KR100884642B1 - Apparatus and method for DLL-based frequency multiplier with self-calibration - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 주파수 체배 장치는 N개의 지연단을 가지는 전압 제어 지연선 및 버퍼단을 포함하며, 상기 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호에 상기 전압 제어 지연선을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 마지막 기준 클록을 록킹하고, 상기 록킹된 상태에서 상기 기준 클록 신호로부터 상기 지연단의 개수 N만큼 균등하게 분포된 N+1개의 차동 클록 신호들을 발생시키고, 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시키는 지연 고정 루프; 상기 지연 고정 루프의 출력 신호인 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들의 미스매치를 보정하는 자가 보정 블록; 및 상기 자가 보정 블록에서 보정된 상기 차동 클록 신호들로부터 일정 배수 체배된 출력 클록을 발생시키는 에지 컴바이너를 포함한다.The present invention relates to a delay locked loop based frequency multiplication apparatus and method having a self-correction function. The frequency multiplying device includes a voltage control delay line and a buffer stage having N delay stages, and locks the last reference clock past the buffer stage through the voltage control delay line to the reference clock signal passing through the buffer stage, A delay locked loop for generating N + 1 differential clock signals evenly distributed from the reference clock signal by the number N of delay stages from the reference clock signal, and passing the differential clock signals through the buffer stage; A self-correction block for correcting mismatches of the differential clock signals passing through the buffer stage, the output signal of the delay locked loop; And an edge combiner for generating an output clock multiplied by a multiple of the differential clock signals corrected in the self-correction block.

자가 보정, 지연 고정 루프, 주파수 체배기, 전압 제어 지연선 Self-Calibration, Delay-Locked Loop, Frequency Multiplier, Voltage-Controlled Delay Line

Description

자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치 및 방법{Apparatus and method for DLL-based frequency multiplier with self-calibration}Apparatus and method for DLL-based frequency multiplier with self-calibration}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기의 블록도.1 is a block diagram of a delay locked loop based frequency multiplier with self-correction function in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주파수 체배기에서 두 배의 주파수가 체배되는 예를 도시한 도면.2 is a diagram illustrating an example in which a frequency doubled in a frequency multiplier according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 블록의 구성도.3 is a block diagram of a self-correction block according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 타이밍 비교기(Timing Error Comparator)의 동작을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining the operation of the timing error comparator (Timing Error Comparator) according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 록 검출기의 회로도.5 is a circuit diagram of a lock detector in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기에서 주파수 체배 절차를 나타낸 순서도.6 is a flowchart illustrating a frequency multiplication procedure in a delay locked loop based frequency multiplier having a self-correcting function according to an exemplary embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110 : 지연 고정 루프(DLL; Delay-Locked Loop)110: Delay-Locked Loop (DLL)

111 : 전압 제어 지연선(VCDL; Voltage Controlled Delay Line)111: voltage controlled delay line (VCDL)

113 : 버퍼단(Buffer)113: buffer stage

119 : 록 검출기(Lock Detector)119: Lock Detector

120 : 자가 보정 블록(Self-Calibration Block)120: Self-Calibration Block

130 : 에지 컴바이너(Edge Combiner)130: Edge Combiner

본 발명은 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a delay locked loop based frequency multiplication apparatus and method having a self-correction function.

21세기를 맞이하면서 전 세계는 정보화 사회로 진입하고 있다. 정보화 사회는 언제든지 어디서든지 정보를 접할 수 있고 또한 이를 자유롭게 활용할 수 있는 사회이다. 이런 정보화 사회가 가능하게 했던 가장 큰 기술적 요인이라면 무엇보다 마이크로프로세서의 비약적인 발전을 꼽을 수 있다. 1971년 인텔이 최초로 10미크론 선폭의 트랜지스터 2,250개로 구성된 108KHz 속도의 마이크로프로세서인 4004를 발표한 이래로, 2000년에는 삼성의 알파 프로세서가 1GHz의 동작 영역에 도달하였고, 2002년 12월에는 인텔(Intel)이 3GHz Pentium4를 발표하여 마이크로프로세서 기술은 바야흐로 "Beyond GHz"시대에 접어들었다. 2010년에는 40나노 선폭의 1억 개의 트랜지스터가 집적된 11GHz의 마이크로프로세서가 개발될 것으로 예측된다.In the 21st century, the world is entering an information society. An information society is a society that can access information and use it freely anytime and anywhere. The biggest technological factor that has made this information society possible is the rapid development of microprocessors. Since 1971, when Intel introduced the 4004, a 108KHz speed microprocessor consisting of 2,250 10-micron transistors, Samsung's alpha processor reached its 1GHz operating range in 2000 and Intel in December 2002. With the introduction of the 3GHz Pentium4, microprocessor technology has entered the "Beyond GHz" era. In 2010, an 11GHz microprocessor with an estimated 100 nanometer transistors of 40nm line width is expected to be developed.

마이크로프로세서가 고성능으로 발전하면서 컴퓨터 및 디지털 통신의 여러 부품들의 대역폭 또한 증가하고 있다. 데이터가 전송되거나 이동하는 시간은 더욱 짧아지고 있으며 이를 판별하여 처리하는 시간 또한 짧아지고 있다. 하지만 데이터를 저장할 때 레지스터가 안정화되는 시간은 더 이상 짧아지지 않는다. 또한 불확정한 시간 영역인 지터나 스큐의 영향을 고려해야 하므로 저지터(Low Jitter)의 클록 발생기를 개발하는 것은 여러 시스템에서 중요한 문제이다. 이러한 현상은 시스템 온 칩(System on a Chip; SoC)이 진행되는 상황에서 더욱 중요해 지고 있다. 따라서 시스템이 점점 더 고속화 집적화되어감에 따라 저지터의 클록 발생기의 개발은 중요하다 할 것이다.As microprocessors advance to higher performance, the bandwidth of many components in computers and digital communications is increasing. The time for data transmission or movement is getting shorter, and the time for determining and processing it is also getting shorter. However, the time that registers stabilize when storing data is no longer short. In addition, the development of low jitter clock generators is an important issue for many systems, because the effects of jitter or skew, which are indeterminate time domains, must be considered. This phenomenon becomes more important in a situation where a System on a Chip (SoC) is in progress. Therefore, the development of low-jitter clock generators will be important as systems become increasingly faster and more integrated.

종래의 시스템에서 대부분의 클록 발생기는 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator)를 내장하는 위상고정루프(Phase-Locked Loop)를 사용하여왔다. 그러나 상기 전압 제어 발진기는 여러 발진 주기 동안 출력의 지터가 축적될 뿐만 아니라 저전력의 필수적인 여러 동작 모드로의 전환이 늦은 단점이 있다. 이에 반해 전압 제어 지연선(Voltage Controlled Delay Line)을 사용하는 지연 고정 루프(Delay-Locked Loop) 기반의 주파수 체배기(frequency multiplier)는 전압 제어 지연선이 지터를 축척하지 않고 또한 각 동작 모드에서 다른 동작 모드로 전환할 때 빠르게 재 록킹되는 장점이 있다. 여기서 상기 주파수 체배기는 주파수를 정수배하는 장치를 뜻한다. 또한 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기는 1차 시스템으로 안정도를 유지할 수 있으며 루프 필터의 집적이 용이한 장점을 가지고 있다.Most clock generators in conventional systems have used a phase-locked loop that incorporates a voltage controlled oscillator. However, the voltage controlled oscillator has a disadvantage in that the output jitter is accumulated during various oscillation cycles, and the switching to the low power essential various operating modes is slow. In contrast, a delay-locked loop-based frequency multiplier that uses a voltage controlled delay line does not allow the voltage-controlled delay line to scale jitter and to operate differently in each mode of operation. It has the advantage of fast relocking when switching to mode. Here, the frequency multiplier refers to a device for multiplying the frequency. In addition, the delay lock loop-based frequency multiplier can maintain stability as a first-order system and has the advantage of easy integration of loop filters.

지연 고정 루프의 이러한 장점을 이용하여 지연 고정 루프 기반의 주파수 체 배기들이 제안되어 왔다. 그러나 종래의 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기들은 주파수를 체배하기 위하여 전압 제어 지연선에서 발생된 다중 클록(Multi Phase Clock) 신호를 입력으로 이용하는 에지 컴바이너(Edge Combiner)를 사용한다. 일반적으로 전압 제어 지연선 각각의 지연단에서 발생된 상기 다중 클록들 사이에는 레이아웃(Layout) 과정과 제조 과정에 있어서 필연적으로 미스매치(Mismatch)가 발생하게 된다. 이렇게 발생된 미스매치는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기 출력에 있어서 고정적으로 발생하는 지터(Fixed Pattern Jitter)와 스퍼(Spur)를 발생시키고 이는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기의 성능을 떨어뜨린다. 따라서 이러한 미스매치를 줄이고 지터를 줄일 수 있는 주파수 체배기 개발에 대한 필요성이 커지고 있다.Using this advantage of delay lock loops, delay lock loop based frequency sieves have been proposed. However, conventional delay lock loop based frequency multipliers use an edge combiner that uses a multi-phase clock signal generated from a voltage controlled delay line as an input to multiply frequencies. In general, a mismatch is inevitably generated in a layout process and a manufacturing process between the multiple clocks generated at the delay stages of the voltage control delay lines. This mismatch generates fixed pattern jitter and spurs in the delay locked loop based frequency multiplier output, which degrades the performance of the delay locked loop based frequency multiplier. Therefore, there is a growing need for a frequency multiplier that can reduce such mismatches and reduce jitter.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기에서 자가 보정 회로를 통해 전압 제어 지연선 각각의 지연단에서 발생하는 다중 클록(Multi Phase Clock)들 사이에서 필연적으로 발생되는 미스매치에 의하여 주파수 체배기의 출력에 영향을 미치는 지터(Fixed Pattern Jitter) 및 스퍼(Spur)를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is inevitably generated between the multiple clock (Multi Phase Clock) occurring in the delay stage of each voltage control delay line through the self-correction circuit in the delay lock loop-based frequency multiplier It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for reducing fixed pattern jitter and spurs which affect the output of a frequency multiplier due to mismatches.

상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면 N개의 지연 단을 가지는 전압 제어 지연선 및 버퍼단을 포함하며, 상기 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호에 상기 전압 제어 지연선을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 마지막 기준 클록을 록킹하고, 상기 록킹된 상태에서 상기 기준 클록 신호로부터 상기 지연단의 개수 N만큼 균등하게 분포된 N+1개의 차동 클록 신호들을 발생시키고, 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시키는 지연 고정 루프; 상기 지연 고정 루프의 출력 신호인 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들의 미스매치를 보정하는 자가 보정 블록; 및 상기 자가 보정 블록에서 보정된 상기 차동 클록 신호들로부터 일정 배수 체배된 출력 클록을 발생시키는 에지 컴바이너를 포함하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치를 제공할 수 있다.In order to achieve the above objects, according to an aspect of the present invention includes a voltage controlled delay line and a buffer stage having N delay stages, and pass the voltage controlled delay line to the reference clock signal passing through the buffer stage to the buffer stage. Locking the last reference clock past the second reference clock, generating N + 1 differential clock signals evenly distributed from the reference clock signal by the number N of delay stages in the locked state, and passing the differential clock signals through the buffer stage. Delay locked loop; A self-correction block for correcting mismatches of the differential clock signals passing through the buffer stage, the output signal of the delay locked loop; And an edge combiner for generating an output clock multiplied by a predetermined multiple from the differential clock signals corrected in the self-correction block.

바람직한 실시예에서, 상기 지연 고정 루프는 위상 검출기 및 전하 펌프를 더 포함하며, 상기 위상 검출기는 버퍼된 상기 기준 클록 신호와 상기 전압 제어 지연선과 상기 버퍼단을 통과한 마지막 클록 신호의 위상 차이를 검출하고, 상기 전하 펌프는 상기 위상 차이에 해당하는 신호(UP, DN)를 전압 신호로 변경함으로써 상기 전압 제어 지연선은 상기 전압 신호(Vc)에 비례하는 지연량을 발생시키고, 결국 상기 기준 클록 신호와 상기 마지막 클록 신호의 위상차는 0이 되도록 록킹되는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the delay lock loop further comprises a phase detector and a charge pump, the phase detector detecting a phase difference between the buffered reference clock signal and the voltage control delay line and the last clock signal passed through the buffer stage. The charge pump changes the signals UP and DN corresponding to the phase difference into voltage signals so that the voltage control delay line generates a delay amount proportional to the voltage signal Vc, and thus the reference clock. The phase difference between the signal and the last clock signal is locked to be zero.

또한 상기 지연 고정 루프는 록 검출기를 더 포함하며, 상기 록 검출기는 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들 중 두 개의 신호를 비교하여, 상기 두 클록 신호의 차이가 미리 정해진 지연량보다 작은 경우 상기 자가 보정 블록이 상 기 보정 동작을 수행하도록 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 두 개의 신호는 상기 기준 신호의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호 및 상기 전압 제어 지연선의 마지막 클록의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호인 것을 특징으로 한다. The delay lock loop may further include a lock detector, and the lock detector compares two signals of the differential clock signals that have passed through the buffer stage, when the difference between the two clock signals is smaller than a predetermined delay amount. The self-correction block may generate a control signal to perform the correction operation. The two signals may be signals in which the reverse signal of the reference signal passes through the buffer terminal and the reverse signal of the last clock of the voltage control delay line passes through the buffer terminal.

또한 상기 주파수 체배 장치의 상기 자가 보정 블록은 상기 전압 제어 지연선에서 발생되어 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들을 입력으로 하는 N+1개의 지연단을 포함하는 딜레이 셀; 및 상기 딜레이 셀을 통과한 상기 차동 출력 클록들의 시간차에 상응하게 제어 전압을 조절하고, 상기 조절된 제어 전압에 따라 상기 지연단의 지연량을 조절함으로써 상기 전압 제어 지연선에서 발생되는 미스매치를 보정하는 N개의 타이밍 비교기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 타이밍 비교기는 상기 딜레이 셀로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod16(i+2), Cmod16(i+1))를 논리 연산하여 출력하는 제1 AND 게이트; 상기 제1 AND 게이트로부터 입력되는 신호를 반전시켜 출력하는 인버터; 상기 인버터로부터 입력되는 신호에 의하여 구동되는 제1 PMOS 트랜지스터; 상기 딜레이 셀로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod(i+1), Cmod16(i))를 논리 연산하여 출력하는 제2 AND 게이트; 상기 제2 AND 게이트로부터 입력되는 신호에 의하여 구동되는 제1 NMOS 트랜지스터; 바이어스 회로에서 발생된 제1 바이어스 전압(bias1)에 의하여 전류원으로 동작하는 제2 NMOS 트랜지스터; 바이어스 회로에서 발생된 제2 바이어스 전압(bias2)에 의하여 전류원으로 동작하는 제2 PMOS 트랜지스터; 록 검출기에서 발생된 제어신호에 의하여 켜지거나 꺼지는 스위치로 동작하는 제3 NMOS 트랜지스터; 및 커패시터로 동작하여 충전과 방전됨으로써 제어전압(Vmod16(i+1))의 값을 조절하는 제3 PMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The self-correcting block of the frequency multiplying device may further include: a delay cell including N + 1 delay stages input from the voltage control delay line to the differential clock signals passing through the buffer stage; And adjusting a control voltage corresponding to a time difference between the differential output clocks passing through the delay cell and adjusting a delay amount of the delay stage according to the adjusted control voltage to correct a mismatch generated in the voltage control delay line. And N timing comparators.
The timing comparator may further include a first AND gate configured to perform a logic operation on a clock signal (/ C mod16 (i + 2) or C mod16 (i + 1) ) input from the delay cell; An inverter for inverting and outputting a signal input from the first AND gate; A first PMOS transistor driven by a signal input from the inverter; A second AND gate for performing a logic operation on the clock signals / C mod (i + 1) and C mod16 (i) input from the delay cell; A first NMOS transistor driven by a signal input from the second AND gate; A second NMOS transistor operating as a current source by a first bias voltage bias1 generated in the bias circuit; A second PMOS transistor operating as a current source by a second bias voltage bias2 generated in the bias circuit; A third NMOS transistor acting as a switch turned on or off by a control signal generated by the lock detector; And a third PMOS transistor which operates as a capacitor to charge and discharge and adjusts the value of the control voltage V mod16 (i + 1) .

또한 상기 주파수 체배 장치는 체배기 조절기를 더 포함하며, 상기 체배기 조절기의 제어신호에 의해 상기 일정 배수의 체배비로 제어되는 것을 특징으로 한다.In addition, the frequency multiplication device further comprises a multiplier regulator, characterized in that controlled by the multiplication ratio of the predetermined multiple by the control signal of the multiplier regulator.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 방법에 있어서, 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호(B0)에 N개의 지연단을 포함하는 전압 제어 지연선을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 상기 전압 제어 지연선의 마지막 클록 신호(BN)를 록킹함으로써 상기 전압 제어 지연선을 록킹하는 단계; 상기 전압 제어 지연선이 록킹된 상태에서 상기 기준 클록 신호를 상기 전압 제어 지연선의 상기 지연단들을 통과시킴으로써 상기 지연단의 개수 N만큼 균등하게 분포된 차동 클록 신호들을 생성하는 단계; 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시켜 출력 차동 신호들을 발생시키는 단계; 상기 출력 차동 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정하는 단계; 및 상기 보정된 출력 차동 클록 신호들로부터 일정 체배비로 주파수 체배된 출력 클록을 생성하는 단계를 포함하는 주파수 체배 방법을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a delay locked loop-based frequency multiplication method having a self-correction function, a reference clock signal B 0 passing through a buffer stage includes a voltage control delay line including N delay stages. Locking the voltage control delay line by locking a last clock signal (B N ) of the voltage control delay line past the buffer stage; Generating differential clock signals evenly distributed by the number N of delay stages by passing the reference clock signal through the delay stages of the voltage controlled delay line while the voltage control delay line is locked; Passing the differential clock signals through the buffer stage to generate output differential signals; Correcting mismatches between the output differential clock signals; And generating an output clock frequency-multiplied by a constant multiplication ratio from the corrected output differential clock signals.

상기 주파수 체배 방법은 상기 지연 고정 루프가 록킹이 되었는지를 판단하는 단계를 더 포함하며, 상기 버퍼단을 통과한 상기 출력 차동 신호들 중에서 기준 클록 신호의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(Bb0) 및 상기 전압 제어 지연선의 마지막 지연단을 통과한 마지막 클록의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(BbN)를 비교함으로써 상기 지연 고정 루프의 록킹 여부를 판별하는 것을 특징으로 한다.The frequency multiplication method may further include determining whether the delay locked loop is locked, and a signal Bb 0 in which an inverse signal of a reference clock signal passes through the buffer stage among the output differential signals passed through the buffer stage. And determining whether the delay locked loop is locked by comparing the inverse signal of the last clock passing through the last delay stage of the voltage control delay line with the signal Bb N passing through the buffer stage.

바람직한 실시예에서, 상기 출력 차동 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정하는 단계는 상기 전압 제어 지연선에서 발생되어 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들을 딜레이 셀에 의해 지연시킨 후, 상기 딜레이 셀을 통과한 상기 차동 출력 클록들의 시간차에 상응하게 제어 전압을 조절하고, 상기 조절된 제어 전압에 따라 상기 딜레이 셀의 지연량을 조절함으로써 상기 전압 제어 지연선에서 발생되는 미스매치를 보정하는 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, correcting the mismatch between the output differential clock signals comprises delaying the delay cell by a delay cell after the differential clock signals generated at the voltage control delay line and passing through the buffer stage. Adjusting a control voltage according to the time difference between the differential output clocks that pass, and by adjusting the delay amount of the delay cell according to the adjusted control voltage to correct the mismatch generated in the voltage control delay line. .

이어서, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Next, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기의 블록도이다.1 is a block diagram of a delay locked loop based frequency multiplier having a self-correcting function according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 주파수 체배기는 지연 고정 루프(DLL; Delay-Locked Loop, 110), 자가 보정 블록(Self-Calibration Block, 120), 에지 컴바이너(Edge Combiner, 130) 및 체배기 조절기(Multiplication Factor Controller, 140)를 포함하며 입력 클록의 주파수를 동적으로 체배하여 출력 클록(Clkmul)을 발생한다.Referring to FIG. 1, the frequency multiplier according to the present invention includes a delay locked loop (DLL), a self-calibration block (120), an edge combiner (130), A multiplication factor controller 140 is included to dynamically multiply the frequency of the input clock to generate an output clock Clk mul .

상기 지연 고정 루프(DLL, 110)는 전압 제어 지연선(VCDL; Voltage Controlled Delay Line, 111), 버퍼단(113), 위상 검출기(Phase Detector, 115), 전하펌프(Charge Pump, 117) 및 록 검출기(Lock Detector, 119)를 포함한다. 한편 본 발명의 실시예에서 상기 지연 고정 루프(110)는 16개의 지연단을 포함하는데 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 구성들을 가지는 상기 지연 고정 루프(110)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 지연 고정 루프(110)는 상기 버퍼단(113)을 통과한 기준 클록 신호(B0)에 상기 전압 제어 지연선(111)을 통과하여 상기 버퍼단(113)을 지난 마지막 클록 신호(B16)를 록킹한다. 이때 상기 지연 고정 루프(110)는 버퍼된 상기 기준 클록 신호(B0)와 상기 전압 제어 지연선(111)과 상기 버퍼단(113)을 통과한 마지막 클록 신호(B16)의 위상 차이를 상기 위상 검출기(115)를 통하여 비교한 후, 그 위상 차이에 해당하는 신호(UP, DN)를 상기 전하 펌프(117)를 통하여 전압 신호(Vc)로 변경한다. 상기 전압 제어 지연선(111)은 상기 전압 신호(Vc)에 비례하는 지연량을 발생시키고, 결국 B0 신호와 B16 신호의 위상차는 0이 되도록 록킹된다.The delay locked loop (DLL) 110 includes a voltage controlled delay line (VCDL) 111, a buffer stage 113, a phase detector 115, a charge pump 117, and a lock detector. (Lock Detector, 119). Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the delay locked loop 110 includes 16 delay stages, but is not limited thereto. The operation of the delay locked loop 110 having the above configurations will be described below. The delay locked loop 110 passes the voltage control delay line 111 to the reference clock signal B 0 passing through the buffer stage 113 to receive the last clock signal B 16 past the buffer stage 113. Lock it. At this time, the delay locked loop 110 phases out the phase difference between the buffered reference clock signal B 0 , the voltage control delay line 111, and the last clock signal B 16 that has passed through the buffer terminal 113. After comparison through the detector 115, the signals UP and DN corresponding to the phase difference are changed into the voltage signal Vc through the charge pump 117. The voltage control delay line 111 generates a delay amount proportional to the voltage signal Vc, and eventually locks the phase difference between the B 0 signal and the B 16 signal to be zero.

이렇게 상기 지연 고정 루프(110)가 록킹된 상태에서 전압 제어 지연선(111)은 한 주기 내에서 지연단의 개수 N(=16)만큼 균등하게 분포된 클록 신호들(A0-AN, Ab0-AbN)을 발생시킨다. 여기서 상기 A0 신호는 기준 클록 신호(Clkref)이며, 상기 Ab0 신호는 상기 기준 클록 신호(Clkref)의 역신호(Clkrefb)이다. 한편 상기 AN 신호는 상기 기준 클록 신호(Clkref)가 N개의 지연단만큼 지연된 신호이며, 상기 AbN 신호는 상기 기준 클록 신호의 역신호(Clkrefb)가 N개의 지연단만큼 지연된 신호이다. 상기 지연 고정 루프(110)의 상기 전압 제어 지연선(111)은 차동 구조로 설계되어 있으며, 따라서 상기 전압 제어 지연선(111)은 A0-AN과 Ab0-AbN의 차동 클록 신호들을 발생시킨다.In this state in which the delay lock loop 110 is locked, the voltage control delay lines 111 are clock signals A 0 -A N and Ab distributed evenly by the number of delay stages N (= 16) within one period. 0 -Ab N ) is generated. The A 0 signal is a reference clock signal Clk ref , and the Ab 0 signal is an inverse signal Clk refb of the reference clock signal Clk ref . The A N signal is a signal in which the reference clock signal Clk ref is delayed by N delay stages, and the Ab N signal is a signal in which the inverse signal Clk refb of the reference clock signal is delayed by N delay stages. The voltage control delay line 111 of the delay lock loop 110 is designed to have a differential structure, and thus the voltage control delay line 111 may provide differential clock signals of A 0 -A N and Ab 0 -Ab N. Generate.

상기 버퍼단(113)은 상기 A0-AN과 Ab0-AbN의 차동 클록 신호들 입력으로 하여 B0-BN과 Bb0-BbN의 차동 클록 신호들을 발생시킨다. 즉 상기 B0-BN과 Bb0-BbN의 차동 클록 신호들은 상기 A0-AN과 Ab0-AbN의 차동 클록 신호들이 상기 버퍼단(113)을 통과 한 신호에 해당된다. The buffer stage 113 generates differential clock signals B 0 -B N and Bb 0 -Bb N as inputs of the differential clock signals A 0 -A N and Ab 0 -Ab N. That is, the differential clock signals of B 0 -B N and Bb 0 -Bb N correspond to signals where the differential clock signals of A 0 -A N and Ab 0 -Ab N pass through the buffer stage 113.

상기 기준 클록 신호(Clkref)의 주기를 Tref라 할 때, 상기 지연 고정 루프(110)가 록이 된 상태에서 상기 B0-BN과 Bb0-BbN의 차동 클록 신호들은 Tref/N 시간만큼 균등하게 지연된다. 예를 들어 B0와 B1의 시간 차이는 Tref/N이다.When the period of the reference clock signal Clk ref is referred to as T ref , the differential clock signals B 0 -B N and Bb 0 -Bb N in the state where the delay locked loop 110 is locked are T ref / Delay evenly by N hours. For example, the time difference between B 0 and B 1 is T ref / N.

상기 지연 고정 루프(110)의 록 검출기(119)는 상기 전압 제어 지연선(111)에서 발생되어 상기 버퍼단(113)을 통과한 두 클록 신호인 Bb0와 Bb16을 이용하여 상기 지연 고정 루프(110)가 록이 되었는지 아닌지를 판별하여 상기 자가 보정 블록(120)을 제어하는 출력 신호(en_calib)를 발생시킨다. 상기 en_calib 신호가 'L'일 때 상기 자가 보정 블록(120)은 정상적으로 동작하게 되며, 상기 en_calib 신호가 'H'일 때 상기 자가 보정 블록(120)은 동작을 하지 않는다. 즉 상기 자가 보정 블록(120)은 상기 지연 고정 루프(110)가 어느 정도 록이 된 상태(Coarse Locking)에서만 동작을 시작하게 된다.The lock detector 119 of the delay lock loop 110 is configured to generate the delay lock loop by using two clock signals Bb 0 and Bb 16 generated from the voltage control delay line 111 and passed through the buffer terminal 113. It is determined whether or not 110 is locked to generate an output signal en_calib for controlling the self-correction block 120. The self-calibration block 120 operates normally when the en_calib signal is 'L', and the self-calibration block 120 does not operate when the en_calib signal is 'H'. That is, the self-correction block 120 starts to operate only when the delay lock loop 110 is locked to some extent (Coarse Locking).

상기 자가 보정 블록(120)은 상기 전압 제어 지연선(111)에서 발생되어 버퍼단(113)을 거친 클록 신호들(B0-B16, Bb0-Bb16)을 입력으로 받아들이고, 이 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정하는 역할을 수행한다.The self-correction block 120 receives clock signals B 0 -B 16 and Bb 0 -Bb 16 generated from the voltage control delay line 111 and passed through the buffer terminal 113 as inputs, and the clock signals are inputted. It serves to correct mismatches between them.

상기 에지 컴바이너(130)는 상기 자가 보정 블록(120)에서 보정된 클록 신호(C0-C16, Cb0-Cb16)를 이용하여 주파수를 체배한다. 상기 체배기 조절기(140)는 제어 신호(S1-S4)를 상기 자가 보정 블록(120)에 발생함으로써 체배비를 조절한다. 최 종 출력 클록 신호(Clkmul)의 주파수는 상기 제어 신호(S1-S4)에 따라 입력 클록 주파수의 0.5배, 1배, 2배, 4배, 8배까지 변할 수 있다. 하기 표 1은 체배비 조절기의 제어 신호에 따라서 입력 클록 주파수에 대한 출력 클록(Clkmul) 주파수의 체배비를 나타낸다.The edge combiner 130 multiplies the frequency by using the clock signals C 0 -C 16 and Cb 0 -Cb 16 corrected in the self-correction block 120. The multiplier regulator 140 adjusts the multiplication ratio by generating a control signal S 1 -S 4 to the self-correction block 120. The frequency of the final output clock signal Clk mul may vary by 0.5 times, 1 times, 2 times, 4 times, or 8 times the input clock frequency according to the control signals S 1 -S 4 . Table 1 below shows the multiplication ratio of the output clock (Clk mul ) frequency to the input clock frequency in accordance with the control signal of the multiplication ratio regulator.

Figure 112007024702365-pat00001
Figure 112007024702365-pat00001

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 주파수 체배기에서 두 배의 주파수가 체배되는 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating an example in which a frequency doubled in a frequency multiplier according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 도의 예에서는 전압 제어 지연선의 지연단의 수 N이 4인 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나 실제로 구현되는 자가 보정 기능을 갖는 저지터 지연 고정 루프 기반의 체배기는 16개의 지연단을 갖는 것이 바람직하다. Ci 클록 신호들은 전압 제어 지연선에서 발생되어 버퍼단을 통과한 후 자가 보정 블록에 의하여 클록들 간에 미스매치가 보정된 클록 신호들이다. 상기 Ci 클록 신호들을 이용하여 에지 컴바이너는 Pi 신호들을 발생시키고, 상기 Pi 신호들을 이용하여 2배 만큼 체배된 출력 클록 신호(Clkmul)를 생성한다. 상기 Ci 클록 신호들 각각의 상승 에지에서 Pi 신호들 각각은 반전되며, 상기 Pi 신호들의 하락 에지 마다 상기 출력 클록 신호(Clkmul)는 반전됨을 알 수 있다. 상기 예에서 출력 클록 신호는 2배의 체배비를 가지나, 지연단의 수가 N인 경우 출력 클록 신호의 주파수 체배비는 N/2이 된다.Referring to FIG. 2, the case where the number N of delay stages of the voltage control delay line is 4 will be described as an example. However, it is preferable that the multiplier based on the low jitter delay locked loop having the self-correcting function actually implemented has 16 delay stages. The C i clock signals are clock signals generated at the voltage control delay line and passed through the buffer stage, and mismatched between the clocks by the self-correction block. Using the C i clock signals, an edge combiner generates P i signals and generates an output clock signal Clk mul multiplied by two times using the P i signals. Each of the clock signals C i P i signal at each rising edge is reversed and, it can be seen that the output clock signal (Clk mul) is inverted at every falling edge of the signal P i. In the above example, the output clock signal has a double multiplication ratio, but when the number of delay stages is N, the frequency multiplication ratio of the output clock signal is N / 2.

결국 본 발명에 따른 주파수 체배기는 전압 제어 지연선(VCDL)에서 발생된 클록들의 상승 에지(Rising Edge)에만 반응하여 동작하기 때문에 입력 클록의 듀티비가 50%가 아니어도 체배된 클록의 듀티비를 50%로 맞출 수 있다.After all, the frequency multiplier according to the present invention operates only in response to the rising edges of the clocks generated from the voltage control delay line VCDL, so that the duty ratio of the multiplied clock is 50 even if the duty ratio of the input clock is not 50%. Can be set to%.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 블록의 구성도이다.3 is a block diagram of a self-correction block according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 자가 보정 블록(120)은 딜레이 셀(Delay Cell, 310)과 타이밍 비교기(Timing Error Comparator, 320)로 구성된다. 이때 상기 딜레이 셀(310)은 지연 고정 루프(DLL)의 전압 제어 지연선(VCDL)의 지연단의 개수 N(=16)보다 1개 더 많은 지연단들을 포한한다. 또한 상기 타이밍 비교기(320)는 전압 제어 지연선(VCDL)의 지연단의 개수 N만큼 존재한다.Referring to FIG. 3, the self-correction block 120 includes a delay cell 310 and a timing error comparator 320. At this time, the delay cell 310 includes one more delay stages than the number N (= 16) of the delay stages of the voltage control delay line VCDL of the delay locked loop DLL. In addition, the timing comparator 320 exists by the number N of delay stages of the voltage control delay line VCDL.

상기 자가 보정 블록(120)의 딜레이 셀(310)은 상기 전압 제어 지연선(VCDL)에서 발생되어 버퍼단(113)을 통과한 클록 신호들(B0-B16, Bb0-Bb16)을 입력으로 한다. 상기 타이밍 비교기(320)는 상기 딜레이 셀(310)의 출력(C0-C15, Cb0-Cb15)을 입력으로 한다.The delay cell 310 of the self-correction block 120 inputs clock signals B 0 -B 16 and Bb 0 -Bb 16 generated from the voltage control delay line VCDL and passed through the buffer terminal 113. It is done. The timing comparator 320 receives the outputs C 0 -C 15 and Cb 0 -Cb 15 of the delay cell 310 as inputs.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 타이밍 비교기(Timing Error Comparator)의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for describing an operation of a timing error comparator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 왼쪽의 신호들은 타이밍 비교기의 동작 파형을 나타낸 것이며, 오른쪽은 타이밍 비교기의 회로도를 나타낸다. 상기 타이밍 비교기는 제1 AND 게이트(401), 제2 AND 게이트(403), 인버터(Inverter, 405), 제1 NMOS 트랜지스터(M1), 제2 NMOS 트랜지스터(M2), 제3 NMOS 트랜지스터(M5), 제1 PMOS 트랜지스터(M4), 제2 PMOS 트랜지스터(M3), 제3 PMOS 트랜지스터(M6)를 포함한다. 상기 제1 AND 게이트(401)는 상기 딜레이 셀(310)로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod16(i+2), Cmod16(i+1))를 논리 연산하여 출력하며, 상기 제2 AND 게이트(403)는 상기 딜레이 셀(310)로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod16(i+1), Cmod16(i))를 논리 연산하여 출력한다. 상기 인버터(Inverter, 405)는 상기 제1 AND 게이트(401)로부터 입력되는 신호를 반전시켜 출력한다. 상기 제1 PMOS 트랜지스터(M4)는 상기 인버터(Inverter, 405)로부터 입력되는 신호에 의하여 구동되고, 상기 제1 NMOS 트랜지스터(M1)는 상기 제2 AND 게이트(403)로부터 입력되는 신호에 의하여 구동된다. 상기 제2 NMOS 트랜지스터(M2)는 바이어스 회로에서 발생된 제1 바이어스 전압(bias1)에 의하여 전류원(Current Source)으로 동작하며, 상기 제2 PMOS 트랜지스터(M3)는 바이어스 회로에서 발생된 제2 바이어스 전압(bias2)에 의하여 전류원(Current Source)으로 동작한다. 상기 제3 NMOS 트랜지스터(M5)는 록 검출기에서 발생된 제어 신호인 en_calib 신호에 의하여 켜지거나 꺼지는 스위치로 동작하며, 상기 제3 PMOS 트랜지스터(M6)는 커패시터(Capacitor)처럼 동작한다.Referring to FIG. 4, the signals on the left show the operation waveform of the timing comparator, and the right shows the circuit diagram of the timing comparator. The timing comparator includes a first AND gate 401, a second AND gate 403, an inverter 405, a first NMOS transistor M 1 , a second NMOS transistor M 2 , and a third NMOS transistor ( M 5 ), a first PMOS transistor M 4 , a second PMOS transistor M 3 , and a third PMOS transistor M 6 . The first AND gate 401 performs a logic operation on the clock signals / C mod16 (i + 2) and C mod16 (i + 1) input from the delay cell 310, and outputs the second AND gate. In operation 403, the clock signals / C mod16 (i + 1) and C mod16 (i) input from the delay cell 310 are logically outputted. The inverter 405 inverts and outputs a signal input from the first AND gate 401. The first PMOS transistor M 4 is driven by a signal input from the inverter 405, and the first NMOS transistor M 1 is driven by a signal input from the second AND gate 403. Driven. The second NMOS transistor M 2 operates as a current source by the first bias voltage bias1 generated in the bias circuit, and the second PMOS transistor M 3 is a second generated in the bias circuit. The bias voltage bias2 operates as a current source. The third NMOS transistor M 5 operates as a switch turned on or off by an en_calib signal, which is a control signal generated from the lock detector, and the third PMOS transistor M 6 operates like a capacitor.

하나의 타이밍 비교기는 4개의 클록(/Cmod16(i+2), Cmod16(i+1), /Cmod(i+1), Cmod16(i))을 입력으로 하여 클록들 간의 시간차를 비교한다. Cmod16(i)와 Cmod16(i+1)의 시간차는 Phi_d의 신호를 발생하고 Cmod(i+1)와 Cmod16(i+2)의 시간차는 Phi_u의 신호를 발생한다. 상기 타이밍 비교기는 상기 Phi_d 신호와 상기 Phi_u 신호만큼 상기 PMOS 트랜지스터(M6)를 충전과 방전함으로써 제어전압(Vmod16(i+1))의 값을 조절한다. 상기 조절된 제어전압은 상기 자가 보정 블록의 지연단의 지연량을 조절함으로써 전압 제어 지연선(VCDL)에서 발생되는 미스매치를 보정한다.One timing comparator takes four clocks (/ C mod16 (i + 2) , C mod16 (i + 1) , / C mod (i + 1) , and C mod16 (i ) as inputs to determine the time difference between the clocks. Compare. The time difference between C mod16 (i) and C mod16 (i + 1) generates a signal of Phi_d , and the time difference between C mod (i + 1) and C mod16 (i + 2) generates a signal of Phi_u. The timing comparator adjusts the value of the control voltage V mod16 (i + 1) by charging and discharging the PMOS transistor M 6 by the Phi_d signal and the Phi_u signal. The adjusted control voltage corrects mismatches generated in the voltage control delay line VCDL by adjusting the delay amount of the delay stage of the self-correction block.

상기 NMOS 트랜지스터(M5)에 입력되는 상기 en_calib 신호는 록 검출기에서 발생되는 신호이며, 상기 록 검출기는 지연 고정 루프가 어느 정도 록(Coarse Locking)이 되기 전까지 상기 en_calib 신호의 값을 'H'로 유지함으로써 상기 제어 전압(Vmod16(i+1))을 초기화 시킨다.The en_calib signal input to the NMOS transistor M 5 is a signal generated by a lock detector, and the lock detector sets the value of the en_calib signal to 'H' until the delay lock loop becomes somewhat locked. The control voltage V mod16 (i + 1 ) is initialized by holding.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 록 검출기의 회로도이다.5 is a circuit diagram of a lock detector according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 록 검출기는 지연 고정 루프(DLL)가 록킹되기 전까지 자가 보정 블록의 제어전압 값(Vmod16(i+1))들을 초기화시킨다. 따라서 제어전압 값이 초기화되지 않았을 경우 지연 고정 루프가 록킹을 이루기 전까지 타이밍 비교기 동작에 의해 발생할 수 있는 초기 에러 값들을 없앨 수 있다. 상기 록 검출기는 버퍼단을 통과한 두 클록 신호 Bb0와 Bb16을 입력으로 한다. 상기 Bb0 신호는 버퍼단을 통과한 기준 클록의 역신호이고, 상기 Bb16 신호는 버퍼단을 통과한 전압 제어 지연선의 마지막 클록의 역신호이다. 상기 두 클록 신호의 차이가 미리 정해진 지연량(td)보다 작을 경우 록 검출기는 en_calib 신호를 'H'에서 'L'로 바꾸게 되고 상기 자가 보정 블록은 보정 동작을 시작한다.Referring to FIG. 5, the lock detector initializes the control voltage values V mod16 (i + 1) of the self-correction block until the delay locked loop DLL is locked. Therefore, when the control voltage value is not initialized, initial error values that may be generated by the timing comparator operation may be eliminated until the delay locked loop is locked. The lock detector inputs two clock signals Bb 0 and Bb 16 which have passed through the buffer stage. The Bb 0 signal is an inverse signal of the reference clock passing through the buffer stage, and the Bb 16 signal is an inverse signal of the last clock of the voltage control delay line passing through the buffer stage. When the difference between the two clock signals is smaller than the predetermined delay amount t d , the lock detector changes the en_calib signal from 'H' to 'L' and the self-correction block starts a correction operation.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기에서 주파수 체배 절차를 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a frequency multiplication procedure in a delay locked loop based frequency multiplier having a self-correcting function according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 먼저 본 발명에 따른 주파수 체배기는 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호(B0)에 전압 제어 지연선(VCDL)을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 마지막 클록 신호(B16)를 록킹함으로써 지연 고정 루프(DLL)를 록킹시킨다(단계 601). 상기 지연 고정 루프(DLL)가 록킹된 상태에서 주파수 체배기는 기준 신호를 상기 전압 제어 지연선(VCDL)의 지연단을 통과시킴으로써 상기 지연단의 개수만큼 균등하게 분포된 차동 클록 신호들을 생성한다(단계 603). 이후 상기 주파수 체배기는 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시켜 출력 차동 신호들을 발생시킨다(단계 605). 여기서 상기 버퍼단을 통과한 상기 출력 차동 신호들은 자가 보정 블록의 입력으로 입력된다.Referring to FIG. 6, the frequency multiplier according to the present invention first locks the last clock signal B 16 past the buffer stage through the voltage control delay line VCDL to the reference clock signal B 0 having passed through the buffer stage. Lock the delay lock loop (DLL) (step 601). With the delay lock loop DLL locked, the frequency multiplier generates differential clock signals evenly distributed by the number of delay stages by passing a reference signal through the delay stages of the voltage control delay line VCDL (step). 603). The frequency multiplier then passes the differential clock signals through the buffer stage to generate output differential signals (step 605). Here, the output differential signals passing through the buffer stage are input to an input of a self-correction block.

한편 상기 주파수 체배기의 록 검출기는 상기 지연 고정 루프(DLL)가 록킹이 되었는지를 판단한다(단계 607). 이때 록 검출기는 상기 버퍼단을 통과한 상기 출력 차동 신호들 중에서 기준 클록 신호의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(Bb0) 및 상기 전압 제어 지연선의 마지막 지연단을 통과한 마지막 클록의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(Bb16)를 비교함으로써 상기 지연 고정 루프(DLL)의 록킹 여부를 판별한다.Meanwhile, the lock detector of the frequency multiplier determines whether the delay locked loop DLL is locked (step 607). In this case, the lock detector includes a signal Bb 0 in which an inverse signal of the reference clock signal passes through the buffer stage and an inverse signal of the last clock that passed through the last delay stage of the voltage control delay line. It is determined whether the delay locked loop DLL is locked by comparing the signal Bb 16 passing through the buffer stage.

단계 607에서 상기 지연 고정 루프가 록킹된 것으로 판단되는 경우 상기 주파수 체배기는 상기 출력 차동 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정한다(단계 609). 이후 상기 주파수 체배기는 상기 보정된 출력 차동 클록 신호들을 체배기 조절기의 제어의 의해서 원하는 체배비로 주파수 체배를 수행한다(단계 611).If it is determined in step 607 that the delay locked loop is locked, the frequency multiplier corrects mismatches between the output differential clock signals (step 609). The frequency multiplier then performs frequency multiplication of the corrected output differential clock signals at a desired multiplication ratio under the control of a multiplier regulator (step 611).

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다. The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

본 발명에 의하면 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배기에서 자가 보정 회로를 통해 전압 제어 지연선 각각의 지연단에서 발생하는 다중 클록(Multi Phase Clock)들 사이에서 필연적으로 발생되는 미스매치를 보정할 수 있다.According to the present invention, in the delay lock loop-based frequency multiplier, a mismatch inevitably generated between the multi-phase clocks generated in the delay stages of the voltage control delay lines may be corrected through a self-correction circuit.

또한 본 발명에 의하면 전압 제어 지연선 각각의 지연단에서 발생하는 다중 클록들 사이의 미스매치에 의하여 주파수 체배기의 출력에 영향을 미치는 지터(Fixed Pattern Jitter) 및 스퍼(Spur)를 줄일 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, there is an advantage of reducing jitter and spur affecting the output of the frequency multiplier due to mismatches between multiple clocks occurring at the delay stages of the voltage control delay lines. have.

Claims (11)

N개의 지연단을 가지는 전압 제어 지연선 및 버퍼단을 포함하며, 상기 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호에 상기 전압 제어 지연선을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 마지막 기준 클록을 록킹하고, 상기 록킹된 상태에서 상기 기준 클록 신호로부터 상기 지연단의 개수 N만큼 균등하게 분포된 N+1개의 차동 클록 신호들을 발생시키고, 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시키는 지연 고정 루프;And a voltage controlled delay line having a N delay stage and a buffer stage, and locking the last reference clock past the buffer stage through the voltage controlled delay line to the reference clock signal passing through the buffer stage, and in the locked state. A delay locked loop for generating N + 1 differential clock signals evenly distributed from a reference clock signal by the number N of delay stages, and passing the differential clock signals through the buffer stage; 상기 지연 고정 루프의 출력 신호인 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들의 미스매치를 보정하는 자가 보정 블록; 및A self-correction block for correcting mismatches of the differential clock signals passing through the buffer stage, the output signal of the delay locked loop; And 상기 자가 보정 블록에서 보정된 상기 차동 클록 신호들로부터 일정 배수 체배된 출력 클록을 발생시키는 에지 컴바이너를 포함하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.And a self-correction function comprising an edge combiner for generating an output clock multiplied by a multiple of the differential clock signals corrected in the self-correction block. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지연 고정 루프는 위상 검출기 및 전하 펌프를 더 포함하며,The delay locked loop further comprises a phase detector and a charge pump, 상기 위상 검출기는 버퍼된 상기 기준 클록 신호 및 상기 전압 제어 지연선과 상기 버퍼단을 통과한 마지막 클록 신호의 위상 차이를 검출하고, 상기 전하 펌프는 상기 위상 차이에 해당하는 신호(UP, DN)를 전압 신호로 변경함으로써 상기 전압 제어 지연선은 상기 전압 신호에 비례하는 지연량을 발생시키고, 결국 상기 기준 클록 신호와 상기 마지막 클록 신호의 위상차는 0이 되도록 록킹되는 것The phase detector detects a phase difference between the buffered reference clock signal and the voltage control delay line and the last clock signal passing through the buffer stage, and the charge pump applies a signal UP, DN corresponding to the phase difference, to a voltage signal. The voltage controlled delay line generates a delay amount proportional to the voltage signal, and thus the reference clock. The phase difference between the signal and the last clock signal is locked to zero 을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.A delay locked loop based frequency multiplication device having a self-correcting function. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지연 고정 루프는 록 검출기를 더 포함하며,The delay locked loop further comprises a lock detector, 상기 록 검출기는 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들 중 두 개의 신호를 비교하여, 상기 두 클록 신호의 차이가 미리 정해진 지연량보다 작은 경우 상기 자가 보정 블록이 상기 보정 동작을 수행하도록 제어신호를 발생시키는 것The lock detector compares two signals of the differential clock signals passing through the buffer stage, and supplies a control signal to the self-correction block to perform the correction operation when the difference between the two clock signals is smaller than a predetermined delay amount. Generator 을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.A delay locked loop based frequency multiplication device having a self-correcting function. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 두 개의 신호는 상기 기준 신호의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호 및 상기 전압 제어 지연선의 마지막 클록의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호인 것을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.The two signals are delayed loop based self-correction function, characterized in that the reverse signal of the reference signal has passed through the buffer terminal and the reverse signal of the last clock of the voltage control delay line has passed through the buffer terminal. Frequency multiplication device. 제1항에 있어서, 상기 자가 보정 블록은The self-correcting block of claim 1, wherein 상기 전압 제어 지연선에서 발생되어 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들을 입력으로 하는 N+1개의 지연단을 포함하는 딜레이 셀; 및A delay cell including N + 1 delay stages generated at the voltage control delay line and inputting the differential clock signals passing through the buffer stage; And 상기 딜레이 셀을 통과한 상기 차동 출력 클록들의 시간차에 상응하게 제어 전압을 조절하고, 상기 조절된 제어 전압에 따라 상기 지연단의 지연량을 조절함으로써 상기 전압 제어 지연선에서 발생되는 미스매치를 보정하는 N개의 타이밍 비교기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.By adjusting a control voltage corresponding to the time difference of the differential output clocks passing through the delay cell, and adjusting the delay amount of the delay stage according to the adjusted control voltage to correct the mismatch generated in the voltage control delay line A delay locked loop based frequency multiplier device having self-correction function comprising N timing comparators. 제5항에 있어서, 상기 타이밍 비교기는,The method of claim 5, wherein the timing comparator, 상기 딜레이 셀로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod16(i+2), Cmod16(i+1))를 논리 연산하여 출력하는 제1 AND 게이트;A first AND gate for performing a logic operation on the clock signals (/ C mod16 (i + 2) and C mod16 (i + 1) ) input from the delay cell; 상기 제1 AND 게이트로부터 입력되는 신호를 반전시켜 출력하는 인버터;An inverter for inverting and outputting a signal input from the first AND gate; 상기 인버터로부터 입력되는 신호에 의하여 구동되는 제1 PMOS 트랜지스터;A first PMOS transistor driven by a signal input from the inverter; 상기 딜레이 셀로부터 입력되는 클록 신호(/Cmod(i+1), Cmod16(i))를 논리 연산하여 출력하는 제2 AND 게이트;A second AND gate for performing a logic operation on the clock signals / C mod (i + 1) and C mod16 (i) input from the delay cell; 상기 제2 AND 게이트로부터 입력되는 신호에 의하여 구동되는 제1 NMOS 트랜지스터;A first NMOS transistor driven by a signal input from the second AND gate; 바이어스 회로에서 발생된 제1 바이어스 전압(bias1)에 의하여 전류원으로 동작하는 제2 NMOS 트랜지스터;A second NMOS transistor operating as a current source by a first bias voltage bias1 generated in the bias circuit; 바이어스 회로에서 발생된 제2 바이어스 전압(bias2)에 의하여 전류원으로 동작하는 제2 PMOS 트랜지스터;A second PMOS transistor operating as a current source by a second bias voltage bias2 generated in the bias circuit; 록 검출기에서 발생된 제어신호에 의하여 켜지거나 꺼지는 스위치로 동작하는 제3 NMOS 트랜지스터; 및A third NMOS transistor acting as a switch turned on or off by a control signal generated by the lock detector; And 커패시터로 동작하여 충전과 방전됨으로써 제어전압(Vmod16(i+1))의 값을 조절하는 제3 PMOS 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.And a third PMOS transistor configured to operate as a capacitor to charge and discharge to adjust a value of the control voltage V mod16 (i + 1) . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 체배기 조절기를 더 포함하며, 상기 체배기 조절기의 제어신호에 의해 상기 일정 배수의 체배비로 제어되는 것을 특징으로 하는 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 장치.And a multiplier adjuster, and the delay multiplier-based frequency multiplying device having a self-correcting function characterized in that the multiplier is controlled at a multiplier ratio of the predetermined multiple by a control signal of the multiplier adjuster. 자가 보정 기능을 갖는 지연 고정 루프 기반의 주파수 체배 방법에 있어서,In the delay lock loop-based frequency multiplication method having a self-correction function, 버퍼단을 통과한 기준 클록 신호(B0)에 N개의 지연단을 포함하는 전압 제어 지연선을 통과하여 상기 버퍼단을 지난 상기 전압 제어 지연선의 마지막 클록 신호(BN)를 록킹함으로써 상기 전압 제어 지연선을 록킹하는 단계;The voltage control delay line is locked by locking the last clock signal B N of the voltage control delay line passing through the buffer stage through the voltage control delay line including N delay stages to the reference clock signal B 0 passing through the buffer stage. Locking the; 상기 전압 제어 지연선이 록킹된 상태에서 상기 기준 클록 신호를 상기 전압 제어 지연선의 상기 지연단들을 통과시킴으로써 상기 지연단의 개수 N만큼 균등하게 분포된 차동 클록 신호들을 생성하는 단계;Generating differential clock signals evenly distributed by the number N of delay stages by passing the reference clock signal through the delay stages of the voltage controlled delay line while the voltage control delay line is locked; 상기 차동 클록 신호들을 상기 버퍼단을 통과시켜 출력 차동 신호들을 발생시키는 단계;Passing the differential clock signals through the buffer stage to generate output differential signals; 상기 출력 차동 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정하는 단계; 및Correcting mismatches between the output differential clock signals; And 상기 보정된 출력 차동 클록 신호들로부터 일정 체배비로 주파수 체배된 출력 클록을 생성하는 단계를 포함하는 주파수 체배 방법.Generating an output clock frequency multiplied by a constant multiplication ratio from the corrected output differential clock signals. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 지연 고정 루프가 록킹이 되었는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 주파수 체배 방법.And determining whether the delay locked loop has been locked. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 버퍼단을 통과한 상기 출력 차동 신호들 중에서 기준 클록 신호의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(Bb0) 및 상기 전압 제어 지연선의 마지막 지연단을 통과한 마지막 클록의 역신호가 상기 버퍼단을 통과한 신호(BbN)를 비교함으로써 상기 지연 고정 루프의 록킹 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 주파수 체배 방법.Of the output differential signals passing through the buffer stage, a signal Bb 0 in which a reverse signal of a reference clock signal passes through the buffer stage and a reverse signal of a last clock passing through the last delay stage of the voltage control delay line pass through the buffer stage. And determining whether the delay locked loop is locked by comparing one signal (Bb N ). 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 출력 차동 클록 신호들 사이의 미스매치를 보정하는 단계는Correcting mismatch between the output differential clock signals 상기 전압 제어 지연선에서 발생되어 상기 버퍼단을 통과한 상기 차동 클록 신호들을 딜레이 셀에 의해 지연시킨 후, 상기 딜레이 셀을 통과한 상기 차동 출력 클록들의 시간차에 상응하게 제어 전압을 조절하고, 상기 조절된 제어 전압에 따라 상기 딜레이 셀의 지연량을 조절함으로써 상기 전압 제어 지연선에서 발생되는 미스매치를 보정하는 것을 특징으로 하는 주파수 체배 방법.Delaying the differential clock signals generated at the voltage control delay line and passing through the buffer stage by a delay cell, and then adjusting a control voltage according to the time difference of the differential output clocks passing through the delay cell, And multiplying the delay amount of the delay cell according to a control voltage to correct a mismatch generated in the voltage control delay line.
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