JPH09331242A - 異相信号間の相対スキュー制御方法 - Google Patents

異相信号間の相対スキュー制御方法

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JPH09331242A
JPH09331242A JP8168285A JP16828596A JPH09331242A JP H09331242 A JPH09331242 A JP H09331242A JP 8168285 A JP8168285 A JP 8168285A JP 16828596 A JP16828596 A JP 16828596A JP H09331242 A JPH09331242 A JP H09331242A
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JP
Japan
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skew
clock
block
delay
logic
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Pending
Application number
JP8168285A
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English (en)
Inventor
Takayuki Maruyama
孝幸 丸山
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】位相の異なる信号線間の相対スキューを制御
し、クロックスキューを制御する信号線の途中にスキュ
ー調整対象外の論理ブロックが接続される場合に、その
先の論理ブロックまでのスキュー制御を行うことを可能
とする方法の提供。 【解決手段】相対スキュー調整対象となる論理ブロック
の入力は、クロック分配指示ブロックに直接接続される
回路構成をとり、相対スキュー調整対象となるすべての
クロック分配指示ブロックにクロック信号を供給するク
ロック発生源の次段に、スキュー調整指示ブロックを配
置し、スキュー調整指示ブロックにより、位相の異なる
信号線に接続される論理ブロックに対しても、スキュー
調整を行う対象となる論理ブロックとして認識し、複数
の論理ブロックの入力クロックのスキューを自動調整す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路に関
し、特に、位相の異なるクロック信号の位相制御技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】LSI(大規模半導体集積回路)におい
ては、近時、プロセスの微細化に伴い、配線遅延が論理
ブロック自身の遅延を上回ることが多くなり、クロック
スキューが問題となるに至っている。
【0003】さらに、LSIは、一つのチップで例えば
数十万ゲートを超える回路を搭載できるようになり、ク
ロック信号に接続される論理ブロックの個数も膨大とな
るに至っており、このため、論理ブロックを配置した際
の、論理ブロック同士の入力信号スキューを制御するこ
とは、困難となって来ているというのが実状である。
【0004】フリップ・フロップなどの論理ブロック群
に供給されるクロック信号の制御する従来の方法におい
ては、クロック分配指示ブロックに直接接続される論理
ブロック同士のクロックスキューを制御するような構成
とされている。
【0005】例えば特開昭63−69262号公報に
は、クロック分配回路系におけるクロックスキューの発
生を最小限に抑えるようにした半導体集積回路を提供す
ることを目的として、ブロック群を駆動するクロック分
配セルにおいて、クロック信号に論理演算を行うための
組み合わせ回路の直後に複数個のクロック分配バッファ
を設け、また複数のクロック分配バッファのうち任意の
個数は、その負荷となるブロックの数が一定の個数に限
定され、クロック入力パッドからこのクロック分配バッ
ファを経て、ブロック内のクロックバッファセルに至る
までの配線長が一定の値に略等しく設定されるようにし
てなる半導体集積回路の構成が提案されている。
【0006】従来のクロックスキューの制御方法を、図
3を参照して以下に説明する。図3において、1はクロ
ック発生源、2はクロック分配指示ブロック、3、4、
5はクロック分配バッファ、6、7、8、10はクロッ
クスキューを調整したい論理ブロック群、9はクロック
信号線上に接続される論理ブロック、101〜106は
クロック信号線を示している。クロック信号は、チップ
外部またはチップ内部のクロック発生源1より供給さ
れ、複数の論理回路群6〜10に入力されるような回路
構成とされている。
【0007】図3を参照すると、クロック発生源1から
各論理ブロック群6、7、8までのクロックスキューを
調整するために、まずクロック分配指示ブロック2をク
ロック発生源1の次段に設け、このクロック分配指示ブ
ロック2から各論理ブロック群6、7、8までを、クロ
ック分配バッファ3、4、5を挿入して、クロック信号
を各論理ブロック群6、7、8に分配している。
【0008】また、クロック分配バッファ3、4、5に
それぞれ接続される論理ブロック群6、7、8の入力容
量、および、クロック信号線103、104、105の
配線長(配線負荷)が均等となるように、論理ブロック
の数が分配される。すなわち、クロック分配指示ブロッ
ク2から分岐するクロック分配バッファ3、4、5は、
全て同じ配線長となるように配置される。
【0009】そして、クロック分配バッファ3に接続さ
れる論理ブロック群6の入力容量およびクロック信号線
103の配線長(配線負荷)と、クロック分配バッファ
4に接続される論理ブロック群7の入力容量およびクロ
ック信号線104の配線長(配線負荷)と、クロック分
配バッファ5に接続される論理ブロック群8の入力容量
およびクロック信号線105の配線長(配線負荷)とは
すべて均等に分配される。このため、クロック分配指示
ブロック2から各論理ブロック群6、7、8までのクロ
ック信号経路あたりの負荷容量の差が少なくなり、クロ
ック・スキューを小さくすることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術により、
クロックスキューを制御しようとする場合、位相の異な
る信号線間の相対スキューの制御を行うことができない
という問題点を有している。
【0011】また、上記従来技術においては、クロック
スキューを制御する信号線の途中に、スキュー調整対象
外の論理ブロックが接続される場合には、その先の論理
ブロックまでのスキュー制御ができないという問題点も
有している。
【0012】従って、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、位相の異なる信号線間
の相対スキューを制御することを可能とすると共に、ク
ロックスキューを制御する信号線の途中にスキュー調整
対象外の論理ブロックが接続される場合に、その先の論
理ブロックまでのスキュー制御を行うことを可能とする
クロックスキュー制御方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るクロック間スキュー制御方法は、クロ
ック信号が分配されて複数の論理回路に入力される回路
に対して、該複数の論理回路に入力されるクロック信号
間のスキューを算出し、該算出されたスキュー値に基づ
きクロック間のスキューを自動で調整することを特徴と
する。
【0014】本発明においては、好ましくはスキュー調
整用ブロックを検出した際にのみ、信号線間のスキュー
調整を行うことを特徴とする。
【0015】本発明においては、スキュー調整対象とな
る論理ブロックの入力がクロック分配指示ブロックに直
接接続されるような回路構成とされ、スキュー調整対象
となるクロック分配指示ブロックに対してクロック信号
を供給するクロック発生源の次段にスキュー調整指示ブ
ロックを配置し、前記スキュー調整指示ブロックから前
記各クロック分配指示ブロックを介しその先に接続され
る各論理回路までのそれぞれのパスの遅延値を算出し、
前記遅延値の最大値を求め、前記最大値とそれぞれのパ
スの遅延値の差分に対応する遅延時間を有する遅延手段
をそれぞれのパスに挿入し、クロック間スキューを調整
する、ようにしたものである。
【0016】すなわち、本発明においては、相対スキュ
ー調整対象となる論理ブロックの入力は、クロック分配
指示ブロックに直接接続されるような回路構成をとると
共に、相対スキュー調整対象となるクロック分配指示ブ
ロックにクロック信号を供給するクロック発生源の次段
に、スキュー調整指示ブロックを配置する。
【0017】そして、スキュー制御を行う系統が複数存
在する場合は、それぞれの系統に対し、この方法を適用
する。
【0018】本発明に係るクロック間スキュー制御方法
は、位相の異なるクロック信号を制御するために、スキ
ュー調整指示ブロックとクロック分配指示ブロックを対
で使用することにより、スキュー調整を行う対象となる
クロック信号線および論理ブロック群を認識することが
できる。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に詳細に説明する。図1は、本発明の実
施の形態を説明するための図である。また、図2は、本
発明の実施の形態の動作を説明するためのフローチャー
トである。
【0020】図1において、1はチップ外部又はチップ
内のクロック発生源、2、12はクロック分配指示ブロ
ック、3、4、13、14はクロック分配バッファ、
6、7、10、15はクロックスキュー調整対象となる
論理ブロック群、9はクロック信号線上においてクロッ
クスキュー調整対象の論理ブロックの途中に接続される
論理ブロック、11はスキュー調整指示ブロック、16
はクロックスキューを調整するために自動的に挿入され
る遅延回路、101、102、103、104、10
6、201、202、203、204、205はクロッ
ク信号線である。
【0021】図1に示した回路構成を例として、図2の
流れ図を参照して、2系統のクロック信号のクロックス
キューを調整する場合について説明する。
【0022】まず、回路中におけるクロック分配指示ブ
ロックの有無を確認し(ステップS101)、もしクロ
ック分配指示バッファがあれば、クロック分配出力バッ
ファから、これに接続される論理ブロックまでのクロッ
クスキューの制御を、上記した従来技術の方法により行
う。その際、クロック分配指示バッファが複数個ある場
合には、各クロック分配指示ブロックに順番nを付け
(ステップS102)、クロック分配指示ブロックの数
を計数し、その個数をm個とする(ステップS10
3)。
【0023】なお、ステップS101の判定処理におい
て、クロック分配指示ブロックがなければ、クロックス
キュー制御は行われない。
【0024】図1に示す回路の場合、クロック分配指示
ブロックは、2及び12の2個あるので、m=2とな
り、1番目(n=1)のクロック分配指示ブロック2、
2番目(n=2)のクロック分配指示ブロック12とい
うように順番が付けられる。
【0025】クロック分配指示ブロック2から、クロッ
クスキュー調整対象となる論理ブロック群6、7、およ
びクロック分配指示ブロック12から、クロックスキュ
ー調整対象となる論理ブロック群10、15までの、そ
れぞれのスキュー調整は、従来技術により行われるの
で、クロック分配指示ブロック2に接続される論理ブロ
ック群6、7については、クロック分配バッファ3、4
を、クロック信号線102、103、104の配線負荷
(配線長)と論理ブロック群6、7の入力負荷容量が同
じになるように分配、挿入し、クロック分配指示バッフ
ァ12についても、クロック信号線204、106、2
05の配線負荷(配線長)と論理ブロック群10、15
の入力負荷容量が同じになるように分配、挿入すること
になる。
【0026】次に、スキュー調整指示ブロックの有無を
確認する(ステップS104)。もし、スキュー調整指
示ブロックがなければ、これでクロックスキュー制御を
終了する。一方、ステップS104の判定処理におい
て、スキュー調整指示ブロックがある場合には、以下の
処理が行われる。
【0027】図1に示す回路においては、スキュー調整
指示ブロック11が一つあり、その出力端子にクロック
分配指示ブロック2、12が2つ配置されていることに
なる。
【0028】ここで、スキュー調整指示ブロック11か
ら、クロック分配指示ブロック2、12を介したその先
に接続される論理ブロック群6、7、10、15までの
それぞれの遅延値を算出する。そして、この遅延値を、
それぞれのクロック分配指示ブロック2、12を介した
パス群毎に平均値を算出し、このパス群毎の平均値をd
(n)とする(但し、nはクロック分配指示ブロック
2、12のそれぞれの順番と同じ値とする)。
【0029】すなわち、図2を参照して、ステップS1
05では、変数nにクロック分配指示ブロック2の個数
mを代入し、スキュー調整指示ブロック11から、n番
目のクロック分配指示ブロックを介したその先に接続さ
れる論理ブロック群まで平均遅延値d(n)を算出し
(ステップS106)、次にnを一つデクリメントし、
m個のクロック分配指示ブロックの全てに対してステッ
プS106の処理を行い、平均遅延値を算出する。
【0030】図1に示す回路の場合について説明する
と、スキュー調整指示ブロック11から、クロック分配
指示ブロック2を介した論理ブロック群6、7までの平
均遅延値をd(1)とし、スキュー調整指示ブロック1
1から、クロック分配指示ブロック12を介した論理ブ
ロック群10、15までの平均遅延値をd(2)とす
る。
【0031】次に、図2を参照して、平均遅延値d
(n)の中の最大遅延値d(max)を判定する(ステ
ップS108)。すなわち、図1に示す回路において、
それぞれのクロック分配指示ブロック2、12を介した
パス毎の平均遅延値d(n)を算出した後に、平均遅延
値d(n)中での最大のものを判定し、そのパスを最大
遅延値d(max)と規定する。
【0032】そして、この最大遅延値d(max)と、
各クロック分配指示ブロックを介するパスの遅延値d
(n)との差を算出し、次式(1)のように、これを遅
延差Δd(n)とする(ステップS110)。
【0033】 Δd(n)=d(max)−d(n) …(1)
【0034】次に遅延差Δd(n)分の遅延回路をクロ
ック分配指示ブロックの直前に挿入する(ステップS1
11)。但し、最大遅延値d(max)のパスには遅延
回路は挿入されない(遅延差Δd(n)=0であるた
め)。
【0035】図1を参照して、遅延回路16は、それぞ
れのクロック分配指示ブロック2、12を介するパスの
遅延差Δd(n)の値のばらつきを十分補える種類のも
のを予め複数種準備しておき、この遅延差Δd(n)に
最も近い遅延回路16を選択し、クロック分配指示ブロ
ックの直前に挿入する。
【0036】すなわち、図1に示す回路においては、論
理ブロック9が接続されている分、クロック分配指示ブ
ロック12を介したパスの遅延が最も長くなり、このた
め遅延値d(2)が、最大遅延値d(max)となる。
【0037】このため、最大遅延値d(max)から、
クロック分配指示ブロック2を介した論理ブロック群
6、7までの平均遅延値d(1)を差し引いた、遅延差
Δd(1)に最も近い遅延回路16を選択し、クロック
分配指示ブロック2の直前に挿入する。
【0038】以上により、位相の異なるクロック信号線
間の遅延差を少なくし、クロック信号線間のクロック・
スキューを小さくすることができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位相の異なる信号線間の相対スキューの制御ができると
共に、クロックスキューを制御する信号線の途中に、ス
キュー調整対象外の論理ブロックが接続されることにお
いても、その先の論理ブロックまでスキュー制御が人手
を介すことなく実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
【図2】本発明の実施の形態の動作を説明するための流
れ図である。
【図3】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
1 クロック発生源 2、12 クロック分配指示ブロック 3、4、5、13、14 クロック分配バッファ 6、7、8、10、15 論理ブロック群 9 論理ブロック 11 スキュー調整指示ブロック 16 遅延回路 101、102、103、104、105、106、2
01、202、203、204、205 クロック信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】クロック信号が分配されて複数の論理回路
    に入力される回路に対して、該複数の論理回路に入力さ
    れるクロック信号間のスキューを算出し、該算出された
    スキュー値に基づきクロック間のスキューを自動で調整
    することを特徴とするクロック間スキューの制御手法。
  2. 【請求項2】スキュー調整用ブロックを検出した際にの
    み、信号線間のスキュー調整を行うことを特徴とする請
    求項1記載の制御手法。
  3. 【請求項3】スキュー調整対象となる論理ブロックの入
    力がクロック分配指示ブロックに直接接続されるような
    回路接続とされ、 スキュー調整対象となるクロック分配指示ブロックに対
    してクロック信号を供給するクロック発生源の次段にス
    キュー調整指示ブロックを配置し、 前記スキュー調整指示ブロックから前記各クロック分配
    指示ブロックを介しその先に接続される各論理回路まで
    のそれぞれのパスの遅延値を算出し、 前記遅延値の最大値を求め、前記最大値とそれぞれのパ
    スの遅延値の差分に対応する遅延時間を有する遅延手段
    をそれぞれのパスに挿入する、ことを特徴とするクロッ
    ク間スキューの制御手法。
JP8168285A 1996-06-07 1996-06-07 異相信号間の相対スキュー制御方法 Pending JPH09331242A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990063476A (ko) * 1997-12-26 1999-07-26 가나이 쓰토무 반도체 집적 회로 장치
JP2006197569A (ja) * 2004-12-13 2006-07-27 Samsung Electronics Co Ltd ポイント拡散クロックの分配ネットワーク及びクロックの分配方法
JP2006211494A (ja) * 2005-01-31 2006-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd クロック供給回路、半導体システムおよびその設計方法
JP2007027841A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Nec Electronics Corp 半導体集積回路の設計装置と方法並びにプログラム
JP2015148889A (ja) * 2014-02-05 2015-08-20 株式会社メガチップス クロック生成方法およびクロック生成回路

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Effective date: 20010424