JPH08223003A - クロック逓倍回路 - Google Patents

クロック逓倍回路

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JPH08223003A
JPH08223003A JP7028069A JP2806995A JPH08223003A JP H08223003 A JPH08223003 A JP H08223003A JP 7028069 A JP7028069 A JP 7028069A JP 2806995 A JP2806995 A JP 2806995A JP H08223003 A JPH08223003 A JP H08223003A
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JP
Japan
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delay
clock signal
clock
circuit
circuits
Prior art date
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JP7028069A
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English (en)
Inventor
Tomoharu Katagiri
智治 片桐
Masao Yamazaki
雅夫 山▲崎▼
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】単純なデジタル回路構成で集積化が容易なクロ
ック逓倍回路を提供する。 【構成】入力されたクロック信号CINを遅延素子11,
12a〜12dおよび遅延素子15,16a〜16dで
遅延させ、そのクロック信号CINとマルチプレクサ17
から出力されたクロック信号CREF との位相が同位相に
なるようなマルチプレクサ13,17を切り換えるため
の信号Sを、位相比較器18,アップダウンカウンタ1
9,デコーダ20で生成して、入力されたクロック信号
INを逓倍する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば水晶発振器から
出力されるクロック信号の周波数を逓倍するクロック逓
倍回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の微細加工技術の
進歩に伴ない、CPUの動作速度が飛躍的に高速化して
きている。このようなCPUを駆動するためのクロック
信号として、水晶発振器が広く用いられている。しかし
水晶振動子の基本波の周波数は、一般に30MHz程度
までであり、これ以上の周波数のクロック信号でCPU
を駆動させるために、その周波数成分のうち最も低い周
波数成分である基本波の3倍の3次オーバトーンや5倍
の5次オーバトーンを用いる必要がある。
【0003】ところがこのようなオーバトーンを用いた
水晶発振器をシステムに実装した場合にこのオーバトー
ンに起因してCPUのデータバスやアドレスバス等が不
安定になり、このため誤ったデータ等が周辺素子に出力
されシステムが誤動作するという問題があった。この問
題を解決するために、基本波のクロック信号を逓倍する
クロック逓倍回路が用いられている。
【0004】図3は、従来のクロック逓倍回路を示すブ
ロック図である。このクロック逓倍回路は、PLL(P
hase Locked Loop)回路を応用したも
のであり、広く使用されている。図3に示す位相比較器
31は、基本周波数f0 のクロック信号と、後述する1
/N分周器34から出力されたクロック信号との位相を
比較し、それらクロック信号の位相差に比例した信号を
LPF(ローパスフィルタ)32に出力する。LPF3
2は、入力された信号の高調波を除去しVCO(電圧制
御発振器)33に出力する。VCO33は、入力された
信号に応じた周波数fVCO のクロック信号を出力する。
1/N分周器34は、VCO33から出力されたクロッ
ク信号を1/Nに分周して位相比較器31に出力する。
【0005】ここで、VCO33の周波数fvco を基本
周波数fo のN倍にとり、その周波数fvco のクロック
信号を、1/N分周器34で1/Nに分周して基本周波
数f 0 に固定することにより、基本周波数fo がN逓倍
された周波数fvco のクロック信号がVCO33から出
力される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したPLL回路を
応用したクロック逓倍回路では、一般に、LPF32や
VCO33はアナログ回路で構成されているため、デジ
タル回路と比較し集積化が困難である。一方、上述した
PLL回路を応用したクロック逓倍回路を、比較的集積
化し易いデジタル回路で構成するとなると、極めて複雑
な回路構成となる。
【0007】本発明は、上記事情に鑑み、単純なデジタ
ル回路構成で集積化が容易なクロック逓倍回路を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のクロック逓倍回路は、 (1)クロック信号が入力され、入力されたクロック信
号を、遅延量自在に、そのクロック信号の繰り返し周期
の1/N(Nは2以上の正の整数)だけ遅延させる、互
いに直列に接続されてなるN個の遅延回路 (2)上記N個の遅延回路のうちの最前段の遅延回路に
入力されるクロック信号と上記N個の遅延回路のうちの
最後段の遅延回路から出力されるクロック信号との位相
を比較しその比較結果に応じて上記N個の遅延回路の遅
延量を制御する遅延量制御回路を備えたことを特徴とす
るものである。
【0009】ここで、上記N個の遅延回路それぞれが、 (1−1)上記クロック信号を、そのクロック信号の繰
り返し周期の1/Nよりも短い第1の遅延量だけ遅延さ
せる第1の遅延回路 (1−2)その第1の遅延回路と直列に接続されるとと
もに互いに直列に接続された、上記クロック信号を、上
記第1の遅延量よりも短かい第2の遅延量だけ遅延させ
る複数の第2の遅延回路を備えたものであってもよい。
【0010】また、上記遅延量制御回路が、上記N個の
遅延回路それぞれに対応して備えられた、上記第1の遅
延回路から出力されるクロック信号および上記複数の第
2の遅延回路それぞれから出力される各クロック信号の
中から選択された複数のクロック信号を入力し、これら
複数のクロック信号のうちのいずれか1つのクロック信
号を切換え自在に出力するマルチプレクサを備え、その
マルチプレクサを切換え制御することにより、上記N個
の遅延回路の遅延量を制御するものであってもよい。
【0011】
【作用】本発明のクロック逓倍回路は、入力されたクロ
ック信号の繰り返し周期の1/Nだけ遅延させるN個の
遅延回路とそのN個の遅延回路の遅延量を制御する遅延
制御回路とで、入力されたクロック信号をN逓倍するも
のであり、これらN個の遅延回路と遅延制御回路は単純
なデジタル回路どうしの組合せで構成されているため、
集積化が容易である。また遅延制御回路でN個の遅延回
路の遅延量を制御するため、従来技術の、PLL回路を
応用したアナログ回路で構成されたクロック逓倍回路と
比較し、回路を調整する必要がなく、あるいは簡単な調
整で済み、調整用のコンデンサや抵抗等も不要となる。
【0012】また、N個の遅延回路それぞれが、上記の
第1の遅延回路と第2の遅延回路を備えると、遅延量を
細かく調整することができる。また、遅延制御回路がマ
ルチプレクサを備え、そのマルチプレクサを切換えてN
個の遅延回路の遅延量を制御する構成により、簡単な回
路構成で遅延量が容易に制御される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
1は、本発明のクロック逓倍回路の一実施例の回路図で
ある。本実施例では、本発明にいうN個の遅延回路とし
て、図1に示す遅延素子11,12a,12b,12
c,12dからなる遅延回路と遅延素子15,16a,
16b,16c,16dからなる遅延回路との2個の遅
延回路を備えている。また、本発明にいう遅延量制御回
路として、マルチプレクサ13,17と、位相比較器1
8と、アップダウンカウンタ19と、デコーダ20とを
備えている。これらの遅延素子11,12a,12b,
12c,12d,15,16a,16b,16c,16
dのうち、遅延素子11,15が本発明にいう第1の遅
延回路に相当し、遅延素子12a,12b,12c,1
2dおよび遅延素子16a,16b,16c,16dが
本発明にいう第2の遅延回路に相当する。
【0014】図1に示す遅延素子11にクロック信号C
INが入力されると、遅延素子11はそのクロック信号C
INの繰り返し周期の1/2よりも短い遅延量だけ遅延さ
せた信号を出力する。遅延素子11から出力されたクロ
ック信号はマルチプレクサ13に入力される。また、遅
延素子11から出力された信号は、互いに直列に接続さ
れた4つの遅延素子12a,12b,12c,12dに
も入力される。これら4つの遅延素子12a,12b,
12c,12dは、入力されたクロック信号を遅延素子
11の遅延量よりも短い遅延量だけ遅延させる。4つの
遅延素子12a,12b,12c,12dそれぞれで遅
延されたクロック信号はマルチプレクサ13に入力され
る。マルチプレクサ13は入力された5つのクロック信
号、即ち遅延素子11から出力されたクロック信号およ
び遅延素子12a,12b,12c,12dそれぞれか
ら出力されたクロック信号の中から、後述する選択信号
Sに応じて、これら5つのクロック信号のうちのいずれ
か1つのクロック信号をクロック信号C’INとして出力
する。出力されたクロック信号C’INは、上述した遅延
素子11,12a,12b,12c,12dおよびマル
チプレクサ13と同様の構成の遅延素子15,16a,
16b,16c,16dおよびマルチプレクサ17に入
力される。マルチプレクサ17は、前述したマルチプレ
クサ13と同じ選択信号Sに応じて遅延素子15,16
a,16b,16c,16dから出力された信号のうち
のいずれか1つのクロック信号をクロック信号CREF
して出力する。出力されたクロック信号CREF は位相比
較器18に入力される。また位相比較器18には、クロ
ック信号CINも入力されている。位相比較器18は、ク
ロック信号CREF とクロック信号CINとの位相を比較
し、クロック信号CREF の方がクロック信号CINより位
相が遅れていた場合には、位相比較器18は信号Upを
アップダウンカウンタ19に出力し、これによりアップ
ダウンカウンタ19はその内部カウンタをカウントアッ
プする。一方、クロック信号CREF の方がクロック信号
INより位相が進んでいた場合には、位相比較器18は
信号Downをアップダウンカウンタ19に出力し、ア
ップダウンカウンタ19はその内部カウンタをカウント
ダウンする。アップダウンカウンタ19は、カウントア
ップもしくはカウントダウンに応じた信号をデコーダ2
0に出力する。デコーダ20は、アップダウンカウンタ
19から出力された信号をデコードし、マルチプレクサ
13,17に選択信号Sを出力する。
【0015】以上のようにして得られた選択信号Sによ
りマルチプレクサ13,17を自在に切り換えて、クロ
ック信号CINとクロック信号CREF と位相が同位相にな
るようにする。図2は、図1に示すクロック逓倍回路の
タイミングチャートである。図2には、クロック信号C
REF の方がクロック信号CINより位相が遅れている場合
(遅相)と、クロック信号CREF とクロック信号CIN
の位相が同じ場合(同位相)と、クロック信号CREF
方がクロック信号CINより位相が進んでいる場合(進
相)とが示されている。
【0016】図1に戻って説明を続行する。クロック信
号CINとクロック信号C’INは、オアゲート14で合成
されてオアゲート14から出力される。このオアゲート
14から出力されたクロック信号COUT の周波数は、図
2に示すように、クロック信号CINの周波数の2倍とな
る。ここで、クロック信号CINの周波数が多少ずれても
位相比較器18とアップダウンカウンタ19で、クロッ
ク信号CREF とクロック信号CINとの位相が同位相に調
整されるため、クロック信号CINの周波数が正確に2倍
にされたクロック信号COUT が得られる。また、図1に
示すクロック逓倍回路はCMOS論理回路で実現でき、
高集積化に容易に対応できる。
【0017】尚、本実施例では、遅延回路とマルチプレ
クサからなる回路を2段用意して、入力されたクロック
信号の周波数を2倍に逓倍する例について説明したが、
これに限られるものではなく遅延回路とマルチプレクサ
からなる回路をN段備えて、入力されたクロック信号の
周波数がN倍されたクロック信号を得てもよい。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクロック
逓倍回路は、入力されたクロック信号を、そのクロック
信号の繰り返し周期の1/Nだけ遅延させるN個の遅延
回路と、そのN個の遅延回路の遅延量を制御する遅延制
御回路とを備えたものであるため、単純なデジタル回路
どうしの組合せで、入力されたクロック信号の周波数が
N逓倍され、集積化に容易に対応でき調整も不要であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクロック逓倍回路の一実施例の回路図
である。
【図2】図1に示すクロック逓倍回路のタイミングチャ
ートである。
【図3】従来のクロック逓倍回路を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
11,12a,12b,12c,12d,15,16
a,16b,16c,16d 遅延素子 13,17 マルチプレクサ 14 オアゲート 18 位相比較器 19 アップダウンカウンタ 20 デコーダ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロック信号が入力され、入力されたク
    ロック信号を、遅延量自在に、該クロック信号の繰り返
    し周期の1/N(Nは2以上の正の整数)だけ遅延させ
    る、互いに直列に接続されてなるN個の遅延回路と、前
    記N個の遅延回路のうちの最前段の遅延回路に入力され
    るクロック信号と前記N個の遅延回路のうちの最後段の
    遅延回路から出力されるクロック信号との位相を比較し
    該比較結果に応じて前記N個の遅延回路の遅延量を制御
    する遅延量制御回路とを備えたことを特徴とするクロッ
    ク逓倍回路。
  2. 【請求項2】 前記N個の遅延回路それぞれが、前記ク
    ロック信号を、該クロック信号の繰り返し周期の1/N
    よりも短い第1の遅延量だけ遅延させる第1の遅延回路
    と、該第1の遅延回路と直列に接続されるとともに互い
    に直列に接続された、前記クロック信号を、前記第1の
    遅延量よりも短かい第2の遅延量だけ遅延させる複数の
    第2の遅延回路とを備えたことを特徴とする請求項1記
    載のクロック逓倍回路。
  3. 【請求項3】 前記遅延量制御回路が、前記N個の遅延
    回路それぞれに対応して備えられた、前記第1の遅延回
    路から出力されるクロック信号および前記複数の第2の
    遅延回路それぞれから出力される各クロック信号の中か
    ら選択された複数のクロック信号を入力し、これら複数
    のクロック信号のうちのいずれか1つのクロック信号を
    切換え自在に出力するマルチプレクサを備え、該マルチ
    プレクサを切換え制御することにより、前記N個の遅延
    回路の遅延量を制御するものであることを特徴とする請
    求項2記載のクロック逓倍回路。
JP7028069A 1995-02-16 1995-02-16 クロック逓倍回路 Withdrawn JPH08223003A (ja)

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