JPH02246417A - クロックドライバ - Google Patents

クロックドライバ

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Publication number
JPH02246417A
JPH02246417A JP2035059A JP3505990A JPH02246417A JP H02246417 A JPH02246417 A JP H02246417A JP 2035059 A JP2035059 A JP 2035059A JP 3505990 A JP3505990 A JP 3505990A JP H02246417 A JPH02246417 A JP H02246417A
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JP
Japan
Prior art keywords
clock signal
clock
gate
signal
pulse width
Prior art date
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Pending
Application number
JP2035059A
Other languages
English (en)
Inventor
Ann K Woo
アン・ケィ・ウー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Micro Devices Inc
Original Assignee
Advanced Micro Devices Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Micro Devices Inc filed Critical Advanced Micro Devices Inc
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/15Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/151Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs
    • H03K5/1515Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with two complementary outputs non-overlapping

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、クロックドライバに関するものであり、か
つさらに詳述すれば、比較的低い電力を必要とし、かつ
、比較的高い周波数で動作することのできるクロックド
ライバに関するものである。
バイポーラ技術においては、比較的高い電力がしばしば
必要とされ、かつ、幸いにも、電子構成要素および電子
回路を駆動するために利用可能である。相当な電力は高
周波スイッチングを論理システムにおいて可能にする。
しかしながら、電力が電子半導体構成要素に継続的に供
給されるバイポーラ技術と違い、MOS技術、またはC
MOS技術においては、電力は装置が能動的なときのみ
与えられる。それゆえ、CMOS構成要素を作動するた
めにはずっと低い電力が必要とされる、なぜなら、それ
らは使用されていないときは電力を消費しないからであ
る。
不幸にも、CMOS技術におけるより低電力要求も、通
常、より低い動作周波数またはスイッチング周波数を反
映する。このように、バイポーラ技術およびCMOS技
術にとっての電力と不イツチング速度との間の関係は以
下のように述べられることができる、すなわち、高電力
装置(たとえばバイポーラ)は一般により高速で動作し
、低電力装置(たとえばCMOS)は一般により低速で
動作する。
もちろん、システムが開発され電力を増幅するようにな
ったが、それらは、故障しがちで、かつ時間遅延の一因
となる高価なマルチコンポーネントシステムである傾向
にある。一般に、構成要素の数が多くなればなるほど、
そのような悪い副作用の可能性が高まる。
その両方の位相(クロックおよび反転クロックまたはク
ロックバー信号として知られている)が、別個で、かつ
重畳していないときに2相りロック信号は最も便利であ
る。しかしながら、より高周波動作では、従来の低電力
CMOS回路は、位相の不均等なパルス幅に起因して最
適に機能することができない。CMOS回路クロックド
ライバにおける100Hzを越える周波数での前述の問
題への解決は従来設計者の目を免れてきた。
低電力を必要とするが、それでもなお100MHzのよ
うなより高速で動作することができる構成要素を使用す
るシステムを提供することは有利であろう。
少ない数の構成要素を含む、クロック信号を駆動するた
めのシステムを提供することもまた有利であろう。
高周波数においてでさえ、クロックとクロックバー信号
との間に重畳がないことを保証するための簡単なシステ
ムを提供することもまた有利であろう。
高動作周波数において、クロック位相のより均等なパル
ス幅を保証するためのシステムを提供することもまた有
利なこととなるだろう。
発明の概要 この発明に従って、2つの位相を発生させるためのクロ
ックドライバが提供され、その位相の各々は互いに最小
限度に異なるパルス幅を有する。
ドライバは予め定められたパルス幅を持つ入力クロック
信号、および入力クロック信号を受けるための、かつ第
1の出力クロック信号を発生させるための装置を有する
。第1の出力クロック信号は受信装置によってバッファ
され、かつ入力クロック信号に関し遅延される。しかし
、第1の出力クロック信号は入力クロック信号と同じ予
め定められたパルス幅を有する。入力クロック信号およ
び第1の出力クロック信号を受信するための、かつ第1
の出力クロック信号に関して逆招第2の出力クロック信
号を発生させるための装置もまた提供される。第2の出
力クロック信号は入力クロック信号の予め定められたパ
ルス幅とは異なるパルス幅を有する。
好ましい実施例の説明 次に第1図を参照すると、先行技術のクロックドライバ
の概略図が示される。MOSまたはCMOS技術におい
ては、2相クロツクは一般にDRAMとして知られるダ
イナミックシフトレジスタを駆動するために使用される
。2相クロツクの一般的な実現化例は、参照番号10と
して一般に示されるRSフリップフロップ装置である。
インバータ12は発生されたクロック信号を受信し、反
転させるようにされる。インバータ12は別のインバー
タ14およびNORゲート16の1つの入力ボートに接
続される。別のNORゲート18がインバータ14に接
続される。
NORゲート16および18の出力はそれぞれ端子20
および端子22に与えられる。NORゲート16の出力
もまた、ライン24によってNORゲート18の入力ボ
ートの1つに与えられ、−方でNORゲート18の出力
もまた、ライン26によってNORゲート16の入力ボ
ートの1つに与えられる。
回路10に印加されたクロック信号と端子20での信号
出力とを区別するために、出力クロック信号はCKと示
される。反転クロック信号(一般にCLOCK  BA
Rとして知られている)はCKBと示され、かつ端子2
2に印加される。動作において、クロック信号がローに
なるとき、信号はインバータ12およびNORゲート1
6を介して切換わり、端子20においてローのCK倍信
号発生させる。ローのCK倍信号ライン24を介してN
ORゲート18の1つの入力ボートに印加され、端子2
2においてわずかに遅延されたハイのCKB信号を発生
させる。
クロック信号がハイになるとき、信号はインバータ12
および14ならびにNORゲート18を介して切換わり
、端子22においてローのCKB信号を発生させる。ロ
ーのCKB信号はライン26を介してNORゲート16
に印加され、端子20においてわずかに遅延されたハイ
のCK倍信号発生させる。
ゲートはオフになる遅延時間と同じオンになる遅延時間
を有するように容易に設計されることができる。もし1
nがオンまたはオフのためのゲートnの伝搬遅延時間で
あるとして、第2図を参照すると、CKおよびCKHの
タイミング図が示される。それらのパルス幅は以下のよ
うに計算される。
Pw2− PWI−(t+2+tt6+t1g)”(t
12+t+4+t+s)−PWI−(t16−1s4) PN2 = PVI−(ts□”t+4”tls”t、
6)”(tt2+t+6)−PWI−(tt4”tlg
) 2つの出力20または22のうちの一方が、他方の出力
22または20がハイになる前に常に最初にローになる
という事実は、参照番号381.ニー般に示されるよう
に、ハイの状態では、両方の位相の重畳がないことを保
証する。これはデータがフィードスルーされることを許
容しない。
50MHz以下のクロック周波数において、2相クロツ
ク出力20および22は理想的な50%のデユーティサ
イクルに近い。しかしながら、クロック周波数が増加し
、かつ100MHzに近づくにつれ、ハイのCKB信号
のパルス幅PW2はCKfi号のハイの状態のパルス幅
PW3に比べ相当に広くなる。これは、2つの異なる遅
延経路、ライン26およびゲート16に対するライン2
4およびゲート18、に起因するものである。それゆえ
、最大クロックトグル周波数を制限するのは、より狭い
ハイのCK信号パルス幅PW3である。
一般に、もしシフトレジスタが、仮に、4ナノ秒の最小
パルス幅で正確に動作するとすれば、クロック位相の両
方がそのような正確な動作を保証するために4nsより
大きいはずである。前述の先行技術の囲路10(第1図
)の場合は、10n6サイクル(100MHz)のため
の適当な交差時間期間は2nsであろう。もし、位相が
等しくなければ、ハイの状態でのパルス幅の一方は4n
Sより小さく(たとえば3n s)でもよく、一方ハイ
の状態での他方のパルス幅は4nsより大きく(たとえ
ばこの例においては5ns)でもよい。
このように、パルス幅および遅延または交差時間期間の
両方の合計は10ナノ秒であるにもかかわらず、対称性
を欠くために動作における問題が起こる。従来、この問
題への解決はパルス幅を任意に増加させ、不幸にも動作
周波数を減少させることであった。例として、サイクル
が12nSのとき、最大動作周波数は1/12 (83
MHz)である。必要とされるパルス幅が大きければ大
きいほど動作周波数は低くなる。
次に、第3図も参照すると、この発明に従った2相りロ
ック回路40が示される。回路40は両位相のデユーテ
ィサイクルをより均一にするように意図される。第1の
インバータ42はクロック信号を受信し、かつ反転させ
るようにされる。インバータ42は第2のインバータ4
4に接続される。クロック信号もまた、NORゲート4
6の1つの入力ボートに印加される。インバータ44お
よびNORゲート46の出力はそれぞれ端子48および
端子50に印加される。インバータ44の出力もまたラ
イン52によってNORゲート46の残る入力ボートに
印加される。
動作において、クロック信号がハイになるとき、CKB
信号は(CK倍信号ハイになる前に)最初にローになる
、なぜならば、NORゲート46は結合された2つのイ
ンバータ42および44よりも速く切換わるからである
。クロック信号がローになるとき、CKB信号はCK倍
信号ローになるまでは、ハイにならない、なぜなら、イ
ンバータ42およびインバータ44の両方が能動的にな
るまでは、ライン52を介したNORゲート46への入
力は発生されないからである。このように、先行技術の
回路(第1図)と比べて、回路40はより少ない遅延お
よびより均一なパルス幅位相で動作する。
次に、第4図も参照すると、回路40の動作のタイミン
グ図が示され、その中には、NORゲート46およびイ
ンバータ42、かつインバータ44の各々の遅延寄与が
示される。以下に示される方程式はタイミング図を記述
する。
PN5− PWI−(t42+t44+t46)−ta
b−PWI−(tnz+144) PN2 = PWI−(t4z”t44)”(t4□+
t44) −PV1回路シミュレーションから、クロッ
ク信号が50%のデユーティサイクルで100MHzの
周波数で動作するとき、先行技術の回路10(第1図)
はCKB信号には4.9nsのパルス幅を、かつCK倍
信号は3.5nsのパルス幅を発生させ、その差は多く
のMOSコンポーネント回路応用には不適当である。同
じクロック信号入力には、この発明の回路40(第3図
)はCK倍信号は5゜Onsのパルス幅を、かつCKB
信号には4.1nsのパルス幅を発生させる。それゆえ
、最大クロック周波数は先行技術の回路10のそれより
(4,1−3,5)/3.5−17%9分だけ改良され
る。
特定の動作要求および環境に適合するように変えられた
他の変形例や変更は当業者には明らかとなるであろうか
ら、この発明は、開示の目的で選ばれた例に制限される
とは考えられず、かつこの発明の真の精神および範囲か
らの逸脱を構成することのないすべての変更および変形
例を包含する。
この発明の完全な理解は添付の図面がそれについての詳
細な説明と関連して取上げられたときに、それを参照す
ることによって得られるであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は、先行技術において、MOSまたは0MOS装
置とともに用いられる典型的なりロックトライバの概略
図である。 第2図は、第1図中に示された従来の回路の動作を示す
タイミング図である。 第3図は、この発明に従ったクロックドライバの概略図
である。 第4図は、この発明のクロックドライバの動作を示すタ
イミング図である。 図において、10はRSフリップフロップ装置、12は
インバータ、14はインバータ、16はNORゲート、
18はNORゲート、20は端子、22は端子、24は
ライン、26はライン、40は2相りロック回路、42
はインバータ、44はインバータ、46はNORゲート
、48は端子、50は端子、52はラインである。 特許出願人 アドバンスト・マイクロ・ディバ#1国

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2つの位相を発生させるためのクロックドライバ
    であって、前記位相の各々が互いに最少限に異なるパル
    ス幅を有し、 a)予め定められたパルス幅を有する入力クロック信号
    と、 b)前記入力クロック信号を受信し、かつ前記予め定め
    られたパルス幅で第1の出力クロック信号を発生させる
    ための手段とを備え、前記第1の出力クロック信号はバ
    ッファされ、かつ前記入力クロック信号に関して遅延さ
    れ、かつ c)前記入力クロック信号および前記第1の出力クロッ
    ク信号を受信し、かつ前記第1の出力クロック信号に関
    し逆相であり、前記予め定められたパルス幅よりも大き
    なパルス幅を有する第2の出力クロック信号を発生させ
    るための手段をさらに備えた、クロックドライバ。
  2. (2)前記入力クロック信号を受信するための前記手段
    が2つのインバータを含む、特許請求の範囲第1項記載
    のクロックドライバ。
  3. (3)前記第2の出力クロック信号を発生させるための
    前記手段がNORゲートを含む、特許請求の範囲第2項
    記載のクロックドライバ。
  4. (4)前記クロックドライバが比較的高速の動作を提供
    するためにMOS装置とともに使用されるようにされて
    いる、特許請求の範囲第3項記載のクロックドライバ。
  5. (5)前記インバータおよび前記NORゲートの各々が
    約0.5nsの遅延で動作する、特許請求の範囲第3項
    記載のクロックドライバ。
  6. (6)前記クロックドライバが約100MHzの出力ク
    ロック信号を発生させる、特許請求の範囲第5項記載の
    クロックドライバ。
JP2035059A 1989-02-16 1990-02-15 クロックドライバ Pending JPH02246417A (ja)

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JP2011239363A (ja) * 2010-04-30 2011-11-24 Hynix Semiconductor Inc 差動信号生成回路

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