査工程等で出荷前に予め得られた設定値に、バウンダリクロック19dとデータクロック19c間の位相を固定してもよい。   The CDR unit 18 automatically adjusts the phase between the boundary clock 19d and the data clock 19c, for example, during an initial sequence when the power supply of the transmission / reception circuit rises. Alternatively, the CDR unit 18 may fix the phase between the boundary clock 19d and the data clock 19c to, for example, a setting value obtained before shipment in an inspection process or the like.

したがって、CDR部18は、バウンダリクロック19dを基準とするデータクロック19cの位相を決定でき、コンパレータ12は、常に現実的に望ましいタイミングで受信データ11をフェッチできる機能を提供する。このように、データクロック19cとバウンダリクロック19dとの間には位相差が存在し、受信データ11を正確にフェッチできる位相差の最適値は半導体チップの製造ばらつき等によって個々の半導体チップで異なることとなる。   Therefore, the CDR unit 18 can determine the phase of the data clock 19c based on the boundary clock 19d, and the comparator 12 provides a function that can always fetch the reception data 11 at a practically desirable timing. As described above, there is a phase difference between the data clock 19c and the boundary clock 19d, and the optimum value of the phase difference at which the received data 11 can be accurately fetched differs between individual semiconductor chips due to manufacturing variations of the semiconductor chips. It becomes.

図8は、デマルチプレクサ102を備える半導体装置101の構成の一例を示す図である。半導体装置101は、例えば、デマルチプレクサ102と、処理部103とを備える。処理部103は、デマルチプレクサ102から出力されるパラレルの出力データ17(17d,17f,17e)を所定の処理手順で処理する。例えば、半導体装置101は、CPU(中央演算処理装置)であり、処理部103は、CPUの演算コア部、メモリ及びserdes内部回路である。半導体装置101は、例えば、CPUを備えた装置、又は当該装置を内蔵するサーバ等の情報処理装置でもよい。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a semiconductor device 101 including the demultiplexer 102. The semiconductor device 101 includes, for example, a demultiplexer 102 and a processing unit 103. The processing unit 103 processes the parallel output data 17 (17d, 17f, 17e) output from the demultiplexer 102 according to a predetermined processing procedure. For example, the semiconductor device 101 is a CPU (Central Processing Unit), and the processing unit 103 is an arithmetic core unit of the CPU, a memory, and a serdes internal circuit. The semiconductor device 101 may be, for example, a device including a CPU or an information processing device such as a server incorporating the device.

デマルチプレクサ102は、第1の分周回路91と、第2の分周回路92と、第3の分周回路34と、第1のラッチ回路25と、第2のラッチ回路26と、第3のラッチ回路93と、第4のラッチ回路45と、同期化回路100とを備える。デマルチプレクサ102は、例えば、半導体チップ上に形成される回路である。   The demultiplexer 102 includes a first frequency divider 91, a second frequency divider 92, a third frequency divider 34, a first latch circuit 25, a second latch circuit 26, and a third , A fourth latch circuit 45, and a synchronization circuit 100. The demultiplexer 102 is, for example, a circuit formed on a semiconductor chip.

第1の分周回路91は、例えば、データクロック19cを2分周して第1の分周データクロック35を出力する。データクロック19cは、単一のクロックでもよいし、クロックとその逆相の反転クロックとを合わせた一対のクロック(差動クロック)でもよい。図8は、データクロック19cが差動クロックである場合を示す。   The first frequency dividing circuit 91 outputs the first frequency-divided data clock 35 by dividing the frequency of the data clock 19c by two, for example. The data clock 19c may be a single clock or a pair of clocks (differential clocks) obtained by combining a clock and an inverted clock having the opposite phase. FIG. 8 shows a case where the data clock 19c is a differential clock.

第2の分周回路92は、データクロック19cと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロック19dを2分周して分周バウンダリクロック19eを出力する。バウンダリクロック19dは、単一のクロックでもよいし、クロックとその逆相の反転クロックとを合わせた一対のクロック(差動クロック)でもよい。図8は、バウンダリクロック19dが差動クロックである場合を示す。   The second frequency dividing circuit 92 divides the frequency of the boundary clock 19d having the same frequency as that of the data clock 19c and having a different phase by two, and outputs a frequency-divided boundary clock 19e. The boundary clock 19d may be a single clock or a pair of clocks (differential clocks) obtained by combining a clock and an inverted clock having the opposite phase. FIG. 8 shows a case where the boundary clock 19d is a differential clock.

第3の分周回路34は、第1の分周データクロック35を分周して第2の分周データクロック17fを出力する。第3の分周回路34は、例えば、分周器32と、分周器33とを有する。分周器32は、第1の分周データクロック35を2分周した分周データクロックを出力する。分周器33は、分周器32から出力される分周データクロックを2分周して第2の分周データクロック17fを出力する。   The third frequency dividing circuit 34 divides the first frequency-divided data clock 35 and outputs a second frequency-divided data clock 17f. The third frequency divider 34 has, for example, a frequency divider 32 and a frequency divider 33. The divider 32 outputs a divided data clock obtained by dividing the first divided data clock 35 by two. The frequency divider 33 divides the frequency-divided data clock output from the frequency divider 32 by two and outputs a second frequency-divided data clock 17f.

第1のラッチ回路25は、データクロック19cで同期化されたシリアルの入力データ15cを第1の分周データクロック35で同期化して第1のパラレルデータ27に変換して出力する。第1のラッチ回路25は、例えば、FF21と、FF22とを有する。FF21は、シリアルの入力データ15cをデータクロック19cで同期化した2列のパラレルデータを出力する。FF22は、FF21から出力される2列のパラレルデータを第1の分周データクロック35で同期化した4列の第1のパラレルデータ27を出力する。   The first latch circuit 25 synchronizes the serial input data 15c synchronized with the data clock 19c with the first frequency-divided data clock 35, converts the input data 15c into first parallel data 27, and outputs the first parallel data 27. The first latch circuit 25 has, for example, an FF 21 and an FF 22. The FF 21 outputs two columns of parallel data obtained by synchronizing the serial input data 15c with the data clock 19c. The FF 22 outputs four columns of first parallel data 27 in which two columns of parallel data output from the FF 21 are synchronized by a first frequency-divided data clock 35.

第2のラッチ回路26は、第1のパラレルデータ27を第2の分周データクロック17fで同期化して第2のパラレルデータ17dに変換して出力する。第2のラッチ回路26は、例えば、FF23と、FF24とを有する。FF23は、4列の第1のパラレルデータ27を、分周器32から出力される分周クロックで同期化した8列のパラレルデータを出力する。FF24は、FF23から出力された8列のパラレルデータを、第2の分周データクロック17fで同期化した16列の第2のパラレルデータ17dを出力する。   The second latch circuit 26 synchronizes the first parallel data 27 with the second divided data clock 17f, converts the first parallel data 27 into second parallel data 17d, and outputs the second parallel data 17d. The second latch circuit 26 includes, for example, an FF 23 and an FF 24. The FF 23 outputs eight columns of parallel data obtained by synchronizing the four columns of the first parallel data 27 with the divided clock output from the frequency divider 32. The FF 24 outputs 16 columns of second parallel data 17d obtained by synchronizing the eight columns of parallel data output from the FF 23 with the second frequency-divided data clock 17f.

第3のラッチ回路93は、バウンダリクロック19dで同期化されたシリアルのバウンダリデータ15dを分周バウンダリクロック19eで同期化して第1のパラレルバウンダリデータ47に変換して出力する。   The third latch circuit 93 synchronizes the serial boundary data 15d synchronized by the boundary clock 19d with the frequency-divided boundary clock 19e, converts the data into first parallel boundary data 47, and outputs the first parallel boundary data 47.

第4のラッチ回路45は、第1のパラレルバウンダリデータ47を第2の分周データクロック17fで同期化して第2のパラレルバウンダリデータ17eに変換して出力する。第4のラッチ回路45は、例えば、FF43と、FF44とを有する。FF43は、4列の第1のパラレルバウンダリデータ47を、分周器32から出力される分周クロックで同期化した8列のパラレルデータを出力する。FF44は、FF43から出力された8列のパラレルデータを、第2の分周データクロック17fで同期化した16列の第2のパラレルバウンダリデータ17eに変換して出力する。   The fourth latch circuit 45 synchronizes the first parallel boundary data 47 with the second frequency-divided data clock 17f, converts the data into second parallel boundary data 17e, and outputs the second parallel boundary data 17e. The fourth latch circuit 45 has, for example, an FF 43 and an FF 44. The FF 43 outputs eight columns of parallel data obtained by synchronizing the four columns of the first parallel boundary data 47 with the frequency-divided clock output from the frequency divider 32. The FF 44 converts the eight columns of parallel data output from the FF 43 into 16 columns of second parallel boundary data 17e synchronized by the second frequency-divided data clock 17f, and outputs the converted data.

同期化回路100は、第1の分周データクロック35と分周バウンダリクロック19eとを同期化する。本実施形態のように、データクロック19cを分周する第1の分周回路91だけでなく、バウンダリクロック19dを分周する第2の分周回路92を設けても、同期化回路100により、第1の分周回路91と第2の分周回路92の互いの分周動作を同期させることができる。したがって、パラレルデータ17dとパラレルバウンダリデータ17eとの間で、データ順序が第1の分周回路91と第2の分周回路92の互いの分周動作が同期していなことによってずれることを防止することができる。   The synchronization circuit 100 synchronizes the first divided data clock 35 with the divided boundary clock 19e. As in the present embodiment, not only the first frequency divider 91 for dividing the data clock 19c but also the second frequency divider 92 for dividing the boundary clock 19d are provided. The frequency dividing operations of the first frequency dividing circuit 91 and the second frequency dividing circuit 92 can be synchronized with each other. Therefore, between the parallel data 17d and the parallel boundary data 17e, the data order is prevented from shifting due to the fact that the frequency division operations of the first frequency divider 91 and the second frequency divider 92 are not synchronized. can do.

また、本実施形態では、第1の分周回路91だけでなく第2の分周回路92も設けたことにより、バウンダリデータ15dをデータクロック19cの分周クロックで同期化させることを、動作周波数fの比較的低いラッチ回路部で実施することができる。つまり、2列から4列にパラレル化するラッチ回路部よりも、4列から8列にパラレル化するラッチ回路部(具体的には、FF43)で実施することができる。したがって、FFの動作タイミングの制限を緩和することができる。さらに、バウンダリクロック19dの2分周クロックを更に分周する分周器と、当該分周器を分周器32と同期化するための回路とを有する回路(回路90と同形態の回路)を更に設けることで、FFの動作タイミングの制限を更に緩和することができる。つまり、バウンダリデータ15dをデータクロック19cの分周クロックで同期化させることを、8列から16列にパラレル化するラッチ回路部(具体的には、FF44)で実施することができる。   In this embodiment, the second frequency divider 92 is provided in addition to the first frequency divider 91, so that the boundary data 15d is synchronized with the frequency-divided clock of the data clock 19c. It can be implemented in a latch circuit unit having a relatively low f. That is, the present invention can be implemented by a latch circuit unit (specifically, the FF 43) that parallelizes from four columns to eight columns, rather than a latch circuit unit that parallelizes from two columns to four columns. Therefore, the restriction on the operation timing of the FF can be relaxed. Further, a circuit (a circuit having the same form as the circuit 90) having a frequency divider for further dividing the frequency-divided clock of the boundary clock 19d by two and a circuit for synchronizing the frequency divider with the frequency divider 32 is provided. By further providing, the restriction on the operation timing of the FF can be further relaxed. That is, the synchronization of the boundary data 15d with the frequency-divided clock of the data clock 19c can be performed by the latch circuit unit (specifically, the FF 44) that parallelizes the data from 8 columns to 16 columns.

第2の分周回路92は、例えば、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロック19eを出力する。本実施形態では、第2の分周回路92は、位相が90°ずつ異なる4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eを出力し、例えば、上述の図3の構成を有する。本実施形態では、同期化回路100は、例えば、位相検出回路94と、マルチプレクサ(MUX)95とを有する。   The second frequency dividing circuit 92 outputs, for example, a plurality of frequency dividing boundary clocks 19e having different phases. In the present embodiment, the second frequency dividing circuit 92 outputs the frequency-divided boundary clock 19e having four quadrature phases different in phase by 90 °, and has, for example, the configuration shown in FIG. In the present embodiment, the synchronization circuit 100 includes, for example, a phase detection circuit 94 and a multiplexer (MUX) 95.

位相検出回路94は、第1の分周データクロック35内の1つの差動信号と、4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eとを位相比較するための4つの位相検出器を含む位相比較回路である。マルチプレクサ95は、4つの位相検出器から一つを選択する選択回路である。   The phase detecting circuit 94 includes four phase detectors for comparing the phase of one differential signal in the first frequency-divided data clock 35 with the frequency-divided boundary clock 19e having four quadrature phases. It is. The multiplexer 95 is a selection circuit that selects one from the four phase detectors.

図9は、位相検出回路94の内部構成の一例を示す図である。位相検出回路94は、4つの位相検出器94a〜94dを有し、各位相検出器94a〜94dは、直列接続された4つのラッチ110〜113と、1つのインバータ114とを有する。位相検出器94aは、第1の分周データクロック35(0°)と、位相が0°の分周バウンダリクロック19e(0°)とを位相比較する。位相検出器94bは、第1の分周データクロック35(0°)と、分周バウンダリクロック19e(0°)に対して位相が90°ずれた分周バウンダリクロック19e(90°)とを位相比較する。位相検出器94cは、第1の分周データクロック35(0°)と、分周バウンダリクロック19e(0°)に対して位相が180°ずれた分周バウンダリクロック19e(180°)とを位相比較する。位相検出器94dは、第1の分周データクロック35(0°)と、分周バウンダリクロック19e(0°)に対して位相が270°ずれた分周バウンダリクロック19e(270°)とを位相比較する。分周バウンダリクロック19e(0°),19e(90°),19e(180°),19e(270°)は、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックの一例である。なお、図9において、位相検出回路94に入力される全てのクロック、及びデータは実際は差動信号であるが、簡便のためにシングルエンド信号で記されている。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the phase detection circuit 94. The phase detection circuit 94 has four phase detectors 94a to 94d, and each of the phase detectors 94a to 94d has four latches 110 to 113 connected in series and one inverter 114. The phase detector 94a compares the phase of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) with the frequency-divided boundary clock 19e (0 °) having a phase of 0 °. The phase detector 94b converts the phase of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) and the frequency-divided boundary clock 19e (90 °) whose phase is shifted by 90 ° with respect to the frequency-divided boundary clock 19e (0 °). Compare. The phase detector 94c converts the phase of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) and the frequency-divided boundary clock 19e (180 °) whose phase is shifted by 180 ° with respect to the frequency-divided boundary clock 19e (0 °). Compare. The phase detector 94d converts the phase of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) and the frequency-divided boundary clock 19e (270 °) whose phase is shifted by 270 ° with respect to the frequency-divided boundary clock 19e (0 °). Compare. The division boundary clocks 19e (0 °), 19e (90 °), 19e (180 °), and 19e (270 °) are examples of a plurality of division boundary clocks having different phases. In FIG. 9, all clocks and data input to the phase detection circuit 94 are actually differential signals, but are represented by single-ended signals for simplicity.

各位相検出器94a〜94dにおいて、分周バウンダリクロック19eは、4つのラッチ110〜113にインバータ114を介して入力される入力クロックであり、第1の分周データクロック35内の1つの差動信号は、ラッチ110に入力される入力データである。   In each of the phase detectors 94a to 94d, the frequency-divided boundary clock 19e is an input clock input to the four latches 110 to 113 via the inverter 114, and one differential clock in the first frequency-divided data clock 35. The signal is input data input to the latch 110.

各位相検出器94a〜94dは、分周バウンダリクロック19eと第1の分周データクロック35内の1つの差動信号とが入力される。分周バウンダリクロック19eの立ち上がりエッジが、第1の分周データクロック35(0°)のハイレベルのマージン期間内にあるか否かで、各位相検出器94a〜94dから出力される固定信号fxの論理が0/1で異なる。   Each of the phase detectors 94a to 94d receives the frequency-divided boundary clock 19e and one differential signal in the first frequency-divided data clock 35. The fixed signal fx output from each of the phase detectors 94a to 94d depends on whether or not the rising edge of the frequency-divided boundary clock 19e is within the high-level margin period of the first frequency-divided data clock 35 (0 °). Are different at 0/1.

各位相検出器94a〜94dのうち、分周バウンダリクロック19eの立ち上がりエッジが、第1の分周データクロック35(0°)のハイレベルのマージン期間外にある位相検出器が、ローレベル(論理0)の固定信号fxを出力すると仮定すると、分周バウンダリクロック19eの立ち上がりエッジが、第1の分周データクロック35(0°)のハイレベルのマージン期間内にある位相検出器は、ハイレベル(論理1)の固定信号fxを出力する。あるいは、各位相検出器94a〜94dのうち、分周バウンダリクロック19eの立ち上がりエッジが、第1の分周データクロック35(0°)のハイレベルのマージン期間外にある位相検出器が、ハイレベル(論理1)の固定信号fxを出力すると仮定すると、分周バウンダリクロック19eの立ち上がりエッジが、第1の分周データクロック35(0°)のハイレベルのマージン期間内にある位相検出器は、ローレベル(論理0)の固定信号fxを出力する。   Among the phase detectors 94a to 94d, the phase detector whose rising edge of the frequency-divided boundary clock 19e is outside the high-level margin period of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) is set to the low level (logical level). 0), it is assumed that the rising edge of the frequency-divided boundary clock 19e is within the high-level margin period of the first frequency-divided data clock 35 (0 °). A (logic 1) fixed signal fx is output. Alternatively, among the phase detectors 94a to 94d, the phase detector whose rising edge of the frequency-divided boundary clock 19e is outside the high-level margin period of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) is at a high level. Assuming that the fixed signal fx of (logic 1) is output, the phase detector in which the rising edge of the frequency-divided boundary clock 19e is within the high-level margin period of the first frequency-divided data clock 35 (0 °) The low-level (logic 0) fixed signal fx is output.

位相検出回路94は、第1の分周データクロック35内の1つの差動信号を4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eと位相比較した結果に基づいて、第1の分周データクロック35を出力する第1の分周回路91と分周バウンダリクロック19eを出力する第2の分周回路92との間で分周動作が位相同期しているか否かを判定する。各位相検出器94a〜94dから出力される固定信号fxは、第1の分周回路91と第2の分周回路92との間で分周動作が位相同期しているか否かの判定結果を表す。   The phase detection circuit 94 generates the first divided data clock 35 based on the result of comparing the phase of one differential signal in the first divided data clock 35 with the four quadrature-phase divided boundary clocks 19e. It is determined whether or not the dividing operation is phase-synchronized between the first dividing circuit 91 that outputs the signal and the second dividing circuit 92 that outputs the dividing boundary clock 19e. The fixed signal fx output from each of the phase detectors 94a to 94d determines whether or not the frequency division operation between the first frequency dividing circuit 91 and the second frequency dividing circuit 92 is phase-synchronized. Represent.

マルチプレクサ95は、4つの位相検出器94a〜94dから、外部制御信号48に従って、一つの位相検出器を選択する。つまり、マルチプレクサ95は、外部制御信号48の設定値に基づいて、4つの固定信号fxから一つの固定信号fxを選択して出力する。外部制御信号48は、パラレルデータ17dとパラレルバウンダリデータ17eとの間でデータ順序がずれないように予め設定された信号である。例えば、デマルチプレクサ102は、外部制御信号48の設定値を格納する外部レジスタ104(図8参照)を備える。外部レジスタ104は、メモリの一例である。   The multiplexer 95 selects one phase detector from the four phase detectors 94a to 94d according to the external control signal 48. That is, the multiplexer 95 selects and outputs one fixed signal fx from the four fixed signals fx based on the set value of the external control signal 48. The external control signal 48 is a signal set in advance so that the data order is not shifted between the parallel data 17d and the parallel boundary data 17e. For example, the demultiplexer 102 includes an external register 104 (see FIG. 8) that stores a set value of the external control signal 48. The external register 104 is an example of a memory.

図8において、第2の分周回路92は、位相が互いに異なる4つの直交位相の第1の分周バウンダリクロック19eを出力する。そして、第3のラッチ回路93は、FF41と、FF97と、FF98と、第2のマルチプレクサ99とを有する。FF97は、位相が互いに異なる4つの直交位相の第1の分周バウンダリクロック19eのうち、位相が互いに180°異なる2つのクロックを一組とする第1の差動クロック97aで同期化する第1のフリップフロップの一例である。FF98は、第1の差動クロック97aの位相に対してそれぞれ180°ずれる第2の差動クロック98a(つまり、第1の差動クロック97aを反転させた形態の差動クロック)で同期化する第2のフリップフロップの一例である。第2のマルチプレクサ99は、FF97の出力とFF98の出力とのいずれか一方を、マルチプレクサ95から出力される固定信号96に従って選択する。固定信号96は、マルチプレクサ95により選択された上述の固定信号fxに相当する。これにより、FF97,98のうち、パラレルデータ17dとパラレルバウンダリデータ17e間のデータ順序のずれを回避するものを選択することができる。   In FIG. 8, the second frequency divider 92 outputs a first frequency-divided boundary clock 19e having four quadrature phases different from each other. Then, the third latch circuit 93 includes an FF 41, an FF 97, an FF 98, and a second multiplexer 99. The FF 97 synchronizes with a first differential clock 97a, which is a set of two clocks having phases different from each other by 180 ° among four quadrature-phase first frequency-divided boundary clocks 19e having different phases from each other. Is an example of the flip-flop of FIG. The FF 98 synchronizes with the second differential clock 98a (that is, a differential clock obtained by inverting the first differential clock 97a) by 180 ° with respect to the phase of the first differential clock 97a. It is an example of a second flip-flop. The second multiplexer 99 selects one of the output of the FF 97 and the output of the FF 98 according to the fixed signal 96 output from the multiplexer 95. The fixed signal 96 corresponds to the above-described fixed signal fx selected by the multiplexer 95. This makes it possible to select one of the FFs 97 and 98 that avoids a data order shift between the parallel data 17d and the parallel boundary data 17e.

FF97は、例えば、バウンダリデータ15dがFF41によりバウンダリクロック19dに従って2列にパラレル化されたパラレルデータ15eを、第1の差動クロック97aで同期化して、バウンダリデータ15dの4列のパラレルデータを生成する。一方、FF98は、例えば、バウンダリデータ15dがFF41によりバウンダリクロック19dに従って2列にパラレル化されたパラレルデータ15eを、第2の差動クロック98aで同期化して、バウンダリデータ15dの4列のパラレルデータを生成する。   The FF 97 synchronizes, for example, the parallel data 15e in which the boundary data 15d is parallelized in two columns by the FF 41 in accordance with the boundary clock 19d by the first differential clock 97a to generate four columns of parallel data of the boundary data 15d. I do. On the other hand, the FF 98 synchronizes, for example, the parallel data 15e in which the boundary data 15d is parallelized in two columns by the FF 41 in accordance with the boundary clock 19d with the second differential clock 98a, and outputs the parallel data of four columns of the boundary data 15d. Generate

図10は、各位相検出器94a〜94d内のデータ入力初段のラッチ110の一例を示す図である。ラッチ110は、入力クロックclkとその逆相の反転クロックclkxとにより動作する、差動のD型ラッチである。ラッチ110は、インバータ121〜126と、トランスファーゲート127〜129とを有する。ラッチ110は、インバータ121,122,124〜126とトランスファーゲート127,128とを有することにより、入力データAと同じデータXを出力できる。反転入力データAXは、入力データAとは逆相の入力データである。トランスファーゲート129は、入力データAと反転入力データAXとの負荷を同一にするためのものである。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the first-stage data input latch 110 in each of the phase detectors 94a to 94d. The latch 110 is a differential D-type latch that operates with an input clock clk and an inverted clock clkx having the opposite phase. The latch 110 has inverters 121 to 126 and transfer gates 127 to 129. The latch 110 can output the same data X as the input data A by including the inverters 121, 122, and 124 to 126 and the transfer gates 127 and 128. The inverted input data AX is input data having a phase opposite to that of the input data A. The transfer gate 129 is for equalizing the loads of the input data A and the inverted input data AX.

ラッチ110の構成を、例えば図2の形態から図10の形態に変更することで、ラッチ110〜113のセットアップ又はホールドタイミングに対しての動作マージンの制限を緩和することができる。   By changing the configuration of the latch 110 from, for example, the configuration in FIG. 2 to the configuration in FIG. 10, it is possible to ease the limitation on the operation margin for the setup or hold timing of the latches 110 to 113.

図11は、ラッチ110の構成が図10の形態である場合において、セットアップバイオレーション時のラッチ110の動作波形の一例を示す図である。セットアップバイオレーションにより、ラッチ110内部のノードN1,N2の振幅が最大振幅(一方が電源電圧で他方がグランド電圧)になっていなくても、データX、更にラッチ110後段のラッチ111〜113の出力の1/0論理を確定することができる。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of operation waveforms of the latch 110 during setup violation when the configuration of the latch 110 is the configuration illustrated in FIG. Due to the setup violation, even if the amplitudes of the nodes N1 and N2 inside the latch 110 are not the maximum amplitude (one is the power supply voltage and the other is the ground voltage), the data X and the outputs of the latches 111 to 113 subsequent to the latch 110 1/0 logic can be determined.

図12は、ラッチ110の構成が図10の形態で、ラッチ111〜113の構成が図2のラッチIの形態である場合において、セットアップバイオレーション時の位相検出器94aの動作波形の一例である。4段のラッチ110〜113によって、セットアップバイオレーションによる初段のラッチ110内部の1/0論理未確定状態がフィルタされ、正しい固定信号fx(図12の例では、ローレベルLoの固定信号fx)を出力できる。他の位相検出器94b〜94dについても同様である。なお、図12において、Loは、ローレベル、Hiは、ハイレベルを表す。   FIG. 12 is an example of operation waveforms of the phase detector 94a during setup violation when the configuration of the latch 110 is the configuration of FIG. 10 and the configuration of the latches 111 to 113 is the configuration of the latch I of FIG. . The 1/0 logic undetermined state inside the first stage latch 110 due to the setup violation is filtered by the four stages of latches 110 to 113, and the correct fixed signal fx (the fixed signal fx of the low level Lo in the example of FIG. 12) is output. Can output. The same applies to the other phase detectors 94b to 94d. In FIG. 12, Lo indicates a low level, and Hi indicates a high level.

したがって、各位相検出器94a〜94dにおいて、ラッチ110〜113のセットアップ又はホールドタイミングに対しての動作マージンの制限を緩和することができる。   Therefore, in each of the phase detectors 94a to 94d, the limitation of the operation margin with respect to the setup or hold timing of the latches 110 to 113 can be relaxed.

1つの位相検出器だけでは、データクロック19cとバウンダリクロック19dとの位相差が比較的大きな場合に、適切な位相比較が難しい。しかし、複数の位相検出器を設けることで、データクロック19cとバウンダリクロック19dとの位相差が比較的大きな場合でも、適切な位相比較を行うことが容易になる。   With only one phase detector, it is difficult to perform an appropriate phase comparison when the phase difference between the data clock 19c and the boundary clock 19d is relatively large. However, providing a plurality of phase detectors makes it easy to perform an appropriate phase comparison even when the phase difference between the data clock 19c and the boundary clock 19d is relatively large.

4つの位相検出器94a〜94dでは、4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eがクロック入力として使用される。4つの直交位相の分周バウンダリクロック19e間に大きなオーバーラップがあるため、4つの位相検出器94a〜94dのそれぞれの正常動作範囲もオーバーラップされる。よって、各位相検出器94a〜94d全てで位相比較ができなくなることや、正常動作範囲外で動作することを回避可能である。   In the four phase detectors 94a to 94d, four quadrature-phase frequency-divided boundary clocks 19e are used as clock inputs. Since there is a large overlap between the four quadrature phase dividing boundary clocks 19e, the normal operation ranges of the four phase detectors 94a to 94d also overlap. Therefore, it is possible to avoid that the phase comparison cannot be performed by all of the phase detectors 94a to 94d and that the phase detectors 94a to 94d operate outside the normal operation range.

また、各分周回路は、ソフトエラーが未対策のラッチ構成を有するものでもよい。この場合、ソフトエラーにより分周回路の内部ノードの論理値が反転する場合がある。これによって、第1の分周回路91と第2の分周回路92との位相同期関係が動作中に変化する。そのような事象が起こっても、位相検出回路94の出力値も変化する結果、FF97,98のうち選択されるFFが切り替わるため、半導体回路90でその変化はキャンセルされることとなる。このキャンセル過程において、回路90に含まれる回路の遅延だけが再同期までのレイテンシを発生させるため、再同期までのレイテンシは十分に小さく、リアルタイムの同期が実現できる。   Further, each frequency dividing circuit may have a latch configuration in which a soft error is not dealt with. In this case, the logical value of the internal node of the frequency divider may be inverted due to a soft error. Thus, the phase synchronization relationship between the first frequency dividing circuit 91 and the second frequency dividing circuit 92 changes during operation. Even if such an event occurs, the output value of the phase detection circuit 94 also changes. As a result, the FF selected from the FFs 97 and 98 is switched, so that the change is canceled in the semiconductor circuit 90. In this canceling process, only the delay of the circuit included in the circuit 90 causes a latency until resynchronization, so that the latency until resynchronization is sufficiently small, and real-time synchronization can be realized.

図13は、バウンダリクロック19dを分周して分周バウンダリクロック19eを生成する第2の分周回路92内のラッチ回路でソフトエラーが発生したときの各ノードの波形の一例を示す。図13に示される分周バウンダリクロック19eは、4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eのうちの一つの一例である。第2の分周回路92内のラッチ回路の内部ノードがソフトエラーにより反転することにより、分周バウンダリクロック19eは、半周期ずれてしまう。しかし、位相検出回路94から出力される固定信号fxの反転によりマルチプレクサ95から出力される固定信号96も反転するため、出力用FFはFF97とFF98との間で切り替わり、ソフトエラーによる変化はキャンセルされる。   FIG. 13 shows an example of the waveform of each node when a soft error occurs in the latch circuit in the second frequency divider 92 that divides the boundary clock 19d to generate the frequency-divided boundary clock 19e. The dividing boundary clock 19e shown in FIG. 13 is an example of one of the four quadrature-phase dividing boundary clocks 19e. When the internal node of the latch circuit in the second frequency dividing circuit 92 is inverted due to a soft error, the frequency dividing boundary clock 19e is shifted by a half cycle. However, since the fixed signal 96 output from the multiplexer 95 is also inverted by the inversion of the fixed signal fx output from the phase detection circuit 94, the output FF switches between the FFs 97 and 98, and the change due to the soft error is canceled. You.

よって、第1の分周回路91と第2の分周回路92との位相同期がとれなくなった場合に、ラッチ回路のリセット信号等によりラッチ回路の初期化や動作中断のような事象を起こさずに、常に正常動作する状況を実現可能である。また、回路の電源遮断前後でも、複雑な設定等をすることなく、常に正常動作する状況を実現可能である。   Therefore, when the first frequency dividing circuit 91 and the second frequency dividing circuit 92 cannot be synchronized with each other, an event such as initialization or interruption of the latch circuit due to a reset signal of the latch circuit does not occur. In addition, it is possible to realize a situation where normal operation is always performed. In addition, it is possible to realize a situation in which the circuit always operates normally without complicated settings before and after the power supply of the circuit is cut off.

図14は、位相検出回路94の内部構成の他の一例を示す図である。図14の構成の基本的な機能は、図9の構成と同様であり、図14の構成は、4つの位相検出器94e〜94hを有する。4つの位相検出器94e〜94hの少なくとも一つにおいて、図9の構成に対して、4つのラッチ110〜113へのクロックパス117またはデータパス118に、クロック又はデータの入力信号の伝達遅延時間を設けるためのバッファが挿入されている。図14では、バッファ115a〜115gが例示されている。これにより、4つの位相検出器94e〜94dのそれぞれの正常動作範囲がオーバーラップする部分を増加させることができ、内部バラツキによる正常動作範囲のオーバーラップの縮小をキャンセルすることができる。   FIG. 14 is a diagram illustrating another example of the internal configuration of the phase detection circuit 94. The basic function of the configuration in FIG. 14 is the same as the configuration in FIG. 9, and the configuration in FIG. 14 has four phase detectors 94e to 94h. In at least one of the four phase detectors 94e to 94h, the transmission delay time of the clock or data input signal is set to the clock path 117 or the data path 118 to the four latches 110 to 113 in the configuration of FIG. A buffer is provided for this purpose. FIG. 14 illustrates the buffers 115a to 115g. As a result, the portion where the normal operation ranges of the four phase detectors 94e to 94d overlap each other can be increased, and the reduction of the overlap of the normal operation range due to internal variations can be canceled.

4つの位相検出器94e〜94hの少なくとも一つは、ラッチ110〜113に入力される分周バウンダリクロック19eを遮断可能なクロックゲーティング回路116を有する。クロックゲーティング回路116は、クロックゲート信号ipd*の設定値にしたがって(*は、図14に示される例では、0〜3)、分周バウンダリクロック19eを遮断するか否かを選択する。クロックゲーティング回路116は、4つの分周バウンダリクロック19eのうち、外部制御信号48の設定値により非選択の分周バウンダリクロック19eを遮断することで、その非選択の分周バウンダリクロック19eが入力される位相検出器が消費する電力を低減できる。クロックゲート信号ipd*の設定値は、例えば、後述するように、外部制御信号48の設定値と同様に予め決められる。   At least one of the four phase detectors 94e to 94h has a clock gating circuit 116 that can cut off the frequency-divided boundary clock 19e input to the latches 110 to 113. The clock gating circuit 116 selects whether to block the frequency-divided boundary clock 19e according to the set value of the clock gate signal ipd * (* is 0 to 3 in the example shown in FIG. 14). The clock gating circuit 116 inputs the unselected divided boundary clock 19e by cutting off the unselected divided boundary clock 19e among the four divided boundary clocks 19e according to the setting value of the external control signal 48. The power consumed by the detected phase detector can be reduced. The set value of the clock gate signal ipd * is determined in advance, for example, similarly to the set value of the external control signal 48, as described later.

図15は、データ処理方法の一例を示すフローチャートである。図8を参照して、図15の各工程について以下説明する。   FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the data processing method. Each step of FIG. 15 will be described below with reference to FIG.

第1の分周回路91は、データクロック19cを分周して第1の分周データクロック35を出力する(第1の分周工程S10)。第2の分周回路92は、データクロック19cと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロック19dを分周して、位相が互いに異なる4つの分周バウンダリクロック(19e(0°),19e(90°),19e(180°),19e(270°))を出力する(第2の分周工程S20)。同期化回路100の位相検出回路94は、第1の分周データクロック35内の一つの差動信号を4つの直交位相の分周バウンダリクロック19eと位相比較する(位相比較工程S30)。第2のマルチプレクサ99は、バウンダリクロック19dで同期化されたバウンダリデータ15eを、第1の差動クロック97aで同期化するのか、第2の差動クロック98aで同期化するのかを、位相比較工程S30での比較結果に従って選択する(選択工程S40)。   The first frequency dividing circuit 91 divides the frequency of the data clock 19c and outputs the first frequency-divided data clock 35 (first frequency dividing step S10). The second frequency dividing circuit 92 divides the frequency of the boundary clock 19d having the same frequency as that of the data clock 19c and having a different phase, and outputs four divided boundary clocks having different phases (19e (0 °) and 19e (90 °)). ), 19e (180 °) and 19e (270 °)) (second frequency dividing step S20). The phase detection circuit 94 of the synchronization circuit 100 compares the phase of one differential signal in the first frequency-divided data clock 35 with the frequency-divided boundary clock 19e having four quadrature phases (phase comparison step S30). The second multiplexer 99 determines whether to synchronize the boundary data 15e synchronized by the boundary clock 19d with the first differential clock 97a or the second differential clock 98a. The selection is made according to the comparison result in S30 (selection step S40).

このようなデータ処理方法によれば、第1の分周工程S10での分周動作と第2の分周工程S20での分周動作とが非同期になっても、データ順序がずれない同期方法を選択工程S40で選択することができる。   According to such a data processing method, even if the frequency dividing operation in the first frequency dividing step S10 and the frequency dividing operation in the second frequency dividing step S20 become asynchronous, a synchronous method in which the data order is not shifted. Can be selected in the selection step S40.

ところで、マルチプレクサ95が4つの位相検出器94a〜94dのうちどれを選択するのかは、外部レジスタ104に予め格納された外部制御信号48の設定値(ECS(External Control Signal)設定値)によって決まる。ECS設定値は、データクロック19cとバウンダリクロック19dとの位相差の値に応じて設定される。しかし、チップ外部から現在のその位相差の値を定量的に判定することは難しい。そこで、以下のようなECS設定値の決定・使用方法が提供される。   Which of the four phase detectors 94a to 94d the multiplexer 95 selects is determined by the set value of the external control signal 48 (ECS (External Control Signal) set value) stored in the external register 104 in advance. The ECS setting value is set according to the value of the phase difference between the data clock 19c and the boundary clock 19d. However, it is difficult to quantitatively determine the current value of the phase difference from outside the chip. Therefore, the following method of determining and using the ECS setting value is provided.

図16は、ECSを設定するための構成の一例を示す図であり、具体的には、ECS設定値を決定するための試験構成の一例を示す図である。図16には、serdes回路130と、serdes回路130を検査する検査装置105とが示されている。serdes回路130は、シリアルデータを送信する送信回路131と、送信回路131から送信されたシリアルデータを受信する受信回路132とを備える送受信回路の一例である。図16において、serdes回路130が半導体チップ上の回路である場合、検査装置105の測定装置162は、当該半導体チップの外部に設置される機器である。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration for setting an ECS, and specifically, a diagram illustrating an example of a test configuration for determining an ECS set value. FIG. 16 shows a serdes circuit 130 and an inspection device 105 for inspecting the serdes circuit 130. The serdes circuit 130 is an example of a transmission / reception circuit including a transmission circuit 131 that transmits serial data, and a reception circuit 132 that receives the serial data transmitted from the transmission circuit 131. In FIG. 16, when the serdes circuit 130 is a circuit on a semiconductor chip, the measuring device 162 of the inspection device 105 is a device installed outside the semiconductor chip.

図16中の構成のうち図4と同一の構成については、図4中の符号と同一の符号が付されている。なお、受信回路132のサンプラ142は、図4中のプレフィルタアンプ10とコンパレータ12とラッチ14とを含む回路である。   16, the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. The sampler 142 of the receiving circuit 132 is a circuit including the pre-filter amplifier 10, the comparator 12, and the latch 14 in FIG.

また、受信回路132の処理部103は、例えば、レジスタ143と、受信側選択回路144と、受信処理回路145とを有する。レジスタ143は、デマルチプレクサ102の出力データ17(例えば、第2のパラレルデータ17d)を一時的に格納する。受信側選択回路144は、デマルチプレクサ102の出力データ17の出力先を、受信処理回路145にするか測定装置162にするかを、選択信号140に従って選択する。受信処理回路145は、レジスタ143に記憶されたデータを所定の処理方法で処理する回路の一例である。   The processing unit 103 of the reception circuit 132 includes, for example, a register 143, a reception-side selection circuit 144, and a reception processing circuit 145. The register 143 temporarily stores the output data 17 of the demultiplexer 102 (for example, the second parallel data 17d). The reception-side selection circuit 144 selects whether to output the output data 17 of the demultiplexer 102 to the reception processing circuit 145 or the measurement device 162 according to the selection signal 140. The reception processing circuit 145 is an example of a circuit that processes data stored in the register 143 by a predetermined processing method.

検査装置105は、シリアルデータの試験用波形を生成可能な波形生成装置161と、デマルチプレクサ102の第2のパラレルデータ17dのビットエラー率(BER)を測定する測定装置162とを備える。   The inspection device 105 includes a waveform generation device 161 that can generate a test waveform of serial data, and a measurement device 162 that measures the bit error rate (BER) of the second parallel data 17d of the demultiplexer 102.

送信回路131は、送信側選択回路141を有する。送信側選択回路141は、送信回路131外部からのシリアルデータと波形生成装置161からの試験用シリアルデータとのいずれか一方を、選択信号140に従って選択する。   The transmission circuit 131 includes a transmission-side selection circuit 141. The transmission-side selection circuit 141 selects one of serial data from outside the transmission circuit 131 and test serial data from the waveform generation device 161 according to the selection signal 140.

デマルチプレクサ102のECS設定値を決めるため、波形生成装置161と、測定装置162と、送信側選択回路141と、受信側選択回路144とが設けられている。   In order to determine the ECS setting value of the demultiplexer 102, a waveform generation device 161, a measurement device 162, a transmission side selection circuit 141, and a reception side selection circuit 144 are provided.

ECS設定値を決定する際の検査工程において、信号経路が選択信号140に従って送信側選択回路141により切り替えられ、波形生成装置161から既知のパターンを持つ試験用波形がマルチプレクサ4に入力され、ドライバ6から出力される。これにより、試験用シリアルデータが、受信回路132に送信される。受信した試験用シリアルデータは、デマルチプレクサ102によりパラレルデータに変換される。デマルチプレクサ102の出力データ17は、受信処理回路145とは異なる信号経路を介して、測定装置162に供給される。測定装置162は、波形生成装置161から送信された既知の試験用シリアルデータと、所定の期待値とを比較することによって、第2のパラレルデータ17dのビットエラー率(BER)を測定する。ここでのECS設定値の決定は、検査装置105の測定装置162で行われ、手動が介在してもよい。   In an inspection process for determining the ECS set value, the signal path is switched by the transmission-side selection circuit 141 according to the selection signal 140, a test waveform having a known pattern is input from the waveform generation device 161 to the multiplexer 4, and the driver 6 Output from As a result, the test serial data is transmitted to the receiving circuit 132. The received test serial data is converted by the demultiplexer 102 into parallel data. The output data 17 of the demultiplexer 102 is supplied to the measuring device 162 via a signal path different from that of the reception processing circuit 145. The measuring device 162 measures the bit error rate (BER) of the second parallel data 17d by comparing the known test serial data transmitted from the waveform generating device 161 with a predetermined expected value. The determination of the ECS set value here is performed by the measurement device 162 of the inspection device 105, and may be manually performed.

測定装置162は、データクロック19cとバウンダリクロック19dとの位相差(以下、「位相差φ」と称する)をスイープして各位相差φでのserdes回路130全体でのBERを測定することを、ECS設定値の複数の候補値それぞれについて実行する。測定装置162は、例えば、BERが最も低くなるECS設定値と位相差φを選択する。   The measurement device 162 sweeps the phase difference between the data clock 19c and the boundary clock 19d (hereinafter, referred to as “phase difference φ”) to measure the BER of the entire serdes circuit 130 at each phase difference φ. The process is executed for each of the plurality of candidate values of the setting value. The measuring device 162 selects, for example, the ECS setting value and the phase difference φ at which the BER becomes the lowest.

図17は、ECSの設定の一例を示す図である。例えば図17のようにBERがECS設定値の各候補値について測定された場合、測定装置162は、BERが最も低いECS設定値を「01」と決定し、ECS設定値が「01」のときにBERが最も低くなる位相差φを最適値として決定する。   FIG. 17 is a diagram illustrating an example of ECS settings. For example, as shown in FIG. 17, when the BER is measured for each candidate value of the ECS setting value, the measuring device 162 determines the ECS setting value with the lowest BER as “01”, and when the ECS setting value is “01”. Is determined as the optimum value.

図18は、ECS設定の他の一例を示す図である。検査装置105は、serdes回路130の電源電圧をスイープしてECS設定値の各候補値でのserdes回路130全体でのBERを測定する。図18中、「P」は、BERの測定値が所定の基準を満たしていることを示し、「F」は、BERの測定値が所定の基準を満たしていないことを示す。図18のようにBERがECS設定値の各候補値について測定された場合、測定装置162は、ECS設定値の4つの候補値のうち、最も動作範囲の広い(すなわち、電源電圧が低くてもBERの測定値が所定の基準を満たす)候補値を最良の設定値として決定する(図18の場合、「01」)。   FIG. 18 is a diagram illustrating another example of the ECS setting. The inspection device 105 sweeps the power supply voltage of the serdes circuit 130 and measures the BER of the entire serdes circuit 130 at each candidate value of the ECS setting value. In FIG. 18, “P” indicates that the measured value of BER satisfies a predetermined criterion, and “F” indicates that the measured value of BER does not satisfy a predetermined criterion. As shown in FIG. 18, when the BER is measured for each candidate value of the ECS setting value, the measuring device 162 has the widest operating range among the four candidate values of the ECS setting value (that is, even if the power supply voltage is low). A candidate value whose BER measurement value satisfies a predetermined criterion is determined as the best set value (“01” in FIG. 18).

図19は、ECSを設定するための構成の他の一例を示す図であり、送信回路134と受信回路135とを備えるserdes回路133が示されている。図16では、ECSの設定値を外部で決定していたが、図19ではファームウェア等のソフトウェアの実行により自動的に決定する構成が示されている。図19では、送信側ファームウェア151を搭載するコアと受信側ファームウェア152を搭載するコアが(または、オペレーティングシステム(OS)を搭載するコアが)、波形生成装置161、BER測定、選択信号140の切り替え、ECSの設定を自動制御する。例えば、serdes回路133の電源オン時でのイニシャルシーケンス中に、ECS設定値の最適化が行われ、ECS設定値の最適化後、通常の送受信動作が開始可能になる。   FIG. 19 is a diagram illustrating another example of the configuration for setting the ECS, in which a serdes circuit 133 including a transmission circuit 134 and a reception circuit 135 is illustrated. In FIG. 16, the setting value of the ECS is determined externally. However, FIG. 19 shows a configuration in which the setting value is automatically determined by executing software such as firmware. In FIG. 19, the core on which the transmission-side firmware 151 is mounted and the core on which the reception-side firmware 152 is mounted (or the core on which the operating system (OS) is mounted) are switched between the waveform generator 161, the BER measurement, and the selection signal 140. , ECS settings are automatically controlled. For example, during the initial sequence when the power of the serdes circuit 133 is turned on, the optimization of the ECS setting value is performed, and after the optimization of the ECS setting value, the normal transmission / reception operation can be started.

図20は、半導体装置を検査する検査方法の一例を示すフローチャートである。図16又は図19を参照して、図20の各工程について以下説明する。   FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of an inspection method for inspecting a semiconductor device. 20 will be described below with reference to FIG. 16 or FIG.

測定装置162は、ECS設定値の複数の候補値で第2のパラレルデータ17dのビットエラー率を測定する(測定工程S110)。測定装置162は、ECS設定値の複数の候補値のうちビットエラー率が所定の判定基準を満たす候補値を選択する(選択工程S120)。測定装置162は、選択工程S120で選択された候補値を外部レジスタ104に記憶させる(記憶工程S130)。   The measuring device 162 measures the bit error rate of the second parallel data 17d with a plurality of candidate ECS setting values (measuring step S110). The measurement device 162 selects a candidate value having a bit error rate satisfying a predetermined determination criterion from a plurality of candidate values of the ECS setting value (selection step S120). The measuring device 162 stores the candidate value selected in the selection step S120 in the external register 104 (storage step S130).

図21は、最適なECS及び位相差φを探索する探索方法の一例を示すフローチャートであり、図20の測定工程S110の一具体例を示す。図22は、図21における各変数の関係の一例を説明するための図であり、位相差φをスイープしたときのBER測定値の一例が示されている。図22を参照して、図21について以下説明する。   FIG. 21 is a flowchart illustrating an example of a search method for searching for the optimum ECS and phase difference φ, and illustrates a specific example of the measurement step S110 in FIG. FIG. 22 is a diagram for explaining an example of the relationship between the variables in FIG. 21, and shows an example of the BER measurement value when the phase difference φ is swept. FIG. 21 will be described below with reference to FIG.

測定装置162は、ECS設定値の複数の候補値の中から一つの候補値を設定する(S210)。測定装置162は、BER測定値が所定の閾値thb(第1閾値の一例)未満のPCがあるか否かを判定する(S220)。PCとは、位相差φを所望の値に制御するための位相差コードである。   The measurement device 162 sets one candidate value from among a plurality of candidate values of the ECS setting value (S210). The measurement device 162 determines whether there is any PC whose BER measurement value is less than a predetermined threshold thb (an example of a first threshold) (S220). PC is a phase difference code for controlling the phase difference φ to a desired value.

測定装置162は、BER測定値が所定の閾値thb未満のPCがないと判定した場合、閾値thbを所定値だけ増加させて、再度、S220の判定を実施する。測定装置162は、BER測定値が所定の閾値thb未満のPCが少なくとも一つあると判定した場合、その少なくとも一つのPCのうちの任意の一つのPCを選択する(S240)。   When the measurement device 162 determines that there is no PC whose BER measurement value is less than the predetermined threshold thb, the measurement device 162 increases the threshold thb by a predetermined value, and performs the determination of S220 again. When determining that there is at least one PC whose BER measurement value is less than the predetermined threshold thb, the measuring device 162 selects an arbitrary one of the at least one PC (S240).

測定装置162は、BERが所定の閾値thu(第1閾値よりも大きな第2閾値の一例)に一致する2つのPCを抽出し、一方のPCをPCの最小候補値pclとして取得し、他方のPCをPCの最大候補値pcrとして取得する(S250)。   The measurement device 162 extracts two PCs whose BER matches a predetermined threshold thu (an example of a second threshold larger than the first threshold), acquires one PC as a minimum PC candidate value pcl, and The PC is acquired as the PC maximum candidate value pcr (S250).

測定装置162は、直前のS240で選択したPCが、最小候補値pclと最大候補値pcrとの中間値であるか否かを判定する(ステップS260)。測定装置162は、直前のS240で選択したPCが、最小候補値pclと最大候補値pcrとの中間値ではないと判定した場合、閾値thb未満の別のPCを再選択する(S240)。一方、測定装置162は、直前のS240で選択したPCが、最小候補値pclと最大候補値pcrとの中間値であると判定した場合、探索結果を出力する(S270)。   The measuring device 162 determines whether or not the PC selected in the immediately preceding S240 is an intermediate value between the minimum candidate value pcl and the maximum candidate value pcr (Step S260). When the measuring device 162 determines that the PC selected in the immediately preceding S240 is not an intermediate value between the minimum candidate value pcl and the maximum candidate value pcr, the measuring device 162 reselects another PC having a value less than the threshold thb (S240). On the other hand, when the measuring device 162 determines that the PC selected in the immediately preceding S240 is an intermediate value between the minimum candidate value pcl and the maximum candidate value pcr, it outputs a search result (S270).

例えば、S270において、測定装置162は、S240で選択されたPC,位相幅pw(pcrとpclとの差)及び閾値thbを、S210で設定されたECS設定値の候補値での探索結果として出力する。   For example, in S270, the measuring device 162 outputs the PC selected in S240, the phase width pw (difference between pcr and pcl), and the threshold thb as a search result with the candidate value of the ECS set value set in S210. I do.

この探索方法によれば、ECS設定値の候補値ごとに、最適なPC、位相幅pw、BER測定値の下限値(閾値thbの下限値)が得られる。測定装置162は、例えば、ECS設定値の複数の候補値のうち、BER測定値の下限値が最も小さく且つ位相幅pwが最も大きくなる候補値を最適値として選択し、探索結果として出力できる(図20の選択工程S120)。   According to this search method, the optimum PC, the phase width pw, and the lower limit of the BER measurement value (the lower limit of the threshold thb) can be obtained for each candidate ECS setting value. For example, the measurement device 162 can select a candidate value having the smallest lower limit value of the BER measurement value and the largest phase width pw as the optimum value from among a plurality of candidate values of the ECS setting value, and can output the candidate value as a search result ( The selection step S120 in FIG. 20).

以上、半導体装置、デマルチプレクサ、半導体回路、データ処理方法及び検査方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。   As described above, the semiconductor device, the demultiplexer, the semiconductor circuit, the data processing method, and the inspection method have been described with the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications and improvements, such as combinations and replacements with some or all of the other embodiments, are possible within the scope of the present invention.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部とを備える、半導体装置。
(付記2)
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力し、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有する、付記1に記載の半導体装置。
(付記3)
外部制御信号の設定値を格納するメモリを備え、
前記マルチプレクサは、前記外部制御信号の設定値に従って前記複数の位相検出器から一つを選択する、付記2に記載の半導体装置。
(付記4)
前記第3のラッチ回路は、
前記複数の分周バウンダリクロックのうち、位相が互いに180°異なる2つのクロックを一組とする第1の差動クロックで同期化する第1のフリップフロップと、
前記第1の差動クロックの位相に対してそれぞれ180°ずれる第2の差動クロックで同期化する第2のフリップフロップと、
前記第1のフリップフロップの出力と前記第2のフリップフロップの出力とのいずれか一方を、前記マルチプレクサの出力に従って選択する第2のマルチプレクサとを有する、付記2又は3に記載の半導体装置。
(付記5)
前記複数の位相検出器の少なくとも一つは、クロック又はデータがバッファを介して入力されるラッチを有する、付記2から4のいずれか一項に記載の半導体装置。
(付記6)
前記複数の位相検出器の少なくとも一つは、クロックを遮断可能なクロックゲーティング回路を有する、付記2から5のいずれか一項に記載の半導体装置。
(付記7)
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路とを備える、デマルチプレクサ。
(付記8)
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化してパラレルバウンダリデータに変換するラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路とを備える、半導体回路。
(付記9)
データクロックを分周して分周データクロックを出力する第1の分周工程と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力する第2の分周工程と、
前記分周データクロック内の一つの差動信号を前記複数の分周バウンダリクロックと位相比較する位相比較工程と、
前記バウンダリクロックで同期化されたバウンダリデータを、前記複数の分周バウンダリクロックのうち位相が互いに180°異なる2つのクロックである第1の差動クロックで同期化するのか、前記第1の差動クロックの位相に対してそれぞれ180°ずれる第2の差動クロックで同期化するのかを、前記位相比較工程での比較結果に従って選択する選択工程とを有する、データ処理方法。
(付記10)
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部と、
外部制御信号の設定値を格納するメモリとを備える半導体装置であって、
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力し、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記設定値に従って前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有する半導体装置を検査する検査方法であって、
前記設定値の複数の候補値で前記第2のパラレルデータのビットエラー率を測定する測定工程と、
前記複数の候補値のうち前記ビットエラー率が所定の判定基準を満たす候補値を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された前記候補値を前記設定値として前記メモリに記憶させる記憶工程とを有する、検査方法。
(付記11)
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部と、
外部制御信号の設定値を格納するメモリとを備える半導体装置に関して、前記設定値を探索する探索方法であって、
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力するものであり、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記設定値に従って前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有するものであり、
前記データクロックと前記バウンダリクロックとの位相差であって前記第2のパラレルデータのビットエラー率の測定値が第1閾値未満となる位相差が存在するまで前記第1閾値を増加させる増加ステップと、
前記データクロックと前記バウンダリクロックとの位相差であって前記測定値が前記第1閾値よりも大きな所定の第2閾値に一致する2つの位相差を取得する取得ステップと、
前記設定値の複数の候補値のうち、前記第1閾値が最も小さく且つ前記2つの位相差の間の位相幅が最も大きな候補値を探索結果として出力する出力ステップとを有する、探索方法。
Regarding the above embodiment, the following supplementary notes are further disclosed.
(Appendix 1)
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A semiconductor device comprising: a processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock.
(Appendix 2)
The second frequency divider divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a multiplexer that selects one of the plurality of phase detectors.
(Appendix 3)
A memory for storing the set value of the external control signal is provided,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the multiplexer selects one of the plurality of phase detectors according to a set value of the external control signal.
(Appendix 4)
The third latch circuit includes:
A first flip-flop that synchronizes with a first differential clock as a set of two clocks whose phases are different from each other by 180 ° among the plurality of divided boundary clocks;
A second flip-flop synchronized by a second differential clock, each of which is shifted by 180 ° with respect to the phase of the first differential clock;
4. The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a second multiplexer that selects one of the output of the first flip-flop and the output of the second flip-flop according to the output of the multiplexer.
(Appendix 5)
5. The semiconductor device according to claim 2, wherein at least one of the plurality of phase detectors includes a latch to which a clock or data is input via a buffer.
(Appendix 6)
6. The semiconductor device according to claim 2, wherein at least one of the plurality of phase detectors includes a clock gating circuit capable of interrupting a clock.
(Appendix 7)
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A demultiplexer comprising: a synchronization circuit that synchronizes the first divided data clock with the divided boundary clock.
(Appendix 8)
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock and converts the data into parallel boundary data;
A semiconductor circuit comprising: a synchronization circuit that synchronizes the first divided data clock with the divided boundary clock.
(Appendix 9)
A first dividing step of dividing the data clock and outputting a divided data clock;
A second frequency dividing step of dividing the frequency of the boundary clock having the same frequency as the data clock and having a different phase, and outputting a plurality of divided boundary clocks having different phases;
A phase comparing step of comparing one differential signal in the divided data clock with the plurality of divided boundary clocks;
Whether the boundary data synchronized by the boundary clock is synchronized by a first differential clock which is two clocks of which phases are different from each other by 180 ° among the plurality of divided boundary clocks, A selecting step of selecting whether to synchronize with a second differential clock that is shifted by 180 ° with respect to the phase of the clock according to the comparison result in the phase comparing step.
(Appendix 10)
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock;
A memory for storing a set value of an external control signal,
The second frequency divider divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
An inspection method for inspecting a semiconductor device having a multiplexer for selecting one from the plurality of phase detectors according to the set value,
A measuring step of measuring a bit error rate of the second parallel data with a plurality of candidate values of the set value;
A selecting step of selecting a candidate value whose bit error rate satisfies a predetermined criterion from among the plurality of candidate values,
Storing the candidate value selected in the selecting step as the set value in the memory.
(Appendix 11)
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock;
A search method for searching for the set value, for a semiconductor device including a memory for storing a set value of an external control signal,
The second frequency divider circuit divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
A multiplexer for selecting one from the plurality of phase detectors according to the set value,
An increasing step of increasing the first threshold until there is a phase difference between the data clock and the boundary clock, wherein the measured value of the bit error rate of the second parallel data is less than a first threshold. ,
An obtaining step of obtaining two phase differences between the data clock and the boundary clock, wherein the measured value is equal to a predetermined second threshold larger than the first threshold;
Outputting a candidate value having the smallest first threshold value and the largest phase width between the two phase differences as a search result among the plurality of candidate values of the set value.

1 第1の半導体チップ
2 第2の半導体チップ
15 シリアルデータ
15a,15c 入力データ
15b,15d バウンダリデータ
16 デマルチプレクサ
17a パラレルデータ
17b パラレルバウンダリデータ
17c 分周データクロック
17d 第2のパラレルデータ
17e 第2のパラレルバウンダリデータ
17f 第2の分周データクロック
18 CDR部
19 クロック
19a,19c データクロック
19b,19d バウンダリクロック
19e 分周バウンダリクロック
25 第1のラッチ回路
26 第2のラッチ回路
27 第1のパラレルデータ
34 第3の分周回路
35 第1の分周データクロック
45 第4のラッチ回路
47 第1のパラレルバウンダリデータ
48 外部制御信号
63,72 差動ラッチ
90 半導体回路
91 第1の分周回路
92 第2の分周回路
93 第3のラッチ回路
94 位相検出回路
94a〜94d 位相検出器
95 マルチプレクサ
96 固定信号
97 第1のフリップフロップ
97a 第1の差動クロック
98 第2のフリップフロップ
98a 第2の差動クロック
99 第2のマルチプレクサ
100 同期化回路
101 半導体装置
102 デマルチプレクサ
103 処理部
104 外部レジスタ
105 検査装置
110〜113 ラッチ
115a〜115g バッファ
116 クロックゲーティング回路
130,133 serdes回路
131,134 送信回路
132,135 受信回路
140 選択信号
161 波形生成装置
162 測定装置
1000 分周器群
1001 第1のフリップフロップ群
1002 第2のフリップフロップ群
1 First semiconductor chip 2 Second semiconductor chip 15 Serial data 15a, 15c Input data 15b, 15d Boundary data 16 Demultiplexer 17a Parallel data 17b Parallel boundary data 17c Divided data clock 17d Second parallel data 17e Second Parallel boundary data 17f Second divided data clock 18 CDR unit 19 Clocks 19a, 19c Data clock 19b, 19d Boundary clock 19e Divided boundary clock 25 First latch circuit 26 Second latch circuit 27 First parallel data 34 Third frequency divider 35 First frequency-divided data clock 45 Fourth latch circuit 47 First parallel boundary data 48 External control signal 63, 72 Differential latch 90 Semiconductor circuit 91 First frequency divider 92 2 frequency divider circuit 93 third latch circuit 94 phase detector circuits 94a to 94d phase detector 95 multiplexer 96 fixed signal 97 first flip-flop 97a first differential clock 98 second flip-flop 98a second difference Operation clock 99 Second multiplexer 100 Synchronization circuit 101 Semiconductor device 102 Demultiplexer 103 Processing unit 104 External register 105 Inspection device 110-113 Latch 115a-115g Buffer 116 Clock gating circuit 130, 133 serdes circuit 131, 134 Transmission circuit 132 , 135 Receiving circuit 140 Selection signal 161 Waveform generation device 162 Measurement device 1000 Divider group 1001 First flip-flop group 1002 Second flip-flop group

Claims (8)

データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部とを備える、半導体装置。
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A semiconductor device comprising: a processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock.
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力し、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有する、請求項1に記載の半導体装置。
The second frequency divider divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a multiplexer that selects one from the plurality of phase detectors.
前記第3のラッチ回路は、
前記複数の分周バウンダリクロックのうち、位相が互いに180°異なる2つのクロックを一組とする第1の差動クロックで同期化する第1のフリップフロップと、
前記第1の差動クロックの位相に対してそれぞれ180°ずれる第2の差動クロックで同期化する第2のフリップフロップと、
前記第1のフリップフロップの出力と前記第2のフリップフロップの出力とのいずれか一方を、前記マルチプレクサの出力に従って選択する第2のマルチプレクサとを有する、請求項2に記載の半導体装置。
The third latch circuit includes:
A first flip-flop that synchronizes with a first differential clock that is a set of two clocks whose phases are different from each other by 180 ° among the plurality of divided boundary clocks;
A second flip-flop synchronized by a second differential clock that is 180 ° shifted from the phase of the first differential clock;
The semiconductor device according to claim 2, further comprising a second multiplexer that selects one of the output of the first flip-flop and the output of the second flip-flop according to the output of the multiplexer.
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路とを備える、デマルチプレクサ。
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A demultiplexer comprising: a synchronization circuit that synchronizes the first divided data clock with the divided boundary clock.
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化してパラレルバウンダリデータに変換するラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路とを備える、半導体回路。
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock and converts the data into parallel boundary data;
A semiconductor circuit comprising: a synchronization circuit that synchronizes the first divided data clock with the divided boundary clock.
データクロックを分周して分周データクロックを出力する第1の分周工程と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力する第2の分周工程と、
前記分周データクロック内の一つの差動信号を前記複数の分周バウンダリクロックと位相比較する位相比較工程と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを、前記複数の分周バウンダリクロックのうち位相が互いに180°異なる2つのクロックである第1の差動クロックで同期化するのか、前記第1の差動クロックの位相に対してそれぞれ180°ずれる第2の差動クロックで同期化するのかを、前記位相比較工程での比較結果に従って選択する選択工程と
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを、前記選択工程で選択された差動クロックで同期化してパラレルバウンダリデータに変換するラッチ工程とを有する、データ処理方法。
A first dividing step of dividing the data clock and outputting a divided data clock;
A second frequency dividing step of dividing the frequency of the boundary clock having the same frequency as the data clock and having a different phase, and outputting a plurality of divided boundary clocks having different phases;
A phase comparing step of comparing one differential signal in the divided data clock with the plurality of divided boundary clocks;
Whether the serial boundary data synchronized by the boundary clock is synchronized by a first differential clock that is two clocks of which phases are different from each other by 180 ° among the plurality of divided boundary clocks, a selection step of whether to synchronize with a second differential clock shifted 180 °, respectively, selected according to the comparison result in the phase comparing step to the differential clock phase,
A latch step of synchronizing serial boundary data synchronized by the boundary clock with the differential clock selected in the selecting step and converting the data into parallel boundary data .
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部と、
外部制御信号の設定値を格納するメモリとを備える半導体装置を検査する検査方法であって、
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力するものであり、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記設定値に従って前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有するものであり、
前記設定値の複数の候補値で前記第2のパラレルデータのビットエラー率を測定する測定工程と、
前記複数の候補値のうち前記ビットエラー率が所定の判定基準を満たす候補値を選択する選択工程と、
前記選択工程で選択された前記候補値を前記設定値として前記メモリに記憶させる記憶工程とを有する、検査方法。
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock;
An inspection method for inspecting a semiconductor device comprising: a memory that stores a set value of an external control signal;
The second frequency divider circuit divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
A multiplexer for selecting one from the plurality of phase detectors according to the set value,
A measuring step of measuring a bit error rate of the second parallel data with a plurality of candidate values of the set value;
A selecting step of selecting a candidate value whose bit error rate satisfies a predetermined criterion from among the plurality of candidate values,
Storing the candidate value selected in the selecting step as the set value in the memory.
データクロックを分周して第1の分周データクロックを出力する第1の分周回路と、
前記データクロックと周波数が同じで位相が異なるバウンダリクロックを分周して分周バウンダリクロックを出力する第2の分周回路と、
前記第1の分周データクロックを分周して第2の分周データクロックを出力する第3の分周回路と、
前記データクロックで同期化されたシリアルの入力データを前記第1の分周データクロックで同期化して第1のパラレルデータに変換する第1のラッチ回路と、
前記第1のパラレルデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルデータに変換する第2のラッチ回路と、
前記バウンダリクロックで同期化されたシリアルのバウンダリデータを前記分周バウンダリクロックで同期化して第1のパラレルバウンダリデータに変換する第3のラッチ回路と、
前記第1のパラレルバウンダリデータを前記第2の分周データクロックで同期化して第2のパラレルバウンダリデータに変換する第4のラッチ回路と、
前記第1の分周データクロックと前記分周バウンダリクロックとを同期化する同期化回路と、
前記第2のパラレルデータと前記第2のパラレルバウンダリデータと前記第2の分周データクロックとを処理する処理部と、
外部制御信号の設定値を格納するメモリとを備える半導体装置に関して、前記設定値を探索する探索方法であって、
前記第2の分周回路は、前記バウンダリクロックを分周して、位相が互いに異なる複数の分周バウンダリクロックを出力するものであり、
前記同期化回路は、
前記第1の分周データクロック内の一つの差動信号と、前記複数の分周バウンダリクロックとを位相比較するための複数の位相検出器を含む位相検出回路と、
前記設定値に従って前記複数の位相検出器から一つを選択するマルチプレクサとを有するものであり、
前記データクロックと前記バウンダリクロックとの位相差であって前記第2のパラレルデータのビットエラー率の測定値が第1閾値未満となる位相差が存在するまで前記第1閾値を増加させる増加ステップと、
前記データクロックと前記バウンダリクロックとの位相差であって前記測定値が前記第1閾値よりも大きな所定の第2閾値に一致する2つの位相差を取得する取得ステップと、
前記設定値の複数の候補値のうち、前記第1閾値が最も小さく且つ前記2つの位相差の間の位相幅が最も大きな候補値を探索結果として出力する出力ステップとを有する、探索方法。
A first frequency divider for dividing the data clock and outputting a first frequency-divided data clock;
A second frequency divider circuit for dividing a boundary clock having the same frequency as the data clock but having a different phase and outputting a divided boundary clock;
A third frequency divider for dividing the first frequency-divided data clock and outputting a second frequency-divided data clock;
A first latch circuit that synchronizes serial input data synchronized with the data clock with the first frequency-divided data clock and converts the data into first parallel data;
A second latch circuit that synchronizes the first parallel data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel data;
A third latch circuit that synchronizes the serial boundary data synchronized by the boundary clock with the divided boundary clock to convert the data into first parallel boundary data;
A fourth latch circuit that synchronizes the first parallel boundary data with the second frequency-divided data clock and converts the data into second parallel boundary data;
A synchronization circuit for synchronizing the first divided data clock and the divided boundary clock;
A processing unit that processes the second parallel data, the second parallel boundary data, and the second frequency-divided data clock;
A search method for searching for the set value, for a semiconductor device including a memory for storing a set value of an external control signal,
The second frequency divider circuit divides the boundary clock and outputs a plurality of divided boundary clocks having different phases.
The synchronization circuit includes:
One differential signal in the first divided data clock, and a phase detection circuit including a plurality of phase detectors for comparing the phases of the plurality of divided boundary clocks;
A multiplexer for selecting one from the plurality of phase detectors according to the set value,
An increasing step of increasing the first threshold until there is a phase difference between the data clock and the boundary clock, wherein the measured value of the bit error rate of the second parallel data is less than a first threshold. ,
An obtaining step of obtaining two phase differences between the data clock and the boundary clock, wherein the measured value is equal to a predetermined second threshold larger than the first threshold;
Outputting a candidate value having the smallest first threshold value and the largest phase width between the two phase differences as a search result among the plurality of candidate values of the set value.
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