KR100263483B1 - Fast phase lock circuit and phase locking method thereof - Google Patents

Fast phase lock circuit and phase locking method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100263483B1
KR100263483B1 KR1019980017401A KR19980017401A KR100263483B1 KR 100263483 B1 KR100263483 B1 KR 100263483B1 KR 1019980017401 A KR1019980017401 A KR 1019980017401A KR 19980017401 A KR19980017401 A KR 19980017401A KR 100263483 B1 KR100263483 B1 KR 100263483B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
delay
phase
measurement
clock
Prior art date
Application number
KR1019980017401A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990085179A (en
Inventor
박부용
Original Assignee
김영환
현대반도체주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김영환, 현대반도체주식회사 filed Critical 김영환
Priority to KR1019980017401A priority Critical patent/KR100263483B1/en
Priority to TW087120926A priority patent/TW430804B/en
Priority to JP11129673A priority patent/JP3143743B2/en
Publication of KR19990085179A publication Critical patent/KR19990085179A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100263483B1 publication Critical patent/KR100263483B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/21Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements
    • G11C11/34Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices
    • G11C11/40Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors
    • G11C11/401Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using electric elements using semiconductor devices using transistors forming cells needing refreshing or charge regeneration, i.e. dynamic cells
    • G11C11/4063Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing
    • G11C11/407Auxiliary circuits, e.g. for addressing, decoding, driving, writing, sensing or timing for memory cells of the field-effect type
    • G11C11/4076Timing circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • G11C7/222Clock generating, synchronizing or distributing circuits within memory device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/081Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter
    • H03L7/0812Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter and where no voltage or current controlled oscillator is used
    • H03L7/0814Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter and where no voltage or current controlled oscillator is used the phase shifting device being digitally controlled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PURPOSE: A high-speed phase-locked loop is provided to prevent errors in an initial operation by using a feedback loop and a self-delay time measuring route. CONSTITUTION: A high-speed phase-locked circuit has a measurement controller(40) with a self-phase measure circuit(42) and a measure delay array(43); and a register controller(41) with a phase detecting block(44), a shift register array(45), a variable delay array(46) and a delay compensating block(47). The self-phase measure circuit(42) measures phases of an RCLK signal and an RCLK signal to latch an enable signal in a rising edge of the RCLK signal to output an MB(Measure Begin) signal, and outputs an ME(measure End) signal. The measure delay array(43) includes n number of measure delay units, and outputs delay time compensation cycle determining signals(MQ1,...,MQn). The phase detecting block(44) outputs an SHR(shift right) signal, an SHL(shift left) signal, a clock lock signal and two-division clock signal. The shift register array(45) outputs delay time compensating signals(Q1,...,Qn). The variable delay array(46) is delayed by the delay time compensating signals(Q1,...,Qn). The delay compensating block(47) receives a delayed clock(DCLK) to carry out feedback of an FCLK.

Description

고속 위상 동기 회로 및 그를 이용한 위상 동기 방법High speed phase synchronization circuit and phase synchronization method using the same

본 발명은 반도체 집적 회로의 클럭 위상 동기 회로에 관한 것으로, 특히 지연 시간 보상 및 소비 전력의 감소에 적당하도록한 피드백 루프와 자체 지연시간 측정경로를 가지는 고속 위상 동기 회로 및 그를 이용한 위상 동기 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clock phase synchronization circuit of a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to a high speed phase synchronization circuit having a feedback loop and self delay time measurement path suitable for delay compensation and power consumption reduction, and a phase synchronization method using the same. will be.

외부 클럭에 대해 고속으로 동작하는 동기식 회로에서는 내부 회로에 사용되는 클럭이 높은 부하 커패시턴스를 구동하므로 인해 발생하는 지연시간을 보상하기 위한 방법으로 피엘엘(PLL;Phase-Locked Loop)회로 및 디엘엘(DLL;Delay-Locked Loop)회로를 사용한다.In a synchronous circuit operating at a high speed with respect to an external clock, a clock used in an internal circuit drives a high load capacitance, and as a way to compensate for the delay time caused by a PLL (PLL) circuit and a DL ( Use DLL (Delay-Locked Loop) circuit.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 고속 위상 동기 회로에 관하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a high speed phase synchronization circuit according to the related art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 종래 기술의 알디엘엘의 구성 블록도이고,도 2a는 알디엘엘의 지연 라인의 구성 블록도이다. 그리고 도 2b는 알디엘엘의 위상 비교기의 구성 블록도 및 동작 타이밍도이다.Fig. 1 is a block diagram of a prior art ALDL, and Fig. 2A is a block diagram of an ALDL delay line. FIG. 2B is a block diagram and an operation timing diagram of RDL's phase comparator. FIG.

피엘엘 및 디엘엘은 입력 클럭과 내부 클럭의 위상 동기 동작을 이루기 위하여 차지 펌프 회로 및 VCO(Voltage Controlled Oscillator)등 아날로그 회로를 이용하며 위상 동기화까지 많은 사이클이 필요하다.PIEL and DL use analog circuits such as charge pump circuits and voltage controlled oscillators (VCOs) to achieve phase-locked operation of the input and internal clocks.

따라서 SDRAM과 같이 입력 클럭에 대해 동기화된 동작을 하면서 액티브(Read/Write 동작)모드와 준비(Standby 또는 Refresh)모드를 가지는 경우에 준비 모드에서의 저전력의 동작을 위해 입력 클럭을 차단한후 액티브 모드로 동작 전환시 빠른 위상 동기화를 이룰 수 없다.Therefore, in case of active mode (Read / Write operation) and ready mode (Standby or Refresh) while operating synchronized with the input clock like SDRAM, the input clock is cut off for low power operation in the ready mode. Fast phase synchronization cannot be achieved when switching operation.

즉, 빠른 동작 모드의 전환을 위하여 입력 클럭을 차단할 수 없으로므로 저전력 동작이 어렵다. 이는 위상 동기화까지 많은 시간이 걸리므로 이때 전력 소모도 증가하게 된다.That is, the low power operation is difficult because the input clock cannot be cut off for switching the fast operation mode. This takes a long time to synchronize the phase, which also increases power consumption.

이와 같이 위상 동기화까지 소요되는 시간,전력 소모의 문제를 해결하기 위하여, 지연 시간을 디지탈적으로 조절하고 초기 동기화 이후 다시 위상 동기 동작시에는 레지스터에 저장된 위상 동기 정보를 이용하여 고안된 디지탈 디엘엘을 나타낸 것이 도 1의 회로이다.In order to solve the problem of time and power consumption required for phase synchronization, the digital DL is designed by digitally adjusting the delay time and using phase synchronization information stored in a register during phase synchronization after initial synchronization. This is the circuit of FIG.

도 1은 256Mb SDRAM(Synchronous DRAM)에서 온도,전압,공정 변수에 영향을 받지않고 안정하게 동작 클럭의 공급이 가능하도록한 알디엘엘(Register controlled Delay Locked Loop)의 구성을 나타낸 것이다.FIG. 1 illustrates a configuration of a registered controlled delay lock loop (LDL) capable of stably supplying an operation clock without being affected by temperature, voltage, and process variables in 256Mb synchronous DRAM (SDRAM).

먼저, 외부 클럭(Ext-CLK)을 버퍼링하는 클럭 버퍼(1)와, 버퍼링된 외부 클럭을 일정비(1/8)로 분주하는 1/8 분주기(4)와 상기 1/8 분주기(4)의 출력 신호와 반복 회로(Replica circuits)(10)를 거쳐 다시 입력되는 클럭 신호를 비교 출력하는 위상 비교기(8)와,상기 위상 비교기(8)의 비교 신호에 의해 클럭 지연에 관한 쉬프트 신호를 출력하는 쉬프트 레지스터(9)와, 로직 게이트 체인으로 이루어져 상기 쉬프트 신호에 의해 1/8분주된 클럭 신호를 가변 지연 출력하는 지연 라인(5)과, 로직 게이트 체인으로 이루어져 상기 클럭 버퍼(1)에서 출력되는 클럭 신호를 가변 지연 출력하는 지연 라인(2)과, 상기 지연 라인(2)에서 가변 지연 출력되는 클럭 신호를 버퍼링하여 출력하는 출력 버퍼(3)로 구성된다.First, a clock buffer 1 for buffering an external clock Ext-CLK, a 1/8 divider 4 for dividing the buffered external clock at a constant ratio (1/8), and the 1/8 divider ( A phase comparator 8 for comparing and outputting the output signal of 4) and a clock signal input again through the repeat circuits 10, and a shift signal with respect to a clock delay by the comparison signal of the phase comparator 8; A shift register 9 for outputting a delay signal; a delay line 5 for variably outputting a clock signal divided by 1/8 by the shift signal; and a logic gate chain; And a delay line 2 for variable delay outputting the clock signal output from the delay signal, and an output buffer 3 for buffering and outputting the clock signal output for the variable delay output in the delay line 2.

반복 회로(Replica circuits)(10)는 상기 지연 라인(5)에서 쉬프트 신호에 의해 지연되어 출력되는 클럭신호를 버퍼링하여 출력하는 더미 출력 버퍼(6)와,더미 출력 버퍼(6)의 신호를 상기 위상 비교기(8)로 입력하는 더미 클럭 버퍼(7)로 구성된다.Replica circuits (10) is a dummy output buffer (6) for buffering and outputting the clock signal output by being delayed by the shift signal in the delay line (5), and the signal of the dummy output buffer (6) It consists of a dummy clock buffer 7 input to the phase comparator 8.

도 2a는 로직 게이트 체인으로 구성된 알디엘엘의 지연 라인의 구성을 나타낸 것이고, 도 2b는 위상 비교기의 구성 및 동작 타이밍도를 나타낸 것이다.FIG. 2A shows the configuration of the delay line of AlDLEL configured as a logic gate chain, and FIG. 2B shows the configuration and operation timing diagram of the phase comparator.

이와 같은 알디엘엘은 위상 동기까지 소요되는 시간을 다음과 같이 나타낼 수 있다.AlDiel can represent the time required for phase synchronization as follows.

루프의 최소 지연 시간은 Tmin,loop= tD+ tCLKBUF+ tREF로 나타낼 수 있다.The minimum delay time of the loop can be represented by T min, loop = t D + t CLKBUF + t REF .

여기서,tD는 지연 시간이고, tCLKBUF는 클럭 버퍼링에 소요되는 시간, tREF는 기준 클럭의 주기 시간이다.Here, t D is a delay time, t CLKBUF is a time required for clock buffering, and t REF is a cycle time of a reference clock.

이때, 위상 동기까지 필요한 단위 지연 시간의 스테이지수N과 위상 동기까지의 시간TLOCK은 다음과 같이 나타낼 수 있다.At this time, the stage number N of the unit delay time required until the phase synchronization and the time T LOCK until the phase synchronization can be expressed as follows.

N=(TCLKR- Tmin,loop)/tD, TLOCK= CLKS*NN = (T CLKR -T min, loop ) / t D , T LOCK = CLKS * N

여기서, CLKS는 데이터 플립 플롭의 트리거 펄스이며, CLKS의 주기 tCLKS = M*TCLKR>Tmin,loop+ tD.NLOCK를 만족하도록 CLKR을 2분주 또는 그 이상으로 주파수 분주하여 사용한다. M은 분주수를 나타낸다.Here, CLKS is a trigger pulse of the data flip-flop, and CLKR is frequency-divided into two or more frequencies so as to satisfy the cycle tCLKS = M * T CLKR > T min, loop + t D .N LOCK of CLKS. M represents the frequency of division.

따라서, TCLKR- Tmin,loop> 0을 만족할 때, TLOCK= M*TCLKR*(TCLKR- Tmin,loop)/tD이다. 동기화 시간은 TCLK의 제곱에 비례하고, Tmin,loop이 정해졌다면 낮은 주파수,즉 클럭 주기 시간이 큰 경우에는 동기 설정 시간이 매우 길어질 수 있다.Therefore, when T CLKR -T min, loop > 0 is satisfied, T LOCK = M * T CLKR * (T CLKR -T min, loop ) / t D. The synchronization time is proportional to the square of T CLK , and if T min, loop is determined, the synchronization setup time can be very long at low frequencies, i.e. large clock cycle times.

또한 높은 주파수에서는 루프 지연 시간 동안에 한 번의 지연 시간 증가를 보장하기 위해 M값이 커져야 하므로 위상 동기화까지 시간이 길어지게 된다.Also, at higher frequencies, the M value must be large to ensure one delay increase during the loop delay, resulting in longer time to phase synchronization.

이와 같은 알디엘엘의 문제를 해결하기 위하여 피드백 루프없이 클럭 구동 버퍼에서의 지연 시간을 모니터링하여 이를 단위 지연 시간 체인을 통해 측정하는 방법으로 2 사이클 만에 위상 동기화를 이루도록하는 클럭 동기화 지연 회로를 나타낸 것이 도 3이다.In order to solve this problem, the clock synchronization delay circuit that monitors the delay time in the clock driving buffer without a feedback loop and measures it through the unit delay time chain shows a phase synchronization in two cycles. 3.

도 3a와 도 3b는 종래 기술의 SMD 회로의 구성 블록도 및 동작 타이밍도이다.3A and 3B are block diagrams and operation timing diagrams of a conventional SMD circuit.

SMD(Synchronous Mirror Delay)위상 동기 회로는 입력 버퍼를 통하여 입력되는 외부 클럭(External CLK)을 DMC(Delay Monitor Circuits),FDA(Foward Delay Array),BDA(Backward Delay Array),MCC(Mirror Control Circuits) 등의 블록으로 구성되어 도 3b에서와 같이, 2 사이클 만에 위상 동기시키게 된다.Synchronous Mirror Delay (SMD) phase-synchronization circuitry uses an external clock (External CLK) input through an input buffer to delay monitor circuits (DMC), forward delay array (FDA), backward delay array (BDA), and mirror control circuits (MCC). And the like, as shown in FIG. 3B, phase synchronization is performed in two cycles.

이와 같은 SMD 위상 동기 회로는 위상 동기화까지 소요되는 시간이 2 사이클로 빠르다.Such a SMD phase-lock circuitry takes two cycles to complete phase synchronization.

하지만, FDA,BDA 등의 단위 지연 소자에서의 지연 시간이 전원 전압 및 온도 변화,공정 등의 외적인 요소로 인해 변화할 때 이를 보상해주는 루프가 없기 때문에 최종 동기 클럭에서 입력 클럭에 대한 스큐(Skew)가 발생할 수 있다.However, because there is no loop to compensate for the delay time in unit delay devices such as FDA, BDA, etc. due to external factors such as power voltage, temperature change, and process, skew of the input clock at the final synchronous clock. May occur.

이와 같은 스큐가 원인이 되어 위상 동기 회로에서 내부 클럭 버퍼의 지연 시간을 보상하는 것이 어려울 수 있으므로 FDA 및 BDA의 단위 지연 소자들의 지연 시간이 일치하도록 공정상의 주의가 필요하다.Because of this skew, it can be difficult to compensate for the delay time of the internal clock buffer in the phase-lock circuit, so care must be taken to ensure that the delay times of the FDA and BDA unit delay elements match.

이와 같은 종래 기술의 고속 위상 동기 회로는 다음과 같은 문제점이 있다.Such a high speed phase locked circuit of the prior art has the following problems.

먼저, 종래 기술의 알디엘엘은 첫째, 긴 동기화 시간이 필요하여 전력 소모의 증가를 가져오는 문제점이 있다.First of all, the prior art AlDL has a problem of increasing power consumption due to a long synchronization time.

둘째, 위상 동기 회로의 비동작에서 정상 동작으로의 전환시 동기 클럭이 안정화 될 때까지 회로의 내부 클럭으로 사용할 수 없으므로 저전력 동작 모드와 같이 입력 클럭을 차단하는 경우에도 위상 동기 회로는 계속 동작하여 위상 동기회로에서의 전력 소모를 막을 수 없다.Second, when the phase-lock circuit is switched from non-operation to normal operation, it cannot be used as the internal clock of the circuit until the clock is stabilized, so the phase-lock circuit continues to operate even when the input clock is blocked, such as in a low power operation mode. Power consumption in the synchronization circuit cannot be prevented.

셋째, 데이터 플립 플롭이 초기 동기화 정보를 저장하고 있다면 다시 위상 동기화까지 걸리는 시간은 한 사이클이 될 수도 있으나 전원 전압,온도 변화,입력 클럭의 위상 변화등 외적 요소로 인하여 초기 동기 정보가 어긋나게 되면 다시 위상 동기 동작을 수행해야 하므로 클럭 동기화 동작이 불안정하다.Third, if the data flip-flop stores the initial synchronization information, it may take one cycle until the phase synchronization occurs again. However, if the initial synchronization information is out of phase due to external factors such as power voltage, temperature change, and phase change of the input clock, The clock synchronization operation is unstable because the synchronization operation must be performed.

그리고 SMD 위상 동기 회로는 보상해야할 클럭 입력 버퍼의 지연 시간과 클럭 버퍼 지연 시간을 모니터링할 수 있으나(DMC블록에 의한),클럭 입력 버퍼의 감도(Sensitivity)와 입력 클럭의 파형에 따라 결과가 차이가 많이 난다.SMD phase-lock circuitry can monitor the clock input buffer delay and clock buffer delay time to be compensated for (by DMC block), but the results will vary depending on the sensitivity of the clock input buffer and the waveform of the input clock. Flies a lot

즉, 동기화 과정을 거쳐 동기된 클럭의 타이밍 에러가 크다.That is, the timing error of the clock synchronized through the synchronization process is large.

또한, 모니터 회로의 지연 시간보다 입력 클럭의 주기가 클 경우에는 초기 동작상에 오류가 발생하며 클럭 주파수 사용에 제한을 하게 된다.In addition, if the period of the input clock is greater than the delay time of the monitor circuit, an error occurs in the initial operation and limits the use of the clock frequency.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 위상 동기 회로 및 동기 방법의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 지연 시간 보상 및 소비 전력의 감소에 적당하도록한 피드백 루프와 자체 지연 시간 측정 경로를 가지는 고속 위상 동기 회로 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art phase synchronization circuit and the synchronization method, a high speed phase synchronization circuit having a feedback loop and self delay time measurement path suitable for delay compensation and reduction of power consumption. And to provide a method.

도 1은 종래 기술의 알디엘엘의 구성 블록도1 is a block diagram of a conventional ALDL

도 2a는 알디엘엘의 지연 라인의 구성 블록도Figure 2a is a block diagram of the delay line of Alielel

도 2b는 알디엘엘의 위상 비교기의 구성 블록도 및 동작 타이밍도Fig. 2B is a block diagram and operation timing diagram of RDL's phase comparator

도 3a와 도 3b는 종래 기술의 SMD 회로의 구성 블록도 및 동작 타이밍도3A and 3B are block diagrams and operation timing diagrams of a conventional SMD circuit.

도 4는 본 발명에 따른 고속 위상 동기 장치의 구성 블록도4 is a block diagram of a high speed phase synchronization device according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 자체 위상 측정 회로의 구성 블록도5 is a block diagram of a self phase measuring circuit according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 측정 지연 어레이의 구성도6 is a block diagram of a measurement delay array according to the present invention.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 가변 지연 어레이 및 시프트 레지스터 어레이 구성도7A and 7B illustrate a configuration of a variable delay array and a shift register array according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 위상 검출부의 구성 블록도8 is a block diagram of a phase detection unit according to the present invention;

도 9은 본 발명에 따른 위상 동기 동작의 흐름도9 is a flowchart of a phase locked operation according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 위상 동기 클럭 파형도10 is a phase locked clock waveform diagram according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 위상 비교 검출 구간을 나타낸 클럭 타이밍도11 is a clock timing diagram illustrating a phase comparison detection interval according to the present invention.

도 12a와 도 12b는 본 발명에 따른 위상 비교 검출 논리도 및 시뮬레이션도12A and 12B are phase comparison detection logic and simulation diagrams according to the present invention.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings

40. 측정 제어부 41. 레지스터 제어부40. Measurement control section 41. Register control section

42. 자기 위상 측정 회로부 43. 측정 지연 어레이42. Magnetic phase measurement circuitry 43. Measurement delay array

44. 위상 검출부 45. 시프트 레지스터 어레이44. Phase Detector 45. Shift Register Array

46. 가변 지연 어레이 47. 지연 보상부46. Variable Delay Array 47. Delay Compensation Section

48. 클럭 드라이버48. Clock Driver

지연 시간 보상 및 소비 전력의 감소에 적당하도록한 피드백 루프와 자체 지연 시간 측정 경로를 가지는 본 발명의 고속 위상 동기 회로는 입력되는 RCLK와 피드백되는 FCLK의 위상을 측정하여 측정 시작 신호(MB),측정 종료 신호(ME)를 생성하여 이 두 신호를 이용하여 각각의 측정 지연 유닛 단위로 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 출력하는 측정 제어부(Measure Controlled Delay-Locked Loop Part)와,2분주된 RCLK와 피드백되는 FCLK,RCLK 신호 그리고 인에이블 신호를 받아 지연 시간 보상 사이클 결정 신호에 따라 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)를 발생하여 입력되는 RCLK를 가변 지연하여 위상 동기된 클럭 신호(QCLK)를 출력하는 레지스터 제어부(Register Controlled Delay-Locked Loop Part)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 고속 위상 동기 방법은 인에이블 신호가 입력되면 자기 위상 측정 시작 펄스를 스타트시켜 위상 동기 루프를 형성하여 입력된 RCLK를 첫 단계에서 피드백(FCLK)하는 단계와,FCLK의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 엣지하여 측정 시작 신호(MB)를 출력하고 RCLK를 이용하여 측정 종료 신호(ME)로 출력하여 위상차를 측정하는 단계와,RCLK와 FCLK의 위상차 측정 동작이 끝나면 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQs)를 세팅하는 단계와,MQs가 세팅되면 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 로딩하고 자기 위상 측정 종료 펄스를 스타트하는 단계와,자기 위상 측정 종료 펄스가 스타트되면 위상 검출 동작을 시작하는 단계와,한 개의 가변 지연 단계 또는 한 개의 측정 지연 단계에서의 지연 시간(tUNIT)의 1.5배에 해당하는 위상 검출 구간에서 보상하고자하는 지연 시간을 2 사이클내에서 결정하는 단계와,RCLK에 대해 FCLK 및 검출 피드백 클럭(DFCLK)의 상대가 위상 검출 구간에 있게되어 동기 신호(LOCK)를 발생하게 되면 형성된 루프 단계를 바꾸지 않고 위상 동기를 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The fast phase synchronization circuit of the present invention having a feedback loop and self delay time measurement path suitable for delay compensation and power consumption reduction measures a measurement start signal (MB) by measuring a phase of an input RCLK and a feedback FCLK. Measurement Controlled Delay-Locked Loop Part that generates an end signal ME and outputs the delay time compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, ... MQn in units of measurement delay units using these two signals. And RCLK inputted by generating delay time compensation signals Q1, Q2, ..., Qn according to the delay time compensation cycle determination signal by receiving the divided RCLK, the fed back FCLK, RCLK signal, and the enable signal. And a Register Controlled Delay-Locked Loop Part for outputting a phase-locked clock signal QCLK with a variable delay. When the enable signal is input, the self phase measurement start pulse is started to form a phase locked loop to feed back the input RCLK in the first stage, and the enable signal is edged at the rising edge of the FCLK to measure the measurement start signal (MB). ) And outputting the measured phase difference by using the RCLK as the measurement end signal (ME), and setting the delay compensation cycle determination signal (MQs) after the phase difference measuring operation of the RCLK and FCLK is completed, Loading the delay time compensation cycle determination signals (MQ1, MQ2, ... MQn) and starting the magnetic phase measurement end pulse; starting the phase detection operation when the magnetic phase measurement end pulse starts; Within 2 cycles of the delay time to be compensated for in the phase detection interval corresponding to 1.5 times the delay time (tUNIT) in one variable delay stage or one measurement delay stage. Determining a phase and maintaining phase synchronization without changing the loop phase formed when the relative signal between the FCLK and the detection feedback clock DFCLK is in the phase detection period to generate the synchronization signal LOCK. It is characterized by.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 고속 위상 동기 회로 및 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a high speed phase synchronization circuit and a method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 고속 위상 동기 장치의 구성 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a configuration of a fast phase synchronizer according to the present invention.

본 발명의 고속 위상 동기 회로는 자기 위상 측정 회로부(42),측정 지연 회로부(43)으로 이루어진 측정 제어부(40)와, 위상 검출부(44),쉬프트 레지스터 어레이(45),가변 지연 어레이(46),지연 보상부(47)로 이루어진 레지스터 제어부(41)로 구성된다.The high-speed phase synchronization circuit of the present invention includes a measurement control section 40 consisting of a magnetic phase measurement circuit section 42 and a measurement delay circuit section 43, a phase detection section 44, a shift register array 45, and a variable delay array 46. And a register controller 41 composed of a delay compensator 47.

그 구성을 더 상세히 설명하면 다음과 같다.The configuration will be described in more detail as follows.

먼저, 측정 제어부(40)는 입력되는 인에이블 신호에 의해 입력 버퍼를 거쳐 입력되는 RCLK와 피드백되는 FCLK의 위상을 측정하여 FCLK의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 래치하여 측정 시작 신호(Measure Begin;MB)를 출력하고, RCLK의 클럭에 의해 측정 종료 신호(Measure End;ME)를 출력하는 자기 위상 측정 회로부(Self Phase Measure Circuit;SPMC)(42)와, 직렬 연결되는 n개의 측정 지연 유닛(Measure Delay Unit)으로 구성되어 상기 자기 위상 측정 회로부(42)에서 출력되는 MB,ME의 두 신호를 받아 각각의 측정 지연 유닛 단위로 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 출력하는 측정 지연 어레이(43)로 구성된다.First, the measurement control unit 40 measures the phase of the RCLK inputted through the input buffer and the FCLK fed back by the input enable signal and latches the enable signal at the rising edge of the FCLK to measure the measurement start signal (MB). ) And a self phase measure circuit (SPMC) 42 for outputting a measurement end signal ME by a clock of RCLK and n measurement delay units connected in series. Unit) to receive two signals of MB and ME output from the magnetic phase measurement circuit unit 42 and output delay compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, ... MQN in units of measurement delay units. It consists of a measurement delay array 43.

그리고 레지스터 제어부(41)는 먼저, 2분주된 RCLK와 피드백되는 FCLK,RCLK 신호 그리고 인에이블 신호를 받아 한 개의 가변 지연 단계 또는 한 개의 측정 지연 단계에서의 지연 시간(tUNIT)의 1.5배에 해당하는 구간 동안 위상 검출 및 비교 동작을 하여 쉬프트 라이트(SHift Right; SHR),쉬프트 레프트(SHift Left; SHL),클럭 동기 신호(LOCK),쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)신호를 출력하는 위상 검출부(44)와, n개의 단위 쉬프트 레지스터 유닛이 직렬 연결되어 상기 위상 검출부(44)의 SHR, SHL, LOCK, SCLK 신호를 받아 상기 측정 지연 어레이(43)의 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)에 따라 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)를 출력하는 쉬프트 레지스터 어레이(45)와, 상기 쉬프트 레지스터 어레이(45)의 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)에 의해 입력되는 RCLK를 가변 지연하여 출력하는 가변 지연 어레이(46)와, 상기 가변 지연 어레이(46)의 지연 클럭(DCLK)을 받아 보상하여 FCLK를 피드백시키는 지연 보상부(47)와, 상기 가변 지연 어레이(46)의 지연 클럭(DCLK)을 받아 위상 동기된 클럭 신호(QCLK)를 출력하는 클럭 드라이버(48)로 구성된다.The register controller 41 first receives two divided RCLKs, a fed back FCLK, an RCLK signal, and an enable signal and corresponds to 1.5 times the delay time tUNIT in one variable delay step or one measurement delay step. Phase detection unit 44 for outputting shift right (SHR), shift left (SHFt), clock sync signal (LOCK), and two-division clock (SCLK) signal for shift adjustment by performing phase detection and comparison operation during the interval. And n unit shift register units are connected in series to receive the SHR, SHL, LOCK, and SCLK signals of the phase detector 44, and delay time compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, and the like. A shift register array 45 for outputting delay time compensation signals Q1, Q2, ..., Qn in accordance with .MQn, and delay time compensation signals Q1, Q2, ... of the shift register array 45; Variable delay of RCLK input by .., Qn) A variable delay array 46, a delay compensator 47 for receiving and compensating for the delay clock DCLK of the variable delay array 46 and feeding back the FCLK, and a delay clock of the variable delay array 46 And a clock driver 48 that receives the DCLK and outputs the phase-locked clock signal QCLK.

이와 같이 구성된 본 발명의 고속 위상 동기 회로의 각 구성 블록의 상세 구성에 관하여 설명하면 다음과 같다.A detailed configuration of each component block of the high speed phase synchronizing circuit of the present invention configured as described above is as follows.

도 5는 본 발명에 따른 자체 위상 측정 회로의 구성 블록도이고,도 6은 본 발명에 따른 측정 지연 어레이의 구성도이다.5 is a block diagram of a self phase measuring circuit according to the present invention, and FIG. 6 is a block diagram of a measurement delay array according to the present invention.

먼저, 본 발명의 측정 제어부(40)의 자체 위상 측정 회로부(42)의 상세 구성은 도 5에서와 같이, 인에이블 신호를 각 클럭의 상승 엣지에서 래치하여 측정 시작 신호(MB),측정 종료 신호(ME)를 출력하는 것이다.First, the detailed configuration of the self-phase measurement circuit section 42 of the measurement control unit 40 of the present invention, as shown in Figure 5, by latching the enable signal at the rising edge of each clock measurement start signal (MB), measurement end signal It is to output (ME).

위상 동기를 위한 지연 시간이 보상된 피드백 클럭(FCLK)의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 래치하여 측정 시작 신호(MB)를 출력하는 제 1 D F/F(50)과, 입력 클럭(RCLK)의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 래치하여 출력하는 제 2 D F/F(51), 상기 제 2 D F/F(51)의 래치 신호를 받아 입력 클럭(RCLK)의 상승 엣지에서 래치하여 측정 종료 신호(ME)를 출력하는 제 3 D F/F(52)로 구성된다.The first DF / F 50 which latches the enable signal and outputs the measurement start signal MB at the rising edge of the feedback clock FCLK compensated for the delay time for phase synchronization, and the input clock RCLK rises. The second DF / F 51 that latches and outputs the enable signal at the edge and the latch signal of the second DF / F 51 are received and latched at the rising edge of the input clock RCLK to measure the measurement end signal ME. It consists of a third DF / F (52) for outputting.

그리고 각각의 측정 지연 유닛 단위로 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 출력하는 측정 지연 어레이(43)는 측정 지연 유닛이 n개 직렬로 연결된 것으로 각각의 측정 지연 유닛의 구성은 다음과 같다.The measurement delay array 43 which outputs the delay time compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, ... MQn in units of each measurement delay unit includes n measurement delay units connected in series. The configuration is as follows.

도 6에서와 같이, 자기 위상 측정 회로부(42)로 부터의 측정 시작 신호(MB)와 Vcc 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 1 NAND 게이트(60)와, 상기 제 1 NAND 게이트(60)의 출력 신호와 Vcc 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 2 NAND 게이트(61)와, 상기 제 2 NAND 게이트(61)의 출력 신호와 자기 위상 측정 회로부(42)로 부터의 측정 종료 신호(ME)를 반전한 /측정 종료 신호(/ME)를 NAND 연산하여 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ)를 출력하는 제 3 NAND 게이트(62)로 구성된다.As shown in FIG. 6, a first NAND gate 60 NAND-operates and outputs a measurement start signal MB and a Vcc signal from the magnetic phase measurement circuit unit 42, and an output of the first NAND gate 60. A second NAND gate 61 for NAND-operating the signal and the Vcc signal, and inverting the output signal of the second NAND gate 61 and the measurement end signal ME from the magnetic phase measurement circuit section 42. The third NAND gate 62 outputs a delay time compensation cycle determination signal MQ by performing a NAND operation on the / measurement end signal / ME.

여기서, 최초 측정 지연 유닛은 자기 위상 측정 회로부(42)에서 측정 시작 신호(MB)를 받지만, 그 다음단의 측정 지연 유닛부터는 앞단의 측정 지연 유닛의 제 2 NAND 게이트로 부터 측정 시작 신호(MB)를 받는다.Here, the first measurement delay unit receives the measurement start signal MB in the magnetic phase measurement circuit section 42, but the measurement start signal MB from the second NAND gate of the previous measurement delay unit from the next measurement delay unit. Receive.

그리고 각단의 측정 지연 유닛은 각각 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 출력한다.The measurement delay units at each stage output delay time compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, ... MQN, respectively.

그리고 레지스터 제어부(Register Controlled DLL Part)의 각 구성 블록의 상세 구성은 다음과 같다.The detailed configuration of each configuration block of the register controlled DLL part is as follows.

도 7a와 도 7b는 본 발명에 따른 가변 지연 어레이 및 쉬프트 레지스터 어레이 구성도이고, 도 8은 본 발명에 따른 위상 검출부의 구성 블록도이다.7A and 7B are block diagrams illustrating a variable delay array and a shift register array according to the present invention, and FIG. 8 is a block diagram illustrating a phase detection unit according to the present invention.

먼저, 위상 검출부(44)는 지연 보상부(46)에서 피드백되는 피드백 클럭 신호(FCLK)를 입력 클럭(RCLK)에 의해 래치하여 출력하는 제 1 D F/F(80)와, 한 개의 가변 지연 단계 또는 한 개의 측정 지연 단계에서의 지연 시간(tUNIT)의 1.5배에 해당하는 구간이 지연된 피드백 클럭 신호(Delayed FCLK)를 입력 클럭(RCLK)에 의해 래치하여 출력하는 제 2 D F/F(81)와, 상기 제 1 D F/F(80)의 출력 신호(Q)와 제 2 D F/F(81)의 출력 신호(Q)를 NAND 연산하는 제 1 NAND 게이트(86a)와, 제 1 NAND 게이트(86a)의 연산된 신호와 반전 피드백되는 신호를 다시 NAND 연산하여 출력하는 제 2 NAND 게이트(86b)와, 제 2 NAND 게이트(86b)의 출력 신호를 입력 클럭(RCLK)에 의해 래치하여 출력하는 제 3 D F/F(82)과, 상기 제 1 D F/F(80)의 반전 출력 신호(/Q)와 제 2 D F/F(81)의 반전 출력 신호(/Q) 그리고 제 3 D F/F(82)의 출력 신호(Q)를 NAND 연산하여 출력하는 제 3 NAND 게이트(86c)와, 제 3 NAND 게이트(86c)의 연산 신호와 인에이블 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 4 NAND 게이트(86d)와, 제 4 NAND 게이트(86d)의 출력 신호를 반전하여 쉬프트 라이트(SHR)신호를 출력하는 제 1 인버터(87a)와, 상기 제 2 D F/F(81)의 반전 출력 신호(/Q)와 제 3 D F/F(82)의 출력 신호(Q) 그리고 인에이블 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 5 NAND 게이트(86e)와, 제 5 NAND 게이트(82)의 연산 신호를 반전하여 쉬프트 레프트(SHL)신호를 출력하는 제 2 인버터(87b)와, 상기 쉬프트 라이트,쉬프트 레프트 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 6 NAND 게이트(86f)와, 제 3 인버터(87c)에 의해 반전된 제 6 NAND 게이트(86f)의 연산 신호를 2분주된 입력 클럭(RCLK)에 의해 래치하여 동기 신호(LOCK)를 출력하는 제 4 D F/F(83)와, 상기 동기 신호와 인에이블 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 7 NAND 게이트(86g)와, 제 7 NAND 게이트(86g)의 연산 신호를 반전하여 출력하는 제 4 인버터(87d)와, Delay(84)에 의해 지연된 2분주 입력 클럭(RCLK/2)과 접지 신호를 상기 제 4 인버터(87d)의 출력 신호를 스위칭 신호로하여 다중화하여 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)을 출력하는 MUX(85)로 구성된다.First, the phase detector 44 latches and outputs a feedback clock signal FCLK fed back from the delay compensator 46 by the input clock RCLK and one variable delay step. Or a second DF / F 81 for latching and outputting a delayed feedback clock signal Delayed FCLK by an input clock RCLK, the section corresponding to 1.5 times the delay time tUNIT in one measurement delay step; A first NAND gate 86a for performing NAND operation on the output signal Q of the first DF / F 80 and the output signal Q of the second DF / F 81, and a first NAND gate 86a. A second NAND gate 86b for NAND operation of the computed signal and the reverse feedback signal, and a third signal for latching and outputting the output signal of the second NAND gate 86b by the input clock RCLK. DF / F 82, the inverted output signal / Q of the first DF / F 80, the inverted output signal / Q of the second DF / F 81, and the third DF / F 82. Output signal (Q) A third NAND gate 86c for NAND operation and output; a fourth NAND gate 86d for NAND operation and outputting an operation signal and an enable signal of the third NAND gate 86c; and a fourth NAND gate 86d. Of the first inverter 87a for inverting the output signal of the first inverter 87a and the inverted output signal / Q of the second DF / F 81 and the third DF / F 82. A second NAND gate 86e for NAND-operating the output signal Q and the enable signal, and a second inverter for inverting the operation signal of the fifth NAND gate 82 to output a shift left (SHL) signal ( 87b), the sixth NAND gate 86f for performing NAND operation on the shift write and shift left signals, and the sixth NAND gate 86f inverted by the third inverter 87c are divided into two divisions. The fourth DF / F 83 which latches by the input clock RCLK to output the synchronization signal LOCK, and NA and the synchronization signal and the enable signal are NA. A seventh NAND gate 86g output by performing an ND operation, a fourth inverter 87d that inverts and outputs an operation signal of the seventh NAND gate 86g, and a two-division input clock RCLK delayed by the Delay 84. / 2) and a ground signal are multiplexed using the output signal of the fourth inverter 87d as a switching signal to output a two-division clock SCLK for shift adjustment.

그리고 쉬프트 레지스터 어레이(45)는 측정 지연 어레이(40)에서 출력되는 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)에 따라 각각의 쉬프트 레지스터 유닛 단위로 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)를 출력하는 블록으로 그 구성은 다음과 같다.In addition, the shift register array 45 may perform delay compensation signals Q1 and Q2 in units of shift register units according to the delay compensation cycle determination signals MQ1, MQ2,... MQn output from the measurement delay array 40. , ..., Qn) is output block and its configuration is as follows.

쉬프트 레지스터 유닛은 도 7b에서와 같이, 위상 검출부(44)의 쉬프트 라이트 신호와 다음단의 지연 시간 보상 신호(Q(i+1))를 NAND 연산하여 출력하는 제 1 NAND 게이트(74)와, 위상 검출부(44)의 쉬프트 레프트 신호와 전단의 지연 시간 보상 신호(Q(i-1))를 NAND 연산하여 출력하는 제 2 NAND 게이트(75)와, 상기 제 1,2 NAND 게이트(74)(75)의 연산 신호를 NAND 연산하는 제 3 NAND 게이트(76)와, 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)과 반전된 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)에 의해 스위칭 동작을 하여 제 3 NAND 게이트(76)의 연산 신호를 스위칭 출력하는 제 1 전송 게이트(77)와, 일정 클럭 지연되어 출력되는 제 1 전송 게이트(77)의 출력 신호를 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)과 반전된 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)에 의해 스위칭 출력하는 제 2 전송 게이트(78)와, 측정 지연 어레이(43)의 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)와 제 2 전송 게이트(78)의 출력 신호를 NAND 연산하여 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)를 출력하는 제 4 NAND 게이트(79)로 구성된다.As shown in FIG. 7B, the shift register unit includes: a first NAND gate 74 for performing NAND operation on the shift write signal of the phase detector 44 and the delay time compensation signal Q (i + 1) of the next stage; A second NAND gate 75 for performing a NAND operation on the shift left signal of the phase detector 44 and the delay time compensation signal Q (i-1) of the front end, and the first and second NAND gates 74 ( The third NAND gate 76 performs a switching operation by the third NAND gate 76 for NAND calculating the arithmetic signal of 75), the dividing clock SCLK for shift adjustment, and the inverted shift clock dividing clock SCLK. The output signal of the first transmission gate 77 for switching and outputting the operation signal of the first transmission gate 77 and the output signal of the first transmission gate 77 that is output by being delayed by a predetermined clock is divided into two division clocks SCLK for shift adjustment and two division clocks for inversion control. Of the second transmission gate 78 switching output by the SCLK and the measurement delay array 43 A NAND operation for outputting the time compensation cycle determination signals (MQ1, MQ2, ... MQn) and the output signal of the second transfer gate 78 to output delay time compensation signals (Q1, Q2, ..., Qn). It consists of four NAND gates 79.

그리고 가변 지연 어레이(46)는 가변 지연 유닛이 n개 직렬로 연결된 것으로 각각의 가변 지연 유닛 구성은 도 7a에서와 같다.In the variable delay array 46, n variable delay units are connected in series, and each variable delay unit configuration is as shown in FIG. 7A.

지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)와 입력 클럭(RCLK)를 받아 NAND 연산하는 제 1 NAND 게이트(71)(최초 유닛에는 RCLK가 입력되지만 그 다음단 유닛 부터는 앞단 유닛의 출력 신호가 입력된다.)와, 제 1 NAND 게이트(71)의 출력 신호(X)와 반전 지연 시간 보상 신호(/Q1,/Q2,...,/Qn)를 NAND 연산하여 출력하는 제 2 NAND게이트(72)와, 제 2 NAND 게이트(72)의 연산 신호와 다음단에서 피드백되는 피드백 신호(Y)를 NAND 연산하여 출력하는 제 3 NAND 게이트(73)로 구성된다.A first NAND gate 71 (RCLK is inputted to the first unit, but the output of the preceding unit is input from the next unit after receiving the delay compensation signals Q1, Q2, ..., Qn) and the input clock RCLK. Signal is input.), And a second NAND which performs NAND operation on the output signal X of the first NAND gate 71 and the inversion delay time compensation signals / Q1, / Q2, ..., / Qn. A gate 72, and a third NAND gate 73 for performing a NAND operation on the operation signal of the second NAND gate 72 and the feedback signal Y fed back from the next stage.

이와 같이 구성된 본 발명의 고속 위상 동기 회로의 위상 동기 동작은 다음과 같다.The phase synchronization operation of the high speed phase synchronization circuit of the present invention configured as described above is as follows.

도 9은 본 발명에 따른 위상 동기 동작의 흐름도이고,도 10은 본 발명에 따른 위상 동기 클럭 파형도이다.9 is a flowchart of a phase locked operation according to the present invention, and FIG. 10 is a phase locked clock waveform diagram according to the present invention.

그리고 도 11은 본 발명에 따른 위상 비교 검출 구간을 나타낸 클럭 타이밍도이고,도 12a와 도 12b는 본 발명에 따른 위상 비교 검출 논리도 및 시뮬레이션도이다.11 is a clock timing diagram illustrating a phase comparison detection interval according to the present invention, and FIGS. 12A and 12B are a phase comparison detection logic diagram and a simulation diagram according to the present invention.

도 9는 본 발명의 위상 동기 동작 순서를 나타낸 것으로, 먼저 인에이블 신호가 입력되면 자기 위상 측정 시작 펄스를 스타트시킨다.9 illustrates a phase-lock operation sequence of the present invention. First, when an enable signal is input, the self phase measurement start pulse is started.

즉, 인에이블 신호가 HIGH가 되면 위상 동기 회로로 입력 클럭(RCLK)이 입력된다. 이때, 쉬프트 레지스터 어레이(45)의 Q(i)는 Q(1)만 HIGH이고 나머지는 LOW상태이다.That is, when the enable signal becomes HIGH, the input clock RCLK is input to the phase lock circuit. At this time, Q (i) of the shift register array 45 is high only Q (1) and the rest is LOW state.

그리고 가변 지연 어레이(46)는 Q(i)값이 HIGH인 단계에서 루프를 형성하므로 입력된 RCLK는 첫 단계에서 피드백된다. 이를 FCLK라 한다.In addition, since the variable delay array 46 forms a loop in the stage where the Q (i) value is HIGH, the input RCLK is fed back in the first stage. This is called FCLK.

자기 위상 측정 시작 펄스가 스타트하면 자기 위상 측정 회로부(42)는 RCLK와 FCLK의 위상차를 측정 동작을 한다.When the magnetic phase measurement start pulse starts, the magnetic phase measurement circuit section 42 measures the phase difference between RCLK and FCLK.

자기 위상 측정 회로부(42)는 FCLK의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 엣지하여 측정 시작 신호(MB)를 출력하고, RCLK는 두단의 플립 플롭을 거쳐 측정 종료 신호(ME)로 출력한다.The magnetic phase measurement circuit part 42 outputs the measurement start signal MB by edge- ting the enable signal at the rising edge of the FCLK, and outputs the RCLK as the measurement end signal ME via two flip flops.

이때, 측정 시작 신호와 측정 종료 신호의 위상 차이는 피드백되는 첫 FCLK의 상승 엣지와 인에이블된 후의 두 번째 RCLK의 상승 엣지 사이의 위상 차이와 동일하게 된다.At this time, the phase difference between the measurement start signal and the measurement end signal is equal to the phase difference between the rising edge of the first FCLK to be fed back and the rising edge of the second RCLK after being enabled.

이 위상 차이는 보상하고자 하는 지연 시간과 동일하다.This phase difference is equal to the delay time to be compensated for.

RCLK와 FCLK의 위상차 측정 동작이 끝나면 측정 지연 어레이(43)의 지연 시간 보상 사이클 결정 신호를 세팅한다.After the phase difference measurement operation of RCLK and FCLK is completed, the delay time compensation cycle determination signal of the measurement delay array 43 is set.

자기 위상 측정 회로부(42)의 측정 시작 신호(MB)는 반전되어(/MB) 각각의 측정 지연 유닛으로 공통 입력되고, 측정 종료 신호(ME)는 각각의 측정 지연 유닛에서 NAND 게이트 두 단을 거쳐 다음의 측정 지연 유닛으로 전달된다.The measurement start signal MB of the magnetic phase measurement circuit section 42 is inverted (/ MB) and commonly input to each measurement delay unit, and the measurement end signal ME is passed through two NAND gates in each measurement delay unit. It is passed to the next measurement delay unit.

이때, 측정 시작 신호가 HIGH, 즉 반전 측정 시작 신호(/ME)가 LOW가 될 때까지 각 측정 지연 유닛에서는 전달된 측정 종료 신호(MB(i))에 의해 나머지 NAND 게이트를 통해 LOW 펄스인 MQ(i)를 발생한다. 이때, 각 측정 지연 유닛에서의 전달 시간은 가변 지연 시간과 같다.At this time, until the measurement start signal is HIGH, that is, the inversion measurement start signal (/ ME) becomes LOW, each measurement delay unit receives a low pulse MQ through the remaining NAND gates by the measurement end signal MB (i). (i) occurs. At this time, the propagation time in each measurement delay unit is equal to the variable delay time.

이와 같이 MQs가 세팅되면 쉬프트 레지스터 어레이(45)로 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 로딩하고 자기 위상 측정 종료 펄스를 스타트한다.When MQs are set in this manner, the delay register array 45 loads the delay compensation cycle determination signals MQ1, MQ2, ... MQn and starts the self phase measurement end pulse.

이와 같이, 자기 위상 측정 종료 펄스가 스타트되면 자기 위상 측정 회로부(42)와 측정 지연 어레이(43)의 동작이 정지되고 위상 검출부(44)가 인에이블된다.As such, when the magnetic phase measurement end pulse is started, the operation of the magnetic phase measurement circuit section 42 and the measurement delay array 43 is stopped and the phase detection section 44 is enabled.

생성된 각각의 로우 펄스(MQ(i))를 해당하는 쉬프트 레지스터 유닛으로 입력되어 Q(i)를 HIGH로 액티브시켜 i 번째까지 HIGH로되었다면 i 단계에서 위상 동기 루프를 형성하고 FLCK는 보상하고자 하는 지연 시간만큼 지연되어 위상 검출부(44)로 입력된다.If each generated low pulse (MQ (i)) is inputted to the corresponding shift register unit to activate Q (i) HIGH to become high up to the i th, it forms a phase locked loop in step i and FLCK The signal is delayed by a delay time and input to the phase detector 44.

이는 보상하고자하는 지연 시간을 2 사이클내에서 정하는 것으로 도 10에서의 FCLK(2)가 여기에 해당한다.This sets the delay time to be compensated within two cycles, which corresponds to FCLK (2) in FIG.

위상 검출부(44)는 도 11에서와 같은 위상 검출 구간을 갖고 도 12a의 비교 검출 논리에 의해 위상 검출동작을 하게된다.The phase detector 44 has a phase detection section as shown in FIG. 11 and performs phase detection by the comparison detection logic of FIG. 12A.

이때, 위상 검출 구간은 한 개의 가변 지연 단계 또는 한 개의 측정 지연 단계에서의 지연 시간(tUNIT)의 1.5배에 해당한다.In this case, the phase detection interval corresponds to 1.5 times the delay time tUNIT in one variable delay step or one measurement delay step.

RCLK에 대해 FCLK 및 검출 피드백 클럭(DFCLK)의 상대가 위상 검출 구간에 있게되어 동기 신호(LOCK)를 발생하게된다.The relative of the FCLK and the detection feedback clock DFCLK with respect to the RCLK is in the phase detection period to generate the synchronization signal LOCK.

동기 신호는 위상 검출부(44)의 MUX(85) 출력을 LOW로 하게된다.The synchronization signal causes the output of the MUX 85 of the phase detector 44 to be LOW.

MUX(85)의 출력이 LOW로 되어 쉬프트 레지스터 어레이(45)에는 쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)이 입력되지 않는다.The output of the MUX 85 becomes LOW so that the shift-controlled dividing clock SCLK is not input to the shift register array 45.

그러므로 쉬프트 레지스터 어레이(45)는 계속 같은 상태를 유지하며 형성된 루프 단계를 바꾸지 않으므로 위상 동기를 유지하게되는 것이다.Therefore, the shift register array 45 remains in the same state and does not change the formed loop stage, thereby maintaining phase synchronization.

이때, 위상 동기 상태를 유지하기 위해 앞뒤로 가변 지연 단계를 바꾸지 않으므로 지터를 발생하지 않게된다.At this time, the jitter is not generated because the variable delay step is not changed back and forth to maintain the phase locked state.

만약, 어떤 이유에서 자체 위상 측정 구간이 보상하고자하는 지연 시간과 일치하지 않아 바로 위상 동기 상태로 되지 않는다 하더라도 FCLK가 이미 위상 동기 검출 영역에 접근해 있는 상태이므로 2 사이클 이내에 위상 동기가 이루어진다.If, for some reason, the phase measurement interval does not coincide with the delay time to compensate, the phase synchronization is achieved within 2 cycles because the FCLK is already approaching the phase synchronization detection region.

위상 동기가 완료되어 인에이블 신호가 LOW가 되면 쉬프트 레지스터 어레이(45)는 초기 상태로 되돌아가고 다음의 위상 동기 동작 명령을 기다리게 된다.When the phase synchronization is completed and the enable signal becomes LOW, the shift register array 45 returns to the initial state and waits for the next phase synchronization operation command.

이와 같은 위상 동기 동작 시뮬레이션 결과를 나타낸 것이 도 12b이다.Fig. 12B shows the result of such phase synchronization operation simulation.

이와 같은 본 발명의 고속 위상 동기 회로는 지연 시간 보상 및 소비 전력의 감소에 적당하도록한 피드백 루프와 자체 지연 시간 측정 경로를 갖도록하여 다음과 같은 효과가 있다.The high-speed phase synchronization circuit of the present invention has the following effects by having a feedback loop and its own delay time measurement path suitable for delay compensation and power consumption reduction.

첫째, 자체 지연 시간 측정 경로에 의해 동기화가 빨리 진행되어 저전력으로 위상 동기 동작이 이루어진다. 이는 전체 집적회로의 전력 소모를 줄이고, 고속의 액세스 동작이 가능하도록하는 효과가 있다.First, synchronization proceeds quickly by the self-delay time measurement path, resulting in phase-lock operation at low power. This reduces the power consumption of the entire integrated circuit and has the effect of enabling a high speed access operation.

둘째, 위상 동기 회로의 비동작에서 정상 동작으로의 전환이 수사이클 이내에서 가능하므로 SDRAM 또는 SGRAM등과 같은 동기식 메모리에 적용할 경우에 메모리 성능을 향상시키는 효과가 있다.Second, since the transition from the non-operation of the phase synchronization circuit to the normal operation can be performed within several cycles, there is an effect of improving memory performance when applied to synchronous memory such as SDRAM or SGRAM.

셋째, 자체 지연 시간 측정 회로가 있어 초기 동기 정보가 어긋나게 되어도 2사이클 이내에서 위상 동기 동작이 수행되므로 클럭 동기화 동작이 안정하다. 이는 동기화 과정을 거쳐 동기된 클럭의 타이밍 에러가 적고 입력 클럭의 주기가 클 경우에도 초기 동작상에 오류가 발생하지 않아 소자의 액세스동작이 효율적으로 이루어지게 하는 효과가 있다.Third, since the self-delay time measurement circuit has a phase synchronization operation within 2 cycles even if the initial synchronization information is shifted, the clock synchronization operation is stable. In this case, even if the timing error of the clock synchronized through the synchronization process is small and the period of the input clock is large, no error occurs in the initial operation, thereby effectively accessing the device.

Claims (5)

인에이블 신호에 의해 입력되는 RCLK와 피드백되는 FCLK의 위상을 측정하여 FCLK의 상승 엣지에서 측정 시작 신호(MB)를 출력하고, RCLK의 클럭에 의해 측정 종료 신호(ME)를 출력하는 자기 위상 측정 회로부(SPMC)와,Magnetic phase measurement circuit unit for measuring the phase of the RCLK inputted by the enable signal and the fed back FCLK, outputting the measurement start signal MB at the rising edge of the FCLK, and outputting the measurement end signal ME by the clock of the RCLK. (SPMC), 직렬 연결되는 n개의 측정 지연 유닛으로 구성되어 상기 자기 위상 측정 회로부에서 출력되는 MB,ME의 두 신호를 받아 각각의 측정 지연 유닛 단위로 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 출력하는 측정 지연 어레이와,It is composed of n measurement delay units connected in series, and receives two signals of MB and ME outputted from the magnetic phase measurement circuit unit, and delay time compensation cycle determination signals (MQ1, MQ2, ... MQn) in units of measurement delay units. A measurement delay array for outputting 2분주된 RCLK와 RCLK 신호, 피드백되는 FCLK 그리고 인에이블 신호를 받아 쉬프트 라이트(SHR),쉬프트 레프트(SHL),클럭 동기 신호(LOCK),쉬프트 조절용 2분주 클럭(SCLK)신호를 출력하는 위상 검출부와,Phase detection unit that outputs the shifted light (SHR), the shift left (SHL), the clock sync signal (LOCK), and the two-division clock (SCLK) signal for shift control by receiving two divided RCLK and RCLK signals, feedback FCLK and enable signals. Wow, n개의 단위 쉬프트 레지스터 유닛이 직렬 연결되어 SHR, SHL, LOCK, SCLK 신호를 받아 지연 시간 보상 사이클 결정 신호에 따라 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)를 출력하는 쉬프트 레지스터 어레이와,a shift register array in which n unit shift register units are connected in series and receive SHR, SHL, LOCK, and SCLK signals and output delay compensation signals (Q1, Q2, ..., Qn) according to the delay compensation cycle determination signal; , 상기 쉬프트 레지스터 어레이의 지연 시간 보상 신호(Q1,Q2,...,Qn)에 의해 입력되는 RCLK를 가변 지연하여 출력하는 가변 지연 어레이와,A variable delay array configured to variably delay and output RCLK input by the delay time compensation signals Q1, Q2, ..., Qn of the shift register array; 상기 가변 지연 어레이의 지연 클럭(DCLK)을 받아 보상하여 FCLK를 피드백시키는 지연 보상부와,A delay compensator for feeding back the FCLK by receiving and compensating the delay clock DCLK of the variable delay array; 상기 가변 지연 어레이의 지연 클럭(DCLK)을 위상 동기된 클럭 신호(QCLK)를 출력하는 클럭 드라이버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 위상 동기 회로.And a clock driver for outputting a phase-locked clock signal (QCLK) to the delay clock (DCLK) of the variable delay array. 제 1 항에 있어서, 자기 위상 측정 회로부는 위상 동기를 위한 지연 시간이 보상된 피드백 클럭(FCLK)의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 래치하여 측정 시작 신호(MB)를 출력하는 제 1 플립플롭과,The self-phase measuring circuit unit of claim 1, further comprising: a first flip-flop for latching the enable signal at the rising edge of the feedback clock FCLK, in which the delay time for phase synchronization is compensated, and outputting a measurement start signal MB; 입력 클럭(RCLK)의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 래치하여 출력하는 제 2 플립플롭과,A second flip-flop that latches and outputs an enable signal at a rising edge of the input clock RCLK; 상기 제 2 플립플롭의 래치 신호를 받아 입력 클럭(RCLK)의 상승 엣지에서 래치하여 측정 종료 신호(ME)를 출력하는제 3 플립플롭로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 위상 동기 회로.And a third flip-flop which receives the latch signal of the second flip-flop and latches it at the rising edge of the input clock RCLK to output the measurement end signal ME. 제 1 항에 있어서, 측정 지연 어레이는 측정 시작 신호(MB)와 Vcc 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 1 NAND 게이트와,The method of claim 1, wherein the measurement delay array comprises: a first NAND gate configured to perform a NAND operation on a measurement start signal MB and a Vcc signal; 상기 제 1 NAND 게이트의 출력 신호와 Vcc 신호를 NAND 연산하여 출력하는 제 2 NAND 게이트와,A second NAND gate performing NAND operation on the output signal and the Vcc signal of the first NAND gate; 상기 제 2 NAND 게이트의 출력 신호와 측정 종료 신호(ME)를 반전한 /측정 종료 신호(/ME)를 NAND 연산하여 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ)를 출력하는 제 3 NAND 게이트로 구성된 측정 지연 유닛이 n개 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 고속 위상 동기 회로.A measurement delay consisting of a third NAND gate configured to output a delay time compensation cycle determination signal (MQ) by performing an NAND operation on the output signal of the second NAND gate and the measurement termination signal (ME) inverting the measurement termination signal (ME) A high speed phase locked circuit characterized in that the units are connected in series. 인에이블 신호가 입력되면 자기 위상 측정 시작 펄스를 스타트시켜 위상 동기 루프를 형성하여 입력된 RCLK를 첫 단계에서 피드백(FCLK)하는 단계와,When the enable signal is input, starting a magnetic phase measurement start pulse to form a phase locked loop to feedback the input RCLK in the first step (FCLK), FCLK의 상승 엣지에서 인에이블 신호를 엣지하여 측정 시작 신호(MB)를 출력하고, RCLK는 두단의 플립 플롭을 거쳐 측정 종료 신호(ME)로 출력하여 위상차를 측정하는 단계와,Measuring the phase difference by outputting the measurement start signal (MB) by edge of the enable signal at the rising edge of the FCLK, and outputting the measurement signal (ME) through the two flip-flops; RCLK와 FCLK의 위상차 측정 동작이 끝나면 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQs)를 세팅하는 단계와,Setting delay time compensation cycle determination signals (MQs) after the phase difference measurement operation between RCLK and FCLK is completed; MQs가 세팅되면 지연 시간 보상 사이클 결정 신호(MQ1,MQ2,...MQn)를 로딩하고 자기 위상 측정 종료 펄스를 스타트하는 단계와,Loading the delay compensation cycle determination signals (MQ1, MQ2, ... MQn) and starting the self phase measurement end pulse when MQs are set, 자기 위상 측정 종료 펄스가 스타트되면 위상 검출 동작을 시작하는 단계와,Starting a phase detection operation when the self phase measurement end pulse is started; 한 개의 가변 지연 단계 또는 한 개의 측정 지연 단계에서의 지연 시간(tUNIT)의 1.5배에 해당하는 위상 검출 구간에서 보상하고자 하는 지연 시간을 2 사이클내에서 결정하는 단계와,Determining a delay time to be compensated in two cycles in a phase detection interval corresponding to 1.5 times the delay time tUNIT in one variable delay step or one measurement delay step; RCLK에 대해 FCLK 및 검출 피드백 클럭(DFCLK)의 상대가 위상 검출 구간에 있게되어 동기 신호(LOCK)를 발생하게 되면 형성된 루프 단계를 바꾸지 않고 위상 동기를 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고속 위상 동기 방법.When the relative of the FCLK and the detection feedback clock (DFCLK) relative to the RCLK is in the phase detection interval to generate a synchronization signal (LOCK), the phase synchronization is maintained without changing the loop stage formed Phase locked method. 제 4 항에 있어서, 측정 시작 신호와 측정 종료 신호의 위상 차이는 피드백되는 첫 FCLK의 상승 엣지와 인에이블된 후의 두 번째 RCLK의 상승 엣지 사이의 위상 차이와 동일한 것을 특징으로 하는 고속 위상 동기 방법.5. The method of claim 4, wherein the phase difference between the measurement start signal and the measurement end signal is equal to the phase difference between the rising edge of the first FCLK to be fed back and the rising edge of the second RCLK after being enabled.
KR1019980017401A 1998-05-14 1998-05-14 Fast phase lock circuit and phase locking method thereof KR100263483B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980017401A KR100263483B1 (en) 1998-05-14 1998-05-14 Fast phase lock circuit and phase locking method thereof
TW087120926A TW430804B (en) 1998-05-14 1998-12-16 Fast phase lock circuit and phase locking method thereof
JP11129673A JP3143743B2 (en) 1998-05-14 1999-05-11 High-speed phase synchronization circuit and phase synchronization method using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019980017401A KR100263483B1 (en) 1998-05-14 1998-05-14 Fast phase lock circuit and phase locking method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990085179A KR19990085179A (en) 1999-12-06
KR100263483B1 true KR100263483B1 (en) 2000-08-01

Family

ID=19537345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019980017401A KR100263483B1 (en) 1998-05-14 1998-05-14 Fast phase lock circuit and phase locking method thereof

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3143743B2 (en)
KR (1) KR100263483B1 (en)
TW (1) TW430804B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3807593B2 (en) * 2000-07-24 2006-08-09 株式会社ルネサステクノロジ Clock generation circuit, control method, and semiconductor memory device
KR100446291B1 (en) * 2001-11-07 2004-09-01 삼성전자주식회사 Delay locked loop circuit capable of adjusting locking resolution using CAS latency
JP4642417B2 (en) * 2004-09-16 2011-03-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor integrated circuit device
JP4850473B2 (en) 2005-10-13 2012-01-11 富士通セミコンダクター株式会社 Digital phase detector
KR100728907B1 (en) * 2006-06-26 2007-06-15 주식회사 하이닉스반도체 Apparatus and method for generating clock signal of semiconductor memory

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000029564A (en) 2000-01-28
KR19990085179A (en) 1999-12-06
JP3143743B2 (en) 2001-03-07
TW430804B (en) 2001-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3847961B2 (en) Internal clock signal generator and semiconductor memory device having the same
US7358784B2 (en) Delay locked loop
US6593786B2 (en) Register controlled DLL reducing current consumption
US7187742B1 (en) Synchronized multi-output digital clock manager
KR100605588B1 (en) Delay locked loop in semicinductor memory device and its clock locking method
US7952438B2 (en) Injection locking clock generator and clock synchronization circuit using the same
US7479814B1 (en) Circuit for digital frequency synthesis in an integrated circuit
JP4751932B2 (en) Phase detection device and phase synchronization device
US7821311B2 (en) Delay locked loop circuit and memory device having the same
GB2434930A (en) Delay-locked loop circuits
KR100507875B1 (en) Clock Divider in Delay Locked Loop and its method
KR20080001432A (en) Dcc circuit and dll circuit with dcc
US7230875B2 (en) Delay locked loop for use in synchronous dynamic random access memory
US7212055B2 (en) Open-loop digital duty cycle correction circuit without DLL
KR100263483B1 (en) Fast phase lock circuit and phase locking method thereof
KR100293256B1 (en) A fast lock on time mixed mode delay locked loop with low jitter
US7230495B2 (en) Phase-locked loop circuits with reduced lock time
US7519087B2 (en) Frequency multiply circuit using SMD, with arbitrary multiplication factor
KR100769690B1 (en) Apparatus for generating clock based on frequency-to-voltage converter and interfacing with clock generator based on frequency-to-voltage converter
KR20030049303A (en) Register Controlled DLL Circuit
KR200145797Y1 (en) Detection device for phase locking
KR20040042427A (en) Circuit for preventing probability lock-in fail in Delay Locked Loop
KR20080035365A (en) Delay locked loop circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080425

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee