KR0175026B1 - 클럭 스큐 제거 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클럭 스큐 제거 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 집적 회로에서 신호간에 발생하는 레이스 컨디션을 제거하는 클럭 스큐 제거 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제1, 제2, 제3인버터, 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제4, 제5, 제6, 제7인버터, 제1인버터 출력 단자를 제7인버터의 입력 단자로 연결시키고 상기 제2인버터 출력 단자를 제6인버터의 입력 단자로 연결시키는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체 집적 회로에서 신호간에 발생되는 레이스 컨디션을 제거해 줌으로서 집적 회로의 오동작을 방지하고 동작의 신뢰성을 향상시킨다.

Description

클럭 스큐 제거 장치

제1도는 종래 기술의 클럭 및 클럭바 발생 회로를 도시한 것이다.

제2도는 제1도의 출력 파형도를 도시한 것이다.

제3도는 본 발명에 의한 클럭 스큐 제거 회로를 도시한 것이다.

제4도는 제3도의 출력 파형도를 도시한 것이다.

본 발명은 클럭 스큐 제거 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 집적 회로에서 신호간에 발생하는 레이스 컨디션을 제거하는 클럭 스큐 제거 장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적 회로의 기술중에서 대표적인 것중의 하나가 고속 스피드화 기술이다. 고속 스피드화에 있어서 문제점은 신호간에 생기는 시간 딜레이인 타이밍 스큐(Timing Skew)로 인하여 레이스 컨디션(Race Condition)을 유발시키는 것이다. 특히, 디지탈 집적 회로는 매스터 클럭에 동기되어 주요 기능들이 이루어지는데 이 매스터 클럭에 타이밍 스큐가 발생되면 집적 회로는 오동작을 하게된다. 여기서 스큐(Skew)란 정위치로부터의 변위 정도이다.

제1도는 종래 기술의 클럭 및 클럭바 발생 회로를 도시한 것이다.

제2도는 제1도의 각 노드(A,B,C,D)에서의 파형도를 도시한 것이다.

제1도는 파형 발생기(110)로부터 제1인버터(112)를 거쳐 노드(B)에 정클럭(CLK)이 발생하며, 파형 발생기(110)로부터 2개의 인버터(114, 116)을 거쳐 노드(D)에 클럭바(CLKBAR)신호가 발생한다.

제1도는 각 게이트의 지연을 1nsec로 가정 했을 때 출력(CLK)와 출력(CLKBAR)는 1nsec의 스큐 타임을 가진다. 즉 제2도의 파형도에서 출력(CLK)와 출력(CLKBAR)은 라이징 트리거(a)와 폴링 트리거(b)가 차이가 나는 클럭 스큐가 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 반도체 집적 회로에 있어서 클럭 및 클럭바 신호를 발생하는 경로에 서로 피드백 경로를 만들어 클럭 스큐를 제거함으로서 신호간에 발생하는 레이스 컨디션을 제거하는 장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 매스터 클럭 신호를 각각 클럭 신호 및 클럭바 신호로 발생하는 클럭 발생 장치에 있어서,

상기 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제1, 제2, 제3인버터;

상기 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제4, 제5, 제6, 제7인버터;

상기 제1인버터 출력 단자를 상기 제7인버터의 입력 단자로 연결시키고 상기 제2인버터 출력 단자를 상기 제6인버터의 입력 단자로 연결시키는 것을 특징으로 하는 클럭 스큐 제거 장치이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제3도는 본 발명에 의한 클럭 스큐 제거 회로를 도시한 것이다.

제3도는 파형 발생기(300)에서의 신호를 입력으로 하고 제1, 제2, 제3인버터(310,316,318)를 직렬로 연결하고, 파형 발생기(300)에서의 신호를 입력으로 하고 제4, 제5, 제6, 제7인버터(312,314,318,320)를 직렬로 연결한다. 제1인버터(310) 출력 단자를 제7인버터(320)의 입력 단자로 연결시키고 상기 제2인버터(316) 출력 단자를 상기 제6인버터(318)의 입력 단자로 연결시켜 구성하였다.

제4도는 제3도의 출력 파형도를 도시한 것이며, x축은 시간(t)축이고 y축은 전압 값을 나타낸다.

제3도에서 도시된 바와 같이 파형 발생기(300)에서 발생된 제4도의 클럭 신호(A)는 제1인버터(310)의 저항*커패새터(RC) 타이밍을 거쳐 D노드로 전달된다. 또한 D노드에서의 신호는 피드백 경로(360)을 통해 G노드로 전달되며, G노드는 클럭 신호(A)가 제5, 제6인버터(314,318)를 거치기 전에 프리차지(Pre Charge)된다.

그러나 제6인버터(318)의 입력이 제5인버터(314)의 RC 타이밍을 거쳐 전달되는 신호 이전의 값을 유지하기 때문에 G노드에서 프리차지된 신호는 제7인버터(320)를 충분히 구동시키지 못한다. 즉, F노드 대비 G노드가 프리차지된 동안(이때, 인버터의 지연시간이 T라면 지연시간 T동안)은 D노드에서 전달된 신호가 제7인버터(320)를 구동하지 못하며, 지연시간 T가 지난 후, 즉 D노드에서 전달된 신호가 T만큼 지연된 후 제7인버터(320)를 구동하게 된다. 결국, 노드B의 클럭과 노드C의 클럭바간에는 타임 스큐없이 위상만 반전되게 된다. 이때, H노드에서 F노드로 피드 백 경로는 G노드의 신호를 안정시켜준다.

즉, 종래에 클럭바신호를 발생시키기 위해 인버터 하나를 더 사용함으로써 필연적으로 발생되었던 클럭과 클럭바사이의 타임 스큐를 노드D와 노드G를 연결시킴으로써 제거할 수 있게 된다.

결과로 최종 출력인 노드B의 클럭과 노드C의 클럭바에는 제4도의 파형도에 도시한 바와 같이 스큐 타임이 제거된 파형이 출력된다. 즉, 출력(CLK)와 출력(CLKBAR)의 파형 B 및 C는 라이징 트리거(c)와 폴링 트리거(d)가 일치된 파형이 나타난다.

따라서 종래 기술에서는 제3도에서 입력 신호 인가시 비반전 신호에 있어서 G노드 신호는 D노드 신호에 비해 2개의 인버터 딜레이 만큼 타이밍 스큐가 발생되지만 피드 백 경로(360,370)을 추가한 것에 의해 2개의 인버터의 타이밍 스큐를 개선 시켰다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 반도체 집적 회로에서 신호간에 발생되는 레이스 컨디션을 제거해 줌으로서 집적 회로의 오동작을 방지하고 동작의 신뢰성을 향상시킨다.

Claims (1)

1. 매스터 클럭 신호를 각각 클럭 신호 및 클럭바 신호로 발생하는 클럭 발생 장치에 있어서, 상기 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제1, 제2, 제3인버터; 상기 매스터 클럭 신호를 입력으로 하고 직렬로 연결되는 제4, 제5, 제6, 제7인버터; 상기 제1인버터 출력 단자를 상기 제7인버터의 입력 단자로 연결시키고 상기 제2인버터 출력 단자를 상기 제6인버터의 입력 단자로 연결시키는 것을 특징으로 하는 클럭 스큐 제거 장치.