JPH06350440A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH06350440A
JPH06350440A JP5156297A JP15629793A JPH06350440A JP H06350440 A JPH06350440 A JP H06350440A JP 5156297 A JP5156297 A JP 5156297A JP 15629793 A JP15629793 A JP 15629793A JP H06350440 A JPH06350440 A JP H06350440A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロック周波数が高い場合でも信号の転送を
正確に行う。 【構成】 PLL回路1の可変遅延バッファ10はクロ
ック入力端子14から入力する入力クロック信号を遅延
させ、出力クロック信号をクロック出力端子15に出力
する。分周回路11は可変遅延バッファ10への入力ク
ロック信号を整数分周し、分周したクロック信号を入力
クロック位相比較信号として出力端子16に出力する。
分周回路12は可変遅延バッファ10からの出力クロッ
ク信号を整数分周し、分周したクロック信号を出力クロ
ック位相比較信号として出力端子17に出力する。位相
比較器13は入力端子18から入力する入力クロック位
相比較信号の位相と入力端子19から入力する出力クロ
ック位相比較信号の位相とを比較し、その比較結果に応
じて可変遅延バッファ10の遅延量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路に関し、
特にコンピュータ装置や伝送・交換装置などのディジタ
ル信号処理装置に使用されるゲートアレー等の半導体集
積回路間のデータ転送を高速に行うために有効な技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】ディジタル信号処理装置においては、図
5に示すように、複数の実装ボード7,8に実装された
複数の信号処理用半導体集積回路(LSI)72,7
3,82,83に、実装ボード7,8に夫々実装された
クロック分配用バッファ71,81からクロックを分配
している。これらクロック分配用バッファ71,81に
はクロック発生回路(CLK)6からクロックが分配さ
れている。
【0003】信号処理用半導体集積回路72,73,8
2,83では夫々クロック分配用バッファ71,81か
ら分配されるクロックにしたがって動作し、このクロッ
クに基づいて信号処理用半導体集積回路72,73,8
2,83間の信号の転送を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディジ
タル信号処理装置では、クロック分配用バッファや信号
処理用半導体集積回路の製造ばらつきによってクロック
スキューが発生するため、信号処理用半導体集積回路間
の信号の転送が正確に行われなくなる。
【0005】特に、異なる実装ボード上に実装されてい
る信号処理用半導体集積回路間の信号の転送が問題とな
る。すなわち、クロック発生回路から異なる実装ボード
上に実装されているクロック分配用バッファにクロック
が分配され、クロック分配用バッファから夫々信号処理
用半導体集積回路にクロックが分配されるため、信号処
理用半導体集積回路間の信号の授受のタイミングが問題
となる。
【0006】この場合、信号処理用半導体集積回路の信
号出力の遅延時間及び信号処理用半導体集積回路の信号
入力のセットアップホールド時間が各信号処理用半導体
集積回路の製造ばらつきによって大きく変化するため、
信号処理用半導体集積回路から信号処理用半導体集積回
路への信号の転送が正確に行われなくなる。特に、クロ
ックの周波数が高い場合、信号処理用半導体集積回路間
の信号の転送が困難になる。
【0007】そこで、本発明の目的は上記問題点を解消
し、クロック周波数が高い場合でも信号の転送を正確に
行うことができる半導体集積回路を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体集積
回路は、同一ボード上に実装された分配回路からのクロ
ック信号を自回路内に供給するPLL回路を含む半導体
集積回路であって、前記分配回路から供給されるクロッ
ク信号を遅延する遅延手段と、前記遅延手段に入力され
るクロック信号と前記遅延手段から出力されるクロック
信号とのうち少なくとも一方を予め設定された遅延量だ
け遅延した信号と他方の信号とを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に応じて前記遅延手段の遅延量
を制御する手段とを前記PLL回路に備えている。
【0009】本発明による他の半導体集積回路は、同一
ボード上に実装された分配回路からのクロック信号を、
入力データを保持するデータ入力レジスタに供給する第
1のPLL回路と、前記分配回路からのクロック信号
を、内部で処理されて出力されるデータを保持するデー
タ出力レジスタに供給する第2のPLL回路とを含む半
導体集積回路であって、前記第1のPLL回路に、前記
分配回路から供給されるクロック信号を遅延する第1の
遅延手段と、前記第1の遅延手段に入力されるクロック
信号と前記第1の遅延手段から出力されるクロック信号
を予め設定された遅延量だけ遅延した信号とを比較する
第1の比較手段と、前記第1の比較手段の比較結果に応
じて前記第1の遅延手段の遅延量を制御する手段とを備
え、前記第2のPLL回路に、前記分配回路から供給さ
れるクロック信号を遅延する第2の遅延手段と、前記第
2の遅延手段から出力されるクロック信号を前記データ
出力レジスタにおけるクロック入力からデータ出力まで
の遅延量だけ遅延する第3の遅延手段と、前記第3の遅
延手段で遅延されたクロック信号と同一ボード上に実装
された固定遅延バッファで予め設定された遅延量だけ遅
延された前記第1の遅延手段から出力されるクロック信
号とを比較する第2の比較手段と、前記第2の比較手段
の比較結果に応じて前記第2の遅延手段の遅延量を制御
する手段とを備えている。
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0011】図1は本発明の一実施例によるPLL回路
の構成例を示すブロック図である。図において、信号処
理用半導体集積回路内のPLL回路1は可変遅延バッフ
ァ10と分周回路11,12と位相比較器13とから構
成されている。
【0012】可変遅延バッファ10はクロック入力端子
14から入力する入力クロック信号100を遅延させ、
出力クロック信号101をクロック出力端子15に出力
する。分周回路11は可変遅延バッファ10への入力ク
ロック信号100を整数分周し、分周したクロック信号
を入力クロック位相比較信号102として出力端子16
に出力する。
【0013】分周回路12は可変遅延バッファ10から
の出力クロック信号101を整数分周し、分周したクロ
ック信号を出力クロック位相比較信号103として出力
端子17に出力する。
【0014】位相比較器13は入力端子18から入力す
る入力クロック位相比較信号104の位相と入力端子1
9から入力する出力クロック位相比較信号105の位相
とを比較し、その比較結果に応じて制御信号106を可
変遅延バッファ10に出力して可変遅延バッファ10の
遅延量を調整する。
【0015】すなわち、位相比較器13は入力クロック
位相比較信号104の位相よりも出力クロック位相比較
信号105の位相の方が早ければ、可変遅延バッファ1
0の遅延量を増加させるように調整する。
【0016】また、位相比較器13は入力クロック位相
比較信号104の位相よりも出力クロック位相比較信号
105の位相の方が遅ければ、可変遅延バッファ10の
遅延量を減少させるように調整する。
【0017】尚、入力クロック位相比較信号104及び
出力クロック位相比較信号105のうち少なくとも一方
は、対応する入力クロック位相比較信号102及び出力
クロック位相比較信号103を予め設定した遅延量分遅
らせた信号である。
【0018】図2は本発明の一実施例によるディジタル
信号処理装置の実装ボードの構成例を示すブロック図で
ある。図においては実装ボード上に実装されたクロック
分配用バッファ2及び信号処理用半導体回路3の内部構
成とそれらの間の接続とを図示している。
【0019】クロック分配用バッファ2のクロック分配
回路20は実装ボード外のクロック発生回路(図示せ
ず)からのクロック信号110を信号処理用半導体回路
3及び実装ボード上の他の信号処理用半導体回路(図示
せず)に分配する。固定遅延バッファ21−1〜21−
nは対応する信号処理用半導体回路のPLL回路からの
出力クロック位相比較信号を遅延し、その遅延信号を対
応する信号処理用半導体回路のPLL回路に出力する。
【0020】信号処理用半導体回路3はデータ信号入力
をラッチする入力レジスタ33と、入力レジスタ33の
データを信号処理した結果であるデータ信号をラッチし
て外部に出力データ信号120として出力する出力レジ
スタ34とを有している。
【0021】信号処理用半導体回路3のPLL回路31
はクロック分配用バッファ2からの入力クロック信号1
11を遅延し、その遅延した信号を出力クロック信号1
15として入力レジスタ33に出力する。
【0022】このとき、PLL回路31は自回路からの
入力クロック位相比較信号112の位相と、自回路から
の出力クロック位相比較信号113がクロック分配用バ
ッファ2の固定遅延バッファ21−1によって遅延され
た出力クロック位相比較信号114の位相との比較結果
に応じて入力クロック信号111を遅延する。
【0023】信号処理用半導体回路3のPLL回路32
はクロック分配用バッファ2からの入力クロック信号1
11を遅延し、その遅延した信号を出力クロック信号1
19として出力レジスタ34に出力する。
【0024】このとき、PLL回路32は入力クロック
位相比較信号116の位相と出力クロック位相比較信号
118の位相との比較結果に応じて入力クロック信号1
11を遅延する。尚、PLL回路31,32は夫々図2
に示すPLL回路1と同様の構成である。
【0025】ここで、入力クロック位相比較信号116
はPLL回路31からの出力クロック位相比較信号11
3を実装ボード上の固定遅延素子4で遅延した信号であ
る。また、出力クロック位相比較信号118は自回路か
らの出力クロック位相比較信号117を信号処理用半導
体回路3上の固定遅延バッファ35で遅延した信号であ
る。
【0026】図3は図2のディジタル信号処理装置の動
作を示すタイムチャートである。図において、Aはクロ
ック分配回路20での遅延を示し、BはPLL回路31
の分周回路11での遅延を示し、CはPLL回路31の
可変遅延バッファ10での遅延を示し、DはPLL回路
31の分周回路12での遅延を示している。
【0027】また、Eは固定遅延素子4での遅延を示
し、FはPLL回路32の可変遅延バッファ10での遅
延を示し、GはPLL回路32の分周回路12での遅延
を示し、Hは出力レジスタ34での遅延を示し、Iは固
定遅延バッファ35での遅延を示している。
【0028】これら図1〜図3を用いて本発明の一実施
例によるディジタル信号処理装置の信号処理用半導体回
路3の動作について説明する。
【0029】実装ボード外のクロック発生回路からのク
ロック信号110はクロック分配用バッファ2のクロッ
ク分配回路20で分配され、実装ボード上の各信号処理
用半導体回路に供給される。クロック分配回路20から
信号処理用半導体回路3に供給された入力クロック信号
111はPLL回路31に入力され、PLL回路31内
の可変遅延バッファ10で遅延されて出力クロック信号
115として入力レジスタ33のクロック端子に入力さ
れる。
【0030】一方、PLL回路31は入力クロック信号
111を分周回路11で分周し、この分周した信号を入
力クロック位相比較信号112として自回路に入力す
る。また、PLL回路31は出力クロック信号115を
分周回路12で分周し、この分周した信号を出力クロッ
ク位相比較信号113としてクロック分配用バッファ2
に出力する。
【0031】クロック分配用バッファ2はPLL回路3
1からの出力クロック位相比較信号113を固定遅延バ
ッファ21−1で遅延し、遅延した信号を出力クロック
位相比較信号114としてPLL回路31に出力する。
【0032】ここで、クロック分配用バッファ2のクロ
ック分配回路20の遅延量と固定遅延バッファ21−1
の遅延量とがほぼ同じとなるように設計されているもの
とする。この場合、クロック分配回路20と固定遅延バ
ッファ21−1とが同じデバイス内にあるため、製造条
件や環境条件の変動に対して相対的に同じだけ遅延量が
変動するものと考えられる。
【0033】PLL回路31の入力クロック信号111
の位相及び入力クロック位相比較信号112の位相はほ
ぼ同位相である。PLL回路31はこの入力クロック位
相比較信号112の位相と出力クロック位相比較信号1
14の位相とが同位相となるように可変遅延バッファ1
0の遅延量を調整する。
【0034】よって、入力クロック信号111の位相と
出力クロック位相比較信号114の位相とが同位相とな
るので、クロック信号110の位相と出力クロック位相
比較信号113の位相とが同位相となる。
【0035】出力クロック位相比較信号113の位相は
可変遅延バッファ10から入力レジスタ33に出力され
る出力クロック信号115の位相とほぼ同位相である。
したがって、出力クロック信号115の位相はクロック
分配用バッファ2に入力されるクロック信号100の位
相とほぼ同位相となるようにPLL回路31によって調
整されることになる。
【0036】クロック分配用バッファ2からの入力クロ
ック信号111はPLL回路32にも供給され、PLL
回路32内の可変遅延バッファ10で遅延されて出力ク
ロック信号119として出力レジスタ34のクロック端
子に入力される。
【0037】PLL回路31の出力クロック位相比較信
号113は実装ボード上の固定遅延素子4で遅延されて
PLL回路32の入力クロック位相比較信号116とな
る。PLL回路32の可変遅延バッファ10から出力さ
れる出力クロック信号119は分周回路12で分周さ
れ、出力クロック位相比較信号117となって固定遅延
バッファ35に出力される。固定遅延バッファ35は出
力クロック位相比較信号117を遅延し、この遅延した
信号を出力クロック位相比較信号118としてPLL回
路32に出力する。
【0038】ここで、出力レジスタ34のクロック入力
からデータ出力までの遅延量と固定遅延バッファ35の
遅延量とがほぼ同じとなるように設計されているものと
する。この場合、出力レジスタ34と固定遅延バッファ
35とが同じデバイス内にあるため、製造条件や環境条
件の変動に対して相対的に同じだけ遅延量が変動するも
のと考えられる。
【0039】PLL回路32の出力クロック位相比較信
号117の位相及び出力クロック信号119の位相はほ
ぼ同位相である。よって、出力クロック位相比較信号1
18の位相と出力データ信号120の位相とが同位相と
なる。
【0040】PLL回路32の入力クロック位相比較信
号116の位相はPLL回路31の出力クロック位相比
較信号113の位相、すなわち、クロック分配用バッフ
ァ2へのクロック信号110の位相に対して固定遅延素
子4の遅延量分遅れた位相である。
【0041】また、PLL回路32は入力クロック位相
比較信号116の位相と出力クロック信号119の位相
とが同位相となるように可変遅延バッファ10の遅延量
を調整する。
【0042】よって、出力クロック位相比較信号118
の位相つまり出力レジスタ34からの出力データ信号1
20の位相はPLL回路31の出力クロック位相比較信
号113の位相つまりクロック分配用バッファ2へのク
ロック信号110の位相に対して固定遅延素子4の遅延
量分遅れた位相となるようにPLL回路32によって調
整されることになる。
【0043】尚、出力レジスタ34への出力クロック信
号119の位相は出力データ信号120の位相がクロッ
ク信号110の位相に対して固定遅延素子4の遅延量分
遅れた位相となるように調整されるため、入力レジスタ
33のデータを信号処理した結果であるデータ信号を出
力レジスタ34でラッチすることができなくなる場合が
ある。
【0044】この場合、出力レジスタ34の前で出力ク
ロック信号119の反転クロックでリタイミングする等
の対策をとることで、当該データ信号の出力レジスタ3
4へのラッチを可能とすることができる。
【0045】上述した如く、入力レジスタ33に供給さ
れる出力クロック信号115の位相はクロック分配用バ
ッファ2に入力されるクロック信号110の位相とほぼ
同位相となるようにPLL回路31で調整される。
【0046】また、出力レジスタ34から出力される出
力データ信号120の位相はクロック分配用バッファ2
に入力されるクロック信号110の位相に対して固定遅
延素子4の遅延量分遅れた位相となるようにPLL回路
32で調整される。
【0047】これらの調整は半導体集積回路の製造条件
や環境条件に変動があっても常に成立する。したがっ
て、図5に示すような構成のディジタル信号処理装置に
おいて、信号処理用半導体集積回路間の信号の転送にお
ける信号出力の遅延時間及び信号入力のセットアップホ
ールド時間を、半導体集積回路の製造条件や環境条件に
変動があっても常に一定量確保することができる。よっ
て、クロック周波数が高い場合でも信号の転送を常に正
確に行うことができる。
【0048】図4は本発明の他の実施例におけるクロッ
ク分配用バッファの構成を示すブロック図である。図に
おいて、クロック分配用バッファ5のクロック分配回路
50は実装ボード外のクロック発生回路(図示せず)か
らの複数のクロック信号130の中からクロック入力選
択信号131に応じてクロック信号を選択し、その信号
を入力クロック信号132として実装ボード上の信号処
理用半導体回路(図示せず)に分配する。
【0049】固定遅延バッファ51−1〜51−nは対
応する信号処理用半導体回路のPLL回路からの出力ク
ロック位相比較信号を遅延し、その遅延信号を対応する
対応する信号処理用半導体回路のPLL回路に出力す
る。
【0050】このクロック分配用バッファ5はクロック
信号の供給を二重化するときに用いられるが、現用のク
ロック発生回路に障害が起きた時に入力されるクロック
入力選択信号131にしたがって予備のクロック発生回
路からのクロック信号が選択されるようになっている。
この場合、現用のクロック発生回路からのクロック信号
の位相及び予備のクロック発生回路からのクロック信号
の位相のずれを無視しても、本発明によれば入力される
クロック信号の位相とほぼ同位相となるように調整する
ので、問題とはならない。
【0051】このように、同一実装ボード上に実装され
たクロック分配用バッファ2から可変遅延バッファ10
に入力される入力クロック信号100と、可変遅延バッ
ファ10から出力される出力クロック信号101とのう
ち少なくとも一方を予め設定された遅延量だけ遅延した
信号と他方の信号とを位相比較器13で比較し、この位
相比較器13の比較結果に応じて可変遅延バッファ10
の遅延量を制御することによって、クロック周波数が高
い場合でも信号の転送を正確に行うことができる。
【0052】また、同一実装ボード上に実装されたクロ
ック分配用バッファ2からの入力クロック信号110を
入力レジスタ33に供給するPLL回路31に、クロッ
ク分配用バッファ2からの入力クロック信号110を遅
延する可変遅延バッファと、この可変遅延バッファに入
力される入力クロック信号110を分周した入力クロッ
ク位相比較信号112と可変遅延バッファから出力され
る出力クロック信号115を分周して固定遅延バッファ
21−1で遅延した出力クロック位相比較信号114と
を比較する位相比較器とを備え、その位相比較器の比較
結果に応じて可変遅延バッファの遅延量を制御するとと
もに、同一実装ボード上に実装されたクロック分配用バ
ッファ2からの入力クロック信号110を出力レジスタ
34に供給するPLL回路32に、クロック分配用バッ
ファ2からの入力クロック信号110を遅延する可変遅
延バッファと、PLL回路31の可変遅延バッファから
出力される出力クロック信号115を分周して固定遅延
素子4で遅延した入力クロック位相比較信号116と可
変遅延バッファから出力される出力クロック信号115
を分周して固定遅延バッファ35で遅延した出力クロッ
ク位相比較信号118とを比較する位相比較器とを備
え、その位相比較器の比較結果に応じて可変遅延バッフ
ァの遅延量を制御することによって、クロック周波数が
高い場合でも信号の転送を正確に行うことができる。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体集積
回路によれば、同一ボード上に実装された分配回路から
のクロック信号を自回路内に供給するPLL回路に、分
配回路から供給されるクロック信号を遅延する遅延手段
と、遅延手段に入力されるクロック信号と遅延手段から
出力されるクロック信号とのうち少なくとも一方を予め
設定された遅延量だけ遅延した信号と他方の信号とを比
較する比較手段とを備え、この比較結果に応じて遅延手
段の遅延量を制御することによって、クロック周波数が
高い場合でも信号の転送を正確に行うことができるとい
う効果がある。
【0054】また、本発明の半導体集積回路によれば、
同一ボード上に実装された分配回路からのクロック信号
を、入力データを保持するデータ入力レジスタに供給す
る第1のPLL回路に、分配回路から供給されるクロッ
ク信号を遅延する第1の遅延手段と、第1の遅延手段に
入力されるクロック信号を予め設定された第1の遅延量
だけ遅延した信号と第1の遅延手段から出力されるクロ
ック信号を予め設定された第2の遅延量だけ遅延した信
号とを比較する第1の比較手段とを備え、この比較結果
に応じて第1の遅延手段の遅延量を制御するとともに、
分配回路からのクロック信号を、内部で処理されて出力
されるデータを保持するデータ出力レジスタに供給する
第2のPLL回路に、分配回路から供給されるクロック
信号を遅延する第2の遅延手段と、第2の遅延手段から
出力されるクロック信号をデータ出力レジスタにおける
クロック入力からデータ出力までの遅延量だけ遅延する
第3の遅延手段と、第3の遅延手段で遅延されたクロッ
ク信号と同一ボード上に実装された固定遅延バッファで
予め設定された遅延量だけ遅延された第1の遅延手段か
ら出力されるクロック信号とを比較する第2の比較手段
とを備え、第2の比較手段の比較結果に応じて第2の遅
延手段の遅延量を制御することによって、クロック周波
数が高い場合でも信号の転送を正確に行うことができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるPLL回路の構成例を
示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるディジタル信号処理装
置の実装ボードの構成例を示すブロック図である。
【図3】図2のディジタル信号処理装置の動作を示すタ
イムチャートである。
【図4】本発明の他の実施例におけるクロック分配用バ
ッファの構成を示すブロック図である。
【図5】従来例のディジタル信号処理装置の実装ボード
の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,31,32 PLL回路 2 クロック分配用バッファ 3 信号処理用半導体集積回路 4 固定遅延素子 10 可変遅延バッファ 11,12 分周回路 13 位相比較器 20 クロック分配回路 21−1〜21−n, 35 固定遅延バッファ 33 入力レジスタ 34 出力レジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同一ボード上に実装された分配回路から
    のクロック信号を自回路内に供給するPLL回路を含む
    半導体集積回路であって、前記分配回路から供給される
    クロック信号を遅延する遅延手段と、前記遅延手段に入
    力されるクロック信号と前記遅延手段から出力されるク
    ロック信号とのうち少なくとも一方を予め設定された遅
    延量だけ遅延した信号と他方の信号とを比較する比較手
    段と、前記比較手段の比較結果に応じて前記遅延手段の
    遅延量を制御する手段とを前記PLL回路に有すること
    を特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記遅延量は、前記分配回路での遅延量
    に応じた値となるよう構成したことを特徴とする請求項
    1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 同一ボード上に実装された分配回路から
    のクロック信号を、入力データを保持するデータ入力レ
    ジスタに供給する第1のPLL回路と、前記分配回路か
    らのクロック信号を、内部で処理されて出力されるデー
    タを保持するデータ出力レジスタに供給する第2のPL
    L回路とを含む半導体集積回路であって、前記第1のP
    LL回路に、前記分配回路から供給されるクロック信号
    を遅延する第1の遅延手段と、前記第1の遅延手段に入
    力されるクロック信号と前記第1の遅延手段から出力さ
    れるクロック信号を予め設定された遅延量だけ遅延した
    信号とを比較する第1の比較手段と、前記第1の比較手
    段の比較結果に応じて前記第1の遅延手段の遅延量を制
    御する手段とを有し、 前記第2のPLL回路に、前記分配回路から供給される
    クロック信号を遅延する第2の遅延手段と、前記第2の
    遅延手段から出力されるクロック信号を前記データ出力
    レジスタにおけるクロック入力からデータ出力までの遅
    延量だけ遅延する第3の遅延手段と、前記第3の遅延手
    段で遅延されたクロック信号と同一ボード上に実装され
    た固定遅延バッファで予め設定された遅延量だけ遅延さ
    れた前記第1の遅延手段から出力されるクロック信号と
    を比較する第2の比較手段と、前記第2の比較手段の比
    較結果に応じて前記第2の遅延手段の遅延量を制御する
    手段とを有することを特徴とする半導体集積回路。
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