JP7218289B2 - clock enabler circuit - Google Patents
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Description
本技術は、クロックイネーブラ回路に関し、特に、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することができるようにするクロックイネーブラ回路に関する。 TECHNICAL FIELD The present technology relates to a clock enabler circuit, and more particularly to a clock enabler circuit that can prevent the occurrence of whiskers in an output clock.
従来、クロックが必要な回路において、動作タイミング(クロックの入力タイミング)や、ロジック信号とのタイミングを揃えるためのクロックイネーブラ回路が知られている。クロックイネーブラ回路は、その前段のクロック生成回路の動作が安定するまで、後段にクロックを出力しないように動作する。 2. Description of the Related Art Conventionally, a clock enabler circuit is known for aligning operation timing (clock input timing) and logic signal timing in a circuit that requires a clock. The clock enabler circuit operates so as not to output the clock to the subsequent stage until the operation of the preceding clock generation circuit stabilizes.
例えば、特許文献1には、イネーブル信号がハイレベルになってから、クロック生成回路からの入力クロックの数サイクル後に、出力クロックを出力するクロックイネーブラ回路が開示されている。
For example,
しかしながら、特許文献1に開示されるようなクロックイネーブラ回路に対して高速な動作が要求された場合、回路内のフリップフロップによる遅延のため、出力クロックに、ヒゲ(ハザードともいう)と呼ばれるパルス状のノイズが発生するおそれがある。 However, when high-speed operation is required for the clock enabler circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200012, a delay due to flip-flops in the circuit causes the output clock to have a pulse-like pattern called a whisker (also referred to as a hazard). noise may occur.
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することができるようにするものである。 The present technology has been made in view of such a situation, and is intended to prevent occurrence of whiskers in an output clock.
本技術のクロックイネーブラ回路は、入力クロックとイネーブル信号とに基づいて、前記入力クロックを有効にするゲート信号を生成するゲート信号生成部と、前記ゲート信号のレベルに応じて前記入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力するクロック信号出力部とを備え、前記ゲート信号生成部は、前記イネーブル信号を差動化して遅延させる遅延回路と、前記遅延回路により差動化され遅延された前記イネーブル信号をラッチすることで前記ゲート信号を出力するラッチ回路とを有し、前記イネーブル信号のレベル変化のタイミングを、前記クロック信号出力部において前記入力クロックが有効にならないタイミングまで遅延させることで、前記ゲート信号を生成する。 A clock enabler circuit of the present technology includes a gate signal generator that generates a gate signal that enables the input clock based on an input clock and an enable signal, and a gate signal generator that enables the input clock according to the level of the gate signal. a clock signal output unit for outputting an output clock, wherein the gate signal generation unit includes a delay circuit that differentiates and delays the enable signal; a latch circuit that outputs the gate signal by latching the enable signal, and delaying the timing of level change of the enable signal until the timing at which the input clock does not become valid in the clock signal output unit, generating the gate signal;
本技術においては、イネーブル信号を差動化して遅延させる遅延回路と、遅延回路により差動化され遅延されたイネーブル信号をラッチすることでゲート信号を出力するラッチ回路とが設けられ、イネーブル信号のレベル変化のタイミングが、クロック信号出力部において入力クロックが有効にならないタイミングまで遅延されることで、ゲート信号が生成される。 In the present technology, a delay circuit that differentiates and delays an enable signal and a latch circuit that outputs a gate signal by latching the enable signal that has been differentiated and delayed by the delay circuit are provided . A gate signal is generated by delaying the level change timing until the input clock does not become valid at the clock signal output section.
本技術によれば、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することが可能となる。 According to the present technology, it is possible to prevent occurrence of whiskers in the output clock.
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
以下、本開示を実施するための形態(以下、実施の形態とする)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。 Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
1.従来技術の課題と本技術の概要
2.第1の実施の形態
3.第2の実施の形態1. 2. Problems of conventional technology and overview of this technology. First embodiment 3. Second embodiment
<1.従来技術の課題と本技術の概要>
図1は、従来のクロックイネーブラ回路の構成例を示すブロック図である。<1. Problems of conventional technology and overview of this technology>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a conventional clock enabler circuit.
図1のクロックイネーブラ回路10は、ゲート信号生成部11およびクロック信号出力部12から構成される。
The
ゲート信号生成部11は、内部にフリップフロップを備え、図示せぬクロック生成回路からの入力クロックと、イネーブル信号(EN信号)とに基づいて、入力クロックを有効にするゲート信号を生成し、クロック信号出力部12に供給する。
The gate
クロック信号出力部12は、ゲート信号のレベルに応じて入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力する。
The clock
具体的には、図2に示されるように、ゲート信号生成部11は、時刻t1において入力クロックが立ち下がると、L(Low)レベルからH(High)レベルになったEN信号をゲート信号として出力する。入力クロックの立ち下がりからHレベルのEN信号がゲート信号として出力されるまでには、フリップフロップによる遅延が生じる。
Specifically, as shown in FIG. 2, when the input clock falls at time t1, the
この状態、すなわち、ゲート信号がHレベルの状態で、時刻t2において入力クロックが立ち上がると、クロック信号出力部12は、入力クロックを有効にすることで出力クロックを出力する。
In this state, that is, when the gate signal is at H level, when the input clock rises at time t2, the clock
しかしながら、クロックイネーブラ回路10に対して高速な動作が要求された場合、図3に示されるように、入力クロックに対して、フリップフロップによる遅延が大きくなる。この場合、図3に示されるように、入力クロックがHレベルになっている間の時刻t3に、ゲート信号がHレベルになることがある。
However, when a high-speed operation is required for the
このとき、クロック信号出力部12が、入力クロックを有効にすることで、出力クロックに、ヒゲ(ハザードともいう)と呼ばれるパルス状のノイズHdが発生してしまう。特に、入力クロックとEN信号とが非同期の場合、そのフリップフロップが1段であっても、ヒゲが発生するおそれがある。
At this time, the clock
そこで、本技術を適用したクロックイネーブラ回路のクロック信号出力部は、図4に示されるように、EN信号のLレベルからHレベルへのレベル変化のタイミングを、時刻t11から、入力クロックが有効にならないタイミング、例えば、入力クロックがLレベルとなる時刻t12乃至t13の間まで遅延させることで、ゲート信号を生成するようにする。 Therefore, as shown in FIG. 4, the clock signal output unit of the clock enabler circuit to which the present technology is applied sets the timing of the level change of the EN signal from the L level to the H level when the input clock is valid from time t11. The gate signal is generated by delaying the timing until the input clock becomes L level, for example, between times t12 and t13.
<2.第1の実施の形態>
(クロックイネーブラ回路の構成例)
図5は、本技術の第1の実施の形態のクロックイネーブラ回路の構成例を示すブロック図である。<2. First Embodiment>
(Configuration example of clock enabler circuit)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a clock enabler circuit according to the first embodiment of the present technology;
図5のクロックイネーブラ回路30は、ゲート信号生成部31、クロック信号出力部32、および入力クロック遅延部33から構成される。
The
ゲート信号生成部31は、図示せぬクロック生成回路からの入力クロックと、EN信号とに基づいて、入力クロックを有効にするゲート信号を生成し、クロック信号出力部32に供給する。ゲート信号生成部31は、EN信号を遅延させる遅延回路と、遅延回路により遅延されたEN信号をラッチすることでゲート信号を出力するラッチ回路を有する。
The gate
クロック信号出力部32は、ゲート信号生成部31からのゲート信号のレベルに応じて、入力クロック遅延部33からの入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力する。
The clock
入力クロック遅延部33は、図示せぬクロック生成回路からの入力クロックを遅延させて、クロック信号出力部32に供給する。
The input
図6は、図5のクロックイネーブラ回路30の回路構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration example of the
図6の例においては、ゲート信号生成部31の入力クロックの入力端に、NANDゲート34が接続されており、NANDゲート34には、入力クロックと第2のイネーブル信号(EN2信号)が入力される。すなわち、NANDゲート34は、EN2信号がHレベルになることで、入力クロックを反転した反転入力クロックを、ゲート信号生成部31に供給する。
In the example of FIG. 6, a
図6のゲート信号生成部31は、4段のフリップフロップ41乃至44、およびラッチ回路45から構成される。
The
フリップフロップ41乃至44は、直列に接続されることでシフトレジスタを構成する。より具体的には、フリップフロップ41乃至44は、それぞれに入力される反転入力クロックの4パルス分、EN信号を遅延させる遅延回路を構成する。
The flip-
ラッチ回路45は、フリップフロップ41乃至44(遅延回路)により遅延されたEN信号をラッチすることでゲート信号を出力する。
The
なお、図6のゲート信号生成部31においては、4段のフリップフロップが設けられるものとしたが、その段数は4段に限られない。また、ラッチ回路45に代えて、フリップフロップを設けるようにしてもよい。
Although four stages of flip-flops are provided in the
図6のクロック信号出力部32は、p型トランジスタ51,52、n型トランジスタ53,54、およびインバータ55から構成される。p型トランジスタ51,52、n型トランジスタ53,54は、スイッチドインバータを構成する。
The clock
p型トランジスタ51のソースまたはドレインの一方は、電源電位に接続され、ソースまたはドレインの他方は、p型トランジスタ52のソースまたはドレインの一方に接続される。p型トランジスタ52のソースまたはドレインの他方は、出力端子に接続される。
One of the source and drain of p-
n型トランジスタ54のソースまたはドレインの一方は、GNDに接続され、ソースまたはドレインの他方は、n型トランジスタ53のソースまたはドレインの一方に接続される。n型トランジスタ53のソースまたはドレインの他方は、出力端子に接続される。
One of the source and drain of n-
また、p型トランジスタ51のゲートは、インバータ55を介して、ゲート信号生成部31の出力端に接続され、n型トランジスタ54のゲートは、直接、ゲート信号生成部31の出力端に接続される。そして、p型トランジスタ52およびn型トランジスタ53のゲートは、入力クロック遅延部33の出力端に接続される。
The gate of the p-
このような構成により、クロック信号出力部32は、ゲート信号がLレベルの状態では、入力クロック遅延部33からの入力クロックによらず、何も出力しない(出力クロックをHレベルのままとする)。また、クロック信号出力部32は、ゲート信号がHレベルの状態では、入力クロック遅延部33からの入力クロックを反転した信号を出力クロックとして出力する。
With such a configuration, when the gate signal is at L level, the clock
図6の入力クロック遅延部33は、直列に接続された2個のインバータ61,62から構成される。このような構成により、入力クロック遅延部33は、入力クロックの極性を変えることなく、入力クロックを遅延させた遅延入力クロックを出力する。なお、入力クロック遅延部33を構成するインバータの数は、2個に限らず、偶数個であればよい。
The input
(クロックイネーブラ回路の動作)
次に、図7のタイミングチャートを参照して、図6のクロックイネーブラ回路30の動作について説明する。(Operation of clock enabler circuit)
Next, the operation of
EN2信号がHレベルになった状態で、時刻t31において入力クロックが立ち上がると、NANDゲート34は、時刻t31から時間d11だけ遅延した反転入力クロックを出力する。
When the input clock rises at time t31 with the EN2 signal at H level, the
また、時刻t31において入力クロックが立ち上がると、入力クロック遅延部33は、時刻t31から時間d12だけ遅延した遅延入力クロックを出力する。
When the input clock rises at time t31, the input
一方で、EN信号がHレベルになると、フリップフロップ41乃至44は、EN信号を、反転入力クロック4パルス分遅延させる。そして、時刻t32において、反転入力クロックが立ち下がると、ラッチ回路45は、時刻t32から時間d13だけ遅延させた時刻t33において、HレベルになったEN信号をラッチし、ゲート信号として出力する。
On the other hand, when the EN signal becomes H level, the flip-
なお、時刻t33までは、ゲート信号がLレベルの状態であるので、クロック信号出力部32は、入力クロック遅延部33からの遅延入力クロックによらず、何も出力しない(出力クロックはLレベル)。また、時刻t33において、ゲート信号がHレベルになるが、入力クロック遅延部33からの遅延入力クロックがHレベルであるので、出力クロックはLレベルのままとなる。
Since the gate signal is at L level until time t33, the clock
そして、時刻t34において、遅延入力クロックが立ち下がると、クロック信号出力部32は、遅延入力クロックを反転した信号を、出力クロックとして出力し始める。
Then, at time t34, when the delayed input clock falls, the clock
なお、入力クロック遅延部33を設けないで、入力クロックが直接、クロック信号出力部32に供給されるようにした場合、図8に示されるように、時刻t33において、ゲート信号がHレベルになると、入力クロックがLレベルであるので、出力クロックはHレベルとなり、ヒゲ(ノイズHd)が発生してしまう。
When the input clock is directly supplied to the clock
以上の動作によれば、クロックイネーブラ回路30に対して高速な動作が要求された場合や、入力クロックとイネーブル信号とが非同期の場合であっても、遅延入力クロックが有効にならないタイミングでゲート信号がHレベルに変化するので、確実に、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することが可能となる。
According to the above operation, even when a high-speed operation is required for the
(他の回路構成例)
以上においては、入力クロックが、シングルエンド信号としてクロックイネーブラ回路30に入力されるようにしたが、差動信号として入力されるようにしてもよい。(Another circuit configuration example)
Although the input clock is input to the
図9は、入力クロックが差動信号として入力されるようにしたクロックイネーブラ回路30の回路構成例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a circuit configuration example of the
図9の例においては、差動入力クロックINP,INNが、入力クロック遅延部33を介して、クロック信号出力部32に入力される。
In the example of FIG. 9, differential input clocks INP and INN are input to clock
図9の入力クロック遅延部33には、信号INPに対応するインバータ61-1,62-1と、信号INNに対応するインバータ61-2,62-2とが設けられる。また、インバータ61-1,61-2の出力側には、クロスカップルインバータ63,64が接続される。これにより、インバータ61-1,61-2それぞれから出力される信号の変化のタイミングが一致するようになる。
The input
図9のクロック信号出力部32には、信号INPに対応するp型トランジスタ51-1,52-1、n型トランジスタ53-1,54-1、およびインバータ55-1と、信号INNに対応するp型トランジスタ51-2,52-2、n型トランジスタ53-2,54-2、およびインバータ55-2とが設けられる。p型トランジスタ51-1,52-1、n型トランジスタ53-1,54-1と、p型トランジスタ51-2,52-2、n型トランジスタ53-2,54-2とは、それぞれスイッチドインバータを構成する。
The clock
このような構成により、入力クロックが差動信号として入力される場合であっても、確実に、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することが可能となる。 With such a configuration, even when the input clock is input as a differential signal, it is possible to reliably prevent the generation of whiskers in the output clock.
ところで、本実施の形態のクロックイネーブラ回路30においては、ゲート信号がHレベルになるタイミングと、入力クロックを有効にするタイミングとを調整するために、入力クロック遅延部33を設けるようにした。
By the way, in the
しかしながら、入力クロックの伝送路であるクロックパスに入力クロック遅延部33(インバータ)を設けることで、ジッタが生じたり、消費電力が大きくなってしまう。 However, providing the input clock delay unit 33 (inverter) in the clock path, which is the transmission path of the input clock, causes jitter and increases power consumption.
また、クロック信号出力部32内にスイッチドインバータを構成することで、インバータ55(55-1,55-2)を設けるようにしたが、これにより、タイミングマージンが小さくなってしまう。
In addition, the inverter 55 (55-1, 55-2) is provided by constructing a switched inverter in the clock
そこで、以下においては、ジッタの発生や消費電力を抑えつつ、タイミングマージンを確保するようにした構成について説明する。 Therefore, in the following, a configuration is described in which a timing margin is ensured while suppressing the occurrence of jitter and power consumption.
<3.第2の実施の形態>
(クロックイネーブラ回路の構成例)
図10は、本技術の第2の実施の形態のクロックイネーブラ回路の構成例を示すブロック図である。<3. Second Embodiment>
(Configuration example of clock enabler circuit)
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock enabler circuit according to a second embodiment of the present technology;
図10のクロックイネーブラ回路130は、ゲート信号生成部131、およびクロック信号出力部132から構成される。
The
ゲート信号生成部131は、図示せぬクロック生成回路からの入力クロックと、EN信号とに基づいて、入力クロックを有効にするゲート信号を生成し、クロック信号出力部132に供給する。ゲート信号生成部131は、EN信号を差動化して遅延させる遅延回路と、遅延回路により差動化され遅延されたEN信号をラッチすることでゲート信号を出力するラッチ回路を有する。
The gate
クロック信号出力部132は、ゲート信号生成部131からのゲート信号のレベルに応じて、入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力する。
The clock
図11は、クロックイネーブラ回路130の回路構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a circuit configuration example of the
図11の例においては、ゲート信号生成部131の入力クロックの入力端に、NANDゲート133-1,133-2が接続されており、NANDゲート133-1,133-2それぞれには、入力クロックと第2のイネーブル信号(EN2信号)が入力される。すなわち、NANDゲート133-1,133-2は、EN2信号がHレベルになることで、入力クロックを反転した反転入力クロックを、ゲート信号生成部131に供給する。
In the example of FIG. 11, NAND gates 133-1 and 133-2 are connected to the input terminal of the input clock of the
また、図11の例において、ゲート信号生成部131には、EN信号が直接入力される他、EN信号を反転した反転信号がインバータ134を介して入力される。
In addition, in the example of FIG. 11, the EN signal is directly input to the
図11のゲート信号生成部131は、遅延回路140およびラッチ回路150を有する。
The gate
遅延回路140は、4段のフリップフロップ141-1乃至144-1からなる第1のシフトレジスタと、4段のフリップフロップ141-2乃至144-2からなる第2のシフトレジスタとから構成される。
The
フリップフロップ141-1乃至144-1は、NANDゲート133-1からそれぞれに入力される反転入力クロックの4パルス分、EN信号を遅延させる遅延回路を構成する。 The flip-flops 141-1 to 144-1 form a delay circuit that delays the EN signal by four pulses of the inverted input clock input from the NAND gate 133-1.
フリップフロップ141-2乃至144-2は、NANDゲート133-2からそれぞれに入力される反転入力クロックの4パルス分、EN信号の反転信号を遅延させる遅延回路を構成する。 The flip-flops 141-2 to 144-2 form a delay circuit that delays the inverted signal of the EN signal by four pulses of the inverted input clock input from the NAND gate 133-2.
ただし、図11の例においては、第1のシフトレジスタにおける2段目のフリップフロップ142-1の反転出力が、第2のシフトレジスタにおける3段目のフリップフロップ143-2の入力となっている。したがって、フリップフロップ141-2,142-2は、電気的には設ける必要がないが、第1のシフトレジスタと第2のシフトレジスタとの対称性を保つために設けられている。 However, in the example of FIG. 11, the inverted output of the second stage flip-flop 142-1 in the first shift register is the input of the third stage flip-flop 143-2 in the second shift register. . Therefore, the flip-flops 141-2 and 142-2 do not need to be provided electrically, but are provided to maintain symmetry between the first shift register and the second shift register.
なお、図11の例では、第1のシフトレジスタの2段目のフリップフロップ142-1の反転出力が第2のシフトレジスタの3段目のフリップフロップ143-2に入力されるものとしたが、第1のシフトレジスタにおける2段目以外のn段目のフリップフロップの反転出力が第2のシフトレジスタの(n+1)段目のフリップフロップに入力されるようにしてもよい。 In the example of FIG. 11, the inverted output of the second-stage flip-flop 142-1 of the first shift register is input to the third-stage flip-flop 143-2 of the second shift register. , the inverted output of the n-th stage flip-flop other than the second stage in the first shift register may be input to the (n+1)th-stage flip-flop in the second shift register.
このように、EN信号を差動化することで、ゲート信号がHレベルに変化するタイミングを調整するようことができるようになる。しかしながら、単に、EN信号を差動化しただけでは、差動化されたEN信号のミスマッチにより、クロックイネーブラ回路130が誤動作するおそれがある。そこで、第1のシフトレジスタにおけるn段目のフリップフロップの反転出力が第2のシフトレジスタの(n+1)段目のフリップフロップに入力されるようにすることで、差動化されたEN信号のミスマッチの影響を低減することができる。
By differentializing the EN signal in this way, it is possible to adjust the timing at which the gate signal changes to H level. However, simply differentializing the EN signal may cause the
ラッチ回路150は、トランスファゲート151-1,151-2、NORゲート152、およびNANDゲート153から構成される。
トランスファゲート151-1は、NANDゲート133-1からの反転入力クロックに応じて導通状態となることで、第1のシフトレジスタ(フリップフロップ141-1乃至144-1)により遅延されたEN信号を、ゲート信号としてクロック信号出力部132に出力する。
The transfer gate 151-1 becomes conductive in response to the inverted input clock from the NAND gate 133-1, thereby transferring the EN signal delayed by the first shift register (flip-flops 141-1 to 144-1). , is output to the clock
トランスファゲート151-2は、NANDゲート133-2からの反転入力クロックに応じて導通状態となることで、第2のシフトレジスタ(フリップフロップ141-2乃至144-2)により遅延されたEN信号の反転信号を出力する。 The transfer gate 151-2 becomes conductive in response to the inverted input clock from the NAND gate 133-2, thereby transferring the EN signal delayed by the second shift register (flip-flops 141-2 to 144-2). Outputs an inverted signal.
NORゲート152およびNANDゲート153は、トランスファゲート151-1,151-2それぞれから出力された信号をラッチするラッチ部として構成される。
NOR
NORゲート152は、トランスファゲート151-1の出力と、クロックイネーブラ回路130全体を有効化する第3のイネーブル信号(EN3信号)とを入力として、トランスファゲート151-2の出力側に出力する。
The NOR
NANDゲート153は、トランスファゲート151-2の出力と、EN3信号の反転信号であるEN3B信号とを入力として、トランスファゲート151-1の出力側に出力する。
The
例えば、EN3信号がLレベルの状態で、トランスファゲート151-1の出力(すなわちゲート信号)がLレベルの場合、NORゲート152により、トランスファゲート151-2の出力はHレベルに確定される。このとき、EN3B信号はHレベルの状態であるので、NANDゲート153により、トランスファゲート151-1の出力はLレベルに確定される。
For example, when the EN3 signal is at L level and the output of transfer gate 151-1 (that is, the gate signal) is at L level, NOR
また、EN3信号がLレベルの状態で、トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)がHレベルとなることで、NORゲート152により、トランスファゲート151-2の出力がLレベルに確定される。このとき、EN3B信号はHレベルの状態であるので、NANDゲート153により、トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)がHレベルに確定される。
When the EN3 signal is at L level, the output (gate signal) of the transfer gate 151-1 becomes H level, so that the NOR
なお、EN3信号がHレベルの場合、トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)によらず、NORゲート152により、トランスファゲート151-2の出力がLレベルに確定される。このとき、EN3B信号はLレベルの状態であるので、NANDゲート153により、トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)がHレベルに確定される。
When the EN3 signal is at H level, the output of the transfer gate 151-2 is fixed at L level by the NOR
このように、トランスファゲート151-1,151-2のみでは論理が確定されないため、ラッチ部を構成するNORゲート152およびNANDゲート153により、論理が確定されるようになる。
As described above, the logic is not determined only by the transfer gates 151-1 and 151-2, so the logic is determined by the NOR
図11のクロック信号出力部132は、NANDゲート161から構成される。入力クロックと、トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)とを入力として、出力クロックを出力する。
The clock
トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)がLレベルの場合、入力クロックのレベルによらず、NANDゲート161により、出力クロックはHレベルとなる。トランスファゲート151-1の出力(ゲート信号)がHレベルの場合、入力クロックのレベルの変化に応じて、NANDゲート161により、入力クロックを反転した信号が出力クロックとして出力される。
When the output (gate signal) of transfer gate 151-1 is at L level,
(クロックイネーブラ回路の動作)
次に、図12のタイミングチャートを参照して、図11のクロックイネーブラ回路130の動作について説明する。(Operation of clock enabler circuit)
Next, the operation of
図12の例では、EN3信号は常時Lレベルをとるものとする。 In the example of FIG. 12, it is assumed that the EN3 signal is always at L level.
EN2信号がHレベルになった状態で、時刻t51において入力クロックが立ち上がると、NANDゲート133-1,133-2は、時刻t51から時間d21だけ遅延した反転入力クロックを出力する。 When the input clock rises at time t51 with the EN2 signal at H level, NAND gates 133-1 and 133-2 output inverted input clocks delayed by time d21 from time t51.
一方で、EN信号がHレベルになると、フリップフロップ141-1乃至144-1は、EN信号を、反転入力クロック4パルス分遅延させる。そして、時刻t52において、反転入力クロックが立ち上がると、トランスファゲート151-1は、導通状態となり、時刻t52から時間d22だけ遅延させて、HレベルになったEN信号を出力する。ラッチ回路150は、そのEN信号をラッチし、ゲート信号として出力する。
On the other hand, when the EN signal becomes H level, the flip-flops 141-1 to 144-1 delay the EN signal by 4 pulses of the inverted input clock. Then, at time t52, when the inverted input clock rises, the transfer gate 151-1 becomes conductive and outputs the H-level EN signal with a delay of time d22 from time t52.
なお、ここまでは、ゲート信号がLレベルの状態であるので、クロック信号出力部132は、入力クロックにかかわらず、出力クロックをHレベルとする。また、時刻t52から時間d22経過後、ゲート信号がHレベルになったときも、入力クロックがLレベルであるので、出力クロックはHレベルのままとなる。
Since the gate signal has been at the L level up to this point, the clock
そして、時刻t53において、入力クロックが立ち上がると、クロック信号出力部132は、入力クロックを反転した信号を、出力クロックとして出力し始める。
Then, at time t53, when the input clock rises, the clock
以上の動作によれば、クロックイネーブラ回路130に対して高速な動作が要求された場合や、入力クロックとイネーブル信号とが非同期の場合であっても、入力クロックが有効にならないタイミングでゲート信号がHレベルに変化するので、確実に、出力クロックにおけるヒゲの発生を防止することが可能となる。
According to the above operation, even when a high-speed operation is required for the
また、入力クロックの伝送路であるクロックパスに入力クロック遅延部(インバータ)を設ける必要がなく、クロック信号出力部132内にインバータを設ける必要もないので、ジッタの発生や消費電力を抑えつつ、タイミングマージンを確保することが可能となる。
In addition, since it is not necessary to provide an input clock delay section (inverter) in the clock path, which is the transmission path of the input clock, and it is not necessary to provide an inverter in the clock
なお、クロックイネーブラ回路130においては、EN信号を差動化したことで、消費電流が増大するかのようにみえる。しかしながら、出力クロックの出力開始後は、EN2信号をLレベルにすることで、ゲート信号のレベルを保持したまま、ゲート信号生成部131(特に遅延回路140)の動作を停止することができる。そのため、全体として消費電流が増大することはない。
Note that in the
また、図12の例では、EN3信号は常時Lレベルをとるものとしたが、図13に示されるように、EN3信号が常時Hレベルをとるようにした場合、EN信号やEN2信号によらず、トランスファゲート151-1の出力がHレベルに確定されることで、常時、入力クロックを反転した信号が出力クロックとして出力されるようになる。 Also, in the example of FIG. 12, the EN3 signal is assumed to always be at L level, but as shown in FIG. , the output of the transfer gate 151-1 is fixed at H level, so that the signal obtained by inverting the input clock is always output as the output clock.
(他の回路構成例)
図14は、クロックイネーブラ回路130の他の回路構成例を示す図である。(Another circuit configuration example)
FIG. 14 is a diagram showing another circuit configuration example of the
図14のクロックイネーブラ回路130は、クロック信号出力部132に、NANDゲート161に代えて、p型トランジスタ171,172、n型トランジスタ173,174が設けられている点で、図11のクロックイネーブラ回路130と異なる。p型トランジスタ171,172、n型トランジスタ173,174は、スイッチドインバータを構成する。
The
このような構成においても、クロック信号出力部132は、ゲート信号がLレベルの状態では、入力クロックにかかわらず、何も出力せず、ゲート信号がHレベルの状態では、入力クロックを反転した信号を出力クロックとして出力する。
Even in such a configuration, the clock
図15は、クロックイネーブラ回路130のさらに他の回路構成例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing still another circuit configuration example of the
図15のクロックイネーブラ回路130は、ラッチ回路150に、NORゲート152およびNANDゲート153に代えて、インバータ181,182が設けられている点で、図14のクロックイネーブラ回路130と異なる。インバータ181,182もまた、トランスファゲート151-1,151-2それぞれから出力された信号をラッチするラッチ部として構成される。
このような構成においても、トランスファゲート151-1,151-2のみでは論理が確定されないため、ラッチ部を構成するインバータ181,182により、論理が確定されるようになる。
Even in such a configuration, the logic is not determined only by the transfer gates 151-1 and 151-2, so the logic is determined by the
なお、以上においては、入力クロックが、シングルエンド信号としてクロックイネーブラ回路130に入力されるようにしたが、差動信号として入力されるようにしてもよい。
Although the input clock is input to the
図16は、入力クロックが差動信号として入力されるようにしたクロックイネーブラ回路の回路構成例を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing a circuit configuration example of a clock enabler circuit in which an input clock is input as a differential signal.
図16の例においては、差動入力クロックINP,INNが、クロック信号出力部132に入力される。
In the example of FIG. 16, differential input clocks INP and INN are input to clock
図16のクロック信号出力部132には、信号INPに対応するp型トランジスタ171-1,172-1、n型トランジスタ173-1,174-1と、信号INNに対応するp型トランジスタ171-2,172-2、n型トランジスタ173-2,174-2とが設けられる。p型トランジスタ171-1,172-1、n型トランジスタ173-1,174-1と、信号INNに対応するp型トランジスタ171-2,172-2、n型トランジスタ173-2,174-2とは、それぞれスイッチドインバータを構成する。
The clock
このような構成により、同じく入力クロックが差動信号として入力される図9の構成と比較しても、入力クロックの伝送路であるクロックパスにクロスカップルインバータを含む入力クロック遅延部を設ける必要がなく、クロック信号出力部132内にインバータを設ける必要もないので、ジッタや消費電力を抑えつつ、タイミングマージンを確保することが可能となる。
With such a configuration, compared to the configuration of FIG. 9 in which the input clock is also input as a differential signal, it is not necessary to provide an input clock delay section including a cross-couple inverter in the clock path which is the transmission path of the input clock. Since there is no need to provide an inverter in the clock
また、図16の例においては、ラッチ回路150に、インバータ181,182に代えて、NORゲート152およびNANDゲート153が設けられるようにしてもよい。さらに、クロック信号出力部132に、p型トランジスタ171-1,172-1、n型トランジスタ173-1,174-1、および、p型トランジスタ171-2,172-2、n型トランジスタ173-2,174-2に代えて、信号INP,INNそれぞれに対応するNANDゲートが設けられるようにしてもよい。
In the example of FIG. 16,
なお、本実施の形態において、出力段となるクロック信号出力部132の負荷(クロックパスの負荷)が大きい場合には、トランスファゲート151-1,151-2の前段および後段にインバータを接続することで、クロック信号出力部132を構成するトランジスタのサイズを大きくすることができる。
In this embodiment, when the load of the clock
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Embodiments of the present technology are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present technology.
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
(1)
入力クロックとイネーブル信号とに基づいて、前記入力クロックを有効にするゲート信号を生成するゲート信号生成部と、
前記ゲート信号のレベルに応じて前記入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力するクロック信号出力部と
を備え、
前記ゲート信号生成部は、前記イネーブル信号のレベル変化のタイミングを、前記クロック信号出力部において前記入力クロックが有効にならないタイミングまで遅延させることで、前記ゲート信号を生成する
クロックイネーブラ回路。
(2)
前記ゲート信号生成部は、
前記イネーブル信号を差動化して遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路により差動化され遅延された前記イネーブル信号をラッチすることで前記ゲート信号を出力するラッチ回路と
を有する
(1)に記載のクロックイネーブラ回路。
(3)
前記ラッチ回路は、
前記入力クロックを反転した反転入力クロックに応じて導通状態となることで、差動化された前記イネーブル信号を出力する第1および第2のトランスファゲートと、
前記第1および第2のトランスファゲートから出力された前記イネーブル信号それぞれをラッチするラッチ部と
を有し、
ラッチされた前記第1のトランスファゲートからの前記イネーブル信号を、前記ゲート信号として出力する
(2)に記載のクロックイネーブラ回路。
(4)
前記ラッチ部は、前記第1のトランスファゲートの出力を入力として前記第2のトランスファゲートの出力側に出力するNORゲート、および、前記第2のトランスファゲートの出力を入力として前記第1のトランスファゲートの出力側に出力するNANDゲートから構成される
(3)に記載のクロックイネーブラ回路。
(5)
前記ラッチ部は、前記第1のトランスファゲートの出力を入力として前記第2のトランスファゲートの出力側に出力する第1のインバータ、および、前記第2のトランスファゲートの出力を入力として前記第1のトランスファゲートの出力側に出力する第2のインバータから構成される
(3)に記載のクロックイネーブラ回路。
(6)
前記遅延回路は、それぞれn段のフリップフロップからなる第1および第2のシフトレジスタから構成され、
前記第1のシフトレジスタにおけるn段目のフリップフロップの反転出力が、前記第2のシフトレジスタにおける(n+1)段目のフリップフロップの入力となる
(3)乃至(5)のいずれかに記載のクロックイネーブラ回路。
(7)
前記ゲート信号生成部は、
前記イネーブル信号を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路により遅延された前記イネーブル信号をラッチすることで前記ゲート信号を出力するラッチ回路と
を有し、
前記クロック信号出力部に入力される前記入力クロックを遅延させる入力クロック遅延部をさらに備える
(1)に記載のクロックイネーブラ回路。
(8)
前記入力クロック遅延部は、偶数個のインバータが直列に接続されることで構成される
(7)に記載のクロックイネーブラ回路。
(9)
前記クロック信号出力部は、
前記ゲート信号を反転して出力するインバータと、
前記ゲート信号と、前記インバータから出力される反転ゲート信号とに基づいて、前記出力クロックを出力するスイッチドインバータと
を有する
(7)または(8)に記載のクロックイネーブラ回路。
(10)
前記遅延回路は、複数段のフリップフロップからなるシフトレジスタから構成される
(7)乃至(9)のいずれかに記載のクロックイネーブラ回路。
(11)
前記入力クロックは、シングルエンド信号である
(1)乃至(10)のいずれかに記載のクロックイネーブラ回路。
(12)
前記入力クロックは、差動信号である
(1)乃至(10)のいずれかに記載のクロックイネーブラ回路。Furthermore, the present technology can be configured as follows.
(1)
a gate signal generator that generates a gate signal that enables the input clock based on the input clock and an enable signal;
a clock signal output unit that outputs an output clock by enabling the input clock according to the level of the gate signal;
A clock enabler circuit, wherein the gate signal generation unit generates the gate signal by delaying timing of level change of the enable signal to timing at which the input clock does not become valid in the clock signal output unit.
(2)
The gate signal generator is
a delay circuit that differentiates and delays the enable signal;
(1) The clock enabler circuit according to (1), further comprising: a latch circuit that outputs the gate signal by latching the enable signal that has been differentiated and delayed by the delay circuit.
(3)
The latch circuit is
first and second transfer gates that are rendered conductive in response to an inverted input clock obtained by inverting the input clock, thereby outputting the differential enable signal;
a latch unit that latches each of the enable signals output from the first and second transfer gates;
(2), wherein the latched enable signal from the first transfer gate is output as the gate signal.
(4)
The latch section includes a NOR gate that receives the output of the first transfer gate and outputs the output to the output side of the second transfer gate, and a NOR gate that receives the output of the second transfer gate and operates the first transfer gate. The clock enabler circuit according to (3), which is composed of a NAND gate that outputs to the output side of .
(5)
The latch section includes: a first inverter that receives the output of the first transfer gate and outputs the output to the output side of the second transfer gate; The clock enabler circuit according to (3), comprising a second inverter outputting to the output side of the transfer gate.
(6)
the delay circuit is composed of first and second shift registers each composed of n stages of flip-flops,
(3) to (5) according to any one of (3) to (5), wherein the inverted output of the n-th flip-flop in the first shift register is the input of the (n+1)-th flip-flop in the second shift register. Clock enabler circuit.
(7)
The gate signal generator is
a delay circuit for delaying the enable signal;
a latch circuit that outputs the gate signal by latching the enable signal delayed by the delay circuit;
The clock enabler circuit according to (1), further comprising an input clock delay section that delays the input clock input to the clock signal output section.
(8)
The clock enabler circuit according to (7), wherein the input clock delay section is configured by connecting an even number of inverters in series.
(9)
The clock signal output unit
an inverter that inverts and outputs the gate signal;
The clock enabler circuit according to (7) or (8), further comprising: a switched inverter that outputs the output clock based on the gate signal and an inverted gate signal output from the inverter.
(10)
The clock enabler circuit according to any one of (7) to (9), wherein the delay circuit is composed of a shift register composed of a plurality of stages of flip-flops.
(11)
The clock enabler circuit according to any one of (1) to (10), wherein the input clock is a single-ended signal.
(12)
The clock enabler circuit according to any one of (1) to (10), wherein the input clock is a differential signal.
30 クロックイネーブラ回路, 31 ゲート信号生成部, 32 クロック信号出力部, 33 入力クロック遅延部, 41乃至44 フリップフロップ, 45 ラッチ回路, 51,52 p型トランジスタ, 53,54 n型トランジスタ, 55 インバータ, 61,62 インバータ, 130 クロックイネーブラ回路, 131 ゲート信号生成部, 132 クロック信号出力部, 140 遅延回路, 141-1乃至144-1,141-2乃至144-2 フリップフロップ, 150 ラッチ回路, 151-1,151-2 トランスファゲート, 152 NORゲート, 153 NANDゲート, 161 NANDゲート, 171,172 p型トランジスタ, 173,174 n型トランジスタ, 181,182 インバータ 30 clock enabler circuit, 31 gate signal generator, 32 clock signal output unit, 33 input clock delay unit, 41 to 44 flip-flops, 45 latch circuit, 51, 52 p-type transistors, 53, 54 n-type transistors, 55 inverter, 61, 62 inverter, 130 clock enabler circuit, 131 gate signal generator, 132 clock signal output unit, 140 delay circuit, 141-1 to 144-1, 141-2 to 144-2 flip-flop, 150 latch circuit, 151- 1, 151-2 transfer gate, 152 NOR gate, 153 NAND gate, 161 NAND gate, 171, 172 p-type transistor, 173, 174 n-type transistor, 181, 182 inverter
Claims (10)
前記ゲート信号のレベルに応じて前記入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力するクロック信号出力部と
を備え、
前記ゲート信号生成部は、
前記イネーブル信号を差動化して遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路により差動化され遅延された前記イネーブル信号をラッチすることで前記ゲート信号を出力するラッチ回路と
を有し、
前記イネーブル信号のレベル変化のタイミングを、前記クロック信号出力部において前記入力クロックが有効にならないタイミングまで遅延させることで、前記ゲート信号を生成する
クロックイネーブラ回路。 a gate signal generator that generates a gate signal that enables the input clock based on the input clock and an enable signal;
a clock signal output unit that outputs an output clock by enabling the input clock according to the level of the gate signal;
The gate signal generator is
a delay circuit that differentiates and delays the enable signal;
a latch circuit that outputs the gate signal by latching the enable signal that has been differentiated and delayed by the delay circuit;
A clock enabler circuit that generates the gate signal by delaying timing of level change of the enable signal to timing at which the input clock does not become valid in the clock signal output unit.
前記入力クロックを反転した反転入力クロックに応じて導通状態となることで、差動化された前記イネーブル信号を出力する第1および第2のトランスファゲートと、
前記第1および第2のトランスファゲートから出力された前記イネーブル信号それぞれをラッチするラッチ部と
を有し、
ラッチされた前記第1のトランスファゲートからの前記イネーブル信号を、前記ゲート信号として出力する
請求項1に記載のクロックイネーブラ回路。 The latch circuit is
first and second transfer gates that are rendered conductive in response to an inverted input clock obtained by inverting the input clock, thereby outputting the differential enable signal;
a latch unit that latches each of the enable signals output from the first and second transfer gates;
2. The clock enabler circuit according to claim 1, wherein the latched enable signal from the first transfer gate is output as the gate signal.
請求項2に記載のクロックイネーブラ回路。 The latch section includes a NOR gate that receives the output of the first transfer gate and outputs the output to the output side of the second transfer gate, and a NOR gate that receives the output of the second transfer gate and operates the first transfer gate. 3. The clock enabler circuit according to claim 2, comprising a NAND gate outputting to the output side of .
請求項2に記載のクロックイネーブラ回路。 The latch section includes: a first inverter that receives the output of the first transfer gate and outputs the output to the output side of the second transfer gate; 3. The clock enabler circuit according to claim 2, comprising a second inverter outputting to the output side of the transfer gate.
前記第1のシフトレジスタにおけるn段目のフリップフロップの反転出力が、前記第2のシフトレジスタにおける(n+1)段目のフリップフロップの入力となる
請求項2に記載のクロックイネーブラ回路。 the delay circuit is composed of first and second shift registers each composed of n stages of flip-flops,
3. The clock enabler circuit according to claim 2, wherein the inverted output of the n-th stage flip-flop in said first shift register is the input of the (n+1)-th stage flip-flop in said second shift register.
前記ゲート信号のレベルに応じて前記入力クロックを有効にすることで、出力クロックを出力するクロック信号出力部と、
前記クロック信号出力部に入力される前記入力クロックを遅延させる入力クロック遅延部と
を備え、
前記ゲート信号生成部は、
前記イネーブル信号を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路により遅延された前記イネーブル信号をラッチすることで前記ゲート信号を出力するラッチ回路と
を有し、
前記イネーブル信号のレベル変化のタイミングを、前記クロック信号出力部において前記入力クロックが有効にならないタイミングまで遅延させることで、前記ゲート信号を生成する
クロックイネーブラ回路。 a gate signal generator that generates a gate signal that enables the input clock based on the input clock and an enable signal;
a clock signal output unit that outputs an output clock by enabling the input clock according to the level of the gate signal;
an input clock delay unit that delays the input clock input to the clock signal output unit;
The gate signal generator is
a delay circuit for delaying the enable signal;
a latch circuit that outputs the gate signal by latching the enable signal delayed by the delay circuit;
A clock enabler circuit that generates the gate signal by delaying timing of level change of the enable signal to timing at which the input clock does not become valid in the clock signal output unit.
請求項6に記載のクロックイネーブラ回路。 7. The clock enabler circuit according to claim 6, wherein the input clock delay section is configured by connecting an even number of inverters in series.
前記ゲート信号を反転して出力するインバータと、
前記ゲート信号と、前記インバータから出力される反転ゲート信号とに基づいて、前記出力クロックを出力するスイッチドインバータと
を有する
請求項6に記載のクロックイネーブラ回路。 The clock signal output unit
an inverter that inverts and outputs the gate signal;
7. The clock enabler circuit according to claim 6, further comprising a switched inverter for outputting said output clock based on said gate signal and an inverted gate signal output from said inverter.
請求項6に記載のクロックイネーブラ回路。 7. The clock enabler circuit according to claim 6, wherein said delay circuit comprises a shift register comprising a plurality of stages of flip-flops.
請求項1に記載のクロックイネーブラ回路。 2. A clock enabler circuit as claimed in claim 1, wherein the input clock is a single-ended signal.
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