JPH09326689A - Clock generation circuit - Google Patents

Clock generation circuit

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JPH09326689A
JPH09326689A JP8140049A JP14004996A JPH09326689A JP H09326689 A JPH09326689 A JP H09326689A JP 8140049 A JP8140049 A JP 8140049A JP 14004996 A JP14004996 A JP 14004996A JP H09326689 A JPH09326689 A JP H09326689A
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JP
Japan
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circuit
clock
delay
frequency
ring oscillator
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Pending
Application number
JP8140049A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozaburo Kurita
公三郎 栗田
Takashi Akioka
▲隆▼志 秋岡
Masatake Nametake
正剛 行武
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 Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce the clock signals which have less jitters against the fluctuation of power voltage caused by the power noises, etc., by controlling a delay circuit and a ring oscillator based on the output of a frequency comparator and a phase comparator. SOLUTION: A clock generation circuit consists of a phase comparator 1 which detects the phases of a reference clock signal CKin and a feedback clock signal CKf, a delay circuit 3 which includes 2n pieces of CMOS inverters concatenated together that can vary their delay times according to the control voltage VF generated by an LPF 2 in response to the phase difference detected by the comparator 1, a ring oscillator 4 which includes (n) pieces, i.e., the half of logic gate circuits which construct the circuit 3, and a frequency comparator 5 which compares the frequency of an oscillation signal CKV of the oscillator 4 and the signal CKin with each other. In such a constitution, the LPF 2 generates the voltage VF based on the output of both comparators 1 and 5 and controls the circuit 3 and the oscillator 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おけるクロック形成技術さらにはPLL(フェーズ・ロ
ックド・ループ)回路をクロック発生回路として内蔵し
た半導体集積回路に適用して有効な技術に関し、特にデ
ィレイライン型PLL回路からなるクロック発生回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock forming technique in a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a technique effective when applied to a semiconductor integrated circuit having a PLL (phase locked loop) circuit built therein as a clock generation circuit. The present invention relates to a clock generation circuit including a line type PLL circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】クロック同期型論理LSIにおいては、
外部から供給された基本クロック信号をLSI内の各部
のラッチ回路(フリップフロップ)等に分配することに
より、デコードやメモリのリード・ライト、各種演算等
の動作を行なうが、クロック信号の分配元から供給先ま
での信号の遅延量が異なったりしていると、各クロック
信号の到達タイミングにずれ(クロックスキュー)が発
生する。クロックスキューがあると、ラッチ回路では誤
った信号を取り込んだり、論理ゲート回路では出力に不
所望のひげ状パルスが発生して回路が誤動作するおそれ
がある。従って、クロック同期型LSIでは、クロック
スキューの大小が、LSIの性能(動作速度)を決定す
る要因となる。また、かかるクロック同期型論理LSI
からなるシステムでは、クロックスキューをなくすこと
がLSIチップ間の信号転送の高速化を図る上で重要で
ある。
2. Description of the Related Art In a clock synchronous logic LSI,
The basic clock signal supplied from the outside is distributed to the latch circuit (flip-flop) of each part in the LSI to perform operations such as decoding, memory read / write, and various operations. If the delay amount of the signal to the destination is different, the arrival timing of each clock signal is deviated (clock skew). If there is a clock skew, there is a risk that the latch circuit may take in an incorrect signal, or that the logic gate circuit may generate an unwanted whisker-like pulse at the output to cause the circuit to malfunction. Therefore, in the clock synchronous LSI, the magnitude of clock skew is a factor that determines the performance (operating speed) of the LSI. Further, such a clock synchronous logic LSI
In the system consisting of, it is important to eliminate clock skew in order to speed up signal transfer between LSI chips.

【0003】そのため、近年においては、クロック発生
回路としてPLL回路が用いられるようになってきてい
る。PLL回路を用いればその一方の入力端子に基本と
なるクロック信号を入力し、他方の入力端子(参照側)
に末端のラッチ回路に入力されるクロック信号を戻して
やることで、最終的なクロック信号の位相を基本クロッ
ク信号の位相に一致させることができるため、クロック
スキューを低減することが可能となる。そのようなクロ
ック発生回路として、例えばディレイライン型のPLL
回路を使用した技術が提案されている(例えばIEEE Jou
rnal of Solid-State Circuits,Vol.SC-23,No.5(1988)p
p1218〜1223)。
Therefore, in recent years, a PLL circuit has come to be used as a clock generation circuit. If a PLL circuit is used, a basic clock signal is input to one of its input terminals and the other input terminal (reference side)
By returning the clock signal input to the latch circuit at the end, the phase of the final clock signal can be matched with the phase of the basic clock signal, so that the clock skew can be reduced. As such a clock generation circuit, for example, a delay line type PLL
Techniques using circuits have been proposed (eg IEEE Jou
rnal of Solid-State Circuits, Vol.SC-23, No.5 (1988) p
p1218-1223).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ディレイライン型PL
L回路を用いたクロック発生回路は、位相比較器とロー
パスフィルタと遅延回路からなる負帰還系によって構成
され、入力された基準クロック信号を遅延回路でそのク
ロックの1周期分だけ遅らせることにより、基準クロッ
クと位相の一致した同期クロックを発生させている。と
ころが従来のディレイライン型PLL回路を用いたクロ
ック発生回路は、内部の遅延回路の遅延時間の可変幅が
小さいと1周期分の遅延時間が得られないことがあり、
その場合には同期クロックを発生させることができな
い。
PROBLEM TO BE SOLVED BY THE INVENTION Delay line type PL
A clock generation circuit using an L circuit is composed of a negative feedback system composed of a phase comparator, a low-pass filter and a delay circuit, and the input reference clock signal is delayed by one cycle of the clock by the delay circuit to obtain a reference signal. A synchronous clock whose phase matches the clock is generated. However, in the conventional clock generation circuit using the delay line type PLL circuit, if the variable width of the delay time of the internal delay circuit is small, the delay time of one cycle may not be obtained,
In that case, the synchronous clock cannot be generated.

【0005】一方、これを防止するため、遅延回路の遅
延時間の可変幅を大きくすると、遅延時間が基準クロッ
クの周期の2倍以上となることがあり、その場合には基
準クロックの周期の整数倍のときにも位相が一致してP
LL回路がロックするいわゆる疑似同期が発生してしま
うことがある。このような疑似同期が発生すると、正常
な同期状態に比べて電源ノイズ等による遅延回路での遅
延時間変動が大きくなるため、発生する同期クロックの
位相変動も大きくなってジッタが増大するという問題点
がある。また、複数のクロック同期型LSIからなるシ
ステムでは、あるLSIでは正常な同期クロックが発生
しているにもかかわらず他のLSIでは疑似同期が発生
していると誤動作の原因となる。
On the other hand, in order to prevent this, if the variable width of the delay time of the delay circuit is increased, the delay time may become twice or more the cycle of the reference clock. In that case, an integer of the cycle of the reference clock. Even when doubled, the phases match and P
A so-called pseudo synchronization in which the LL circuit is locked may occur. When such pseudo-synchronization occurs, the delay time fluctuation in the delay circuit due to power supply noise or the like becomes larger than that in the normal synchronization state, so that the phase fluctuation of the generated synchronization clock also becomes large and the jitter increases. There is. Further, in a system including a plurality of clock synchronization type LSIs, malfunction occurs when a normal synchronization clock is generated in one LSI but pseudo synchronization is generated in another LSI.

【0006】しかも、ディレイライン型PLL回路内の
遅延回路が例えばCMOSインバータのような出力が電
源電圧までフル振幅するような論理回路によって構成さ
れていると、電源ノイズ等により電源電圧が変動する比
率と同等の比率で遅延時間が変動してしまい、ジッタが
大きくなってしまうという問題点があることが明らかに
なった。
In addition, if the delay circuit in the delay line type PLL circuit is composed of a logic circuit such as a CMOS inverter whose output has a full amplitude up to the power supply voltage, the power supply voltage fluctuates due to power supply noise or the like. It was revealed that there was a problem that the delay time fluctuated at the same ratio as the above and the jitter increased.

【0007】本発明の目的は、ディレイライン型PLL
回路を用いた疑似同期の発生しないクロック発生回路を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a delay line type PLL.
It is an object of the present invention to provide a clock generation circuit using a circuit in which pseudo synchronization does not occur.

【0008】本発明の他の目的は、電源ノイズ等による
電源電圧の変動に対してジッタの小さなクロック信号を
発生できるようなクロック発生回路を提供することにあ
る。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特
徴については、本明細書の記述および添附図面から明ら
かになるであろう。
Another object of the present invention is to provide a clock generation circuit capable of generating a clock signal with small jitter with respect to fluctuations in power supply voltage due to power supply noise or the like. The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。
The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application is as follows.

【0010】すなわち、位相比較器とローパスフィルタ
と遅延回路を備え、入力された基準クロック信号を遅延
回路で遅らせることにより、基準クロックと位相の一致
した同期クロックを発生させるディレイライン型PLL
回路を用いたクロック発生回路において、上記遅延回路
をローパスフィルタからの制御電圧に応じて遅延時間の
変化する論理ゲート回路を2n個(nは正の整数)縦続
接続して構成するとともに、上記遅延回路を構成する論
理ゲート回路と同一の論理ゲート回路を半分のn個縦続
接続したリングオシレータと、該リングオシレータの発
振信号と基準クロック信号の周波数を比較する周波数比
較器とを設け、該周波数比較器の出力と上記位相比較器
の出力とに基づいて制御電圧を形成して上記遅延回路と
リングオシレータを制御するように構成したものであ
る。
That is, a delay line type PLL which includes a phase comparator, a low-pass filter and a delay circuit, and delays an input reference clock signal by the delay circuit to generate a synchronous clock whose phase matches that of the reference clock.
In a clock generation circuit using a circuit, the delay circuit is configured by cascading 2n logic gate circuits (n is a positive integer) whose delay time changes according to a control voltage from a low-pass filter, The frequency comparison is provided by providing a ring oscillator in which half the same number of logic gate circuits constituting the circuit are cascade-connected and a frequency comparator for comparing the frequency of the oscillation signal of the ring oscillator with the frequency of the reference clock signal. A control voltage is formed based on the output of the phase comparator and the output of the phase comparator to control the delay circuit and the ring oscillator.

【0011】また、望ましくは上記論理ゲート回路と電
源電圧端子との間にはトランジスタを介在させ該トラン
ジスタの制御端子には、PLL回路の応答時間よりも大
きな時定数を有する時定数回路で電源電圧を平滑した電
圧をバイアス電圧として印加させるようにする。
Preferably, a transistor is interposed between the logic gate circuit and the power supply voltage terminal, and a control terminal of the transistor is a time constant circuit having a time constant larger than the response time of the PLL circuit. Is applied as a bias voltage.

【0012】上記した手段によれば、リングオシレータ
のゲート段数は遅延回路のゲート段数の半分であるため
発振周期は遅延回路の遅延時間と同一になるので、遅延
回路での遅延時間が基準クロックの周期の2倍以上の整
数倍となった状態で位相比較器が一致信号を出力しても
周波数比較器はリングオシレータの発振周波数の方が小
さいという信号を出力するため遅延回路の遅延時間が小
さくなるように制御され、発生する同期クロック信号が
基準クロックよりもちょうど1周期遅れているときにの
みPLL回路がロックし、疑似同期が発生しないように
なる。
According to the above means, since the number of gate stages of the ring oscillator is half the number of gate stages of the delay circuit, the oscillation period is the same as the delay time of the delay circuit. Therefore, the delay time in the delay circuit is equal to the reference clock. Even if the phase comparator outputs a coincidence signal in the state of an integer multiple of two or more of the cycle, the frequency comparator outputs a signal that the oscillation frequency of the ring oscillator is smaller, so the delay time of the delay circuit is small. The PLL circuit locks only when the generated synchronization clock signal is delayed by exactly one cycle from the reference clock, and pseudo synchronization does not occur.

【0013】また、上記した手段によれば、リングオシ
レータを構成する論理ゲート回路と電源電圧端子との間
にトランジスタを介在させ、該トランジスタの制御端子
には、PLL回路の応答時間よりも大きな時定数を有す
る時定数回路で電源電圧を平滑した電圧をバイアス電圧
として印加させるように構成したので、上記トランジス
タの制御端子に供給されるバイアス電圧は電源電圧が変
動してもその変動は非常に緩やかなものとなる。しか
も、このバイアス電圧を発生する時定数回路はPLL回
路の応答速度よりも遅くなるように時定数が設定されて
いるため、PLL回路の動作としてはバイアス電圧が変
動していないのと同じになり、電源電圧が変動しても論
理ゲート回路の出力振幅は変動しないようになる。その
結果、電源ノイズ等により電源電圧が変動しても遅延回
路の遅延時間は変動せず、発生される同期クロック信号
の位相変動もなくなり、ジッタが低減されるようにな
る。
Further, according to the above means, a transistor is interposed between the logic gate circuit forming the ring oscillator and the power supply voltage terminal, and the control terminal of the transistor is longer than the response time of the PLL circuit. Since the time constant circuit having a constant is configured to apply the voltage smoothed from the power supply voltage as the bias voltage, the bias voltage supplied to the control terminal of the above-mentioned transistor changes very slowly even if the power supply voltage changes. It will be Moreover, since the time constant of the time constant circuit that generates this bias voltage is set so as to be slower than the response speed of the PLL circuit, the operation of the PLL circuit is the same as that of the bias voltage that is not changing. The output amplitude of the logic gate circuit does not change even if the power supply voltage changes. As a result, even if the power supply voltage fluctuates due to power supply noise or the like, the delay time of the delay circuit does not fluctuate, the phase fluctuation of the generated synchronous clock signal disappears, and the jitter is reduced.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は本発明に係るディレイライン型PL
L回路の一実施例を示すブロック図である。特に制限さ
れないが、同図の各ブロックを構成する回路素子は、公
知の半導体集積回路の製造技術によって、単結晶シリコ
ンのような1個の半導体基板上において形成される。
FIG. 1 shows a delay line type PL according to the present invention.
It is a block diagram which shows one Example of L circuit. Although not particularly limited, the circuit elements forming each block in the figure are formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0016】この実施例のPLL回路は、外部から入力
される基準クロック信号CKinと帰還クロック信号CK
fの位相差を検出する位相比較器1と、検出された位相
差に応じた制御電圧VFを発生するローパスフィルタ
(LPF)2と、2n個のCMOSインバータが縦続接
続され上記ローパスフィルタ2からの制御電圧VFに応
じて遅延時間が可変な遅延回路3と、該遅延回路3を構
成する論理ゲート回路と同一構成のCMOSインバータ
を半分のn個縦続接続してなるリングオシレータ4と、
該リングオシレータ4の発振信号CKVと基準クロック
信号CKinの周波数を比較する周波数比較器5とからな
り、上記ローパスフィルタ2が周波数比較器5の出力と
上記位相比較器1の出力とに基づいて制御電圧VFを形
成して上記遅延回路3とリングオシレータ4を制御する
ように構成されている。
The PLL circuit of this embodiment has a reference clock signal CKin and a feedback clock signal CK input from the outside.
The phase comparator 1 for detecting the phase difference of f, the low-pass filter (LPF) 2 for generating the control voltage VF according to the detected phase difference, and the 2n CMOS inverters are cascade-connected to each other. A delay circuit 3 whose delay time is variable according to a control voltage VF; a ring oscillator 4 in which n half of CMOS inverters having the same structure as the logic gate circuit forming the delay circuit 3 are cascade-connected;
It comprises a frequency comparator 5 for comparing the frequencies of the oscillation signal CKV of the ring oscillator 4 and the reference clock signal CKin, and the low pass filter 2 is controlled based on the output of the frequency comparator 5 and the output of the phase comparator 1. The voltage VF is formed to control the delay circuit 3 and the ring oscillator 4.

【0017】上記遅延回路3より出力された同期クロッ
ク信号CLKは帰還クロックCKfとして上記位相比較
器1に帰還されるとともに、LSI内の末端回路に向か
って順次H型に分岐するツリー状に構築された配線やバ
ッファゲート回路からなるクロック分配系を介してLS
I各部のフリップフロップ回路等へ分配される。
The synchronous clock signal CLK output from the delay circuit 3 is fed back to the phase comparator 1 as a feedback clock CKf, and is constructed in a tree shape in which the H-shaped branches are sequentially branched toward the end circuit in the LSI. LS via a clock distribution system consisting of
I is distributed to the flip-flop circuits of each part.

【0018】ここで、リングオシレータ4の段数(CM
OSインバータの数:n)を遅延回路3の段数(CMO
Sインバータの数:2n)の1/2にする理由を図12
及び図13を参照して簡単に説明する。
Here, the number of stages of the ring oscillator 4 (CM
The number of OS inverters: n is the number of stages of the delay circuit 3 (CMO).
The reason why the number of S inverters is 1/2 of 2n) is shown in FIG.
Also, a brief description will be given with reference to FIG.

【0019】まず、図12の(A)に示すように、各々
遅延時間τを持つインバータがn段、縦続接続されたリ
ングオシレータを例にとると、そのリングオシレータで
は各段の入力波形の変化がτずつ遅れて次段に伝達され
るため、3段では3τ、n段ではnτの遅延時間経過後
に最終段の反転出力波形が初段に帰還されるため、図1
2の(B)に示すように、このリングオシレータの発振
周期Tは2nτとなることが判る。
First, as shown in FIG. 12A, when a ring oscillator in which n stages of inverters each having a delay time τ are cascade-connected, the ring oscillator changes the input waveform of each stage. Is transmitted to the next stage with a delay of τ, the inverted output waveform of the final stage is fed back to the first stage after a delay time of 3τ in the third stage and nτ in the n stage.
As shown in FIG. 2B, it is understood that the oscillation period T of this ring oscillator is 2nτ.

【0020】図13に示すように、従来のPLL回路に
おいては、帰還クロックCKf(同期クロックCKL)
が基準クロックCKinと位相ロックするようにのみ制御
していたため、帰還クロックCKf(PLL同期クロッ
クCKL)の遅延時間が基準クロックCKinの2倍以上
となっても、両者間には位相ロックが成立していると看
做されて、いわゆる擬似同期が発生してしまう(図13
の参照)。
As shown in FIG. 13, in the conventional PLL circuit, the feedback clock CKf (synchronous clock CKL)
Control is performed only so as to phase lock with the reference clock CKin, so even if the delay time of the feedback clock CKf (PLL synchronization clock CKL) is twice or more the reference clock CKin, phase lock is established between the two. Is considered to occur, so-called pseudo synchronization occurs (see FIG. 13).
See).

【0021】これに対して、図1の本実施例のようにリ
ングオシレータ4及び周波数比較器5を設けると、この
周波数比較器5による負帰還制御により、リングオシレ
ータ4の発振信号CKVの周波数(周期)が基準クロッ
クCKinの周波数(周期)とが等しく制御され、リング
オシレータ4の発振信号CKVの周期すなわちPLL帰
還クロックCKf(PLL同期クロックCKL)の遅延
時間が基準クロックCKinの1周期に等しくされ、擬似
同期が防止されることとなる(図14参照)。それ故、
リングオシレータ4の段数(CMOSインバータの数:
n)を遅延回路3の段数(CMOSインバータの数:2
n)の1/2にすることにより擬似同期の発生が防止さ
れ、帰還クロックCKf(同期クロックCKL)が基準
クロックCKinより1周期分遅れた時にのみPLL回路
がロックされるようになる。
On the other hand, when the ring oscillator 4 and the frequency comparator 5 are provided as in this embodiment of FIG. 1, the frequency of the oscillation signal CKV of the ring oscillator 4 ( The cycle is controlled to be equal to the frequency (cycle) of the reference clock CKin, and the cycle of the oscillation signal CKV of the ring oscillator 4, that is, the delay time of the PLL feedback clock CKf (PLL synchronization clock CKL) is made equal to one cycle of the reference clock CKin. , False synchronization is prevented (see FIG. 14). Therefore,
Number of stages of ring oscillator 4 (Number of CMOS inverters:
n) is the number of stages of the delay circuit 3 (the number of CMOS inverters: 2)
The half of n) prevents the occurrence of pseudo synchronization, and the PLL circuit is locked only when the feedback clock CKf (synchronization clock CKL) is delayed from the reference clock CKin by one cycle.

【0022】尚、特に制限されないが、この実施例にお
いてはPLL回路からなるクロック発生回路から出力さ
れる同期クロック信号CLKの周波数は外部から入力さ
れる基準クロックCKinの周波数と同一とされている
が、発生される同期クロック信号CLKの周波数が基準
クロックCKinの周波数のN倍の場合には、遅延回路3
の後段に分周回路を設けてこの分周回路により1/Nに
分周されたクロックを帰還クロックCKfとして上記位
相比較器1に供給するように構成してもよい。
Although not particularly limited, in this embodiment, the frequency of the synchronous clock signal CLK output from the clock generating circuit composed of the PLL circuit is the same as the frequency of the reference clock CKin input from the outside. If the frequency of the generated synchronous clock signal CLK is N times the frequency of the reference clock CKin, the delay circuit 3
A frequency divider circuit may be provided in the subsequent stage, and a clock divided by 1 / N by this frequency divider circuit may be supplied to the phase comparator 1 as the feedback clock CKf.

【0023】また、基準クロックCKinに基づいてこれ
よりもパルス幅の小さなワンショットパルスを発生する
パルス発生回路6を設け、該パルス発生回路6からのパ
ルスPLSを上記ローパスフィルタ2に供給して遅延回
路3を制御する制御電圧VFを形成するように構成して
もよい。
Further, a pulse generating circuit 6 for generating a one-shot pulse having a pulse width smaller than that of the reference clock CKin is provided, and the pulse PLS from the pulse generating circuit 6 is supplied to the low pass filter 2 and delayed. It may be arranged to generate a control voltage VF for controlling the circuit 3.

【0024】図2には、上記位相比較器1の具体的な回
路構成例が示されている。
FIG. 2 shows a concrete circuit configuration example of the phase comparator 1.

【0025】図2に示されているように、この実施例の
位相比較器1は、外部から入力される基準クロックCK
inをデータ端子Dに、また遅延回路3からの帰還クロッ
クCKfをクロック端子CKにそれぞれ受けるフリップ
フロップFF1と、基準クロックCKinをクロック端子
CKに、また遅延回路3からの帰還クロックCKfをデ
ータ端子Dにそれぞれ受けるフリップフロップFF2
と、上記フリップフロップFF1の出力QとFF2の反
転出力/Qを入力端子に受けるANDゲート回路G1
と、FF1の反転出力/QとFF2の出力Qを入力端子
に受けるANDゲート回路G2とにより構成されてい
る。
As shown in FIG. 2, the phase comparator 1 of this embodiment has a reference clock CK input from the outside.
The flip-flop FF1 receives in as the data terminal D and the feedback clock CKf from the delay circuit 3 as the clock terminal CK, the reference clock CKin as the clock terminal CK, and the feedback clock CKf from the delay circuit 3 as the data terminal D. Flip-flop FF2
And an AND gate circuit G1 which receives the output Q of the flip-flop FF1 and the inverted output / Q of FF2 at its input terminals.
And an AND gate circuit G2 which receives the inverted output / Q of FF1 and the output Q of FF2 at its input terminals.

【0026】この実施例の位相比較器1は、図3(A)
に示されているように、帰還クロックCKfの位相が基
準クロックCKinの位相よりも遅れていると、フリップ
フロップFF1の出力QがハイレベルにされるためAN
DゲートG1の出力EPupがハイレベルになる。また、
図3(B)に示されているように、基準クロックCKin
の位相よりも帰還クロックCKfの位相が進んでいる
と、フリップフロップFF2の出力Qがハイレベルにさ
れるためANDゲートG2の出力EPdownがハイレベル
になる。
The phase comparator 1 of this embodiment is shown in FIG.
If the phase of the feedback clock CKf lags the phase of the reference clock CKin, the output Q of the flip-flop FF1 is set to the high level as shown in FIG.
The output EPup of the D gate G1 becomes high level. Also,
As shown in FIG. 3B, the reference clock CKin
If the phase of the feedback clock CKf is ahead of the phase of, the output Q of the flip-flop FF2 is set to high level, and the output EPdown of the AND gate G2 becomes high level.

【0027】一方、基準クロックCKinの位相と帰還ク
ロックCKfの位相が一致していると、フリップフロッ
プFF1とFF2は共に不定となるが、2つのフリップ
フロップの論理積をとっているため、FF1とFF2が
共にハイレベルをラッチしたときやFF1とFF2が共
にロウレベルをラッチしたときには、ANDゲートG1
の出力EPupもG2の出力EPdownもロウレベルとな
る。
On the other hand, when the phase of the reference clock CKin and the phase of the feedback clock CKf match, both flip-flops FF1 and FF2 become indefinite, but since they are the logical product of two flip-flops, FF1 When both FF2 latch high level or both FF1 and FF2 latch low level, AND gate G1
Output EPup of G2 and output EPdown of G2 become low level.

【0028】図4には、上記周波数比較器5の具体的な
回路構成例が示されている。
FIG. 4 shows a specific circuit configuration example of the frequency comparator 5.

【0029】この実施例の周波数比較器5は、各々自己
の反転出力がデータ端子に入力されるように接続された
フリップフロップFF11,FF12と、これらのフリ
ップフロップFF11,FF12の出力の論理積をとる
ANDゲート回路G11と、縦続接続された4個のフリ
ップフロップFF13〜FF16と、これらのフリップ
フロップのうちFF15とFF16の出力をラッチする
出力用フリップフロップFF17,FF18とにより構
成されている。
The frequency comparator 5 of this embodiment calculates the logical product of the outputs of these flip-flops FF11 and FF12, and the flip-flops FF11 and FF12 connected so that their inverted outputs are input to the data terminals. The AND gate circuit G11, four flip-flops FF13 to FF16 connected in cascade, and output flip-flops FF17 and FF18 for latching the outputs of FF15 and FF16 among these flip-flops.

【0030】上記フリップフロップFF11のクロック
端子CKには基準クロックCKinが入力され、該フリッ
プフロップFF11の出力がフリップフロップFF12
のクロック端子CKに入力されている。これによってフ
リップフロップFF11とFF12の出力a,bは、図
5に示すように、aは基準クロックCKinの2倍の周期
を持つクロック、またbはaの2倍の周期のクロックと
なる。つまり、フリップフロップFF11とFF12と
は、基準クロックCKinを4分周する分周回路として動
作する。なお、この分周比は1例であり、3分周あるい
は5分周以上であっても良い。
The reference clock CKin is input to the clock terminal CK of the flip-flop FF11, and the output of the flip-flop FF11 is flip-flop FF12.
Is input to the clock terminal CK. As a result, the outputs a and b of the flip-flops FF11 and FF12 become a clock having a cycle twice that of the reference clock CKin and b a clock having a cycle twice that of a, as shown in FIG. That is, the flip-flops FF11 and FF12 operate as a frequency dividing circuit that divides the reference clock CKin by four. It should be noted that this frequency division ratio is one example, and may be three or five or more.

【0031】一方、上記フリップフロップFF13のデ
ータ端子Dは電源電圧Vccに接続され、FF13〜F
F16のクロック端子CKにはリングオシレータ4から
の発振信号CKVが共通に入力されている。これによっ
て、フリップフロップFF13〜FF16は、発振信号
CKVの立上がりに同期してFF13からFF16に向
かって順次ハイレベルを伝搬させるシフトレジスタとし
て動作する。さらに、これらのフリップフロップFF1
3〜FF16のリセット端子Rには、FF11,FF1
2の出力の論理積をとるANDゲート回路G11の出力
が入力されており、ANDゲート回路G11の出力によ
ってFF13〜FF16が同時にリセットされる。
On the other hand, the data terminal D of the flip-flop FF13 is connected to the power supply voltage Vcc, and FF13 to F
The oscillation signal CKV from the ring oscillator 4 is commonly input to the clock terminal CK of F16. As a result, the flip-flops FF13 to FF16 operate as shift registers that sequentially propagate the high level from the FF13 to the FF16 in synchronization with the rise of the oscillation signal CKV. Furthermore, these flip-flops FF1
FF11, FF1 are connected to the reset terminals R of 3 to FF16.
The output of the AND gate circuit G11 that takes the logical product of the outputs of 2 is input, and the outputs of the AND gate circuit G11 reset the FF13 to FF16 at the same time.

【0032】また、上記フリップフロップFF17とF
F18のデータ端子Dには、フリップフロップFF16
とFF15の出力がそれぞれ入力されているとともに、
FF17,FF18のクロック端子CKにはFF12の
出力bが入力されており、フリップフロップFF12の
出力bの立上がりに同期して、フリップフロップFF1
7はフリップフロップFF16の出力を、またFF18
はFF15の出力をラッチするように構成されている。
そして、上記フリップフロップFF17の出力Qが発振
信号CKVの周波数が基準クロックCKinよりも高い
(2つのクロックの周期T0,Tfは、T0<Tv)こ
とを示す信号EFdownとして、またフリップフロップF
F18の反転出力/Qが発振信号CKVの周波数が基準
クロックCKinよりも低い(T0>Tv)ことを示す信
号EFupとしてローパスフィルタ2に出力される。
Further, the flip-flops FF17 and F
The flip-flop FF16 is connected to the data terminal D of F18.
And the output of FF15 is input respectively,
The output b of the FF12 is input to the clock terminals CK of the FF17 and FF18, and the flip-flop FF1 is synchronized with the rising of the output b of the flip-flop FF12.
7 is the output of the flip-flop FF16, and FF18
Is configured to latch the output of FF15.
The output Q of the flip-flop FF17 serves as a signal EFdown indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is higher than the reference clock CKin (the periods T0 and Tf of the two clocks are T0 <Tv).
The inverted output / Q of F18 is output to the low-pass filter 2 as a signal EFup indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is lower than the reference clock CKin (T0> Tv).

【0033】ここで、上記周波数比較器5の動作を、図
5を用いて説明する。
The operation of the frequency comparator 5 will be described with reference to FIG.

【0034】この実施例の周波数比較器5は、基準クロ
ックCKinの4周期を1サイクルとして、第1周期T1
ではシフトレジスタをリセット状態(フリップフロップ
FF13〜FF16の出力を「L」)とし、残りの3周
期の間に「H」(ハイレベル)が何段伝搬するか判定す
ることで基準クロックCKinと発振信号CKVの周波数
の大小を検出している。
The frequency comparator 5 of this embodiment uses the first cycle T1 as the four cycles of the reference clock CKin as one cycle.
Then, the shift register is reset (the outputs of the flip-flops FF13 to FF16 are “L”), and the reference clock CKin and the oscillation are generated by determining how many stages of “H” (high level) propagate during the remaining three cycles. The magnitude of the frequency of the signal CKV is detected.

【0035】すなわち、基準クロックCKinと発振信号
CKVの周波数が一致している場合には、図5に実線で
示すように、基準クロックCKinの第2周期から第4周
期までの間に発振信号CKVの立上がりエッジが3回あ
る(ここでは便宜上、2つのクロックの位相がずれてい
るものとして説明する)ので、FF13〜FF16から
なるシフトレジスタは3段目(FF15)まで「H」が
伝搬する(各段の出力c〜e参照)。そして、次のサイ
クルの開始のタイミングt2でANDゲート回路G11
の出力RESETがハイレベルに変化するため、シフト
レジスタすなわちフリップフロップFF13〜FF16
はリセットされる。つまり、基準クロックCKinと発振
信号CKVの周波数が一致している場合には、シフトレ
ジスタは3段目(FF15)まで「H」が伝搬し、4段
目(FF16)の出力fは「L」のままとなる。そのた
め、発振信号CKVの周波数が基準クロックCKinより
も高いことを示すフリップフロップFF17の出力Q
(EFdown)も、発振信号CKVの周波数が基準クロッ
クCKinよりも低いことを示すフリップフロップFF1
8の反転出力/Q(EFup)も共にロウレベルとなる。
That is, when the frequencies of the reference clock CKin and the oscillation signal CKV match, as shown by the solid line in FIG. 5, the oscillation signal CKV is between the second period and the fourth period of the reference clock CKin. Has three rising edges (here, for convenience, description will be made assuming that two clocks are out of phase with each other), and thus "H" propagates to the third stage (FF15) in the shift register including FF13 to FF16 ( Outputs c to e of each stage). Then, at the timing t2 when the next cycle starts, the AND gate circuit G11
Of the shift register, that is, flip-flops FF13 to FF16.
Is reset. That is, when the frequencies of the reference clock CKin and the oscillation signal CKV match, "H" propagates to the third stage (FF15) in the shift register, and the output f of the fourth stage (FF16) is "L". Will remain. Therefore, the output Q of the flip-flop FF17 indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is higher than the reference clock CKin.
(EFdown) is also a flip-flop FF1 indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is lower than the reference clock CKin.
The inverted output / Q (EFup) of 8 also becomes low level.

【0036】次に、基準クロックCKinの周波数よりも
発振信号CKVの周波数が高い場合(周期T0>Tv)
には、図5に点線で示すように、発振信号CKVが次サ
イクルの開始タイミングt2の前に立ち上がり、これに
同期してフリップフロップFF16の出力信号fが点線
で示すように立ち上がる。つまりシフトレジスタが4段
目まで「H」が伝搬するようになる。そのため、発振信
号CKVの周波数が基準クロックCKinよりも高いこと
を示すフリップフロップFF17の出力Q(EFdown)
がタイミングt2でハイレベルに変化するようになる。
このとき、フリップフロップFF18は、t2の1周期
前の立上がりでハイレベルに変化しているフリップフロ
ップFF15の出力eを取り込むため、発振信号CKV
の周波数が基準クロックCKinよりも低いことを示す反
転出力/Q(EFup)はロウレベルとなる。
Next, when the frequency of the oscillation signal CKV is higher than the frequency of the reference clock CKin (cycle T0> Tv)
5, the oscillation signal CKV rises before the start timing t2 of the next cycle, and in synchronization with this, the output signal f of the flip-flop FF16 rises as shown by the dotted line. That is, "H" is propagated up to the fourth stage in the shift register. Therefore, the output Q (EFdown) of the flip-flop FF17 indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is higher than the reference clock CKin.
Changes to the high level at the timing t2.
At this time, since the flip-flop FF18 takes in the output e of the flip-flop FF15 which has changed to the high level at the rising edge of one cycle before t2, the oscillation signal CKV
The inverted output / Q (EFup) indicating that the frequency of is lower than the reference clock CKin becomes low level.

【0037】一方、基準クロックCKinの周波数よりも
発振信号CKVの周波数が低い場合(周期T0<Tv)
には、図5に矢印Aで示すように、発振信号CKVの3
番目の立がりが次サイクルの開始タイミングt2の後に
来るようになる。これによって、フリップフロップFF
15の出力信号eが立ち上がる前に次サイクルが開始す
るようになるつまりFF13〜FF16からなるシフト
レジスタが2段目までしか「H」を伝搬しないようにな
る。そのため、FF15の出力eを取り込むフリップフ
ロップFF18の反転出力/Q(EFup)がタイミング
t2で発振信号CKVの周波数が基準クロックCKinよ
りも低いことを示すハイレベルに変化するようになる。
このとき、フリップフロップFF17は、タイミングt
2でフリップフロップFF16の出力f(ロウレベル)
を取り込むため、発振信号CKVの周波数が基準クロッ
クCKinよりも高いことを示す出力Q(EFdown)がロ
ウレベルとなる。
On the other hand, when the frequency of the oscillation signal CKV is lower than the frequency of the reference clock CKin (cycle T0 <Tv)
As shown by the arrow A in FIG.
The second rising edge comes after the start timing t2 of the next cycle. By this, the flip-flop FF
The next cycle starts before the output signal e of 15 rises, that is, the shift register including FF13 to FF16 propagates "H" only up to the second stage. Therefore, the inverted output / Q (EFup) of the flip-flop FF18 that takes in the output e of the FF15 changes to a high level indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is lower than the reference clock CKin at the timing t2.
At this time, the flip-flop FF17 has the timing t.
Output of the flip-flop FF16 at 2 (low level)
Is taken in, the output Q (EFdown) indicating that the frequency of the oscillation signal CKV is higher than the reference clock CKin becomes low level.

【0038】なお、この実施例の周波数比較器は、基準
クロックCKinと発振信号CKVの位相差によっては周
波数が一致していない場合にも一致の信号(EFdownも
EFupも共にロウレベル)を出力することがあるが、そ
のような場合には前述の位相比較器1がその位相差を検
出して不一致信号(EFdownまたEFup)を出力するこ
ととなる。そのため、クロック発生回路全体としては有
効な動作を行えることになる。
The frequency comparator of this embodiment outputs a matching signal (both EFdown and EFup are low level) even when the frequencies do not match due to the phase difference between the reference clock CKin and the oscillation signal CKV. However, in such a case, the above-mentioned phase comparator 1 detects the phase difference and outputs a mismatch signal (EFdown or EFup). Therefore, the clock generating circuit as a whole can operate effectively.

【0039】図6には、上記ローパスフィルタ2の具体
的な回路構成例が示されている。
FIG. 6 shows a specific circuit configuration example of the low-pass filter 2.

【0040】この実施例のローパスフィルス2は、電源
電圧Vccと接地点との間に直列に接続された一対の定
電流源I1,I2および一対のスイッチMOSFET
S1,S2からなるチャージポンプ21と、このチャー
ジポンプ21によって充放電される容量CFと、上記位
相比較器1からの位相不一致信号EPup,EPdownおよ
び上記周波数比較器5からの周波数不一致信号EFup,
EFdownに基づいて上記チャージポンプ21を制御する
信号を形成する制御回路22とから構成されている。
The low-pass filter 2 of this embodiment has a pair of constant current sources I1 and I2 and a pair of switch MOSFETs connected in series between the power supply voltage Vcc and the ground point.
A charge pump 21 composed of S1 and S2, a capacitance CF charged and discharged by the charge pump 21, phase mismatch signals EPup, EPdown from the phase comparator 1 and a frequency mismatch signal EFup from the frequency comparator 5,
The control circuit 22 forms a signal for controlling the charge pump 21 based on EFdown.

【0041】上記制御回路22は、位相比較器1からの
帰還クロックCKfの位相遅れを示す信号EPupが一方
の入力端子に供給され、他方の入力端子に上記周波数比
較器5からの周波数不一致(高)信号EFdownをインバ
ータIV1で反転した信号が供給されたANDゲート回
路G21と、上記位相比較器1からの帰還クロックCK
fの位相進みを示す信号EPdownが一方の入力端子に供
給され、他方の入力端子に上記周波数比較器5からの周
波数不一致(低)信号EFupをインバータIV2で反転
した信号が供給されたANDゲート回路G22と、上記
ANDゲート回路G21の出力信号が一方の入力端子に
供給され、他方の入力端子に上記周波数比較器5からの
周波数不一致(低)信号EFupが供給されたORゲート
回路G23と、上記ANDゲート回路G22の出力信号
が一方の入力端子に供給され、他方の入力端子に上記周
波数比較器5からの周波数不一致(高)信号EFdownが
供給されたORゲート回路G24と、上記ORゲート回
路G23の出力信号とパルス発生回路6からのワンショ
ットパルスPLSとが入力されたNANDゲート回路G
25と、上記ORゲート回路G24の出力信号とパルス
発生回路6からのワンショットパルスPLSとが入力さ
れたANDゲート回路G26とによって構成されてい
る。
In the control circuit 22, the signal EPup indicating the phase delay of the feedback clock CKf from the phase comparator 1 is supplied to one input terminal, and the other input terminal receives the frequency mismatch (high level) from the frequency comparator 5. ) An AND gate circuit G21 supplied with a signal obtained by inverting the signal EFdown by the inverter IV1 and the feedback clock CK from the phase comparator 1
An AND gate circuit in which a signal EPdown indicating the phase advance of f is supplied to one input terminal and a signal obtained by inverting the frequency mismatch (low) signal EFup from the frequency comparator 5 by the inverter IV2 is supplied to the other input terminal. G22 and an OR gate circuit G23 in which the output signal of the AND gate circuit G21 is supplied to one input terminal and the frequency mismatch (low) signal EFup from the frequency comparator 5 is supplied to the other input terminal, and An output signal of the AND gate circuit G22 is supplied to one input terminal, and an OR gate circuit G24 to which the frequency mismatch (high) signal EFdown from the frequency comparator 5 is supplied to the other input terminal, and the OR gate circuit G23. Gate signal G to which the output signal of 1 and the one-shot pulse PLS from the pulse generation circuit 6 are input.
25 and an AND gate circuit G26 to which the output signal of the OR gate circuit G24 and the one-shot pulse PLS from the pulse generation circuit 6 are input.

【0042】この実施例のローパスフィルタ2は、位相
比較器1からの帰還クロックCKfの位相遅れを示す信
号EPupがハイレベルのとき、または上記周波数比較器
5からの周波数不一致(低)信号EFupがハイレベルの
ときは、上記制御回路22のORゲート回路G23の出
力がハイレベルとなり、ワンショットパルスPLSがハ
イレベルの期間に応じてNANDゲート回路G25の出
力がロウレベルとなる。その結果、スイッチMOSFE
T(Pチャネル型)S1がオンして定電流源I1からの
電流によって容量CFへ電荷を注入して電圧VFを高くす
る。
In the low-pass filter 2 of this embodiment, when the signal EPup indicating the phase delay of the feedback clock CKf from the phase comparator 1 is at high level, or the frequency mismatch (low) signal EFup from the frequency comparator 5 is received. At the high level, the output of the OR gate circuit G23 of the control circuit 22 becomes the high level, and the output of the NAND gate circuit G25 becomes the low level according to the period when the one-shot pulse PLS is at the high level. As a result, switch MOSFE
The T (P-channel type) S1 is turned on to inject charges into the capacitor CF by the current from the constant current source I1 to increase the voltage VF.

【0043】一方、位相比較器1からの帰還クロックC
Kfの位相進みを示す信号EPdownがハイレベルのと
き、または上記周波数比較器5からの周波数不一致
(高)信号EFdownがハイレベルのときは、ORゲート
回路G24の出力がハイレベルとなり、ワンショットパ
ルスPLSがハイレベルの期間に応じてANDゲート回
路G26の出力がハイレベルとなる。その結果、スイッ
チMOSFET(Nチャネル型)S2がオンして定電流
源I2の電流によって容量CFの電荷を引き抜いて電圧
VFを低くする。
On the other hand, the feedback clock C from the phase comparator 1
When the signal EPdown indicating the phase advance of Kf is at high level, or when the frequency mismatch (high) signal EFdown from the frequency comparator 5 is at high level, the output of the OR gate circuit G24 becomes high level and the one-shot pulse The output of the AND gate circuit G26 becomes high level according to the period when PLS is high level. As a result, the switch MOSFET (N-channel type) S2 is turned on, and the electric current of the constant current source I2 extracts the electric charge of the capacitor CF to lower the voltage VF.

【0044】しかも、この実施例のローパスフィルタ
は、インバータINV1,INV2およびANDゲート
回路G21,G22を設けて、上記周波数比較器5から
の周波数不一致(低)信号EFupおよび周波数不一致
(高)信号EFdownがロウレベルのときにのみ位相比較
器1からの帰還クロックCKfの位相遅れを示す信号E
Pupまたは帰還クロックCKfの位相進みを示す信号E
Pdownがハイレベルとなると、スイッチMOSFET
S1がオンして容量CFへ電荷を注入して電圧VFを高く
するか、またはスイッチMOSFET S2がオンして
容量CFの電荷を引き抜いて電圧VFを低くする。つま
り、この実施例のローパスフィルタ2は、周波数不一致
信号EFupおよびEFdown優先で動作し、周波数が一致
しているときにのみ位相遅れまたは位相進みを示す信号
が有効となるため、疑似同期状態でPLL回路がロック
するのを回避することができる。
Moreover, the low-pass filter of this embodiment is provided with the inverters INV1 and INV2 and AND gate circuits G21 and G22, and the frequency mismatch (low) signal EFup and the frequency mismatch (high) signal EFdown from the frequency comparator 5 are provided. Signal E indicating the phase delay of the feedback clock CKf from the phase comparator 1 only when is low level
Pup or signal E indicating the phase lead of feedback clock CKf
When Pdown becomes high level, switch MOSFET
S1 is turned on to inject charges into the capacitor CF to increase the voltage VF, or the switch MOSFET S2 is turned on to extract charges from the capacitor CF to decrease the voltage VF. That is, the low-pass filter 2 of this embodiment operates with priority on the frequency mismatch signals EFup and EFdown, and the signal indicating the phase delay or the phase lead becomes effective only when the frequencies match, so that the PLL is quasi-synchronized. It is possible to avoid locking the circuit.

【0045】なお、この実施例では、NANDゲート回
路G25およびANDゲート回路G26を設けて、ワン
ショットパルスPLSをイネーブル信号としてチャージ
ポンプ21の充放電動作を行わせるようにしているが、
NANDゲート回路G25およびANDゲート回路G2
6を省略することも可能である。ただし、その場合、O
Rゲート回路G24の出力はそのままスイッチMOSF
ET S2のゲート端子に供給して良いが、NORゲー
ト回路G23はNORゲート回路に置き換えてそのNO
Rゲート回路の出力をスイッチMOSFET S1のゲ
ート端子に供給させるようにする等の工夫が必要とされ
る。
In this embodiment, the NAND gate circuit G25 and the AND gate circuit G26 are provided so that the charge pump 21 can be charged and discharged using the one-shot pulse PLS as an enable signal.
NAND gate circuit G25 and AND gate circuit G2
6 can also be omitted. However, in that case, O
The output of the R gate circuit G24 is directly the switch MOSF.
Although it may be supplied to the gate terminal of ET S2, the NOR gate circuit G23 is replaced with a NOR gate circuit and the NO
A device such as supplying the output of the R gate circuit to the gate terminal of the switch MOSFET S1 is required.

【0046】また、本実施例のように、NANDゲート
回路G25およびANDゲート回路G26を設けて、ワ
ンショットパルスPLSをイネーブル信号としてチャー
ジポンプ21の充放電動作を行わせるようにすれば、チ
ャージポンプ21の1サイクル当たりの充放電電荷量の
調整を定電流源I1,I2の電流調整でなく、ワンショ
ットパルスPLSのパルス幅の調整で行なうことがで
き、設計がやり易いという利点がある。
If the NAND gate circuit G25 and the AND gate circuit G26 are provided and the one-shot pulse PLS is used as the enable signal to perform the charging / discharging operation of the charge pump 21 as in the present embodiment, the charge pump 21 is charged. The charge / discharge charge amount per cycle of 21 can be adjusted not by adjusting the currents of the constant current sources I1 and I2, but by adjusting the pulse width of the one-shot pulse PLS, which is advantageous in designing.

【0047】図7には、パルス発生回路6の一例が示さ
れている。
FIG. 7 shows an example of the pulse generation circuit 6.

【0048】このパルス発生回路6は、基準クロックC
Kinを遅延させる奇数個のインバータ列からなる遅延回
路61と、基準クロックCKinが一方の端子に入力され
他方の端子には基準クロックCKinを上記遅延回路61
で遅延した信号CK’が入力されるANDゲート回路6
2とにより構成されており、図8に示すように、遅延回
路61の遅延時間tpdに相当する幅を有するパルスが形
成されて出力される。
The pulse generating circuit 6 has a reference clock C.
A delay circuit 61 including an odd number of inverter trains for delaying Kin, and a reference clock CKin is input to one terminal and the reference clock CKin is input to the other terminal.
AND gate circuit 6 to which the signal CK 'delayed by is input
2, and a pulse having a width corresponding to the delay time tpd of the delay circuit 61 is formed and output as shown in FIG.

【0049】図9には、上記リングオシレータ4の具体
的な回路構成例が示されている。この実施例のリングオ
シレータは、n個のCMOSインバータG1〜Gnが縦
続接続されているとともに、各CMOSインバータG1
〜GnのPチャネルMOSFETと電源電圧Vccとの
間に各々Pチャネル型の電流制御用MOSFETQ11〜
Q1nが、また各CMOSインバータG1〜GnのNチャ
ネルMOSFETと接地点との間にはNチャネル型の電
流制御用MOSFET Q21〜Q2nが接続されている。
また、電源電圧Vccと接地点との間に、前記ローパス
フィルタ2からの制御電圧VFがゲート端子に印加され
たMOSFET Q1と、該MOSFET Q1と直列
に接続されたダイオード接続のMOSFET Q2と、
上記電流制御用MOSFET Q21〜Q2nとともに上記
MOSFET Q2とカレントミラー回路を構成するM
OSFET Q3と、該MOSFET Q3と直列に接
続され上記電流制御用MOSFET Q11〜Q1nととも
にカレントミラー回路を構成するMOSFET Q4と
からなるバイアス電圧発生回路が設けられている。
FIG. 9 shows a specific circuit configuration example of the ring oscillator 4. In the ring oscillator of this embodiment, n CMOS inverters G1 to Gn are connected in cascade and each CMOS inverter G1 is connected.
~ Pn-type current control MOSFET Q11 between Gn P-channel MOSFET and power supply voltage Vcc ~
Q1n and N-channel type current control MOSFETs Q21 to Q2n are connected between the N-channel MOSFETs of the CMOS inverters G1 to Gn and the ground point.
Further, between the power supply voltage Vcc and the ground point, a MOSFET Q1 having a gate terminal to which a control voltage VF from the low-pass filter 2 is applied, a diode-connected MOSFET Q2 connected in series with the MOSFET Q1, and
M which constitutes a current mirror circuit with the MOSFET Q2 and the MOSFETs for current control Q21 to Q2n
A bias voltage generating circuit is provided which includes an OSFET Q3 and a MOSFET Q4 which is connected in series with the MOSFET Q3 and constitutes a current mirror circuit together with the current controlling MOSFETs Q11 to Q1n.

【0050】この実施例のリングオシレータ4は、上記
ローパスフィルタ2から供給される制御電圧VFが高く
なると、MOSFET Q1の電流が増加し、カレント
ミラー回路を介して電流制御用MOSFET Q11〜Q
1nとQ21〜Q2nに流れる電流が増加され、各CMOSイ
ンバータG1〜Gnの出力ノードに存在する寄生容量を
充放電するのに要する時間すなわちゲート遅延時間が小
さくされる。
In the ring oscillator 4 of this embodiment, when the control voltage VF supplied from the low pass filter 2 becomes high, the current of the MOSFET Q1 increases, and the current controlling MOSFETs Q11 to Q11 via the current mirror circuit.
The currents flowing through 1n and Q21 to Q2n are increased, and the time required to charge and discharge the parasitic capacitance existing at the output nodes of the CMOS inverters G1 to Gn, that is, the gate delay time is reduced.

【0051】その結果、発振周波数は高くなる。一方、
上記ローパスフィルタ2から供給される制御電圧VFが
低くなると、MOSFET Q1の電流が減少し、カレ
ントミラー回路を介して電流制御用MOSFET Q11
〜Q1nとQ21〜Q2nに流れる電流も減少され、各CMO
SインバータG1〜Gnの出力ノードに存在する寄生容
量を充放電するのに要する時間すなわちゲート遅延時間
が大きくされる。その結果、発振周波数は低くなる。
As a result, the oscillation frequency becomes high. on the other hand,
When the control voltage VF supplied from the low pass filter 2 becomes low, the current of the MOSFET Q1 decreases, and the current controlling MOSFET Q11 passes through the current mirror circuit.
~ Q1n and Q21 ~ Q2n current is also reduced, each CMO
The time required to charge and discharge the parasitic capacitance existing at the output nodes of the S inverters G1 to Gn, that is, the gate delay time is increased. As a result, the oscillation frequency becomes low.

【0052】遅延回路3も図9に示されているリングオ
シレータと同じ構成とされる。異なる点は、縦続される
CMOSインバータの数がリングオシレータを構成する
CMOSインバータの2倍の2n個とされる点および最
終段のインバータの出力が初段のインバータにフィード
バックされない点のみである。
The delay circuit 3 also has the same structure as the ring oscillator shown in FIG. The only difference is that the number of cascaded CMOS inverters is 2n, which is twice the number of CMOS inverters forming a ring oscillator, and the output of the final stage inverter is not fed back to the first stage inverter.

【0053】図11には、本発明のディレイライン型P
LL回路を用いたクロック発生回路の第2の実施例が示
されている。この実施例のクロック発生回路が第1の実
施例と異なるのは次の2点である。
FIG. 11 shows a delay line type P of the present invention.
A second embodiment of the clock generation circuit using the LL circuit is shown. The clock generating circuit of this embodiment differs from the first embodiment in the following two points.

【0054】第1は、遅延回路3を、ローパスフィルタ
2からの制御電圧VFにより遅延時間が変化する2n個
のゲート回路で構成された可変遅延回路31と、遅延時
間が制御電圧で変化しない複数のゲート回路で構成され
た固定遅延回路32とで構成するとともに、リングオシ
レータ4を、上記可変遅延回路31と同一の構成でゲー
ト回路の段数が半分のn個のゲート回路からなる可変遅
延回路41と、上記可固定遅延回路32と同一の構成で
ゲート回路の段数が半分すなわち遅延時間が固定遅延回
路32の遅延時間TDの半分のTD/2である固定遅延回
路42とで構成した点である。なお、このように構成し
た場合においても、リングオシレータ4の発振周期は遅
延回路3の遅延時間と一致する。
First, the delay circuit 3 includes a variable delay circuit 31 composed of 2n gate circuits whose delay time is changed by the control voltage VF from the low pass filter 2, and a plurality of delay circuits whose delay time is not changed by the control voltage. And a fixed delay circuit 32 composed of the gate circuit of FIG. 3 and the ring oscillator 4 has a variable delay circuit 41 having the same configuration as the variable delay circuit 31 and having n gate circuits with half the number of stages of the gate circuit. And the fixed delay circuit 42 having the same configuration as the fixed delay circuit 32 and the number of stages of the gate circuit is half, that is, the delay time is TD / 2 which is half the delay time TD of the fixed delay circuit 32. . Even in the case of such a configuration, the oscillation cycle of the ring oscillator 4 matches the delay time of the delay circuit 3.

【0055】上記のように構成されていると、遅延回路
3全体としての遅延時間に対する可変遅延量の割合を、
可変遅延回路31のゲート段数と固定遅延回路32のゲ
ート段数の比によって設定するようなことができる。
With the above configuration, the ratio of the variable delay amount to the delay time of the delay circuit 3 as a whole is
It can be set by the ratio of the number of gate stages of the variable delay circuit 31 and the number of gate stages of the fixed delay circuit 32.

【0056】また、外部から供給される基準クロックC
KinがバッファBFFを介して位相比較器1や遅延回路
3に入力されるように構成されている場合に、上記固定
遅延回路32の遅延時間TDをバッファBFFの遅延時
間と同じになるように設計してやれば、発生される同期
クロックを入力ピンINに印加されている基準クロック
の位相に一致させることができるという利点がある。た
だしこの場合、LSI内部に供給されるクロックCLK
は可変遅延回路31の最終段のゲート回路から取り出す
ようにする。
The reference clock C supplied from the outside
When Kin is configured to be input to the phase comparator 1 and the delay circuit 3 via the buffer BFF, the delay time TD of the fixed delay circuit 32 is designed to be the same as the delay time of the buffer BFF. By doing so, there is an advantage that the generated synchronous clock can be matched with the phase of the reference clock applied to the input pin IN. However, in this case, the clock CLK supplied to the inside of the LSI
Is taken out from the gate circuit at the final stage of the variable delay circuit 31.

【0057】第2実施例が第1実施例と異なる第2の点
は、図10に示すように、リングオシレータ4および遅
延回路3を構成するゲート回路を、CMOSインバータ
Giと、該CMOSインバータのPMOS側と電源電圧
Vccとの間に接続されベースにバイアス電圧Vbが印
加されたバイポーラ・トランジスタTRiと、CMOS
インバータのNMOS側と接地点との間に接続されゲー
トにローパスフィルタ2からの制御電圧VFが印加され
たNチャネルMOSFETからなる電流制御用MOSF
ET Qiとにより構成するとともに、上記バイアス電
圧Vbは、抵抗R1と容量C1とからなり電源電圧Vc
cを平滑する平滑回路7で発生させるようにした点であ
る。上記平滑回路7の時定数は、PLL回路の応答時間
よりも大きく設定されている。
The second difference between the second embodiment and the first embodiment is that, as shown in FIG. 10, the gate circuit which constitutes the ring oscillator 4 and the delay circuit 3 includes a CMOS inverter Gi and a CMOS inverter Gi. A bipolar transistor TRi connected between the PMOS side and the power supply voltage Vcc and having a bias voltage Vb applied to the base, and a CMOS
A current control MOSF composed of an N-channel MOSFET connected between the NMOS side of the inverter and the ground point and having the gate to which the control voltage VF from the low pass filter 2 is applied.
ET Qi and the bias voltage Vb is composed of a resistor R1 and a capacitor C1 and is a power supply voltage Vc.
This is a point generated by the smoothing circuit 7 for smoothing c. The time constant of the smoothing circuit 7 is set larger than the response time of the PLL circuit.

【0058】図10のゲート回路を用いた遅延回路3お
よびリングオシレータ4は、各CMOSインバータGi
のNMOS側に接続されたMOSFET Qiのゲート
端子が前記ローパスフィルタ2からの制御電圧VFによ
って制御されることによりCMOSインバータGiに流
れる電流が制御されて遅延時間が変化する。
The delay circuit 3 and the ring oscillator 4 using the gate circuit of FIG.
The gate terminal of the MOSFET Qi connected to the NMOS side of is controlled by the control voltage VF from the low pass filter 2 to control the current flowing through the CMOS inverter Gi and change the delay time.

【0059】また、この実施例では、CMOSインバー
タGiの振幅の上限は平滑回路7からのバイアス電圧V
bでバイアスされたカスコード型トランジスタTRiに
より、そのベース電圧Vbよりもベース・エミッタ間電
圧VBE分低い電圧(Vb−VBE)となるが、上記バイア
ス電圧Vbは、時定数がPLL回路の応答時間よりも大
きく設定されている平滑回路7から供給されるように構
成されているため、PLLの動作としてはバイアス電圧
Vbは変動しないのと同じになる。すなわち、遅延回路
3とリングオシレータ4とを構成するゲート回路Gi
は、電源電圧Vccが変動しても出力の振幅は変動しな
いのと同じになり、遅延回路3とリングオシレータ4の
遅延時間は電源電圧の変動によっては変動しないように
なる。その結果、発生するクロックCKfの位相も電源
電圧の変動によって変動されないようになり、ジッタが
生じにくくなる。
Further, in this embodiment, the upper limit of the amplitude of the CMOS inverter Gi is the bias voltage V from the smoothing circuit 7.
Due to the cascode transistor TRi biased by b, the base voltage Vb becomes a voltage (Vb-VBE) lower than the base voltage Vb by the base-emitter voltage Vb, but the bias voltage Vb has a time constant longer than the response time of the PLL circuit. The bias voltage Vb does not fluctuate in the operation of the PLL since it is configured to be supplied from the smoothing circuit 7 which is set to a large value. That is, the gate circuit Gi that constitutes the delay circuit 3 and the ring oscillator 4
Is the same as the output amplitude does not fluctuate even if the power supply voltage Vcc fluctuates, and the delay time of the delay circuit 3 and the ring oscillator 4 does not fluctuate depending on the fluctuation of the power supply voltage. As a result, the phase of the generated clock CKf is not changed by the fluctuation of the power supply voltage, and jitter is less likely to occur.

【0060】なお、上記実施例の遅延回路3およびリン
グオシレータ4を構成するゲート回路においては、CM
OSインバータのPMOS側に接続されるカスコード型
トランジスタTRiとしてバイポーラ・トランジスタを
用いたが、バイポーラ・トランジスタの代わりにMOS
FETを用いるようにしても良い。また、実施例では各
CMOSインバータ毎にカスコード型トランジスタTR
iを接続しているが、これらのトランジスタは共通化す
るようにしてもよい。あるいは各カスコード型トランジ
スタTRiのエミッタもしくはソースを互いに結合する
ように構成することも可能である。これによって、各C
MOSインバータの信号振幅のばらつきを小さくするこ
とができるという利点がある。
In the gate circuit which constitutes the delay circuit 3 and the ring oscillator 4 of the above embodiment, CM is used.
Although a bipolar transistor is used as the cascode type transistor TRi connected to the PMOS side of the OS inverter, a MOS is used instead of the bipolar transistor.
You may make it use FET. In the embodiment, the cascode type transistor TR is provided for each CMOS inverter.
Although i is connected, these transistors may be commonly used. Alternatively, the cascode type transistors TRi may be configured so that their emitters or sources are coupled to each other. By this, each C
There is an advantage that the variation of the signal amplitude of the MOS inverter can be reduced.

【0061】以上説明したように上記実施例は、位相比
較器とローパスフィルタと遅延回路を備え、入力された
基準クロック信号を遅延回路で遅らせることにより、基
準クロックと位相の一致した同期クロックを発生させる
ディレイライン型PLL回路を用いたクロック発生回路
において、上記遅延回路をその制御電圧に応じて遅延時
間の変化する論理ゲート回路を2n個縦続接続して構成
するとともに、上記遅延回路を構成する論理ゲート回路
と同一の論理ゲート回路を半分のn個縦続接続したリン
グオシレータと、該リングオシレータの発振信号と基準
クロック信号の周波数を比較する周波数比較器とを設
け、該周波数比較器の出力と上記位相比較器の出力とに
基づいて制御電圧を形成して上記遅延回路とリングオシ
レータを制御するように構成したので、リングオシレー
タのゲート段数は遅延回路のゲート段数の半分であるた
め発振周期は遅延回路と遅延時間と同一になり、遅延回
路での遅延時間が基準クロックの周期の2倍以上の整数
倍となった状態で位相比較器が一致信号を出力しても周
波数比較器はリングオシレータの発振周波数の方が小さ
いという信号を出力するため遅延回路の遅延時間が小さ
くなるように制御され、発生する同期クロック信号が基
準クロックよりもちょうど1周期遅れているときにのみ
PLL回路がロックし、疑似同期が発生しないようにな
るという効果がある。
As described above, the above embodiment is provided with the phase comparator, the low-pass filter and the delay circuit, and the input reference clock signal is delayed by the delay circuit to generate a synchronous clock whose phase matches that of the reference clock. In a clock generation circuit using a delay line type PLL circuit, the delay circuit is configured by cascading 2n logic gate circuits whose delay time changes according to the control voltage, and the logic configuring the delay circuit. A ring oscillator in which half the same number of logic gate circuits as the gate circuit are cascade-connected and a frequency comparator for comparing the frequency of the oscillation signal of the ring oscillator and the frequency of the reference clock signal are provided, and the output of the frequency comparator and the above A control voltage is generated based on the output of the phase comparator to control the delay circuit and ring oscillator. Since the number of gate stages of the ring oscillator is half the number of gate stages of the delay circuit, the oscillation cycle is the same as the delay circuit and the delay time in the delay circuit is more than twice the reference clock cycle. Even if the phase comparator outputs a coincidence signal in the state of being an integral multiple, the frequency comparator outputs a signal that the oscillation frequency of the ring oscillator is smaller, so the delay time of the delay circuit is controlled to be small, There is an effect that the PLL circuit locks only when the generated synchronization clock signal is delayed by exactly one cycle from the reference clock, and pseudo synchronization does not occur.

【0062】また、リングオシレータを構成する論理ゲ
ート回路と電源電圧端子との間にトランジスタを介在さ
せ、該トランジスタの制御端子には、PLL回路の応答
時間よりも大きな時定数を有する時定数回路で電源電圧
を平滑した電圧をバイアス電圧として印加させるように
構成したので、上記トランジスタの制御端子に供給され
るバイアス電圧は電源電圧が変動してもその変動は非常
に緩やかなものとなる。しかも、このバイアス電圧を発
生する時定数回路はPLL回路の応答速度よりも遅くな
るように時定数が設定されているため、PLL回路の動
作としてはバイアス電圧が変動していないのと同じにな
り、電源電圧が変動しても論理ゲート回路の出力振幅は
変動しないようになる。その結果、電源ノイズ等により
電源電圧が変動しても遅延回路の遅延時間は変動せず、
発生される同期クロック信号の位相変動もなくなり、ジ
ッタが低減されるようになるという効果がある。
Further, a transistor is interposed between the logic gate circuit forming the ring oscillator and the power supply voltage terminal, and the control terminal of the transistor is a time constant circuit having a time constant larger than the response time of the PLL circuit. Since the voltage smoothed from the power supply voltage is applied as the bias voltage, the fluctuation of the bias voltage supplied to the control terminal of the transistor is very gentle even if the power supply voltage changes. Moreover, since the time constant of the time constant circuit that generates this bias voltage is set so as to be slower than the response speed of the PLL circuit, the operation of the PLL circuit is the same as that of the bias voltage that is not changing. The output amplitude of the logic gate circuit does not change even if the power supply voltage changes. As a result, the delay time of the delay circuit does not change even if the power supply voltage changes due to power supply noise, etc.
There is an effect that the phase fluctuation of the generated synchronous clock signal is also eliminated and the jitter is reduced.

【0063】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明はそれに限定さ
れるものでなく、例えば遅延回路3やリングオシレータ
4を構成するゲート回路としてCMOSインバータ以外
にNORゲート等を用いるようにしても良い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and for example, a CMOS inverter is used as a gate circuit constituting the delay circuit 3 or the ring oscillator 4. Alternatively, a NOR gate or the like may be used.

【0064】また、リングオシレータを構成する論理ゲ
ート回路の数は、遅延回路の論理ゲート回路段数の半分
に限定されるものでなく、周波数比較器の比較比を変え
れば任意の数とすることができる。即ち、リングオシレ
ータを遅延回路段数の1/4とした場合は、周波数比較
器で基準クロックの2倍の周波数とリングオシレータの
発振周波数とを比較するようにして、また、リングオシ
レータを遅延回路段数と同じとした場合は、周波数比較
器で基準クロックの半分の周波数とリングオシレータの
発振周波数とを比較するようにする。従って、遅延回路
とリングオシレータとの論理ゲート回路段数を(x)と
すると、周波数比較器における基準クロック周波数とリ
ングオシレータ発振周波数とで比較する周波数比(y)
がx/2となるように設定されていれば良い。
Further, the number of logic gate circuits forming the ring oscillator is not limited to half the number of logic gate circuit stages of the delay circuit, and can be set to an arbitrary number by changing the comparison ratio of the frequency comparator. it can. That is, when the ring oscillator is set to 1/4 of the number of delay circuit stages, the frequency comparator compares the frequency twice the reference clock with the oscillation frequency of the ring oscillator, and the ring oscillator is set to the number of delay circuit stages. If it is the same, the frequency comparator compares the half frequency of the reference clock with the oscillation frequency of the ring oscillator. Therefore, when the number of logic gate circuit stages of the delay circuit and the ring oscillator is (x), the frequency ratio (y) for comparison between the reference clock frequency and the ring oscillator oscillation frequency in the frequency comparator.
Should be set to x / 2.

【0065】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるディレ
イライン型PLL回路からなるクロック発生回路を内蔵
した半導体集積回路に適用した場合について説明した
が、本発明はディレイライン型PLL回路を内蔵するL
SI一般に利用することができる。
In the above description, the invention made by the present inventor has been mainly applied to a semiconductor integrated circuit having a built-in clock generating circuit composed of a delay line type PLL circuit, which is the field of application of the invention. The present invention is an L which incorporates a delay line type PLL circuit.
SI is generally available.

【0066】[0066]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0067】すなわち、ディレイライン型PLL回路を
用いた疑似同期の発生しないクロック発生回路を実現す
ることができる。また、電源ノイズ等による電源電圧の
変動に対してジッタの小さなクロック信号を発生できる
ようなクロック発生回路を実現することができる。
That is, it is possible to realize a clock generation circuit using a delay line type PLL circuit, in which pseudo synchronization does not occur. Further, it is possible to realize a clock generation circuit that can generate a clock signal with small jitter with respect to fluctuations in the power supply voltage due to power supply noise or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係るディレイライン型PLL回路を用
いたクロック発生回路の一実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a clock generation circuit using a delay line type PLL circuit according to the present invention.

【図2】位相比較器の具体的な回路の構成例を示す回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of a specific circuit of a phase comparator.

【図3】位相比較器における信号のタイミングを示すタ
イムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the timing of signals in the phase comparator.

【図4】周波数比較器の具体的な回路の構成例を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a specific circuit of a frequency comparator.

【図5】周波数比較器における信号のタイミングを示す
タイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing the timing of signals in the frequency comparator.

【図6】ローパスフィルタの具体的な回路の構成例を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a specific circuit of a low-pass filter.

【図7】パルス発生回路の具体的な回路の構成例を示す
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration example of a specific circuit of a pulse generation circuit.

【図8】パルス発生回路における信号のタイミングを示
すタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart showing the timing of signals in the pulse generation circuit.

【図9】リングオシレータの具体的な回路の構成例を示
す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a specific circuit of a ring oscillator.

【図10】遅延回路およびリングオシレータを構成する
ゲート回路の具体的な構成例を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a gate circuit that constitutes a delay circuit and a ring oscillator.

【図11】本発明に係るディレイライン型PLL回路を
用いたクロック発生回路の第2の実施例を示すブロック
図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a second embodiment of a clock generation circuit using a delay line type PLL circuit according to the present invention.

【図12】リングオシレータの動作を示すタイムチャー
トである。
FIG. 12 is a time chart showing the operation of the ring oscillator.

【図13】従来のPLL回路における疑似ロック状態で
の基準クロックと帰還クロックの波形を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 13 is a time chart showing waveforms of a reference clock and a feedback clock in a pseudo lock state in a conventional PLL circuit.

【図14】本発明に係るPLL回路におけるロック状態
での基準クロックと帰還クロックの波形を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 14 is a time chart showing waveforms of a reference clock and a feedback clock in a locked state in the PLL circuit according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 位相比較器 2 ローパスフィルタ 3 遅延回路 4 リングオシレータ 5 周波数比較器 6 パルス発生回路 7 平滑回路 1 Phase Comparator 2 Low Pass Filter 3 Delay Circuit 4 Ring Oscillator 5 Frequency Comparator 6 Pulse Generation Circuit 7 Smoothing Circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 位相比較器とローパスフィルタと遅延回
路を備え、入力された基準クロック信号を遅延回路で遅
らせることにより、基準クロックと位相の一致した同期
クロックを発生させるディレイライン型PLL回路を用
いたクロック発生回路において、上記遅延回路を上記ロ
ーパスフィルタからの制御電圧に応じて遅延時間の変化
する論理ゲート回路を2n個縦続接続して構成するとと
もに、上記遅延回路を構成する論理ゲート回路と同一構
成の論理ゲート回路を半分のn個縦続接続したリングオ
シレータと、該リングオシレータの発振信号と基準クロ
ック信号の周波数を比較する周波数比較器とを設け、該
周波数比較器の出力と上記位相比較器の出力とに基づい
て制御電圧を形成して上記遅延回路とリングオシレータ
を制御するように構成したことを特徴とするクロック発
生回路。
1. A delay line type PLL circuit comprising a phase comparator, a low-pass filter, and a delay circuit, wherein a delay circuit delays an input reference clock signal to generate a synchronous clock whose phase matches that of the reference clock. In the clock generation circuit, the delay circuit is formed by cascading 2n logic gate circuits whose delay time changes according to the control voltage from the low pass filter, and is the same as the logic gate circuit forming the delay circuit. A ring oscillator in which half the number n of logic gate circuits having the above-mentioned configuration are connected in cascade and a frequency comparator for comparing the frequencies of the oscillation signal of the ring oscillator and the reference clock signal are provided, and the output of the frequency comparator and the phase comparator are provided. A control voltage is formed based on the output of the delay circuit and the ring oscillator to control the delay circuit and the ring oscillator. A clock generation circuit characterized by being made.
【請求項2】 上記論理ゲート回路と電源電圧端子との
間にはトランジスタが介在され、該トランジスタの制御
端子には、PLL回路の応答時間よりも大きな時定数を
有する時定数回路により電源電圧が平滑された電圧が印
加されていることを特徴とする請求項1に記載のクロッ
ク発生回路。
2. A transistor is interposed between the logic gate circuit and the power supply voltage terminal, and the power supply voltage is supplied to the control terminal of the transistor by a time constant circuit having a time constant larger than the response time of the PLL circuit. The clock generation circuit according to claim 1, wherein a smoothed voltage is applied.
【請求項3】 上記論理ゲート回路と電源電圧端子また
は接地点との間には、上記ローパスフィルタからの制御
電圧に対応した電流が流れるトランジスタとカレントミ
ラー回路を構成するようにされた電流制御用トランジス
タが介在されてなることを特徴とする請求項1または2
に記載のクロック発生回路。
3. A current control circuit configured to form a current mirror circuit with a transistor through which a current corresponding to the control voltage from the low pass filter flows between the logic gate circuit and a power supply voltage terminal or a ground point. 3. A transistor according to claim 1, wherein a transistor is interposed.
The clock generation circuit described in 1.
【請求項4】 上記遅延回路およびリングオシレータ
は、各々遅延時間が可変な論理ゲート回路からなる可変
遅延回路と、遅延時間が固定の固定遅延回路とにより構
成されていることを特徴とする請求項1、2または3に
記載のクロック発生回路。
4. The delay circuit and the ring oscillator are each composed of a variable delay circuit including a logic gate circuit having a variable delay time and a fixed delay circuit having a fixed delay time. The clock generation circuit described in 1, 2, or 3.
【請求項5】 外部から供給される基準クロック信号は
バッファ回路を介して上記位相比較器および遅延回路に
入力されるように構成されている場合に、上記固定遅延
回路の遅延時間は上記バッファ回路の遅延時間と同一と
なるように設定されていることを特徴とする請求項1、
2、3または4に記載のクロック発生回路。
5. When the reference clock signal supplied from the outside is configured to be input to the phase comparator and the delay circuit via a buffer circuit, the delay time of the fixed delay circuit is the buffer circuit. 2. The delay time is set to be the same as the delay time of.
The clock generation circuit described in 2, 3 or 4.
【請求項6】 上記周波数比較器は、上記基準クロック
を1/Nに分周する分周回路と、N個のフリップフロッ
プ回路からなり上記リングオシレータの発振信号をクロ
ックとしてシフト動作するシフトレジスタと、上記分周
回路の出力信号によって上記シフトレジスタの最終段お
よび最終段より1段前のフリップフロップ回路の出力を
ラッチするラッチ回路とにより構成されていることを特
徴とする請求項1、2、3、4または5に記載のクロッ
ク発生回路。
6. The frequency comparator comprises a frequency dividing circuit for dividing the reference clock into 1 / N, and a shift register composed of N flip-flop circuits for performing a shift operation using an oscillation signal of the ring oscillator as a clock. A latch circuit for latching the output of the final stage of the shift register and the flip-flop circuit one stage before the final stage by the output signal of the frequency dividing circuit. The clock generation circuit according to 3, 4, or 5.
【請求項7】 上記ローパスフィルタは、上記位相比較
器の位相比較出力信号と上記周波数比較器の周波数比較
出力信号とにより制御され、上記ローパスフィルタは上
記位相比較器の上記位相比較出力信号よりも上記周波数
比較器の上記周波数比較出力信号電圧を優先させ、上記
リングオシレータと上記基準クロックとの周波数がほぼ
等しいとき、上記位相比較器の上記位相比較出力信号に
より上記遅延回路と上記リングオシレータとを制御する
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5または6の
いずれかに記載のクロック発生回路。
7. The low-pass filter is controlled by a phase comparison output signal of the phase comparator and a frequency comparison output signal of the frequency comparator, the low-pass filter being higher than the phase comparison output signal of the phase comparator. When the frequency of the frequency comparison output signal of the frequency comparator is prioritized and the frequencies of the ring oscillator and the reference clock are substantially equal, the delay circuit and the ring oscillator are controlled by the phase comparison output signal of the phase comparator. 7. The clock generation circuit according to claim 1, which is controlled.
【請求項8】 請求項1〜7に記載のクロック発生回路
と、該クロック発生回路により形成されたクロックを半
導体集積回路の所望の部位に分配供給するクロック分配
系とを備えてなることを特徴とする半導体集積回路。
8. The clock generating circuit according to claim 1, and a clock distribution system for distributing and supplying a clock generated by the clock generating circuit to desired portions of a semiconductor integrated circuit. Semiconductor integrated circuit.
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