KR20120119893A - Duty cycle correction circuit - Google Patents
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Abstract
클럭 신호의 듀티 비(duty rate)를 보정하여 출력하는 듀티 사이클 보정 회로(Duty Cycle Correction Circuit, DCC)에 관한 것으로, 제어 신호를 피드백 받아 입력 클럭 신호의 듀티 비를 보정하여 보정 클럭 신호를 생성하기 위한 듀티 사이클 제어부, 상기 보정 클럭 신호의 듀티 비를 검출하여 검출 신호를 출력하기 위한 듀티 사이클 검출부, 및 상기 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하기 위한 제어 신호 생성부를 구비하는 듀티 사이클 보정 회로가 제공된다. A duty cycle correction circuit (DCC) for correcting and outputting a duty ratio of a clock signal. The method relates to a duty cycle correction circuit for generating a corrected clock signal by receiving a control signal and correcting the duty ratio of an input clock signal. A duty cycle correction circuit having a duty cycle control unit for detecting a duty ratio of the correction clock signal and outputting a detection signal, and a control signal generation unit for generating the control signal in response to the detection signal; Is provided.
Description
본 발명은 반도체 집적회로 설계 기술에 관한 것으로, 특히 클럭 신호의 듀티 비(duty rate)를 보정하여 출력하는 듀티 사이클 보정 회로(Duty Cycle Correction Circuit, DCC)에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit design technology, and more particularly, to a duty cycle correction circuit (DCC) for correcting and outputting a duty rate of a clock signal.
일반적으로 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM)을 비롯한 반도체 장치는 여러 가지 동작을 위한 다양한 내부 회로들을 구비하고 있으며, 이러한 내부 회로들 중에는 클럭 신호를 입력받아 원하는 듀티 비로 보정 할 수 있는 듀티 사이클 보정 회로(Duty Cycle Correction Circuit, DCC)가 있다. 듀티 사이클 보정 회로는 예컨대, 반도체 장치 내에 구비된 지연 고정 루프(Delay Locked Loop, DLL)와 위상 고정 루프(Phase Locked Loop, PLL)에서 출력되는 내부 클럭 신호를 입력받아 그의 듀티 비를 50:50 으로 보정하는 역할을 수행하며, 50:50 의 듀티 비를 가지는 내부 클럭 신호는 반도체 장치의 안정적인 회로 동작을 하기 위한 기초가 된다.Generally, semiconductor devices including DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous DRAM) have various internal circuits for various operations. Among these internal circuits, duty cycle correction circuits can receive a clock signal and correct it to a desired duty ratio. (Duty Cycle Correction Circuit, DCC). The duty cycle correction circuit receives, for example, an internal clock signal output from a delay locked loop (DLL) and a phase locked loop (PLL) provided in a semiconductor device, and sets a duty ratio of 50:50. An internal clock signal having a duty ratio of 50:50 serves as a basis for stable circuit operation of a semiconductor device.
한편, 일반적으로 듀티 사이클 보정 회로는 비교적 큰 회로 면적을 차지하고, 매우 복잡한 구조를 가지고 있으며, 전류 소모가 매우 크다. 따라서, 요즈음에는 듀티 사이클 보정 회로의 이와 같은 문제점을 개선하기 위한 노력들이 진행중이다.
On the other hand, in general, the duty cycle correction circuit occupies a relatively large circuit area, has a very complicated structure, and has a very large current consumption. Therefore, efforts are recently underway to improve such a problem of the duty cycle correction circuit.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 듀티 사이클 보정 회로의 내부 구성을 보다 단순화한 회로를 제공하고자 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, and to provide a circuit that simplifies the internal configuration of the duty cycle correction circuit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 듀티 사이클 보정 회로는, 제어 신호를 피드백 받아 입력 클럭 신호의 듀티 비를 보정하여 보정 클럭 신호를 생성하기 위한 듀티 사이클 제어부; 상기 보정 클럭 신호의 듀티 비를 검출하여 검출 신호를 출력하기 위한 듀티 사이클 검출부; 및 상기 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하기 위한 제어 신호 생성부를 구비한다.A duty cycle correction circuit according to an aspect of the present invention for achieving the above object, the duty cycle control unit for generating a correction clock signal by correcting the duty ratio of the input clock signal by receiving a control signal; A duty cycle detector for detecting a duty ratio of the corrected clock signal and outputting a detection signal; And a control signal generator for generating the control signal in response to the detection signal.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 듀티 사이클 검출 회로는, 입력 클럭 신호의 제1 논리 레벨을 검출하기 위한 제1 펄스 검출부; 상기 입력 클럭 신호의 제2 논리 레벨을 검출하기 위한 제2 펄스 검출부; 및 상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호가 활성화된 이후 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 검출 신호를 출력하기 위한 검출 신호 출력부를 구비한다.A duty cycle detection circuit according to another aspect of the present invention for achieving the above object includes a first pulse detector for detecting a first logic level of the input clock signal; A second pulse detector for detecting a second logic level of the input clock signal; And a detection signal output unit configured to output a detection signal corresponding to the duty ratio of the input clock signal after the output signal of the second pulse detector is activated.
특히, 상기 검출 신호 출력부는, 상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호에 응답하여 상기 제1 펄스 검출부의 출력 신호를 입력받기 위한 입력부; 상기 입력부를 통해 전달된 신호를 래칭하기 위한 래칭부; 및 상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호에 응답하여 상기 래칭부의 출력 신호를 상기 검출 신호로 출력하기 위한 출력부를 구비하는 것을 특징으로 한다.In particular, the detection signal output unit may include: an input unit configured to receive an output signal of the first pulse detector in response to an output signal of the second pulse detector; A latching unit for latching a signal transmitted through the input unit; And an output unit for outputting the output signal of the latching unit as the detection signal in response to the output signal of the second pulse detection unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 듀티 사이클 제어 회로는, 입력 클럭 신호를 예정된 시간만큼 지연시켜 출력하기 위한 지연부; 상기 입력 클럭 신호와 상기 지연부의 출력 클럭 신호에 응답하여 보정 클럭 신호를 출력하기 위한 클럭 신호 출력부; 및 제어 신호에 응답하여 상기 보정 클럭 신호의 천이 시점을 조절하기 위한 조절부를 구비한다.A duty cycle control circuit according to another aspect of the present invention for achieving the above object includes a delay unit for delaying and outputting an input clock signal by a predetermined time; A clock signal output unit for outputting a corrected clock signal in response to the input clock signal and an output clock signal of the delay unit; And an adjusting unit for adjusting a transition time of the corrected clock signal in response to a control signal.
특히, 상기 조절부는 상기 지연부에서 반영되는 지연 시간 동안 상기 입력 클럭 신호와 상기 지연부의 출력 클럭 신호를 혼합하는 것을 특징으로 한다.In particular, the adjuster may mix the input clock signal and the output clock signal of the delay unit during the delay time reflected by the delay unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 듀티 사이클 검출 회로의 동작 방법은, 입력 클럭 신호의 한 주기에 대응하는 제1 및 제2 논리 레벨을 순차적으로 검출하는 단계; 및 상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비를 검출하는 단계를 포함한다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of operating a duty cycle detection circuit, the method including: sequentially detecting first and second logic levels corresponding to one period of an input clock signal; And detecting a duty ratio of the input clock signal in response to a detection signal corresponding to the second logic level.
특히, 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 결괏값은 상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호가 활성화된 이후 출력되는 것을 특징으로 한다.
In particular, the determination value corresponding to the duty ratio of the input clock signal is output after the detection signal corresponding to the second logic level is activated.
본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 보정 회로는 내부 구성을 보다 단순화함으로써, 회로의 동작 속도를 빠르게 하고, 회로가 차지하는 면적 및 소모 전류를 최소화하는 것이 가능하다.
The duty cycle correction circuit according to an exemplary embodiment of the present invention further simplifies the internal configuration, thereby speeding up the operation speed of the circuit, and minimizing the area and current consumption of the circuit.
본 발명은 듀티 사이클 보정 회로의 구성을 보다 단순화하여 회로의 면적을 줄여 줌으로써, 이를 포함하는 반도체 칩의 크기를 최소화할 수 있고, 동작 속도를 높여 줄 수 있으며, 소모 전류를 최소화할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The present invention reduces the area of the circuit by simplifying the configuration of the duty cycle correction circuit, thereby minimizing the size of the semiconductor chip including the same, increasing the operating speed, and minimizing the current consumption. You can get it.
또한, 듀티 비를 검출하는데 있어서 보다 정확한 결괏값을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
In addition, the effect of obtaining a more accurate determination value in detecting the duty ratio can be obtained.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 보정 회로를 설명하기 위한 블록도.
도 2 는 도 1 의 듀티 사이클 검출부(120)를 설명하기 위한 블록도.
도 3 은 도 2 의 제1 펄스 검출부(210)를 설명하기 위한 회로도.
도 4 는 도 2 의 검출 신호 출력부(230)를 설명하기 위한 회로도.
도 5 는 도 2 내지 도 4 의 회로 동작을 설명하기 위한 타이밍도.
도 6 은 도 1 의 듀티 사이클 제어부(110)를 설명하기 위한 회로도.1 is a block diagram illustrating a duty cycle correction circuit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining the duty
3 is a circuit diagram illustrating the
4 is a circuit diagram illustrating the detection
5 is a timing diagram for explaining the circuit operation of FIGS. 2 to 4;
6 is a circuit diagram illustrating the duty
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. .
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 보정 회로를 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a duty cycle correction circuit according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 을 참고하면, 듀티 사이클 보정 회로는 듀티 사이클 제어부(110)와, 듀티 사이클 검출부(120)와, 제어 신호 생성부(130), 및 클럭 출력부(140)를 구비한다.Referring to FIG. 1, the duty cycle correction circuit includes a
듀티 사이클 제어부(110)는 제어 신호(CTR)를 피드백 받아 입력 클럭 신호(CLK_IN)의 듀티 비를 보정하고, 이를 보정 클럭 신호(CLK_CCD)로 출력한다. 이후 다시 설명하겠지만, 회로 동작 초기의 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 거의 동일한 신호이며, 듀티 싸이클 보정 동작 이후 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 50:50 의 듀티 비를 가질 수 있다.The
듀티 사이클 검출부(120)는 듀티 사이클 제어부(110)이 출력 신호인 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비를 검출하여 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 출력한다. 다시 말하면, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비에 따라 업 검출 신호(DET_UP)가 활성화되거나 다운 검출 신호(DET_DN)가 활성화된다.The
제어 신호 생성부(130)는 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)에 응답하여 제어 신호(CTR)를 생성하고, 이렇게 생성된 제어 신호(CTR)는 듀티 사이클 제어부(110)로 입력된다. 이어서, 듀티 사이클 제어부(110)는 이 제어 신호(CTR)에 응답하여 입력 클럭 신호(CLK_IN)의 듀티 비를 보정하고, 이를 보정 클럭 신호(CLK_CCD)로 출력한다. 여기서, 제어 신호(CTR)는 설계에 따라 다양한 형태를 가질 수 있으며, 만약 제어 신호 생성부(130)가 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)에 응답하여 카운팅 동작을 수행하는 카운터(counter)로 설계되는 경우 제어 신호(CTR)는 다수의 비트로 이루어진 코드로 구성될 것이다.The
클럭 출력부(140)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)에 응답하여 출력 클럭 신호(CLK_OUT)를 생성한다. 여기서, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 듀티 보정 동작이 완료됨에 따라 50:50 의 듀티 비를 가지게 되며, 출력 클럭 신호(CLK_OUT) 역시 원하는 듀티 비를 가지게 된다.The
도 2 는 도 1 의 듀티 사이클 검출부(120)를 설명하기 위한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating the
도 2 를 참조하면, 듀티 사이클 검출부(120)는 제1 펄스 검출부(210)와, 제2 펄스 검출부(220), 및 검출 신호 출력부(230)를 구비한다.Referring to FIG. 2, the
제1 펄스 검출부(210)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간을 검출하기 위한 것으로, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)를 입력받아 제1 출력 신호(OUT1)를 생성한다. 제2 펄스 검출부(220)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우' 구간을 검출하기 위한 것으로, 반전된 보정 클럭 신호(/CLK_CCD)를 입력받아 제2 출력 신호(OUT2)를 생성한다. 이어서, 검출 신호 출력부(230)는 제2 출력 신호(OUT2)가 활성화된 이후 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비에 대응하는 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 출력한다. 이후 다시 설명하겠지만, 업 검출 신호(DET_UP)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비가 50% 보다 작은 경우(예컨대, 40:60) 활성화되고, 다운 검출 신호(DET_DN)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비가 50% 보다 큰 경우(예컨대, 60:40) 활성화된다.The
도 3 은 도 2 의 제1 펄스 검출부(210)를 설명하기 위한 회로도이다. 참고로, 제2 펄스 검출부(220)는 이하 설명될 제1 펄스 검출부(210)와 유사한 구성을 가질 수 있으며, 보정 클럭 신호(CLK_CCD) 대신에 반전된 보정 클럭 신호/(CLK_CCD)를 입력받아 제2 출력 신호(OTU2)를 생성하는 것이 다르다.FIG. 3 is a circuit diagram illustrating the
도 3 을 참조하면, 제1 펄스 검출부(210)는 방전부(310)와, 출력부(320)를 구비한다.Referring to FIG. 3, the
방전부(310)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간에 응답하여 제1 커패시터(C1)에 프로차징된 전하를 방전하기 위한 것으로, 제1 인버터(INV1)와, 제1 PMOS 트랜지스터(P1)와, 제1 및 제2 NMOS 트랜지스터(N1, N2)와, 제1 커패시터(C1)를 구비한다. 그리고, 출력부(320)는 제1 커패시터(C1)의 방전량에 응답하여 제1 출력 신호(OUT1)를 논리'하이'로 활성화시키기 위한 것으로, 제2 인버터(INV2)를 구비한다.The
제1 및 제2 펄스 검출부(210, 220)에 대한 간단한 회로 동작은 도 5 에서 다시 살펴보겠지만, 제1 및 제2 펄스 검출부(210, 220)는 이후 설명될 리셋 신호(RST)에 응답하여 프리차징 동작을 수행한다. 그리고, 제1 펄스 검출부(210)에서 생성되는 제1 출력 신호(OUT1)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)가 논리'하이'를 유지하는 구간에 대응하여 활성화 시점이 결정되고, 제2 펄스 검출부(220)에서 생성되는 제2 출력 신호(OUT2)는 반전 보정 클럭 신호(/CLK_CCD)가 논리'하이'를 유지하는 구간 즉, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)가 논리'로우'를 유지하는 구간에 대응하여 활성화 시점이 결정된다.A brief circuit operation of the first and
도 4 는 도 2 의 검출 신호 출력부(230)를 설명하기 위한 회로도이다.4 is a circuit diagram illustrating the detection
도 4 를 참조하면, 검출 신호 출력부(230)는 제2 출력 신호(OUT2)에 응답하여 제1 출력 신호(OUT1)를 입력받기 위한 입력부(410)와, 입력부(410)를 통해 전달된 신호를 래칭하기 위한 래칭부(420), 및 제2 출력 신호(OUT2)에 응답하여 래칭부(420)의 출력 신호를 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)로 출력하기 위한 출력부(430)를 구비한다. 여기서, 입력부(410)는 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터가 한 쌍을 이루는 제1 전달부(TG1)로 구성될 수 있고, 래칭부(420)는 제1 및 제2 인버터(INV1, INV2)로 구성될 수 있으며, 출력부(430)는 업 검출 신호(DET_UP)를 출력하는 제2 전달부(TG2)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 출력하는 제3 인버터(INV3)로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4, the detection
한편, 본 발명의 실시 예에서는 기준 클럭 신호(CLK_REF)에 응답하여 리셋 신호(RST)를 생성하기 위한 리셋 신호 생성부(440)를 더 구비한다. 여기서, 리셋 신호(RST)는 제2 출력 신호(OUT2)가 활성화된 이후 활성화되는 신호로서, 예정된 주파수를 가지는 기준 클럭 신호(CLK_REF)에 동기화되어 출력된다.Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present invention, a
도 5 는 도 2 내지 도 4 의 회로 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram for describing the circuit operation of FIGS. 2 to 4.
도 2 내지 도 5 를 참조하면, 우선 입력 클럭 신호(CLK_IN)는 듀티 사이클 제어부(110)로 입력된다. 듀티 사이클 보정 동작 이전에는 입력 클럭 신호(CLK_IN)에 아무런 보정 동작이 반영되지 않기 때문에 듀티 사이클 제어부(110)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 거의 동일한 보정 클럭 신호(CLK_CCD)를 출력한다.2 to 5, first, the input clock signal CLK_IN is input to the
한편, 리셋 신호(RST)가 논리'하이'인 구간에서는 제1 펄스 검출부(210)의 제1 PMOS 트랜지스터(P1, 도 3 참조)가 턴 온(turn on)되고 제1 커패시터(C1)에는 전하가 충전된다. 즉, 제1 펄스 검출부(210)는 리셋 신호(RST)가 논리'하이'인 구간에서 프리차징 동작을 수행하여 제1 노드(ND1)를 논리'하이'로 구동하고, 제1 출력 신호(OUT1)를 논리'로우'로 출력한다. 제2 펄스 검출부(220) 역시 제1 펄스 검출부(210)와 마찬가지로 리셋 신호(RST)에 응답하여 프리차징 동작을 수행하고 제2 출력 신호(OUT2)를 논리'로우'로 출력한다.On the other hand, in the period where the reset signal RST is logic 'high', the first PMOS transistor P1 (see FIG. 3) of the
이하, 설명의 편의를 위하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간이 논리'로우' 구간보다 긴 경우를 일례로 한다.Hereinafter, for convenience of description, a case where the logic 'high' section of the correction clock signal CLK_CCD is longer than the logic 'low' section will be taken as an example.
제1 펄스 검출부(210)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)를 입력받고, 제2 펄스 검출부(220)는 반전된 보정 클럭 신호(/CLK_CCD)를 입력받는다. 도 3 에서 볼 수 있듯이, 제1 펄스 검출부(210)의 제2 NMOS 트랜지스터(N2)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간에 응답하여 턴 온 된다. 이때, 제1 NMOS 트랜지스터(N1)는 리셋 신호(RST)에 응답하여 턴 온 되어 있기 때문에, 제1 커패시터(C1)에 충전된 전하는 조금씩 방전된다. 도 5 에는 제1 커패시터(C1) 이외에 제2 커패시터(C2)의 방전량을 도시하였으며, 제2 커패시터(C2)는 제2 펄스 검출부(220)에 대응하는 구성이다.The
한편, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간이 반전된 보정 클럭 신호(/CLK_CCD)의 논리'하이' 구간보다 길기 때문에, 제1 커패시터(C1)의 방전량이 제2 커패시터(C2) 방전량보다 많게 된다. 다시 말하면, 제1 펄스 검출부(210)에 대응하는 제1 노드(ND1)의 전압 레벨이 제2 펄스 검출부(220)에 대응하는 제2 노드(도시되지 않음)의 전압 레벨보다 더 빨리 낮아지게 된다. 이후, 제1 및 제2 출력 신호(OUT1, OUT2)는 제1 노드(ND1)와 제2 노드의 전압 레벨에 응답하여 논리'로우'에서 논리'하이'로 천이하게 되는데, 제1 노드(ND1)의 전압 레벨이 제2 노드의 전압 레벨보다 빠르게 낮아지기 때문에 제1 출력 신호(OUT1)가 제2 출력 신호(OUT2)보다 먼저 논리'하이'로 천이한다. 다시 말하면, 제1 출력 신호(OUT1)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간에 대응하여 천이하는 활성화 시점이 결정되고, 제2 출력 신호(OUT2)는 반전 보정 클럭 신호(/CLK_CCD)의 논리'하이' 구간, 즉 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우' 구간에 대응하여 천이하는 활성화 시점이 결정된다.Meanwhile, since the logic 'high' section of the correction clock signal CLK_CCD is longer than the logic 'high' section of the inverted correction clock signal / CLK_CCD, the discharge amount of the first capacitor C1 is discharged to the second capacitor C2. It becomes more than whole quantity. In other words, the voltage level of the first node ND1 corresponding to the
이어서, 이렇게 생성된 제1 및 제2 출력 신호(OUT1, OUT2)는 검출 신호 출력부(230, 도 4 참조)로 입력된다. 도 5 에서 제1 출력 신호(OUT1)가 제2 출력 신호(OUT2) 보다 먼저 천이한 것을 일례로 하였기 때문에, 도 4 의 회로 동작은 이를 기초로 설명하기로 한다.Subsequently, the generated first and second output signals OUT1 and OUT2 are input to the detection signal output unit 230 (see FIG. 4). Since the first output signal OUT1 transitions before the second output signal OUT2 in FIG. 5 as an example, the circuit operation of FIG. 4 will be described based on this.
우선, 제1 출력 신호(OUT1)가 논리'하이'이고 제2 출력 신호(OUT2)가 논리'로우'가 되면, 제1 전달부(TG1)는 제1 출력 신호(OUT1)를 입력받아 래칭부(420)로 전달하고, 래칭부(420)는 제1 출력 신호(OUT1)인 논리'하이'를 래칭한다. 이후, 제2 출력 신호(OUT2)가 논리'하이'로 천이하면, 제2 전달부(TG2)가 턴 온 되어 업 검출 신호(DET_UP)는 논리'로우'가 되고 다운 검출 신호(DET_DN)는 논리'하이'가 된다. 여기서, 다운 검출 신호(DET_DN)가 논리'하이'라는 것은 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비가 50% 보다 크다는 것에 대한 결괏값이다.First, when the first output signal OUT1 is logic 'high' and the second output signal OUT2 is logic 'low', the first transfer unit TG1 receives the first output signal OUT1 and latches it. In
반대로, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우' 구간이 논리'하이' 구간보다 긴 경우 업 검출 신호(DET_UP)는 논리'하이'가 되고 다운 검출 신호(DET_DN)는 논리'하이'가 된다. 여기서, 업 검출 신호(DET_UP)가 논리'하이'라는 것은 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비가 50% 보다 작다는 것에 대한 결괏값이다.On the contrary, when the logic 'low' section of the correction clock signal CLK_CCD is longer than the logic 'high' section, the up detection signal DET_UP becomes logic 'high' and the down detection signal DET_DN becomes logic 'high'. Here, the logic that the up detection signal DET_UP is logic 'high' is a conclusion that the duty ratio of the correction clock signal CLK_CCD is less than 50%.
본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 검출부(120)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간과 '논리'로우' 구간을 순차적으로 검출하여 각각 제1 출력 신호(OUT1)와 제2 출력 신호(OUT2)로 출력하고, 제1 출력 신호(OUT1)의 활성화 여부와 상관없이 제2 출력 신호(OUT2)가 활성화된 이후 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 출력한다. 다시 말하면, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 한 주기가 논리'하이'와 논리'로우'라면, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비에 대응하는 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우' 구간에 응답하여 출력된다.The
이러한 동작을 통해 듀티 사이클 검출부(120)는 동일한 개수의 펄스에 대응하여 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 생성하는 것이 가능하다. 즉, 제1 및 제2 펄스 검출부(210, 220)는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'하이' 구간과 동일한 개수의 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우' 구간에 대응하여 방전 동작을 수행하고, 검출 신호 출력부(230)는 그에 따른 업 검출 신호(DET_UP)와 다운 검출 신호(DET_DN)를 생성한다. 결국, 이는 듀티 사이클 검출부(120)가 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비를 검출하는데 있어서 매우 정확한 동작을 수행함을 의미한다.Through this operation, the
한편, 리셋 신호 생성부(440, 도 4 참조)는 제2 출력 신호(OUT2)를 기준 클럭 신호(CLK_REF)에 동기화시켜 출력한다. 다시 말하면, 제2 출력 신호(OUT2)가 논리'하이'로 활성화된 이후 리셋 신호(RST)는 기준 클럭 신호(CLK_REF)에 응답하여 논리'하이'로 활성화된다. 제1 및 제2 펄스 검출부(210, 220)는 이 리셋 신호(REF)에 응답하여 해당 노드 - 제1 펄스 검출부(210)의 경우 제1 노드(ND1) - 에 프리차징 동작을 수행한다.Meanwhile, the reset signal generator 440 (see FIG. 4) outputs the second output signal OUT2 in synchronization with the reference clock signal CLK_REF. In other words, after the second output signal OUT2 is activated to logic 'high', the reset signal RST is activated to logic 'high' in response to the reference clock signal CLK_REF. In response to the reset signal REF, the first and
도 6 은 도 1 의 듀티 사이클 제어부(110)를 설명하기 위한 회로도이다. 설명의 편의를 위하여 제어 신호 생성부(130)에서 생성되는 제어 신호(CTR)를 코드 타입의 신호라 정의하고, 'CTR<0:N>' 이라는 도면 부호를 부여하기로 한다.6 is a circuit diagram illustrating the
도 6 을 참조하면, 듀티 사이클 제어부(110)는 지연부(610)와, 클럭 신호 출력부(620)와, 조절부(630, 640)를 구비한다.Referring to FIG. 6, the
지연부(610)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)를 예정된 시간만큼 지연시켜 출력하기 위한 것으로, 다수의 인버터로 구성된다. 이후 설명하겠지만, 지연부(610)에서 반영되는 지연 시간은 조절부(630, 640)에서 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 지연부(610)의 출력 클럭 신호를 혼합하는 시간에 대응한다.The
클럭 신호 출력부(620)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 지연부(610)의 출력 클럭 신호에 응답하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)를 출력하기 위한 것으로, 제1 및 제2 구동 제어부(321, 322)와, 구동부(623)를 구비한다.The clock
여기서, 풀 업 구동 제어부(621)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 지연부(610)의 출력 클럭 신호에 응답하여 풀 업 구동 신호(PU)를 생성하고, 풀 다운 구동 제어부(622)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)와 지연부(610)의 출력 클럭 신호에 응답하여 풀 다운 구동 제어 신호(DN)를 생성한다. 이어서, 구동부(623)는 풀 업 구동 신호(PU)와 풀 다운 구동 제어 신호(DN)에 응답하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)를 출력하기 위한 것으로, 풀 업 구동 신호(PU)에 응답하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)가 출력되는 출력단을 풀 업 구동하기 위한 풀 업 구동부인 제1 PMOS 트랜지스터(P1)와 풀 다운 구동 제어 신호(DN)에 응답하여 출력단을 풀 다운 구동하기 위한 풀 다운 구동부인 제1 NMOS 트랜지스터(NM1)를 구비한다.Here, the pull-up driving
한편, 조절부(630, 640)는 제어 신호(CTR<0:N>)에 응답하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 천이 시점을 조절한다. 본 발명의 실시 예에서는 조절부(630, 640)가 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단에 연결되어 있는 것을 일례로 하였으며, 이하 이 구성을 대표로 설명하기로 한다. 참고로, 조절부(630, 640)는 설계에 따라 풀 업 구동 제어부(621)의 출력단에 연결하는 것도 가능하다.Meanwhile, the
조절부(630, 640)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)에 응답하여 제어 신호(CTR<0:N>)에 대응하는 구동력을 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단에 공급하기 위한 제1 공급부(630)와, 지연부(610)의 출력 클럭 신호에 응답하여 제어 신호(CTR<0:N>)에 대응하는 구동력을 출력단에 공급하기 위한 제2 공급부(640)를 구비한다.The adjusting
여기서, 제1 공급부(630)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)에 응답하여 전달부(632)와 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단과 연결되는 전류 경로를 형성하기 위한 경로 형성부(631)와, 제어 신호(CTR<0:N>)에 응답하여 공급 전원 전압(VDD)을 경로 형성부(631)로 전달하기 위한 전달부(632)를 구비한다. 따라서, 경로 형성부(631)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)에 응답하여 턴 온/오프 동작을 수행하며, 전달부(632)는 제어 신호(CTR<0:N>)에 응답하여 공급 전원 전압(VDD)이 공급되는 경로의 개수가 달라진다. 즉, 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단은 제어 신호(CTR<0:N>)에 대응하는 구동력이 전달된다. 이어서, 제1 공급부(630)는 입력 클럭 신호(CLK_IN)에 응답하여 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단에 기본 구동력을 공급하기 위한 기본 구동부(633)를 구비한다.Here, the
한편, 제2 공급부(640)는 제1 공급부(630)와 유사한 대칭 구조를 가지며, 입력 클럭 신호(CLK_IN) 대신에 지연부(610)의 출력 클럭 신호에 따라 동작하고, 공급 전원 전압(VDD) 대신에 접지 전원 전압(VSS)을 공급하는 것이 다르다.Meanwhile, the
이하, 도 6 의 듀티 사이클 제어부(110)의 회로 동작을 간단히 살펴보기로 한다. 본 발명의 실시 예에서는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비를 조절하는데 있어서, 제어 신호(CTR<0:N>)에 따라 입력 클럭 신호(CLK_IN)의 라이징 에지(rasing edge)에 대응하여 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 폴링 에지(falling edge)를 조절하는 경우를 일례로 하였다.Hereinafter, the circuit operation of the
우선, 입력 클럭 신호(CLK_IN)가 논리'하이'에서 논리'로우'로 천이하는 경우, 풀 업 구동 제어부(621)는 논리'로우'의 풀 업 구동 신호(PU)를 생성하고, 풀 다운 구동 제어부(622)는 논리'로우'의 풀 다운 구동 제어 신호(DN)를 생성한다. 따라서, 구동부(623)의 제1 PMOS 트랜지스터(P1)가 턴 온 되고, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 논리'로우'에서 논리'하이'로 천이한다. 이때 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 제어 신호(CTR<0:N>)에 따른 구동력이 반영되지 않기 때문에, 항상 동일한 위상을 가지게 된다.First, when the input clock signal CLK_IN transitions from logic 'high' to logic 'low', the pull-up driving
이어서, 입력 클럭 신호(CLK_IN)가 논리'로우'에서 논리'하이'로 천이하는 경우, 제1 공급부(630)의 경로 형성부(631)와 제2 공급부(640)의 경로 형성부는 지연부(610)에서 반영되는 시간 동안 턴 온 된다. 따라서, 풀 다운 구동 제어부(622)의 출력단은 제어 신호(CTR<0:N>)에 대응하는 구동력이 공급되며, 이 구동력에 따라 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 천이 시점이 조절된다. 다시 말하면, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 폴링 에지에 대응하는 슬루 레이트(slew rate)가 조절된다. Subsequently, when the input clock signal CLK_IN transitions from logic 'low' to logic 'high', the
이하, 이에 대한 자세한 설명을 살펴보기로 한다. 설명의 편의를 위하여 제어 신호(CTR<0:N>)가 4 비트의 코드 신호라고 가정하기로 한다. 참고로, 제어 신호가 4 비트의 코드 신호인 경우 제1 및 제2 공급부(630, 640)의 전달부에 구비되는 MOS 트랜지스터는 각각 4 개가 된다.Hereinafter, a detailed description thereof will be described. For convenience of explanation, it will be assumed that the control signals CTR <0: N> are four-bit code signals. For reference, when the control signal is a 4-bit code signal, four MOS transistors are provided in the transfer units of the first and
우선, 이 제어 신호가 '0000' 인 경우 제1 공급부(630)의 전달부(632)는 모두 턴 온 되고, 제2 공급부(640)의 전달부는 모두 턴 오프 된다. 따라서, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 지연부(610)에서 반영되는 지연 시간에 대응하는 구간에서 가장 빠르게 논리'하이'에서 논리'로우'로 천이한다. 다음으로, 제어 신호가 '1111' 인 경우 제1 공급부(630)의 전달부(632)는 모두 턴 오프 되고, 제2 공급부(640)의 전달부는 모두 턴 온 된다. 따라서, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)는 지연부(610)에서 반영되는 지연 시간에 대응하는 구간에서 가장 느리게 논리'로우'로 천이한다.First, when the control signal is '0000', all of the
다시 말하면, 제어 신호가 '0000' -> '0001' -> '0011' -> '0111' -> '1111' 으로 변할수록 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 폴링 에지에 대응하는 천이 시점은 점점 뒤로 밀려나게 되며, 이러한 회로 동작은 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 듀티 비가 제어 신호(CTR<0:N))에 따라 변함을 의미한다.In other words, as the control signal changes from '0000'-> '0001'-> '0011'-> '0111'-> '1111', the transition point corresponding to the falling edge of the correction clock signal CLK_CCD is gradually pushed back. This circuit operation means that the duty ratio of the correction clock signal CLK_CCD is changed according to the control signal CTR <0: N.
본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 보정 회로는 내부 구성을 보다 단순화함으로써, 회로의 동작 속도를 빠르게 하고, 회로가 차지하는 면적 및 소모 전류를 최소화하는 것이 가능하다. 또한, 듀티 비를 검출하는데 있어서 보다 정확한 결괏값을 얻는 것이 가능하다.The duty cycle correction circuit according to an exemplary embodiment of the present invention further simplifies the internal configuration, thereby speeding up the operation speed of the circuit, and minimizing the area and current consumption of the circuit. It is also possible to obtain a more accurate determination value in detecting the duty ratio.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 이상에서 설명한 실시 예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경으로 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail according to the above-described preferred embodiment, it should be noted that the above-described embodiment is for the purpose of description and not of limitation. In addition, those skilled in the art will understand that various embodiments are possible with various substitutions, modifications, and changes within the scope of the technical idea of the present invention.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 듀티 사이클 보정 회로는 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 폴링 에지를 조절하는 경우를 일례로 하였지만, 간단한 회로 변경을 통해 예컨대 보정 클럭 신호(CLK_CCD)가 출력되는 출력단에 인버터를 추가하거나 풀 업 구동 제어부(621)의 출력단에 구동력을 공급함으로써, 보정 클럭 신호(CLK_CCD)의 라이징 에지를 조절하는 것도 가능하다.In addition, the duty cycle correction circuit according to an embodiment of the present invention is an example in which the falling edge of the correction clock signal CLK_CCD is adjusted, but the inverter is output to the output terminal where the correction clock signal CLK_CCD is output through a simple circuit change. It is also possible to adjust the rising edge of the correction clock signal CLK_CCD by adding or supplying a driving force to the output terminal of the pull-up driving
뿐만 아니라, 전술한 실시 예에서 예시한 논리 게이트 및 트랜지스터는 입력되는 신호의 극성에 따라 그 위치 및 종류가 다르게 구현되어야 할 것이다.
In addition, the position and type of the logic gate and the transistor illustrated in the above-described embodiment should be implemented differently according to the polarity of the input signal.
110 : 듀티 사이클 제어부
120 : 듀티 사이클 검출부
130 : 제어 신호 생성부
140 : 클럭 출력부110: duty cycle control unit
120: duty cycle detection unit
130: control signal generator
140: clock output unit
Claims (10)
상기 보정 클럭 신호의 듀티 비를 검출하여 검출 신호를 출력하기 위한 듀티 사이클 검출부; 및
상기 검출 신호에 응답하여 상기 제어 신호를 생성하기 위한 제어 신호 생성부를 구비하되,
상기 듀티 사이클 검출부는,
상기 보정 클럭 신호의 제1 논리 레벨을 검출하기 위한 제1 펄스 검출부;
상기 보정 클럭 신호의 제2 논리 레벨을 검출하기 위한 제2 펄스 검출부; 및
상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호가 활성화된 이후 상기 보정 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 검출 신호를 출력하기 위한 검출 신호 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 보정 회로.
A duty cycle controller configured to receive a control signal and correct a duty ratio of the input clock signal to generate a corrected clock signal;
A duty cycle detector for detecting a duty ratio of the corrected clock signal and outputting a detection signal; And
A control signal generator for generating the control signal in response to the detection signal,
The duty cycle detection unit,
A first pulse detector for detecting a first logic level of the corrected clock signal;
A second pulse detector for detecting a second logic level of the corrected clock signal; And
And a detection signal output unit configured to output a detection signal corresponding to the duty ratio of the correction clock signal after the output signal of the second pulse detection unit is activated.
상기 입력 클럭 신호의 제2 논리 레벨을 검출하기 위한 제2 펄스 검출부; 및
상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호가 활성화된 이후 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 검출 신호를 출력하기 위한 검출 신호 출력부
를 구비하는 듀티 사이클 검출 회로.
A first pulse detector for detecting a first logic level of the input clock signal;
A second pulse detector for detecting a second logic level of the input clock signal; And
Detection signal output unit for outputting a detection signal corresponding to the duty ratio of the input clock signal after the output signal of the second pulse detector is activated
A duty cycle detection circuit having a.
상기 제1 펄스 검출부의 출력 신호는 상기 입력 클럭 신호가 상기 제1 논리 레벨을 유지하는 구간에 대응하여 활성화 시점이 결정되고, 상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호는 상기 입력 클럭 신호가 상기 제2 논리 레벨을 유지하는 구간에 대응하여 활성화 시점이 결정되는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 검출 회로.
The method of claim 2,
The output signal of the first pulse detector is determined to be activated when the input clock signal maintains the first logic level. The duty cycle detection circuit, characterized in that the activation time point is determined in correspondence to the interval maintaining the level.
상기 제1 및 제2 펄스 검출부 각각은,
상기 입력 클럭 신호의 해당 논리 레벨에 응답하여 프리차징된 전하를 방전하기 위한 방전부; 및
상기 방전부의 방전량에 응답하여 자신의 출력 신호를 활성화시키기 위한 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 검출 회로.
The method of claim 2,
Each of the first and second pulse detectors,
A discharge unit for discharging the precharged charge in response to a corresponding logic level of the input clock signal; And
And an output unit for activating its output signal in response to the discharge amount of the discharge unit.
상기 검출 신호 출력부는,
상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호에 응답하여 상기 제1 펄스 검출부의 출력 신호를 입력받기 위한 입력부;
상기 입력부를 통해 전달된 신호를 래칭하기 위한 래칭부; 및
상기 제2 펄스 검출부의 출력 신호에 응답하여 상기 래칭부의 출력 신호를 상기 검출 신호로 출력하기 위한 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 검출 회로.
The method of claim 2,
The detection signal output unit,
An input unit configured to receive an output signal of the first pulse detector in response to an output signal of the second pulse detector;
A latching unit for latching a signal transmitted through the input unit; And
And an output unit for outputting the output signal of the latching unit as the detection signal in response to the output signal of the second pulse detection unit.
상기 제2 검출부의 출력 신호가 활성화된 이후 활성화되는 리셋 신호를 생성하기 위한 리셋 신호 생성부를 더 구비하는 듀티 사이클 검출 회로.
The method of claim 2,
And a reset signal generator configured to generate a reset signal that is activated after the output signal of the second detector is activated.
상기 제1 및 제2 펄스 검출부는 상기 리셋 신호에 응답하여 프리차징 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 검출 회로.
The method according to claim 6,
And the first and second pulse detectors perform a precharging operation in response to the reset signal.
상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호에 응답하여 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비를 검출하는 단계
를 포함하는 듀티 사이클 검출 회로의 동작 방법.
Sequentially detecting first and second logic levels corresponding to one period of the input clock signal; And
Detecting a duty ratio of the input clock signal in response to a detection signal corresponding to the second logic level
Method of operation of the duty cycle detection circuit comprising a.
상기 듀티 비를 검출하는 단계는,
상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호에 응답하여 상기 제1 논리 레벨에 대응하는 검출 신호를 입력받아 래칭하는 단계; 및
상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호에 응답하여 상기 래칭하는 단계의 출력 신호를 상기 입력 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 결괏값으로 출력하는 단계를 포함하는 듀티 사이클 검출 회로의 동작 방법.
9. The method of claim 8,
Detecting the duty ratio,
Receiving and latching a detection signal corresponding to the first logic level in response to the detection signal corresponding to the second logic level; And
And outputting the output signal of the latching step as a determined value corresponding to the duty ratio of the input clock signal in response to the detection signal corresponding to the second logic level.
상기 입력 클럭 신호의 듀티 비에 대응하는 결괏값은 상기 제2 논리 레벨에 대응하는 검출 신호가 활성화된 이후 출력되는 것을 특징으로 하는 듀티 사이클 검출 회로의 동작 방법.9. The method of claim 8,
The determination value corresponding to the duty ratio of the input clock signal is output after the detection signal corresponding to the second logic level is activated.
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