KR20190081415A - 주입 동기 주파수 체배기 및 그의 주파수 체배 방법 - Google Patents

주입 동기 주파수 체배기 및 그의 주파수 체배 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주입 동기 주파수 체배기 및 그의 주파수 체배 방법에 관한 것이다. 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 코오스 튜닝과 파인 튜닝을 통해 원하는 자가 발진 주파수를 생성한다. 이를 위해 주입 동기 주파수 체배기는 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 감지하여 목표 주파수에 도달되도록 링 발진기의 전류를 제어하는 코오스 튜닝과, 주입 신호 생성부의 주입 신호 듀티비를 제어하는 파인 튜닝으로 자가 발진 주파수를 자동 조절하여 원하는 체배 주파수를 출력하도록 한다. 본 발명에 의하면, 공정, 전압 및 온도에 상관없이 자동적으로 정확한 목표 주파수를 생성할 수 있으며, 별도의 외부에서의 수동적인 제어없이 자가 발진 주파수를 조정할 수 있다.

Description

주입 동기 주파수 체배기 및 그의 주파수 체배 방법{INJECTION LOCKED FREQUENCY MULTIPLIER AND METHOD FOR MULTIPLYING FREQUENCY THEREOF}
본 발명은 주입 동기 주파수 체배기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 원하는 체배 주파수를 자동적으로 조절하기 위하여, 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 감지하여 코오스 튜닝, 파인 튜닝으로 자기 발진 주파수를 자동으로 조절하는 주입 동기 주파수 체배기 및 주파수 체배 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신용 반도체 소자의 경우, 하나의 기준 주파수로부터 여러가지 주파수를 생성할 수 있는 주파수 합성기가 필요하다. 이러한 주파수 합성기의 구조에는 대표적으로 지연 고정 루프(Phase Locked Loop), 지연 고정 루프(Delay Locked Loop), 인젝션 락킹을 기반으로 한 주입 동기 주파수 체배기 등이 있다.
이 중, 지연 고정 루프는 지터(jitter) 특성과 위상 응답(phase response) 특성 등이 좋으므로 직렬 데이터(serial data)를 복구하는데 많이 이용된다. 기준 클럭보다 빠른 주파수의 직렬 데이터가 입력되는 경우에, 기준 클럭을 받아들여 다중 위상을 갖는 동일 주파수의 클럭을 생성하여 기준 클럭에 동기되어 전송되는 직렬 데이터를 복구하게 된다. 대부분의 응용에서 사용되는 기준 클럭은 낮은 주파수에서부터 높은 주파수까지 넓은 범위를 가지므로, 지연 고정 루프는 넓은 범위에서 다중 위상 클럭을 생성할 수 있어야 한다.
주입 동기 주파수 체배기의 경우는 기준 신호를 주입시켜줌으로써 전압 제어 발진기의 순간적인 위상 변화를 바로 잡아주며 이에 따라 기준 신호 주파수의 조화 주파수를 생성한다. 하지만, 종래의 기술 방식으로는 주파수 체배율이 정수로 한정되기 때문에 출력 주파수 해상도가 세분화 될 수 없는 문제가 있었다. 또한, 실시간 공정, 전압 및 온도(Process/Voltage/Temperature : PVT) 변화로 인한 전압 제어 발진기의 자주 주파수 변동은 노이즈 성능을 저하시키며, 심하게는 전압 제어 발진기의 자주 주파수가 락킹 범위를 벗어나도록 한다. 따라서, 최근에는 PVT 변화에 강하면서도 주파수 체배율을 더욱 세분화할 수 있도록 한 주파수 체배기가 요구되고 있다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 2 단 지연 셀을 이용한 주입 동기 주파수 체배기의 구성을 도시한 회로도이고, 도 2는 도 1에 도시된 단일 지연 셀의 링 발진기의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 1을 참조하면, 종래기술의 일 실시예에 따른 주입 동기 주파수 체배기(10)는 낮은 지터(jitter), 높은 주파수를 생성하기 위한 것으로, 고주파 회로에 유용하게 사용된다. 이 주입 동기 주파수 체배기(10)는 2 단 지연 셀(12, 14)을 구비한다. 주입 동기 주파수 체배기(10)는 주파수를 생성하는 도 2에 도시된 바와 같이, 단일 지연 셀의 링 발진기(12, 14)를 포함한다. 링 발진기(12, 14)의 주파수는 다음의 수학식 1에 의해 결정된다.
Figure pat00001
위 수학식 1에서 N은 지연 셀의 개수, CL은 지연 셀의 출력 커패시턴스, VSW은 지연 셀의 출력 전압 스윙, 그리고 IDC는 지연 셀의 소모 전류이다.
그러나 종래기술의 주입 동기 주파수 체배기(10)는 실리콘 면적과 소비 전력이 크고, PVT 변화에 민감하다는 단점이 있다.
즉, 도 3은 주입 동기 주파수 체배기를 구성하는 링 발진기의 공정 변화에 따른 링 발진기의 자가 발진 주파수의 변화를 나타난 파형도이다.
도 3을 참조하면, 주입 동기 주파수 체배기는 공정, 전압 및 온도 변화에 따라 링 발진기의 자가 발진 주파수가 바뀜으로써, 주입 동기 주파수 체배기가 원하는 주파수를 출력하지 못하는 것이다. 그래서 PVT 변화에 따른 주파수 변화를 자동적으로 감지해서 링 발진기의 자가 발진 주파수 값을 조정하는 기능이 필요로 한다.
대한민국 등록특허공보 제10-1656759호(공고일 2016.09.13.) 대한민국 등록특허공보 제10-1651496호(공고일 2016.08.26.)
'링 발진기와 7-푸쉬 체배기 기반의 ×49 주파수 체배기', 송재훈 외, 한국 전자파 학회 논문지(The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science), 2015 Dec.; 26(12), 1108 ~ 1111.
본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기는 다음과 같은 해결과제를 가진다.
첫째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 자가 발진 주파수를 코오스 튜닝, 파인 튜닝으로 원하는 자가 발진 주파수를 생성하도록 하고자 한다.
둘째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 PVT 변화에 따른 주파수 변화를 자동적으로 감지해서 자가 발진 주파수를 조정하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 감지하여 코오스 튜닝, 파인 튜닝으로 자가 발진 주파수를 자동 조절하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 주입 동기 주파수 체배기는 자가 발진 주파수를 자동으로 원하는 주파수로 생성할 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는, 기준 주파수를 받아서 주입 신호를 생성하는 주입 신호 생성부; 상기 주입 신호에 대응하는 자가 발진 주파수를 출력하는 링 발진기; 및 상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 카운트하여 목표 주파수에 대응되는 기준값과 카운트 결과 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 근접하도록 상기 링 발진기의 전류를 조절하여 코오스 튜닝하고, 코오스 튜닝된 자가 발진 주파수를 상기 주입 신호 생성부의 주입 신호 듀티비를 조절하여 파인 튜닝하도록 제어하는 튜닝 제어부;를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 튜닝 제어부는, 상기 링 발진기로부터 출력되는 현재 자가 발진 주파수를 카운트하는 카운터부; 상기 기준 주파수를 받아서 상기 카운터부를 리셋하거나 활성화시키는 복수 개의 제어 신호를 출력하는 유한 상태 기계; 상기 카운터부로부터 현재 자가 발진 주파수의 카운트 값을 받아서 목표 주파수에 대응되는 기준값과 비교하는 비교부; 상기 비교부의 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 근접하게 상기 링 발진기의 전류를 제어하여 코오스 튜닝하는 제1 튜닝 제어부; 및 상기 제1 튜닝 제어부가 코오스 튜닝이 완료되면, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 도달되게 상기 주입 신호 생성부의 주입 신호 듀티비를 제어하여 파인 튜닝하는 제2 튜닝 제어부;를 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 카운터부는 상기 유한 상태 기계로부터 하나의 상기 제어 신호가 활성화되는 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 현재 자가 발진 주파수를 카운팅한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 주입 신호 생성부는, 상기 제1 튜닝 제어부로부터 코오스 튜닝 완료 신호가 입력되면, 상기 제2 튜닝 제어부로부터 주입 신호 듀티비를 제어하기 위한 주파수 제어 신호를 피드백 받아서 파인 튜닝을 위한 주입 신호를 생성한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 링 발진기는, 상기 주입 신호 생성부로부터 출력된 상기 주입 신호를 받아들이고, 상기 제1 튜닝 제어부로부터 자신의 전류를 제어하는 전류 제어 신호에 응답해서 자가 발진 주파수를 생성한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 유한 상태 기계는, 상기 기준 주파수를 받아서 상기 카운터부를 리셋시키는 제1 제어 신호와 상기 카운터부를 활성화시키는 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 기준 주파수로부터 비교 기준 주파수를 생성하여 상기 비교부로 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 유한 상태 기계는, 상기 기준 주파수로부터 코오스 튜닝을 위한 튜닝 기준 신호를 생성하여 상기 제1 튜닝 제어부로 더 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 카운터부는, 상기 유한 상태 기계로부터 상기 제2 제어 신호를 받아서 상기 제2 제어 신호가 하이 레벨인 구간 동안에 자가 발진 주파수를 카운팅한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 비교부는, 목표 주파수에 대한 기준값을 입력받고, 상기 카운터부로부터 카운팅 결과 값과 받아서 비교하여 자가 발진 주파수를 튜닝하기 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제1 및 상기 제2 튜닝 제어부로 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 튜닝 제어부는, 상기 유한 상태 기계로부터 상기 튜닝 기준 신호를 받아들이고, 상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 받아서 상기 링 발진기로 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 대략 조정하도록 전류 제어 신호를 피드백한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 튜닝 제어부는, 상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수의 코오스 튜닝이 완료되면, 상기 주입 신호 생성부와 상기 제2 튜닝 제어부로 코오스 튜닝 완료 신호를 더 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 제2 튜닝 제어부는, 상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 받아서 상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 주파수 제어 신호를 상기 주입 신호 생성부로 피드백한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법은, 제1 튜닝 제어부로부터 출력되는 링 발진기의 전류를 제어하는 전류 제어 신호와, 제2 튜닝 제어부로부터 출력되는 주입 신호 듀티비를 제어하는 주파수 제어 신호를 조절하여 목표 주파수를 설정하는 단계; 설정된 목표 주파수에 대응하여 상기 제1 튜닝 제어부로부터 상기 링 발진기로 상기 전류 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부로부터 주입 신호 생성부로 상기 주파수 제어 신호를 출력하는 단계; 상기 주입 신호 생성부가 기준 주파수를 입력받아서 주입 신호를 생성하고, 생성된 주입 신호를 상기 링 발진기로 출력하는 단계; 상기 링 발진기가 상기 주입 신호에 대응하여 자가 발진 주파수를 출력하는 단계; 카운터부가 유한 상태 기계로부터 자신을 활성화시키는 제어 신호를 받아서 상기 제어 신호가 활성화되는 구간 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 카운트하고, 카운팅 결과 값을 비교부로 출력하는 단계; 상기 비교부가 카운팅 결과 값과 목표 주파수에 대한 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하는 단계; 및 상기 제1 튜닝 제어부가 상기 전류 제어 신호의 값이 결정되면, 현재 자가 발진 주파수가 목표 주파수의 근접하도록 고정시키고, 코오스 튜닝이 완료되었음을 알려주는 코오스 튜닝 완료 신호를 상기 주입 신호 생성부와 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계;를 포함한다.
이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 주파수 체배 방법은, 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 코오스 튜닝 완료 신호에 응답해서 상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 상기 주파수 제어 신호를 상기 주입 신호 생성부로 출력하고, 상기 링 발진기가 상기 주입 신호 생성부로부터 출력되는 주입 신호에 대응하는 자가 발진 주파수를 생성하는 단계; 상기 카운터부가 상기 유한 상태 기계로부터 출력되는 상기 제어 신호가 활성화되는 구간 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 카운트하고, 카운팅 결과 값을 상기 비교부로 출력하는 단계; 상기 비교부가 카운팅 결과 값과 목표 주파수에 대한 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계; 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 주파수 제어 신호의 값이 결정되면, 코오스 튜닝 보다 더 미세하게 목표 주파수를 찾아가며 상기 주파수 제어 신호를 조절하여 자가 발진 주파수를 고정시킨 후, 파인 튜닝을 종료하는 단계;를 더 포함한다.
다른 실시예에 있어서, 상기 주파수 체배 방법은, 상기 코오스 튜닝 및 상기 파인 튜닝이 종료되면, 상기 전류 제어 신호와 상기 주파수 제어 신호를 결정하여 목표 주파수에 대응하는 상기 링 발진기의 자가 발진 주파수를 출력하는 단계를 더 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하는 단계는; 상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 크면, 주파수를 감소시키는 상기 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제1 튜닝 제어부가 상기 다운 신호에 응답해서 상기 전류 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 0으로 설정하여 상기 링 발진기로 출력하고, 상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 작으면, 주파수를 증가시키는 상기 업 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제1 튜닝 제어부가 상기 업 신호에 응답해서 상기 전류 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 1로 설정하여 상기 링 발진기로 출력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 비교부가 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계는; 상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 크면, 주파수를 감소시키는 상기 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 다운 신호에 응답해서 상기 주파수 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 0으로 설정하여 상기 주입 신호 생성부로 출력하고, 상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 작으면, 주파수를 증가시키는 상기 업 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 업 신호에 응답해서 상기 주파수 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 1로 설정하여 상기 주입 신호 생성부로 출력한다.
본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 자가 발진 주파수를 코오스 튜닝, 파인 튜닝을 통해 공정, 전압 및 온도에 상관없이 자동적으로 정확한 목표 주파수를 생성할 수 있다.
둘째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 별도의 외부에서의 수동적인 제어없이 자가 발진 주파수를 코오스 튜닝, 파인 튜닝을 통해 자동적으로 정확한 목표 주파수를 조정할 수 있다.
셋째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 자동적으로 최적화된 자가 발진 주파수를 출력함으로써, 주입 동기 주파수 체배기의 칩의 동작을 전부 확인하여 수동적으로 주파수 조정을 하지 않고 출하가 가능하며, 생성된 칩의 외적인 부하에 상관없이 출력 주파수를 보정할 수 있다.
넷째, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 간단한 디지털 합성 블록으로 구성된 코오스 튜닝 블록을 이용함으로써, 실리콘 면적이 작고, 소모 전류가 적다는 이점이 있어 칩 제작의 단가와 소모 전류를 절감시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 2 단 지연 셀을 이용한 주입 동기 주파수 체배기의 구성을 도시한 회로도,
도 2는 도 1에 도시된 단일 지연 셀의 링 발진기의 구성을 나타내는 회로도,
도 3은 도 1에 도시된 주입 동기 주파수 체배기의 자가 발진 주파수의 변화를 나타내는 파형도,
도 4는 본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 구성을 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 처리 수순을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 회로 구성을 도시한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 주입 동기 주파수 체배기의 한 주기에 대한 타이밍도, 그리고
도 8은 도 6에 도시된 주입 동기 주파수 체배기의 시뮬레이션 결과를 나타내는 파형도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지는 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 도면을 중심으로 본 발명을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기(100)는 원하는 체배 주파수를 자동적으로 조절하기 위하여, 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 감지하여 코오스 튜닝(coarse tuning)과 파인 튜닝(fine tuning)으로 자기 발진 주파수를 자동으로 조절하는 구성을 갖는다.
구체적으로, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기(100)는 주입 신호 생성부(102), 링 발진기(104) 및, 튜닝 제어부(106)를 포함한다. 튜닝 제어부(106)는 FSM(112), 카운터부(114), 비교부(116), 제1 튜닝 제어부(118) 및 제2 튜닝 제어부(120)를 포함한다.
주입 신호 생성부(Injection Generator)(102)는 기준 주파수(CLKREF)를 받아서 주입 신호(Sinj)를 생성한다. 또 주입 신호 생성부(102)는 제1 튜닝 제어부(118)로부터 코오스 튜닝 완료 신호(DONEcoarse)가 입력되면, 제2 튜닝 제어부(120)로부터 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 피드백 받아서 파인 튜닝을 위한 주입 신호(Sinj)를 생성한다. 주입 신호 생성부(102)는 생성된 주입 신호(Sinj)를 링 발진기(104)로 출력한다.
링 발진기(Ring Oscillator)(104)는 예컨대, 링 타입의 전압 제어 발진기(VCO)로 구비되고, 주입 신호 생성부(102)로부터 출력된 주입 신호(Sinj)를 받아들이고, 제1 튜닝 제어부(118)로부터 자신의 전류를 제어하는 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)에 응답해서 주입 신호(Sinj)에 대응되는 자가 발진 주파수(Vp)를 생성한다. 링 발진기(104)는 생성된 자가 발진 주파수(Vp)를 카운터부(114)로 출력한다. 링 발진기(104)는 제1 및 제2 튜닝 제어부(118, 120)의 제어에 의해 목표 주파수(FILFM)에 도달되면, 목표 주파수에 대응되는 자가 발진 주파수(FILFM)를 출력한다.
튜닝 제어부(tuning controller)는 주입 동기 주파수 체배기(100)의 현재 자가 발진 주파수와 기준 주파수를 비교하고, 비교 결과에 따라 링 발진기(104)의 출력 주파수를 목표 주파수에 도달되도록 코오스 튜닝과 미세 튜닝을 제어한다.
즉, 유한 상태 기계(Finite State Machine : FSM)(112)는 기준 주파수(CLKREF)를 받아서 카운터부(114)를 리셋하거나 활성화시키는 제어 신호(RSTCNT, ENCNT)를 출력한다. 유한 상태 기계(FSM)(112)는 기준 주파수(CLKREF)로부터 비교 기준 주파수(CLKCOMP)를 생성하여 비교부(118)로 출력한다. 또 유한 상태 기계(FSM)(112)는 기준 주파수(CLKREF)로부터 튜닝 기준 신호(CLKTUNE)를 생성하여 제1 튜닝 제어부(118)로 출력한다.
카운터부(114)는 예컨대, 12 비트 카운터(12-bit Counter)로 구비되고, 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수(Vp)를 확인하기 위하여, 유한 상태 기계(FSM)(112)로부터 제어 신호(ENCNT)를 받아서 제어 신호(ENCNT)가 하이 레벨 즉, '1' 인 구간 동안에 자가 발진 주파수(Vp)를 카운팅한다. 카운터부(114)는 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)을 비교기(116)로 출력한다.
비교부(116)는 예컨대, 디지털 비교기(Digital Comparator)로 구비되고, 주입 동기 주파수 체배기(100)의 현재 자가 발진 주파수의 카운트 값과 목표 주파수의 카운트 값을 비교한다. 즉, 비교부(116)는 목표 주파수에 대응되는 목표 주파수에 대한 기준값(REF<11:0>)을 입력받아 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)과 비교하여 자가 발진 주파수를 튜닝하기 위한 업(UP) 신호 또는 다운(DN) 신호를 제1 및 제2 튜닝 제어부(118, 120)로 출력한다.
제1 튜닝 제어부(118)는 예컨대, 코오스 튜닝(coarse tuning)을 제어하기 위한 컨트롤러(coarse tuning controller)로 구비된다. 제1 튜닝 제어부(118)는 유한 상태 기계(FSM)(112)로부터 튜닝 기준 신호(CLKTUNE)를 받아들이고, 비교부(116)로부터 업(UP) 신호 또는 다운(DN) 신호를 받아서 링 발진기(104)로 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 대략 조정하도록 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)를 피드백한다. 이 때, 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)는 링 발진기(104)의 주파수를 제어한다. 또 제1 튜닝 제어부(118)는 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수의 코오스 튜닝이 완료되면, 주입 신호 생성부(102)와 제2 튜닝 제어부(120)로 코오스 튜닝 완료 신호(DONEcoarse)를 출력한다.
그리고 제2 튜닝 제어부(120)는 예컨대, 파인 튜닝(fine tuning)을 제어하기 위한 컨트롤러(fine tuning controller)로 구비된다. 제2 튜닝 제어부(120)는 비교부(116)로부터 업(UP) 신호 또는 다운(DN) 신호를 받아서 링 발진기(104)의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 주입 신호 생성부(102)로 피드백한다.
따라서 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기(100)는 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 감지하여 목표 주파수에 도달되도록 코오스 튜닝과 파인 튜닝으로 자동 조절하여 원하는 체배 주파수를 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 처리 수순을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기는 링 발진기(104)의 자가 발진 주파수를 코오스 튜닝, 파인 튜닝으로 목표 주파수에 도달되도록 하여 체배 주파수를 출력하게 한다.
이를 위해 본 발명의 주입 동기 주파수 체배기(100)는 먼저, 링 발진기(104)의 현재 자가 발진 주파수가 목표 주파수에 근접하도록 코오스 튜닝을 처리한다. 즉, 단계 S140에서 제1 튜닝 제어부(118)로부터 출력되는 링 발진기(104)의 전류를 제어하는 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)와, 제2 튜닝 제어부(120)로부터 출력되는 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 조절하여 목표 주파수(FILFM)를 설정한다. 이에 주입 동기 주파수 체배기(100)는 설정된 목표 주파수에 대응하여 제1 튜닝 제어부(118)로부터 링 발진기(104)로 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)를 출력하고, 제2 튜닝 제어부(120)로부터 주입 신호 생성부(102)로 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 출력한다. 주입 신호 생성부(102)에서는 기준 주파수(CLKREF)를 입력받아서 주입 신호(Sinj)를 생성하고, 생성된 주입 신호(Sinj)를 링 발진기(104)로 출력한다. 링 발진기(104)는 주입 신호(Sinj)에 대응하여 자가 발진 주파수(Vp)를 출력한다. 만약, 이 때의 자가 발진 주파수(Vp)가 목표 주파수에 도달되는 경우에는 현재 자가 발진 주파수가 원하는 체배 주파수(FILFM)로 출력된다. 그러나 자가 발진 주파수(Vp)가 목표 주파수에 도달되지 않는 경우에는 단계 S142로 진행한다.
단계 S142에서 카운터부(114)는 유한 상태 기계(FSM)(112)로부터 제어 신호(ENCNT)를 받아서 제어 신호(ENCNT)가 활성화되는 구간 동안에 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수(Vp)를 카운트하고, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)을 비교부(116)로 출력한다.
단계 S144에서 비교부(116)는 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)을 목표 주파수에 대한 기준값(REF<11:0>)과 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호(UP) 또는 다운 신호(DN)를 제1 튜닝 제어부(118)로 출력한다. 즉, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)이 기준값(REF<11:0>) 보다 크면, 이 수순은 단계 S146으로 진행하여 주파수를 감소시키는 다운 신호(DN)를 제1 튜닝 제어부(118)로 출력한다. 이에 제1 튜닝 제어부(118)는 다운 신호(DN)에 응답해서 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)의 각 비트들 값을 순차적으로 '0'으로 설정하여 링 발진기(104)로 출력한다.
그러나 비교 결과, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)이 기준값(REF<11:0>) 보다 작으면, 이 수순은 단계 S148로 진행하여 주파수를 증가시키는 업 신호(UP)를 제1 튜닝 제어부(118)로 출력한다. 이에 제1 튜닝 제어부(118)는 업 신호(UP)에 응답해서 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)의 각 비트들 값을 순차적으로 '1'로 설정하여 링 발진기(104)로 출력한다.
단계 S150에서 제1 튜닝 제어부(118)는 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)의 모든 비트들의 값이 결정될 때까지 즉, 현재 자가 발진 주파수가 목표 주파수에 코오스 튜닝될 때까지 단계 S142로 진행하여 단계 S142 내지 단계 S150 과정들을 반복 처리한다. 이 때, 제1 튜닝 제어부(118)는 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)가 결정되면, 단계 S152로 진행하여, 목표 주파수의 근처에 맞추게 되어 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)에 대응하는 자가 발진 주파수를 고정시키고, 코오스 튜닝이 완료되었음을 알려주는 코오스 튜닝 완료 신호(DONEcoarse)를 주입 신호 생성부(102)와 제2 튜닝 제어부(120)로 출력한다.
이에 제2 튜닝 제어부(120)는 파인 튜닝을 처리한다. 즉, 제2 튜닝 제어부(120)는 링 발진기(104)의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 주입 신호 생성부(102)로 출력하고, 이에 따라 링 발진기(104)는 주입 신호 생성부(102)로부터 출력되는 주입 신호(Sinj)에 대응하는 자가 발진 주파수가 생성된다.
단계 S154에서 카운터부(114)는 유한 상태 기계(FSM)(112)로부터 출력되는 제어 신호(ENCNT)가 활성화되는 구간 동안에 링 발진기(104)로부터 출력되는 자가 발진 주파수(Vp)를 카운트하고, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)을 비교부(116)로 출력한다.
단계 S156에서 비교부(116)는 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)과 목표 주파수에 대한 기준값(REF<11:0>)을 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호(UP) 또는 다운 신호(DN)를 제2 튜닝 제어부(120)로 출력한다. 즉, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)이 기준값(REF<11:0>) 보다 크면, 이 수순은 단계 S158로 진행하여 주파수를 감소시키는 다운 신호(DN)를 제2 튜닝 제어부(120)로 출력한다. 이에 제2 튜닝 제어부(120)는 다운 신호(DN)에 응답해서 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)의 각 비트들 값을 순차적으로 '0'으로 설정하여 주입 신호 생성부(102)로 출력한다.
그러나 비교 결과, 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)이 기준값(REF<11:0>) 보다 작으면, 이 수순은 단계 S160으로 진행하여 주파수를 증가시키는 업 신호(UP)를 제2 튜닝 제어부(120)로 출력한다. 이에 제2 튜닝 제어부(120)는 업 신호(UP)에 응답해서 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)의 각 비트들 값을 순차적으로 '1'로 설정하여 주입 신호 생성부(102)로 출력한다.
단계 S162에서 제2 튜닝 제어부(120)는 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)의 모든 비트들의 값이 결정될 때까지 즉, 현재 자가 발진 주파수가 목표 주파수에 파인 튜닝될 때까지 단계 S154로 진행하여 단계 S154 내지 단계 S162 과정들을 반복 처리한다. 이 때, 제2 튜닝 제어부(120)는 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)가 결정되면, 코오스 튜닝 보다 더 미세하게 목표 주파수를 찾아가며 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 조절하여 자가 발진 주파수를 고정시킨 후, 파인 튜닝을 종료한다.
이어서 단계 S164에서 주입 동기 주파수 체배기(100)는 코오스 튜닝 및 파인 튜닝을 종료하고, 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)와 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 결정하여 목표 주파수에 대응하는 링 발진기(104)의 자가 발진 주파수(FILFM)를 출력한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 주입 동기 주파수 체배기의 회로 구성을 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 주입 동기 주파수 체배기의 한 주기에 대한 타이밍도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 주입 동기 주파수 체배기는 2 개의 지연 셀(Delay Cell)을 사용한 링 발진기로 구성된다. 주입 동기 주파수 체배기(100)를 PVT 변화에 둔감하게 만들기 위해 도 3에 도시된 튜닝 제어부(Tuning Controller)를 코오스 튜닝부(Coarse Tuning Part)와 파인 튜닝부(Fine Tuning Part)로 구성한다. 튜닝 제어부는 링 발진기로부터 정확한 자가 발진 주파수가 출력될 수 있도록 제어한다.
이 실시예의 주입 동기 주파수 체배기는 코오스 튜닝부(Coarse Tuning Part)로 목표 주파수의 근처로 가져가고, 파인 튜닝부(Fine Tuning Part)로 목표 주파수로 정확하게 락킹(Locking) 한다. 코오스 튜닝부는 지연 셀의 전류를 조절하여 주파수를 변경하며, 파인 튜닝부는 주입 신호 생성부에서 생성되는 주입 신호의 듀티비(duty)를 조절하여 주파수를 목표 주파수에 도달되도록 한다. 파인 튜닝이 끝난 후 주입 신호를 락킹시켜서 링 발진기의 자가 발진 주파수 신호가 정확한 목표 주파수에 락킹되도록 할 수 있다.
도 7을 참조하면, 이 실시예의 주입 동기 주파수 체배기는 카운터부를 활성화시키는 제어 신호(ENCNT)의 한 주기 동안에 링 발진기의 주파수를 카운팅하여 출력되는 카운팅 결과 값(CNTILFM<11:0>)과 목표 주파수가 되었을 시에 생성되는 카운트 값 즉, 목표 주파수에 대한 기준값(REF<11:0>)을 비교함으로써 주파수를 보정하게 된다.
이 때, 제어 신호(ENCNT)가 '1' 인 동안에 주파수를 카운팅하고, 제어 신호(ENCNT)가 '0' 이고 카운터부를 리셋시키는 제어 신호(RSTCNT)가 '0'인 구간에서 링 발진기로 입력되는 제어 비트인 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)를 적용하여 코오스 튜닝을 하게 된다.
또 제어 신호(RSTCNT)가 카운터부로 입력되면, 카운터부는 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수의 카운팅을 재시작하고, 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)를 유지한 채 카운팅하며, 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 적용하여 이 과정들을 반복하여 목표 주파수에 도달될 때까지 파인 튜닝을 하게 된다.
그리고 도 8은 도 5에 도시된 주입 동기 주파수 체배기의 시뮬레이션 결과를 나타내는 파형도이다.
도 8을 참조하면, 이 파형은 자가 발진 주파수의 코오스 튜닝, 파인 튜닝을 적용한 시뮬레이션 결과이다. 링 발진기의 출력 주파수가 목표 주파수로 설정한 864 MHz로 이동하기 위해서, 목표 주파수의 카운팅한 값과 현재의 링 발진기의 출력 주파수를 카운팅한 값을 비교하여, 먼저 코오스 튜닝을 위한 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)를 변화시킴으로써, 주입 동기 주파수 체배기의 자가 발진 주파수가 목표 주파수에 접근된다.
그리고 일정한 횟수로 코오스 튜닝을 처리한 후, 코오스 튜닝의 종료를 알리는 코오스 튜닝 완료 신호(DONEcoarse)가 하이 레벨이 되면, 코오스 튜닝의 동작이 끝나게 되며, 이 때의 전류 제어 신호(ICONT<5:0>)의 값이 유지하게 된다.
코오스 튜닝과 마찬가지로 파인 튜닝도 출력 주파수를 카운팅하고, 그 결과에 따라 주파수 제어 신호(DCONT<3:0>)를 조절하여 더 미세하게 목표 주파수를 찾아가며, 목표 주파수에 도달되면, 해당 자가 발진 주파수를 고정(Lock)시킨 후 파인 튜닝 완료 신호(DONEFINE)를 하이 레벨로 출력한다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 주입 동기 주파수 체배기
102 : 주입 신호 생성부
104 : 링 발진기
106 : 튜닝 제어부
112 : FSM
114 : 카운터부
116 : 비교부
118 : 제1 튜닝 제어부
120 : 제2 튜닝 제어부

Claims (17)

  1. 주입 동기 주파수 체배기에 있어서:
    기준 주파수를 받아서 주입 신호를 생성하는 주입 신호 생성부;
    상기 주입 신호에 대응하는 자가 발진 주파수를 출력하는 링 발진기; 및
    상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 카운트하여 목표 주파수에 대응되는 기준값과 카운트 결과 값을 비교하고, 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 근접하도록 상기 링 발진기의 전류를 조절하여 코오스 튜닝하고, 코오스 튜닝된 자가 발진 주파수를 상기 주입 신호 생성부의 주입 신호 듀티비를 조절하여 파인 튜닝하도록 제어하는 튜닝 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 튜닝 제어부는,
    상기 링 발진기로부터 출력되는 현재 자가 발진 주파수를 카운트하는 카운터부;
    상기 기준 주파수를 받아서 상기 카운터부를 리셋하거나 활성화시키는 복수 개의 제어 신호를 출력하는 유한 상태 기계;
    상기 카운터부로부터 현재 자가 발진 주파수의 카운트 값을 받아서 목표 주파수에 대응되는 기준값과 비교하는 비교부;
    상기 비교부의 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 근접하게 상기 링 발진기의 전류를 제어하여 코오스 튜닝하는 제1 튜닝 제어부; 및
    상기 제1 튜닝 제어부가 코오스 튜닝이 완료되면, 상기 비교부의 비교 결과에 따라 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수에 도달되게 상기 주입 신호 생성부의 주입 신호 듀티비를 제어하여 파인 튜닝하는 제2 튜닝 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 카운터부는 상기 유한 상태 기계로부터 하나의 상기 제어 신호가 활성화되는 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 현재 자가 발진 주파수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 주입 신호 생성부는,
    상기 제1 튜닝 제어부로부터 코오스 튜닝 완료 신호가 입력되면, 상기 제2 튜닝 제어부로부터 주입 신호 듀티비를 제어하기 위한 주파수 제어 신호를 피드백 받아서 파인 튜닝을 위한 주입 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  5. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 링 발진기는,
    상기 주입 신호 생성부로부터 출력된 상기 주입 신호를 받아들이고, 상기 제1 튜닝 제어부로부터 자신의 전류를 제어하는 전류 제어 신호에 응답해서 자가 발진 주파수를 생성하는 것 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 유한 상태 기계는,
    상기 기준 주파수를 받아서 상기 카운터부를 리셋시키는 제1 제어 신호와 상기 카운터부를 활성화시키는 제2 제어 신호를 출력하고, 상기 기준 주파수로부터 비교 기준 주파수를 생성하여 상기 비교부로 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 유한 상태 기계는,
    상기 기준 주파수로부터 코오스 튜닝을 위한 튜닝 기준 신호를 생성하여 상기 제1 튜닝 제어부로 더 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 카운터부는,
    상기 유한 상태 기계로부터 상기 제2 제어 신호를 받아서 상기 제2 제어 신호가 하이 레벨인 구간 동안에 자가 발진 주파수를 카운팅하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비교부는,
    목표 주파수에 대한 기준값을 입력받고, 상기 카운터부로부터 카운팅 결과 값과 받아서 비교하여 자가 발진 주파수를 튜닝하기 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제1 및 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 튜닝 제어부는,
    상기 유한 상태 기계로부터 상기 튜닝 기준 신호를 받아들이고, 상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 받아서 상기 링 발진기로 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 대략 조정하도록 전류 제어 신호를 피드백하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 튜닝 제어부는,
    상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수의 코오스 튜닝이 완료되면, 상기 주입 신호 생성부와 상기 제2 튜닝 제어부로 코오스 튜닝 완료 신호를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 튜닝 제어부는,
    상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 받아서 상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 주파수 제어 신호를 상기 주입 신호 생성부로 피드백하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기.
  13. 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법에 있어서:
    제1 튜닝 제어부로부터 출력되는 링 발진기의 전류를 제어하는 전류 제어 신호와, 제2 튜닝 제어부로부터 출력되는 주입 신호 듀티비를 제어하는 주파수 제어 신호를 조절하여 목표 주파수를 설정하는 단계;
    설정된 목표 주파수에 대응하여 상기 제1 튜닝 제어부로부터 상기 링 발진기로 상기 전류 제어 신호를 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부로부터 주입 신호 생성부로 상기 주파수 제어 신호를 출력하는 단계;
    상기 주입 신호 생성부가 기준 주파수를 입력받아서 주입 신호를 생성하고, 생성된 주입 신호를 상기 링 발진기로 출력하는 단계;
    상기 링 발진기가 상기 주입 신호에 대응하여 자가 발진 주파수를 출력하는 단계;
    카운터부가 유한 상태 기계로부터 자신을 활성화시키는 제어 신호를 받아서 상기 제어 신호가 활성화되는 구간 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 카운트하고, 카운팅 결과 값을 비교부로 출력하는 단계;
    상기 비교부가 카운팅 결과 값과 목표 주파수에 대한 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하는 단계; 및
    상기 제1 튜닝 제어부가 상기 전류 제어 신호의 값이 결정되면, 현재 자가 발진 주파수가 목표 주파수의 근접하도록 고정시키고, 코오스 튜닝이 완료되었음을 알려주는 코오스 튜닝 완료 신호를 상기 주입 신호 생성부와 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 주파수 체배 방법은,
    상기 제2 튜닝 제어부가 상기 코오스 튜닝 완료 신호에 응답해서 상기 링 발진기의 현재 자가 발진 주파수를 목표 주파수로 미세 조정하도록 상기 주파수 제어 신호를 상기 주입 신호 생성부로 출력하고, 상기 링 발진기가 상기 주입 신호 생성부로부터 출력되는 주입 신호에 대응하는 자가 발진 주파수를 생성하는 단계;
    상기 카운터부가 상기 유한 상태 기계로부터 출력되는 상기 제어 신호가 활성화되는 구간 동안에 상기 링 발진기로부터 출력되는 자가 발진 주파수를 카운트하고, 카운팅 결과 값을 상기 비교부로 출력하는 단계;
    상기 비교부가 카운팅 결과 값과 목표 주파수에 대한 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 주파수 튜닝을 위한 업 신호 또는 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계;
    상기 제2 튜닝 제어부가 상기 주파수 제어 신호의 값이 결정되면, 코오스 튜닝 보다 더 미세하게 목표 주파수를 찾아가며 상기 주파수 제어 신호를 조절하여 자가 발진 주파수를 고정시킨 후, 파인 튜닝을 종료하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 주파수 체배 방법은,
    상기 코오스 튜닝 및 상기 파인 튜닝이 종료되면, 상기 전류 제어 신호와 상기 주파수 제어 신호를 결정하여 목표 주파수에 대응하는 상기 링 발진기의 자가 발진 주파수를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법.
  16. 청구항 14 또는 청구항 15에 있어서,
    상기 비교부로부터 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하는 단계는;
    상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 크면, 주파수를 감소시키는 상기 다운 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제1 튜닝 제어부가 상기 다운 신호에 응답해서 상기 전류 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 0으로 설정하여 상기 링 발진기로 출력하고,
    상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 작으면, 주파수를 증가시키는 상기 업 신호를 상기 제1 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제1 튜닝 제어부가 상기 업 신호에 응답해서 상기 전류 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 1로 설정하여 상기 링 발진기로 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 비교부가 상기 업 신호 또는 상기 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하는 단계는;
    상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 크면, 주파수를 감소시키는 상기 다운 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 다운 신호에 응답해서 상기 주파수 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 0으로 설정하여 상기 주입 신호 생성부로 출력하고,
    상기 카운팅 결과 값이 상기 기준값 보다 작으면, 주파수를 증가시키는 상기 업 신호를 상기 제2 튜닝 제어부로 출력하고, 상기 제2 튜닝 제어부가 상기 업 신호에 응답해서 상기 주파수 제어 신호의 각 비트들 값을 순차적으로 1로 설정하여 상기 주입 신호 생성부로 출력하는 것을 특징으로 하는 주입 동기 주파수 체배기의 주파수 체배 방법.
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