KR100303996B1 - Multiphase Detection Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 DLL동작 초기에 외부클럭과 내부클럭사이의 위상차를 미리 검출하여 그 정보를 DLL회로에 전달하여 록킹타임을 감소시키도록 한 멀티위상 검출장치에 관한 것으로, 지연고정루프의 동작전에 외부클럭과 내부클럭 사이의 위상차를 미리 검출하는 전치 위상 검출수단과, 상기 전치 위상 검출수단으로부터의 검출신호에 의해 기설정된 다수의 클럭 소오스중에서 해당하는 클럭 소오스를 선택하도록 클럭선택신호를 초기화시키고 그 선택된 클럭 소오스에서부터 지연보상이 행해지게 하는 초기 클럭 선택 제어수단을 구비함으로써, DLL동작 초기에 외부클럭과 내부클럭의 위상차를 미리 검출하여 최초 초기화되는 클럭 소오스를 선택하여 최대 45。의 단위지연 이동만으로 록킹 포인트에 도달할 수 있게 된다.The present invention relates to a multi-phase detection device that detects a phase difference between an external clock and an internal clock in the early stage of DLL operation and transfers the information to the DLL circuit to reduce the locking time. A pre-phase detection means for detecting a phase difference between the internal clock and the internal clock in advance, and a clock selection signal is initialized to select a corresponding clock source from among a plurality of clock sources preset by the detection signal from the pre-phase detection means. By providing the initial clock selection control means for delay compensation from the source, the phase difference between the external clock and the internal clock is detected in advance at the beginning of the DLL operation, and the clock source that is initially initialized is selected. Will be reached.
Description
본 발명은 멀티위상 검출장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DLL동작초기에 외부클럭과 내부클럭의 위상차를 검출하도록 된 멀티위상 검출장치에 관한 것이다.The present invention relates to a multiphase detection device, and more particularly, to a multiphase detection device configured to detect a phase difference between an external clock and an internal clock at the beginning of a DLL operation.
DLL(Delay Locked Loop; 지연고정루프)은 칩내부클럭의 위상을 칩외부클럭과 정확히 동기시키기 위해 사용되는 클럭회복회로(clock recovery circuit)로서, 내부클럭의 지연을 조절하여 외부클럭의 위상과 동기를 맞추는데 동작초기에 내부클럭과 외부클럭의 위상차가 얼마가 될지 모르기 때문에 통상적으로 DLL회로는 최대 360。의 위상지연을 줄 수 있어야 한다.The DLL (Delay Locked Loop) is a clock recovery circuit used to accurately synchronize the phase of the internal clock with the external clock of the chip. The DLL is delayed and synchronized with the phase of the external clock. Since the phase difference between the internal clock and the external clock is not known at the beginning of operation, the DLL circuit should be able to give a maximum phase delay of 360 °.
다이렉트 램버스 디램(Direct Rambus DRAM)내의 DLL을 예로 들어 록킹 타임을 살펴보면 다음과 같다.For example, the locking time of a DLL in Direct Rambus DRAM is as follows.
도 1은 종래의 위상 다이어그램으로서, clk0∼clk315는 위상차 0。∼ 315。의 지연을 갖는 클럭 소오스이고, 이 클럭 소오스로 내부클럭을 만들어 낸다.Fig. 1 is a conventional phase diagram in which clk0 to clk315 are clock sources having a phase difference of 0 ° to 315 °, and an internal clock is produced by this clock source.
DLL동작초기에는 clk0으로 리셋(reset)이 걸리고, 초기 내부클럭의 위상에 따라 다이어그램의 시계방향 또는 반시계방향으로 11사이클마다 단위지연만큼씩 이동하여 외부클럭과 내부클럭의 위상이 같아질때까지 이동하게 된다.At the beginning of DLL operation, it is reset to clk0, and it moves by unit delay every 11 cycles in the clockwise or counterclockwise direction of the diagram according to the phase of the initial internal clock until the phase of the external clock and the internal clock are the same. Done.
이때 가장 록킹 타임이 길때는 180。의 위상만큼 지연을 보상해야 하는 경우이다. 45。의 위상지연을 보상하기 위해 64단위지연이 필요하므로 180。의 위상지연을 보상하기 위해서는 256단위지연이 필요하고, 하나의 단위지연은 11클럭사이클마다 이동하므로 최대 록킹 타임은 2816클럭사이클이 필요하다. 이는 400MHz 클럭을 사용할 경우 록킹 타임으로 7.04μs나 되는 시간을 소요해야 한다.In this case, when the locking time is long, the delay must be compensated by the phase of 180 °. 64 unit delay is required to compensate for 45 ° phase delay, 256 unit delay is required to compensate for 180 ° phase delay, and one unit delay moves every 11 clock cycles, so the maximum locking time is 2816 clock cycles. need. This requires a locking time of 7.04μs when using a 400MHz clock.
따라서 본 발명은 상술한 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, DLL동작 초기에 외부클럭과 내부클럭사이의 위상차를 미리 검출하여 그 정보를 DLL회로에 전달하여 록킹타임을 감소시키도록 한 멀티위상 검출장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and a multi-phase detection device for detecting a phase difference between an external clock and an internal clock in the early stage of DLL operation and transferring the information to the DLL circuit to reduce the locking time. The purpose is to provide.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티위상 검출장치는, 지연고정루프의 동작전에 외부클럭과 내부클럭 사이의 위상차를 미리 검출하는 전치 위상 검출수단과,In order to achieve the above object, a multiphase detection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes pre-phase detection means for detecting a phase difference between an external clock and an internal clock before operation of a delay locked loop;
상기 전치 위상 검출수단으로부터의 검출신호에 의해 기설정된 다수의 클럭 소오스중에서 해당하는 클럭 소오스를 선택하도록 클럭선택신호를 초기화시키고 그 선택된 클럭 소오스에서부터 지연보상이 행해지게 하는 초기 클럭 선택 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.An initial clock selection control means for initializing a clock selection signal to select a corresponding clock source among a plurality of clock sources preset by the detection signal from the pre-phase detection means, and for performing delay compensation from the selected clock source; It is characterized by.
도 1은 종래의 위상 다이어그램,1 is a conventional phase diagram,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티위상 검출장치의 블럭구성도,2 is a block diagram of a multi-phase detection device according to an embodiment of the present invention;
도 3은 도 2에 도시된 전치 위상검출수단의 내부구성도,3 is an internal configuration diagram of the pre-phase detection means shown in FIG.
도 4는 도 2에 도시된 초기 클럭 선택제어수단의 내부구성도,4 is an internal configuration diagram of an initial clock selection control means shown in FIG.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전치 위상검출수단의 동작을 예시적으로 나타낸 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating the operation of the pre-phase detection means according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
10 : 전치 위상 검출수단 20 : 초기 클럭 선택 제어수단10: pre-phase detection means 20: initial clock selection control means
22 : 전달부 24 : 클럭 선택신호 초기화부22: transfer unit 24: clock select signal initialization unit
12∼18 : D플립플롭12-18: D flip flop
이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 멀티위상 검출장치의 블럭구성도로서, DLL(지연고정루프)동작전에 외부클럭과 내부클럭 사이의 위상차를 미리 검출하는 전치 위상 검출수단(10)과, 이 전치 위상 검출수단(10)에서 출력되는 검출신호로 초기 선택될 클럭 소오스를 제어하는 초기 클럭 선택 제어수단(20)으로 구성된다.2 is a block diagram of a multi-phase detection device according to an embodiment of the present invention, which includes a pre-phase detection means 10 for detecting a phase difference between an external clock and an internal clock before a DLL (delay locked loop) operation. Initial clock selection control means 20 for controlling the clock source to be initially selected by the detection signal output from the pre-phase detection means 10.
상기 전치 위상 검출수단(10)은 도 3에 도시된 바와 같이 4개의 상승 엣지 트리거드(rising edge triggered) D플립플롭(12∼18)으로 구성되는데, 각각의 D플립플롭(12∼18)은 입력되는 각각의 클럭(clk0, clk45, clk90, clk135)의 상승 엣지에서 내부클럭(int. clk)의 "로우/하이"상태를 각각의 출력신호(out0, out45, out90, out135)로 출력한다. 예를 들어 클럭0(clk0)이 로우에서 하이로 천이할 때 내부클럭(int. clk)이 로우상태이면 D플립플롭(12)의 Q출력은 로우값이 되어 결국 출력신호(out0)는 로우레벨이 된다.The pre-phase detection means 10 is composed of four rising edge triggered D flip flops 12-18, as shown in Fig. 3, each of the D flip flops 12-18. At the rising edges of the input clocks clk0, clk45, clk90, and clk135, the "low / high" state of the internal clock int.clk is output as the respective output signals out0, out45, out90, and out135. For example, if the internal clock (int. Clk) is low when clock 0 (clk0) transitions from low to high, the Q output of the D flip-flop 12 becomes low and the output signal out0 becomes low level. Becomes
이와 같이 상기 전치 위상 검출수단(10)은 4개의 출력신호(out0, out45, out90, out135)로 외부클럭과 내부클럭(int. clk) 사이의 위상차를 검출하게 된다.In this way, the pre-phase detection means 10 detects the phase difference between the external clock and the internal clock int. Clk with four output signals out0, out45, out90, and out135.
도 3에서, 미설명부호 clk0, clk45, clk90, clk135은 내부에서 미리 인위적으로 만들어낸 클럭이다.In Fig. 3, reference numerals clk0, clk45, clk90, and clk135 are internally generated clocks.
상기 초기 클럭 선택 제어수단(20)은 리세트(reset)구간동안 각각의 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)를 상기 전치 위상 검출수단(10)의 출력신호(out0, out45, out90, out135)의 상태에 따라 "로우/하이"로 초기화시키는 회로를 다수개(즉, 4개) 갖추게 된다.The initial clock selection control means 20 transmits the clock selection signals po0, pe0, po1, pe1 to the output signals out0, out45, out90, of the pre-phase detection means 10 during the reset period. depending on the state of out135), a number of circuits for initializing " low / high "
도 4는 상기 초기 클럭 선택 제어수단(20)의 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)중 클럭선택신호(po0)를 만들어 내는 회로로서, 리세트구간동안에는 상기 전치 위상 검출수단(10)으로부터의 신호(out0)를 후단의 클럭 선택신호 초기화부(24)로 전달하는 반면 리세트후 정상동작이 되면 입력되는 외부제어신호(D)를 후단의 클럭 선택신호 초기화부(24)로 전달하는 전달부(22)와, 상기 전달부(22)로부터의 신호에 의해 리세트구간 클럭선택신호(po0)를 초기화하는 D플립플롭으로 된 클럭 선택신호 초기화부(24)로 구성된다.4 is a circuit for generating a clock selection signal po0 among the clock selection signals po0, pe0, po1, pe1 of the initial clock selection control means 20. During the reset period, the pre-phase detection means 10 While transmitting the signal from out0 to the clock selection signal initialization unit 24 at the rear stage, when the normal operation after reset, the external control signal (D) is input to the clock selection signal initialization unit 24 at the rear stage. And a clock selection signal initialization section 24 composed of a D flip-flop that initializes the reset section clock selection signal po0 by the signal from the transmission section 22.
상기 전달부(22)는 리세트신호(Reset)와 상기 전치 위상 검출수단(10)으로부터의 신호(out0)를 입력받아 낸드(NAND)처리하는 제 1논리연산소자(30)로서의 낸드 게이트와, 상기 전치 위상 검출수단(10)으로부터의 신호(out0) 및 노드(r)에 접속된 인버터(IV)에 의해 반전된 리세트신호(/Reset)를 입력받아 노어(NOR)처리하는 제 2논리연산소자(32)로서의 노어 게이트와, 상기 제 1 및 제 2논리연산소자(30, 32)로부터의 신호에 의해 상기 클럭선택신호 초기화부(24)로 소정의 신호를 출력하는 출력소자(36) 및, 상기 리세트신호(Reset)와 반전된 리세트신호(/Reset)에 의해 외부제어신호(D)를 상기 클럭선택신호 초기화부(24)로 전달하는 전달게이트(34)를 구비한다.The transfer unit 22 includes a NAND gate serving as a first logic operation element 30 for NAND processing a reset signal Reset and a signal out0 from the prephase detection means 10; A second logical operation for receiving a signal out0 from the pre-phase detection means 10 and a reset signal / Reset inverted by the inverter IV connected to the node r and performing NOR processing; An output element 36 for outputting a predetermined signal to the clock selection signal initialization section 24 by the NOR gate as the element 32 and the signals from the first and second logical operation elements 30 and 32; And a transfer gate 34 which transfers an external control signal D to the clock selection signal initialization unit 24 based on the reset signal Reset and the inverted reset signal / Reset.
상기 출력소자(36)는 전원전압단과 출력단(K) 사이에 접속되어 상기 제 1논리연산소자(30)로부터의 신호에 의해 온/오프스위칭동작하는 PMOS트랜지스터(P)와, 상기 출력단(K)과 접지전압단 사이에 접속되어 상기 제 2논리연산소자(32)로부터의 신호에 의해 온/오프스위칭동작하는 NMOS트랜지스터(N)로 구성된다.The output element 36 is connected between a power supply voltage terminal and an output terminal K to perform on / off switching operation by a signal from the first logical operation element 30 and the output terminal K. And an NMOS transistor (N) connected between the ground terminal and the ground voltage terminal and performing on / off switching operation by a signal from the second logical operation device (32).
이와 같이 구성된 초기 클럭 선택 제어수단(20)에서, po0출력의 경우 리세트구간동안 상기 전치 위상 검출수단(10)으로부터의 신호(out0)가 "하이"이면 그 po0는 "하이"로 초기화되고, 상기 전치 위상 검출수단(10)으로부터의 신호(out0)가 "로우"이면 po0는 "로우"로 초기화된다. 그리고, 리세트후에 정상동작이 되면 상기 po0는 외부제어신호(D)가 된다.In the initial clock selection control means 20 configured as described above, in the case of the po0 output, if the signal out0 from the prephase detection means 10 is "high" during the reset period, the po0 is initialized to "high", If the signal out0 from the prephase detecting means 10 is " low ", po0 is initialized to " low ". When the normal operation is performed after the reset, po0 becomes the external control signal (D).
본 발명의 실시예에서, 상기 초기 클럭 선택 제어수단(20)에서 출력되는 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)는 위상 멀티플렉서 회로(도시 생략)로 전달되는데, 그 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)에 따라 선택되어지는 클럭 소오스는 다음의 표 1과 같다.In the embodiment of the present invention, the clock selection signals po0, pe0, po1, pe1 output from the initial clock selection control means 20 are transmitted to a phase multiplexer circuit (not shown), and the clock selection signals po0, The clock sources selected according to pe0, po1 and pe1) are shown in Table 1 below.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 멀티위상 검출장치의 경우, 전치 위상 검출수단(10)에서 검출된 신호(out0, out45, out90, out135)가 초기 클럭 선택제어수단(20)의 후단에 존재하게 되는 위상 멀티플렉서 회로(도시 생략)에 전달해야 할 정보로 변환하는 관계는 다음의 표 2와 같다.In the multi-phase detection device according to the embodiment of the present invention configured as described above, signals (out0, out45, out90, out135) detected by the pre-phase detection means 10 are present at the rear end of the initial clock selection control means 20. Table 2 below shows the relationship of converting the information to the phase multiplexer circuit (not shown).
상기의 표 2에서, 전치 위상 검출수단(10)에서 출력되는 신호(out0, out45, out90, out135)가 "11"이었다면 내부클럭(int. clk)은 270。∼315。 사이의 지연을 주어야만 외부클럭과 위상을 맞출 수 있기 때문에 초기화되어야 할 클럭 소오스는 클럭270과 클럭315이며, 이때 초기화되는 클럭선택신호는 po0="L", po1="H", pe0="L", pe1="H"이다.In Table 2 above, if the signals out0, out45, out90, and out135 output from the prephase detection means 10 are "11", the internal clock (int. Clk) must be delayed between 270 DEG and 315 DEG. The clock sources to be initialized are clock 270 and clock 315 because they can be in phase with the clock, and the clock selection signals to be initialized are po0 = "L", po1 = "H", pe0 = "L", pe1 = "H "to be.
또, 다른 조건의 경우에서도 이와 동일한 방법에 의해 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)가 초기화된다.In the case of other conditions, the clock selection signals po0, pe0, po1, pe1 are initialized by the same method.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티위상 검출장치의 동작의 일예를 보여주는 파형도이다.5 is a waveform diagram illustrating an example of an operation of a multiphase detection apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
clk0, clk45, clk90, clk135는 내부에서 인위적으로 만들어 낸 클럭으로서, clk0은 외부클럭과 비교하여 볼 때 위상차이가 없는 클럭이고, clk45는 외부클럭과 비교하여 볼 때 45。의 위상차가 있는 클럭이며, clk90은 외부클럭과 비교하여 볼 때 90。의 위상차가 있는 클럭이고, clk135는 외부클럭과 비교하여 볼 때 135。의 위상차가 있는 클럭이다.clk0, clk45, clk90, and clk135 are internally created clocks. clk0 is a clock with no phase difference compared to an external clock. clk45 is a clock with a 45 ° phase difference compared to an external clock. , clk90 is a clock with a phase difference of 90 ° compared to an external clock, and clk135 is a clock with a phase difference of 135 ° compared to an external clock.
동 도면에서 보듯이, 외부클럭과 초기 내부클럭(int. clk)의 위상차가 135。∼180。)사이에 존재하였을 경우 외부클럭과 초기 내부클럭(int. clk)이 동일 위상관계로 되기 위해서 실제로 지연시켜야 할 구간은 180。 ∼ 225。 사이가 된다.As shown in the figure, when the phase difference between the external clock and the initial internal clock (int. Clk) is between 135 ° and 180 °, the external clock and the initial internal clock (int. Clk) are actually in the same phase relationship. The interval to be delayed is between 180 ° and 225 °.
따라서, 전치 위상 검출수단(10)에서 출력되는 신호(out0, out45, out90, out135)는 "0"이 된다. 즉, clk0이 로우에서 하이로 천이될 때 초기 내부클럭은 로우상태이므로 상기 전치 위상 검출수단(10)의 출력신호(out0)는 "0"이 되고, clk45가 로우에서 하이로 천이될 때 초기 내부클럭은 로우상태이므로 상기 전치 위상 검출수단(10)의 출력신호(out45)는 "0"이 되며, clk90이 로우에서 하이로 천이될 때 초기 내부클럭은 로우상태이므로 상기 전치 위상 검출수단(10)의 출력신호(out90)는 "0"이 되며, clk135가 로우에서 하이로 천이될 때 초기 내부클럭은 로우상태이므로 상기 전치 위상 검출수단(10)의 출력신호(out135)는 "0"이 된다.Therefore, the signals out0, out45, out90, and out135 output from the prephase detection means 10 become " 0 ". That is, since the initial internal clock is low when clk0 transitions from low to high, the output signal out0 of the prephase detection means 10 becomes "0", and the initial internal clock when clk45 transitions from low to high. Since the clock is in the low state, the output signal out45 of the prephase detecting means 10 becomes "0". When the clk90 transitions from low to high, the initial internal clock is in the low state. The output signal of out90 is " 0 ", and since the initial internal clock is low when clk135 transitions from low to high, the output signal out135 of the prephase detection means 10 becomes " 0 ".
그에 따라, 초기 클럭 선택제어수단(20)에서 출력되는 클럭선택신호(po0, pe0, po1, pe1)는 "0"으로 초기화되어 최초 180。 지연된 내부클럭으로 DLL동작을 시작하게 된다.Accordingly, the clock selection signals po0, pe0, po1, pe1 output from the initial clock selection control means 20 are initialized to " 0 " to start the DLL operation with an internal clock delayed by 180 °.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, DLL동작 초기에 외부클럭과 내부클럭의 위상차를 미리 검출하여 최초 초기화되는 클럭 소오스를 선택함으로써, 최대 45。의 단위지연 이동만으로 록킹 포인트에 도달할 수 있게 된다.According to the present invention as described above, the locking point can be reached with a unit delay movement of up to 45 DEG by selecting a clock source which is initially initialized by detecting the phase difference between the external clock and the internal clock in advance at the beginning of the DLL operation.
이는 종래의 다이렉트 램버스 디램(Direct Rambus DRAM) DLL록킹 타임의 1/4수준으로 현저히 빠른 록킹타임을 갖는 DLL을 구현할 수 있다.This can implement a DLL having a significantly faster locking time at a quarter level of the conventional Direct Rambus DRAM DLL locking time.
한편 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있다.On the other hand, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, but may be modified and modified without departing from the scope of the present invention.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100548549B1 (en) * | 2001-12-31 | 2006-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | A delay locked loop circuit |
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1998
- 1998-06-30 KR KR1019980025956A patent/KR100303996B1/en not_active IP Right Cessation
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