KR100246330B1

KR100246330B1 - 발진기

Info

Publication number: KR100246330B1
Application number: KR1019970008088A
Authority: KR
Inventors: 박성만
Original assignee: 김영환; 현대반도체주식회사
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19980073028A

Abstract

본 발명은 발진기에 관한 것으로 종래의 발진기는 피엘엘을 사용하여 외부클럭신호를 고정하는 고정시간이 증가함으로써 그 외부클럭신호의 변화에 민감하게 대응하는 내부클럭신호를 출력할 수 없는 문제점과 아울러 피엘엘의 소비전력이 큰 문제점과 집적화가 용이하지 않은 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 외부클럭신호를 다수의 지연부로 지연하고, 상기 외부클럭신호에 동기를 맞춰 그 지연부의 출력신호를 인가 받아 래치하여 출력하는 플립플롭의 출력신호에 따라 상기 다수의 지연부출력을 선택적으로 출력함으로써 그 출력신호를 고정하기 위한 고정시간이 없어, 외부클럭신호의 변화에 민감하게 대응하는 내부클럭신호를 출력하는 효과와 아울러 그 면적이 피엘엘보다 작아 집적화에 용이하고, 소비전력을 절감하는 효과가 있다.

Description

발진기{CLOCK GENERATOR}

본 발명은 발진기에 관한 것으로, 특히 외부클럭을 다수의 지연수단을 사용하여 지연하고, 그 다수의 지연수단 출력신호에 따라 다른 위상의 출력신호를 선택적으로 출력하여 그 출력신호의 고정시간을 최소화함으로써 외부클럭신호의 변화에 빠르게 대응하는데 적당하도록 한 발진기에 관한 것이다.

일반적으로, 초고집적회로에서는 외부의 클럭신호를 그 위상이 다른 다수의 내부클럭신호로 나누고, 상기 위상이 다른 다수의 내부클럭신호를 사용하여 내부회로를 동작시켰다. 이와 같은 내부클럭신호를 발생하기 위해 종래에는 위상동기루프(PLL) 또는 지연동기루프(DLL)를 사용하였으며, 이를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 종래 발진기의 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 외부클럭신호(CLK)를 인가 받아 그 외부클럭신호(CLK)의 변화에 따라 위상이 다른 출력신호(CLK0~CLK3)를 출력하는 피엘엘(PLL) 또는 디엘엘(DLL)로 구성된다.

상기와 같은 구성의 종래 발진기는 외부클럭신호(CLK)를 입력받은 피엘엘(PLL)은 그 입력받은 외부클럭신호(CLK)를 위상비교기, 저역필터, 증폭기를 통해 출력신호를 출력하게 되며, 그 출력신호는 전압제어발진기를 통해 다시 위상비교기로 궤환되어 그 외부클럭신호(CLK)의 위상을 고정시켜 소정의 출력신호를 출력하게 된다. 또한, 외부클럭신호(CLK)의 변화에 따라 피엘엘(PLL)은 위상 및 주파수가 서로 다른 출력신호(CLK0~CLK3)를 출력하게 된다.

그러나, 종래의 발진기는 외부클럭신호를 고정하는 고정시간이 증가하여 그 외부클럭신호의 변화에 민감하게 대응하는 내부클럭신호를 출력할 수 없는 문제점과 아울러 피엘엘의 소비전력이 큰 문제점과 집적화가 용이하지 않은 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 외부클럭신호의 변화에 민감하게 대응하는 내부클럭신호를 출력하며, 소비전력을 저감한 발진기의 제공에 그 목적이 있다.

도1은 종래 발진기의 회로도.

도2는 본 발명에 의한 발진기의 회로도.

도3은 도2에 있어서, 지연입출력 파형도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

D1~Dn:지연부 F/F8+i:플립플롭

NOR8+i:노아게이트 TG1~TGk:스위치

상기와 같은 목적은 외부클럭신호를 다수의 지연부로 지연하고, 상기 외부클럭신호에 동기를 맞춰 그 지연부의 출력신호를 인가 받아 래치하여 출력하는 플립플롭의 출력신호에 따라 상기 다수의 지연부출력을 선택적으로 출력함으로써 달성되는 것으로 이와 같은 본 발명에 의한 발진기를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 의한 발진기의 회로도로서, 이에 도시한 바와 같이 외부클럭신호(CLK)를 인가 받아 지연하여 각각 출력신호(CLKD1~CLKDn)를 출력하는 직렬 접속된 다수의 지연부(D1~Dn)와; 상기 지연부(D1)의 출력신호(CLKD8+i,i는 0을 포함한 짝수) 및 외부클럭신호(CLK)를 인가 받아 래치하여 그 정출력단(Q) 및 부출력단(Q')에서 출력신호를 출력하는 플립플롭(F/F8+i,i는 0을 포함한 짝수)과; 상기 플립플롭(F/F8+i,i는 0을 포함한 짝수)에서 인접한 두 플립플롭중 좌측 플립플롭의 부출력단(Q')의 출력신호 및 우측 플립플롭의 정출력단(Q)의 출력신호를 인가 받아 노아조합하여 출력신호(Q8+i,i는 0을 포함한 짝수)를 출력하는 노아게이트(NOR8+i,i는 0을 포함한 짝수)와; 상기 노아게이트(NOR8+i,i는 0을 포함한 짝수)의 출력신호(Q8+i,i는 0을 포함한 짝수)에 따라 상기 지연부(D1~Dn)의 출력신호(CLKD1~CLKDn)를 도통제어하는 스위치(TG1~TGk)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 발진기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도3은 본 발명에 의한 발진기의 입출력 파형도로서, 이에 도시한 바와 같이 소정의 외부클럭신호(CLK)가 입력되면, 이를 인가 받은 지연부(D1)는 외부클럭신호(CLK)를 지연한 출력신호(CLKD1)를 출력하고, 상기 지연부(D1)의 출력신호(CLKD1)를 인가 받은 지연부(D2)는 그 출력신호(CLKD1)를 지연한 출력신호(CLKD2)를 출력한다. 이와 같은 동작으로 지연부(D3~Dn)는 전단의 지연부(D2~Dn-1)의 출력신호(CLKD2~CLKDn-1)를 지연하여 출력신호(CLKD3~CLKDn)를 출력하게 된다.

그 다음, 상기 지연부(D1~Dn)중 지연부(D8+i)의 출력신호(CLKD8+i)를 그 데이터입력단(D)에 입력받고, 외부클럭신호(CLK)를 인가 받은 플립플롭(F/F8+i)은 그 지연부(D8+i)의 출력신호(CLKD8+i)와 외부클럭신호(CLK)를 래치하여 그 정출력단(Q) 및 부출력단(Q')을 통해 출력신호를 출력한다.

그 다음, 노아게이트(NOR8+i)는 상기 플립플롭(F/F8+i)에서 인접한 플립플롭중 좌측 플립플롭의 부출력단(Q')과 우측 플립플롭의 정출력단(Q)에서 출력되는 출력신호를 인가 받아 노아조합하여 출력신호(Q8+i)를 출력한다.

그 다음, 상기 노아게이트(NOR8+i)의 출력신호(Q8+i)를 인가 받은 다수의 스위치(TG1~TGk)는 그 연결상태에 따라 상기 지연부(D1~Dn)의 출력신호(CLKD1~CLKDn)를 출력측으로 도통제어하여 서로 다른 위상의 출력신호(CLK0~CLK3)를 출력한다. 이때 사용자의 사용목적에 따라 스위치(TG1~TGk)를 제어하는 상기 노아게이트(NOR8+i)의 출력신호(Q8+i)를 다른 위치로 설정하는 것이 가능하며, 각각의 스위치(TG1~TGk)의 인가대상이 되는 상기 지연부(D1~Dn)의 출력신호(CLKD1~CLKDn) 접속 또한 변환이 가능하다. 도2에 도시한 바와 같이 상기 노아게이트(NOR8,NOR10, NOR12,NOR14,NOR16,NOR18,NOR20,NOR22)의 출력신호(Q8,Q10,Q12,Q14,Q16,Q18,Q20, Q22)중 하나의 신호가 고전위로 인가되면 상기 신호에 따라 도통제어하는 스위치(TG1,TG2,TG3,TG4)를 도통시켜 상기 지연부(D1,D2,D3,D4)의 출력신호(CLKD1~CLKD4)를 출력신호(CLK1)로 하여 출력하게 된다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면 외부클럭신호(CLK)와 이의 지연된 지연부(D8)의 출력신호(CLKD8)가 거의 같은 위상이 되어 노아게이트(NOR8)의 출력신호(Q8)은 고전위가되고, 그 외의 노아게이트의 출력신호(Q10,Q12,Q14,Q16,Q18,Q20)은 모두 저전위로 되며, 8개의 지연부의 출력신호(CLKD1~CLKD8)와 외부클럭신호(CLK)의 한주기가 거의 같게 된다. 이때, 외부클럭신호(CLK)와주파수는 동일하고 위상이 90도씩 차이나는 4개의 클럭신호(CLK0~CLK3)를 얻기 위해서는 각각 8개, 2개, 4개, 6개의 지연부를 거친 지연클럭신호(CLKDi)를 스위치를 통해 연결시키면 된다. 따라서 노아게이트(NOR8)의 출력신호(Q8)이 고전위일 때 CLK0에는 CLKD8, CLK1에는 CLKD6, CLK2에는 CLKD4, CLK3에는 CLKD2가 연결되어 출력된다. 이와 같은 과정의 진행중에 외부클럭신호(CLK)의 주파수가 바뀌어서 그 외부클럭신호(CLK)가 지연클럭신호(CLKD10)과 동일한 위상이 된다면 노아게이트(NOR10)의 출력신호(Q10)이 고전위로 출력되고, 나머지 출력신호(Q8,Q12,Q14,Q16,Q20)은 모두 저전위로 출력된다. 따라서 외부클럭신호(CLK)와 주파수가 동일하고, 위상이 90도 차이나는 4개의 출력신호(CLK0~CLK3)를 생성하기 위해서는 각각 10개, 2.5개, 5개, 7.5개의 지연부를 거쳐야 하지만 0.5단위의 지연부는 없으므로, 10개, 2개, 5개, 7개의 지연부를 사용하여 지연클럭신호(CLKDi)를 스위치를 통해 연결한다. 이와 같은 동작으로 상기 외부클럭신호(CLK)의 주파수에 2배에 해당하는 출력신호(CLK×2)를 출력하기 위해서는 외부클럭신호(CLK)를 인가 받아 지연하는 지연부의 지연시간 또는 지연부의 수를 조절하고, 스위치의 출력신호(CLK0~CLK3)를 앤드조합 및 오아조합함에 의해 외부클럭신호(CLK)보다 주파수가 2배인 출력신호(CLK×2)를 생성하고, 그 신호를 선택하여 출력하면 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 발진기는 그 출력신호를 고정하기 위한 고정시간이 없어, 외부클럭신호의 변화에 민감하게 대응하는 내부클럭신호를 출력하는 효과와 아울러 그 면적이 피엘엘보다 작아 집적화에 용이하고, 소비전력을 절감하는 효과와 그 구성 및 접속위치에 따라서 다양한 클럭신호를 생성하여 그 사용효율이 증가하는 효과가 있다.

Claims

외부클럭신호 및 그 전단의 출력신호를 지연하여 출력하는 직렬접속된 다수의 지연부와; 상기 지연부 각각의 지연정도가 다른 출력신호 및 외부클럭신호를 인가 받아 래치하여 그 정출력단 및 부출력단을 통해 출력신호를 출력하는 다수의 플립플롭과; 상기 플립플롭중 일측의 정출력단과 타측 플립플롭의 부출력단의 출력신호를 인가 받아 노아조합하여 출력하는 다수의 노아게이트와; 상기 노아게이트의 출력신호에 따라 상기 지연부 각각의 출력신호를 출력단으로 도통제어하여 외부클럭신호의 변화에 따라 상기 다수의 지연부의 출력신호 중 특정한 신호만을 선택적으로 출력하는 스위치로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 발진기.