KR20080022451A - Circuit of multi phase clock generator minimizing jitter in source synchronous interface and a method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 종래의 QDR(Quad Data Rate) 인터페이스 시스템이다.1 is a conventional Quad Data Rate (QDR) interface system.
도 2는 PLL(Phase Locked Loop) 및 DLL(Delay Locked Loop)의 지터(jitter)의 주파수에 따른 출력 신호의 지터의 특성을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph illustrating jitter characteristics of an output signal according to jitter frequencies of a phase locked loop (PLL) and a delay locked loop (DLL).
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator)(300)를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a multi
도 4는 도 3의 위상 보간기(Phase Interpolator)의 구조를 나타낸 회로도이다.FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a structure of a phase interpolator of FIG. 3.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a multi-phase clock generation circuit according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지터 최소화를 위한 다중 위상 클럭 발생 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a multi-phase clock generation method for jitter minimization according to an embodiment of the present invention.
도 7은 주파수에 따른 수신단에서의 지터 성분의 크기를 나타내는 것이다. Figure 7 shows the magnitude of the jitter component at the receiving end according to the frequency.
본 발명은 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator) 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 소스 동기 인터페이스(source synchronous interface)에서 지터(jtter)를 최소화하는 다중 위상 클럭 발생 회로 및 그 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multi phase clock generator and a method thereof, and more particularly, to a multi phase clock generator circuit and a method for minimizing jitter in a source synchronous interface.
기존의 DDR(Doule Data Rate) 및 GDDR(Graphic Double Data Rate) DRAM에서는 데이터 전송을 위하여 스트로브(strobe) 신호를 사용한다. DDR 인터페이스는 콘트롤러(cotroller)나 DRAM에서 데이터를 전송할 때 데이터 스트로브 신호(DQS)의 라이징 에지(rising edge) 및 폴링 에지(falling edge)를 사용하고, 데이터를 판별할 때 역시 라이징 에지 및 폴링 에지를 사용한다. 이 방식은 데이터 스트로브 신호(DQS) 주파수보다 2배 빠른 속도로 데이터를 전송시킨다는 장점 및 데이터(DQ)와 데이터 스트로브 신호(DQS)가 동일한 경로로 전송되므로 위상 노이즈(phase noise)가 공통으로 인가되어 제거 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한 수신 칩에 별도의 DLL(Delay Locked Loop)이나 PLL(Phase Locked Loop)을 필요로 하지 않는다는 장점도 있다. 그러나, 데이터 전송 속도가 높아지면 데이터 스트로브 신호(DQS)의 주파수도 높아져야 한다는 단점이 있다. 예를 들어, 데이터 전송 속도가 Gb/s(giga bit/sec) 이상이 되는 메모리 시스템에서는 데이터 스트로브 신호(DQS)의 주파수도 GHz(giga hertz) 이상이 되어야 하는데, 이 경우 칩 상에서 데이터 스트로브 신호(DQS)의 분배가 힘들고 데이터(DQ)를 판별하기도 힘든 문제가 있다.Conventional Dole Data Rate (DDR) and Graphic Double Data Rate (GDDR) DRAMs use strobe signals for data transfer. The DDR interface uses the rising and falling edges of the data strobe signal (DQS) when transferring data from a controller or DRAM, and also determines the rising and falling edges when determining data. use. This method has the advantage of transmitting data twice as fast as the data strobe signal (DQS) frequency and phase noise is commonly applied because data DQ and data strobe signal (DQS) are transmitted in the same path. It has the advantage of being removable. It also has the advantage of not requiring a separate delay locked loop (DLL) or phase locked loop (PLL) on the receiving chip. However, there is a disadvantage that the higher the data transmission rate, the higher the frequency of the data strobe signal DQS. For example, in a memory system having a data transfer rate of more than Gb / s (giga bit / sec), the frequency of the data strobe signal (DQS) should also be greater than or equal to GHz (giga hertz). DQS) is difficult to distribute and difficult to determine data DQ.
이러한 문제를 해결하기 위하여 QDR(Quad Data Rate) 방식이 도입되었다. QDR 방식은 0도, 90도, 180도, 270도의 위상을 갖는 클럭들 각각의 라이징 에지를 사용해 데이터를 전송하는 방식이다. QDR 방식을 사용하면 클럭 주파수보다 4배 빠른 데이터 전송 속도를 달성할 수 있다.In order to solve this problem, a quad data rate (QDR) method has been introduced. The QDR method is a method of transmitting data using rising edges of clocks having phases of 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees. The QDR method can achieve data transfer rates four times faster than the clock frequency.
도 1은 종래의 QDR(Quad Data Rate) 인터페이스 시스템(100)이다.1 is a conventional Quad Data Rate (QDR)
도 1을 참조하면, QDR 인터페이스 시스템(100)의 수신단(RX)(110)은 다중 위상 클럭(multi phase clock)을 생성하기 위한 PLL(RX_PLL) 또는 DLL(RX_DLL)을 필요로 한다. 송신단(TX)(150)은 데이터 신호(DQ)를 수신단(110)에 전송하면서 동시에 외부 클럭 신호(Ext_clk)를 수신단(110)에 전송한다. 수신단(110)에서는 외부 클럭 신호(Ext_clk)를 입력으로 PLL(RX_PLL) 또는 DLL(RX_DLL)이 내부 클럭 신호(Int_clk)를 생성하여 데이터를 판별한다. 이 경우 송신단(150)에서 PLL(TX_PLL)을 지나면서 발생한 지터(jitter)가 데이터 신호(DQ) 및 외부 클럭 신호(Ext_clk)에 동일하게 인가되기 때문에 수신단(110)에서 상기 지터를 제거할 수 있다.Referring to FIG. 1, the receiving end (RX) 110 of the
그러나, 상기와 같이 지터가 제거되는 경우는 고주파인지 저주파인지에 따라 다른 모습을 보이게 된다.However, when the jitter is removed as described above, a different state is displayed depending on whether the jitter is a high frequency or a low frequency.
도 2는 PLL 및 DLL의 지터(jitter)의 주파수에 따른 출력 신호의 지터의 특성을 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing jitter characteristics of an output signal according to jitter frequencies of the PLL and the DLL.
도 2(a)는 PLL의 지터의 주파수에 따른 출력 신호의 지터의 특성을 나타내는 그래프이다. 도 2(a)를 참조하면, PLL은 PLL 대역폭(bandwidth)보다 높은 주파수의 신호는 차단(filtering)하는 특성을 보인다. 도 2의 수신단(110)이 PLL(RX_PLL)인 경우, PLL 대역폭보다 높은 주파수 성분의 지터는 PLL(RX_PLL)에서 차단되므로 데이터 신호(DQ)에는 지터 성분이 있으나 내부 클럭 신호(Int-clk)에는 지터 성분이 차단된다. 따라서, PLL 대역폭보다 높은 주파수 성분의 지터를 가지는 경우 수신단(110)에서 상기 지터가 제거되지 않는다.2 (a) is a graph showing the jitter characteristic of the output signal according to the jitter frequency of the PLL. Referring to FIG. 2A, the PLL filters a signal having a frequency higher than the PLL bandwidth. When the
도 2(b)는 DLL의 지터의 주파수에 따른 출력 신호의 지터의 특성을 나타내는 그래프이다. 도 2(b)를 참조하면, DLL은 입력 신호의 지터를 통과시키는 특성을 보인다. 그러나, 지터의 주파수가 고주파인 경우 DLL은 자체에서 지연이 발생하므로 송신단(150)에서 인가된 고주파 지터는 데이터 신호(DQ)와 DLL 출력에서 위상 차이가 발생해서 지터 성분이 오히려 합해지는 효과가 발생한다. 따라서, DLL 지연 시간이 영향을 주는 주파수 이상의 고주파가 되면, 데이터 신호(DQ)의 지터 성분과 내부 클럭 신호(Int_clk)의 지터 성분을 합한 만큼의 지터가 발생하게 된다.Figure 2 (b) is a graph showing the jitter characteristics of the output signal according to the jitter frequency of the DLL. Referring to FIG. 2 (b), the DLL exhibits a property of passing jitter of the input signal. However, when the jitter frequency is a high frequency, the DLL generates a delay in itself, so that the high frequency jitter applied by the transmitting
결과적으로, PLL 대역폭 내에서는 PLL이나 DLL 모두 동일하게 지터 성분을 제거하는 효과를 가지고, PLL 대역폭을 초과하고 DLL 지연 시간이 영향을 주는 주파수 이하의 주파수 범위에서는 DLL이 더 좋은 지터 제거 능력을 가진다. 또한, DLL 지연 시간이 영향을 주는 주파수 이상의 주파수에서는 다시 PLL이 더 좋은 지터 제거 능력을 가지게 된다.As a result, within the PLL bandwidth, both the PLL and the DLL have the same effect of removing jitter, and the DLL has better jitter rejection in the frequency range above the PLL bandwidth and below the frequency at which the DLL latency affects. In addition, at frequencies above the frequency at which the DLL delay affects, the PLL again has better jitter rejection.
그러나, 실제 시스템에서는 그 구현 이전에 지터 성분이 어떻게 되는지 예측 하기 어렵고, 종래와 같이 PLL 및 DLL 중 어느 하나만 사용하여 지터를 제거하는 경우 지터 성분을 제거하는 효율에 문제가 있었다.However, in actual systems, it is difficult to predict what happens to the jitter component before its implementation, and there is a problem in the efficiency of removing the jitter component when only one of the PLL and the DLL is used to remove the jitter.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 PLL 및 DLL의 특성을 모두 가지고 있고 시스템의 특성에 맞게 상기 PLL 및 DLL의 출력 신호의 특성을 변화시켜 지터를 최소화할 수 있는 다중 위상 클럭 발생 회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a multi-phase clock generation circuit having both characteristics of a PLL and a DLL, and minimizing jitter by changing characteristics of an output signal of the PLL and a DLL according to characteristics of a system.
본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는 PLL 및 DLL의 특성을 모두 가지고 있고 시스템의 특성에 맞게 상기 PLL 및 DLL의 출력 신호의 특성을 변화시켜 지터를 최소화 할 수 있는 다중 위상 클럭 발생 방법을 제공하는데 있다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to provide a multi-phase clock generation method having both characteristics of the PLL and DLL and minimizing jitter by changing the characteristics of the output signal of the PLL and DLL according to the characteristics of the system. .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator)는 기준 클럭 신호에 응답하여 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 PLL(Phase Locked Loop); 상기 기준 클럭 신호에 응답하여 상기 제1 다중 위상 클럭 신호와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 DLL(Delay Locked Loop); 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 입력으로 하여 인터폴레이트(interpolate)된 신호를 출력하는 복수의 위상 보간기(phase interpolator); 및 상기 위상 보간기에서 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 지터(jitter)가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a multi-phase clock generator (PLL) generates and outputs a plurality of first multi-phase clock signals in response to a reference clock signal. ); A delay locked loop (DLL) for generating and outputting the same number of second multi-phase clock signals as the first multi-phase clock signal in response to the reference clock signal; A plurality of phase interpolators configured to output an interpolated signal by inputting the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal; And a controller configured to control the first interpolator to interpolate the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal at a rate of minimizing jitter.
상기 제어부는 상기 다중 위상 클록 발생 회로가 포함되는 칩에 내장된 지터 측정회로에서 측정된 지터 측정값에 의하여 상기 지터가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어하거나, 상기 다중 위상 클록 발생 회로가 포함되는 칩 외부에서 상기 지터가 최소화 되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어하는 것이 바람직하다.The controller may be configured to control the interpolation at a rate of minimizing the jitter by the jitter measurement value measured by the jitter measurement circuit embedded in the chip including the multi-phase clock generation circuit, or the chip including the multi-phase clock generation circuit. It is desirable to control such that the jitter is externally interpolated at a rate that is minimized.
상기 다중 위상 클럭 발생 회로는 QDR(Quad Data Rate) 인터페이스 시스템에서 사용되는 것이 바람직하다.The multi-phase clock generation circuit is preferably used in a quad data rate (QDR) interface system.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator)는 기준 클럭 신호에 응답하여 컨트롤 전압 신호 및 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 PLL(Phase Locked Loop); 상기 기준 클럭 신호 및 상기 PLL에서 출력한 컨트롤 전압 신호에 응답하여 상기 제1 다중 위상 클럭 신호와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 전압 제어 지연 회로(Voltage Controlled Delay Line); 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 입력으로 하여 인터폴레이트(interpolate)된 신호를 출력하는 복수의 위상 보간기(Phase Interpolator); 및 상기 위상 보간기에서 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 지터(jitter)가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a multi phase clock generator generates and outputs a control voltage signal and a plurality of first multi-phase clock signals in response to a reference clock signal. Phase Locked Loop (PLL); A voltage controlled delay circuit configured to generate and output the same number of second multi-phase clock signals as the first multi-phase clock signal in response to the reference clock signal and the control voltage signal output from the PLL; A plurality of phase interpolators configured to output interpolated signals by inputting the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal; And a controller configured to control the first interpolator to interpolate the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal at a rate of minimizing jitter.
상기 PLL은 상기 기준 클럭 신호 및 내부 클럭 신호를 비교해서 그 위상차를 검출하여 출력하는 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector); 상기 위상 주파수 검출기의 출력 신호를 전압 신호로 변환하는 전하 펌프(Charge Pump); 상기 전압 신호로부터 지연 시간을 가변하기 위한 상기 컨트롤 전압 신호를 출력하는 루프 필터(Loop Filter); 및 상기 컨트롤 전압 신호에 따라서 상기 기준 클럭 신호의 지연시간을 조정하여 상기 내부 클럭 신호로 출력하는 전압 제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator)를 구비하는 것을 특징으로 한다.The PLL includes: a phase frequency detector for comparing the reference clock signal and an internal clock signal to detect and output a phase difference thereof; A charge pump converting the output signal of the phase frequency detector into a voltage signal; A loop filter outputting the control voltage signal for varying a delay time from the voltage signal; And a voltage controlled oscillator for adjusting the delay time of the reference clock signal according to the control voltage signal and outputting the delayed clock signal as the internal clock signal.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 방법은 PLL(Phase Locked Loop)을 사용하여 기준 클럭 신호에 응답하는 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 단계; DLL(Delay locked Loop)을 사용하여 상기 기준 클럭 신호에 응답하는 상기 제1 다중 위상 클럭 신호와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 단계; 및 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 지터(jitter)가 최소화되는 비율로 인터폴레이트(interpolate)하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a multi-phase clock according to an embodiment of the present invention. The method includes generating and outputting a plurality of first multi-phase clock signals in response to a reference clock signal using a phase locked loop (PLL). ; Generating and outputting the same number of second multi-phase clock signals as the first multi-phase clock signal in response to the reference clock signal using a delay locked loop (DLL); And interpolating and outputting the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal at a rate where jitter is minimized.
상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 방법은 PLL(Phase Locked Loop)을 사용하여 기준 클럭 신호에 응답하는 컨트롤 전압 신호 및 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 단계; 전압 제어 지연 회로(Voltage Controlled Delay Line)를 사용하여 상기 기준 클럭 신호 및 상기 PLL에서 출력한 컨트롤 전압 신호에 응답하는 상기 제1 다중 위상 클럭 신호와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호를 생성하여 출력하는 단계; 및 상기 제1 다중 위상 클럭 신호 및 상기 제2 다중 위상 클럭 신호를 지터(jitter)가 최소화되는 비율로 인터폴레이트(interpolate)하여 출력하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of generating a multi-phase clock according to a control voltage signal and a plurality of first multi-phase clock signals in response to a reference clock signal using a phase locked loop (PLL). Generating and outputting; Generate and output the same number of second multi-phase clock signals as the first multi-phase clock signal in response to the reference clock signal and the control voltage signal output from the PLL using a voltage controlled delay circuit. Making; And interpolating and outputting the first multi-phase clock signal and the second multi-phase clock signal at a rate where jitter is minimized.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator)(300)를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a multi
도 3을 참조하면, 본 발명의 다중 위상 클럭 발생 회로는 PLL(Phase Locked Loop) 및 DLL(Delay Locked Loop)의 특성을 모두 가지고 있고, 시스템의 특성에 따라 상기 PLL 및 DLL의 특성을 변화시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(300)는 PLL(310), DLL(320), 위상 보간기(PI : Phase Interpolator) (330) 및 제어부(340)를 구비하고 있다. Referring to FIG. 3, the multi-phase clock generation circuit of the present invention has both characteristics of a phase locked loop (PLL) and a delay locked loop (DLL), and may change characteristics of the PLL and the DLL according to characteristics of a system. have. The multi-phase
PLL(310)은 일반적인 PLL과 동일한 구조를 가지고 있다. 즉, 기준 클럭 신호(Ref_clk) 및 PLL(310)의 내부 클럭 신호를 비교해서 그 위상차를 검출하여 출력하는 위상 주파수 검출기(PFD : Phase Frequency Detector), 상기 위상 주파수 검출기(PFD)의 출력 신호를 전압 신호로 변환하는 전하 펌프(CP : Charge Pump), 상기 전압 신호로부터 지연 시간을 가변하기 위한 컨트롤 전압 신호를 출력하는 루프 필터(LP : Loop Filter) 및 상기 컨트롤 전압 신호에 따라서 상기 기준 클럭 신 호(Ref_clk)의 지연시간을 조정하여 상기 PLL(310)의 내부 클럭 신호로 출력하는 전압 제어 발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)를 구비한다. 본 발명의 PLL(310)은 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270)를 생성하여 출력하는데, 구체적으로는 도 5와 함께 설명한다.The
DLL(320) 역시 일반적인 DLL과 동일한 구조를 가지고 있다. DLL(320)의 구성은 PLL(310)의 상기 전압 제어 발진기(VCO) 대신에 전압 제어 지연 회로(VCDL : Voltage Controlled Delay Line)구비하고, 내부 클럭 신호를 피드백(feed-back)하지 않는 것이 PLL(310)과 다르다. 상기 사항을 제외하고는 PLL(310)과 동일하므로 DLL(320)에 대한 자세한 설명은 생략한다. 본 발명의 DLL(320)은 상기 제1 다중 위상 클럭 신호와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 생성하여 출력하는데, 구체적으로는 도 5와 함께 설명한다.The
위상 보간기(PI)(330)는 상기 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270) 및 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 입력으로 하여 인터폴레이트(interpolate)된 신호(P0, P90, P180, P270)를 출력한다. 인터폴레이트란 위상이 서로 다른 두 신호를 각각 일정한 비율로 가중치(weight)를 주어 평균을 취하는 것을 의미한다. 구체적으로 인터폴레이트하는 방법에 대하여는 도 5와 함께 설명한다. 위상 보간기(330)의 구조 역시 일반적인 위상 보간기와 동일한 구조를 가진다. 위상 보간기(330)의 구조는 도 4와 함께 설명한다.A phase interpolator (PI) 330 interpolates the first multi-phase clock signals PP0, PP90, PP180, and PP270 and the second multi-phase clock signals PD0, PD90, PD180, and PD270 as inputs. ) And outputs the P0, P90, P180, and P270 signals. Interpolate means averaging two signals having different phases by weighting them at a constant ratio. In detail, a method of interpolating will be described with reference to FIG. 5. The structure of the
제어부(340)는 위상 보간기(330)에서 상기 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270) 및 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 지 터(jitter)가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어한다. 즉, 제어부(340)는 상기 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270) 및 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 어느 정도의 비율로 가중치를 줄 것인지를 제어하여 시스템에서 지터가 최소가 되도록 제어한다.The
제어부(340)는 다중 위상 클럭 발생 회로(300)가 포함되는 칩에 내장된 지터 측정회로에서 측정된 지터 측정값에 의하여 지터가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어할 수도 있고, 상기 칩 외부에서 지터가 최소화되는 비율로 인터폴레이트되도록 제어할 수도 있다.The
도 4는 도 3의 위상 보간기(PI)(330)의 구조를 나타낸 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating a structure of the phase interpolator (PI) 330 of FIG. 3.
도 4(a)는 인버터들로 구현한 위상보간기(330)의 구조이다. PLL(310)의 출력 신호(PP0)는 병렬 연결된 복수의 인버터(410, 420)에 입력되고, DLL(320)의 출력 신호(PD0)는 병렬 연결된 복수의 인버터(430, 440)에 입력된다. 상기 인버터들(410, 420, 430, 440)은 제어부(340)의 제어 신호(SW1, /SW1, ... SW4, /SW4)에 의하여 제어되고, 상기 인버터들(410, 420, 430, 440)의 출력 신호는 다시 인버터(450)를 통하여 위상 보간기(330)의 출력 신호(P0)로 출력된다.4 (a) illustrates the structure of the
도 4(b)는 도 4(a)의 인버터들(410, 420)의 회로도이다. 도 4(b)에서는 PLL(310) 출력 신호(PP0)가 입력되는 인버터들(410, 420)에 대하여만 도시하였으나, DLL(320) 출력 신호(PD0)가 입력되는 인버터들(430, 440) 역시 동일한 구조를 가지고 있다. 제어신호(SW1, /SW1, SW2, /SW2)에 의하여 인버터(410, 420) 내부의 PMOS 트랜지스터 및 NMOS 트랜지스터를 턴 온(turn-on) 또는 턴-오프(turn-off)함 으로써 PLL(310)의 출력 신호(PP0)의 가중치를 조절한다. 동일한 방법으로 DLL(320)의 출력 신호(PD0)의 가중치를 조절하여 상기 두 출력 신호(PP0, PD0)를 인터폴레이트하여 출력 신호(P0)를 생성한다.FIG. 4B is a circuit diagram of the
도 4(a) 및 (b)에서는 두개의 인버터를 병렬로 연결한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 병렬 연결된 인버터의 개수는 임의로 변경이 가능하다. 또한, 상기 제어 신호로 스위치 역할을 하는 트랜지스터를 제어하는 인버터로 구현한 경우를 예로 들었으나, 제어 신호로 전류를 제어하는 차동 증폭기(Differential Amplifier)로 구현될 수도 있다. 4 (a) and 4 (b), the case where two inverters are connected in parallel has been described as an example. However, the number of the inverters connected in parallel may be arbitrarily changed. In addition, the case where the control signal is implemented as an inverter for controlling the transistor serving as an example, but may be implemented as a differential amplifier (Differential Amplifier) for controlling the current by the control signal.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(500)를 나타내는 블록도이다.5 is a block diagram illustrating a multi-phase
도 5를 참조하면, 도 5의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(500)는 도 3의 실시예에서 DLL(320)대신에 상기 DLL이 구비하는 전압 제어 지연 회로(VCDL)(520)을 사용하고 있다. PLL(510)의 전압 제어 발진기(VCO)는 컨트롤 전압 신호(Vctl)에 의하여 제어되는데, 전압 제어 지연 회로(VCDL)(520) 역시 PLL(510)에서 생성되어 출력되는 상기 컨트롤 전압 신호(Vctl)에 의하여 제어될 수 있다. 따라서, 전압 제어 지연 회로(VCDL)(520)는 상기 기준 클럭 신호(Ref_clk) 및 상기 컨트롤 전압 신호(Vctl)에 응답하여 PLL(510)이 생성하는 복수의 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270)와 동일한 수의 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 생성하여 출력한다. PLL(510), 위상 보간기(530) 및 제어부(540)의 구성은 도 3의 경우와 동일하다. 도 5의 실시예에 따른 다중 위상 클럭 발생 회로(500)는 상기 DLL 대신에 전압 제어 지연 회로(VCDL)(520)를 사용함으로써 회로의 크기를 감소시킬 수 있다.Referring to FIG. 5, the multi-phase
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지터 최소화를 위한 다중 위상 클럭 발생 방법의 흐름도이다.6 is a flowchart of a multi-phase clock generation method for jitter minimization according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 6을 참조하여, QDR(Quad Data Rate) 인터페이스 시스템에서 다중 위상 클럭 발생 회로(300)가 사용되는 방법을 설명한다. QDR 인터페이스 시스템에서는 위상차가 90도인 4개의 클럭을 생성한다. 따라서, PLL(310)에서 위상차가 90도인 4개의 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270)를 생성하여 위상 보간기(330)로 출력한다(S610). DLL(320) 역시 위상차가 90도인 4개의 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 생성하여 위상 보간기(330)로 출력한다(S620). 위상 보간기(330)에서는 제어부(340)에서 제어하는 가중치의 비율에 따라 상기 제1 다중 위상 클럭 신호(PP0, PP90, PP180, PP270) 및 제2 다중 위상 클럭 신호(PD0, PD90, PD180, PD270)를 인터폴레이트하여 출력 신호(P0, P90, P180, P270)를 출력한다(S630). 제어부(340)는 시스템에서 지터(jitter)가 최소화되도록 위상 보간기(330)를 제어하므로, 위상 보간기(330)에서 인터폴레이트되어 출력되는 신호는 최소의 지터 성분을 가지게 된다.3 and 6, a method of using the multi-phase
도 7은 주파수에 따른 수신단에서의 지터 성분의 크기를 나타내는 것이다. 도 7(a)는 상기 PLL의 출력 신호이고, 도 7(b)는 상기 DLL의 출력 신호이다.Figure 7 shows the magnitude of the jitter component at the receiving end according to the frequency. FIG. 7A is an output signal of the PLL, and FIG. 7B is an output signal of the DLL.
도 3 및 도 7(a)를 참조하면, PLL(310)의 출력 신호는 PLL 대역폭인 x구간에서는 데이터 신호(DQ)의 지터 성분과 PLL(310)의 출력 신호의 지터 성분이 서로 상 쇄되어 지터 성분이 사라진다. 그러나, 상기 PLL 대역폭보다 높은 주파수를 가지는 y구간 및 z구간에서는 PLL(310) 출력 신호의 지터 성분이 차단되므로 수신단에서는 데이터 신호(DQ)의 지터 성분은 남아 있게 된다.3 and 7 (a), the output signal of the
도 3 및 도 7(b)를 참조하면, DLL(320)의 출력신호는 DLL(320) 지연 시간이 영향을 주는 주파수 이하의 x구간 및 y구간에서는 데이터 신호(DQ)의 지터 성분과 DLL(320)의 출력 신호의 지터 성분이 서로 상쇄되어 지터 성분이 사라진다. 그러나, 상기 DLL(320) 지연 시간이 영향을 주는 주파수 이상의 z구간에서는 DLL(320) 자체에서 지연이 발생하여 데이터 신호(DQ)의 지터 성분과 DLL(320) 출력 신호의 지터 성분을 합한 만큼의 지터 성분이 나타나게 된다.3 and 7 (b), the output signal of the
따라서, 시스템을 구현한 뒤 주파수에 따른 지터 성분을 확인하여 지터 성분이 최소가 되도록 PLL(310) 출력 신호 및 DLL(320) 출력 신호의 가중치의 비율을 제어부(340)에서 제어한다. 즉, 상기 도 7(a) 및 도 7(b)에서 x구간에서는 PLL(310) 출력 신호 또는 DLL(320) 출력 신호 어느 것을 위상 보간기(330)에서 출력하여도 무방하나, y구간에서는 PLL(310) 출력 신호는 차단하고 DLL(320) 출력 신호만을 위상 보간기(330)에서 출력하여 지터 성분을 차단할 수 있다. 또한, z구간에서는 DLL(320) 출력 신호의 지터 성분이 매우 크므로 DLL(320) 출력 신호는 차단하고 PLL(310) 출력 신호만을 위상 보간기(330)에서 출력하여 지터 성분을 최소화할 수 있다. 상기의 예는 극단적으로 PLL(310) 출력 신호 및 DLL(320) 출력 신호 중 어느 하나에만 가중치를 두어 위상 보간기(330)에서 출력하는 경우를 예로 들었으나, 필요에 따라 그 가중치의 비율을 조절하여 출력할 수도 있다.Therefore, the
도 7(c)는 도 7(a) 및 도 7(b)의 출력신호를 50%의 가중치를 두고 인터폴레이트했을 경우의 위상 보간기(330)의 출력 신호를 나타낸다. 이와 같이, PLL(310) 출력 신호 및 DLL(320) 출력 신호의 비를 1:1로 하여 인터폴레이트할 수도 있고, 다른 비율로 인터폴레이트할 수도 있다. 가중치의 비율은 구현된 시스템의 특성에 적합하도록 제어부(340)에서 변화시킬 수 있다.FIG. 7C illustrates an output signal of the
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 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 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 소스 동기 인터페이스(source synchronous interface)에서 지터(jtter)를 최소화하는 다중 위상 클럭 발생 회로(multi phase clock generator) 및 그 방법은 PLL 및 DLL의 특성을 모두 가지고 있으므로 시스템의 특성에 맞게 상기 PLL 및 DLL의 출력 신호의 특성을 변화시켜 지터를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.As described above, a multi phase clock generator and a method for minimizing jitter in a source synchronous interface according to the present invention have both characteristics of a PLL and a DLL. By changing the characteristics of the output signal of the PLL and DLL according to the characteristics there is an advantage that can minimize the jitter.
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060085878A KR20080022451A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Circuit of multi phase clock generator minimizing jitter in source synchronous interface and a method thereof |
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KR1020060085878A KR20080022451A (en) | 2006-09-06 | 2006-09-06 | Circuit of multi phase clock generator minimizing jitter in source synchronous interface and a method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8026749B2 (en) | 2008-11-19 | 2011-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Phase locked loop circuit, method of operating phase locked loop circuit and semiconductor memory device including phase locked loop circuit |
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2006
- 2006-09-06 KR KR1020060085878A patent/KR20080022451A/en not_active Application Discontinuation
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