JPS6346529A - クロツク分配回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は装置クロックを生成して分配するクロック分配
回路に関し、特に各装置クロック間のクロックスキュー
を自動補正することが可能なりロック分配回路に関する
。

（従来の技術） 従来、この種のクロック分配回路では、できる限り伝搬
時間のばらつきが少ない高性能の集積回路を使用したり
、あるいは各装置へのクロック経路の短距離化と等長比
とを行ったりして、できる限り各装置クロック間のクロ
ックスキューを少なくする工夫をしている。

また、各装置クロックに人手で調整可能な遅延回路を備
え、各装置上の装置クロックをシンクロスコープ等の計
測器で波形観測しながら遅延回路を人手で調整すること
により、装置間クロックスキューを補正している。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来のクロック分配回路は、ハードウェア上で
できる限り装置間クロックスキューを少なくする工夫を
しているが、使用集積回路の製造上の伝搬遅延時間のば
らつき、クロック分配回路と各装置との間の経路差によ
る伝搬時間のばらつき、あるいは各装置の装置クロック
信号源に接続される負荷の差による伝搬時間のばらつき
などにより、各装置間の装置クロックスキューはあまり
小さくはならない。そのため、各装置側である程度のク
ロックスキューを考えて設計する必要があり、設計工数
が増加したり、あるいは回路が煩雑化してもクロックス
キューを考慮した設計が必要となるため、性能の低下を
招くという欠点がある。

また、内蔵遅延回路を入手で調整することによりクロッ
クスキ１−の補正が可能なりロック分配回路は、各装置
ご己に計測器を使い、装置クロックの波形を＠察しなが
ら遅延回路を微調整するため、正確なりロックスキュー
調整は難しく、調整のために検査時間が増加すると云う
欠点がある。

さらに、装置クロックを分配する接続装置に変更が生じ
た場合、変更された装置クロックに対して、再度、クロ
ックスキューを調整することが必要になるという欠点が
ある。

本発明の目的は、外部からの起動信号によって各装置ク
ロックと基準クロックとの間の位相ずれを測定し、測定
結果を使って各装置クロックごとに適当な遅延値を付加
し、基準クロックとの位相ずれを補正し、各装置クロッ
ク間のクロックスキューを自動的に補正することにより
上記欠点を除去し、クロックスキューを考慮する必要の
ないように構成したクロック分配回路を提供することに
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明によるクロック分配回路は複数の遅延回路己、複
数の選択回路と、複数のクロックスキュー測定回路とを
具備して構成したものである。

複数の遅延回路は、クロック発生回路で生成されたクロ
ックに対して複数個の遅延値を付加して出力するための
ものである。

複数の選択回路は、複数の遅延回路のそれぞれから出力
される複数出力のひとつを補正信号に応じて選択し、装
置クロックとして出力するためのものである。

複数のクロックスキュー測定回路は、装置クロックを受
けた装置から戻された観測用クロック、クロック発生回
路で生成されたクロックと同一周波数の基準クロック、
クロック発生回路で生成されたクロックより高周波数の
測定用クロック、および外部からの起動信号を入力し、
基準クロックと観測用クロックとの間の位相ずれを測定
用クロックでサンプリングして測定し、補正信号を出力
するためのものである。

（実施例） 次（こ、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は、本発明によるクロック分配回路の一実施例を
付属部分とともに示すブロック図である。第１図におい
て、一点鎖線で囲まれた領域１は本発明の特徴であるク
ロック分配回路、同様に一点鎖線で囲まれた領域２〜４
は装置Ａ〜Ｃであり、クロック分配回路１と装置２〜４
との間には装置クロック信号線１０１〜１０３、および
観測用クロック信号線２０１〜２０３が接続されている
。

クロック分配回路ｌにおいて、１ｏはクロック分配回路
の内部で使用される全クロックを生成するためのクロッ
ク発生回路、２１〜２３はそれぞれクロック発生回路１
０で生成された信号線３００上の基本クロックに対して
複数個の遅延値を付加して出力するための遅延回路、３
１〜３３はそれぞれ遅延回路２１〜２３から出力される
遅延値の異なるクロックのなかからひとつを選択し、装
置クロックとして信号線１０１〜１０３上に出力するた
めの選択回路、４１〜４３にそれぞれ外部からの起動信
号＃！６００により、信号線４００上の基準クロックと
信号線２０１〜２０３上の観測用クロックとの位相差を
、信号線５００上の測定用クロックでサンプリングし、
選択回路３１〜３３を制御する選択信号を信号線７０１
〜７０３上に送出するタロツクスキュー測定回路である
。信号線３００上の基本クロック、信号線４００上の基
準クロック、信号線１０１〜１０３上の装置クロック、
信号線２０１〜２０３上の観測用クロックはすべて同一
周波数のクロックであり、信号線５００上の測定用クロ
ックは他のクロックと比べて高周波数のクロックである
。信号線２０１〜２０３上の観測用クロックは、それぞ
れ装ｆｆｆ２−４の内部で信号線１０１〜１０３上の装
置クロックをそのまま出力し、クロック分配回路１に戻
したものである。

第２図は本発明によるクロック分配回路の内部のクロッ
クスキュー測定回路の一実施例を示すブロック囚であり
、第３図は第２図に示すクロック分配回路の夕・イムチ
ャードである。

第２図にぶいて、５０は信号線６００上の起動信号を信
号線４００上の基準クロックで同期化し、前縁の微分を
行うための同期微分回路、５１．５２はそれぞれ信号ｍ
４００上の基準クロックおよび信号線２０１上の観測用
クロックをそれぞれ信号線５００上の測定用クロックで
同期化し、前線の微分を行うための同期微分回路、５３
は同期微分回路５０から信号線８８への出力信号をサン
プリングするためのＤフリップフロップ、５５は信号線
４００上の基準クロックと信号線２０１上の観測用クロ
ックとの間の位相差を保持するためのＪＫフリクブフロ
ップ、５６はＪＫフリップフロップ５５に保持された位
相差をカウントするためのカウンタ、５７は信号線７０
１上の選択信号を出力するための選択回路である。

同期微分回路５０の負の出力信号は、信号線８０１を介
してカウンタ５６のリセクト端子に接続され、同期微分
回路５１から信号線８０２上に送出された出力信号と、
Ｄフリップフロップ５３から信号！１８０５上に送出さ
れた出力信号と、同期微分回路５２から信号線８０４上
に送出された負の出力信号とは、ゲート５４の入力端子
に接続され、ゲート５４から信号線８０６上に送出され
た出力信号はＪＫフリクプ７０ツブ５５上のＪ入力端子
に接続され、同期微分回路５２から信号線８０３上に送
出された出力信号はに入力端子に接続され、ＪＫフリッ
プフロップ５５から信号線８０７上に送出された出力信
号はカウンタ５Ｇのカウントイネーブル端子に接続され
ている。

また、信号線２０１上の観測用クロック、信号線４００
上の基準クロック、信号線５００上の測定用クロック、
信号線６００上の起動信号、信号線７０１上の選択信号
は、それぞれ第１図におけるものと同様である。

第３図は、第１図および第２図における各要素の信号波
形である。

次に、本実施例の動作を第１図、第２図および第３図に
もとずいて説明する。

クロック発生回路１０は、信号線１０１　〜１０３上の
装置クロックのもとになる信号線３００上の基本タロツ
クと、基本クロックと同一の周波数を有する信号線４０
０上の基準クロックと、高周波数のクロックスキューを
測定するための信号線５００上の測定用クロックとを常
時出力している。クロック発生回路１０から信号線３０
０上に送出された基本タロツクはクロック分配回ｗ１１
の内部の遅延回路２１に入力され、あらかじめ設定され
ている細分割された遅延値を付加し、複数個の出力とし
て選択回路３１に入力される。外部から信号線６００に
起動信号が入力されていないときには、選択回路３１は
タロツクスキュー測定回路４１で設定されている信号線
７０１上の選択信号が指す遅延値を有するクロックを選
択し、信号線１０１上の装置クロックとして出力する。

装置２では、信号１ｉＡ１０１上の装置クロックを動作
クロックとして使用する。このとき、装置２からクロッ
ク分配回路１に入力された信号線１０１上の装置クロッ
クを、その才才同じ経路を経て観測用クロツタとして信
号線２０１を介して戻している。

しかし、このとき、信号８６００上−ご起動信号が入力
されていないのでクロックスキュー測定回路４１は動作
せず、保持されている値は変らない。同様にして、信号
線１０２上の装置クロックと、信号線１０３上の装置ク
ロックとが装置２〜４に送出されている。

いりぼう、装置クロック間のクロックスキューを自動調
整するために、信号８６００上の起動信号が外部から入
力されると、次のように動作が行われる。

電源がオンのとき、あるいはイニシャライズ時など、装
置クロック間のクロックスキュー調整が必要なときには
外部からクロック分配回路１に対してクロックスキュー
自動調整のための起動信号が信号線６００から入力され
る。信号線６００上の起動信号の入力により、クロック
スキュー測定回路４１の選択回路５７は選択信号＃１ｔ
７０１上でオールゼロを選択する。

選択回路３１は信号線７０１上の選択信号がオールゼロ
になりたことにより、遅延回路２１で遅延された基本ク
ロックの出力のうち、遅延値の最も少ないクロックを装
置クロック１０１として信号！１０１上に送出する。装
置１では信号線１０１上の装置クロックを入力すると同
時に、観測用クロックとして信号線２０１を介して再び
クロック分配回路１に戻す。

同時に、信号線６００上の起動信号は同期微分回路５０
に入力され、信号線４００上の基準クロックの立上りで
同期化および前縁微分が行われる。その結果、第３図に
示すように信号線４００上の基準クロックの１周期分の
クロックの長さの信号が同期微分回路５０の出力信号と
なって信号Ｒ８００上に送出される。また、同じ同期微
分回路５０から信号線８０１に送出された負の出力信号
がカウンタ５６のリセット端子に入力され、カウンタ５
６から信号＋１１８０８上に送出された出力信号はオー
ルゼロになる。

信号線８０８上の出力信号はＤフリップフロップ５３に
おいて、信号線４００上の基準クロックの立下りでサン
プリングされ、信号線８０５上に送出されて出力信号と
なる。信号線８０５上の出力信号は第３図に示すように
、信号Ｒ８００上の出力信号に対して信号線４００上の
基準クロックの半周期クロック分だけ遅れている。

いっぽう、同期微分回路５１および同期微分回路５２は
、それぞれ信号線４００上の基準クロックと信号線２０
１上の観測用クロック２０１とを、信号線５００上の測
定用クロックの立下りで同期化するとともに前縁を微分
し、第３図に示すように、常に信号線４００上の基準ク
ロックと信号線２０１上の観測用クロックとの立上りを
、信号ａｓｏｏ上に送出された測定用クロックの１周期
のクロック分に等しい長さを有する信号Ｒ８０２上の出
力信号、および信号線８０３上の出力信号に変換してい
る。Ｄフリップフロップから信号線８０５上に送出され
た出力信号と、同期微分回路５１から信号線８０２上に
送出された出力信号と、同期微分回路５２から信号線８
０４上に送出された負の出力信号とをゲート５４に加え
、論理積を求めることにより、ゲート５４では信号線６
００上の起動信号の入力時の、信号１ｉＩ２０１上の観
測用クロックと位相ずれをもち、信号ａ４００上の基準
クロックの立上りを示す出力信号を信号線８０６上に生
成し、ＪＫフリップフロップ５５のＪ入力端子に入力す
る。

これにより、第３図に示すようにＪＫフリクプフロップ
５５から信号線８０７上への出力信号は、信号線５００
上の測定用クロックの立上りでｓｌｌになる。信号線８
０７上の出力信号はカウンタ５６のカウントイネーブル
端子に接続されている。信号線８０７上に信号線が出力
される直前に、同期微分回路５ｏから信号線８０１上に
送出される負の出力信号はＲ１”になるため、カウンタ
５６はカウント動作を開始して、第３図に示すように、
信号線ｓｏｏ上の測定用クロックの立下りでカウントア
ツプ動作をする。同期微分回路５２から信号線８０３上
に送出された出力信号はＪＫフリップフロップ５５のに
入力端子に入力されており、第３図に示すように、ＪＫ
フリップフロップ５５がセットされているときに信号線
８０３上の出力信号が“１＃になると、ＪＫフリップフ
ロップ５５から信号線８０７上への出力信号は“Ｏ″に
なる。同時に、カウンタ５６はカウント動作を中止する
。ＪＫフリップフロップ５５から信号線８０７上への出
力信号がＩＩＩＪＩになつている時間は信号線４００上
の基準クロックと信号線２０１上の観測用クロックとの
位相のずれを示す。カウンタ５６はそれを計測して出力
信号を信号線８０８上に送出し、位相のずれを数値変換
している。

その後、信号８６００上の起動信号が止才ると同時薔こ
、第３図に示すように、選択回路５７はカウンタ５６か
ら信号線８０８へめ出力信号を選択信号として信号線７
０１上に出力する。

遅延回路２１と選択回路３１とは、信号線８０８上のカ
ウンタ５６の出力信号で示される位相ずれの数値変換デ
ータに対応して動作し、信号線３００上の基本クロック
に遅延値を加え、位相ずれを補正して信号線１０１上に
装置クロックを生成する。以後は、信号！１６００上に
起動信号が到来しない限りカウンタ５６の内容はそのま
ま保持され、信号線１０１上の装置クロックはそのま才
の状態を保つ。

同様にして、信号線１０２上の装置クロック、および信
号線１０３上の装置クロックに対しても信号線４００上
の基準クロックとの間の位相ずれは同時にして補正され
る。その結果、各装置クロックとも信号１Ｍ４００上の
基準クロックに対して位相ずれがなくなり、各装置クロ
ック間のクロックスキューは自動的に補正される。

第１囚において、クロック分配回路１は装置２〜４に対
してクロックを分配するため、それぞれ３個の遅延回路
と、３個の選択回路と、３個のクロックスキュー回路と
を備えて構成しているが、これはあくまでも一実施例に
おけるものであり、各回路数を増加させることにより、
多数の装置に対応できることは云うまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、外部からの起動信号によ
り各装置クロックと基準クロックとの間の位相ずれを測
定し、測定結果を使って各装置クロックごとに適当な遅
延値を付加し、基準クロックとの位相ずれを補正し、各
装置クロック間のクロックスキューを自動的に補正する
ことにより、各装置の回路構成の簡易化と設計の容易化
、設計工数の短縮、クロック分配回路のクロックスキュ
ー調整のための検査工数の削減、および装置クロックの
性能の向上が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるクロック分配回路の一実施例を
示すブロック図である。 第２図は、第１図のタロツクスキュー測定回路の一実施
例を示すブロック図である。 第３図は、第２図の動作を示すタイムチャートである。 １・・・クロック分配回路　２〜４・・・装置１０・・
・クロック発生回路 ２１〜２３・・・遅延回路 ３１〜３３・・・選択回路 ４１〜４３・・・クロックスキュー測定回路５０〜５２
・・・同期微分回路 ５３・・・Ｄフリップフロップ ５４・・・ゲート ５５・・・ＪＫフリップフロップ ５６・・・カウンタ　　　　５７・・・選択回路１０１
〜１０３，２０１〜２０３，３００，４００゜５００．
６００，７０１〜７０３，８００〜８０８・・・信号線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クロック発生回路で生成されたクロックに対して複数個
   の遅延値を付加して出力するための複数の遅延回路と、
   前記複数の遅延回路のそれぞれから出力される複数出力
   のひとつを補正信号に応じて選択し、装置クロックとし
   て出力するための複数の選択回路と、前記装置クロック
   を受けた装置から戻された観測用クロック、前記クロッ
   ク発生回路で生成された前記クロックと同一周波数の基
   準クロック、前記クロック発生回路で生成された前記ク
   ロックより高周波数の測定用クロック、および外部から
   の起動信号を入力し、前記基準クロックと前記観測用ク
   ロックとの間の位相ずれを前記測定用クロックでサンプ
   リングして測定し、前記補正信号を出力するための複数
   のクロックスキュー測定回路とを具備して構成したこと
   を特徴とするクロック分配回路。