JPH05191228A - 半導体チツプ回路 - Google Patents

半導体チツプ回路

Info

Publication number
JPH05191228A
JPH05191228A JP4155875A JP15587592A JPH05191228A JP H05191228 A JPH05191228 A JP H05191228A JP 4155875 A JP4155875 A JP 4155875A JP 15587592 A JP15587592 A JP 15587592A JP H05191228 A JPH05191228 A JP H05191228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock signal
circuit
output
pulse
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4155875A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2549229B2 (ja
Inventor
Roland A Bechade
ローランド・アルバート・ビチエイド
Bruce A Kauffmann
ブルース・アラン・カウフマン
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.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JPH05191228A publication Critical patent/JPH05191228A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2549229B2 publication Critical patent/JP2549229B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/017Adjustment of width or dutycycle of pulses
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/08Clock generators with changeable or programmable clock frequency
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/04Shaping pulses by increasing duration; by decreasing duration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はプロセスが独立し、対称クロツク信号
出力又は非対称クロツク信号出力を発生するように構成
され得るクロツク信号整形ネツトワーク10を提供す
る。 【構成】ネツトワーク10はほぼ一定の周期で周期当た
りの可変Ton及びTOFF 期間を有する入力信号からプリ
セツト「高」レベル状態(Ton)及び「低」レベル状態
(TOFF )期間を有する内部クロツク信号を発生し、セ
ツト及びリセツト出力ラツチ回路20を利用して所望の
クロツク信号を出力する。ラツチ回路20のセツト入力
端は入力クロツク信号の各周期の開始時に発生されたセ
ツトパルスを受け、ラツチ回路20のリセツト入力端は
制御論理回路24によつて発生されたリセツトパルスを
受ける。論理回路24は当該入力クロツク信号の周波数
を用いてラツチ回路20をゲートする適正な時間にリセ
ツトパルスを発生して周期当たりの所望のTon及びT
OFF 期間を有する出力クロツク信号を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体チツプ回路に関
し、特に集積半導体チツプのタイミング回路又はクロツ
ク回路について、可変デユーテイサイクルを有する外部
クロツク信号から所望の波形の内部クロツク信号を発生
させるデイジタルネツトワークに適用して好適なもので
ある。
【0002】
【従来の技術】集積回路チツプへのオシレータの入力は
一般的に劣つたデユーテイサイクル分解能を有し、その
ため例えばクロツク信号が「高」レベル状態(Ton)か
ら低レベル状態(Toff )に立ち下がるときに所与のク
ロツク周期内の時間を変更させる。商用オシレータは50
/50比のクロツク信号に対して30/70ないし70/30のT
on/Toff 比を有する。従来、この変化を排去するため
にマイクロプロセツサクロツク発生回路は入力クロツク
の周波数を分割することにより要求されたクロツク波形
を供給する。例えば入力クロツク信号の周期は一定であ
ると考えられるので対称クロツク信号は入力クロツク信
号の周波数を2つに分割することによつて得られる。し
かしながらこの対称クロツク信号を得るため、結果の周
波数は入力クロツク信号の周波数の 1.5倍に低減され
る。マイクロプロセツサの性能は周波数が一段と高くな
れば高くなるほど増大するので、システムに2Xの周波
数の外部クロツクを提供しかつ分配することはさらに一
段と困難になる。例えば従来の波形整形技術を用いる場
合、チツプを 100〔MHz〕のオシレータによつて駆動
することにより、対称クロツク信号を用いて50〔MH
z〕で動作させる。この2Xという要件は、集積回路の
周波数が増加するに従つて逆に回路コスト及び性能特性
を生じさせ得る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】信号処理の異なる手法
は、1989年10月2〜4日開催の「カスタム集積回路会
議」発行、「1486プロセツサの高性能回路」 188頁〜 1
92頁に記載されている。この整形手法は1Xのクロツク
入力回路を用いて上述の2X信号分割技術のタイミング
要件を緩和する。上述の手法において1Xの回路クロツ
ク信号のデユーテイサイクル(又はTon/Toff 比)は
入力クロツク信号のデユーテイサイクルによつて決ま
る。当該プロセツサのクロツク発生回路の性能はレギユ
レータ回路を使用することによつて維持され、入力クロ
ツクのパルス幅とは関係なく内部クロツクのデユーテイ
サイクルを調整する。このクロツクレギユレータは1X
のクロツク信号を与えるが、電流ミラートランジスタ及
び重複検出回路を用い、電流ミラートランジスタ及び重
複検出回路は共に温度及び電圧のような処理パラメータ
の影響を受け易い充電コンデンサを含む。さらにこの1
Xのクロツク発生回路は限定された周波数範囲内だけで
動作する。入力周波数がなんらかの原因で十分に変化す
れば、回路は動作しない。
【0004】かくして例えば、入力クロツク信号から1
Xの対称クロツク信号を発生させることができるプロセ
ス独立型デイジタルクロツク整形ネツトワークは周期当
たりの可変Ton/Toff 比をもつことが本質的に必要で
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、ほぼ一定の周期並びに周期当たり
の可変Ton及びToff 期間を有する入力クロツク信号か
ら周期当たりのプリセツトTon及びToff 期間を有する
内部クロツク信号を発生する半導体チツプ回路におい
て、入力クロツク信号の周期の始まりと対応するセツト
パルスを発生する手段14と、内部クロツク信号を出力
するラツチ回路20と、入力クロツク信号の周期に基づ
いてラツチ回路20のリセツト入力端への出力としての
リセツトパルスを発生するデイジタル手段とを具え、ラ
ツチ回路20はセツト入力端及びリセツト入力端を有
し、セツト入力端において、発生されたセツトパルスを
受け、内部クロツク信号周期の出力を開始することによ
つて上記セツトパルスに応答し、リセツトパルスはラツ
チ回路20をリセツトするように時間を定められ、これ
によつてラツチ回路20から内部クロツク信号出力の周
期当たりのプリセツトT on及びToff 期間を発生させる
ようにする。
【0006】
【作用】簡単に述べると本発明は、ほぼ一定の周期並び
に周期当たりの可変Ton及びToff 期間を有する入力ク
ロツク信号から周期当たりのプリセツトTon及びToff
期間を有する内部クロツク信号を発生する半導体チツプ
回路を有する。この半導体チツプ回路は入力クロツク信
号の周期の始まりに対応するセツトパルスを発生させる
発生手段を含む。このセツトパルスは所望の内部クロツ
ク信号を出力するセツト及びリセツト出力ラツチ回路の
セツト入力端に与えられる。当該出力ラツチ回路は内部
クロツク信号周期の出力を開始することによつてセツト
パルスの入力に応答する。またデイジタル発生手段は入
力クロツク信号の周期を用いてリセツトパルスを発生す
るために提供される。出力ラツチ回路のリセツト入力端
への出力であるリセツトパルスは当該ラツチ回路をリセ
ツトするためにタイミングを定められ、これによつて内
部クロツク信号の周期当たりのプリセツトTon及びT
off 期間を発生する。必要であればこの発生した内部ク
ロツク信号の周波数は入力クロツク信号の周波数と等し
くすることができる。さらに内部クロツク信号の周期当
たりの所望のTon及びToff 比がほぼ「1」に等しいか
又は「1」以外になるようにこのラツチ回路は構成され
得る。
【0007】さらに特定の実施例において本発明は、ほ
ぼ一定の周期及び周期当たりの可変Ton及びToff 比を
有する入力クロツク信号を受け、この入力クロツク信号
に応答して周期当たりの所望のTon及びToff 比を有す
るクロツク信号を出力するデイジタルクロツク信号整形
ネツトワークを含む。このデイジタルクロツク信号整形
ネツトワークは当該入力クロツク信号を受けるために結
合された入力端及び複数の出力端を有する遅延回路を含
む。この遅延回路は複数の直列に接続された遅延段を含
み、各遅延段は入力クロツク信号が当該遅延回路を介し
て到来するとき対応する遅延信号を出力する。複数のパ
ルス発生回路が結合されることにより、当該遅延回路の
遅延信号を受け、この遅延信号に応答して短い持続期間
のパルス信号を出力するようになされている。出力ラツ
チ回路は周期当たりの所望のTon及びToff 比のクロツ
ク信号を発生する。この出力ラツチ回路のセツト入力端
は複数のパルス発生回路のうちの第1のパルス発生回路
からパルス信号出力を受ける。リセツト論理回路は複数
のパルス発生回路及び出力ラツチ回路を適時にリセツト
する当該出力ラツチ回路のリセツト入力端間に結合され
る。この論理ネツトワークは複数のパルス発生回路から
のパルス信号出力を入力として受ける。リセツト信号は
当該論理回路からの出力であり、出力されたクロツク信
号に対して周期当たりのプリセツトTon及びToff 比を
発生するようにタイミングが定められている。また多数
の回路のエンハンスメントが請求項に記述される。
【0008】要約すると本発明は対称クロツク信号出力
又は非対称クロツク信号出力を発生するように構成され
得るクロツク信号整形ネツトワークを含む。当該クロツ
ク信号整形ネツトワークからのクロツク出力はパルス発
生回路において使用される回路の数を調整することによ
つて非常に厳密な公差に構成され得る。クロツク発生回
路はすべてデイジタル回路であり、アナログ構成部又は
外部構成部を全く必要としない独立したプロセスであ
る。好適な実施例においてはパルス発生回路は周期当た
りのTon及びToff 期間の公差が非常に大きい1Xの外
部クロツクを受け、周期当たりのTon及びToff 期間と
等しい同一の周波数の内部クロツクを発生することがで
きる。パルス発生回路は広範囲で動作する機能を有し、
所期の周波数より一段と高い周波数及び一段と低い周波
数でさえ動作する。
【0009】
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。
【0010】図1〜図6において同一の符号は同一又は
同様の構成部分を表す。
【0011】図1は本発明によるデイジタルクロツク信
号整形ネツトワーク10の一実施例を示す。ほぼ一定周
波数かつ周期当たりの可変Ton(「高」レベル状態)及
びT off (「低」レベル状態)期間を有する外部クロツ
クが遅延マクロ回路12の入力端に与えられる。遅延マ
クロ回路12は複数の逐次遅延信号をパルス発生回路1
4へのライン13に出力する。各遅延信号は前に出力さ
れた遅延信号から遅延段の遅延量だけ遅延され、複数の
パルス発生回路14のうちの1つの単独パルス発生回路
に与えられる。各パルス発生回路は受けた遅延信号に応
答してパルス信号を出力する。ライン15に出力される
パルス信号は比較ラツチ回路16の入力端に与えられ
る。第1のパルス発生回路14Aはライン17のバツフ
ア回路、例えば直列に接続された2つのインバータ18
を介して比較ラツチ回路16に第1のパルス信号を出力
する。さらに以下に詳述するように遅延回路12、パル
ス発生回路14及び比較ラツチ回路16が関連動作する
ことにより、デイジタルクロツク信号整形ネツトワーク
10への外部クロツク信号入力の周波数(又は周期)を
連続的に決定する。
【0012】さらにデイジタルクロツク信号整形ネツト
ワーク10はセツト及びリセツト出力ラツチ回路20を
含み、このセツト及びリセツト出力ラツチ回路20は所
望の内部クロツク信号を発生するように制御されてい
る。出力ラツチ回路20はまず、ライン19の最初に発
生したパルス信号出力をパルス発生回路14から出力ラ
ツチ回路20のセツト入力端「S」にセツトする。出力
ラツチ回路20のリセツト入力端「R」は論理マクロ回
路22及び論理マクロ回路22に結合されたリセツトネ
ツトワーク24によつて発生されたリセツト制御信号を
ライン21を介して受ける。論理マクロ回路22は比較
ラツチ回路16の第1のラツチ回路を分離して、反復す
るパルス信号を識別する機能をもつ。この分離されたラ
ツチ回路からの信号により、リセツト信号を出力ラツチ
回路20のリセツト入力端「R」に転送することができ
る。例えば有用な実施例においてリセツトネツトワーク
24は外部クロツク周期(以下に述べるような)の中間
点に対応するリセツト信号を発生するように構成され
得、これによつて出力ラツチ回路20において対称クロ
ツク信号を発生する。必要であればバツフア回路26を
出力ラツチ回路20の出力端に接続して出力ラツチ回路
20の負荷を低減するようにしてもよい。
【0013】デイジタルクロツク信号整形ネツトワーク
10の各主要な回路について図2〜図6を参照してさら
に詳述する。
【0014】図2は外部クロツクの周波数を継続的に監
視する遅延マクロ回路12、パルス発生回路14及び比
較ラツチ回路16の一実施例を示す。遅延マクロ回路1
2は複数の直列に接続された遅延段30を含み、各遅延
段は例えば2つのインバータ32を含む(当業者は他の
遅延回路を用いることができることを理解する)。各遅
延段の第1のインバータの出力端は各遅延段の第2のイ
ンバータの入力端に接続されている。各遅延段が関連動
作することにより、そこから遅延信号の出力を逐次発生
する。出力された各遅延信号は遅延マクロ回路12にお
いて対応する遅延量だけ遅延された外部クロツク信号を
含み、その後この遅延信号が出力される。第1の遅延段
と共に、(N)遅延段、(N−1)遅延段、(N−2)
遅延段及び(N−3)遅延段の複数の遅延段について説
明する。一般に遅延/段の時間を低下させ、遅延段30
の数を増加させることは、この遅延段に対応する次の回
路と共にデイジタルクロツク信号整形ネツトワーク10
からの出力波形の分解能を改善することになる。このこ
とは、入力クロツク周波数が例えば1〔MHz〕又はそ
れ以下のような比較的低い周波数の場合、特に正しい。
【0015】遅延ラインの遅延段からの遅延クロツク信
号出力は、複数のパルス発生回路を含むパルス発生回路
14に入力される。デイジタルクロツク信号整形ネツト
ワーク10の各遅延段には1つのパルス発生回路がある
のが好ましい。図示の実施例において各パルス発生回路
は2入力NANDゲート34を含み、この2入力NAN
Dゲート34は対応する遅延段の入力端に結合された第
1の入力端及び遅延マクロ回路12、例えば1個半分の
遅延段に結合された第2の入力端を有する。2入力NA
NDゲート34の入力端に現れるクロツク信号間の遅延
はNANDゲート34から出力されたパルス信号の幅に
よつて決定される。しかしながらこの実施例において
は、パルス幅の相違を定義して信号を出力するために奇
数個の遅延インバータによつてオフセツトされる2つの
入力信号をもつ必要がある。NANDゲート34の各出
力はインバータ36を通過する。例えば図3は外部クロ
ツクの波形及びパルス発生回路14から出力されたパル
スの一例を示す。すなわち(0)遅延段、(15)遅延
段、(30)遅延段、(45)遅延段及び(60)遅延段に対
応するパルス信号である(この図では外部クロツクが
(60)遅延段において反復されると考えられる)。図2
のようにNANDゲート34及びインバータ36からの
信号はそれに結合した比較ラツチ回路16に向かう。
【0016】また比較ラツチ回路16への接続(図1)
は図2に詳細に示されている。注目すべきは比較ラツチ
回路16は複数の比較ラツチ回路段を含み、図には(N
−3)比較ラツチ回路段から(N)比較ラツチ回路段だ
けを示す。実際には比較ラツチ回路段の数はパルス発生
回路段の数以下でもよい(遅延マクロ回路12における
遅延段の数と等しいのが好ましい)。これは、比較ラツ
チ回路の機能が遅延マクロ回路12への外部クロツク信
号の完了周期に対応するパルス信号を識別するからであ
る。例えば遅延マクロ回路12に対して遅延段が66個、
パルス発生回路14に対してパルス発生回路段が66個あ
る場合、一般に外部クロツク信号は最初の遅延段数以内
(例えば10個の遅延段以内)では反復しないと考えられ
るので66個以下の比較ラツチ回路段を用いてもよい。デ
イジタルクロツク信号整形ネツトワーク10は特定のク
ロツク信号の周波数又はクロツク信号の特定の範囲の周
波数を調整するように構成される。Ton及びToff の切
換え精度は、例えば外部クロツク信号が66個の遅延段の
40番目の遅延段で反復する場合と比較して外部クロツク
信号が10番目の遅延段又はそれ以下の遅延段で反復する
場合に明白に低減される。従つて後述するように信号の
一致についての検査は遅延段14A(これは最初の比較
ラツチ回路段40を含む)において開始されると考える
ことができる。
【0017】図示の実施例において各比較ラツチ回路段
40は3つの入力端、すなわち対応するパルス発生回路
段からのパルス信号出力を受けるA入力端(後述する図
4との関連した比較ラツチ回路段40の場合、この信号
は対応するNANDゲート34の出力端に直接に取られ
る)、パルス発生回路14A(図1)からの最初のパル
ス信号出力を受ける入力端B及び(N−3)パルス信号
を受けるリセツト入力端である入力端Cを有する。ダブ
ル反転バツフア回路を通過した後、第1のパルス発生回
路段14A(図1)のインバータからのパルス信号は各
比較ラツチ回路段40の入力端Bに向かう。
【0018】図4は比較ラツチ回路段40の好適な実施
例を示す。比較回路ラツチ回路段40はその中に対角線
が描かれている長方形で示されたPチヤネル電界効果ト
ランジスタ(PFET)及びそれに隣接して配列された
制御素子すなわちゲート電極並びに対角線のない長方形
で示されたNチヤネル電界効果トランジスタ(NFE
T)及びそれに隣接して配列された制御素子すなわちゲ
ート電極をもつ相補型金属酸化物半導体(CMOS)を
含む。
【0019】この比較ラツチ回路段40はダイナミツク
ラツチ回路を含み、例えば1〔MHz〕又はそれ以上の
周波数に最適である。第1のPFET T1 のソース
「S」は回路電圧VDDに接続され、そのドレイン「D」
は第2のPFET T2 のソース「S」に接続されてい
る。PFET T1 はパルス発生回路11から出力さ
れ、比較ラツチ回路段40の入力端Bにおいて受けた第
1のパルス信号によつてゲート「G」をゲートされる。
またこの第1のパルス信号は例えば比較ラツチ回路段4
0のライン41を通つて複数の比較ラツチ回路段のうち
の次に隣接した比較ラツチ回路段40(図2参照)に進
む。PFET T2 のドレインはコンデンサ「C」の第
1の端子に接続され、その第2の端子は接地接続され
る。PFETT2 は対応するパルス発生回路段からの入
力端Aに与えられたパルス信号出力によつてゲート
「G」をゲートされる。かくしてコンデンサ「C」を充
電するために入力端A及び入力端Bにおいて受けたパル
ス信号はPFETを同時にそれぞれ作動状態にする。こ
のことは外部クロツク信号が反復し始めた時(例えば図
3の(0)遅延段と(60)遅延段とにおけるパルス信
号を比較)だけに言えることである。クロツク信号が反
復し始めたとき、パルス信号A及びパルス信号B間の遅
延段数は外部クロツク信号の周期(周波数)で表され
る。入力端A及びBにおけるパルス信号がオーバーラツ
プしないときコンデンサ「C」は充電されないままの状
態である。
【0020】最初にこのネツトワークを通過した後、少
なくとも1つの比較ラツチ回路段がセツトされ、すなわ
ちコンデンサ「C」が充電されると外部クロツク信号が
反復されたことを示す。このネツトワークを介して次の
クロツク周期が到来する前にセツトラツチ回路がリセツ
トされなければならない。特に入力端Aにおいて次の対
応するパルス信号を考慮する前にコンデンサ「C」は放
電されなければならない。リセツトは比較ラツチ回路段
40においてコンデンサ「C」と並列に結合されたNP
FET T3 によつてなされる。NFET T3 のドレ
イン「D」はコンデンサ「C」の第1の端子に接続さ
れ、そのソース「S」は接地接続される。図示の実施例
において(N−3)パルス発生回路段からのパルス信号
はN番目の比較ラツチ回路段に送出され、特に比較ラツ
チ回路段40の入力端Cを介してNFET T3 のゲー
ト「G」にゲートされる。「高」レベルの時、このパル
ス信号はコンデンサを放電するように動作することによ
り、比較ラツチ回路段40が入力端Aにおいて受けたそ
の次に対応するパルス信号(すなわちNパルス発生回路
段からの)を考慮する前にクリアされる。
【0021】注目すべきはN番目の比較ラツチ回路段を
クリアするために(N−3)のパルス信号(すなわち入
力端Cにおいて受信された信号)を用いることは任意で
あるとういうことである。異なるパルス信号がN比較ラ
ツチ回路段からかなり離れて発生しない限りこの異なる
パルス信号が選択されて同じように良好に機能し得、そ
の結果当該異なるパルス信号はN/2段における信号と
干渉し(周期当たりのTon及びToff 期間と等しいクロ
ツク信号出力が望ましいものと仮定する)、一致が予め
ネツトワークのN段に置かれたと仮定した場合、入力ク
ロツク周期が変化しても(例えばN+1、N−1)、異
なるパルス信号は新しい一致段の選択には干渉しない。
コンデンサ「C」の両端の電圧は論理マクロ回路22
(図1)への比較ラツチ回路段40の出力を含む。外部
クロツク信号の周波数に依存する場合、当業者は図4の
ダイナミツクラツチ回路をスタテイツクラツチ回路と置
き換えることが望ましいことを理解できる。
【0022】図5は論理マクロ回路22がすべての比較
ラツチ回路段出力(すなわち図2の「ZD」ライン)を
観察し、セツトされた第1の比較ラツチ回路段だけをリ
セツトネツトワーク24にゲートする。例えば遅延マク
ロ回路が66個の遅延段を含み、遅延段への外部クロツク
信号入力が20個の遅延段を通過した後反復される場合、
20遅延段、40遅延段及び60遅延段の遅延段がセツトされ
る。論理マクロ回路22は20遅延段だけが論理マクロの
出力端、すなわちリセツトネツトワーク24にゲートさ
れるように構成される。論理マクロ回路22への入力端
における各ゼロ検出「ZD」回路50は例えば対応する
比較ラツチ回路段(図2及び4)から8つの出力信号
(すなわち各比較ラツチ回路段40の出力端におけるコ
ンデンサ「C」の両端の値)を受けるように構成され
る。
【0023】上述のように遅延ラインの遅延期間は好適
には外部クロツク信号が最初の遅延段数以内、例えば最
初の10段以内で反復しないように好適に選択される。従
つてこれらの遅延段に対応する比較ラツチ回路段は省略
され得、ゼロ出力検出(又はさらに正確には非ゼロ出力
検出)が図5に示すように比較ラツチ回路段11から開
始される。ゼロ検出回路50からの出力信号はそれぞれ
反転され、受けた比較ラツチ回路段信号の1つが論理レ
ベル「1」になるときはいつでもゼロ検出回路50の出
力端に論理レベル「1」が出現し、上述のようにこれは
対応する段のパルス信号及び第1のパルス発生回路14
Aのパルス信号(図2)間の信号の一致を意味する。
【0024】比較ラツチ回路段11〜18からの信号を
受けるゼロ検出「ZD」回路50はリセツトネツトワー
ク24(破線で示す)、特に比較ラツチ回路段11〜1
8のために特別に構成された第1のネツトワーク25に
直接与えられる(このことはまた互いの8つの比較ラツ
チ回路段内では信号の一致が生じないと仮定している。
これはこれらの段間の適正な遅延を選択することによつ
て補償され得る)。また比較ラツチ回路段11〜18か
らの信号を受けるゼロ検出回路50からの出力は複数の
NOR回路52、54、56、58、60及び62に結
合されている。NOR回路52、54、56、58、6
0及び62の出力はそれぞれ対応するリセツトネツトワ
ーク段19〜26、27〜34、35〜42、43〜5
0、51〜58及び59〜66のリセツトネツトワーク
25に接続されている(後述のように各リセツトネツト
ワーク25は8つの比較ラツチ回路段からのパルス信号
を任意に受けて処理する。このことによりラツチ回路2
0のリセツト入力における容量負荷が低減される。
【0025】他の動作例として第2のゼロ検出回路50
は比較ラツチ回路段19〜26からの信号を受け、その
入力がなにもラツチされない場合には論理レベル「0」
出力を再度転送する。この論理レベル「0」出力はイン
バータ51を通過した後、対応するNORゲートすなわ
ちNORゲート52の入力端に与えられる。かくしてN
ORゲート52への入力は論理レベル「1」であるの
で、この出力は論理レベル「0」出力であり、比較ラツ
チ回路段19〜26に対するリセツトネツトワーク19
〜26はデイスエーブル状態のままである。逆に比較ラ
ツチ回路段19〜26内のラツチ回路がセツトされる
と、対応するゼロ検出回路50の出力は論理レベル
「1」出力となる。この論理レベル「1」出力は反転さ
れ、論理レベル「0」がNORゲート52の双方の入力
端に現れ、その結果NORゲート52から論理レベル
「1」出力が出力される。またこのことは比較ラツチ回
路段11〜18にはラツチ回路が全くセツトされないと
仮定しているということである。第1のゼロ検出回路5
0からの論理レベル「1」出力はNORゲート52、5
4、56、58、60及び62をデイスイネーブル状態
にする。また比較ラツチ回路段19〜26に対するゼロ
検出回路50の出力はNORゲート56、58、60及
び62への入力である。NORゲート56、58、60
及び62は、これらのゲートが多数の比較ラツチ回路段
19〜26のうちの少なくとも1つの比較ラツチ回路段
を受けるのでこのゼロ検出回路50の出力を受ける。か
くして比較ラツチ回路段19〜26に対するゼロ検出回
路50からの論理レベル「1」出力はNORゲート5
6、58、60及び62の動作を介して並列になつてい
る引き続きセツトされているいかなるラツチ回路をもデ
イスイネーブル状態にする。
【0026】かくして上述の論理回路はセツトされた第
1のラツチ回路を分離するように動作することにより、
入力された外部クロツク信号の反復を指示する。また当
業者は、同一の回路及び処理概念によつて残りのゼロ検
出回路50及びこれらと連結したNORゲートを用いる
ことを理解できる。
【0027】リセツトネツトワーク段はそれぞれほとん
ど同一であり、従つてただ1つのリセツトネツトワーク
段25だけを以下に詳述する。特に比較ラツチ回路段1
1〜18に対するリセツトネツトワークの一実施例を図
6に示す。図示のように第1のNFET T5 は論理マ
クロ回路の第1のゼロ検出回路50(図5)からの出力
によつてゲート「G」をゲートされる。NFET T5
のドレイン「D」は出力ラツチ回路20のリセツト入力
端「R」に接続され、そのソース「S」は並列に接続さ
れたNFET対に含まれた8つの第1のNFETのドレ
イン「D」に結合されている。並列NFET対の第1の
各ソース「S」は第2のNFET対のドレイン「D」に
結合されている。並列NFET対の第2の各ソース
「S」は接地に結合されている。各NFET対の第2の
NFETはゲート「G」においてラツチ出力の1つの出
力を比較ラツチ回路段11〜18のうちの1つから受け
る。各NFET対の第1のNFETはそのゲート「G」
において、各対の第2のNFETにおいて受けたラツチ
出力を有する段とプレセツト関係である段からパルス信
号を受ける。例えば第2のNFETをゲートする段がN
段である場合、Ton及びToff 期間が等しい出力クロツ
ク信号を発生するために第1のNFETをゲートするパ
ルス信号はN/2段から出力されなければならず、この
場合Nは比較ラツチ回路段11〜18のうちの1つと等
しい。N/2パルス信号はデイジタルクロツク信号整形
ネツトワーク10を介して次の外部クロツク信号が到来
したときにネツトワーク25に与えられる。
【0028】かくして第1のNFET対の第1のNFE
Tは5D段からのパルス信号によつて駆動され、この場
合Dは遅延段遅延信号の半分を示す。図2に示すように
パルス発生回路14からのパルス信号出力は遅延段の
1.5倍の遅延だけさらに遅延される信号を発生するため
に用いられる。このことは適正な大きさのインバータを
直列に接続し、当該インバータへの入力端をそれぞれの
パルス発生回路の出力端に結合することによつて容易に
達成される。従つて比較ラツチ回路段11からの比較ラ
ツチ回路出力は段5Dからのパルス信号と結合される。
同様に比較ラツチ回路段12からのラツチ出力は6段か
らのパルス信号と結合され、比較ラツチ回路段13から
のラツチ出力は6D段からのパルス信号と結合され、比
較ラツチ回路段14からのラツチ出力は7段からのパル
ス信号と結合され、比較ラツチ回路段15からのラツチ
出力は7D段からのパルス信号と結合され、比較ラツチ
回路段16からのラツチ出力は8段からのパルス信号と
結合され、比較ラツチ回路段17からのラツチ出力は8
D段からのパルス信号と結合され、比較ラツチ回路段1
8からのラツチ出力は9段からのパルス信号と結合され
る。リセツトネツトワーク24の残りの各リセツトネツ
トワーク段は同様に構成される。しかしながら当業者
は、リセツトネツトワークの機能を達成するために種々
の構成を用いてもよいことを容易に理解する。例えば出
力ラツチ回路20のリセツト入力における容量負荷を低
減する必要がある場合には異なる数の段をグループ化で
きる。
【0029】上述のようにリセツトネツトワーク24は
出力ラツチ回路20をリセツトする。リセツトネツトワ
ークの周囲の制御論理はチエーン内の反復パルスの位置
次第でラツチ回路の1グループだけをイネーブル状態に
する。例えばN段からのパルス信号が入力クロツク信号
と一致する場合、入力周期は基本段遅延のN倍となる。
ラツチ回路がN段においてセツトされ、このラツチ回路
は例えばN/2段から、N/2パルスが発生される次の
回の出力ラツチ回路のリセツトにパルス信号をゲートす
る。N段のラツチ回路は(N−3)段からのパルス信号
によつてすべての周期をリセツトし、入力クロツクの継
続的なサンプリングが得られるようにする。
【0030】非対称出力信号が必要な場合、すなわち出
力ラツチ回路20のリセツトがクロツク周期の中央点で
生じた場合、各Nパルス信号は異なつて比例する信号、
例えばN/3段又はN/4段からのパルス信号と結合さ
れる。さらにパルス信号は出力クロツクにバイアスをか
けて回路遅延を考慮するように選択される。
【0031】図5において入力周波数が予想した周波数
より低い場合又はインバータの遅延が予想よりも速い場
合、信号の一致は得られない。この場合最後の段の後の
次の段が反復され、出力ラツチ回路のリセツト入力が
(NMAX +1)/2段からのパルス信号とゲートされる
と仮定している。このことはグループ化された各制御論
理段(すなわち第1のゼロ検出回路並びにNORゲート
52、54、56、58、60及び62)からゼロ検出
回路70の入力端に出力を送出することによつて達成さ
れる。ゼロ検出回路50の反転機能をもたないゼロ検出
回路70はその入力のすべてが論理「0」レベルである
ときはいつでも論理レベル「1」の信号を出力する。す
なわちリセツトネツトワーク段25はどれもイネーブル
されないことを意味する。
【0032】ゼロ検出回路70の出力は直列に接続され
た2つのNFET T10及びT11の第1のNFET T
10のゲート「G」に与えられる。NFET T10のソー
ス「S」は接地接続され、ドレイン「D」はNFET
11のソース「S」に接続される。NFET T11はパ
ルス発生回路段(NMAX =66段と仮定する)の34番目の
パルス発生回路段からのパルス信号出力をそのゲート
「G」において受け、ドレイン「D」は出力ラツチ回路
20のリセツト入力端に結合される。かくして入力信号
の反復が全く生じないとき、ゼロ検出回路70はNFE
T T10を作動状態にさせて次のパルス信号が発生する
ことによつて、34段からのパルス信号が出力ラツチ回路
20をリセツトさせる。信号の一致がない場合この技術
を用いてもTON期間はTOFF 時間より短くなることが分
かる。しかしながらこれらの条件の下においては当該チ
ツプを適正に動作させるのに十分な速度であるので、こ
のことが重要であるとは考えられていない。デイジタル
クロツク信号整形ネツトワーク10を介する遅延は入力
される外部クロツク信号の予想された周波数に基づいて
選択される。
【0033】上述の通り本発明をその最適な実施例に基
づいて図示、説明したが、本発明の精神及び範囲から脱
することなく詳細構成の双方について種々の変更を加え
てもよい。
【0034】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、プロセス
が独立し、かつ対称クロツク信号出力又は非対称クロツ
ク信号出力のいずれかを発生するように構成され得るク
ロツク信号整形ネツトワークを提供する。さらにデイジ
タルクロツク信号整形ネツトワークからのクロツク出力
はパルス発生回路に用いられるパルス発生回路段の数を
調整することによつて非常に厳密な公差に構成され得
る。このクロツク発生回路はすべてデイジタルであり、
アナログ構成部又は外部構成部を全く必要としない。好
適な実施例においてこのパルス発生回路はサイクル当た
りのTON及びTOFF 期間の公差が非常に大きい1X外部
クロツクを受けて周期当たりのTON及びTOFF 期間と等
しい同一の周波数の内部クロツクを発生することができ
る。このパルス発生回路は広範囲で動作できる能力を有
し、所期の周波数より一段と高い周波数及び一段と低い
周波数でさえ動作する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明によるデイジタルクロツク信号整
形ネツトワークの一実施例を示すブロツク図である。
【図2】図2は図1の実施例の遅延マクロ回路、パルス
発生回路及び比較ラツチ回路を詳細に示したブロツク図
である。
【図3】図3は入力外部クロツク信号を図2のパルス発
生回路から発生したパルス信号出力と比較したタイミン
グ図を示す。
【図4】図4は図2の比較ラツチ回路段の一実施例を示
す接続図である。
【図5】図5は図1の論理マクロ回路及びリセツトネツ
トワーク回路の一実施例を示すブロツク図である。
【図6】図5のリセツトネツトワーク段の一実施例を示
すブロツク図である。
【符号の説明】
10……デイジタルクロツク信号整形ネツトワーク、1
2……遅延マクロ回路、13、15、17、19、2
1、41……ライン、14……パルス発生回路、14A
……第1のパルス発生回路、16……比較ラツチ回路、
18、32、36、51……インバータ、20……セツ
ト及びリセツト出力ラツチ回路、22……論理マクロ回
路、24……リセツトネツトワーク、25……リセツト
ネツトワーク段、26……バツフア回路、30……遅延
段、34……入力NANDゲート、40……第1の比較
ラツチ回路段、50、70……ゼロ検出「ZD」回路、
52、54、56、58、60、62……NOR回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブルース・アラン・カウフマン アメリカ合衆国、ベルモント州05465、ジ エリコウ、パツカード・ロード 16ビー番 地

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ほぼ一定の周期並びに周期当たりの可変T
    on及びToff 期間を有する入力クロツク信号から周期当
    たりのプリセツトTon及びToff 期間を有する内部クロ
    ツク信号を発生する半導体チツプ回路において、 上記入力クロツク信号の周期の始まりと対応するセツト
    パルスを発生する手段と、 上記内部クロツク信号を出力するラツチ回路と、 上記入力クロツク信号の周期に基づいて上記ラツチ回路
    のリセツト入力端への出力としてのリセツトパルスを発
    生させるデイジタル手段とを具え、 上記ラツチ回路はセツト入力端及びリセツト入力端を有
    し、上記セツト入力端において上記発生されたセツトパ
    ルスを受け、内部クロツク信号周期の出力を開始するこ
    とによつて上記セツトパルスに応答し上記リセツトパル
    スは上記ラツチ回路をリセツトするようにタイミングを
    定められ、これによつて上記ラツチ回路から上記内部ク
    ロツク信号出力の周期当たりの上記プリセツトTon及び
    off 期間を発生することを特徴とする半導体チツプ回
    路。
  2. 【請求項2】上記発生した内部クロツク信号の周波数は
    上記入力クロツク信号の周波数と等しいことを特徴とす
    る請求項1に記載の半導体チツプ回路。
  3. 【請求項3】上記内部クロツク信号のサイクル当たりの
    プリセツトTon/Toff 比はほぼ「1」であることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体チツプ回路。
  4. 【請求項4】上記内部クロツク信号のサイクル当たりの
    プリセツトTon/Toff 比は「1」以外であることを特
    徴とする請求項1に記載の半導体チツプ回路。
  5. 【請求項5】さらに上記入力クロツク信号の周期を決定
    する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導
    体チツプ回路。
  6. 【請求項6】ほぼ一定の周期並びに周期当たりの可変T
    on及びToff 比を有する入力クロツク信号を受け、上記
    入力クロツク信号に応答して周期当たりのプリセツトT
    on及びToff 比を有するクロツク信号を出力するデイジ
    タルクロツク信号整形ネツトワークにおいて、 上記入力クロツク信号を受けるために結合された入力端
    を有する遅延回路と、 複数のパルス発生回路と、 周期当たりのプリセツトTon/Toff 比の上記クロツク
    信号を発生するセツト及びリセツト出力ラツチ回路と、 上記複数のパルス発生回路から上記入力クロツク信号及
    び上記パルス信号出力を入力として受けるために結合さ
    れたリセツト論理回路とを具え、 上記遅延回は複数の直列に接続された遅延段を含み、上
    記各遅延段は上記入力クロツク信号が上記遅延回路を伝
    播するとき対応する遅延信号を出力し、 上記各パルス発生回路が結合されて上記遅延回路の遅延
    信号の1つをそれぞれ受け、上記遅延信号に応答してパ
    ルス信号を出力し、上記各パルス信号はほぼ上記入力ク
    ロツク信号の周期以下の持続期間を有し、上記パルス信
    号は上記パルス発生回路から逐次的に出力され、 上記出力ラツチ回路のセツト入力端に結合されて上記複
    数のパルス発生回路からの上記逐次パルス信号出力のう
    ちの最初のパルス信号を受け、上記ラツチ回路はクロツ
    ク信号周期の出力を開始することによつて上記最初のパ
    ルス信号の入力に応答し、 上記リセツト論理回路はリセツト入力端への出力のため
    のリセツト信号をリセツト論理回路から上記セツト及び
    リセツト出力ラツチ回路に発生させるように構成され、
    上記リセツト信号は上記出力されたクロツク信号に対し
    て周期当たりの上記プリセツトTon/Toff 比を発生す
    るようにタイミングが定められていることを特徴とする
    デイジタルクロツク信号整形ネツトワーク。
  7. 【請求項7】上記周期当たりのプリセツトTon/Toff
    比の上記出力されたクロツク信号の周波数は上記入力ク
    ロツク信号の周波数と等しいことを特徴とする請求項6
    に記載のデイジタルクロツク信号整形ネツトワーク。
  8. 【請求項8】上記出力されたクロツク信号の周波数は上
    記入力クロツク信号の周波数の倍数であることを特徴と
    する請求項6に記載のデイジタルクロツク信号整形ネツ
    トワーク。
  9. 【請求項9】上記遅延回路は複数の直列に接続されたイ
    ンバータを含み、インバータの出力は直列に接続された
    インバータのラインの次のインバータの入力端に接続さ
    れることを特徴とする請求項6に記載のデイジタルクロ
    ツク信号整形ネツトワーク。
  10. 【請求項10】上記各パルス発生回路は2入力NAND
    ゲートを含み、上記2入力NANDゲートの入力端は異
    なる遅延回路の遅延段から遅延信号を受けるように接続
    され、上記受けた遅延信号間の時間遅延は上記パルス発
    生回路からのパルス信号出力の持続期間を定義すること
    を特徴とする請求項6に記載のデイジタルクロツク信号
    整形ネツトワーク。
  11. 【請求項11】上記リセツト論理回路は上記発生された
    パルス信号を入力クロツク信号と比較して、上記発生さ
    れたパルス信号のタイミングで入力クロツク信号が反復
    するのを識別する複数の比較ラツチ回路を含むことを特
    徴とする請求項6に記載のデイジタルクロツク信号整形
    ネツトワーク。
JP4155875A 1991-06-24 1992-05-23 デイジタルクロツク信号波形整形回路 Expired - Lifetime JP2549229B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/720079 1991-06-24
US07/720,079 US5179294A (en) 1991-06-24 1991-06-24 Process independent digital clock signal shaping network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05191228A true JPH05191228A (ja) 1993-07-30
JP2549229B2 JP2549229B2 (ja) 1996-10-30

Family

ID=24892546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4155875A Expired - Lifetime JP2549229B2 (ja) 1991-06-24 1992-05-23 デイジタルクロツク信号波形整形回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5179294A (ja)
EP (1) EP0522274B1 (ja)
JP (1) JP2549229B2 (ja)
DE (1) DE69224332D1 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422835A (en) * 1993-07-28 1995-06-06 International Business Machines Corporation Digital clock signal multiplier circuit
JP2830735B2 (ja) * 1994-04-19 1998-12-02 日本電気株式会社 位相同期型タイミング発生回路
DE19627634C1 (de) * 1996-07-09 1997-07-24 Siemens Ag CMOS-Schaltung aus CMOS-Schaltungsblöcken, die in bitparallelen Datenpfaden angeordnet sind
US6415008B1 (en) 1998-12-15 2002-07-02 BéCHADE ROLAND ALBERT Digital signal multiplier
US7072920B2 (en) * 2002-03-18 2006-07-04 Genesis Microchip Inc. Method and apparatus for digital frequency conversion
US7124153B2 (en) * 2002-03-18 2006-10-17 Genesis Microchip Inc. Frequency converter and methods of use thereof
KR100529390B1 (ko) * 2004-02-19 2005-11-17 주식회사 하이닉스반도체 개회로 디지털 듀티 보정 회로
EP2124338B1 (en) * 2008-05-23 2013-01-02 Zoran Corporation Clock-signal generator
US7902893B1 (en) 2009-11-17 2011-03-08 Zoran Corporation Clock-signal generator
TWI424301B (zh) * 2009-12-24 2014-01-21 Richwave Technology Corp 以序列延遲方式來任意調變輸出電壓之電壓調節器及相關電壓調節方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3629710A (en) * 1970-12-16 1971-12-21 Beckman Instruments Inc Digitally controlled pulse generator
US3805167A (en) * 1972-06-27 1974-04-16 Telex Corp Digital pulse generator with automatic duty cycle control
US3840815A (en) * 1973-06-14 1974-10-08 Westinghouse Electric Corp Programmable pulse width generator
CH1419273A4 (ja) * 1973-10-04 1976-01-30
US4075569A (en) * 1976-09-27 1978-02-21 Rockwell International Corporation Digital method and apparatus for dynamically generating an output pulse train having a desired duty cycle from an input pulse train
JPS5394169A (en) * 1977-01-28 1978-08-17 Toshiba Corp Generating device for pulse duration modulated wave
US4191998A (en) * 1978-03-29 1980-03-04 Honeywell Inc. Variable symmetry multiphase clock generator
US4330751A (en) * 1979-12-03 1982-05-18 Norlin Industries, Inc. Programmable frequency and duty cycle tone signal generator
US4511846A (en) * 1982-05-24 1985-04-16 Fairchild Camera And Instrument Corporation Deskewing time-critical signals in automatic test equipment
JPH0620172B2 (ja) * 1983-05-11 1994-03-16 株式会社日立製作所 パルス整形回路
US4819164A (en) * 1983-12-12 1989-04-04 Texas Instruments Incorporated Variable frequency microprocessor clock generator
JPS61140215A (ja) * 1984-12-12 1986-06-27 Nec Corp パルス発生回路
JPS6239909A (ja) * 1985-08-14 1987-02-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 再生中継回路
US4726045A (en) * 1986-03-28 1988-02-16 Tektronix, Inc. Low jitter digital delay generator
US4745573A (en) * 1986-04-11 1988-05-17 Symbolics Inc. Programmable clock generator
CA1254957A (en) * 1986-11-07 1989-05-30 Mitel Corporation Frequency doubler
JPS63287109A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Nec Corp タイミング発生回路
US4761567A (en) * 1987-05-20 1988-08-02 Advanced Micro Devices, Inc. Clock scheme for VLSI systems
JPS6485417A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Nec Corp Clock generating circuit

Also Published As

Publication number Publication date
EP0522274A1 (en) 1993-01-13
EP0522274B1 (en) 1998-02-04
DE69224332D1 (de) 1998-03-12
US5179294A (en) 1993-01-12
JP2549229B2 (ja) 1996-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3142657B2 (ja) 内部クロック・スキューの低減した半導体チップ回路
US5497263A (en) Variable delay circuit and clock signal supply unit using the same
US4874971A (en) Edge-sensitive dynamic switch
WO2021134651A1 (zh) 时钟占空比的校准装置
US7432753B2 (en) Delay circuit and semiconductor device
JPH05191228A (ja) 半導体チツプ回路
JP2653177B2 (ja) 雑音除去回路
US5818276A (en) Non-overlapping clock generator circuit and method therefor
JPH0537300A (ja) スイツチトキヤパシタ回路
US4565934A (en) Dynamic clocking system using six clocks to achieve six delays
US5278456A (en) Process independent digital clock signal shaping network
US6496039B1 (en) Clocked half-rail differential logic
US6639429B2 (en) Method for clock control of half-rail differential logic
US6307416B1 (en) Integrated circuit for producing two output clock signals at levels which do not overlap in time
JPS5997222A (ja) クロツクパルス発生回路
US6630846B2 (en) Modified charge recycling differential logic
JPH0496421A (ja) ダイナミック型論理回路
JPS62117411A (ja) パルス幅制御回路
US6661257B2 (en) Method for clocking charge recycling differential logic
JPS58181321A (ja) 固体走査回路
KR0165127B1 (ko) 고속 주파수 분할기 회로
JPH09107270A (ja) アナログ遅延回路
JP2861009B2 (ja) 発振回路
JPH02200006A (ja) 半導体集積回路の遅延回路
KR20010063196A (ko) 씨모스 알씨 지연 회로