JPH0546274A - クロツク分配装置およびクロツク信号補正回路および電子回路システムおよび2相クロツク発生回路および半導体集積回路およびマイクロコンピユータ - Google Patents

クロツク分配装置およびクロツク信号補正回路および電子回路システムおよび2相クロツク発生回路および半導体集積回路およびマイクロコンピユータ

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JPH0546274A
JPH0546274A JP4003812A JP381292A JPH0546274A JP H0546274 A JPH0546274 A JP H0546274A JP 4003812 A JP4003812 A JP 4003812A JP 381292 A JP381292 A JP 381292A JP H0546274 A JPH0546274 A JP H0546274A
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JP
Japan
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clock signal
clock
signal
electronic circuit
circuit
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Application number
JP4003812A
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English (en)
Inventor
Shigeki Masumura
茂樹 増村
Hideo Nakamura
英夫 中村
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.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 互いのクロックパルスが重なりあわない2つ
のクロック信号により動作タイミングが制御される複数
の電子回路を含むシステムにおいて、クロック周波数を
上げた場合にも高い信頼性を得る。 【構成】 クロック伝送路を通ってきた2つの基準クロ
ック信号φ1,φ2から互いのクロックパルスの重なり
のない2つのクロック信号φ1n,φ2nを生成するク
ロック信号補正回路131,132,…を、クロック伝
送路と電子回路141,142,…の間にそれぞれ挿入
する。 【効果】 各電子回路に、適正なノンオーバラップ部分
をもつクロック信号を分配でき、高いクロック周波数で
も安定な動作を保証できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クロック分配装置,ク
ロック信号補正回路,電子回路システム,2相クロック
発生回路,半導体集積回路およびマイクロコンピュータ
に関し、さらに詳しくは、少なくとも2つのクロック信
号によって動作タイミングを制御している電子回路に互
いのクロックパルスが重なりあわない少なくとも2つの
クロック信号を分配するクロック分配装置,入力された
2つの基準クロック信号から互いのクロックパルスが重
なりあわない2つのクロック信号を生成するクロック信
号補正回路,異なるクロック信号で動作している電子回
路の間でデータの受け渡しを行う補正回路を含む電子回
路システム,1つの原クロック信号から互いのクロック
パルスが重なりあわない2つのクロック信号を生成する
2相クロック発生回路,前記クロック分配装置/クロッ
ク信号補正回路/電子回路システム/2相クロック発生
回路を備えた半導体集積回路およびマイクロコンピュー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】互いのクロックパルスが重なりあわない
少なくとも2つのクロック信号により動作タイミングが
制御される複数の電子回路に、1つのクロック発生回路
で発生した互いのクロックパルスが重なりあわない少な
くとも2つのクロック信号を、クロック伝送路を介し
て、それぞれ分配するクロック分配装置が知られてい
る。
【0003】このようなクロック分配装置において、例
えばクロック周波数を上げて高速化を図ろうとすると、
クロック伝送路の入力端ではクロックパルスが重なりあ
っていないが、クロック伝送路における遅延に起因し
て、クロック伝送路の出力端ではクロックパルスの重な
りを生じることがある。
【0004】従来、このクロックパルスの重なりを回避
するために、種々の技術が提案されている。
【0005】その第1の例は、クロックパルスの重なら
ない部分(ノンオーバラップ部分)の大きなクロック信
号をクロック発生回路で発生するものである。
【0006】その第2の例は、クロック伝送路の遅延を
均等にするものである(特開平1−157115号公
報,特開平2−33611号公報)。
【0007】その第3の例は、例えば2つのクロック信
号がクロック伝送路から出力されるときに、一方のクロ
ック信号はそのまま電子回路に供給し、他方のクロック
信号は前記一方のクロック信号の反転信号との論理積を
とってから電子回路に供給するものである(特開平1ー
177116号公報)。
【0008】なお、他の関連する従来技術としては、特
開昭59−201517号公報に開示のクロック分配装
置がある。これは、単相クロックを複数の電子回路にク
ロック伝送路を介してそれぞれ分配し、各電子回路で前
記単相クロックから2相クロックを生成するものであ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち第
1の例では、クロックパルスの位相ずれは回避できない
ため、例えば2つのクロック信号のクロックパルスの間
隔が小さくなって、2つのクロック信号のうちの一方を
入力タイミングに用い,他方を出力タイミングに用いる
電子回路では、入力から出力までの動作時間が減少し、
必要な作動をさせることが難しくなる問題点がある。
【0010】また、第2の例では、実際の回路では規模
の相違やレイアウト上の制約があるため、実現が難しい
問題点がある。
【0011】また、第3の例では、進みの位相ずれか遅
れの位相ずれか一方の場合しか対応できないため、上記
第1の例と同じ問題点がある。
【0012】結局のところ、上記従来技術では、互いの
クロックパルスが重なりあわない少なくとも2つのクロ
ック信号により動作タイミングが制御される電子回路を
高速動作させるのに十分対応できない問題点がある。
【0013】そこで、本発明の目的は、互いのクロック
パルスが重なりあわない少なくとも2つのクロック信号
により動作タイミングが制御される電子回路を高速動作
させるのに十分対応できるようにしたクロック分配装置
を提供することにある。また、それに関連するクロック
信号補正回路,電子回路システム,2相クロック発生回
路,半導体集積回路およびマイクロコンピュータを提供
することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、互いのクロックパルスが重なりあわない少なくとも
2つのクロック信号により動作タイミングが制御される
少なくとも2つの電子回路に、それぞれクロック伝送路
を介して、クロック発生回路から、少なくとも2つの基
準クロック信号を分配するクロック分配装置において、
各クロック伝送路と電子回路との間に、クロック伝送路
を通ってきた少なくとも2つの基準クロック信号の互い
のクロックパルスの重なりを除去して少なくとも1つの
クロック信号を出力するクロック信号補正回路をそれぞ
れ挿入したことを特徴とするクロック分配装置を提供す
る。
【0015】第2の観点では、本発明は、第1の基準ク
ロック信号を或る時間だけ遅延させて第1の遅延基準ク
ロック信号を生成する第1の遅延手段と、第2の基準ク
ロック信号を或る時間だけ遅延させて第2の遅延基準ク
ロック信号を生成する第2の遅延手段と、前記第1の基
準クロック信号と前記第2の基準クロック信号の論理積
の否定をとって論理積否定信号を生成する論理積否定信
号生成手段と、前記第1の基準クロック信号と前記第1
の遅延基準クロック信号の論理積をとって又は前記第1
の基準クロック信号と前記第1の遅延基準クロック信号
と前記論理積否定信号の論理積をとって第1のクロック
信号を生成する第1クロック信号生成手段と、前記第2
の基準クロック信号と前記第2の遅延基準クロック信号
と前記論理積否定信号の論理積をとって第2のクロック
信号を生成する第2クロック信号生成手段とを具備して
なり、前記第1の遅延手段と前記第2の遅延手段で生じ
る遅延時間より前記論理積否定信号生成手段で生じる遅
延時間が短いことを特徴とするクロック信号補正回路を
提供する。
【0016】第3の観点では、本発明は、少なくとも1
つのクロック信号により動作タイミングが制御される第
1の電子回路とその第1の電子回路におけるクロック信
号とは別の少なくとも1つのクロック信号により動作タ
イミングが制御される第2の電子回路との間でデータを
受け渡す電子回路システムにおいて、第1の電子回路に
おけるクロック信号と第2の電子回路におけるクロック
信号の互いのクロックパルスの重なりを除去するクロッ
ク信号補正回路を設けると共に、その重なりを除去した
クロック信号によりデータの受け渡しの動作タイミング
を制御することを特徴とする電子回路システムを提供す
る。
【0017】第4の観点では、1つの原クロック信号を
或る時間だけ遅延させて遅延原クロック信号を生成する
第1の遅延手段と、前記原クロック信号と前記遅延原ク
ロック信号の論理積をとって第1のクロック信号を生成
する論理積手段と、前記原クロック信号を反転する反転
手段と、その反転手段の出力を或る時間だけ遅延させて
第2のクロック信号を生成する第2の遅延手段とを具備
してなり、前記第1の遅延手段および論理積手段で生じ
る遅延時間より前記反転手段および第2の遅延手段で生
じる遅延時間が短いことを特徴とする2相クロック発生
回路を提供する。
【0018】第5の観点では、上記構成のクロック信号
補正回路,電子回路システム,2相クロック発生回路を
備えた半導体集積回路およびマイクロコンピュータを提
供する。
【0019】
【作用】上記第1の観点によるクロック分配装置では、
クロック伝送路から各電子回路に入力する時点で、互い
のクロックパルスの重なりのないクロック信号をそれぞ
れ得る。このため、クロック発生回路から適切な基準ク
ロック信号を送り出すことによって、各電子回路で、性
能を十分発揮できるようなクロック信号を供給できる。
【0020】上記第2の観点によるクロック信号補正回
路では、第1の遅延手段と第2の遅延手段と論理積否定
信号生成手段でそれぞれ生じる遅延時間を制御すること
により、互いのクロックパルスが重なる部分を除去す
る。このため、互いのクロックパルスの重なりのないク
ロック信号を好適に得られる。
【0021】上記第3の観点による電子回路システムで
は、データを渡す側で用いるクロック信号と,データを
受け取る側で用いるクロック信号とから,互いのクロッ
クパルスの重なりのないクロック信号を得て、それによ
りデータの受け渡しを制御する。このため、位相ずれに
よる誤動作がなく、信頼性が高くなる。
【0022】上記第4の観点による2相クロック発生回
路では、1つの原クロック信号から互いのクロックパル
スの重なりのない2相クロック信号を生成するが、第1
の遅延手段および論理積手段で生じる遅延時間と反転手
段および第2の遅延手段で生じる遅延時間を制御するこ
とにより、互いのクロックパルスが重ならない部分の時
間を制御できる。このため、各電子回路で、性能を十分
発揮できるようなクロック信号を得られる。
【0023】第5の観点による半導体集積回路およびマ
イクロコンピュータでは、上記構成のクロック信号補正
回路,電子回路システム,2相クロック発生回路を備え
たので、信頼性を向上することが出来る。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を用い
て説明する。なお、これにより本発明が限定されるもの
ではない。
【0025】図1は、本発明のクロック分配装置を適用
したLSI半導体チップ101の内部構成を示すブロッ
ク図である。クロック生成部102内の基準クロックパ
ルス発生回路103は、互いのクロックパルスが重なり
あわない第1の基準クロック信号φ1および第2の基準
クロック信号φ2を発生する。これらの基準クロック信
号φ1,φ2は、クロックドライバ回路104,105
およびクロック伝送路を介して、各電子回路ブロック1
11〜116に供給される。
【0026】図1では、電子回路ブロック111〜11
6を代表させて、電子回路ブロック115の内部構成を
示している。この図1から分かるように、クロック伝送
路は電子回路ブロック115内で、クロックドライバ回
路121,122を経て分岐し、電子回路ブロック11
5内の各電子回路範囲141〜142に入っている。そ
して、さらに、各電子回路範囲141〜142内のクロ
ック信号補正回路131〜133に入っている。
【0027】2つの基準クロック信号φ1およびφ2
は、もともとは互いのクロックパルスが重なりあわない
ものであったが、クロック伝送路を伝搬する時間の差に
起因する位相ずれが発生するために、各電子回路範囲1
41〜143に至る時には、互いのクロックパルスが重
なりあうオーバラップ部分を生じてしまう。クロック信
号補正回路131〜133は、このオーバラップ部分を
削除するものである。
【0028】すなわち、クロック信号補正回路131〜
133は、入力される2つの基準クロック信号φ1およ
びφ2に,互いのクロックパルスが重なりあうオーバラ
ップ部分があるとき、そのオーバラップ部分を削除し
て、互いのクロックパルスが重なりあわない第1のクロ
ック信号φ1nおよび第2のクロック信号φ2nを生成
し、互いのクロックパルスが重なりあわない2つのクロ
ック信号により動作タイミングが制御される各電子回路
に、前記クロック信号φ1n,φ2nを供給する。
【0029】各電子回路範囲141〜143の範囲は、
その範囲内ではクロック信号の伝搬経路における位相ず
れが無視できるような範囲である。
【0030】上記のLSI半導体チップ101は、具体
的には、例えばシングルチップマイクロコンピュータで
ある。その場合、例えば、102はクロックジェネレー
タ,111はA/D,112はタイマ,113は他の周
辺回路,114はメモリ,115はCPU,116はI
/O(入出力)インタフェース,141は第1の制御
部,142は第2の制御部、143は演算部等に対応す
る。
【0031】図2は、クロック信号補正回路131の具
体例を示す回路図である。図3は、図2のクロック信号
補正回路131の各部の信号のタイミング図である。
【0032】インバータ211とインバータ212は、
第1の基準クロック信号φ1を或る時間T1だけ遅延さ
せて第1の遅延基準クロック信号φ1dを生成する第1
の遅延手段である。
【0033】インバータ221とインバータ222は、
第2の基準クロック信号φ2を或る時間T2だけ遅延さ
せて第2の遅延基準クロック信号φ2dを生成する第2
の遅延手段である。
【0034】2入力NAND231は、第1の基準クロ
ック信号φ1と第2の基準クロック信号φ2の論理積の
否定をとって論理積否定信号 not(φ1・φ2)を生成
する論理積否定信号生成手段である。この2入力NAN
D231における遅延時間はT3であり、これは前記遅
延時間T1,T2よりも短くされている。
【0035】3入力NAND213とインバータ214
は、第1の基準クロック信号φ1と第1の遅延基準クロ
ック信号φ1dと論理積否定信号 not(φ1・φ2)の
論理積をとって第1のクロック信号φ1nを生成する第
1クロック信号生成手段である。
【0036】3入力NAND223とインバータ224
は、第2の基準クロック信号φ2と第2の遅延基準クロ
ック信号φ2dと論理積否定信号 not(φ1・φ2)の
論理積をとって第2のクロック信号φ2nを生成する第
2クロック信号生成手段である。
【0037】図3から理解されるように、第1の基準ク
ロック信号φ1と第2の基準クロック信号φ2とにオー
バラップ部分L1,L2があるとき、これらのオーバラ
ップ部分L1,L2と同じ時間だけのノンオーバラップ
部分が形成され、互いのクロックパルスが重なりあわな
い第1のクロック信号φ1nおよび第2のクロック信号
φ2nが生成されている。
【0038】なお、図3のタイミング図では、説明の都
合上、3入力NAND213とインバータ214におけ
る遅延時間と,3入力NAND223とインバータ22
4における遅延時間は無視している。
【0039】図2のクロック信号補正回路131は、対
称な回路構成であるため回路設計が容易で信頼性が高い
利点を有している。
【0040】図4は、クロック信号補正回路131の他
の具体例を示す回路図である。図5は、図4のクロック
信号補正回路131の各部の信号のタイミング図であ
る。
【0041】インバータ211とインバータ212は、
第1の基準クロック信号φ1を或る時間T1だけ遅延さ
せて第1の遅延基準クロック信号φ1dを生成する第1
の遅延手段である。
【0042】インバータ221とインバータ222は、
第2の基準クロック信号φ2を或る時間T2だけ遅延さ
せて第2の遅延基準クロック信号φ2dを生成する第2
の遅延手段である。
【0043】2入力NAND231は、第1の基準クロ
ック信号φ1と第2の基準クロック信号φ2の論理積の
否定をとって論理積否定信号 not(φ1・φ2)を生成
する論理積否定信号生成手段である。この2入力NAN
D231における遅延時間はT3であり、これは前記遅
延時間T1,T2よりも短くされている。
【0044】2入力NAND413とインバータ214
は、第1の基準クロック信号φ1と第1の遅延基準クロ
ック信号φ1dの論理積をとって第1のクロック信号φ
1nを生成する第1クロック信号生成手段である。
【0045】3入力NAND223とインバータ224
は、第2の基準クロック信号φ2と第2の遅延基準クロ
ック信号φ2dと論理積否定信号 not(φ1・φ2)の
論理積をとって第2のクロック信号φ2nを生成する第
2クロック信号生成手段である。
【0046】図5から理解されるように、第1の基準ク
ロック信号φ1と第2の基準クロック信号φ2とにオー
バラップ部分L1,L2があっても、(T1−T3)時
間またはT3時間だけのノンオーバラップ部分が形成さ
れ、互いのクロックパルスが重なりあわない第1のクロ
ック信号φ1nおよび第2のクロック信号φ2nが生成
されている。
【0047】なお、図5のタイミング図では、2入力N
AND413とインバータ214における遅延時間と,
3入力NAND223とインバータ224における遅延
時間を無視している。これは、両遅延時間がほぼ等しい
ため、説明上、これらを無視してもタイミング関係に影
響しないからである。
【0048】図4のクロック信号補正回路131は、遅
延時間T1,T3によってノンオーバラップ部分の時間
をコントロールできるため、ノンオーバラップ部分の時
間幅を、必要な最小限度の幅に設定することが可能とな
る利点がある。
【0049】さて、上記のように、クロック信号補正回
路131,132,…を用いることによって、各電子回
路範囲141〜143の範囲内では、互いのクロックパ
ルスが重なりあわない第1のクロック信号φ1nおよび
第2のクロック信号φ2nにより電子回路の動作タイミ
ングを制御できる。ところが、電子回路範囲141から
電子回路範囲142へデータ信号を渡す場合には、両者
のクロック信号の間の位相ずれのために、データ信号の
受け渡しの動作タイミングが狂うことがある。しかし、
このような場合でも、クロック信号補正回路を用いるこ
とによって、データ信号の受け渡しの動作タイミングを
適正に制御することが出来る。これを図6を参照して次
に説明する。
【0050】図6において、電子回路範囲610では、
クロック信号補正回路613が、クロック伝送路61
1,612から供給される第1の基準クロック信号φ1
1および第2の基準クロック信号φ21から互いのクロ
ックパルスが重なりあわない第1のクロック信号φ11
nおよび第2のクロック信号φ21nを生成している。
そして、これらのクロック信号φ11n,φ21nを用
いて、内部の動作タイミングをとるタイミングラッチ6
15,616のラッチタイミングを制御している。
【0051】他方、電子回路範囲620では、クロック
信号補正回路623が、クロック伝送路621,622
から供給される第1の基準クロック信号φ12および第
2の基準クロック信号φ22から互いのクロックパルス
が重なりあわない第1のクロック信号φ12nおよび第
2のクロック信号φ22nを生成している。そして、こ
れらのクロック信号φ12n,φ22nを用いて、内部
の動作タイミングをとるタイミングラッチ625,62
6,627のラッチタイミングを制御している。
【0052】電子回路範囲620に設けられているクロ
ック信号補正回路624は、クロック伝送路611から
供給される第1の基準クロック信号φ11およびクロッ
ク伝送路622から供給される第2の基準クロック信号
φ22から互いのクロックパルスが重なりあわない第1
のクロック信号φ13nおよび第2のクロック信号φ2
3nを生成している。そして、これらのクロック信号φ
13n,φ23nを用いて、電子回路範囲610から電
子回路範囲620へ渡されるデータ信号に関するタイミ
ングの整合をとるラッチ635,636のラッチタイミ
ングを制御している。
【0053】電子回路範囲620の組み合わせ回路の左
半分には、電子回路範囲610からのデータ信号と,ラ
ッチ635からのデータ信号が入力されるが、電子回路
範囲610でデータ信号を生成するタイミングの基とな
る第1の基準クロック信号φ11から生成した第1のク
ロック信号φ13nによりラッチ635のタイミングを
制御しているため、両データ信号のタイミングが合致す
る。
【0054】ラッチ626は、上記の如きタイミングで
動作する電子回路範囲620の組み合わせ回路の左半分
からのデータ信号をラッチし,そのラッチしたデータ信
号をタイミングラッチ626へと出力するものである
が、電子回路範囲620の組み合わせ回路の左半分でデ
ータ信号を生成するタイミングの基となる第1の基準ク
ロック信号φ11と,タイミングラッチ626でデータ
信号をラッチするタイミングの基となる第2の基準クロ
ック信号φ22とから生成した第2のクロック信号φ2
3nにより動作タイミングを制御されるため、適正な動
作タイミングとなる。
【0055】かくして、電子回路範囲610の動作タイ
ミングのクロック信号φ11n,φ21nと電子回路範
囲620の動作タイミングのクロック信号φ21n,φ
22nの間に位相ずれがあっても、両者の間で適正にデ
ータ信号が受け渡されるようになる。
【0056】両者のクロック信号の間の位相ずれは、1
80°未満である必要がある。ラッチ635,636の
間の回路動作に許容される時間は、位相ずれに起因する
クロックパルス幅の減少によって減少する可能性があ
る。この減少分は、元のタイミングラッチ間で許される
有効時間の50%以下である。位相差が90°未満であ
るとすると、25%以下になる。
【0057】電子回路範囲610からデータ信号が入力
される組み合わせ回路に,タイミングラッチ625から
のデータ信号が関係しない場合は、タイミングラッチ6
35を省略することが出来る。
【0058】図6の変形例としては、クロック信号補正
回路624に入力する信号として、基準クロック信号6
11の代わりにクロック信号φ11nまたはφ21nを
用いるものが挙げられる。また、基準クロック信号61
1,622の代わりにクロック信号φ11n,φ21n
を用いるものが挙げられる。さらに、クロック信号補正
回路624を省略し、クロック信号φ11n,φ21n
によりラッチ635,636を制御するものが挙げられ
る。
【0059】図7は、クロック信号の間に位相ずれがあ
る電子回路範囲610,620間でデータ信号を受け渡
すタイミングを制御する別の構成例を示している。
【0060】この図7の構成例は、電子回路範囲610
から入力されるデータ信号を受けるラッチ740を設
け、そのラッチ740の動作タイミングを、電子回路範
囲610でデータ信号を生成するタイミングの基となる
クロックφ11nと同じタイミングであるはずのクロッ
ク信号φ21nで制御するものである。
【0061】さて、図2,図3のクロック信号補正回路
131では、基準クロック信号φ1,φ2にオーバッラ
ップ部分がなかった場合、元の基準クロック信号φ1
1,φ12から遅延時間T1,T2だけパルス幅を削る
作用を行うだけになる。そこで、これを避けるために
は、基準クロック信号φ1,φ2として、互いにクロッ
クパルスが重なりあうオーバラップ2相クロック信号を
用いればよい。このようなオーバラップ2相クロック信
号は、互いにクロックパルスが重なりあわないノンオー
バラップ2相クロック信号を反転することにより得るこ
とが出来る。
【0062】図2,図3のクロック信号補正回路131
は、1つの原クロック信号をクロック伝送路で各電子回
路に分配し、各電子回路で原クロック信号からノンオー
バラップ2相クロック信号をそれぞれ生成し、そのノン
オーバラップ2相クロック信号で内部の動作タイミング
を制御する電子回路システムにも利用できる。
【0063】すなわち、分配された原クロック信号を第
1の基準クロック信号φ1とし,分配された原クロック
信号をインバータで反転したものを第2の基準クロック
信号φ2としてクロック信号補正回路131に入力すれ
ば、互いにクロックパルスが重なりあわない2つのクロ
ック信号φ1n,φ2nを得ることが出来る。
【0064】さて、図8の2相クロック発生回路800
は、1つの原クロック信号φ1gからノンオーバラップ
2相クロック信号φ1n,φ2nを生成する2相クロッ
ク発生回路である。図9は、その各部の信号のタイミン
グ図である。
【0065】インバータ811,812は、原クロック
信号φ1gを或る時間だけ遅延させて遅延原クロック信
号φ1hを生成する第1の遅延回路である。2入力NA
ND813とインバータ814は、原クロック信号φ1
gと遅延原クロック信号φ1hの論理積をとって第1の
クロック信号φ1nを生成する論理積回路である。
【0066】インバータ811は、原クロック信号φ1
gを反転する反転回路である。さらに、インバータ81
1は、原クロック信号φ1gを或る時間だけ遅延させて
第2のクロック信号φ2nを生成する第2の遅延回路で
ある。
【0067】インバータ811,812および2入力N
AND813とインバータ814で生じる遅延時間T1
より、インバータ811,823,824で生じる遅延
時間T2の方が短い。クロック信号φ1,φ2の間のノ
ンオーバラップ部分の時間幅は、(T1−T2)とな
る。これは、2入力NAND813とインバータ814
で生じる遅延時間とインバータ823と824で生じる
遅延時間を等しくすると、インバータ811または81
2で生じる遅延時間となる。
【0068】図8の2相クロック発生回路800は、ノ
ンオーバラップ部分の時間をコントロールできるため、
ノンオーバラップ部分の時間幅を、必要な最小限度の幅
に設定することが可能となる利点がある。
【0069】また、図8の2相クロック発生回路800
により、先述した図6,図7の電子回路システムにおけ
るクロック信号補正回路613,623,624を置換
することが可能である。
【0070】さらに別の実施例として、図10の2相ク
ロック発生回路1000は、1つの原クロック信号φs
から、ノンオーバラップ2相クロック信号φ1s,φ2
sを生成する2相クロック発生回路である。図11は、
その各部の信号のタイミング図である。
【0071】インバータ1011は、原クロックφsを
反転させて、原クロックの反転信号not(φs)を生成
する反転回路である。インバータ1012は、原クロッ
クの反転信号 not(φs)をさらに反転させて、原クロ
ックの第1の遅延信号φsdを生成する反転回路であ
る。
【0072】インバータ1021と1022は、第1の
遅延信号φsdをさらに遅延させて、原クロックの第2
の遅延信号φsdaを生成する遅延回路である。インバ
ータ1031と1032は、原クロック反転信号 not
(φs)を遅延させて、第3の遅延信号φsdbを生成
する遅延回路である。
【0073】2入力NAND1023とインバータ10
24は、第1の遅延信号φsdと第2の遅延信号φsd
aの論理積をとって、第1のクロック信号φ1sを生成
する論理積回路である。2入力NAND1033とイン
バータ1034は、原クロックの反転信号 not(φs)
と第3の遅延信号φsdbの論理積をとって、第2のク
ロック信号φ2sを生成する論理積回路である。
【0074】図11は、説明のため、インバータ101
2,1021,1022,1031,1032以外の回
路遅延を無視したタイミングチャートである。インバー
タ1012で生じる遅延時間をd1とし、インバータ1
021と1022で生じる遅延時間をdaとし、インバ
ータ1031と1032で生じる遅延時間をdbとする
と、2相クロック発生回路1000で生成される第1の
クロック信号φ1sと第2のクロック信号φ2sのノン
オーバラップ部分の時間は、(da+d1)または(d
b−d1)となる。
【0075】インバータ1012で生じる遅延時間d1
を、インバータ1021と1022で生じる遅延時間d
aおよびインバータ1031と1032で生じる遅延時
間dbに較べて充分小さくとると、ノンオーバラップ部
分の時間幅はdaおよびdbで制御できるため、ノンオ
ーバラップ部分の時間幅を、必要な最小限の幅に設定す
ることが出来る。
【0076】また、図10の2相クロック発生回路10
00により、先述した図6,図7の電子回路システムに
おけるクロック信号補正回路613,623,624を
置換することが可能である。
【0077】図8の2相クロック発生回路800または
図10の2相クロック発生回路1000においては、第
1のクロックの立ち下がりから第2のクロックの立ち上
がりまでの第1のノンオーバラップ部分の時間幅と,第
2のクロックの立ち下がりから第1のクロックの立ち上
がりまでの第2のノンオーバラップ部分の時間幅を、独
立に制御することが出来る。そこで、先述した図6,図
7の電子回路システムにおけるクロック信号補正回路6
13,623,624を、図8の2相クロック発生回路
800または図10の2相クロック発生回路1000に
よって置換すれば、任意の電子回路範囲で、位相が同じ
で且つノンオーバラップ部分の時間幅が異なる2相クロ
ックを使用することが出来る。
【0078】一般に、電子回路の動作においては、必要
とする動作タイミングの条件が異なる場合が多い。例え
ば、第1の回路範囲では,第1のクロックの立ち上がり
から第2のクロックの立ち下がりまでの時間幅をできる
だけ大きく取ることが要求されるが,第1のクロックの
立ち下がりから第2のクロックの立ち上がりまでの時間
幅には何らそのような要求がなく、一方、第2の回路範
囲では,その逆であり、しかも、第1の回路範囲と第2
の回路範囲が同期動作している場合が考えられる。この
ような場合にでも、本回路によって、それぞれの電子回
路範囲に最適なクロック信号を供給することができ、な
おかつ最小限の位相のずれで同期動作させることが出来
る。
【0079】ノンオーバラップ2相クロック信号φ1
n,φ2nのうちの一方の信号だけが必要な場合や,両
方が必要だがそれぞれを別々に生成した方が伝搬経路に
よるスキューが小さくなり有利である場合や,レイアウ
ト効率等の点で一方の信号だけを生成した方が有利であ
る場合などには、上記図2,図4,図8,図10に例示
した回路131,131,800,1000の不要な片
側の回路部分を省略してもよい。
【0080】なお、以上の実施例で説明した回路は、信
号の論理を反転することによって、ドモルガンの定理に
従い、NANDをNORに変えたり,インバータを削除
・追加する等の変形を行うことが出来るが、それらは本
発明の範囲に含まれるものである。また、以上の実施例
は1チップ内でのクロック分配やデータ信号の受け渡し
であったが、1ボード内でのクロック分配やデータ信号
の受け渡しについても同様に本発明を適用することが出
来る。
【0081】
【発明の効果】本発明のクロック分配装置によれば、各
電子回路で、性能を十分発揮できるようなクロック信号
を分配供給できる。
【0082】本発明のクロック信号補正回路によれば、
互いのクロックパルスの重なりのないクロック信号を好
適に得られる。
【0083】本発明の電子回路システムによれば、デー
タの受け渡しにおいて位相ずれに起因する誤動作がなく
なり、信頼性が高くなる。
【0084】本発明の2相クロック発生回路によれば、
1つの原クロック信号から、各電子回路で、性能を十分
発揮できるような2相クロック信号を得られる。
【0085】本発明の半導体集積回路およびマイクロコ
ンピュータによれば、作動の信頼性を向上することが出
来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクロック分配装置の一実施例の説明
図。
【図2】本発明のクロック信号補正回路の一実施例の回
路図。
【図3】図2のクロック信号補正回路の各部の信号のタ
イミング図。
【図4】本発明のクロック信号補正回路の他の実施例の
回路図。
【図5】図4のクロック信号補正回路の各部の信号のタ
イミング図。
【図6】本発明の電子回路システムの一実施例のブロッ
ク図。
【図7】本発明の電子回路システムの他の実施例のブロ
ック図。
【図8】本発明の2相クロック発生回路の一実施例の回
路図。
【図9】図8の2相クロック発生回路の各部の信号のタ
イミング図。
【図10】本発明の別の実施例の2相クロック発生回路
の一実施例の回路図。
【図11】図10の2相クロック発生回路の各部の信号
のタイミング図。
【符号の説明】
101 LSI半導体チップ 102 クロック生成部 103 基準クロックパルス発生回路 104,105 クロックドライバ回路 111,112,113,114,115,116 電
子回路ブロック 121,122 クロックドライバ回路 131,132,133 クロック信号補正回路 141,142,143 電子回路範囲 800,1000 2相クロック発生回路 φ1,φ2 基準クロック信号 φ1d,φ2d 遅延基準クロック信号 φ1n,φ2n クロック信号 φ1g 原クロック信号 φ1h 遅延原クロック信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 英夫 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いのクロックパルスが重なりあわない
    少なくとも2つのクロック信号により動作タイミングが
    制御される少なくとも2つの電子回路に、それぞれクロ
    ック伝送路を介して、クロック発生回路から、少なくと
    も2つの基準クロック信号を分配するクロック分配装置
    において、 各クロック伝送路と電子回路との間に、クロック伝送路
    を通ってきた少なくとも2つの基準クロック信号の互い
    のクロックパルスの重なりを除去して少なくとも1つの
    クロック信号を出力するクロック信号補正回路をそれぞ
    れ挿入したことを特徴とするクロック分配装置。
  2. 【請求項2】 クロック伝送路のクロック入力端または
    途中または分岐点または出力端の少なくともいずれかの
    箇所にクロックドライバ回路を設けてなる請求項1のク
    ロック分配装置。
  3. 【請求項3】 第1の基準クロック信号を或る時間だけ
    遅延させて第1の遅延基準クロック信号を生成する第1
    の遅延手段と、第2の基準クロック信号を或る時間だけ
    遅延させて第2の遅延基準クロック信号を生成する第2
    の遅延手段と、前記第1の基準クロック信号と前記第2
    の基準クロック信号の論理積の否定をとって論理積否定
    信号を生成する論理積否定信号生成手段と、前記第1の
    基準クロック信号と前記第1の遅延基準クロック信号と
    前記論理積否定信号の論理積をとって第1のクロック信
    号を生成する第1クロック信号生成手段と、前記第2の
    基準クロック信号と前記第2の遅延基準クロック信号と
    前記論理積否定信号の論理積をとって第2のクロック信
    号を生成する第2クロック信号生成手段とを具備してな
    り、前記第1の遅延手段と前記第2の遅延手段で生じる
    遅延時間より前記論理積否定信号生成手段で生じる遅延
    時間が短いことを特徴とするクロック信号補正回路。
  4. 【請求項4】 第1の基準クロック信号を或る時間だけ
    遅延させて第1の遅延基準クロック信号を生成する第1
    の遅延手段と、第2の基準クロック信号を或る時間だけ
    遅延させて第2の遅延基準クロック信号を生成する第2
    の遅延手段と、前記第1の基準クロック信号と前記第2
    の基準クロック信号の論理積の否定をとって論理積否定
    信号を生成する論理積否定信号生成手段と、前記第1の
    基準クロック信号と前記第1の遅延基準クロック信号と
    前記論理積否定信号の論理積をとって第1のクロック信
    号を生成する第1クロック信号生成手段と、前記第2の
    基準クロック信号と前記第2の遅延基準クロック信号と
    の論理積をとって第2のクロック信号を生成する第2ク
    ロック信号生成手段とを具備してなり、前記第1の遅延
    手段と前記第2の遅延手段で生じる遅延時間より前記論
    理積否定信号生成手段で生じる遅延時間が短いことを特
    徴とするクロック信号補正回路。
  5. 【請求項5】 少なくとも1つのクロック信号により動
    作タイミングが制御される第1の電子回路とその第1の
    電子回路におけるクロック信号とは別の少なくとも1つ
    のクロック信号により動作タイミングが制御される第2
    の電子回路との間でデータを受け渡す電子回路システム
    において、 第1の電子回路におけるクロック信号と第2の電子回路
    におけるクロック信号の互いのクロックパルスの重なり
    を除去するクロック信号補正回路を設けると共に、その
    重なりを除去したクロック信号によりデータの受け渡し
    の動作タイミングを制御することを特徴とする電子回路
    システム。
  6. 【請求項6】 1つの原クロック信号から第1の基準ク
    ロック信号と第2の基準クロック信号とを生成する2相
    クロック信号発生手段と、請求項3または請求項4のク
    ロック信号補正手段とを具備してなることを特徴とする
    2相クロック発生回路。
  7. 【請求項7】 1つの原クロック信号を或る時間だけ遅
    延させて遅延原クロック信号を生成する第1の遅延手段
    と、前記原クロック信号と前記遅延原クロック信号の論
    理積をとって第1のクロック信号を生成する論理積手段
    と、前記原クロック信号を反転する反転手段と、その反
    転手段の出力を或る時間だけ遅延させて第2のクロック
    信号を生成する第2の遅延手段とを具備してなり、前記
    第1の遅延手段で生じる遅延時間より前記第2の遅延手
    段で生じる遅延時間が短いことを特徴とする2相クロッ
    ク発生回路。
  8. 【請求項8】 1つの原クロック信号を或る時間だけ遅
    延させて遅延原クロック信号を生成する第1の遅延手段
    と、前記原クロック信号と前記遅延原クロック信号の論
    理積をとって第1のクロック信号を生成する論理積手段
    と、前記原クロック信号を反転して原クロック反転信号
    を生成する反転手段と、前記原クロック反転信号を或る
    時間だけ遅延させて遅延原クロック反転信号生成する第
    2の遅延手段と、前記原クロック反転信号と前記原クロ
    ック反転信号の論理積をとって第2のクロック信号を生
    成する論理積手段とを具備してなることを特徴とする2
    相クロック発生回路。
  9. 【請求項9】 互いのクロックパルスが重なりあわない
    第1のクロック信号と第2のクロック信号の2つのクロ
    ック信号により動作タイミングが制御される1つまたは
    2つ以上の電子回路に、クロック伝送路を介して、原ク
    ロック発生回路から1つの原クロック信号を分配するク
    ロック分配装置において、 クロック伝送路と電子回路との間に、請求項6または請
    求項7または請求項8の2相クロック発生回路を挿入し
    たことを特徴とするクロック分配装置。
  10. 【請求項10】 クロック伝送路のクロック入力端また
    は途中または分岐点または出力端の少なくともいずれか
    の箇所にクロックドライバ回路を設けてなる請求項9の
    クロック分配装置。
  11. 【請求項11】 請求項6または請求項7または請求項
    8の2相クロック発生回路が生成する第1のクロック信
    号および第2のクロック信号により動作タイミングが制
    御される第1の電子回路と,その第1の電子回路におけ
    る2相クロック発生回路とは別の請求項6または請求項
    7または請求項8の2相クロック発生回路が生成する第
    1のクロック信号および第2のクロック信号により動作
    タイミングが制御される第2の電子回路の間でデータを
    受け渡す電子回路システムであって、 第1の電子回路または第2の電子回路の少なくとも一方
    の電子回路における2相クロック発生回路に入力する原
    クロック信号として、他方の電子回路における原クロッ
    ク信号または基準クロック信号またはクロック信号を用
    いることを特徴とする電子回路システム。
  12. 【請求項12】 少なくとも1つのクロック信号により
    動作タイミングが制御される第1の電子回路から,その
    第1の電子回路におけるクロック信号とは別の少なくと
    も1つのクロック信号により動作タイミングが制御され
    る第2の電子回路へ,データを渡す電子回路システムに
    おいて、 請求項1または請求項2のクロック分配装置を具備する
    と共に、第2の電子回路にラッチ手段を設け、第2の電
    子回路におけるクロック信号の中で,第1の電子回路に
    おいてデータを生成するタイミングに使用されたクロッ
    ク信号と同位相であるべきクロック信号で前記ラッチ手
    段を制御して、第1の電子回路からのデータを受入れる
    ようにしたことを特徴とする電子回路システム。
  13. 【請求項13】 半導体基板上に請求項1または請求項
    2または請求項9または請求項10のクロック分配装置
    を形成してなる半導体集積回路。
  14. 【請求項14】 半導体基板上に請求項3または請求項
    4のクロック信号補正回路を形成してなる半導体集積回
    路。
  15. 【請求項15】 半導体基板上に請求項5または請求項
    11または請求項12の電子回路システムを形成してな
    る半導体集積回路。
  16. 【請求項16】 半導体基板上に請求項6または請求項
    7または請求項8の2相クロック発生回路を形成してな
    る半導体集積回路。
  17. 【請求項17】 請求項13から請求項16のいずれか
    に記載の半導体集積回路と同一の半導体基板上に、デー
    タ処理を行なうプロセッサをさらに備えたことを特徴と
    するマイクロコンピュータ。
JP4003812A 1991-01-17 1992-01-13 クロツク分配装置およびクロツク信号補正回路および電子回路システムおよび2相クロツク発生回路および半導体集積回路およびマイクロコンピユータ Pending JPH0546274A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006129028A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Toshiba Corp 差動信号生成回路および差動信号送信回路

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