KR100792042B1 - A spread spectrum clock generator - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 분주기 변조 방식의 SSCG(100)의 일예를 나타내는 블록도.1 is a block diagram illustrating an example of an
도 2는 분주기 변조 방식의 SSCG에서 Σ-Δ 변조기(230)가 차지하는 면적을 나타내는 도면.Fig. 2 is a diagram showing the area occupied by the Σ-
도 3은 기존에 제안된 전하 펌프 변조 방식의 SSCG(300)의 블록도를 나타내는 도면.3 is a block diagram of an
도 4는 본 발명에 따른 SSCG의 기본 아이디어를 설명하는 도면.4 illustrates the basic idea of SSCG in accordance with the present invention.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 SSCG의 기본 아이디어를 실제로 구현한 본 발명의 일 실시예에 따른 SSCG의 전체 블록도를 나타내는 도면.FIG. 5 is a block diagram of an SSCG according to an embodiment of the present invention which actually implements the basic idea of the SSCG according to the present invention shown in FIG. 4; FIG.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SSCG의 파형 생성기에서 사용되는 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA)의 개략도를 나타내는 도면.6 shows a schematic diagram of an operational transconductance amplifier (OTA) used in a waveform generator of an SSCG in accordance with an embodiment of the present invention.
도 7은 확산 스펙트럼이 없는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 확산 스펙트럼이 있는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼을 나타내는 도면.Fig. 7 shows the dBm spectrum of the output clock when there is no spread spectrum, and Fig. 8 shows the dBm spectrum of the output clock when there is a spread spectrum according to the present invention.
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100 : 분주기 변조 방식의 SSCG 100 : SSCG of divider modulation method
110 : 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector; PFD)110: Phase Frequency Detector (PFD)
120 : 전하 펌프(Charge Pump; CP)120: charge pump (CP)
130 : 발진기130: oscillator
140 : 기능-N 분주기(Functional N-Divider)140: Functional N-Divider
150 : Σ-Δ 변조기(Σ-Δ Modulator)150: Σ-Δ modulator
160 : 기준 클럭160: reference clock
170 : (확산을 갖는) 출력 클럭170: output clock (with spread)
200 : 전체 칩 200 : whole chip
210 : 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; PLL)210: Phase Locked Loop (PLL)
220 : 어드레스 생성기(Address Generator)220: address generator
230 : Σ-Δ 변조기230: Σ-Δ modulator
300 : 전하 펌프 변조 방식의 SSCG 300 : SSCG of charge pump modulation
310 : 위상 주파수 검출기(PFD)310: phase frequency detector (PFD)
320 : 전하 펌프 I(CP I)320: charge pump I (CP I)
330 : 전압 제어 발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)330: Voltage Control Oscillator (VCO)
340 : 프로그램 가능한 분주기(Programmable Divider)340: Programmable Divider
350 : 프로그램 가능한 전하 펌프 II(Programmable CP II)350: Programmable CP II
410 : 전압 제어 발진기(VCO)410: voltage controlled oscillator (VCO)
420 : 파형 생성기420: waveform generator
430 : (파형 생성기에 의해 생성된) 삼각파형430: triangular waveform (generated by waveform generator)
440 : (VCO의 전원 전압이 되는) VDD440: VDD (which is the power supply voltage of the VCO)
450, 460, 470 : 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(Operational Transconductance Amplifier; OTA)450, 460, 470: Operational Transconductance Amplifier (OTA)
500 : (본 발명의 일 실시예에 따른) SSCG 500 : SSCG (according to one embodiment of the present invention)
510 : 위상 주파수 검출기(PFD)510: phase frequency detector (PFD)
520 : 전하 펌프(CP)520 charge pump (CP)
530 : 전압 제어 발진기(VCO)530: voltage controlled oscillator (VCO)
540 : 분주기540: divider
550 : 파형 생성기550: Waveform Generator
560 : 루프 필터(Loop Filter)560 loop filter
570 : 전압 제어 신호(Vctrl)570: voltage control signal (Vctrl)
본 발명은 확산 스펙트럼 클럭 발생기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 SSCG를 구성하는 전압 제어 발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)의 전원 전압에 특정 파형, 예컨대 삼각 파형을 직접 인가하여 인위적인 지터 성분을 가해줌으로써, 기존의 SSCG보다 간단한 구조와 감소된 면적으로 구현되며, 전자기 간섭 현상(Electro Magnetic Interference; EMI)의 지표인 출력 주파수의 피크전력치 감소효과(Peak power reduction)가 향상되고 설계 변경이 용이한 SSCG에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 각종 정보기기 간의 동작 주파수 증가와 데이터 입력 비트 수가 증가함에 따라 인터페이스 간의 데이터 송수신 단에서 데이터 타이밍을 맞추는데 필요한 위상 고정 루프(Phase Locked Loop; PLL)의 내부블록인 VCO에서 발생하는 고주파 클럭신호에 의해 전자기 간섭 현상(Electro Magnetic Interference; EMI)이 두드러지게 발생하고 있으며, 이로 인하여 주변 회로에서 오동작이 유발되어 인터페이스 장치 및 데이터의 송수신에 있어서 부작용이 드러나고 있다. 이와 같은 EMI를 줄이기 위한 다양한 방법 중, 확산 스펙트럼 클럭 생성기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG)는 출력 신호 주파수의 스펙트럼 확산을 이용하여 출력 신호의 출력 주파수의 전력 밀도를 줄여 EMI를 효과적으로 줄일 수 있는 방법으로 알려져 있다. SSCG는 SATA-II(Serial Advanced Technology Attachment - II) 등의 컴퓨터 보드 내의 고속 인터페이스 회로들에 응용되어 지고 있을 뿐만 아니라, 예전부터 컴퓨터 주변기기와 LCD 패널 등에 널리 사용되어 지고 있다.As the frequency of operation and increase in the number of data input bits between various information devices has been increased, high frequency clock signals generated in the VCO, which is an internal block of a phase locked loop (PLL), are required for timing data at the data transmission / reception stages between interfaces. Electromagnetic Interference (EMI) is prominent, which causes malfunctions in peripheral circuits, which causes side effects in transmission and reception of interface devices and data. Among various methods for reducing such EMI, Spread Spectrum Clock Generator (SSCG) is a method that can effectively reduce EMI by reducing the power density of the output frequency of the output signal by using spectrum spread of the output signal frequency. Known. SSCG is not only applied to high speed interface circuits in computer boards such as Serial Advanced Technology Attachment (II-II), but also widely used in computer peripherals and LCD panels.
일반적으로 사용되는 SSCG는 대부분 Σ-Δ 변조기(Σ-Δ modulator)와 기능적 N-분주기(Fractional N-Divider)를 사용하여 주기적으로 분주 비를 변화시켜줌으로써 출력 주파수의 스펙트럼을 확산시켜 주는 분주기 변조 방식(Divider Modulating Method)을 사용한다. 도 1은 분주기 변조 방식의 SSCG의 일례를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 구조를 갖는 분주기 변조 방식의 SSCG(100)는, Σ-Δ 변조기(150)와 기능적 N-분주기(140)를 이용하여 분주 비를 조절하는 것만으로도 쉽게 확산 비율(δ)과 변조 파형을 조절할 수 있다는 장점이 있는 반면에, 변조를 위해 사용되는 Σ-Δ 변조기(150)와 기능적 N-분주기(140)가 복잡한 디지털 회로들이기 때문에 실제로 칩을 제작하는 경우에 SSCG(100)의 전체 면적을 크게 증가시킨다는 단점을 가진다. 도 2는 분주기 변조 방식의 SSCG에서 Σ-Δ 변조기가 차지하는 면적을 나타내는 도면이다. 도 2로부터, 분주기 변조 방식을 채용할 경우 Σ-Δ 변조기(230)가 전체 면적(200)에서 얼마나 큰 면적을 차지하는지를 위상 고정 루프(PLL; 210) 및 어드레스 생성기(Address Generator; 220)가 차지하는 면적과 비교함으로써 확인할 수 있다. 표 1은 분주기 변조 방식의 SSCG의 일반적인 칩 면적을 나타내는 것으로서, 표 1로부터 0.18um의 CMOS 공정을 사용하여 분주기 변조 방식의 SSCG를 설계하는 경우 칩 면적이 1.00mm × 1.00mm 이상이 되는 것을 확인할 수 있다.Most commonly used SSCGs use Σ-Δ modulators and functional N-dividers to spread the spectrum of the output frequency by periodically changing the division ratio. Modulation method is used. 1 is a block diagram showing an example of an SSCG of a frequency division modulation method. The
앞서 설명한 분주기 변조 방식의 SSCG 이외에도 여러 가지 변조 방식의 SSCG가 연구되고 있다. 그 중, 전하 펌프 변조 방식(Charge Pump Modulating Method)의 SSCG는 일반적인 위상 고정 루프(PLL)의 구조에 전하 펌프만을 추가하는 구조로써 일반적으로 사용되는 분주기 변조 방식의 SSCG에 비하여 구조가 간단하여 SSCG의 면적 문제를 해결해 줄 것으로 기대되고 있다. 도 3은 기존에 제안된 전하 펌프 변조 방식의 SSCG(300)의 블록도를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전하 펌프 변조 방식의 SSCG(300)는 기존의 전하 펌프 I(320) 이외에 프로그램 가능한 전하 펌프 II(350)를 추가로 포함한다는 점에 특징이 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 전하 펌프 변조 방식의 SSCG가 기존의 SSCG의 면적 문제를 해결해 줄 것으로 기대되고는 있으나, 현재까지 제안된 전하 펌프 변조 방식의 SSCG는 몇 가지 문제점을 가지고 있다. 첫째, 너무 다양한 적용 대상을 목표로 설계하였기 때문에 매우 복잡한 구조로 되어 있으며, 이로 인해 기존의 SSCG보다 오히려 더 큰 면적을 가지고 있다. 둘째, 미세 전류를 조절함으로써 확산 비율(δ)을 조정하기 때문에 전류의 조절이 회로의 동작에 매우 민감하게 영향을 주게 된다. 마지막으로, 단순한 삼각 변조 파형(Triangle Modulation Profile)을 가지고 있어 최대 확산 주파수에서의 주파수별 전력밀도가 평균 전력 밀도치보다 크게 나타난다는 문제점을 가지고 있다.In addition to the SSCG of the frequency division modulation method described above, SSCGs of various modulation methods have been studied. Among them, the SSCG of the charge pump modulating method adds only a charge pump to the structure of a general phase locked loop (PLL). It is expected to solve the area problem. 3 is a block diagram of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, SSCG를 구성하는 전압 제어 발진기(Voltage Control Oscillator; VCO)의 전원 전압에 특정 파형, 예컨대 삼각 파형을 직접 인가하여 인위적인 지터 성분을 가해줌으로써, 기존의 SSCG보다 간단한 구조와 감소된 면적으로 구현되며, 전자기 간섭 현상의 지표인 출력 주파수의 피크전력치 감소효과가 향상되고 설계 변경이 용이한 SSCG를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, by applying a specific waveform, such as a triangular waveform directly to the power supply voltage of the voltage control oscillator (VCO) constituting the SSCG by applying an artificial jitter component, Its purpose is to provide an SSCG with simpler structure and reduced area than the existing SSCG, and to improve the effect of reducing the peak power of the output frequency, which is an indicator of electromagnetic interference, and to easily change the design.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 확산 스펙트럼 클럭 생성기(SSCG)는,Spread spectrum clock generator (SSCG) according to a feature of the present invention for achieving the above object,
위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector; PFD), 전하 펌프(Charge Pump; CP), 전압 제어 발진기(Voltage Control Oscillator; VCO) 및 분주기(Divider)를 포함하는 확산 스펙트럼 클럭 생성기(Spread Spectrum Clock Generator)로서,Spread Spectrum Clock Generator including Phase Frequency Detector (PFD), Charge Pump (CP), Voltage Control Oscillator (VCO) and Divider ,
상기 전압 제어 발진기에 특정 파형을 전원 전압에 직접 인가하여 인위적인 지터 성분을 가하는 파형 생성기를 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The voltage controlled oscillator further includes a waveform generator for applying an artificial jitter component by directly applying a specific waveform to the power supply voltage.
본 발명의 다른 특징에 따른 SSCG는, 상기 파형 생성기가 생성하는 상기 특정파형이 삼각파형(triangular wave form)인 것을 그 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the SSCG is characterized in that the specific waveform generated by the waveform generator is a triangular wave form.
본 발명의 또 다른 특징에 따른 SSCG는, 상기 파형 생성기가 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(Operational Transconductance Amplifier; OTA)를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.The SSCG according to another aspect of the present invention is characterized in that the waveform generator includes an operational transconductance amplifier (OTA).
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 SSCG의 기본 아이디어를 설명하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 SSCG는, 기존의 분주기 변조 방식 및 전하 펌프 변조 방식과 달리, VCO(410)에 인가되는 전원 전압 VDD(440)에 OTA(450, 460, 470)로 구성되는 파형 생성기(420)에서 생성되는 삼각파형(430)을 직접 인가함으로써 SSCG를 구현한다는 점에 그 기본 아이디어가 있다. 다시 말해, SSCG의 기본 개념인 PLL에 인위적인 지터 성분을 가하여 확산 스펙트럼을 얻고, 이로 인하여 PLL의 주파수 생성에 있어서 중요 블록인 VCO(410)의 전원 전압 VDD(440)에 인위적인 삼 각파형을 직접 가한다는 것에 그 독창성이 있다.4 is a view for explaining the basic idea of the SSCG according to the present invention. As shown in FIG. 4, the SSCG according to the present invention, unlike the conventional divider modulation method and the charge pump modulation method, uses the OTAs 450, 460, and 470 to the power
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 SSCG의 기본 아이디어를 실제로 구현한 SSCG의 일 실시예에 대한 전체 블록도를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 SSCG(500)는, 위상 주파수 검출기(PFD; 510), 전하 펌프(CP; 520), 전압 제어 발진기(VCO; 530) 및 분주기(540)를 포함하며, 특히 전압 제어 발진기(530)에 특정 파형을 전원 전압에 직접 인가하여 인위적인 지터 성분을 가하는 파형 생성기(550)를 더 포함한다.FIG. 5 is a diagram showing an overall block diagram of an embodiment of the SSCG which actually implements the basic idea of the SSCG according to the present invention shown in FIG. 4. As shown in FIG. 5, the
도 5를 다시 살펴보면, 본 발명에 따른 SSCG는 일반적인 위상 고정 루프(PLL) 블록과 변조 회로 블록의 두 부분으로 나누어질 수 있다는 것을 알 수 있다. 위상을 고정하려는 PLL의 기본 동작에 영향을 미치지 않으면서 SSCG를 구현하기 위해, 파형 생성기(550)에서 0.05mV에서 200mV까지의 전압 폭을 갖는 삼각파형을 구현한 후 VCO(510)의 전원 전압(1.8V)에 직접 인가한다. 이렇게 인가된 파형은 VDD의 하단에 위치한 전류원 바이어스 전압을 변조 주기(Modulation Period)와 전압 폭에 비례하여 그 양을 변화시킨다. 상기의 전압, 전류의 변위를 통하여 발생하는 주파수는 기준 주파수에 대하여 일정량의 범위 안에서 Down 방향 또는 Up 방향으로 그 값이 변하게 된다. 이와 같이 Up 또는 Down되는 주파수는 위상 주파수 검출기(510), 전하 펌프(520), 루프 필터(Loop Filter; 560)를 거치면서 VCO(530)의 주파수를 제어하는 Vctrl 신호(570)를 일정한 주기를 갖는 정현파 형태로 변화시킨다. 이러한 방법으로 VCO(530)의 전원 전압에 직접 인가된 변조 파형은 피드백 루프(Feedback Loop)를 통하여 Vctrl 신호(570)에 영향을 주고, 다시금 VCO(530)의 변조 범위에 따라 출력 주파수를 변화시키게 된다.5, it can be seen that the SSCG according to the present invention can be divided into two parts, a general phase locked loop (PLL) block and a modulation circuit block. To implement the SSCG without affecting the basic operation of the PLL trying to lock phase, the
도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 SSCG의 동작 원리를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 5에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 SSCG의 동작 원리는, 3-스테이지 링 타입 VCO(3-Stage Ring Type VCO; 530)의 VDD에 삼각 변조 파형(Triangular Modulation Profile)을 인가하여 VCO(530)의 VDD를 흔들어 줌으로써 확산 스펙트럼 클럭을 발생시킨다는 것이다. 이러한 방법으로 VCO(530)에서는 변조 파형(Modulation Profile)에 따라, 1.5GHz를 중심으로 1.2 ~ 3%의 다운 확산 스펙트럼 클럭(Down Spread Spectrum Clock)이 발생된다. 이렇게 발생된 클럭을 TSPC DFF(True Single Phase Clocked D Flip-Flop)로 구성된 20-분주기(540)를 사용하여 기준 클럭과 동일한 주파수를 갖는 신호로 변조한 후, PFD(510)에서 기준 클럭(Ref_clk = 75MHz)과 비교한다. PFD(510)에서는 기준 클럭과 피드백 클럭(Feedback Clock)의 주파수를 비교하여 전하 펌프(520)에 Up 또는 Down 신호를 인가한다. 처음에 SSCG(500)는 PLL의 고정 전압(Locking Voltage; 0.85V) 및 주파수(1.5GHz)까지 Up 신호를 지속적으로 발생시켜 SSCG(500)가 고정 상태에 근접하게 해 준다. 이후 VDD의 변조 파형에 따라 Up 또는 Down의 주기적인 신호가 발생하게 되며, 이에 따라 피크-투-피크(Peak to Peak)로 30mV의 변화를 갖는 제어 전압 파형을 생성하게 된다. 이러한 동작을 위해서는 VCO(530)의 구조에 대한 설계가 중요하다. Vctrl 신호(570)의 변화에 급격히 주파수가 흔들리지 않고 일정 범위 내에서 확산 스펙트럼 클럭을 발생하도록 설계하는 것이 중요하며, 확산 스펙트럼 클럭의 발생 시 전압이 VCO(530)의 이득 곡선의 중앙 근처에서 리 플(ripple) 될 수 있도록 설계하는 것이 또한 중요하다. 결과적으로, VDD의 변조 파형은 VCO(530)의 동작 주파수를 제어하는 전압 값(Vctrl; 570)을 흔들어 주게 되어 확산 스펙트럼 클럭이 생성되게 된다.Referring to the operation principle of the SSCG according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 5 in more detail. The operating principle of the SSCG according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is a VCO by applying a triangular modulation profile (Triangular Modulation Profile) to the VDD of a 3-stage ring type VCO (530). Shake the VDD of 530 to generate a spread spectrum clock. In this way, the
다음으로, 도 6을 참조하여, 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA) 및 OTA로 구성되는 파형 생성기에 대하여 보다 상세히 살펴보기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 SSCG의 파형 생성기에서 사용되는 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기(OTA)의 개략도를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 OTA를 이용하여 구성한 파형 생성기는 외부의 입력 없이 회로 자체의 피드백 루프를 통하여 구형파를 발생시킬 수 있으며, 발생된 구형파에 대하여 내부에 구성되어 있는 커패시터(Capacitor)의 적분적인 요소를 활용함으로써 삼각파형을 발생시킬 수 있다. 이때 회로 내부에 흐르는 전류와 커패시턴스(Capacitance) 값을 조절함으로써 피크-투-피크로 0.01 ~ 200 mV 범위의 전압 및 2 ~ 30 us 범위의 주기를 갖는 다양한 변조 파형을 얻을 수 있다. 이와 같은 특징으로 인해, 본 구조는 SATA-II에 해당되는 1.5GHz 대의 주파수뿐만 아니라 수백 MHz대의 주파수 대역에도 적용될 수 있게 된다.Next, referring to FIG. 6, a waveform generator including an operational transconductance amplifier (OTA) and an OTA will be described in more detail. 6 is a schematic diagram of an operational transconductance amplifier (OTA) used in a waveform generator of an SSCG in accordance with an embodiment of the present invention. The waveform generator constructed using the OTA shown in FIG. 6 can generate a square wave through a feedback loop of the circuit itself without external input, and integrates an integral element of a capacitor configured therein with respect to the generated square wave. By using this, triangular waveforms can be generated. At this time, various modulation waveforms having a voltage in the range of 0.01 to 200 mV and a period in the range of 2 to 30 us can be obtained by adjusting the current and capacitance values flowing in the circuit. Due to this feature, the present structure can be applied not only to the frequency of the 1.5 GHz band corresponding to SATA-II but also to the frequency band of several hundred MHz.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여 확산 스펙트럼이 없는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼과 본 발명에 따른 확산 스펙트럼이 있는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼을 비교하기로 한다. 도 7은 확산 스펙트럼이 없는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명에 따른 확산 스펙트럼이 있는 경우의 출력 클럭의 dBm 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 7로부터, 확산 스펙트럼이 없는 경우에는, 1.5㎓를 중심으로 측파대(sideband)에서 나타나는 주파수 성 분이 거의 없으며, 1.5㎓에서 약 30 dBm의 값을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이와 비교하여, 도 8로부터, 본 발명에 따른 확산 스펙트럼이 있는 경우(1.5%의 다운 확산 스펙트럼 변조)에는, 약 20 dBm의 값을 갖게 되어 본 발명에 따른 SSCG를 통한 EMI 개선 효과는 약 10 dBm만큼임을 확인할 수 있다.Next, the dBm spectrum of the output clock when there is no spread spectrum and the dBm spectrum of the output clock when there is a spread spectrum according to the present invention will be compared with reference to FIGS. 7 and 8. Fig. 7 shows the dBm spectrum of the output clock when there is no spread spectrum, and Fig. 8 shows the dBm spectrum of the output clock when there is a spread spectrum according to the present invention. From Fig. 7, it can be seen that in the absence of the spread spectrum, there are almost no frequency components appearing in the sideband around 1.5 Hz, and have a value of about 30 dBm at 1.5 Hz. In comparison, from Fig. 8, when there is a spread spectrum according to the present invention (down spread spectrum modulation of 1.5%), it has a value of about 20 dBm, and the effect of improving EMI through SSCG according to the present invention is about 10 dBm. I can confirm that it is.
다음 표 2는 본 발명에 따른 SSCG의 성능을 요약한 것이다. 표의 내용을 간단히 요약하면, 본 발명에 따른 SSCG는, Hynix의 0.18㎛ CMOS 공정을 사용하여 설계되었으며, VDD에 변조 파형을 인가함으로써 1.5 ~ 3% 다운된 주파수 변이를 갖는 확산 스펙트럼 파형을 얻을 수 있었다. 또한, 전원 전압 1.8V에서 전력 소모는 32.4 ㎽이었다.Table 2 summarizes the performance of the SSCG according to the present invention. Briefly summarized, the SSCG according to the present invention was designed using Hynix's 0.18 μm CMOS process, and by applying a modulation waveform to VDD, a spread spectrum waveform with 1.5 to 3% down frequency variation was obtained. . In addition, the power consumption was 32.4 mA at a power supply voltage of 1.8V.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 SSCG는 크게 위상 고정 루프(PLL) 블록과 변조 블록으로 나눌 수 있다. 최근 기술 수준에 따르면 PLL블록은 400㎛ × 400㎛ 이내로 집적 가능하며, 따라서 파형 생성기를 구성하는 소자의 개수와 커패시터의 크기를 고려할 경우 본 발명에 따른 SSCG 전체는 600㎛ × 600㎛ 이내에 충분히 집적되어 질 것으로 생각된다. 이와 같은 면적은 기존의 SSCG가 차지하는 전체 면적(1.00mm × 1.00mm)보다 36% 정도의 면적 감소에 해당한다.As described above, the SSCG proposed by the present invention can be roughly divided into a phase locked loop (PLL) block and a modulation block. According to the state of the art, the PLL block can be integrated within 400 μm × 400 μm. Therefore, considering the number of devices and the size of capacitors constituting the waveform generator, the entire SSCG according to the present invention is sufficiently integrated within 600 μm × 600 μm. I think it will be lost. This area corresponds to a 36% area reduction compared to the total area (1.00mm × 1.00mm) occupied by the existing SSCG.
요약하자면, 본 발명에 따른 SSCG에 따르면, 비록 균일한 주파수별 전력밀도 형성을 위한 Hershey-Kiss 변조 파형을 인가하지는 못했지만, 확산 스펙트럼 클럭(SSC)의 에지 주파수(Edge Frequency)와 중심 주파수(Center Frequency)의 평균을 도출한 값은 약 10dB의 EMI 감소를 확보하는 것으로 확인되었다. 따라서 본 발명에 따르면, 동일한 크기의 EMI 감소를 획득하는 기존의 SSCG와 비교하여 면적을 36% 감소시킴으로써, 타제품과 비교하여 한 장의 웨이퍼에서 획득할 수 있는 완제품의 수를 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 제품 단가를 낮추게 되어 시장에서의 가격 경쟁력에 큰 기여를 할 수 있을 것이라 기대된다.In summary, according to the SSCG according to the present invention, although the Hershey-Kiss modulation waveform for uniform frequency-specific power density is not applied, the edge frequency and center frequency of the spread spectrum clock (SSC) are applied. The average value of) is confirmed to secure about 10dB of EMI reduction. Therefore, according to the present invention, by reducing the area by 36% compared to the existing SSCG that achieves the same size EMI reduction, it is possible to increase the number of finished products that can be obtained on one wafer compared to other products, thereby Lower product prices are expected to contribute significantly to price competitiveness in the market.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention described above may be variously modified or applied by those skilled in the art, and the scope of the technical idea according to the present invention should be defined by the following claims.
본 발명에 따르면, SSCG를 구성하는 전압 제어 발진기(VCO)의 전원 전압으로 특정 파형을 직접 인가하여 인위적인 지터 성분을 가해줌으로써, 기존의 SSCG보다 간단한 구조와 감소된 면적으로 구현되며, 전자기 간섭 현상의 지표인 출력 주파수의 피크전력치 감소효과(Peak power reduction)가 향상되고 설계 변경이 용이한 SSCG를 제공할 수 있다.According to the present invention, by applying a specific waveform directly to the power supply voltage of the voltage controlled oscillator (VCO) constituting the SSCG by applying an artificial jitter component, it is implemented in a simpler structure and reduced area than the conventional SSCG, The peak power reduction effect of the output frequency, which is an indicator, can be improved and a design change can be easily provided.
Claims (3)
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WO2011016647A2 (en) * | 2009-08-06 | 2011-02-10 | (주)실리콘웍스 | Spread-spectrum clock generator |
WO2011016647A3 (en) * | 2009-08-06 | 2011-04-21 | (주)실리콘웍스 | Spread-spectrum clock generator |
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