JP3358590B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
係り、特に同期信号(以下クロック信号と称する)の生
成に使用される遅延回路を有する半導体集積回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、クロック信号に同期して動作する
半導体集積回路では、図8に示すように、外部クロック
信号1を受信回路10で受信し、これを増幅回路40で
増幅して、クロック信号制御の回路50で使用される内
部クロック信号4を生成していた。図8は、従来の半導
体集積回路の概略構成を示すブロック図である。従っ
て、受信回路10で受信し、増幅回路40で増幅する過
程で、図9に示すように外部クロック信号1と内部クロ
ック信号4の間の遅延時間TDが生じていた。図9は、
従来の半導体集積回路で用いられるクロックのタイミン
グチャートである。
【0003】半導体集積回路は、製造技術の進歩に伴
い、要求される回路規模が増大してきたため、この遅延
時間TDは増大する傾向にある。一方、半導体集積回路
が搭載されるシステムの高速化により、半導体集積回路
の動作するクロック周期も高速化してきた。この結果、
クロック周期Tcに対し、遅延時間TDが相対的に大きく
なり、回路動作に障害が出てきた。遅延時間の増大を対
策するために、これまで位相同期ループ(フェーズロッ
クループ、Phase-Locked Loop、以下、PLLと称す
る)が用いられてきた。
【0004】また、コンピュータシステムの高速化に伴
い、半導体記憶装置のデータ転送速度がシステム性能を
律速するようになってきた。半導体記憶装置のデータ転
送速度を向上するために、図10に示すような、1クロ
ック周期でデータの入出力を2回行う、いわゆるダブル
データレートの動作仕様が提案されている。図10はダ
ブルデータレートの動作を行った場合のタイミングチャ
ートである。このダブルデータレート動作においては、
命令信号とアドレス信号は、クロック信号の立ち上がり
で入力され、データ入出力信号はクロック信号の立ち上
がり及び立ち上がりの中間のタイミングでデータが入出
力される。
【0005】即ち、ダブルデータレート動作において
は、命令信号Comとアドレス信号Addは、クロック
信号CLKの立ち上がりで入力され、データ入出力信号
はクロック信号の立ち上がり及び立ち上がりの中間のタ
イミングでデータDQが入出力される。この仕様では、
例えばクロック周波数が66MHzの場合、データ信号
の動作周波数はクロック信号と同じ66MHzで信号の
伝送速度が同じでありながら、2倍のデータ転送速度、
即ち毎秒132Mビットのデータ転送速度を達成できる
という利点を有する。そのため、高速SRAMや、シン
クロナスDRAMII、シンクリンクDRAM等の次期高
速DRAMに採用されつつある(日経マイクロデバイ
ス、1997年2月号、p.11など)。また、半導体
記憶装置のみならず、グラフィクスコントローラLSI
とシステムコントローラLSIとの間の高速データ転送
を行うために規定されたAGP仕様でも採用されるな
ど、一般的に広がっている(「Accelerated Graphics p
ort Interface Specification」,Revision 1.0,Intel
Corporation,July 31, 1996)。
【0006】なお、ダブルデータレート仕様でクロック
信号の立ち上がりと立ち下がりを基準にしない理由は、
クロック周期が短くなるのに伴って、クロック周期に対
する信号の遷移時間が無視できなくなってくると、立ち
上がり波形と立ち下がり波形の非対称性が顕著になり、
入力しきい電圧に対する高電位と低電位の期間が不均等
になるため、サイクル時間が不均等になり、半導体集積
回路の動作余裕が減少するからである。
【0007】ダブルデータレート仕様を実現するため
に、従来はPLLに分周回路を組み込んだ構成が用いら
れてきたが、PLLは、内部クロック信号を生成し、こ
の内部クロック信号と外部クロック信号との位相差が零
となるよう動作するが、内部クロック信号と外部クロッ
ク信号との位相差がなくなるまでに数十周期以上の時間
を要し、その結果、外部クロック信号に対して位相差の
ない内部クロック信号を所望のタイミングで用いるため
に常にPLLを動作させる必要があり、消費電力が増大
するという欠点がある。半導体記憶装置、特にコンピュ
ータシステムの主記憶として複数個が使用されるダイナ
ミックRAMでは、システム全体の待機状態の消費電力
に対する割合が大きくなるため、より深刻な問題であ
る。さらに、電圧制御発振器62は電圧で発振動作が制
御されており、電源電圧が低くなると制御電圧の幅が狭
くなるため、制御周波数の精度が落ちるといった欠点が
ある。
【0008】これらの欠点を解決する方法として、これ
までレジスタ制御DLL(Register-Controlled Delay-
Locked Loop、以下、RDLLと称する)、及びSMD
(Synchronous Mirror Delay、以下、SMDと称する)
が提案されている。これらの詳細は、IEICE Trans. Eee
lectron., Vol1.E79-C, No.6, pp.798-807、特開平8−
237091を参照されたい。また、これらの技術を用
いてダブルデータレート仕様を実現する技術も提案され
ている。
【0009】上記RDLLやSMDでは、遅延時間の増
大を対策し、ダブルデータレート仕様を実現できる。内
部クロック信号と外部クロック信号の位相差がなくなる
までに要する時間は、それぞれ1周期と2周期なので、
常に回路を動作させる必要がなく、内部クロック信号4
を使用しないときには回路の動作を停止できるため、待
機状態での消費電力はなくなる。さらに、PLLのよう
に電圧で発振を制御する電圧制御発振器がないため、電
源電圧によらず、制御周波数の精度を保つことが可能で
あるという利点を有する。
【0010】しかしながら、RDLLやSMDには、今
後さらに要求される高速化に対して、サイクル時間によ
って内部クロック信号の生成タイミングがばらつくこと
に起因して、いっそう狭くなるデータ入出力のウィンド
ウ時間に対して動作余裕が低下するという課題がある。
つまり、半導体集積回路において、入出力信号のタイミ
ングはクロック入力信号を基準に規定される。即ち、ク
ロック入力信号CLKでデータ入力信号DQをラッチす
るにあたり、図10(a)に示したように、クロック入
力信号の前後にデータ入力信号を保持しなければならな
い時間、即ち入力セットアップ時間tsと入力ホールド
時間th1が規定される。
【0011】また、データを出力するにあたり、図10
(b)に示したように、データ出力信号が確定するまで
の時間、即ちアクセス時間ta、及び前のデータ出力信
号を保持している時間、即ち出力ホールド時間th2が規
定される。RDLLの回路の分解能は、シフトレジスタ
で設定できる最小単位である遅延回路1台、即ちゲート
2段である。また、SMDの回路の分解能は、ゲート2
段である。従って、外部クロック信号に対する内部クロ
ック信号のタイミングは、サイクル時間が変動すると分
解能、即ちゲート2段を伝搬する時間の範囲で変動す
る。入力セットアップ時間ts、入力ホールド時間
h1、アクセス時間ta、出力ホールド時間th2の入出
力タイミング規定は、いずれも外部クロック信号のタイ
ミングが基準になるため、内部クロック信号のタイミン
グが外部クロック信号に対して変動すると、規定に対す
る動作余裕を低下させる。
【0012】入出力のタイミングは、外部データ入出力
信号間に寄生する容量やインダクタンス、製造プロセス
によってもばらつくため、内部クロック信号の変動によ
るタイミング余裕の低下により、製造プロセスの余裕が
制限され、ひいては高速化を阻害する。また、RDL
L、SMDの回路は共に、遅延回路列はNAND素子と
インバータとが交互に直列に接続された構成である。従
って、特にP型MOSFETが並列に、N型MOSFE
Tが直列に接続されたNAND素子に関して、しきい値
や立ち上がり波形と立ち下がり波形が不均等になる両者
で遷移時間が不均等になり、遅延回路列のパルス信号の
伝搬に伴ってこれが累積され、伝搬するパルス信号の波
形がくずれ、最悪の場合にはパルス信号の消失を招くと
いう問題がある。
【0013】本出願の発明者は、RDLL、SMDの回
路を用いた場合の上記問題点を解決した発明を、特開平
11−66854号(特願平9−152656号)で提
案している。以下、この発明について説明する。図11
は、上記RDLL及びSMDの問題点を解決した発明の
基本的回路構成を示す回路図である。図12〜図14
は、従来の半導体集積回路の動作を示すタイミングチャ
ートである。
【0014】図11を参照すると、上記半導体集積回路
は、受信回路10、極性制御回路20、2組の制御回路
110,210、遅延回路1010,1030,105
0,1090,1110,1990等で構成される2組
の遅延回路列120,220、2組のパルス生成回路1
30,230、及び増幅回路40で構成される。
【0015】上記受信回路10は、外部クロック信号1
を受信し、内部電源電位に変換された内部信号2を出力
する。極性制御回路20は、フリップフロップ21及び
インバータ22,23からなり、内部信号2を受けて、
クロック信号入力により論理レベルが交互に反転する極
性制御信号3を出力する。制御回路110は、フリップ
フロップ111、遅延回路112、及びAND回路11
3から構成される。第一の制御信号101及び第二の制
御信号102は、極性制御信号3を受けて、外部クロッ
ク信号1の立上りでトグルする互いに逆相の信号であ
る。遅延回路列120の入力信号103は、制御信号1
01の立ち上がりに対してのみ、遅延回路112の遅延
時間を介して立ち上がる。
【0016】極性制御回路20を構成するフリップフロ
ップ21は、制御回路110のフリップフロップ111
の入力とのスキューずれによって誤動作が生じないため
に、内部信号2をインバータ23で反転させた信号をク
ロック信号入力としている。遅延回路列120を構成す
る遅延回路1090は、2組の直列に接続された2個の
P型MOSFET1081,1082及び1091,1
092、2組の直列に接続された2個のN型MOSFE
T1083,1084及び1093,1094で構成さ
れ、第一、第二、第三、及び第四の節点An−1、Bn
−1、An、Bnを入出力節点とする。
【0017】電源及び接地線をソースに接続したトラン
ジスタ1081,1084のゲートには第一の制御信号
101が接続され、トランジスタ1091,1094の
ゲートには第二の制御信号102が接続される。第一の
節点An−1がゲートに接続されたN型MOSFET1
083のドレインには、第二の節点Bn−1が接続され
る。第二の節点Bn−1がゲートに接続されたP型MO
SFET1092のドレインには第三の節点Anが接続
される。また、第四の節点Bnがゲートに接続されたN
型MOSFET1093のドレインには、第三の節点A
nが接続される。第三の節点Anがゲートに接続された
P型MOSFET1082のドレインには、第二の節点
Bn−1が接続される。
【0018】次に動作を説明する。第一の制御信号10
1が高電位である第一の期間においては、第一の節点A
n−1が高電位になると、直列に接続された2個のN型
MOSFET1083,1084はゲートが共に高電位
なので導通し、第二の節点Bn−1は低電位になる。第
二の制御信号102は低電位なので、第二の節点Bn−
1が低電位になると、直列に接続された2個のP型MO
SFET1091,1092はゲートが共に低電位なの
で導通し、第三の節点Anは高電位になる。
【0019】また、第一の制御信号101が低電位であ
る第二の期間においては、第二の制御信号102は高電
位なので、第四の節点Bnが高電位になると、直列に接
続された2個のN型MOSFET1093,1094は
ゲートが共に高電位なので導通し、第三の節点Anは低
電位になる。第三の節点Anが低電位になると、直列に
接続された2個のP型MOSFET1081,1082
はゲートが共に低電位なので導通し、第二の節点Bn−
1は高電位になる。
【0020】次に、制御回路110、遅延回路列12
0、及びパルス生成回路130の動作を図13を参照し
て説明する。図13は、制御回路110、遅延回路列1
20、及びパルス生成回路130の動作を説明するため
のタイミングチャートである。時刻5nsにおいてクロ
ック信号2が立ち上がると、第一の制御信号101が高
電位となり、第二の制御信号102が低電位となる(第
一の期間)。遅延回路112を介して遅延回路列120
の入力信号103、即ち節点A0が高電位になると、前
述のように節点B0が放電され、次いで節点A1が充電
される。
【0021】以下順に、第一の期間には節点Ak(k=
0,1,2,…)は充電、節点Bkは放電されながら、
図11の回路図中の右方向にエッジ信号が進行する。
尚、図中の右方向とは、値kが大きくなる方向であり、
図中の左方向とは、値kが小さくなる方向である。例え
ば、節点Akは節点Ak−1の右方向に位置し、逆に節
点Ak−1は節点Akの左方向に位置する。
【0022】時刻15nsにおいて次のクロック信号2
が立ち上がり、第一の制御信号101が低電位、第二の
制御信号102が高電位に反転したとき、エッジ信号は
節点B8まで伝搬し、節点B8は放電されている途中で
ある。このとき、節点A9を充電するはずのP型MOS
FETは、ゲートに接続された第一の制御信号102が
高電位になって遮断されるために節点A9は充電されな
い。
【0023】放電される途中だった節点B8は、節点A
9が低電位のまま第一の制御信号101が低電位になる
ので、節点B8を充電するP型MOSFETが導通する
ために充電され、つづいて節点A8が放電される。以
下、第二の期間には節点Akは放電、節点Bkは充電さ
れながら、第一の期間と同じ経路を、図11の回路図中
の左方向にエッジ信号が進行し、節点B0、即ち遅延回
路列120の出力信号104が高電位となる。パルス生
成回路130は、遅延回路131、インバータ132、
及びAND回路133から構成され、入力信号104の
立ち上がりを検出して、第二の期間のみ、即ち2サイク
ルに1回、ワンショットパルス信号105を出力する。
【0024】次に、従来回路の全体の動作波形を図12
を参照して説明する。図12は従来回路の全体の動作を
説明するためのタイミングチャートである。制御回路2
10、遅延回路列220、1パルス生成回路230の構
成は、それぞれ制御回路110、遅延回路列120、パ
ルス生成回路130と等しく、極性制御信号3をインバ
ータ30で反転して入力することで、互いに逆相に動作
させる。例えば、図12に示されるように、制御回路1
10から出力される第一の制御信号101と制御回路2
10から出力される第1の制御信号201とは互いに逆
相である。パルス生成回路130,230の出力信号1
05,205は、増幅回路40のOR回路41により論
理和が演算され、内部クロック信号4として毎サイクル
生成される。
【0025】次に、遅延時間について、図12を参照し
て説明する。第一の期間と第二の期間において、信号は
同一の経路を逆方向に伝搬する。遅延回路列を構成する
各節点の寄生容量は等しく、かつ遅延回路列を構成する
P型MOSFET及びN型MOSFETの能力はそれぞ
れ等しいので、第一の期間に節点B0が立ち下がってか
ら節点B8が立ち下がるまでの伝搬時間と、第二の期間
に節点B8が立ち上がってから節点B0が立ち上がるま
での伝搬時間は等しい。即ち、第一の期間に遅延回路列
120を伝搬する時間と、第二の期間に遅延回路列12
0を伝搬する時間は等しい。
【0026】外部クロック信号1が受信回路10へ入力
されから、制御回路110から遅延回路制御信号101
が出力されるまでの時間、即ち受信回路10と制御回路
110の伝搬時間をt1、遅延回路列出力信号104が
パルス生成回路130へ入力されてから内部クロック信
号4が増幅回路40から出力されるまでの時間、即ちパ
ルス生成回路130及び増幅回路40の伝搬時間をt
2、第一の期間及び第二の期間において遅延回路列12
0を伝搬する時間をtdとする。
【0027】遅延回路112の遅延時間は、遅延回路1
12及びAND回路113の伝搬時間の和がt1+t2
となるように、あらかじめ設定する。遅延回路列120
の第一の制御信号101が高電位である期間はサイクル
時間tCKに等しく、これは遅延回路制御信号101が
立ち上がってから、遅延回路112、AND回路113
を経て第一の期間に遅延回路列120を伝搬する時間に
等しいので、tCK=t1+t2+tdである。
【0028】第二の期間に、外部クロック信号1が受信
回路10に入力されてから、遅延回路制御信号101が
立ち下がり、遅延回路列120、パルス生成回路13
0、及び増幅回路40を経て、内部クロック信号4を出
力するまでの時間はt1+td+t2で、これは前述の
等式よりtCK、即ちサイクル時間に他ならない。即
ち、内部クロック信号4は、第三の期間の外部クロック
信号と同じタイミングで出力されることになる。従っ
て、2周期で内部クロック信号と外部クロック信号の位
相差をなくすことができる。
【0029】更に、クロック周期がわずかに変動した場
合の遅延回路列120の遅延時間について、節点A8,
B8の詳細な動作波形を示した図14を参照して説明す
る。図14は、クロック周期がわずかに変動した場合の
遅延回路列120の遅延時間を説明するためのタイミン
グチャートである。図14において、第一の期間から第
二の期間に切り替わるとき、節点B8は中間電位まで放
電されてから再び充電される。クロック周期がわずかだ
け長くなると、第一の期間において遅延回路列を伝搬す
る時間が長くなり、節点B8で放電される電荷量が増加
する。そのため、第二の期間で節点B8の充電すべき電
荷量も増加するため、節点B8の充電時間、即ち、第二
の期間に遅延回路列120を伝搬する時間も増加する。
【0030】従って、クロック信号105の生成タイミ
ングも遅れるため、次のクロック周期の外部クロック信
号と同期した信号が得られる。即ち、クロック周期の分
解能はゲート1段以下で、電荷量と充放電時間が線形性
が保たれる範囲では、サイクル時間が変動しても、外部
クロック信号に対する内部クロック信号の位相差は変動
しないことになる。
【0031】なお、対をなすP型MOSFET同士の電
流能力と寄生容量が等しく、対をなすN型MOSFET
も同様である、第一の期間の節点Akの充電時間は第二
の期間の節点Bkの充電時間と完全に相殺され、また第
一の期間の節点Bkの放電時間は第二の期間の節点Ak
の放電時間と完全に相殺される。即ち、図13の場合に
は、第一の期間及び第二の期間における節点B0から節
点A8までの伝搬時間は相殺され、遅延回路列の伝搬に
伴って第一の期間と第二の期間の伝搬時間の差が累積さ
れることはない。
【0032】サイクル時間の変動によるタイミングのば
らつきは、節点B8の充放電の動作にのみ起因し、最大
でもゲート1段以下になる。従って、第一の期間に遅延
回路列120を伝搬する時間と、第二の期間に遅延回路
列120を伝搬する時間はゲート1段以下の精度で等し
く、即ち、内部クロック信号と外部クロック信号の位相
差はゲート1段以下である。
【0033】このように、本出願の発明者は、外部クロ
ック信号と遅延のない内部クロック信号が、わずか2周
期で確実に得ることが可能であり、常に回路を動作させ
る必要がなく、内部クロック信号を使用しないときには
停止できるため、待機状態での消費電力がなくなるとい
う利点を有する回路を提案している。
【0034】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上説明し
た技術はダブルデータレート仕様を満足する技術に関す
るものであるが、更なる高速動作の要求から1クロック
周期の間に4データを連続して出力する仕様が提案され
ている。図15は、1クロック周期の間に4データを出
力する動作を示すタイミングチャートである。図15に
示されたように、リードコマンドがあるクロックの立ち
上がりで読み込まれた後、そのクロックの2クロック後
の周期において、データQ1〜Q4が連続して出力され
る。この仕様を実現する回路に関して、上述したRDL
LやSMDにおける問題を生ずることなく動作する回路
として上記技術の応用が考えられる。
【0035】図16は、4クロック連続してデータを読
み出す仕様を実現するために、従来の基本的回路構成を
応用した回路を示す図である。図16において、11は
入力される外部クロック信号1のエッジを検出する回路
を有し、内部信号2を出力する受信回路である。12
は、内部クロック信号がクロック入力端に入力され、反
転出力端の出力がD入力端に接続されたDフリップフロ
ップであり、内部クロックが入力される毎に論理レベル
が反転する信号を出力端Qから出力する。24は、内部
信号2及びDフリップフロップ12の出力が入力される
遅延回路列である。この遅延回路列24は、図15に示
された4クロック連続してデータを読み出す仕様を実現
するためのクロック信号を出力する。また、図15に示
した仕様では、リードコマンドが入力されて2クロック
周期が経過してからデータが読み出される仕様であり、
遅延回路列24のみではリードコマンドが入力された次
のクロック周期において何も動作が行われないこととな
るが、これを防止するため遅延回路24と同一の回路構
成を有する遅延回路列25が設けられている。
【0036】次に、遅延回路列24について詳細に説明
する。遅延回路列24は、Dフリップフロップ100
と、4組の遅延回路111,611,711,811
と、4組のアンド回路と、4組の遅延回路列112,6
12,712,812と、4組のパルス生成回路11
3,613,713,813と、マルチプレクサ16と
を有する。Dフリップフロップ100のクロック端には
内部信号2が入力され、D入力端にはDフリップフロッ
プ12の出力端が接続されている。Dフリップフロップ
の出力端からは第一の制御信号101が出力され、反転
出力端からは第二の制御信号102が出力される。
【0037】第一の制御信号101は上記アンド回路の
一方の入力端及び遅延回路111,611,711,8
11に入力されており、アンド回路の他方の入力端には
遅延回路111,611,711,811の出力端が接
続されている。よって、それぞれのアンド回路から出力
される制御信号103,603,703,803は、第
一の制御信号が高電位であって、遅延回路111,61
1,711,811を伝搬した第一の制御信号がそれぞ
れのアンド回路に入力されたときに初めて出力される。
【0038】遅延回路列112,612,712,81
2は、前述した従来の技術と同様、入力された制御信号
103,603,703,803に基づくエッジ信号を
図中右方向に伝搬させるとともに左方向に伝搬させて遅
延させるが、図16においては、左側へ伝搬する場合の
遅延時間と右側へ伝搬する場合の遅延時間とは、遅延回
路列112では同一であるが、遅延回路列612,71
2,812では異なる。遅延回路列612は、図中右側
へ伝搬する時間と図中左側へ伝搬する時間との比は、
4:1であり、遅延回路712,812ではそれぞれ
4:2及び4:3である。
【0039】図17は、遅延回路列112の内部構成を
示す回路図である。図17に示したように、遅延回路列
112の内部構成は、図11に示した遅延回路列120
と同様の構成である。また、図18は、エッジ信号が図
16中右側へ伝搬する時間と左側へ伝搬する時間とが異
なる遅延回路列612の構成を示す回路図である。図1
8に示すように、遅延回路列212において、節点An
から接地線には、4組のN型MOSFETが並列に接続
され、電源線には1組のP型MOSFETのみ電気的に
接続される。逆に節点Bnから接地線には、1組のN型
MOSFETのみ電気的に接続され、電源線には4組の
N型MOSFETが並列に接続される。
【0040】第一の制御信号101が高電位、第二の制
御信号102が低電位である第一の期間において、節点
Anは1組のP型MOSFETによって充電され、節点
Bnは1組のN型MOSFETによって放電される。第
一の制御信号101が低電位、第二の制御信号102が
高電位である第二の期間において、節点Anは4組のN
型MOSFETによって放電され、節点Bnは4組のP
型MOSFETによって充電される。したがって、遅延
回路列612の第二の期間の伝搬時間は、第一の期間の
伝搬時間の1/4になる。遅延回路列714,814
は、遅延回路列614とほぼ同様の構成であるが、伝搬
時間が異なるため、僅かながら構成が異なる。遅延回路
列712の第二の期間の伝搬時間は、第一の期間の伝搬
時間の2/4であり、遅延回路列812の第二の期間の
伝搬時間は、第一の期間の伝搬時間の3/4である。遅
延時間の差異による構成の差異の詳細については、本出
願の発明者が先にした出願である特開平11−6685
4号(特願平9−152656号)の図27を参照され
たい。
【0041】いま、受信回路11の遅延時間をt1、パ
ルス生成回路113,マルチプレクサ16,13等から
なる出力回路の遅延時間をt2、オーバーヘッド時間を
t3とした場合、遅延回路111,611,711,8
11の遅延時間を、時間t1+t2+t3の1倍、4/
1倍、4/2倍、4/3倍にそれぞれ設定する。遅延回
路111,611,711,811の遅延時間を上記の
ように設定するのは、後述するデータ5の位相と入力さ
れる外部クロック信号1との位相差を0°、90°、2
70°、及び360°に設定するためである。尚、遅延
回路111,611,711,811は、受信回路11
及び出力回路の熱変動による遅延時間等の変化に特性を
合わせるため、その回路構成は受信回路11及び出力回
路の回路構成と同様な回路構成で形成される。
【0042】図16に戻り、パルス生成回路113,6
13,713,813は、遅延回路列112,612,
712,812からそれぞれ出力される遅延回路列出力
信号104、604,704,804の立ち上がりを検
出し所定幅、好ましくはクロック信号の1/4周期のパ
ルス幅を有するパルス信号を出力する。マルチプレクサ
16は、パルス生成回路113,613,713,81
3から出力されるパルス信号を多重化して出力する。ま
た、マルチプレクサ13は、遅延回路列24から出力さ
れる多重化されたパルス信号と、遅延回路列25から出
力される多重化されたパルス信号とを多重化し、内部ク
ロック信号4として出力する。14はメモリセルであ
り、15はメモリセル14に記憶されている記憶内容
を、入力される内部クロック信号4に同期してデータ5
を出力するDフリップフロップである。メモリセル14
及びDフリップフロップ15に関しては理解を容易にす
るため省略して記載している。
【0043】次に、上記構成の回路の動作について説明
する。図19は、4クロック連続してデータを読み出す
仕様を実現するために、従来の基本的回路構成を応用し
た回路の動作を示すタイミングチャートである。まず、
外部クロック1が入力されると、受信回路11は立ち上
がりエッジを検出し、所定の幅を有するパルスからなる
内部信号2を出力する。内部クロック信号はDフリップ
フロップ12,100へ入力され制御信号101,10
2が出力される。制御信号101が高電位であり、制御
信号102が低電位である第一の期間において、遅延回
路111を伝搬するのに要した時間t111経過後、ア
ンド回路から制御信号103が出力され、遅延回路81
1,711,611それぞれを伝搬するのに要した時間
t811,t711,t611経過後、制御信号80
3,703,603が順次出力される。
【0044】これらの信号が出力されると、遅延回路列
112,612,712,812の接点B0が放電され
るため遅延回路列出力信号104、604,704,8
04は順次低電位となる。接点B0が放電されるととも
に、接点A0が充電されるので、エッジ信号が遅延回路
列112,612,712,812各々を図中右側に伝
搬する。エッジが遅延回路列112,612,712,
812を伝搬している間は遅延回路列出力信号104、
604,704,804は低電位である。
【0045】エッジ信号が遅延回路列112,612,
712,812各々を右側に伝搬していき、第一の制御
信号101が低電位となり、第2の制御信号102のレ
ベルが高電位となると、放電される途中だった節点Bk
は、節点Ak+1が低電位のまま第一の制御信号101
が低電位になるので、節点Bkを充電するP型MOSF
ETが導通するために充電され、つづいて節点Akが放
電される。このようにして第一の制御信号101が立ち
上がって、第二の制御信号102が立ち下がると各遅延
回路列112,612,712,812を図16中右側
に伝搬してきたエッジ信号は、同図中左側に伝搬するこ
とになる。つまり、第一の制御信号101の立ち上がり
時点及び第二の制御信号102の立ち下がり時点はエッ
ジ信号の伝搬方向を反対にする時点を規定している。
【0046】エッジ信号が各遅延回路列112,61
2,712,812を左側に伝搬する時間は、遅延回路
列112においては時間t112に設定され、遅延回路
列112においては時間t612/4に設定され、遅延
回路列712においては時間t712/2に設定され、
遅延回路列812においては時間t812*3/4に設
定されている。よって、第一の制御信号101の立ち上
がり時点及び第二の制御信号102の立ち下がり時点か
ら時間t612/4が経過したときに遅延回路列612
の接点B0は高電位となり、遅延回路列出力信号604
が高電位となる。次に、第一の制御信号101の立ち上
がり時点及び第二の制御信号102の立ち下がり時点か
ら時間t712/2が経過したときに遅延回路列712
の接点B0は高電位となって遅延回路列出力信号704
が高電位となり、次いで第一の制御信号101の立ち上
がり時点及び第二の制御信号102の立ち下がり時点か
ら時間t812*3/4が経過したときに遅延回路列8
12の接点B0が高電位となって遅延回路列出力信号8
04が高電位となり、最後に第一の制御信号101の立
ち上がり時点及び第二の制御信号102の立ち下がり時
点から時間t112が経過したときに遅延回路列112
の接点B0が高電位となり遅延回路列出力信号104が
高電位となる。
【0047】遅延回路列出力信号104,604,70
4,804が高電圧になると、パルス生成回路113,
613,713,813ぞれぞれにおいて、外部クロッ
ク1のパルス幅tCKの四分の一のパルス幅を有するパ
ルスが生成される。よって、パルス生成回路113から
出力されるパルス信号105は外部クロック信号1に対
して位相が0°であり、パルス生成回路613から出力
されるパルス信号605は外部クロック信号1に対して
位相が90°であり、パルス生成回路713から出力さ
れるパルス信号705は外部クロック信号1に対して位
相が180°であり、パルス生成回路813から出力さ
れるパルス信号805は外部クロック信号1に対して位
相が270°である。このようにして、外部クロック信
号1に対して図15に示した仕様を満たすパルス信号が
得られる。
【0048】以上説明した技術によって、図15に示し
た仕様のパルス信号を得ることができるが、上述した技
術は、遅延回路列112においてはエッジ信号が左側へ
伝搬する時間と右側へ伝搬する時間とが等しいため、ト
ランジスタサイズを同一にして実現することができる
が、たの遅延回路列612,712,812は伝搬時間
が異なり、その伝搬時間の比はトランジスタサイズの比
とは必ずしも一致しないため、調整する必要がある。調
整方法の1つとして、例えば特開平11−66854号
(特願平9−152656号)の第10実施形態に示さ
れた方法がある。このとき、遅延回路列612,71
2,812が等価でなく、伝搬遅延時間や伝搬遅延時間
比が各々異なるため、遅延回路列612,712,81
2の遅延時間と、遅延回路111,611,711,8
11の遅延時間とは異なる時間を設定しなければならな
ず、その結果測定及び設定が煩雑になるという問題があ
る。
【0049】また、図16に示した回路では、遅延回路
111,611,711,811の遅延時間を、時間t
1+t2+t3の1倍、4/1倍、4/2倍、4/3倍
にそれぞれ設定しているが、前述したように、温度変化
等による特性の変化を避けるため遅延回路111,61
1,711,811は受信回路11及び出力回路と同一
のもの1又は複数用いて作成されるが、これらの回路の
4/3というものの形成が困難であるという問題があ
る。
【0050】更に、動作速度に着目した場合、特に遅延
回路列612に着目すると、最小サイクル時間は、遅延
回路列114の4倍に悪化する。例えば、受信回路11
の遅延時間t1と出力回路の遅延時間t2との和を3n
sとし、オーバーヘッド時間t3を4nsとした場合、
遅延回路列612の動作周波数は143MHzから36
MHzに悪化する。これを回避するために特開平11−
66854号(特願平9−152656号)の第9実施
形態を応用すると、遅延回路列612,712,812
の伝搬遅延比、即ち右側に伝搬する時間と左側に伝搬す
る時間との比がそれぞれ5/4、6/4、7/4となる
ため、上述した問題点が顕在化するという問題がある。
また、図18に示したように、遅延回路611の遅延時
間t611が時間t1+t2+t3の4/1倍に設定さ
れており、外部クロック信号1の周期を短くして動作周
波数を上げようとした場合に、外部クロック信号1の1
周期が遅延回路611の遅延時間611よりも短くなる
と正常に動作しなくなる。よって、外部クロック信号1
の動作周波数は、時間t1+t2+t3の4倍の遅延時
間t611によって限定されることになり、動作周波数
を向上させる上で、図15に示した構成では不都合があ
るという問題があった。
【0051】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、1クロックで複数のデータ読み出しに使用され
るパルス信号を生成する半導体集積回路であって、回路
形成が容易であるとともに、温度変化等が生じた場合で
あっても余裕をもって安定して動作し、且つ作成された
半導体集積回路の測定及び設定を容易に行うことができ
る半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0052】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、外部クロック信号に同期した複数のパル
ス信号を生成する半導体集積回路であって、前記外部ク
ロック信号に同期して第1の制御信号及び当該第1の制
御信号と逆位相の第2の制御信号を出力する制御信号出
力回路と、前記第1の制御信号を所定時間遅延させた第
1の遅延制御信号を出力する第1の遅延回路と、往路の
伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間とが同一に設定さ
れ、前記第1の遅延制御信号が入力されてから前記第1
の制御信号が活性化されている期間だけエッジ信号を前
記往路方向へ伝搬させ、前記第2の制御信号が活性化さ
れるとエッジ信号が前記復路方向へ伝搬する第1の遅延
回路列と、前記第1の制御信号を所定時間遅延させた第
2の遅延制御信号を出力する第2の遅延回路と、往路の
伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間との比がn対1(n
は2以上の自然数)に設定され、前記第2の遅延制御信
号が入力されてから前記第1の制御信号が活性化されて
いる期間だけエッジ信号を前記往路方向へ伝搬させ、前
記第1の遅延回路列の出力信号が入力されると前記復路
方向へエッジ信号が伝搬する第2の遅延回路列と、前記
第1及び第2の遅延回路列から出力される信号からパル
ス信号を生成するパルス生成回路とを具備することを特
徴とする。また、本発明は、前記第2の遅延回路に並列
して設けられ、前記第2の遅延回路列と同一の伝搬遅延
時間比を有し、往路から復路への切り換え時期が前記第
2の遅延回路列から出力される信号によって制御される
第3の遅延回路列と、前記第3の遅延回路列から出力さ
れる信号からパルス信号を生成するパルス生成回路と、
前記第1の遅延回路列から出力される信号及び前記第3
の遅延回路列から出力される信号から生成されたパルス
信号の位相差を検知する位相差検知器とを具備すること
を特徴とする。また、本発明は、前記第2の遅延回路
が、その遅延時間が可変であり、前記位相差検知器の検
知結果に基づいて前記第2の遅延回路の遅延時間を制御
する制御回路を具備することを特徴とする。また、本発
明は、前記第2遅延回路列における前記往路の伝搬遅延
時間と前記 復路の伝搬遅延時間との比が、2対1に設定
されることを特徴とする。また、本発明は、前記パルス
生成回路によって生成されたパルス信号を多重化するマ
ルチプレクサを更に備えることを特徴とする。また、本
発明は、前記第1の遅延回路における遅延時間は、入力
回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオーバーヘ
ッド時間の和に設定されることを特徴とする。また、本
発明は、前記第2の遅延回路における遅延時間が、入力
回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオーバーヘ
ッド時間の和の2倍に設定されることを特徴とする。ま
た、本発明は、前記半導体集積回路は複数並列に設けら
れ、当該半導体集積回路の出力を多重化するマルチプレ
クサを具備することを特徴とする。更に、本発明は、外
部クロック信号に同期した複数のパルス信号を生成する
半導体集積回路であって、前記外部クロック信号に同期
して第1の制御信号及び当該第1の制御信号と逆位相の
第2の制御信号を出力する制御信号出力回路と、前記
1の制御信号を所定時間遅延させた第1の遅延制御信号
を出力する第1の遅延回路と、往路の伝搬遅延時間と復
路の伝搬遅延時間とが同一に設定され、前記第1の遅延
制御信号が入力されてから前記第1の制御信号が活性化
されている期間だけエッジ信号を前記往路方向へ伝搬さ
せ、前記第2の制御信号が活性化されるとエッジ信号が
前記復路方向へ伝搬する第1の遅延回路列と、前記第1
の制御信号を所定時間遅延させた第2の遅延制御信号を
出力する第2の遅延回路と、往路の伝搬遅延時間と復路
伝搬遅延時間との比がn対1(nは2以上の自然数)
設定され、前記第2の遅延制御信号が入力されるとエ
ッジ信号を往路伝搬させる3つの遅延回路列からなり、
当該3つの遅延回路列のうちの前記第1の遅延回路列に
隣接する一の遅延回路列の往路から復路への切り換え時
期が前記第1の遅延回路列を往復伝搬して出力される信
号によって制御され、前記3つの遅延回路列のうちの二
の遅延回路列の往路から復路への切り換え時期は前記一
の遅延回路列を往復伝搬して出力される信号によって制
御され、前記3つの遅延回路列のうちの三の遅延回路列
の往路から復路への切り換え時期は前記二の遅延回路列
を往復伝搬して出力される信号によって制御される第2
の遅延回路列と、前記第1及び第2の遅延回路列から出
力される信号からパルス信号を生成するパルス生成回路
とを具備することを特徴とする。また、本発明は、前記
第2の遅延回路に並列して設けられ、前記第2の遅延回
路列をなす遅延回路列と同一の伝搬遅延時間比を有し、
往路から復路への切り換え時期が前記第2の遅延回路列
から出力される信号によって制御される第3の遅延回路
列と、前記第3の遅延回路列から出力される信号からパ
ルス信号を生成するパルス生成回路と、前記第1の遅延
回路列から出力される信号及び前記第3の遅延回路列か
ら出力される信号から生成されたパルス信号の位相差を
検知する位相差検知器とを具備することを特徴とする。
また、本発明は、前記第2の遅延回路が、その遅延時間
が可変であり、前記位相差検知器の検知結果に基づいて
前記第2の遅延回路の遅延時間を制御する制御回路を具
備することを特徴とする。また、本発明は、前記第2遅
延回路列をなす各々の遅延回路列における往路の伝搬時
間と復路の伝搬時間との比が、4対1に設定されること
を特徴とする。また、本発明は、前記パルス生成回路に
よって生成されたパルス信号を多重化するマルチプレク
サを更に備えることを特徴とする。また、本発明は、前
記第1の遅延回路における遅延時間が、入力回路の遅延
時間、出力回路の遅延時間、及びオーバーヘッド時間の
和に設定されることを特徴とする。また、本発明は、前
記第2の遅延回路における遅延時間が、入力回路の遅延
時間、出力回路の遅延時間、及びオーバーヘッド時間の
和のn(nは自然数)倍に設定されることを特徴とす
る。また、本発明は、前記第2の遅延回路における遅延
時間が、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及
びオーバーヘッド時間の和の4倍に設定されることを特
徴とする。また、本発明は、前記半導体集積回路は複数
並列に設けられ、当該半導体集積回路の出力を多重化す
るマルチプレクサを具備することを特徴とする。
【0053】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態による半導体集積回路について詳細に説明する。 〔第1実施形態〕まず、本発明の第1実施形態による半
導体集積回路について、図面を参照して詳細に説明す
る。図1は、本発明の第1実施形態による半導体集積回
路の構成を示すブロック図である。
【0054】図1において、11は入力される外部クロ
ック信号1のエッジを検出する回路を有し、内部信号2
を出力する受信回路(入力回路)である。12は、後述
する遅延回路列21,22,23の動作タイミングを規
定するタイミング信号を生成するタイミング信号生成回
路であり、入力される内部信号2が入力される毎に、順
に信号線6,7,8の1つが高電位となり他が低電位と
なるタイミング信号を生成する。図2は、タイミング信
号生成回路12の内部構成を示すブロック図である。
【0055】図2に示されたようにタイミング信号生成
回路12は、Dフリップフロップ12a,12b,12
cを3段縦属接続した回路であり、各々のDフリップフ
ロップのクロック端には内部信号2が入力され、Dフリ
ップフロップ12aの出力はDフリップフロップ12b
の入力端に、Dフリップフロップ12bの出力はDフリ
ップフロップ12cの入力端に、Dフリップフロップ1
2cの出力はDフリップフロップ12aの入力端にそれ
ぞれ接続され、更にDフリップフロップ12a,12
b,12cの出力端には信号線6,7,8がそれぞれ接
続されている。Dフリップフロップ12aにはセット端
子が設けられ、Dフリップフロップ12b,12cはリ
セット端子が設けられており、予め内部生成されるリセ
ット信号によりDフリップフロップ12aは“1”に、
Dフリップフロップ12b,12cは“0”に設定され
る。よって、内部信号2が入力されると、まず信号線6
のみが高電位となり、次の内部信号2が入力されると信
号線7のみが高電位となり、内部信号2が入力されると
信号線8のみが高電位となり、更に次の内部信号2が入
力されると信号線6のみが高電位となり、以下内部信号
2が入力される毎に以上の動作を繰り返す。
【0056】21は、内部信号2及びタイミング信号生
成回路12の出力が入力される遅延回路列である。この
遅延回路列21を有する点が、図16に示した回路と大
きく異なる点である。本実施形態においては、遅延回路
列21と同様の構成を有する遅延回路列22,23が遅
延回路列21に並列して設けられている。
【0057】次に、遅延回路列21について詳細に説明
する。遅延回路列21は、Dフリップフロップ100を
有する。Dフリップフロップ100のクロック端には内
部信号2が入力され、D入力端にはタイミング信号生成
回路12の出力端が接続されている。Dフリップフロッ
プの出力端からは第一の制御信号101が出力され、反
転出力端からは第二の制御信号102が出力される。
【0058】Dフリップフロップ100の第一の制御信
号101を出力する出力端には遅延回路111及びアン
ド回路からなる回路と、遅延回路211及びアンド回路
からなる回路が接続されている。遅延回路111の入力
端及びアンド回路の一方の入力端には第1の制御信号が
入力され、アンド回路の他方の入力端には遅延回路11
1の出力が入力される。このアンド回路の出力端には遅
延回路114が接続されており、アンド回路から出力さ
れる制御信号103が入力される。また、上記遅延回路
211の入力端及びアンド回路の一方の入力端にも第一
の制御信号が入力され、アンド回路の他方の入力端には
遅延回路211の出力が入力される。このアンド回路の
出力端には3組の遅延回路214、314,414が接
続されており、アンド回路から出力される制御信号20
3が入力される。
【0059】上記遅延回路211の遅延時間は、オーバ
ーヘッド時間t3の4倍に設定されており、温度変化等
による特性の変化を避けるため遅延回路111,21
1,311,411は受信回路11及び出力回路と同一
の構成のもの1つ又は複数用いて作成される。また、遅
延回路111遅延時間は、受信回路11の遅延時間t1
と出力回路の遅延時間t2とオーバーヘッド時間t3の
和の時間に設定されている。ここで、本発明の実施形態
で用いられる語句「オーバーヘッド時間」とは、Dフリ
ップフロップ100、パルス生成回路113、マルチプ
レクサ16、及びマルチプレクサ13の遅延時間をい
う。
【0060】上記遅延回路114は遅延回路列112を
有し、上記制御信号103以外に、更に第一の制御信号
101と第2の制御信号102とが入力されている。制
御信号103は遅延回路列112の接点A0に入力され
ており、第一の制御信号101が高電位であり、第二の
制御信号102が低電位であって接点A0に制御信号1
03が入力された場合、遅延回路列112はエッジ信号
を図中右側に伝搬する。逆に第一の制御信号101が低
電位であり、第二の制御信号102が高電位である場
合、エッジ信号を図中左側に伝搬させる。遅延回路列1
12は、エッジ信号を左側に伝搬する時間と右側に伝搬
する時間とが同一に設定されており、その内部構成は、
例えば図17に示された回路構成となっている。この遅
延回路列112を右側及び左側に伝搬した後に、接点B
0からは遅延回路列出力信号104が出力される。
【0061】上記遅延回路214,314,414には
アンド回路から出力される信号203及び第一の制御信
号101は入力されているが、上記遅延回路114と異
なり、第二の制御信号102は入力されていない。遅延
回路214はSRフリップフロップ215と遅延回路2
12とを有する。SRフリップフロップ215のS入力
端には上記遅延回路列112から出力される遅延回路列
出力信号104が入力され、R入力端には第一の制御信
号101が入力される。つまり、遅延回路列出力信号1
04が高電位である場合、SRフリップフロップ215
の出力端Qは高電位となり、第一の制御信号101が高
電位である場合、出力端Qは低電圧となる。遅延回路列
212の接点A0にはアンド回路から出力される制御信
号203が入力され、また上記遅延回路列112と同様
第一の制御信号101が入力されている。更に、遅延回
路列212には、上記遅延回路列112に入力される第
二の制御信号102に代えてSRフリップフロップ21
5の出力が制御信号202として入力されている。つま
り、第二の制御信号202は、遅延回路212中におい
てエッジ信号を図中左側に伝搬させるタイミングを規定
する信号であるが、このタイミングは遅延回路列112
から出力される遅延回路列出力信号104によって規定
されることになる。
【0062】遅延回路列212中をエッジ信号が右側に
伝搬する時間と左側に伝搬する時間との比は4:1に設
定されている。この遅延回路列212の内部構成は、図
18に示した回路と同様の回路によって実現される。遅
延回路列212の接点B0からは遅延回路列出力信号2
04が出力される。遅延回路314、314の構成は遅
延回路214と同様の構成であり、遅延回路列出力信号
204は、遅延回路314に設けられたSRフリップフ
ロップ(図示省略)のS入力端に入力されており、遅延
回路列312の接点B0から出力される遅延回路列出力
信号304は遅延回路414が備えるSRフリップフロ
ップのS入力端に入力される。従って、遅延回路列出力
信号204が遅延回路312中において左側にエッジ信
号を伝搬させるタイミングを制御し、遅延回路列出力信
号304が遅延回路412中において左側にエッジ信号
を伝搬させるタイミングを制御する。
【0063】また、遅延回路列出力信号104はパルス
生成回路113に入力され、遅延回路列出力信号20
4、304,404はパルス生成回路213、313,
413にそれぞれ入力される。パルス生成回路113,
213,313,413は、遅延回路列112,21
2,312,412からそれぞれ出力される遅延回路列
出力信号104、204,304,404の立ち上がり
を検出し所定幅、好ましくはクロック信号の1/4周期
のパルス幅を有するパルス信号を出力する。マルチプレ
クサ16は、パルス生成回路113,213,313,
413から出力されるパルス信号105,205,30
5,405を多重化して出力する。また、マルチプレク
サ13は、遅延回路列21から出力される多重化された
パルス信号と、遅延回路列22,23から出力される多
重化されたパルス信号とを多重化し、内部クロック信号
4として出力する。14はメモリセルであり、15はメ
モリセル14に記憶されている記憶内容を、入力される
内部クロック信号4に同期してデータ出力端子5からデ
ータを出力するDフリップフロップ(出力回路)であ
る。メモリセル14及びDフリップフロップ15に関し
ては理解を容易にするため省略して記載している。
【0064】次に、本発明の第1実施形態による半導体
集積回路の動作について説明する。図3は、本発明の第
1実施形態による半導体集積回路の動作を示すタイミン
グチャートである。まず、外部クロック1が入力される
と、受信回路11は立ち上がりエッジを検出し、所定の
幅を有するパルスからなる内部信号2を出力する。内部
クロック信号はタイミング信号生成回路12,100へ
入力され制御信号101,102が出力される。制御信
号101が高電位であり、制御信号102が低電位であ
る第一の期間において、遅延回路111を伝搬するのに
要した時間t111経過後、アンド回路から制御信号1
03が出力され、また遅延回路211を伝搬するのに要
した時間t112経過後、アンド回路から制御信号20
3が出力される。
【0065】これらの制御信号103,203が出力さ
れると、遅延回路112,212,312,412中を
図中右側にエッジ信号が伝搬する。次の外部クロック信
号1が入力されると、受信回路101から内部信号2が
出力されDフリップフロップ100に入力されるが、D
フリップフロップ100から出力される第一の制御信号
101は低電位となり、第2の制御信号102は高電位
となる。第一の制御信号101及び第二の制御信号10
2が共に入力される遅延回路112においては、遅延回
路列112中を右側に伝搬するエッジ信号は、制御信号
101が低電位、制御信号102が高電位になるタイミ
ングにおいて遅延回路列112中を左側に伝搬し始め
る。
【0066】遅延回路列212,312,412におい
ては、第一の制御信号101が低電位になった場合であ
っても、遅延回路列出力信号104は低電位であるた
め、第二の制御信号202が高電位とはならない。よっ
て、遅延回路列212,312,412中を図中右側に
伝搬していたエッジ信号は、遅延回路列212,31
2,412中を右側及び左側に伝搬せず伝搬を中止す
る。第一の制御信号101が低電位となり、第2の制御
信号102が高電位となってから時間t112が経過す
ると、遅延回路列112中を左側に伝搬していたエッジ
信号が接点B0に至り、接点B0の電位は高電位にな
る。その結果、遅延回路列出力信号104が高電位とな
る。
【0067】遅延回路列出力信号104が高電位になる
と、図3に示したタイミングでパルス生成回路113か
らパルス信号105が出力される。また、遅延回路列出
力信号104が高電位になると、SRフリップフロップ
215の出力Qは高電位となり、第一の制御信号101
が低電位であるので、伝搬を停止していたエッジ信号は
遅延回路列212を左側に伝搬し始める。遅延回路列2
12の伝搬遅延比は4:1に設定されているため、伝搬
を開始したエッジ信号が接点B0に至るのに要する時間
は、エッジ信号が遅延回路212を右側に伝搬するのに
要した時間t212の4分の1である。よって、遅延回
路列出力信号104が高電位となってから時間t212
の4分の1だけ経過すると、遅延回路列出力信号204
が高電位となる。遅延回路列出力信号204が高電位と
なるとパルス生成回路213から図3に示したタイミン
グでパルス信号205が出力される。
【0068】また、遅延回路列出力信号204が高電位
になると、遅延回路312中の図示しないSRフリップ
フロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号10
1が低電位であるので、遅延回路列312中において伝
搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列312中を左
側に伝搬し始める。遅延回路列312の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路312を右側に伝搬するのに要した時間t312
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号204
が高電位となってから時間t312の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号304が高電位となる。遅
延回路列出力信号304が高電位となるとパルス生成回
路313から図3に示したタイミングでパルス信号30
5が出力される。
【0069】同様に、遅延回路列出力信号304が高電
位になると、遅延回路412中の図示しないSRフリッ
プフロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号1
01が低電位であるので、遅延回路列412中において
伝搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列412中を
左側に伝搬し始める。遅延回路列412の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路412を右側に伝搬するのに要した時間t412
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号304
が高電位となってから時間t412の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号404が高電位となり、パ
ルス生成回路413から図3に示したタイミングでパル
ス信号405が出力される。
【0070】以上の動作によって、パルス生成回路11
3から出力されるパルス信号105は外部クロック信号
1に対して位相が0°であり、パルス生成回路213か
ら出力されるパルス信号205は外部クロック信号1に
対して位相が90°であり、パルス生成回路313から
出力されるパルス信号305は外部クロック信号1に対
して位相が180°であり、パルス生成回路413から
出力されるパルス信号405は外部クロック信号1に対
して位相が270°である。これらのパルス信号はマル
チプレクサ16で多重化され、更に、マルチプレクサ1
3で他の遅延回路列22,23から出力されるパルス信
号と多重化されて内部信号4として出力される。このよ
うにして、外部クロック信号1に対して図15に示した
仕様を満たすパルス信号が得られる。
【0071】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、遅延回路列212,312,412の伝搬遅延比が
4:1で等しく、しかも遅延回路211を遅延回路列2
12,312,412でそれぞれ共用している。よっ
て、図3に示したタイミングでデータ出力端子5からデ
ータを得るためには遅延回路列212,312,412
の伝搬遅延比と同一にすることと、遅延回路111,1
12の遅延時間を調整するだけであるので、測定・設定
が容易になる。また、遅延回路211の遅延時間はオー
バーヘッドt3によって定められるものであり、受信回
路11及び出力回路の遅延時間を考慮したダミーの回路
を必要としないため、回路規模を小さくすることができ
る。また、遅延回路列212,312,412におい
て、左側に伝搬する時間を余裕をもってとることができ
るため、遅延回路214,314,414における動作
周波数を充分高く、特性を制限せずに最大動作周波数を
向上させることができる。
【0072】以上、本発明の第1実施形態について説明
したが、本発明は上記第1実施形態に制限されず、本発
明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記第
1実施形態においては、1クロックの期間内において4
パルスを生成する場合を例に挙げて説明したが、本発明
はこれに制限されず、1クロックの周期内において2パ
ルスを生成する場合や3パルスを生成する場合、又は5
以上のパルスを生成する場合にも適用することができ
る。1クロックの周期内において2パルスを生成する場
合には、図1に示した遅延回路列112と伝搬遅延比が
2:1の遅延回路列1つを備えることによって実現する
ことができる。また、上記第1実施形態においては、
4:1の伝搬遅延比を有する遅延回路列212,31
2,412の3つを用いるとともに、並列に遅延回路列
22,23を設けて必要なパルス信号を得ていた。これ
は、図3に示されるように、外部クロック信号1が入力
された最初の周期において、いわば時間を測定し、次の
周期において時間待ちを行い、第3の周期でパルス信号
を出力しているためである。しかし、遅延回路列23に
おける遅延回路列314,414を省略して第2の周期
を無くして動作を行うようにしても良い。
【0073】〔第2実施形態〕次に、本発明の第2実施
形態による半導体集積回路について図面を参照して詳細
に説明する。図4は、本発明の第2実施形態による半導
体集積回路の構成を示すブロック図であり、図1に示し
た本発明の第1実施形態による半導体集積回路のブロッ
クと同一のブロックについては同一の符号を付してい
る。
【0074】図4に示した本発明の第2実施形態による
半導体集積回路が、図1に示した本発明の第1実施形態
による半導体集積回路と異なる点は、遅延回路214,
314,414と同様の構成を有する遅延回路514
と、遅延回路514から出力される遅延回路列出力信号
504と遅延回路列22から出力され、外部クロック信
号1に対して位相差が0°であるパルス信号との位相差
を検知する位相差検知器31を備える点が異なる。
【0075】遅延回路514には、遅延回路214,3
14,414と同様に第一の制御信号101及びアンド
回路から出力される制御信号203が入力される。ま
た、遅延回路414から出力される遅延回路列出力信号
404が図示しないSRフリップフロップのS入力端に
入力されている。遅延回路列出力信号504は、遅延回
路列出力信号104に対して位相が360°遅れた信号
である。遅延回路504から出力される遅延回路列出力
信号504はパルス生成回路513に接続され、パルス
生成回路513の出力は位相差検知器31の一方の入力
端に接続されている。
【0076】また、遅延回路列21と同様の構成を有す
る遅延回路列22から外部クロック信号1に対して位相
差が0°であるパルス信号が位相差検知器31の他方の
入力端に入力される。遅延回路列22から出力されるパ
ルス信号を位相差検知器31に入力するのは、遅延回路
列出力信号504は、遅延回路列出力信号104に対し
て位相が360°遅れた信号であり、遅延回路列22か
ら出力されるパルス信号も遅延回路列出力信号104に
対して位相が360°遅れた信号であるため、位相を検
知する上で遅延回路列出力信号104を用いるよりも設
計上容易であるからである。回路設計上問題が無ければ
遅延回路列21内におけるパルス信号105とパルス信
号505との位相差を検知するようにしてもよい。位相
差検知器31は入力端各々から入力されるパルス信号の
位相を検知し、遅延回路列出力信号104に対して遅延
回路列出力信号504が進んでいるか、又は遅れている
かを示す二値の信号を出力する。
【0077】次に、本発明の第2実施形態による半導体
集積回路の動作について説明する。図5は、本発明の第
2実施形態による半導体集積回路の動作を示すタイミン
グチャートである。まず、外部クロック1が入力される
と、受信回路11は立ち上がりエッジを検出し、所定の
幅を有するパルスからなる内部信号2を出力する。内部
クロック信号はタイミング信号生成回路12,100へ
入力され制御信号101,102が出力される。制御信
号101が高電位であり、制御信号102が低電位であ
る第一の期間において、遅延回路111を伝搬するのに
要した時間t111経過後、アンド回路から制御信号1
03が出力され、また遅延回路211を伝搬するのに要
した時間t112経過後、アンド回路から制御信号20
3が出力される。
【0078】これらの制御信号103,203が出力さ
れると、遅延回路112,212,312,412,5
12中を図中右側にエッジ信号が伝搬する。次の外部ク
ロック信号1が入力されると、受信回路101から内部
信号2が出力されDフリップフロップ100に入力され
るが、Dフリップフロップ100から出力される第一の
制御信号101は低電位となり、第2の制御信号102
は高電位となる。第一の制御信号101及び第二の制御
信号102が共に入力される遅延回路112において
は、遅延回路列112中を右側に伝搬するエッジ信号
は、制御信号101が低電位、制御信号102が高電位
になるタイミングにおいて遅延回路列112中を左側に
伝搬し始める。
【0079】遅延回路列212,312,412,51
2においては、第一の制御信号101が低電位になった
場合であっても、遅延回路列出力信号104は低電位で
あるため、第二の制御信号202が高電位とはならな
い。よって、遅延回路列212,312,412,51
2中を図中右側に伝搬していたエッジ信号は、遅延回路
列212,312,412,512中を右側及び左側に
伝搬せず伝搬を中止する。第一の制御信号101が低電
位となり、第2の制御信号102が高電位となってから
時間t112が経過すると、遅延回路列112中を左側
に伝搬していたエッジ信号が接点B0に至り、接点B0
の電位は高電位になる。その結果、遅延回路列出力信号
104が高電位となる。
【0080】遅延回路列出力信号104が高電位になる
と、図5に示したタイミングでパルス生成回路113か
らパルス信号105が出力される。また、遅延回路列出
力信号104が高電位になると、SRフリップフロップ
215の出力Qは高電位となり、第一の制御信号101
が低電位であるので、伝搬を停止していたエッジ信号は
遅延回路列212を左側に伝搬し始める。遅延回路列2
12の伝搬遅延比は4:1に設定されているため、伝搬
を開始したエッジ信号が接点B0に至るのに要する時間
は、エッジ信号が遅延回路212を右側に伝搬するのに
要した時間t212の4分の1である。よって、遅延回
路列出力信号104が高電位となってから時間t212
の4分の1だけ経過すると、遅延回路列出力信号204
が高電位となる。遅延回路列出力信号204が高電位と
なるとパルス生成回路213から図5に示したタイミン
グでパルス信号205が出力される。
【0081】また、遅延回路列出力信号204が高電位
になると、遅延回路312中の図示しないSRフリップ
フロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号10
1が低電位であるので、遅延回路列312中において伝
搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列312中を左
側に伝搬し始める。遅延回路列312の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路312を右側に伝搬するのに要した時間t312
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号204
が高電位となってから時間t312の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号304が高電位となる。遅
延回路列出力信号304が高電位となるとパルス生成回
路313から図5に示したタイミングでパルス信号30
5が出力される。
【0082】同様に、遅延回路列出力信号304が高電
位になると、遅延回路412中の図示しないSRフリッ
プフロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号1
01が低電位であるので、遅延回路列412中において
伝搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列412中を
左側に伝搬し始める。遅延回路列412の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路412を右側に伝搬するのに要した時間t412
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号304
が高電位となってから時間t412の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号404が高電位となり、パ
ルス生成回路413から図5に示したタイミングでパル
ス信号405が出力される。
【0083】更に、遅延回路列出力信号404が高電位
になると、遅延回路512中の図示しないSRフリップ
フロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号10
1が低電位であるので、遅延回路列512中において伝
搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列512中を左
側に伝搬し始める。遅延回路列512の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路512を右側に伝搬するのに要した時間t512
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号404
が高電位となってから時間t512の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号504が高電位となり、パ
ルス生成回路513から図5に示したタイミングでパル
ス信号505が出力される。
【0084】また、遅延回路列22からは図5に示した
ようにパルス信号105aが出力され、パルス信号50
5とパルス信号105aとの位相差が検知される。図5
に示した例では、パルス信号505とパルス信号105
aとの位相差は0であるが、仮に位相差がある場合には
位相差検知器31からは、その旨を示す信号が出力され
る。
【0085】以上の動作によって、パルス生成回路11
3から出力されるパルス信号105は外部クロック信号
1に対して位相が0°であり、パルス生成回路213か
ら出力されるパルス信号205は外部クロック信号1に
対して位相が90°であり、パルス生成回路313から
出力されるパルス信号305は外部クロック信号1に対
して位相が180°であり、パルス生成回路413から
出力されるパルス信号405は外部クロック信号1に対
して位相が270°である。これらのパルス信号はマル
チプレクサ16で多重化され、更に、マルチプレクサ1
3で他の遅延回路列22,23から出力されるパルス信
号と多重化されて内部信号4として出力される。このよ
うにして、第1実施形態と同様に外部クロック信号1に
対して図15に示した仕様を満たすパルス信号が得られ
る。
【0086】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第1実施形態と同様に、遅延回路列212,31
2,412の伝搬遅延比が4:1で等しく、しかも遅延
回路211を遅延回路列212,312,412でそれ
ぞれ共用している。よって、図5に示したタイミングで
データ出力端子5からデータを得るためには遅延回路列
212,312,412の伝搬遅延比と同一にすること
と、遅延回路111,112の遅延時間を調整するだけ
であるので、測定・設定が容易になる。また、遅延回路
211の遅延時間はオーバーヘッドt3によって定めら
れるものであり、受信回路11及び出力回路の遅延時間
を考慮したダミーの回路を必要としないため、回路規模
を小さくすることができる。また、遅延回路列212,
312,412において、左側に伝搬する時間を余裕を
もってとることができるため、遅延回路214,31
4,414における動作周波数を充分高く、特性を制限
せずに最大動作周波数を向上させることができる。ま
た、本実施形態においては、パルス信号505とパルス
信号105aとの位相差を位相差検知器31で検知して
おり、半導体集積装置を半導体ウェハに作成した段階で
試験を行い、パルス信号505とパルス信号105aと
の位相差を検知し、仮に位相差がある場合には遅延回路
111,211の遅延時間、遅延回路列112,21
2,312,412の遅延時間比をウェハ状態で調整す
ることができる。通常ウェハ状態では高精度の試験を行
うことはできないが、内部信号同士の位相比較は高精度
で行うことができるため極めて有効である。
【0087】以上、本発明の第2実施形態について説明
したが、本発明は上記第2実施形態に制限されず、第1
実施形態と同様に本発明の範囲内で自由に変更が可能で
ある。例えば、上記第1実施形態と同様に、1クロック
の期間内において4パルスを生成する場合を例に挙げて
説明したが、本発明はこれに制限されず、1クロックの
周期内において2パルスを生成する場合や3パルスを生
成する場合、又は5以上のパルスを生成する場合にも適
用することができる。また、上記第2実施形態において
も、遅延回路列23における遅延回路列314,414
を省略して第2の周期を無くして動作を行うようにして
も良い。
【0088】〔第3実施形態〕次に、本発明の第3実施
形態による半導体集積回路について図面を参照して詳細
に説明する。図6は、本発明の第3実施形態による半導
体集積回路の構成を示すブロック図であり、図4に示し
た本発明の第2実施形態による半導体集積回路のブロッ
クと同一のブロックについては同一の符号を付してい
る。
【0089】図6に示した本発明の第3実施形態による
半導体集積回路が、図4に示した本発明の第2実施形態
による半導体集積回路と異なる点は、図4中の遅延回路
211に代えて、固定の遅延時間を有する遅延回路33
と遅延時間が可変の遅延回路34とを設け、更に位相差
検知器31の出力信号に基づいた電圧信号又は電流信号
を出力するチャージポンプ32を設け、チャージポンプ
32から出力される電圧信号又は電流信号に基づいて、
遅延回路34の遅延時間を制御する点である。
【0090】次に、本発明の第3実施形態による半導体
集積回路の動作について説明する。図7は、本発明の第
3実施形態による半導体集積回路の動作を示すタイミン
グチャートである。まず、外部クロック1が入力される
と、受信回路11は立ち上がりエッジを検出し、所定の
幅を有するパルスからなる内部信号2を出力する。内部
クロック信号はタイミング信号生成回路12,100へ
入力され制御信号101,102が出力される。制御信
号101が高電位であり、制御信号102が低電位であ
る第一の期間において、遅延回路111を伝搬するのに
要した時間t111経過後、アンド回路から制御信号1
03が出力され、また遅延回路33、34からなる遅延
回路を伝搬するのに要した時間t32+t33経過後、
アンド回路から制御信号203が出力される。
【0091】これらの制御信号103,203が出力さ
れると、遅延回路112,212,312,412,5
12中を図中右側にエッジ信号が伝搬する。次の外部ク
ロック信号1が入力されると、受信回路101から内部
信号2が出力されDフリップフロップ100に入力され
るが、Dフリップフロップ100から出力される第一の
制御信号101は低電位となり、第2の制御信号102
は高電位となる。第一の制御信号101及び第二の制御
信号102が共に入力される遅延回路112において
は、遅延回路列112中を右側に伝搬するエッジ信号
は、制御信号101が低電位、制御信号102が高電位
になるタイミングにおいて遅延回路列112中を左側に
伝搬し始める。
【0092】遅延回路列212,312,412,51
2においては、第一の制御信号101が低電位になった
場合であっても、遅延回路列出力信号104は低電位で
あるため、第二の制御信号202が高電位とはならな
い。よって、遅延回路列212,312,412,51
2中を図中右側に伝搬していたエッジ信号は、遅延回路
列212,312,412,512中を右側及び左側に
伝搬せず伝搬を中止する。第一の制御信号101が低電
位となり、第2の制御信号102が高電位となってから
時間t112が経過すると、遅延回路列112中を左側
に伝搬していたエッジ信号が接点B0に至り、接点B0
の電位は高電位になる。その結果、遅延回路列出力信号
104が高電位となる。
【0093】遅延回路列出力信号104が高電位になる
と、図7に示したタイミングでパルス生成回路113か
らパルス信号105が出力される。また、遅延回路列出
力信号104が高電位になると、SRフリップフロップ
215の出力Qは高電位となり、第一の制御信号101
が低電位であるので、伝搬を停止していたエッジ信号は
遅延回路列212を左側に伝搬し始める。遅延回路列2
12の伝搬遅延比は4:1に設定されているため、伝搬
を開始したエッジ信号が接点B0に至るのに要する時間
は、エッジ信号が遅延回路212を右側に伝搬するのに
要した時間t212の4分の1である。よって、遅延回
路列出力信号104が高電位となってから時間t212
の4分の1だけ経過すると、遅延回路列出力信号204
が高電位となる。遅延回路列出力信号204が高電位と
なるとパルス生成回路213から図7に示したタイミン
グでパルス信号205が出力される。
【0094】また、遅延回路列出力信号204が高電位
になると、遅延回路312中の図示しないSRフリップ
フロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号10
1が低電位であるので、遅延回路列312中において伝
搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列312中を左
側に伝搬し始める。遅延回路列312の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路312を右側に伝搬するのに要した時間t312
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号204
が高電位となってから時間t312の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号304が高電位となる。遅
延回路列出力信号304が高電位となるとパルス生成回
路313から図7に示したタイミングでパルス信号30
5が出力される。
【0095】同様に、遅延回路列出力信号304が高電
位になると、遅延回路412中の図示しないSRフリッ
プフロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号1
01が低電位であるので、遅延回路列412中において
伝搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列412中を
左側に伝搬し始める。遅延回路列412の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路412を右側に伝搬するのに要した時間t412
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号304
が高電位となってから時間t412の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号404が高電位となり、パ
ルス生成回路413から図7に示したタイミングでパル
ス信号405が出力される。
【0096】更に、遅延回路列出力信号404が高電位
になると、遅延回路512中の図示しないSRフリップ
フロップの出力Qが高電位となり、第一の制御信号10
1が低電位であるので、遅延回路列512中において伝
搬を停止していたエッジ信号は遅延回路列512中を左
側に伝搬し始める。遅延回路列512の伝搬遅延比は
4:1に設定されているため、伝搬を開始したエッジ信
号が接点B0に至るのに要する時間は、エッジ信号が遅
延回路512を右側に伝搬するのに要した時間t512
の4分の1である。よって、遅延回路列出力信号404
が高電位となってから時間t512の4分の1だけ経過
すると、遅延回路列出力信号504が高電位となり、パ
ルス生成回路513から図7に示したタイミングでパル
ス信号505が出力される。
【0097】また、遅延回路列22からは図7に示した
ようにパルス信号105aが出力され、パルス信号50
5とパルス信号105aとの位相差が検知される。図5
に示した例では、パルス信号505とパルス信号105
aとの位相差は0であるが、仮に位相差がある場合には
位相差検知器31からは、その旨を示す信号が出力され
る。
【0098】以上の動作によって、パルス生成回路11
3から出力されるパルス信号105は外部クロック信号
1に対して位相が0°であり、パルス生成回路213か
ら出力されるパルス信号205は外部クロック信号1に
対して位相が90°であり、パルス生成回路313から
出力されるパルス信号305は外部クロック信号1に対
して位相が180°であり、パルス生成回路413から
出力されるパルス信号405は外部クロック信号1に対
して位相が270°である。これらのパルス信号はマル
チプレクサ16で多重化され、更に、マルチプレクサ1
3で他の遅延回路列22,23から出力されるパルス信
号と多重化されて内部信号4として出力される。このよ
うにして、第1実施形態と同様に外部クロック信号1に
対して図15に示した仕様を満たすパルス信号が得られ
る。本実施形態は、DLLの粗調用遅延回路を同期クロ
ック生成回路に置換したものであるとみなすことができ
る。また、本実施形態においては、外部クロック信号1
の2周期で安定化するという特徴が失われるが、DLL
回路に対して早期に安定化し、誤動作の虞はない。
【0099】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、第1実施形態と同様に、遅延回路列212,31
2,412の伝搬遅延比が4:1で等しく、しかも遅延
回路33,34からなる遅延回路を遅延回路列212,
312,412でそれぞれ共用している。よって、図7
に示したタイミングでデータ出力端子5からデータを得
るためには遅延回路列212,312,412の伝搬遅
延比と同一にすることと、遅延回路111,112の遅
延時間を調整するだけであるので、測定・設定が容易に
なる。また、遅延回路33,34の遅延時間はオーバー
ヘッドt3によって定められるものであり、受信回路1
1及び出力回路の遅延時間を考慮したダミーの回路を必
要としないため、回路規模を小さくすることができる。
また、遅延回路列212,312,412において、左
側に伝搬する時間を余裕をもってとることができるた
め、遅延回路214,314,414における動作周波
数を充分高く、特性を制限せずに最大動作周波数を向上
させることができる。また、本実施形態においては、動
作中に位相差検知器31の検知結果に応じて、遅延回路
34の遅延時間を調整しているため、ウェハ状態で遅延
時間の微調整を行う必要がない。更に熱変動等によって
遅延時間が変化した場合でも、位相差が無くなるよう制
御される。
【0100】以上、本発明の第3実施形態について説明
したが、本発明は上記第3実施形態に制限されず、第1
実施形態と同様に本発明の範囲内で自由に変更が可能で
ある。例えば、上記第1実施形態と同様に、1クロック
の期間内において4パルスを生成する場合を例に挙げて
説明したが、本発明はこれに制限されず、1クロックの
周期内において2パルスを生成する場合や3パルスを生
成する場合、又は5以上のパルスを生成する場合にも適
用することができる。また、上記第3実施形態において
も、遅延回路列23における遅延回路列314,414
を省略して第2の周期を無くして動作を行うようにして
も良い。
【0101】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
往路及び復路の伝搬時間が等しい第2の遅延回路列と、
これらに共通して第2の遅延回路を設けているため、回
路形成が容易であるとともに、測定・設定が容易になる
という効果がある。また、第1の遅延回路列と第3の遅
延回路列から出力される信号に基づいて生成されるパル
ス信号の位相差を位相差検知回路で測定しているので、
作成された半導体集積回路の測定及び設定を容易に行う
ことができるという効果がある。更に、第2の遅延回路
を遅延時間が可変なものとし、上記位相差検知回路で測
定した位相差に基づいて遅延時間を制御するようにして
いるので、温度変動等による遅延時間の変化があった場
合でも余裕をもって安定して動作を行うことができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態による半導体集積回路
の構成を示すブロック図である。
【図2】 タイミング信号生成回路12の内部構成を示
すブロック図である。
【図3】 本発明の第1実施形態による半導体集積回路
の動作を示すタイミングチャートである。
【図4】 本発明の第2実施形態による半導体集積回路
の構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明の第2実施形態による半導体集積回路
の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】 本発明の第3実施形態による半導体集積回路
の構成を示すブロック図である。
【図7】 本発明の第3実施形態による半導体集積回路
の動作を示すタイミングチャートである。
【図8】 従来の半導体集積回路の概略構成を示すブロ
ック図である。
【図9】 従来の半導体集積回路で用いられるクロック
のタイミングチャートである。
【図10】 ダブルデータレートの動作を行った場合の
タイミングチャートである。
【図11】 RDLL及びSMDの問題点を解決した発
明の基本的回路構成を示す回路図である。
【図12】 従来回路の全体の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
【図13】 制御回路110、遅延回路列120、及び
パルス生成回路130の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。
【図14】 クロック周期がわずかに変動した場合の遅
延回路列120の遅延時間を説明するためのタイミング
チャートである。
【図15】 1クロック周期の間に4データを出力する
動作を示すタイミングチャートである。
【図16】 4クロック連続してデータを読み出す仕様
を実現するために、従来の基本的回路構成を応用した回
路を示す図である。
【図17】 遅延回路列112の内部構成を示す回路図
である。
【図18】 エッジ信号が図15中右側へ伝搬する時間
と左側へ伝搬する時間とが異なる遅延回路列612の構
成を示す回路図である。
【図19】 4クロック連続してデータを読み出す仕様
を実現するために、従来の基本的回路構成を応用した回
路の動作を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 外部クロック信号 2 内部信号 4 内部クロック信号 11 受信回路(入力回路) 12 タイミング信号生成回路 13 マルチプレクサ 15 Dフリップフロップ(出力回路) 16 マルチプレクサ 21,22,23 遅延回路列 31 位相差検知器 32 チャージポンプ(制御回路) 33,34 遅延回路(第2の遅延回路) 100 Dフリップフロップ(制御信号出力回路) 101 第一の制御信号(第1の制御信号) 102 第二の制御信号(第2の制御信号) 103 制御信号 104,204,304,404,504 遅延回路
列出力信号 105,205,305,405 パルス信号 111 遅延回路(第1の遅延回路) 113,213,313,413,513 パルス生
成回路 203 制御信号 211 遅延回路(第2の遅延回路) 112 遅延回路列(第1の遅延回路列) 212 遅延回路列(第2の遅延回路列) 312 遅延回路列(第2の遅延回路列) 412 遅延回路列(第2の遅延回路列) 512 遅延回路列(第3の遅延回路列)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−145347(JP,A) 特開 平10−303713(JP,A) 特開 平10−285004(JP,A) 特開 平8−340251(JP,A) 特開 平8−237091(JP,A) 特開 平11−316621(JP,A) 特開 平11−110062(JP,A) 特開 平11−66854(JP,A) 特開 平10−335994(JP,A) 特開2000−194440(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/10 G11C 11/407 H03K 5/13

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部クロック信号に同期した複数のパル
    ス信号を生成する半導体集積回路であって、 前記外部クロック信号に同期して第1の制御信号及び当
    該第1の制御信号と逆位相の第2の制御信号を出力する
    制御信号出力回路と、 前記第1の制御信号を所定時間遅延させた第1の遅延制
    御信号を出力する第1の遅延回路と、 往路の伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間とが同一に設
    定され、前記第1の遅延制御信号が入力されてから前記
    第1の制御信号が活性化されている期間だけエッジ信号
    を前記往路方向へ伝搬させ、前記第2の制御信号が活性
    化されるとエッジ信号が前記復路方向へ伝搬する第1の
    遅延回路列と、前記第1の制御信号 を所定時間遅延させた第2の遅延制
    御信号を出力する第2の遅延回路と、 往路の伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間との比がn対
    1(nは2以上の自然数)に設定され、前記第2の遅延
    制御信号が入力されてから前記第1の制御信号が活性化
    されている期間だけエッジ信号を前記往路方向へ伝搬さ
    せ、前記第1の遅延回路列の出力信号が入力されると前
    記復路方向へエッジ信号が伝搬する第2の遅延回路列
    と、 前記第1及び第2の遅延回路列から出力される信号から
    パルス信号を生成するパルス生成回路とを具備すること
    を特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記第2の遅延回路に並列して設けら
    れ、前記第2の遅延回路列と同一の伝搬遅延時間比を有
    し、往路から復路への切り換え時期が前記第2の遅延回
    路列から出力される信号によって制御される第3の遅延
    回路列と、 前記第3の遅延回路列から出力される信号からパルス信
    号を生成するパルス生成回路と、 前記第1の遅延回路列から出力される信号及び前記第3
    の遅延回路列から出力される信号から生成されたパルス
    信号の位相差を検知する位相差検知器とを具備すること
    を特徴とする請求項1記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記第2の遅延回路は、その遅延時間が
    可変であり、 前記位相差検知器の検知結果に基づいて前記第2の遅延
    回路の遅延時間を制御する制御回路を具備することを特
    徴とする請求項2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記第2遅延回路列における前記往路の
    伝搬遅延時間と前記復路の伝搬遅延時間との比は、2対
    1に設定されることを特徴とする請求項1記載の半導体
    集積回路。
  5. 【請求項5】 前記パルス生成回路によって生成された
    パルス信号を多重化するマルチプレクサを更に備えるこ
    とを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の
    半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記第1の遅延回路における遅延時間
    は、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオ
    ーバーヘッド時間の和に設定されることを特徴とする請
    求項1記載の半導体集積回路。
  7. 【請求項7】 前記第2の遅延回路における遅延時間
    は、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオ
    ーバーヘッド時間の和の2倍に設定されることを特徴と
    する請求項1記載の半導体集積回路。
  8. 【請求項8】 前記半導体集積回路は複数並列に設けら
    れ、当該半導体集積回路の出力を多重化するマルチプレ
    クサを具備することを特徴とする請求項1乃至請求項7
    の何れかに記載の半導体集積回路。
  9. 【請求項9】 外部クロック信号に同期した複数のパル
    ス信号を生成する半導体集積回路であって、 前記外部クロック信号に同期して第1の制御信号及び当
    該第1の制御信号と逆位相の第2の制御信号を出力する
    制御信号出力回路と、 前記第1の制御信号を所定時間遅延させた第1の遅延制
    御信号を出力する第1の遅延回路と、 往路の伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間とが同一に設
    定され、前記第1の遅延制御信号が入力されてから前記
    第1の制御信号が活性化されている期間だけエッジ信号
    を前記往路方向へ伝搬させ、前記第2の制御信号が活性
    化されるとエッジ信号が前記復路方向へ伝搬する第1の
    遅延回路列と、前記第1の制御信号 を所定時間遅延させた第2の遅延制
    御信号を出力する第2の遅延回路と、 往路の伝搬遅延時間と復路の伝搬遅延時間との比がn対
    1(nは2以上の自然数)に設定され、前記第2の遅延
    制御信号が入力されるとエッジ信号を往路伝搬させる
    の遅延回路列からなり、当該3つの遅延回路列のうち
    前記第1の遅延回路列に隣接する一の遅延回路列の往
    路から復路への切り換え時期が前記第1の遅延回路列を
    往復伝搬して出力される信号によって制御され、前記3
    つの遅延回路列のうちの二の遅延回路列の往路から復路
    への切り換え時期は前記一の遅延回路列を往復伝搬して
    出力される信号によって制御され、前記3つの遅延回路
    列のうちの三の遅延回路列の往路から復路への切り換え
    時期は前記二の遅延回路列を往復伝搬して出力される信
    号によって制御される第2の遅延回路列と、 前記第1及び第2の遅延回路列から出力される信号から
    パルス信号を生成するパルス生成回路とを具備すること
    を特徴とする半導体集積回路。
  10. 【請求項10】 前記第2の遅延回路に並列して設けら
    れ、前記第2の遅延回路列をなす遅延回路列と同一の伝
    搬遅延時間比を有し、往路から復路への切り換え時期が
    前記第2の遅延回路列から出力される信号によって制御
    される第3の遅延回路列と、 前記第3の遅延回路列から出力される信号からパルス信
    号を生成するパルス生成回路と、 前記第1の遅延回路列から出力される信号及び前記第3
    の遅延回路列から出力される信号から生成されたパルス
    信号の位相差を検知する位相差検知器とを具備すること
    を特徴とする請求項9記載の半導体集積回路。
  11. 【請求項11】 前記第2の遅延回路は、その遅延時間
    が可変であり、 前記位相差検知器の検知結果に基づいて前記第2の遅延
    回路の遅延時間を制御する制御回路を具備することを特
    徴とする請求項10記載の半導体集積回路。
  12. 【請求項12】 前記第2遅延回路列をなす各々の遅延
    回路列における往路の伝搬時間と復路の伝搬時間との比
    は、4対1に設定されることを特徴とする請求項9記載
    の半導体集積回路。
  13. 【請求項13】 前記パルス生成回路によって生成され
    たパルス信号を多重 化するマルチプレクサを更に備える
    ことを特徴とする請求項9乃至請求項12の何れかに記
    載の半導体集積回路。
  14. 【請求項14】 前記第1の遅延回路における遅延時間
    は、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオ
    ーバーヘッド時間の和に設定されることを特徴とする請
    求項9記載の半導体集積回路。
  15. 【請求項15】 前記第2の遅延回路における遅延時間
    は、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオ
    ーバーヘッド時間の和のn(nは自然数)倍に設定され
    ることを特徴とする請求項9記載の半導体集積回路。
  16. 【請求項16】 前記第2の遅延回路における遅延時間
    は、入力回路の遅延時間、出力回路の遅延時間、及びオ
    ーバーヘッド時間の和の4倍に設定されることを特徴と
    する請求項12記載の半導体集積回路。
  17. 【請求項17】 前記半導体集積回路は複数並列に設け
    られ、当該半導体集積回路の出力を多重化するマルチプ
    レクサを具備することを特徴とする請求項9乃至請求項
    16の何れかに記載の半導体集積回路。
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