KR102123901B1 - All digital phase locked loop, semiconductor apparatus, and portable information device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 빠른 고정을 달성할 수 있는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.
본원의 제1 발명에 따른 ADPLL 회로는, 외부로부터 기준 클럭을 입력받아 상기 기준 클럭의 주파수보다 높은 주파수로 발진하는 발진 주파수를 가진 출력 클럭을 생성하고, 상기 출력 클럭의 위상을 고정하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로에 있어서, 첫번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 기준 클럭으로부터 생성되는 제1 분주 클럭의 위상과 상기 기준 클럭보다 소정 시간 만큼 지연된 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 상기 첫번째 기준 클럭에 연속하는 두번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 출력 클럭의 주파수를 증감하여 갱신하는 거친 주파수 고정 수단; 및 상기 거친 주파수 고정 수단이 거친 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 기준 클럭을 입력받기 시작하고, 상기 기준 클럭에 대하여 미세 주파수 고정을 수행하여 출력 클럭을 출력하는 미세 주파수 고정 수단을 포함하고, 상기 미세 주파수 고정 수단이 미세 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭 간의 위상차를 유지한다.The present invention provides a semiconductor device comprising a fully digital phase locked loop circuit capable of achieving fast fastening.
The ADPLL circuit according to the first invention of the present application receives a reference clock from the outside, generates an output clock having an oscillation frequency that oscillates at a frequency higher than the frequency of the reference clock, and fully digital phase that fixes the phase of the output clock In a fixed loop circuit, during a first reference clock period, a phase of a first divided clock generated from the reference clock is compared with a phase of a delayed reference clock delayed by a predetermined time from the reference clock, and a second continuous to the first reference clock Coarse frequency fixing means for increasing or decreasing the frequency of the output clock during a reference clock period; And fine frequency fixing means for starting receiving the reference clock and performing fine frequency fixing on the reference clock to output an output clock when the coarse frequency fixing means ends the coarse frequency fixing operation. When the frequency fixing means ends the fine frequency fixing operation, the phase difference between the reference clock and the first divided clock is maintained.
Description
본 발명은 휴대 정보 기기 등에 사용되는 반도체 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 장치 내에 적용되는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로에 관한 것이다.
The present invention relates to a semiconductor device used in a portable information device and the like, and more particularly, to a fully digital phase locked loop circuit applied in a semiconductor device.
일반적으로 DRAM의 입출력 데이터 동기에 필요한 클럭은 DDR(Double Data Rate)의 경우 데이터 율의 반에 해당하는 주파수를 가지고 외부에서 입력된다. 이렇게 주파수가 주어진 외부 입력 클럭 신호를 DRAM 내부의 지연 고정 루프(Delay Locked Loop)가 받아 지연 시간을 제어함으로써 데이터 동기에 필요한 위상을 만들어내게 된다. DLL은 주어진 주파수에서 위상만 생성하기 때문에 개 루프(open loop) 제어 방식을 이용하면 소정 클럭 주기 내에 빠른 위상 고정이 가능하며, 디지털 회로만으로 설계할 수 있다는 장점이 있기 때문에 DRAM에서 널리 사용되고 있다. In general, the clock required to synchronize input/output data of DRAM is input from the outside with a frequency corresponding to half the data rate in the case of DDR (Double Data Rate). In this way, an external input clock signal given a frequency is received by a delay locked loop inside the DRAM to control the delay time, thereby creating a phase necessary for data synchronization. Since DLL generates only phase at a given frequency, it is widely used in DRAM because it has the advantage of being able to fast phase lock within a predetermined clock period using an open loop control method and designing only with digital circuits.
빠른 고정(Fast Locking) 동작이라 함은 턴오프(turn-off) 상태에서 턴온(turn-on) 상태로 바뀔 때에 소정 클럭 내에 빠른 위상 생성이 가능하다는 것을 의미하며, 이 특성은 다양한 파워 다운(power down) 모드에서 유용하게 사용되어 대기상태의 전력 소모 감소에 매우 유리하게 사용될 수 있기 때문이다.The fast locking operation means that a fast phase can be generated within a predetermined clock when changing from a turn-off state to a turn-on state. This is because it is usefully used in the down) mode and can be very advantageously used to reduce power consumption in the standby state.
그러나 DRAM의 데이터 율이 수 기가 bps(Gb/s) 영역으로 매우 빨라짐에 따라 DRAM 내부 DLL의 동작을 위하여 필요로 하는 높은 주파수를 갖는 외부 입력 신호의 제공이 점차 힘들어지게 되었다. 예를 들어 10 Gb/s의 데이터 전송을 목표로 하는 고속 DRAM에서 DLL을 사용하기 위해서는 5 GHz라는 높은 주파수의 클럭 신호가 DLL에 입력되어야 하는데, 5 GHz의 높은 주파수를 갖는 외부 클럭 신호를 제공한다는 것은 기술적으로 매우 어렵다. However, as the data rate of DRAM is very fast in the gigabit bps (Gb/s) region, it is becoming increasingly difficult to provide an external input signal with a high frequency required for the operation of the DRAM internal DLL. For example, in order to use a DLL in a high-speed DRAM targeting data transfer of 10 Gb/s, a high frequency clock signal of 5 GHz must be input to the DLL, which provides an external clock signal with a high frequency of 5 GHz. It is technically very difficult.
이런 문제로, 높은 입력 주파수 대신 낮은 입력 주파수를 받아들여 내부에서 주파수 체배를 통해 데이터 동기에 필요한 높은 주파수를 생성할 수 있는 위상 고정 루프(PLL)의 필요성이 대두되었다. 그러나 DRAM에서 필요한 빠른 위상 고정 동작을 구현함에 있어서, ADDLL(all digital DLL)은 위상만 검출하면 비교적 클럭을 빠르게 고정시키기가 용이한 반면, ADPLL(all digital PLL)은 DLL에 없는 오실레이터가 있기 때문에 오실레이터의 위상과 주파수를 동시에 검출하여야 하므로 클럭을 빠르게 고정시키기가 용이하지 않다.Due to this problem, the need for a phase locked loop (PLL) has emerged that can accept a low input frequency instead of a high input frequency and generate a high frequency required for data synchronization through frequency multiplication internally. However, in implementing the fast phase lock operation required in DRAM, the ADDLL (all digital DLL) is relatively easy to fix the clock quickly if only the phase is detected, whereas the ADPLL (all digital PLL) has an oscillator that is not in the DLL. Since it is necessary to detect the phase and frequency of, it is not easy to fix the clock quickly.
이러한 이유로 클럭을 빠르게 고정시킬 수 있는 ADPLL에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다.
For this reason, little research has been done on ADPLLs that can quickly lock the clock.
본 발명은 거친 주파수 고정 동작과 미세 주파수 고정 동작을 순차적으로 수행하여 빠른 위상 고정을 달성할 수 있는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.The present invention provides a semiconductor device including a fully digital phase locked loop circuit capable of achieving fast phase lock by sequentially performing coarse frequency lock operation and fine frequency lock operation.
본 발명은 첫번째 기준 클럭 주기 동안에 분주 클럭의 위상과 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 두번째 기준 클럭 주기 동안에 기준 클럭의 주파수보다 높은 주파수로 발진하는 발진 주파수를 가진 출력 클럭의 주파수를 갱신할 수 있는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 제공할 수 있다.The present invention compares the phase of the divided clock and the phase of the delayed reference clock during the first reference clock period, and can update the frequency of the output clock having an oscillation frequency oscillating at a frequency higher than the frequency of the reference clock during the second reference clock period. A fully digital phase locked loop circuit can be provided.
본 발명은 미세 주파수 고정 동작 후 기준 클럭과 분주 클럭의 직전 위상차를 고정함으로써 빠른 위상 고정을 달성할 수 있는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 포함하는 반도체 장치를 제공한다.
The present invention provides a semiconductor device including a fully digital phase locked loop circuit capable of achieving fast phase lock by fixing the phase difference immediately before the reference clock and the divided clock after the fine frequency lock operation.
본원의 제1 발명에 따른 ADPLL 회로는, 외부로부터 기준 클럭을 입력받아 상기 기준 클럭의 주파수보다 높은 주파수로 발진하는 발진 주파수를 가진 출력 클럭을 생성하고, 상기 출력 클럭의 위상을 고정하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로에 있어서, 첫번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 기준 클럭으로부터 생성되는 제1 분주 클럭의 위상과 상기 기준 클럭보다 소정 시간 만큼 지연된 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 상기 첫번째 기준 클럭에 연속하는 두번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 출력 클럭의 주파수를 증감하여 갱신하는 거친 주파수 고정 수단; 및 상기 거친 주파수 고정 수단이 거친 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 기준 클럭을 입력받기 시작하고, 상기 기준 클럭에 대하여 미세 주파수 고정을 수행하여 출력 클럭을 출력하는 미세 주파수 고정 수단을 포함하고, 상기 미세 주파수 고정 수단이 미세 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭 간의 위상차를 유지할 수 있다.The ADPLL circuit according to the first invention of the present application receives a reference clock from the outside, generates an output clock having an oscillation frequency that oscillates at a frequency higher than the frequency of the reference clock, and fully digital phase that fixes the phase of the output clock In a fixed loop circuit, during a first reference clock period, a phase of a first divided clock generated from the reference clock is compared with a phase of a delayed reference clock delayed by a predetermined time from the reference clock, and a second continuous to the first reference clock Coarse frequency fixing means for increasing or decreasing the frequency of the output clock during a reference clock period; And fine frequency fixing means for starting receiving the reference clock and performing fine frequency fixing on the reference clock to output an output clock when the coarse frequency fixing means ends the coarse frequency fixing operation. When the frequency fixing means ends the fine frequency fixing operation, the phase difference between the reference clock and the first divided clock may be maintained.
바람직하게는, 상기 거친 주파수 고정 수단은, 하기 이진 검색기가 출력하는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 구동되어 상기 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터; 상기 기준 클럭을 이용하여 분주기용 리셋신호를 발생시키는 분주기용 리셋신호 발생기; 상기 분주기용 리셋신호에 리셋되고, 상기 출력 클럭을 제1 분주하여 상기 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기; 상기 분주기용 리셋신호가 제1 레벨로 전환되는 시점부터 상기 출력 클럭이 제2 레벨로 전환되는 시점까지의 상기 분주기용 리셋신호에 의한 에러를 수치화된 디지털 에러 코드값으로 변환하여 출력하는 제1 시간/디지털 컨버터; 상기 기준 클럭을 상기 제1 시간/디지털 컨버터로부터 출력되는 수치화된 디지털 에러 코드값만큼 지연시켜 상기 지연 기준 클럭을 출력하는 보상기; 상기 제1 분주 클럭의 위상과 상기 지연 기준 클럭의 위상을 비교하여 상기 기준 클럭의 주파수 증감을 결정하는 업/다운용 디지털 비교값을 출력하는 비교기; 및 상기 비교기로부터 출력되는 디지털 비교값과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호와 상기 거친 주파수 고정 종료 신호를 생성하는 이진 검색기를 포함한다.Preferably, the coarse frequency fixing means comprises: a digital control oscillator driven by a coarse digital control oscillator driving signal output by the binary searcher to generate the output clock; A divider reset signal generator for generating a divider reset signal using the reference clock; A first divider that is reset to the reset signal for the divider and divides the output clock first to output the first divide clock; A first time for converting and outputting an error caused by the reset signal for the divider into a numerical digital error code value from a time when the reset signal for the divider is switched to a first level to a time when the output clock is switched to a second level. /Digital converter; A compensator for delaying the reference clock by a digitized digital error code value output from the first time/digital converter to output the delayed reference clock; A comparator for comparing a phase of the first divided clock and a phase of the delayed reference clock and outputting a digital comparison value for up/down determining a frequency increase or decrease of the reference clock; And a binary searcher generating the coarse digital control oscillator driving signal and the coarse frequency fixed termination signal using the digital comparison value output from the comparator and the reference clock.
바람직하게는, 상기 미세 주파수 고정 수단은, 상기 출력 클럭을 제1 분주하여 상기 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기; 상기 거친 주파수 고정 종료 신호에 응답하여 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭을 입력받고, 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭의 위상차를 위상차 디지털 코드값으로 출력하는 제2 시간/디지털 컨버터; 상기 위상차 디지털 코드값을 주파수차 디지털 코드값으로 변환하여 출력하는 미세 고정 유닛; 상기 주파수차 디지털 코드값을 적분하고, 적분된 주파수차 디지털 신호를 출력하는 디지털 루프 필터; 상기 출력 클럭을 제2 분주하여 제2 분주 클럭을 출력하는 제2 분주기; 상기 적분된 주파수차 디지털 신호를 변조하여 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호를 생성 및 출력하는 변조기; 및 상기 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 대응한 발진 주파수를 가진 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터를 포함한다.Preferably, the fine frequency fixing means includes: a first divider for first dividing the output clock and outputting the first divided clock; A second time/digital converter that receives the reference clock and the first divided clock in response to the coarse frequency fixed end signal, and outputs a phase difference between the reference clock and the first divided clock as a phase difference digital code value; A fine fixing unit for converting and outputting the phase difference digital code value into a frequency difference digital code value; A digital loop filter that integrates the frequency difference digital code value and outputs an integrated frequency difference digital signal; A second divider configured to divide the output clock for a second time to output a second division clock; A modulator for modulating the integrated frequency difference digital signal to generate and output a fine digital control oscillator driving signal; And a digital control oscillator generating an output clock having an oscillation frequency corresponding to the fine digital control oscillator driving signal.
바람직하게는, 상기 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호는, 상기 적분된 주파수차 디지털 신호 중 일부를 직접 통과시키는 직접 통과 신호와, 상기 적분된 주파수차 디지털 신호 중 나머지 일부를 상기 제2 분주 클럭으로 변조한 변조 신호를 포함한다.Preferably, the fine digital control oscillator driving signal is a direct pass signal that directly passes a part of the integrated frequency difference digital signal, and the remaining part of the integrated frequency difference digital signal is modulated with the second divided clock. Contains modulated signals.
바람직하게는, 상기 미세 고정 유닛은, 현재 위상차 디지털 코드값에서 직전 위상차 디지털 코드값을 감산함으로써 상기 주파수차 디지털 코드값으로 변환한다.Preferably, the fine fixing unit converts the current phase difference digital code value to the frequency difference digital code value by subtracting the immediately preceding phase difference digital code value.
바람직하게는, 상기 미세 고정 유닛은, 상기 현재 위상차 디지털 코드값에서 직전 위상차 디지털 코드값을 감산하는 감산기; 상기 감산기의 출력 변화량의 기울기 부호가 변화할 때마다 상기 디지털 루프 필터의 주파수 변화율 계수를 소정 비율로 감소시키고, 상기 주파수 변화율 계수가 소정치에 이르면, 상기 미세 주파수 고정 종료 신호를 발생시키는 주파수 변화율 조정부; 상기 감산기의 출력을 입력받아 상기 직전 위상차 디지털 코드값을 출력하는 제1 플립플롭; 상기 미세 주파수 고정 동작이 종료되면 상기 미세 주파수 고정 종료 신호와 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 제1 플립플롭을 세트하기 위한 세트 신호를 출력하는 논리부를 포함한다.Preferably, the fine fixing unit, a subtracter for subtracting the previous phase difference digital code value from the current phase difference digital code value; A frequency change rate adjustment unit that reduces the frequency change rate coefficient of the digital loop filter to a predetermined rate whenever the slope sign of the output change amount of the subtractor changes, and generates the fine frequency fixed termination signal when the frequency change rate coefficient reaches a predetermined value. ; A first flip-flop that receives the output of the subtractor and outputs the digital code value immediately before the phase difference; And a logic unit for outputting a set signal for setting the first flip-flop using the fine frequency fixed end signal and the reference clock when the fine frequency fixed operation ends.
바람직하게는, 상기 미세 주파수 고정 종료 신호가 출력되면, 상기 제1 플립플롭은 상기 직전 위상차 디지털 코드값을 마지막 위상차 디지털 코드값으로 유지하고, 상기 감산기는 현재 위상차 디지털 코드값과 상기 마지막 위상차 디지털 코드값의 오차를 출력한다.Preferably, when the fine frequency fixed termination signal is output, the first flip-flop maintains the immediately preceding phase difference digital code value as the last phase difference digital code value, and the subtracter is the current phase difference digital code value and the last phase difference digital code. The error of the value is output.
바람직하게는, 상기 미세 주파수 고정 종료 신호에 응답하여 상기 미세 주파수 고정 수단은 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭 간의 직전 위상차를 마지막 위상차로 고정하여 위상 고정을 수행한다.Preferably, in response to the fine frequency fixation termination signal, the fine frequency fixation means performs a phase fixation by fixing the immediately preceding phase difference between the reference clock and the first divided clock as the last phase difference.
바람직하게는, 상기 디지털 루프 필터는, 상기 미세 고정 유닛의 출력에 고정 비례한 값을 출력하는 고정 비례 증폭기; 상기 미세 고정 유닛의 출력에 변동 비례한 값을 출력하는 변동 비례 증폭기; 상기 변동 비례 증폭기의 현재 출력 값과 직전 출력 값을 가산하는 제1 가산기; 상기 변동 비례 증폭기의 현재 출력 값을 입력받아 상기 기준 클럭 마다 직전 출력 값으로 제공하는 제2 플립플롭; 및 상기 고정 비례 증폭기의 출력과 상기 변동 비례 증폭기의 출력을 가산하여 출력하는 제2 가산기를 포함한다.Preferably, the digital loop filter, a fixed proportional amplifier for outputting a fixed proportional value to the output of the fine fixing unit; A variable proportional amplifier that outputs a value proportional to the variable to the output of the fine fixing unit; A first adder for adding the current output value and the immediately preceding output value of the variable proportional amplifier; A second flip-flop that receives the current output value of the variable proportional amplifier and provides it as an output value immediately before each reference clock; And a second adder for adding and outputting the output of the fixed proportional amplifier and the output of the variable proportional amplifier.
또한, 본원의 제2 발명에 따른 ADPLL 회로는, 외부로부터 기준 클럭을 입력받아 상기 기준 클럭의 주파수보다 높은 주파수로 발진하는 발진 주파수를 가진 출력 클럭을 생성하고, 상기 출력 클럭의 위상을 고정하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로에 있어서, 첫번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 기준 클럭으로부터 생성되는 분주 클럭의 위상과 상기 기준 클럭보다 소정 시간 만큼 지연된 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 상기 첫번째 기준 클럭에 연속하는 두번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 출력 클럭의 주파수를 증감하여 갱신하는 거친 주파수 고정 수단을 포함하고, 상기 거친 주파수 고정 수단이 거친 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 기준 클럭과 상기 분주 클럭 간의 위상차를 유지할 수 있다.In addition, the ADPLL circuit according to the second invention of the present application receives a reference clock from the outside, generates an output clock having an oscillation frequency that oscillates at a frequency higher than the frequency of the reference clock, and completely fixes the phase of the output clock. In the digital phase locked loop circuit, during a first reference clock period, a phase of a divided clock generated from the reference clock is compared with a phase of a delayed reference clock delayed by a predetermined time from the reference clock, and a second continuous to the first reference clock During the reference clock period, it includes coarse frequency fixing means for increasing and decreasing the frequency of the output clock, and when the coarse frequency fixing means ends the coarse frequency fixing operation, a phase difference between the reference clock and the divided clock can be maintained. .
바람직하게는, 상기 거친 주파수 고정 수단은, 상기 출력 클럭을 소정 주파수로 분주하여 분주 클럭을 출력하는 분주기; 및 상기 분주 클럭과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 주파수 고정 종료 신호 및 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호를 출력하는 거친 고정 유닛을 포함한다.Preferably, the coarse frequency fixing means comprises: a divider for dividing the output clock to a predetermined frequency and outputting a divided clock; And a coarse fixed unit that outputs the coarse frequency fixed end signal and coarse digital control oscillator drive signal using the divided clock and the reference clock.
바람직하게는, 상기 거친 주파수 고정 수단은, 하기 이진 검색기가 출력하는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 구동되어 상기 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터; 상기 기준 클럭을 이용하여 분주기용 리셋신호를 발생시키는 분주기용 리셋신호 발생기; 상기 분주기용 리셋신호에 리셋되고, 상기 출력 클럭을 제1 분주하여 상기 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기; 상기 분주기용 리셋신호가 제1 레벨로 전환되는 시점부터 상기 출력 클럭이 제2 레벨로 전환되는 시점까지의 상기 분주기용 리셋신호에 의한 에러를 수치화된 디지털 에러 코드값으로 변환하여 출력하는 제1 시간/디지털 컨버터; 상기 기준 클럭을 상기 제1 시간/디지털 컨버터로부터 출력되는 수치화된 디지털 에러 코드값만큼 지연시켜 상기 지연 기준 클럭을 출력하는 보상기; 상기 제1 분주 클럭의 위상과 상기 지연 기준 클럭의 위상을 비교하여 상기 기준 클럭의 주파수 증감을 결정하는 업/다운용 디지털 비교값을 출력하는 비교기; 및 상기 비교기로부터 출력되는 디지털 비교값과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호와 상기 거친 주파수 고정 종료 신호를 생성하는 이진 검색기를 포함한다.Preferably, the coarse frequency fixing means comprises: a digital control oscillator driven by a coarse digital control oscillator driving signal output by the binary searcher to generate the output clock; A divider reset signal generator for generating a divider reset signal using the reference clock; A first divider that is reset to the reset signal for the divider and divides the output clock first to output the first divide clock; A first time for converting and outputting an error caused by the reset signal for the divider into a numerical digital error code value from a time when the reset signal for the divider is switched to a first level to a time when the output clock is switched to a second level. /Digital converter; A compensator for delaying the reference clock by a digitized digital error code value output from the first time/digital converter to output the delayed reference clock; A comparator for comparing a phase of the first divided clock and a phase of the delayed reference clock and outputting a digital comparison value for up/down determining a frequency increase or decrease of the reference clock; And a binary searcher generating the coarse digital control oscillator driving signal and the coarse frequency fixed termination signal using the digital comparison value output from the comparator and the reference clock.
또한, 본원 발명에 따른 반도체 장치는, 본 발명의 상세한 설명에 예시된 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 가진다.Further, the semiconductor device according to the present invention has a fully digital phase locked loop circuit illustrated in the detailed description of the present invention.
또한, 본원 발명에 따른 휴대 정보 기기는, 본 발명의 상세한 설명에 예시된 완전 디지털 위상 고정 루프 회로를 가지는 반도체 장치를 포함한다.
In addition, the portable information device according to the present invention includes a semiconductor device having a fully digital phase locked loop circuit exemplified in the detailed description of the present invention.
본 발명의 완전 디지털 위상 고정 루프 회로에 따르면, 첫번째 기준 클럭 주기 동안에 분주 클럭의 위상과 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 두번째 기준 클럭 주기 동안에 기준 클럭의 주파수보다 높은 주파수로 발진하는 발진 주파수를 가진 출력 클럭의 주파수를 갱신함으로써 빠른 위상 고정을 달성할 수 있다.According to the fully digital phase locked loop circuit of the present invention, the phase of the divided clock and the phase of the delayed reference clock are compared during the first reference clock period, and the oscillation frequency oscillates at a frequency higher than that of the reference clock during the second reference clock period. Fast phase lock can be achieved by updating the frequency of the output clock.
또한, 본 발명에 따르면, 거친 주파수 고정 동작과 미세 주파수 고정 동작을 순차적으로 수행하고, 미세 주파수 고정 동작 후 기준 클럭과 분주 클럭의 직전 위상차를 고정함으로써 더욱 빠른 위상 고정을 달성할 수 있다.
In addition, according to the present invention, it is possible to achieve faster phase lock by sequentially performing the coarse frequency lock operation and the fine frequency lock operation, and fixing the phase difference immediately before the reference clock and the divided clock after the fine frequency lock operation.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프의 전체 블럭도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프 회로의 전체 블럭도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 거친 주파수 고정 타이밍도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거친 주파수 고정의 세부 타이밍도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 주파수 고정 수단 중 주파수 검출기 블록도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위상 고정용 회로도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 주파수 고정 동작에서 위상 고정 동작으로의 천이과정 설명도, 및
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다. 1 is an overall block diagram of a fully digital phase locked loop according to a first embodiment of the present invention,
2 is an overall block diagram of a fully digital phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention,
3 is a coarse frequency fixed timing diagram according to an embodiment of the present invention,
4 is a detailed timing diagram of coarse frequency fixation according to an embodiment of the present invention,
5 is a block diagram of a frequency detector among the fine frequency fixing means according to an embodiment of the present invention,
6 is a circuit diagram for phase fixing according to an embodiment of the present invention,
7 is an explanatory diagram of a transition process from a fine frequency fixing operation to a phase fixing operation according to an embodiment of the present invention, and
8 is a block diagram of an electronic system including a semiconductor device according to embodiments of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiment(s) of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, when adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are displayed on different drawings. In addition, in the following description, many specific matters are shown, which are provided to help a more comprehensive understanding of the present invention, and those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific matters. It will be obvious to you.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프 회로의 전체 블럭도로서, 외부로부터 입력되는 기준 클럭(CK_ref)을 입력받아 거친 주파수 고정 동작을 수행하여 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)를 출력하는 거친 주파수 고정 수단(100), 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)에 응답하여 기준 클럭(CK_ref)을 입력받기 시작하고, 기준 클럭(CK_ref)에 대하여 미세 주파수 고정 동작을 수행하여 출력 클럭(CK_out)을 출력하는 미세 주파수 고정 수단(200)을 포함한다.
1 is an overall block diagram of a fully digital phase locked loop circuit according to a first embodiment of the present invention, and receives a reference clock CK_ref input from the outside to perform a coarse frequency lock operation to perform a coarse frequency lock end signal (S_eocl) ) In response to the coarse frequency fixing means 100 and the coarse frequency fixing end signal S_eocl, starting to receive the reference clock CK_ref, and performing a fine frequency fixing operation on the reference clock CK_ref to output the clock And a fine frequency fixing means 200 for outputting (CK_out).
본 발명의 일실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프는 외부로부터 입력되는 기준 클럭에 대하여 거친 주파수 고정 동작과 미세 주파수 고정 동작을 순차적으로 수행한 후, 위상 고정 동작을 수행한다.
The fully digital phase locked loop according to an embodiment of the present invention sequentially performs a coarse frequency lock operation and a fine frequency lock operation on a reference clock input from the outside, and then performs a phase lock operation.
거친 주파수 고정 수단(100, Coarse Frequency Locking Means)의 구성 및 동작은 다음과 같다.The configuration and operation of the coarse frequency locking means (100) are as follows.
거친 주파수 고정 수단(100)은 디지털 제어 오실레이터(110, digitally controlled Oscillator), 분주기(130, Divider), 및 거친 고정 유닛(150, Coarse Locking Unit)을 포함한다. The coarse frequency fixing means 100 includes a digitally controlled
기준 클럭(CK_ref)이 입력되면, 디지털 제어 오실레이터(110)는 소정 주파수로 발진하는 출력 클럭(CK_out)을 생성한다. 분주기(130)는 출력 클럭(CK_out)을 소정 주파수로 분주하여 분주 클럭(CK_div)을 출력한다. 거친 고정 유닛(150)은 분주 클럭(CK_div)과 외부로부터 입력되는 기준 클럭(CK_ref)을 이용하여 거친 주파수 고정 동작이 종료되었음을 알리는 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl) 및 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)를 출력한다. 그러면, 디지털 제어 오실레이터(110)는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)에 대응한 발진 주파수의 출력 클럭(CK_out)을 생성한다. 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)에 따라 거친 고정 유닛(150)에 인가되던 기준 클럭(CK_ref)이 차단된다.
When the reference clock CK_ref is input, the
미세 주파수 고정 수단(200, Fine Frequency Lockiong Means)의 구성 및 동작은 다음과 같다.The configuration and operation of the fine frequency locking means (200, Fine Frequency Lockiong Means) are as follows.
미세 주파수 고정 수단(200)은 주파수 검출기(210, frequency detector), 디지털 루프 필터(230, Digital Loop Filter), 디지털 제어 오실레이터(110, Digitally Controlled Oscillator), 및 분주기(130, Divider)를 포함한다.The fine frequency fixing means 200 includes a
거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)가 출력되면, 주파수 검출기(210)는 기준 클럭(CK_ref)과 분주 클럭(CK_div)을 입력받고, 기준 클럭(CK_ref)과 분주 클럭(CK_div)의 위상 차를 주파수차 디지털 코드값으로 변환하여 출력한다. 디지털 루프 필터(230)는 주파수 검출기(210)로부터 출력되는 주파수차 디지털 코드값을 적분(integration)하여 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)를 출력한다. 디지털 제어 오실레이터(110)는 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)에 대응한 발진 주파수를 가진 출력 클럭(CK_out)을 생성한다. 여기서, 분주기(130)는 출력 클럭(CK_out)을 분주하여 분주 클럭(CK_div)을 출력한다. 예컨대, 분주기(130)는 출력 클럭(CK_out)을 16분주하여 16분주된 분주 클럭(CK_div)을 출력한다. When the coarse frequency fixed end signal S_eocl is output, the
미세 주파수 고정 동작이 종료되면 주파수 검출기(210)는 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)를 출력하고, 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)에 응답하여 디지털 루프 필터(230)는 현재의 기준 클럭(CK_ref)과 분주 클럭(CK_div) 간의 위상차를 고정함으로써 위상 고정 동작을 수행한다.
When the fine frequency fixed operation ends, the
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프 회로의 전체 블럭도로서, 외부로부터 입력되는 기준 클럭(CK_ref)을 입력받아 거친 주파수 고정 동작을 수행하여 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)를 출력하는 거친 주파수 고정 수단(100), 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)에 응답하여 기준 클럭(CK_ref)을 입력받기 시작하고, 기준 클럭(CK_ref)에 대하여 미세 주파수 고정 동작을 수행하여 출력 클럭(CK_out)을 출력하는 미세 주파수 고정 수단(200)을 포함한다.2 is an overall block diagram of a fully digital phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention, and receives a reference clock CK_ref input from the outside to perform a coarse frequency lock operation to perform a coarse frequency lock end signal (S_eocl) ) In response to the coarse frequency fixing means 100 and the coarse frequency fixing end signal S_eocl, starting to receive the reference clock CK_ref, and performing a fine frequency fixing operation on the reference clock CK_ref to output the clock And a fine frequency fixing means 200 for outputting (CK_out).
거친 주파수 고정 수단(100)은 디지털 제어 오실레이터(110, digitally controlled Oscillator), 분주기용 리셋신호 발생기(120, RST_div Generator), 제1 분주기(130, DIV1), 제1 시간/디지털 컨버터(140, Time-to-Digital Converter 1), 보상기(153, Compensator), 비교기(155, Comparator), 및 이진 검색기(157, Binary Searcher)를 포함한다.The coarse frequency fixing means 100 includes a digitally controlled oscillator (110), a reset signal generator (120, RST_div Generator) for a divider, a first divider (130, DIV1), a first time/digital converter (140, Time-to-Digital Converter 1), a compensator (153, Compensator), a comparator (155, Comparator), and a binary searcher (157, Binary Searcher).
디지털 제어 오실레이터(110)는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)에 구동되어 소정 주파수로 발진하는 출력 클럭(CK_out)을 생성한다.The
분주기용 리셋신호 발생기(120)는 외부로부터 입력되는 기준 클럭(CK_ref)을 이용하여 제1 분주기(130)를 리셋하기 위한 분주기용 리셋신호(RST_div)를 발생시킨다.The divider reset
제1 분주기(130)는 분주기용 리셋신호(RST_div)에 리셋되고, 출력 클럭(CK_out)을 제1 분주하여 제1 분주된 분주 클럭(CK_div1)을 출력한다. 예컨대, 제1 분주기(130)는 출력 클럭(CK_out)을 16분주하여 16분주된 분주 클럭(CK_div1)을 출력한다. The
제1 시간/디지털 컨버터(140)는 분주기용 리셋신호(RST_div)가 "L"레벨로 전환되는 시점부터 출력 클럭(CK_out)이 "H"레벨로 전환되는 시점까지의 분주기용 리셋신호(RST_div)에 의한 에러(Error by resetting, 도 4의 )를 수치화된 디지털 에러 코드값으로 변환하여 출력한다.In the first time/digital converter 140, the reset signal for the divider (RST_div) from the time when the reset signal (RST_div) for the divider is switched to the "L" level to the time when the output clock (CK_out) is switched to the "H" level. Error by resetting (Fig. 4) ) Is converted to a numeric digital error code value and output.
보상기(153)는 외부로부터 입력되는 기준 클럭(CK_ref)을 제1 시간/디지털 컨버터(140)로부터 출력되는 수치화된 디지털 에러 코드값만큼 지연시켜 지연된 기준 클럭(CK_refd)을 출력한다. The compensator 153 delays the reference clock CK_ref input from the outside by the digitized digital error code value output from the first time/digital converter 140 to output the delayed reference clock CK_refd.
비교기(155)는 제1 분주 클럭(CK_div1)과 지연된 기준 클럭(CK_refd)의 위상을 비교하여 기준 클럭(Ck_ref)의 주파수 증감을 결정하는 업(up) 또는 다운(down)용 디지털 비교값을 출력한다.The
이진 검색기(157)는 비교기(160)로부터 출력되는 디지털 비교값과 기준 클럭(CK_ref)을 이용하여 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)와 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)를 생성하고 출력한다. The
그리고, 이진 검색기(157)가 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)를 출력하여, 제1 및 제2 스위치(SW1, SW2)를 턴온시키면 미세 주파수 고정 수단(200)이 동작을 시작하고, 제3 스위치(SW3)를 턴오프시켜 거친 주파수 고정 수단(100)은 동작을 종료한다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 이진 검색기(157)는 SAR(Successive Approximation Resister)로 구현될 수 있다.
Then, when the
미세 주파수 고정 수단(200)은 제2 시간/디지털 컨버터(211, Time-to-Digital Converter 2), 미세 고정 유닛(213, Fine Locking Unit), 디지털 루프 필터(230, Digital Loop Filter), 변조기(240, Modulator), 제2 분주기(250, DIV2), 디지털 제어 오실레이터(110, Digitally Controlled Oscillator), 및 제1 분주기(130, DIV1)를 포함한다.The fine frequency fixing means 200 includes a second time/
제2 시간/디지털 컨버터(211)는 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)에 응답하여 기준 클럭(CK_ref)과 제1 분주 클럭(CK_div1)을 입력받고, 기준 클럭(CK_ref)과 제1 분주 클럭(CK_div1)의 위상 차를 위상차 디지털 코드값으로 출력한다.The second time/
미세 주파수 고정 유닛(213)은 제2 시간/디지털 컨버터(211)로부터 출력되는 위상차 디지털 코드값을 주파수 차이를 나타내는 주파수차 디지털 코드값으로 변환하여 출력한다.The fine
디지털 루프 필터(230)는 미세 고정 유닛(213)으로부터 출력되는 주파수차 디지털 코드값을 적분(integration)하고, 적분된 주파수차 디지털 신호를 출력한다.The
제2 분주기(250)는 출력 클럭(CK_out)을 제2 분주하여 제2 분주된 제2 분주 클럭(CK_div2)을 출력한다. 예컨대, 제2 분주기(250)는 출력 클럭(CK_out)을 4분주하여 4분주된 분주 클럭(CK_div2)을 출력한다. The
변조기(240)는 디지털 루프 필터(230)로부터 출력되는 적분된 주파수차 디지털 신호를 변조하여 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)를 생성 및 출력한다. 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)는 적분된 주파수차 디지털 신호 중 일부를 직접 통과시키는 직접 통과 신호와, 적분된 주파수차 디지털 신호 중 나머지 일부를 제2 분주 클럭(CK_div2)으로 변조한 변조 신호를 포함한다. 예컨대, 변조기(240)는 디지털 루프 필터(230)로부터 출력되는 22비트의 적분된 주파수차 디지털 신호 중 상위 7비트는 직접 통과시키고, 나머지 하위 15비트는 제2 분주 클럭(CK_div2)으로 변조하여 1비트의 변조 신호를 생성하며, 직접 통과하는 상위 7비트와 1비트의 변조 신호를 합하여 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)로 출력한다. 한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 변조기(240)는 1차 델타-시그마 변조기(1 order delta-sigma modulator)를 사용할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 완전 디지털 위상 고정 루프 회로는, 제2 분주기(250) 및 변조기(240)를 더 포함하여 미세 주파수 고정 동작을 더욱 빠르게 수행할 수 있다.The
디지털 제어 오실레이터(110)는 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcof)에 대응한 발진 주파수를 가진 출력 클럭(CK_out)을 생성한다. The
제1 분주기(130)는 출력 클럭(CK_out)을 제1 분주하여 제1 분주 클럭(CK_div1)을 출력한다. 예컨대, 제1 분주기(130, DIV1)는 출력 클럭(CK_out)을 16분주하여 16 분주 클럭(CK_div1)을 출력한다.
The
미세 주파수 고정 동작이 종료되면 주파수 검출기(210)는 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)를 출력하고, 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)에 응답하여 디지털 루프 필터(230)는 현재의 기준 클럭(CK_ref)과 분주 클럭(CK_div) 간의 위상차를 고정함으로써 위상 고정 동작을 수행한다.
When the fine frequency fixed operation ends, the
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 거친 주파수 고정 타이밍도이다.3 is a coarse frequency fixed timing diagram according to an embodiment of the present invention.
거친 주파수 고정 동작은 연속하는 두개의 기준 클럭을 1 싸이클(cycle)로 하여 수행되는바, 첫번째 기준 클럭(CK_ref)에 제1 분주 클럭(CK_div1)과 지연된 기준 클럭(CK_refd)의 위상을 비교하고(compare), 두번째 기준 클럭(CK_ref)에 출력 클럭(CK_out)의 주파수를 증가 또는 감소시킴으로써 갱신한다(update).The coarse frequency fixing operation is performed by using two consecutive reference clocks as one cycle, and compares the phases of the first divided clock CK_div1 and the delayed reference clock CK_refd to the first reference clock CK_ref ( compare), and updates by increasing or decreasing the frequency of the output clock CK_out to the second reference clock CK_ref.
제1 분주기(130)는 기준 클럭(CK_ref)의 주파수를 체배하여 출력 클럭(CK_out)의 생성에 사용되므로, 제1 분주 클럭(CK_div1)은 기준 클럭(CK_ref)과 고정되어야 한다. 기준 클럭(CK_ref)과 출력 클럭(CK_out)의 주기를 비교하기 위하여 거친 주파수 고정 동작의 1주기 마다 제1 분주기(130)를 리셋시킬 필요가 있다.
Since the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 거친 주파수 고정의 세부 타이밍도로서, 도 3의 점선 부분을 확대하여 도시한 것이다.4 is a detailed timing diagram of coarse frequency fixation according to an embodiment of the present invention, and is an enlarged view of a dotted line of FIG. 3.
분주기용 리셋신호 발생기(120)는 기준 클럭(CK_ref)의 라이징 에지(rising edge)에 동기되어 "L"레벨로 천이하는 분주기용 리셋신호(RST_div)를 출력한다.The divider reset
제1 분주기(130)는 "L"레벨로 천이하는 분주기용 리셋신호(RST_div)에 응답하여 출력 클럭(CK_out)을 카운트하기 시작한다. The
제1 분주기(130)의 리셋 후, 첫번째 출력 클럭(CK_out)이 제1 분주기(130)로 입력될 때까지의 기간(Δ)은 제1 분주 클럭(CK_div1)의 위상에 더해지는 오차로 나타나므로, 제1 시간/디지털 컨버터(140)를 이용하여 이 기간(Δ)의 크기를 측정하고, 보상기(153)를 이용하여 같은 기간(Δ)만큼 기준 클럭(CK_ref)을 지연시키고, 비교기(155)를 이용하여 제1 분주 클럭(CK_div1)과 지연된 기준 클럭(CK_refd)의 위상을 비교한다. After the reset of the
도 4와 같이, 제1 분주 클럭(CK_div1)의 라이징 에지(rising edge)가 지연된 기준 클럭(CK_refd)의 라이징 에지(rising edge)보다 앞서면 비교기(155)는 "L" 신호를 출력하여 이진 검색기(157)가 출력 클럭(CK_out)의 주파수를 감소시키도록 갱신한다. 반대로, 제1 분주 클럭(CK_div1)의 라이징 에지(rising edge)가 지연된 기준 클럭(CK_refd)의 라이징 에지(rising edge)보다 뒤지면 비교기(155)는 "H" 신호를 출력하여 이진 검색기(157)가 출력 클럭(CK_out)의 주파수를 증가시키도록 갱신한다. 이러한 방식에 따라 거친 주파수 고정 동작만으로도 매우 정교하게 주파수를 고정할 수 있다.As shown in FIG. 4, when the rising edge of the first frequency division clock CK_div1 is ahead of the rising edge of the delayed reference clock CK_refd, the
한편, 이진 검색기(157)는 복수의 거친 주파수 고정 싸이클 동안 비교기(160)로부터 출력되는 디지털 비교값을 연속적인 복수 비트의 코드로 변환하여 복수 비트의 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)를 출력하고, 예컨대, 10개의 거친 주파수 고정 싸이클(cycle)이 경과하면 거친 주파수 고정 종료 신호(S_eocl)를 출력한다. Meanwhile, the
구체적으로, 이진 검색기(157)는 비교기(160)로부터 출력되는 디지털 비교값을 기준 클럭(CK_ref)의 복수 싸이클 동안 연속적인 복수 비트의 코드로 변환하고, 복수 비트의 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)를 출력한다. 예컨대, 이진 검색기(157)는 거친 주파수 고정 싸이클(cycle) 당 비교기(155)로부터 출력되는 디지털 비교값을 1 비트(bit) 씩 10 싸이클(cycle) 동안 연속적인 10 비트 코드(bit code)로 변환하여 10 비트의 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호(S_dcoc)를 출력한다.Specifically, the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 주파수 고정 수단 중 주파수 검출기 블록도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 위상 고정용 회로도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 주파수 고정 동작에서 위상 고정 동작으로의 천이과정 설명도이다.5 is a block diagram of a frequency detector among the fine frequency fixing means according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a circuit diagram for phase fixing according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is according to an embodiment of the present invention It is an explanatory diagram of the transition process from the fine frequency fixed operation to the phase fixed operation.
주파수 검출기(210)는 제2 시간/디지털 컨버터(211)와 미세 주파수 고정 유닛(213)을 포함할 수 있다. The
제2 시간/디지털 컨버터(211)는 입력되는 기준 클럭(CK_ref)과 제1 분주 클럭(CK_div1)의 위상 차를 출력하고, 미세 고정 유닛(213)은 기준 클럭(CK_ref)과 제1 분주 클럭(CK_div1)의 현재 위상 차(X(n))와 직전 위상 차(X(n-1))를 이용하여 주파수 차(Y(n))를 출력한다.
The second time/
구체적으로, 미세 고정 유닛(213)은 감산기(611), 제1 D 플립플롭(613), 논리부(615), 주파수 변화율 조정부(617), 및 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)에 턴온되는 제4 스위치(619)를 포함한다.Specifically, the
미세 주파수 고정 동작시 논리부(615)가 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)가 출력되기 전에는 기준 클럭(CK_ref)에 동기되어 "1"신호를 출력하므로 제1 D 플립플롭(613)은 직전 위상 차(X(n-1))를 출력한다.During the fine frequency fixed operation, the
감산기(611)는, 현재 위상 차(X(n))에서 직전 위상 차(X(n-1))를 감산하여 현재 위상 차(X(n))와 직전 위상 차(X(n-1))의 편차를 출력한다.
The
Y[n] = X[n] - X[n-1]
Y[n] = X[n]-X[n-1]
주파수 변화율 조정부(617)는 감산기(611)의 출력 변화량의 기울기 부호가 변화할 때마다 디지털 루프 필터(230)의 주파수 변화율 계수(633, )를 소정 비율로 감소시키고, 주파수 변화율 계수()가 소정치에 이르게 되면, 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)를 발생시킨다. 예컨대, 주파수 변화율 조정부(617)는 주파수 검출기(210)의 출력 변화량의 기울기 부호가 (+)에서 (-)으로 변하거나, (-)에서 (+)으로 변할 때마다, 디지털 루프 필터(230)의 주파수 변화율 계수()를, 예컨대, 절반으로 감소시킨다. 이러한 방법으로 주파수 변화율()을 감소시킴으로써 주파수 변화를 미세하게 조정한다. 예컨대, 주파수 검출기(210)의 출력 변화량의 기울기 부호가 변경될 때마다, 주파수 변화율을 2-4에서 2-5으로, 다시 2- 5 에서 2-6으로 변경하여 줄이고, 2-7 에 이르면 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)를 발생함으로써 미세 주파수 고정 동작을 종료한다.The frequency change
논리부(615)는 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)와 기준 클럭(CK_ref)을 이용하여 미세 주파수 고정 동작이 종료되면 제1 D 플립플롭(613)을 세트하기 위한 세트 신호를 출력한다. 즉, 미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)가 출력되면, 논리부(815)는 "0"을 출력하므로, 제1 D 플립플롭(613)은 마지막 위상 차(X(n-1))를 유지하고, 감산기(611)는 현재 위상 차와 마지막 위상 차의 오차를 출력한다. The
여기서, 종래 기술에 따르면, 분주 클럭이 기준 클럭의 위상과 일치되도록 제어해야 하는 데에 반해, 제1 D 플립플롭(613)으로 인하여 감산기(611)가 현재 위상 차에서 마지막 위상 차를 감산할 수 있기 때문에, 본 발명에서는 분주 클럭의 위상과 기준 클럭의 위상의 차를 미세 주파수 고정 동작에서의 마지막 위상 차로 유지함으로써 위상 고정을 신속하게 수행할 수 있다.
Here, according to the prior art, while having to control the divided clock to match the phase of the reference clock, due to the first D flip-
디지털 루프 필터(230)는 미세 고정 유닛(213)의 출력에 고정 비례()한 값을 출력하는 고정 비례 증폭기(631), 미세 고정 유닛(213)의 출력에 변동 비례()한 값을 출력하는 변동 비례 증폭기(633), 변동 비례 증폭기(633)의 현재 출력 값과 직전 출력 값을 가산하는 제1 가산기(635), 변동 비례 증폭기(633)의 현재 출력 값을 입력받아 기준 클럭(CK_ref)마다 직전 출력 값으로 제공하는 제2 D 플립플롭(637), 및 고정 비례 증폭기(631)의 출력과 변동 비례 증폭기(633)의 출력을 가산하여 출력하는 제2 가산기(639)를 포함한다.The
미세 주파수 고정 종료 신호(S_eofl)에 응답하여 제4 스위치(619)가 턴온되면, 제2 가산기(639)는 미세 주파수 고정 유닛(213)의 출력에 비례()한 값을 디지털 제어 오실레이터(110)의 입력에 반영함으로써 위상 고정 동작을 수행한다.
When the
본 발명에 따르면, 실시예들 중 어느 하나에 개시된 ADPLL 회로를 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치를 포함하고, 또 이 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템도 포함한다.
According to the present invention, a semiconductor device characterized by having an ADPLL circuit disclosed in any one of the embodiments, and an electronic system including the semiconductor device are also included.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치를 포함하는 전자 시스템의 블록도이다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자 시스템(800)은 컨트롤러(810), 입출력 장치(820), 기억 장치(830), 인터페이스(840) 및 버스(850)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(810), 입출력 장치(820), 기억 장치(830), 및/또는 인터페이스(840)는 버스(850)를 통하여 서로 결합될 수 있다. 버스(850)는 데이터들이 이동되는 통로에 해당한다. 본 발명에 따른 컨트롤러(810)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러 및 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 입출력 장치(820)는 키패드 키보드 및 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기억 장치(830)는 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다. 본 발명에 따른 기억 장치(830)는 상술된 실시예들에 개시된 반도체 장치들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 기억 장치는 다른 형태의 반도체 기억 소자(ex, Flash Memory, DRAM 또는 SRAM 등)를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 인터페이스는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 인터페이스는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 인터페이스는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다. 도시하지 않았지만, 본 발명에 따른 전자 시스템은 컨트롤러의 동작을 향상시키기 위한 동작 메모리로서 고속의 DRAM 또는 SRAM 등을 더 포함할 수 있다.8 is a block diagram of an electronic system including a semiconductor device according to embodiments of the present invention. Referring to FIG. 8, the
본 발명의 실시예들은 업링크 및 다운링크에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예들은 OFDMA, CDMA, SC-OFDMA 등 모든 변조 전략에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예들은 모바일 기기 및 데스크톱 장치에 적용 가능하다. 본 발명의 실시예들은 DSP(Digital Signal Processor) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)에 구현 가능하다.Embodiments of the present invention are applicable to uplink and downlink. Embodiments of the present invention can be applied to all modulation strategies such as OFDMA, CDMA, SC-OFDMA. Embodiments of the present invention are applicable to mobile devices and desktop devices. Embodiments of the present invention can be implemented in a digital signal processor (DSP) or an application specific integrated circuit (ASIC).
본 발명에 따른 전자 시스템은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA, personal digital assistant), 포터블 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card) 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 전자 제품에 구현 가능하다.
The electronic system according to the present invention is a personal digital assistant (PDA), a portable computer, a web tablet, a wireless phone, a mobile phone, a digital music player (digital music player), memory card (memory card) or information can be implemented in any electronic product that can transmit and/or receive information in a wireless environment.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 본 발명은 전원 제어를 수행하는 모든 스케쥴링 통신 시스템에 적용 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
As described above, although specific embodiment(s) have been described in the detailed description of the present invention, various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. The present invention is applicable to all scheduling communication systems that perform power control. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by being limited to the described embodiment(s), and should be defined not only by the following claims, but also by the claims and equivalents.
100: 거친 주파수 고정 수단 110: 디지털 제어 오실레이터
120: 분주기용 리셋신호 발생기 130: 제1 분주기
140: 제1 시간/디지털 컨버터 153: 보상기
155: 비교기 157: 이진 검색기
200: 미세 주파수 고정 수단 211: 제2 시간/디지털 컨버터
213: 미세 고정 유닛 230: 디지털 루프 필터
240: 변조기 250: 제2 분주기100: coarse frequency fixing means 110: digitally controlled oscillator
120: reset signal generator for divider 130: first divider
140: first time / digital converter 153: compensator
155: comparator 157: binary searcher
200: fine frequency fixing means 211: second time / digital converter
213: fine fixing unit 230: digital loop filter
240: modulator 250: second divider
Claims (15)
첫번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 첫번째 기준 클럭으로부터 생성되는 제1 분주 클럭의 위상과 상기 첫번째 기준 클럭보다 소정 시간 만큼 지연된 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 상기 첫번째 기준 클럭에 연속하는 두번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 출력 클럭의 주파수를 증감하여 갱신하고, 거친 주파수 고정 동작을 종료하면 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭의 입력을 차단하는 거친 주파수 고정 수단; 및
상기 거친 주파수 고정 수단이 거친 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭을 직접 입력받기 시작하고, 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭에 대하여 미세 주파수 고정을 수행하여 출력 클럭을 출력하는 미세 주파수 고정 수단을 포함하고,
상기 미세 주파수 고정 수단이 미세 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭 간의 위상차를 유지하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
In an all-digital phase locked loop circuit for generating an output clock having an oscillation frequency oscillating at a frequency higher than the frequency of a reference clock input from the outside, and fixing the phase of the output clock,
During the first reference clock period, the phase of the first divided clock generated from the first reference clock is compared with the phase of the delayed reference clock delayed by a predetermined time from the first reference clock, and during the second reference clock period subsequent to the first reference clock , Coarse frequency fixing means for updating by increasing or decreasing the frequency of the output clock, and blocking the input of the reference clock input from the outside when the coarse frequency fixing operation is finished; And
When the coarse frequency fixing means ends the coarse frequency fixing operation, the micro-frequency starts to directly receive the reference clock input from the outside and performs fine frequency fixing on the reference clock input from the outside to output the output clock. It includes a fixing means,
When the fine frequency fixing means ends the fine frequency fixing operation, a fully digital phase locked loop circuit that maintains a phase difference between the reference clock input from the outside and the first divided clock.
하기 이진 검색기가 출력하는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 구동되어 상기 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터;
상기 기준 클럭을 이용하여 분주기용 리셋신호를 발생시키는 분주기용 리셋신호 발생기;
상기 분주기용 리셋신호에 리셋되고, 상기 출력 클럭을 제1 분주하여 상기 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기;
상기 분주기용 리셋신호가 제1 레벨로 전환되는 시점부터 상기 출력 클럭이 제2 레벨로 전환되는 시점까지의 상기 분주기용 리셋신호에 의한 에러를 수치화된 디지털 에러 코드값으로 변환하여 출력하는 제1 시간/디지털 컨버터;
상기 기준 클럭을 상기 제1 시간/디지털 컨버터로부터 출력되는 수치화된 디지털 에러 코드값만큼 지연시켜 상기 지연 기준 클럭을 출력하는 보상기;
상기 제1 분주 클럭의 위상과 상기 지연 기준 클럭의 위상을 비교하여 상기 기준 클럭의 주파수 증감을 결정하는 업/다운용 디지털 비교값을 출력하는 비교기; 및
상기 비교기로부터 출력되는 디지털 비교값과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호와 상기 거친 주파수 고정 종료 신호를 생성하는 이진 검색기
를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
According to claim 1, The coarse frequency fixing means,
A digital control oscillator that is driven by a coarse digital control oscillator driving signal output by the following binary searcher to generate the output clock;
A divider reset signal generator for generating a divider reset signal using the reference clock;
A first divider that is reset to the reset signal for the divider and divides the output clock first to output the first divide clock;
A first time for converting and outputting an error caused by the reset signal for the divider into a numerical digital error code value from a time when the reset signal for the divider is switched to a first level to a time when the output clock is switched to a second level. /Digital converter;
A compensator for delaying the reference clock by a digitized digital error code value output from the first time/digital converter to output the delayed reference clock;
A comparator for comparing a phase of the first divided clock and a phase of the delayed reference clock and outputting a digital comparison value for up/down determining a frequency increase or decrease of the reference clock; And
A binary searcher that generates the coarse digital control oscillator driving signal and the coarse frequency fixed termination signal by using the digital comparison value output from the comparator and the reference clock.
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
상기 출력 클럭을 제1 분주하여 상기 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기;
상기 거친 주파수 고정 종료 신호에 응답하여 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭을 입력받고, 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭의 위상차를 위상차 디지털 코드값으로 출력하는 제2 시간/디지털 컨버터;
상기 위상차 디지털 코드값을 주파수차 디지털 코드값으로 변환하여 출력하는 미세 고정 유닛;
상기 주파수차 디지털 코드값을 적분하고, 적분된 주파수차 디지털 신호를 출력하는 디지털 루프 필터;
상기 출력 클럭을 제2 분주하여 제2 분주 클럭을 출력하는 제2 분주기;
상기 적분된 주파수차 디지털 신호를 변조하여 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호를 생성 및 출력하는 변조기; 및
상기 미세 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 대응한 발진 주파수를 가진 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터
를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 1, wherein the fine frequency fixing means,
A first divider for dividing the output clock first and outputting the first divided clock;
A second time/digital converter that receives the reference clock and the first divided clock in response to the coarse frequency fixed end signal, and outputs a phase difference between the reference clock and the first divided clock as a phase difference digital code value;
A fine fixing unit for converting and outputting the phase difference digital code value into a frequency difference digital code value;
A digital loop filter that integrates the frequency difference digital code value and outputs an integrated frequency difference digital signal;
A second divider configured to divide the output clock for a second time to output a second division clock;
A modulator for modulating the integrated frequency difference digital signal to generate and output a fine digital control oscillator driving signal; And
A digital control oscillator generating an output clock having an oscillation frequency corresponding to the fine digital control oscillator driving signal.
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
상기 적분된 주파수차 디지털 신호 중 일부를 직접 통과시키는 직접 통과 신호와, 상기 적분된 주파수차 디지털 신호 중 나머지 일부를 상기 제2 분주 클럭으로 변조한 변조 신호를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
According to claim 3, The fine digital control oscillator driving signal,
A fully digital phase locked loop circuit comprising a direct pass signal that directly passes a portion of the integrated frequency difference digital signal and a modulated signal that modulates the remaining part of the integrated frequency difference digital signal with the second divided clock.
상기 변조기는 1차 델타-시그마 변조기인 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
According to claim 3,
The modulator is a first order delta-sigma modulator, a fully digital phase locked loop circuit.
상기 미세 고정 유닛은, 현재 위상차 디지털 코드값에서 직전 위상차 디지털 코드값을 감산함으로써 상기 주파수차 디지털 코드값으로 변환하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 5,
The fine-fixing unit is a fully digital phase locked loop circuit that converts the current phase difference digital code value to the frequency difference digital code value by subtracting the immediately preceding phase difference digital code value.
상기 현재 위상차 디지털 코드값에서 직전 위상차 디지털 코드값을 감산하는 감산기;
상기 감산기의 출력 변화량의 기울기 부호가 변화할 때마다 상기 디지털 루프 필터의 주파수 변화율 계수를 소정 비율로 감소시키고, 상기 주파수 변화율 계수가 소정치에 이르면, 상기 미세 주파수 고정 종료 신호를 발생시키는 주파수 변화율 조정부;
상기 감산기의 출력을 입력받아 상기 직전 위상차 디지털 코드값을 출력하는 제1 플립플롭;
상기 미세 주파수 고정 동작이 종료되면 상기 미세 주파수 고정 종료 신호와 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 제1 플립플롭을 세트하기 위한 세트 신호를 출력하는 논리부
를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
According to claim 6, The fine fixing unit,
A subtracter subtracting the immediately preceding phase difference digital code value from the current phase difference digital code value;
A frequency change rate adjustment unit that reduces the frequency change rate coefficient of the digital loop filter to a predetermined rate whenever the slope sign of the output change amount of the subtractor changes, and generates the fine frequency fixed termination signal when the frequency change rate coefficient reaches a predetermined value. ;
A first flip-flop that receives the output of the subtractor and outputs the digital code value immediately before the phase difference;
When the fine frequency fixing operation ends, a logic unit outputting a set signal for setting the first flip-flop using the fine frequency fixed termination signal and the reference clock
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
상기 미세 주파수 고정 종료 신호가 출력되면, 상기 제1 플립플롭은 상기 직전 위상차 디지털 코드값을 마지막 위상차 디지털 코드값으로 유지하고, 상기 감산기는 현재 위상차 디지털 코드값과 상기 마지막 위상차 디지털 코드값의 오차를 출력하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 7,
When the fine frequency fixed end signal is output, the first flip-flop maintains the previous phase difference digital code value as the last phase difference digital code value, and the subtractor compensates for an error between the current phase difference digital code value and the last phase difference digital code value. Full digital phase locked loop circuit output.
상기 미세 주파수 고정 종료 신호에 응답하여 상기 미세 주파수 고정 수단은 상기 기준 클럭과 상기 제1 분주 클럭 간의 직전 위상차를 마지막 위상차로 고정하여 위상 고정을 수행하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
According to claim 1,
In response to the fine frequency fixing end signal, the fine frequency fixing means performs a phase lock by fixing the phase difference immediately before the reference clock and the first divided clock as the last phase difference to perform phase lock.
상기 미세 고정 유닛의 출력에 고정 비례한 값을 출력하는 고정 비례 증폭기;
상기 미세 고정 유닛의 출력에 변동 비례한 값을 출력하는 변동 비례 증폭기;
상기 변동 비례 증폭기의 현재 출력 값과 직전 출력 값을 가산하는 제1 가산기;
상기 변동 비례 증폭기의 현재 출력 값을 입력받아 상기 기준 클럭 마다 직전 출력 값으로 제공하는 제2 플립플롭; 및
상기 고정 비례 증폭기의 출력과 상기 변동 비례 증폭기의 출력을 가산하여 출력하는 제2 가산기
를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 7, wherein the digital loop filter,
A fixed proportional amplifier outputting a fixed proportional value to the output of the fine fixed unit;
A variable proportional amplifier that outputs a value proportional to the variable to the output of the fine fixing unit;
A first adder for adding the current output value and the immediately preceding output value of the variable proportional amplifier;
A second flip-flop that receives a current output value of the variable proportional amplifier and provides it as an output value immediately before each reference clock; And
A second adder for adding and outputting the output of the fixed proportional amplifier and the output of the variable proportional amplifier.
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
첫번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 첫번째 기준 클럭으로부터 생성되는 분주 클럭의 위상과 상기 첫번째 기준 클럭보다 소정 시간 만큼 지연된 지연 기준 클럭의 위상을 비교하고, 상기 첫번째 기준 클럭에 연속하는 두번째 기준 클럭 주기 동안, 상기 출력 클럭의 주파수를 증감하여 갱신하고, 거친 주파수 고정 동작을 종료하면 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭의 입력을 차단하는 거친 주파수 고정 수단을 포함하고,
상기 거친 주파수 고정 수단이 거친 주파수 고정 동작을 종료하면, 상기 외부로부터 입력되는 기준 클럭과 상기 분주 클럭 간의 위상차를 유지하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
In an all-digital phase locked loop circuit for generating an output clock having an oscillation frequency oscillating at a frequency higher than the frequency of a reference clock input from the outside, and fixing the phase of the output clock,
During the first reference clock period, the phase of the divided clock generated from the first reference clock is compared with the phase of the delayed reference clock delayed by a predetermined time from the first reference clock, and during the second reference clock period subsequent to the first reference clock, the And increasing or decreasing the frequency of the output clock, and stopping the input of the reference clock input from the outside when the coarse frequency fixing operation is terminated.
When the coarse frequency fixing means ends the coarse frequency fixing operation, a fully digital phase locked loop circuit maintaining a phase difference between the reference clock and the divided clock input from the outside.
상기 출력 클럭을 소정 주파수로 분주하여 분주 클럭을 출력하는 분주기; 및
상기 분주 클럭과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 주파수 고정 종료 신호 및 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호를 출력하는 거친 고정 유닛
을 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 11, wherein the coarse frequency fixing means,
A divider for dividing the output clock at a predetermined frequency to output a divided clock; And
A coarse fixed unit that outputs the coarse frequency fixed end signal and coarse digital control oscillator drive signal using the divided clock and the reference clock.
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
하기 이진 검색기가 출력하는 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호에 구동되어 상기 출력 클럭을 생성하는 디지털 제어 오실레이터;
상기 기준 클럭을 이용하여 분주기용 리셋신호를 발생시키는 분주기용 리셋신호 발생기;
상기 분주기용 리셋신호에 리셋되고, 상기 출력 클럭을 제1 분주하여 제1 분주 클럭을 출력하는 제1 분주기;
상기 분주기용 리셋신호가 제1 레벨로 전환되는 시점부터 상기 출력 클럭이 제2 레벨로 전환되는 시점까지의 상기 분주기용 리셋신호에 의한 에러를 수치화된 디지털 에러 코드값으로 변환하여 출력하는 제1 시간/디지털 컨버터;
상기 기준 클럭을 상기 제1 시간/디지털 컨버터로부터 출력되는 수치화된 디지털 에러 코드값만큼 지연시켜 상기 지연 기준 클럭을 출력하는 보상기;
상기 제1 분주 클럭의 위상과 상기 지연 기준 클럭의 위상을 비교하여 상기 기준 클럭의 주파수 증감을 결정하는 업/다운용 디지털 비교값을 출력하는 비교기; 및
상기 비교기로부터 출력되는 디지털 비교값과 상기 기준 클럭을 이용하여 상기 거친 디지털 제어 오실레이터 구동신호와 상기 거친 주파수 고정 종료 신호를 생성하는 이진 검색기
를 포함하는 완전 디지털 위상 고정 루프 회로.
The method of claim 11, wherein the coarse frequency fixing means,
A digital control oscillator that is driven by a coarse digital control oscillator driving signal output by the following binary searcher to generate the output clock;
A divider reset signal generator for generating a divider reset signal using the reference clock;
A first divider that is reset to the reset signal for the divider, and outputs a first division clock by first dividing the output clock;
A first time for converting and outputting an error caused by the reset signal for the divider into a numerical digital error code value from a time when the reset signal for the divider is switched to a first level to a time when the output clock is switched to a second level. /Digital converter;
A compensator for delaying the reference clock by a digitized digital error code value output from the first time/digital converter to output the delayed reference clock;
A comparator for comparing a phase of the first divided clock and a phase of the delayed reference clock and outputting a digital comparison value for up/down determining a frequency increase or decrease of the reference clock; And
A binary searcher that generates the coarse digital control oscillator driving signal and the coarse frequency fixed termination signal using the digital comparison value output from the comparator and the reference clock.
Fully digital phase locked loop circuit comprising a.
A semiconductor device comprising the fully digital phase locked loop circuit according to any one of claims 1 to 13.
Priority Applications (1)
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WO2020146408A1 (en) | 2019-01-07 | 2020-07-16 | Innophase, Inc. | Using a multi-tone signal to tune a multi-stage low-noise amplifier |
US10728851B1 (en) | 2019-01-07 | 2020-07-28 | Innophase Inc. | System and method for low-power wireless beacon monitor |
CN117092444B (en) * | 2023-10-19 | 2023-12-29 | 成都电科星拓科技有限公司 | Method, system, equipment and medium for indirectly measuring DTC stepping without depending on instrument |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090147902A1 (en) | 2007-12-11 | 2009-06-11 | National Taiwan University | All digital phase-locked loop with widely locked frequency |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193866B2 (en) | 2007-10-16 | 2012-06-05 | Mediatek Inc. | All-digital phase-locked loop |
KR100955873B1 (en) | 2007-12-20 | 2010-05-04 | 한국과학기술원 | All-Digital Phase Locked Loop For Reduced Spur and Method of Generating an Oscillation Signal Using the Same |
-
2013
- 2013-07-12 KR KR1020130082118A patent/KR102123901B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090147902A1 (en) | 2007-12-11 | 2009-06-11 | National Taiwan University | All digital phase-locked loop with widely locked frequency |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20150007728A (en) | 2015-01-21 |
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