KR20010076456A - A delay controlable clock buffer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 일반적으로 칩 설계시 레이아웃(Lay out)후에 클럭들간의 스큐(skew)나 딜레이(delay) 차이로 인한 칩이 동작하지 않는 문제를 해결하고자 한 것으로특히, 외부에서 시스템의 클럭 컨트롤이 가능하게 한 클럭버퍼의 구조에 관한 것이다.The present invention generally solves the problem that the chip does not operate due to skew or delay difference between the clocks after layout out during chip design. In particular, the clock control of the system can be performed externally. It relates to the structure of the clock buffer.
종래의 클럭 버퍼 구조는 도면 제1도에서 보는 바와 같이 내부의 PLL(또는 외부 클럭)(10)과 내부 플립플롭(20)들 간의 로드를 고려하여 크기를 정한 하나 또는 여러개의 클럭 버퍼로 구성되어 있다. 제2도는 위와 같은 구조의 클럭버퍼에 대한 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하 제2도에 다른 종래 구성의 클럭버퍼에 대하여 작용효과를 설명하면 다음과 같다.The conventional clock buffer structure is composed of one or several clock buffers sized in consideration of the load between the internal PLL (or external clock) 10 and the internal flip-flop 20 as shown in FIG. have. 2 is a view for explaining the operation of the clock buffer of the above structure. Hereinafter, the operation and effect of the conventional clock buffer of FIG. 2 will be described.
제2도의 외부의 기준 클럭을 이용한 PLL(10)이 칩 내부의 동작에 사용하는 클럭을 만들어 낸다. 이 내부 클럭을 플립플롭의 갯수 등을 고려하여 드라이빙 능력이 큰 클럭 버퍼를 사용하여 내부의 로직들과 플립플롭이 연계하여 동작하도록 하는 구조이다.The PLL 10 using the external reference clock shown in FIG. 2 generates a clock for operation inside the chip. In consideration of the number of flip-flops, the internal clock uses a clock buffer with a large driving capability to operate the internal logic and the flip-flop in conjunction.
이와 같은 구조의 종래 클럭 버퍼에서는 PLL(10)이 스큐(skew)나 딜레이(delay)등을 고려한 정확한 클럭을 만들어 낸다. 그러나 드라이빙 능력이 작기 때문에 상기 PLL(10)의 클럭을 드라이빙 능력이 큰 클럭 버퍼들을 거친 후 내부 클럭으로 사용하게 되어 있다. 그러나 제2도의 타이밍도에서 보는 바와 같이 드라이빙 능력이 큰 버퍼(20)들을 거친후에는 타이밍도에서 보는 바와 같이 1)에서 5)로 갈 수록 스큐(skew)가 크게 발생함을 알 수 있다.In the conventional clock buffer having such a structure, the PLL 10 generates an accurate clock in consideration of skew, delay, and the like. However, since the driving capability is small, the clock of the PLL 10 passes through clock buffers having a large driving capability and is used as an internal clock. However, as shown in the timing diagram of FIG. 2, after passing through the buffers 20 having the large driving capability, skew may increase as the timing diagram goes from 1) to 5).
상기와 같은 구성의 클럭 버퍼가 올바르게 동작하기 위해서는 각종 백 어노테이션툴(back-annotation tool)을 사용한 정확한 클럭의 타이밍 검증을 해야 한다. 그러나 실제로는 툴(tool)과 실리콘(silicon)과의 차이 부분은 정확하게 맞추기가 어려워 이와 같은 딜레이로 인한 스큐 문제를 해결 할 수가 없다는 문제점이 있다.In order for the clock buffer of the above configuration to operate correctly, it is necessary to verify timing of the correct clock using various back-annotation tools. In reality, however, the difference between the tool and the silicon is difficult to match precisely, and there is a problem that the skew problem caused by the delay cannot be solved.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 버퍼열에서의 클럭의 딜레이를 보상하기 위한 딜레이 보상부를 구비하여 클럭의 딜레이 조절이 가능한 클럭버퍼를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a clock buffer capable of adjusting a clock delay by including a delay compensation unit for compensating for a delay of a clock in a buffer string. .
도1은 종래기술에 의한 클럭버퍼의 구성을 나타 낸 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a clock buffer according to the prior art.
도2는 종래기술의 클럭버퍼의 작용을 설명하기 위한 블록도Figure 2 is a block diagram for explaining the operation of the conventional clock buffer
도3는 본 발명에 의한 딜레이 조정이 가능한 클럭버퍼의 구성을 나타낸Figure 3 shows the configuration of a clock buffer capable of delay adjustment according to the present invention
블록도Block diagram
도4는 본 발명의 딜레이 조정이 가능한 클럭버퍼의 구조를 나타낸 도면4 is a diagram showing the structure of a clock buffer capable of delay adjustment according to the present invention;
도5는 다른 실시예를 보인 도면Figure 5 shows another embodiment
**&*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***** & * Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
100 : PLL 200 : 클럭 버퍼100: PLL 200: Clock Buffer
300 : nMOS Tr. 400 : 컨트롤 핀300: nMOS Tr. 400: control pin
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명의 구성은 클럭신호가 입력되는 버퍼열과, 상기 버퍼열에서의 클럭의 딜레이를 보상하기 위한 딜레이 보상부, 상기 상기 딜레이 보상부에 기준 전압을 인가하는 컨트롤 핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a configuration of the present invention includes a buffer string to which a clock signal is input, a delay compensator for compensating a clock delay in the buffer string, and a control pin for applying a reference voltage to the delay compensator. Characterized in that configured to include.
이하, 본발명에 따른 일실시예에 대한 동작과 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명 하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the operation and effect of an embodiment of the present invention will be described in detail.
제3도와 같이 하나의 PLL(100)과 하나 또는 그 이상의 딜레이를 조절 할 수 있는 클럭버퍼(200) 들로 구성되어 있다.As shown in FIG. 3, one PLL 100 and one or more clock buffers 200 that can adjust one or more delays are configured.
제4도는 딜레이(delay)를 조정할 수 있는 클럭버퍼의 내부 구조를 도시한 것으로 작은 버퍼들과 캐패시턴스(capacitance)으로 사용되는 클럭간의 딜레이 보상하는 nMOS Tr.들(300)과 이 캐패시턴스(capacitance)들의 용량을 결정하는 컨트롤 핀(400)으로 구성된다.4 shows the internal structure of a clock buffer that can adjust the delay, and the nMOS Tr. 300 and the capacitances of the capacitances compensate for the delay between the clocks used as small buffers and capacitances. It consists of a control pin 400 that determines the capacitance.
칩이 제3도와 같은 구조로 설계 된 후 클럭간의 딜레이(delay)나 스큐(skew)의 차이로 인한 동작이 되지 않을 경우에는 외부에 구비된 딜레이(delay)를 조정 할 수 있는 클럭 버퍼의 컨트롤 핀(400)에 설정된 전압을 인가한다. 전압을 인가하면 조정해야 할 클럭 버퍼(200)의 딜레이를 알 수 있다.After the chip is designed as shown in Figure 3, if the clock does not operate due to the delay or skew difference between the clocks, the control pin of the clock buffer that can adjust the delay provided externally The voltage set at 400 is applied. When the voltage is applied, the delay of the clock buffer 200 to be adjusted can be known.
이는 다음과 같은 원리에 의해 구할 수 있는 것이다. 즉 내부의 nMOS Tr.(300)의 게이트 캐패시턴스(gate capacitance)의 게이트에 가해지는 전압에 따라 변한다는 점을 이용한 것이다. 즉, nMOS Tr.(300)의 턴온(turn on)저항이 게이트(gate) 전압에 따라 변한다는 원리를 이용하여 컨트롤핀(400)의 전압을 조정함에 따라 하나의 작은 버퍼들의 출력에 상기 nMOS Tr.(300)의 특성에 의한 레지스턴스(registance)와 캐패시턴스(Capacitance)가 구성되어 RC 시정수에 의한 딜레이에 따라 입력되는 클럭의 딜레이를 보상하여 스큐(skew)를 조정할 수 있도록 한 구성이다.This can be obtained by the following principle. That is, it is used depending on the voltage applied to the gate of the gate capacitance of the nMOS Tr. 300 inside. That is, by adjusting the voltage of the control pin 400 by using the principle that the turn on resistance of the nMOS Tr. 300 is changed according to the gate voltage, the nMOS Tr is outputted to the output of one small buffer. The resistance and capacitance according to the characteristic of .300 are configured to compensate for the delay of the input clock according to the delay due to the RC time constant so as to adjust the skew.
제5도는 제4도의 nMOS Tr.(300)의 RC시정수에 의한 딜레이 조정 방법에 대한 다른 실시예를 보인 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating another embodiment of a delay adjustment method using an RC time constant of nMOS Tr. 300 of FIG.
제5도의 구성에서는 nMOS Tr.(300)대신에 가변저항과 가변캐페스터(capacitor)로 대체한 구성이다.In the configuration of FIG. 5, a variable resistor and a variable capacitor are substituted for the nMOS Tr.
이상에서 설명한 본발명은 CAD 툴과 칩과의 차이를 보상해 주기 때문에 종래의 칩에서 발생되는 클럭간의 딜레이로 인한 스큐의 차이를 별도의 복잡한 회로구성을 추가하지 않고 쉽게 해결 할 수있는 효과가 있다. 또한 칩의 디버깅(debugging)도간단하게 구현 할 수 있어서 비용과 시간의 절감을 이룰 수 있는 효과가 있다.Since the present invention described above compensates for the difference between the CAD tool and the chip, the skew difference caused by the delay between clocks generated in the conventional chip can be easily solved without adding a complicated circuit configuration. . In addition, debugging of the chip can be easily implemented, resulting in cost and time savings.
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Citations (4)
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2000
- 2000-01-26 KR KR1020000003604A patent/KR20010076456A/en not_active Application Discontinuation
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