KR20060030365A - 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기 - Google Patents

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Abstract

복수 개의 클럭 주파수 신호에 적응적으로 사용할 수 있는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 개시한다. 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, DCA 컨트롤러 및 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로를 구비한다. 상기 DCA 컨트롤러는, 클럭신호에 대하여 스프레드 스펙트럼을 수행할 것인가를 결정하는 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤 신호 및 피드백신호에 응답하여 제(N+1)컨트롤러신호를 출력한다. 상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 상기 클럭신호, 상기 제(N+1)컨트롤러신호 및 복수 개의 제어신호에 응답하여 상기 피드백신호 및 스프레드 스펙트럼 클럭을 출력한다. 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 상기 복수 개의 제어신호를 조절하여 복수 개의 클럭 주파수 신호에 대하여 적응적으로 사용할 수 있다.
스프레드 스펙트럼 클럭발생기(spread spectrum clock generator)

Description

가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기{A variable spread spectrum clock generator}
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록 다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기의 일 실시 예이다.
도 3은, 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기의 다른 일 실시 예이다.
도 4는 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 경로제어부 및 지연셀의 구성에 대한 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 경로제어부 및 지연셀의 다른 구성에 대한 일 실시 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 스프레드 스펙트럼 발생기의 신호경로가 2개인 경우에 대한 실시 예를 나타낸다.
본 발명은 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기에 관한 것으로서, 특히, 2개 이상의 클럭 주파수를 사용하는 시스템에서 적응적으로(adaptively) 사용할 수 있는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기에 관한 것이다.
컴퓨터의 클럭신호의 주파수가 증가하면 증가할 수록 컴퓨터 시스템의 동작 속도가 향상된다. 그러나 컴퓨터의 클럭신호의 주파수가 증가함에 따라, 상기 고주파수 신호로부터 전자기 방출(Electro Magnetic Interference, 이하 EMI)이 증가하게 된다. 차폐(Shield) 및 필터링(Filtering) 등의 방법을 이용하여 상기 EMI를 감소시킬 수 있는데, 이를 위해 적지 않는 비용이 추가로 필요하게 된다.
스프레드 스펙트럼(Spread Spectrum) 기술은 클럭신호의 주파수를 변조하여 특정 주파수에 몰려있는 에너지를 보다 넓은 주파수 대역에 걸쳐 골고루 분포하도록 하는 것이다. 상기 스프레드 스펙트럼 기술을 이용하면 종래에 사용중인 비용이 많이 드는 차폐 및 필터링 방법을 사용하지 않고도 EMI를 감소시킬 수 있다.
스프레드 스펙트럼 클럭을 발생시키기 위해 현재 사용되고 있는 대부분의 방법에서는, PLL(Phase Locked Loop)을 변형시켜 사용하고 있다. 그러나 상기 PLL은 처리할 수 있는 신호의 주파수 한계 때문에, 일정한 주파수 이상의 주파수에서는 더 이상 사용할 수 없는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(대한민국 공개특허공보 10-2004-0042674)가 제안되었다.
도 1은 종래의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록 다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는, 컨트롤러(CON) 및 지연부(DEL)를 구비하는 복수 개의 지연셀(11 내지 13)들, 제4지연셀(13)의 컨트롤러(CON)의 상태를 초기화하는 컨트롤러 초기화부(20, CON INI.) 및 제1지연셀(11)의 지연부(DEL)에 클럭신호를 제공하는 클럭발생부(30, CLOCK GEN.)를 구비한다.
상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는, 복수 개의 지연셀들(11 내지 13)이 직렬 연결되어 있으며, 어느 하나의 지연셀은 이전의 지연셀 및 이후의 지연셀에 의해서만 신호를 주고받을 수 있다. 예를 들면, 제2지연셀(12)의 지연부(DEL)는 자신의 컨트롤러 및 제1지연셀(11)의 지연부(DEL)의 신호만을 수신할 수 있고, 자신의 컨트롤러 및 제3지연셀(미도시)의 지연부(DEL)에만 신호를 전달할 수 있다. 따라서 클럭발생부(30)에서 발생시킨 클럭신호에 대응되는 스프레드 스펙트럼 클럭신호(Spread Spectrum Clock signal, SSC)를 생성한다.
다시 말하면, 종래의 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 특정 주파수의 클럭 신호가 입력될 때, 하드웨어에 의하여 이미 정해진 오직 한 가지 형태의 스프레드 스펙트럼 클럭신호만이 출력되도록 고안되었다.
그러나, 최근 동일 시스템에서 서로 다른 주파수를 가진 복수 개의 클럭신호들이 사용되는 경우가 많아지고 있는데, 이런 경우 상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 그대로 사용할 수 없거나, 하나로 고정된 형태의 하드웨어로 인하여 EMI의 축소정도가 크게 개선되지 않는 경우에는, 각각의 주파수에 대응하는 새로운 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 별도로 설계하여야 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 복수 개의 클럭 주파수 신호에 적응적으로 사용할 수 있는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, DCA 컨트롤러 및 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로를 구비한다.
상기 DCA 컨트롤러는, 클럭신호에 대하여 스프레드 스펙트럼을 수행할 것인가를 결정하는 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤 신호 및/또는 피드백신호에 응답하여 제(N+1)컨트롤러신호를 출력한다. 상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 상기 클럭신호, 상기 제(N+1)컨트롤러신호 및 복수 개의 제어신호에 응답하여 상기 피드백신호 및 스프레드 스펙트럼 클럭을 출력한다. 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 상기 복수 개의 제어신호를 조절하여 복수 개의 클럭주파수 신호에 적응적으로 사용할 수 있다.
상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 복수 개의 지연셀들 및 복수 개의 경로제어부들을 구비한다. 상기 복수 개의 지연셀들은, 수신된 신호를 각각의 지연셀들에서 하드웨어적으로 미리 정해진 복수 개의 종류의 지정된 시간 중에서 어느 하나의 시간동안 지연시켜 출력한다. 상기 복수 개의 경로제어부들은, 상기 복수 개의 제어신호에 응답하여 상기 복수 개의 지연셀들 사이에서 전달되는 신호들의 경로를 제어한다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기의 일 실시 예이다.
도 2를 참조하면, 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 컨트롤러(CON) 및 지연부(DEL)를 그 구성요소로 하는 복수 개의 지연셀(211 내지 214)들 및 복수 개의 경로제어부(221 및 223)들을 포함하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로(Delay Cell Array, DCA) 및 DCA 컨트롤러(210, CON INI.)를 구비한다. 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 클럭발생기(240, CLOCK GEN.)를 더 구비할 수 도 있다.
제1지연셀(211)은 컨트롤러(CON1) 및 지연부(DEL1)를 구비한다. 컨트롤러(CON1)는, 제1경로제어부(221)로부터 수신된 제1컨트롤러 출력신호(C1) 및 지연부(DEL1)로부터 수신한 신호(D1)를 이용하여 피드백신호(C0)를 출력한다. 지연부(DEL1)는, 클럭발생기(240)로부터 수신한 정 주기 클럭신호 및 컨트롤러(CON1)로부터 수신한 피드백신호(C0)에 대응하여 소정의 기간 지연된 제1지연출력신호(D1)를 제1경로제어부(221)로 출력한다.
제1경로제어부(221)는, 제1제어신호(CTL1)에 응답하여 동작하며, 수신한 2개의 신호들(BP1 및 C2) 중에서 1개의 신호를 선택하여 제1지연셀(211)에 출력(C1)하고, 수신한 제1지연출력신호(D1)를 그대로 제2지연셀(212)에 출력하거나(D2) 제2경로제어부(222)에 바이패스(Bypass) 하여 출력(BP2)한다.
제2지연셀(212)은 컨트롤러(CON2) 및 지연부(DEL2)를 구비한다. 컨트롤러(CON2)는, 제2경로제어부(222)로부터 수신된 제3컨트롤러신호(C3) 및 지연부(DEL2)로부터 수신한 제3지연신호(D3)를 이용하여 제2컨트롤러신호(C2)를 출력한다. 지연부(DEL2)는, 제1경로제어부(221)로부터 수신한 제2지연출력신호(D2) 및 컨트롤러(CON2)로부터 수신한 제2컨트롤러신호(C2)에 대응하여 소정의 기간 지연된 제3지연출력신호(D3)를 제2경로제어부(222)로 출력한다.
제2경로제어부(222)는, 제2제어신호(CTL2)에 응답하여 동작하며, 수신한 2개의 신호들(BP3 및 C4) 중에서 1개의 신호를 선택하여 제2지연셀(212)에 출력(C3)하거나 제1경로제어부(221)에 바이패스 하여 출력(BP1)하고, 수신한 또 다른 신호들(D3 및 BP2)을 그대로 제3지연셀(213)에 출력하거나(D4) 제3경로제어부(미도시)에 바이패스(Bypass) 하여 출력(BP4)한다.
제3지연셀(213)은 컨트롤러(CON3) 및 지연부(DEL3)를 구비한다. 컨트롤러(CON3)는, 제3경로제어부(미도시)로부터 수신된 제5컨트롤러신호(C5) 및 지연부(DEL3)로부터 수신한 신호(D5)를 이용하여 제4컨트롤러신호(C4)를 출력한다. 지연부(DEL3)는, 제2경로제어부(222)로부터 수신한 신호(D4) 및 컨트롤러(CON3)로부터 수신한 제4컨트롤러신호(C4)에 대응하여 소정의 기간 지연된 신호(D5)를 제3경로제 어부(미도시)로 출력한다.
제N경로제어부(223, N은 정수)는, 제N제어신호(CTLN)에 응답하여 동작하며, 수신한 신호(C7)를 제(M-1)지연셀(미도시, M은 정수)에 출력(C6)하거나 제(N-1)경로제어부(미도시)에 출력(BP5)하고, 수신한 또 다른 신호들(D6 및 BP6)을 제M지연셀(214)에 출력(D7)한다.
제M지연셀(214)은 컨트롤러(CON4) 및 지연부(DEL4)를 구비한다. 컨트롤러(CON4)는, DCA 컨트롤러(210)로부터 수신된 제8컨트롤러신호(C8) 및 지연부(DEL4)로부터 수신한 신호(SSC)를 이용하여 제7컨트롤러신호(C7)를 출력한다. 지연부(DEL4)는, 제N경로제어부(223)로부터 수신한 신호(D7) 및 컨트롤러(CON4)로부터 수신한 제7컨트롤러신호(C7)에 대응하여 소정의 기간 지연된 신호(SSC)를 출력한다.
DCA 컨트롤러(210)는, 클럭신호에 대하여 스프레드 스펙트럼을 수행할 것인가를 결정하는 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤신호(혹은 외부신호(EXT.)) 및 제1컨트롤러(CON1)로부터 수신한 피드백신호(C0)에 응답하여 제8컨트롤러신호(C8)를 출력한다.
상술한 바와 같이, 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 복수 개의 제어신호(CTL1 내지 CTLN)를 적절하게 제어하여, 복수 개의 클럭 주파수 신호에 적응적으로 사용할 수 있다. 따라서, 사용 주파수신호가 변하더라도, 어느 정도의 주파수 범위 내에서는, 새로운 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 새로 설계하지 않고 제어신호를 조절하는 것만으로 신호의 에너지를 분산시키는 클럭발생기를 얻을 수 있다.
상기의 설명에서는, 임의의 경로제어부(221 내지 223)로부터 출력되는 신호 중의 하나(BP1 내지 BP6)가, 하나의 지연셀을 바이패스 하는 것으로 표현되었지만, 2개 이상의 지연셀을 바이패스 하는 것도 가능하다.
도 3은, 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기의 다른 일 실시 예이다.
도 3을 참조하면, DCA 컨트롤러(210)의 입력신호가, 도 2에 도시 된 경우와 다른 것을 알 수 있다. 즉, DCA 컨트롤러(210)의 입력신호가 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤신호(또는 외부신호(EXT.)) 및/혹은 스프레드 스펙트럼 클럭(SSC)에 대응하여 동작한다.
도 4는 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 경로제어부 및 지연셀의 구성에 대한 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 상기 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 경로제어부 및 지연셀의 다른 구성에 대한 일 실시 예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 컨트롤러는 자신이 포함된 지연셀의 구성요소인 지연부로부터 출력되는 지연신호에 응답하여 동작하는데 반해, 도 4를 참조하면, 상기 클럭신호가 지연되어 가는 경로가 왼쪽에서 오른 쪽으로 진행된다고 할 때, (N-1)번째 컨트롤러(CON(N-1))는 N번째 지연부(DEL(N))로부터 출력되는 지연신호(D(N))에 응답하여 동작한다. 또한 도 5를 참조하면, (N+1)번째 컨트롤러(CON(N)) (N)번째 지연부(DEL(N))로부터 출력되는 지연신호(D(N))에 따라 동작하는 것을 알 수 있다.
도 4 및 도 5의 경우, 컨트롤러는 자신이 속하는 지연셀에 위치하는 지연부 로부터 출력되는 지연신호를 사용하는 것이 아니라, 이 전 또는 이 후에 위치하는 지연셀을 구성하는 지연부로부터 출력되는 지연신호를 사용한다는 점에서 도 2의 경우와 다르다.
도 4 및 도 5에서는, 컨트롤러가 신호의 진행방향을 기준으로 할 때, 하나의 지연셀 만큼의 차이가 있는 지연신호에 따라 동작하는 것으로 도시되었지만, 2개 이상의 경우도 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 구성하는 스프레드 스펙트럼 발생회로의 신호경로가 2개인 경우에 대한 실시 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 경로제어부(P/CN)의 사이에 존재하는 지연셀들의 배치를 적당히 조절하면 2개의 신호경로를 구성할 수 있음을 보여준다. 도 6에 포함된 개념을 확장하면, 2개 이상의 신호경로를 구현할 수 있음도 당연하다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기는, 소정의 제어신호만을 이용하여 복수 개의 주파수 신호에 대응하는 스펙트럼 신호를 생성시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서, 복수 개의 주파수 신호가 사용되는 시스템의 경우, 복수 개의 신호들에 대한 각각의 스프레드 스펙트럼 클럭발생기를 별도로 설계하지 않아도 되므로, 설계에 들어가는 비용 및 시간을 절약할 수 있다.

Claims (7)

  1. 클럭입력신호에 대하여 스프레드 스펙트럼을 수행할 것인가를 결정하는 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤 신호 및/혹은 피드백 신호를 수신하여 DCA(Delay Cell Array) 컨트롤 신호를 출력하는 DCA 컨트롤러; 및
    상기 클럭입력신호, 상기 DCA 컨트롤 신호 및 복수 개의 경로제어신호에 응답하여 상기 피드백 신호 및 상기 클럭 입력신호에 대한 스프레드 스펙트럼 클럭을 출력하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로를 구비하며,
    상기 스프레드 스펙트럼 클럭의 변조 특성은 상기 복수 개의 경로제어신호에 응답하여 조절되는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로는,
    수신된 신호를 미리 정해진 시간만큼 지연시켜 출력하는 복수 개의 지연셀들; 및
    상기 복수 개의 경로제어신호에 응답하여 상기 복수 개의 지연셀들 사이에서 전달되는 신호들의 경로를 제어하는 적어도 1개의 경로제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수 개의 지연셀들은,
    상기 적어도 1개의 경로제어부 좌우측 또는 경로제어부들 사이에 적어도 하나 이상 존재하며, 상기 지연셀들이 적어도 하나의 신호경로를 구성하는 것을 특징으로 하는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수 개의 지연셀들 각각은,
    컨트롤러 및 지연부를 구비하며,
    상기 컨트롤러는, 다른 지연셀 또는 소정의 경로제어부로부터 수신한 컨트롤러신호 및 동일한 지연셀에 포함된 지연부의 지연신호 또는 다른 지연셀에 포함된 지연부의 지연신호에 응답하여 다른 컨트롤러신호를 출력하며,
    상기 지연부는, 다른 지연셀 또는 소정의 경로제어부로부터 수신한 지연신호를 상기 다른 컨트롤러신호에 응답하여 각각의 지연셀에서 하드웨어적으로 미리 정해진 복수 개의 종류의 시간 중 어느 하나의 시간동안 지연시킨 상기 지연신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로는,
    상기 클럭발생기의 출력신호 및 제2지연셀 또는 제1경로제어부의 제2컨트롤러신호를 수신하여, 제1컨트롤러신호 및 제1지연신호를 출력하는 제1지연셀;
    제(N+1)컨트롤러신호 및 소정의 경로제어부로부터 수신한 제(N+1)지연신호에 응답하여 제N컨트롤러신호 및 상기 스프레스 스펙트럼 클럭을 출력하는 제N지연셀(N은 정수);
    상기 제1지연셀 및 상기 제N지연셀 사이에 서로 번갈아 가면서 존재하는 복수 개의 지연셀들; 및
    상기 제1지연셀 및 상기 제N지연셀 사이에 서로 번갈아 가면서 존재하는 복수 개의 경로제어부들을 구비하며,
    상기 피드백신호는 상기 제1 내지 제(N+1)컨트롤러신호 및 상기 제1 내지 제(N+1)지연신호들 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 가변 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  6. 클럭입력신호에 대하여 스프레드 스펙트럼을 수행할 것인가를 결정하는 SSCG(Spread Spectrum Clock Generator)컨트롤 신호 및/또는 피드백 신호를 수신하여 DCA(Delay Cell Array) 컨트롤 신호를 출력하는 DCA 컨트롤러; 및
    상기 클럭입력신호 및 상기 DCA 컨트롤 신호에 응답하여 상기 피드백 신호 및 상기 클럭 입력신호에 대한 스프레드 스펙트럼 클럭을 출력하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로를 구비하며,
    상기 스프레드 스펙트럼 클럭발생회로는 복수 개의 지연셀들로 구성되어 있 으며, 상기 복수 개의 지연셀들 각각은 컨트롤러 및 지연부를 구비하고, 하나의 지연셀에 포함된 컨트롤러는, 다른 지연셀 또는 경로제어부로부터 수신한 컨트롤러신호 및 동일한 지연셀에 포함된 지연부의 지연신호 또는 다른 지연셀에 포함된 지연부의 지연신호에 응답하여 다른 컨트롤러신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피드백신호는,
    상기 컨트롤러로부터 출력되는 컨트롤러신호들 및 상기 지연부로부터 출력되는 지연신호들 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭발생기.
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