JP4562300B2 - クロック制御方法及び回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック制御方法及び回路に関し、特に、外部クロックに同期した逓倍クロックの生成に好適とされるクロック制御方法及び回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、1チップに集積化可能な回路規模の増大、及び動作周波数の上昇に伴い、クロックの供給を受けて動作する同期回路を含む半導体集積回路において、チップ外部とチップ内部のクロックの位相、及び周波数を制御するためのクロック制御回路が設けられている。
【0003】
クロック制御回路として、従来より、PLL(Phase Locked Loop:位相同期ループ)回路、DLL(遅延同期ループ)回路等の帰還系回路が用いられている。このうちPLL回路は、基準クロックを入力する位相比較回路と、容量を充放電することで位相比較回路から出力された位相差に応じた電圧を生成するチャージポンプと、位相差に応じた電圧を平滑化するループフィルタと、ループフィルタの電圧を制御電圧として入力し該制御電圧に応じて発振周波数を可変する電圧制御発振器と、電圧制御発振器の発振出力信号を分周し位相比較回路に帰還入力する分周器とを備え、位相比較回路では基準クロックと分周器の出力の位相差を比較し、位相比較結果に応じて、電圧制御発振器の発振周波数を制御することで、電圧制御発振器から、入力される基準クロックに位相同期したクロックが出力される。
【0004】
入力クロックを逓倍する回路として、PLL回路とインターポレータ(内分回路)とを組み合わせたものも知られている。PLLとインターポレータとの組み合わせからなるクロック制御回路として、例えば文献1(ISSC 1993 p.p 160−161 Mark Horowitz et al.,"PLL Design for 500MHz Interface")が参照される。なお、上記文献1のインターポレータは、二つの入力を受ける差動回路からなるアナログ構成よりなる。
【0005】
よく知られているように、PLL回路を用いた構成においては、位相同期に時間を要し、また帰還系のループによるジッタが存在し、該ジッタにより、ロックが外れたとき等に、位相が大きくずれる、という問題点を有している。
【0006】
PLL等の帰還系を用いない非帰還系の逓倍クロック生成回路として、本願発明者は、特願平9−157028号等において、図12乃至図15に示すような構成を提案している。図12を参照すると、この逓倍回路は、クロック1を入力として分周し多相クロック3を生成する分周器2と、分周器2の出力3を入力とする多相クロック逓倍回路5と、固定段数のリングオシレータとカウンタよりなり、クロック1の1周期中のリングオシレータの発振回数をカウントしてクロック1の周期を検出し制御信号7を出力する周期検知回路6と、多相クロック逓倍回路5の出力を合成し逓倍クロック9を生成するクロック合成回路8と、を備えている。多相クロック逓倍回路5は、2つの入力のタイミング差(位相差)を内分(分割)した信号を出力する複数のタイミング差分割回路4aと、2つのタイミング差分割回路の出力を多重化する複数の多重化回路4bとを備えている。
【0007】
複数のタイミング差分割回路4aは、同一相のクロックを入力とするタイミング差分割回路と、相隣る2つのクロックを入力とするタイミング差分割回路を備えている。周期検知回路6は、制御信号7を出力して、多相クロック逓倍回路5内のタイミング差分割回路4aの負荷容量を調整して、クロック周期を制御する。
【0008】
図13は、クロック逓倍回路の一例として、4相クロックを生成する4相クロック逓倍回路の構成の具体例を示す図である。図13に示すように、4相クロック逓倍回路は、入力クロック205を4分周し4相クロックQ1〜Q4を出力する1/4分周器201と、n段縦続接続された4相クロック逓倍回路2021〜202nと、クロック合成回路203と、周期検知回路204とを備えている。最終段の4相クロック逓倍回路202nからは、2n逓倍された4相クロックQn1〜Qn4が出力され、クロック合成回路203で合成され、逓倍クロック207が出力される。なお、4相クロック逓倍回路の段数nは任意である。
【0009】
1/4分周器201は、入力クロック205を1/4分周して、4相クロックQ1、Q2、Q3、Q4を生成し、このクロックQ1、Q2、Q3、Q4を4相クロック逓倍回路2011で逓倍した4相クロックQ11、Q12、Q13、Q14を生成し、同様にして、4相クロック逓倍回路202nから、2n逓倍した4相クロックQn1、Qn2、Qn3、Qn4を得る。
【0010】
周期検知回路204は、固定段数のリングオシレータと、カウンタから構成され、クロック205の周期中、リングオシレータの発振回数をカウンタでカウントし、カウント数に応じて制御信号206を出力し、4相クロック逓倍回路202内の負荷を調整する。この周期検知回路204により、クロック周期の動作範囲、デバイスの特性ばらつきが解消される。
【0011】
この4相クロック逓倍回路の動作の概略を述べれば、4相のクロックを、図13の4相クロック逓倍回路202で、8相にした後、4相に戻すことで、連続的に逓倍を行う。詳細を以下に説明する。
【0012】
図14は、図13に示した4相クロック逓倍回路202nの構成の一例を示す図である。なお、図13に示した4相クロック逓倍回路2021〜202nは、いずれも同一構成とされる。
【0013】
図14(a)を参照すると、この4相クロック逓倍回路202nは、8組のタイミング差分割回路208〜215と、8個のパルス補正回路216〜223と、4組の多重化回路224〜227から構成されている。図14(b)は、パルス幅補正回路の構成を示す図であり、第2の入力T23をインバータINVで反転した信号と、第1の入力T21を入力とするNAND回路からなる。図14(c)は、多重化回路の構成を示す図であり、2入力NAND回路からなる。
【0014】
図15は、図14に示した4相クロック逓倍回路202のタイミング動作を示す信号波形図である。クロックT21の立ち上がりは、クロックQ(n−1)1の立ち上がりからタイミング差分割回路208の内部遅延分の遅れで決定され、クロックT22の立ち上がりは、クロックQ(n−1)1の立ち上がりとクロックQ(n−1)2の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路209でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定され、クロックT23の立ち上がりは、クロックQ(n−1)1の立ち上がりとクロックQ(n−1)2の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路210でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定され、以下同様にして、クロックT26の立ち上がりはクロックQ(n−1)3の立ち上がりとクロックQ(n−1)4の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路213でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定され、クロックT27の立ち上がりはクロックQ(n−1)4の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路214での内部遅延分の遅れで決定され、クロックT28の立ち上がりはクロックQ(n−1)4の立ち上がりとクロックQ(n−1)1の立ち上がりのタイミングのタイミング差分割回路215でのタイミング分割と内部遅延分の遅れで決定される。
【0015】
タイミング差分割回路208と210から出力されるクロックT21とT23はパルス幅補正回路216に入力され、パルス幅補正回路216では、クロックT21で決定される立ち下がりエッジ、クロックT23で決定される立ち上がりエッジを有するパルスP21を出力する。同様の手順で、パルスP22〜P28が生成され、クロックP21〜P28は位相が45度ずつずれたデューティ25%の8相のパルス群となる。このクロックP21と位相が180度ずれたクロックP25は、多重化回路224で多重化反転され、デューティ25%のクロックQn1として出力される。同様にして、クロックQn2〜Qn4が生成される。クロックQn1〜Qn4は、位相が90度ずつずれたデューティ50%の4相のパルス群となり、クロックQn1〜Qn4の周期は、クロックQ(n−1)1〜Q(n−1)4からクロックQn1〜Qn4を生成する過程で、周波数が2倍に逓倍される。
【0016】
図16は、図14に示したタイミング差分割回路208、209の構成の一例を示す図である。タイミング差分割回路208では、2つの入力IN1、IN2に、同一信号が入力され、タイミング差分割回路209では、隣り合う2つの信号が入力されている。すなわち、タイミング差分割回路208では、同一入力Q(n−1)1が入力端IN1、IN2に入力され、タイミング差分割回路209ではQ(n−1)1とQ(n−1)2が入力端IN1、IN2に入力されている。電源VDDにソースが接続されドレインが内部ノードN1に接続されたPチャネルMOSトランジスタMP01と、入力信号IN1、IN2を入力し、出力がPチャネルMOSトランジスタMP01のゲートに接続されたOR回路OR1と、内部ノードN1にドレインが接続され、ソースが定電流源I0を介してグランドに接続され、ゲートに入力信号IN1、IN2が接続されたNチャネルMOSトランジスタMN01、MN02を備え、内部ノードN1は、インバータINV01の入力端に接続され、内部ノードN1とグランド間には、NチャネルMOSトランジスタMN11と容量CAP11を直列接続した回路、NチャネルMOSトランジスタMN12と容量CAP12を直列接続した回路、…、NチャネルMOSトランジスタMN15と容量CAP15を直列接続した回路が、並列に接続され、各NチャネルMOSトランジスタMN11、MN12、…、MN15のゲートには、周期検知回路204からの、5ビット幅の制御信号206がそれぞれ接続されてオン・オフ制御される。NチャネルMOSトランジスタMN11、MN12、MN13、MN14、MN15のゲート幅と容量CAP11、CAP12、CAP13、CAP14、CAP15は、そのサイズ比が、例えば16:8:4:2:1とされており、周期検知回路204から出力される制御信号206に基づき、共通ノードに接続される負荷を32段階に調整することで、クロック周期が設定される。
【0017】
タイミング差分割回路208については、二つの入力IN1、IN2に共通入力されるクロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジにより、ノードN1の電荷が二つのNチャネルMOSトランジスタMN01、MN02を介して引き抜かれ、ノードN1の電位がインバータINV01のしきい値に達したところで、インバータINV01の出力であるクロックT21が立ち上がる。インバータINV01のしきい値に達したところまで引き抜く必要のあるノードN1の電荷をCV(ただし、Cは容量値、Vは電圧)とし、NチャネルMOSトランジスタによる放電電流をIとすると、クロックQ(n−1)1の立ち上がりから、CVの電荷量を、電流値2Iの定電流で放電することになり、その結果、時間CV/2Iが、クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから、クロックT21の立ち上がりまでのタイミング差(伝搬遅延時間)を表している。
【0018】
クロックQ(n−1)1がLowレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタMP01がオンとされ、ノードN1がHighに充電され、インバータINV01の出力クロックT21はLowレベルとなる。
【0019】
タイミング差分割回路209については、クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから時間tCKn(=多相クロック周期)後の期間、ノードN1の電荷が引き抜かれ、時間tCKn後、クロックQ(n−1)2の立ち上がりエッジから、ノードN1の電位がインバータINV01のしきい値に達したところで、クロックT22のエッジが立ち上がる。ノードN1の電荷をCVとし、NMOSトランジスタの放電電流をIとすると、クロックQ(n−1)1の立ち上がりから、CVの電荷量をtCKnの期間、定電流Iで放電し、残りの期間を、定電流2Iで引き抜く結果、時間、
tCKn+(CV−tCKn・I)/2I
=CV/2I+tCKn/2 …(1)
が、クロックQ(n−1)1の立ち上がりエッジから、クロックT22の立ち上がりエッジのタイミング差を表している。
【0020】
すなわち、クロックT22とクロックT21の立ち上がりのタイミング差は、tCKn/2となる。
【0021】
クロックQ(n−1)1とQ(n−1)2がともにLowレベルとなり、ノードN1が、PチャネルMOSトランジスタMP01を介して電源からHighレベルに充電された場合、クロックT22が立ち下がる。クロックT22〜T28についても同様とされ、クロックT21〜T28の立ち上がりのタイミング差はそれぞれtCKn/2となる。
【0022】
パルス幅補正回路216〜223は、位相が45度ずつずれたデューティ25%の8相のパルス群P21〜P28を生成する(図14参照)。
【0023】
多重化回路224〜227は、位相が90度ずつずれたデューティ50%の4相のパルス群Qn1〜Qn4を生成する(図14参照)。
【0024】
図16のタイミング差分割回路は、使用されるアプリケーションに応じて、適宜、変形される。例えば、PチャネルMOSトランジスタMP01のゲートに、第1、第2の入力信号IN1、IN2を入力とする否定論理積回路(NAND)の出力信号を入力し、第1の入力信号IN1、第2の入力信号IN2をインバータでそれぞれ反転した信号をNチャネルMOSトランジスタMN01、MN02のゲートに入力する構成としてもよい。この場合、第1、第2の入力信号IN1、IN2がHighレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタMP01がオン(導通)して内部ノードN1が充電され、インバータINV01の出力はLowレベルとされ、第1、第2の入力信号IN1、IN2の一方又は両方がLowレベルのとき、PチャネルMOSトランジスタMP01がオフしPチャネルMOSトランジスタMN01とMN02の一方又は両方がオンし、内部ノードN1が放電され、内部ノードN1の電圧がインバータINV01のしきい値以下に下がった場合、インバータINV01の出力は立ち上がりHighレベルとなる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、PLLを用いたクロック制御回路では、電圧制御発振器(VCO)の発振出力と、入力信号(基準信号)との位相を合わせる構成とされており、ロックするまでに時間を要し、PLLがアンロック状態またはクロック断状態において、到来した入力クロックの次のクロックサイクルから直ちに該入力クロックに同期した信号を出力することは、回路構成上、困難である。
【0026】
また、従来のタイミング差分割回路を用いたクロック逓倍回路においては、二つの入力信号の位相差を内分した時間の信号は精度よく出力することはできるが、製造プロセス変動、電源変動等によってばらつくと、タイミング差分割回路の遅延時間のばらつきとなって現れる。例えば上式(1)のCV/2Iにおいて、プロセス、電源変動等によるしきい値V、定電流I(NチャネルMOSトランジスタのドレイン電流)、容量値Cのばらつきがタイミング差分割回路の遅延時間に影響し、このため、タイミング差分割回路を並列に複数段接続して構成されるクロック逓倍回路において、出力信号にジッタ等が生じる場合がある。
【0027】
そして、上記したタイミング差分割回路を用いたクロック逓倍回路(図12等参照)のように、PLL回路等の帰還回路を用いない構成において、入力される外部クロック(external clock)に位相同期した逓倍信号を生成することは、困難である。
【0028】
そして、タイミング差分割回路の出力信号のジッタ等により、PLL回路等の帰還回路を用いない構成において、入力される外部クロック(externalclock)から、外部クロックの周期を分割し、等しい時間間隔の逓倍信号を生成することは、困難である。
【0029】
したがって、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、帰還構成をとらずに、外部クロックに位相同期した多相クロック、及び逓倍クロックを生成する、全く新規なクロック制御回路及び該回路を備えた半導体集積回路装置、並びにクロック制御方法を提供することにある。
【0030】
本発明の他の目的は、帰還構成をとらずに、簡易な構成により、各クロック間が等間隔の多相クロック、及び逓倍クロックを生成する、全く新規なクロック制御回路及び該回路を備えた半導体集積回路装置、並びにクロック制御方法を提供することにある。
【0031】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明は、入力した信号を第1の遅延時間遅延させて出力する第1の回路と、前記第1の回路の出力を第2の遅延時間遅延させて出力する第2の回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段備えた遅延回路列と、前記遅延回路列に入力される入力クロックと、前記遅延回路列から出力されるクロックとを入力し、前記入力クロックのクロック周期と前記遅延回路列の遅延時間の時間差を、前記二つのクロックの位相差として検出する位相差検知回路と、複数の前記遅延回路ユニットの第1の回路の出力をそれぞれ入力し、前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等間隔で分割した時間を単位として、前記第1の回路が属する前記遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何番目の段数であるかに応じて、該第1の回路の出力信号の遷移エッジを、互いに異なる遅延時間分遅延させてそれぞれ出力する複数の第3の回路と、を備え、前記複数の第3の回路は、前記入力クロックのクロック周期を、前記縦続形態に接続された前記遅延回路ユニット数で等分した時間間隔で遷移する複数の出力信号をそれぞれ出力する。
【0032】
本発明において、前記第3の回路は、容量の充電及び放電を制御する回路と、前記容量の端子電圧としきい値電圧との大小関係に応じた論理値を前記出力信号として出力する回路と、を備え、前記位相差に相当する期間、前記容量を放電又は充電し、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの第1の回路の出力信号が遷移した際に、これを受けて、前記容量を、前記位相差に相当する期間の放電又は充電につづいて再び放電又は充電し、前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等分した位相に、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何段目であるかを表す値を乗じた位相に相当する遅延時間を、前記第2の遅延時間から差し引いた時間分、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの第1の回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下りの遷移エッジを、遅延させて出力する構成とされている。
【0033】
本発明において、前記入力信号と、複数の前記第3の回路の出力信号とに基づき、前記入力クロックのクロック周期を等分割してなる、逓倍クロックを生成する合成回路を備えている。
【0034】
本発明は、第1の遅延時間t1の第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下がり遷移エッジを第2の遅延時間t2遅延させて出力する第2の遅延回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段(N段)備えた遅延回路列と、前記遅延回路列の初段の遅延回路ユニットに入力される周期tCKの入力クロックと、最終段の遅延回路ユニットの出力との位相差T(T=N×(t1+t2)−tCK)を検出する位相差検知回路と、を備え、1段目から(N−1)段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力する第3の遅延回路を(N−1)個備え、n番目(ただし、nは1乃至N−1)の第3の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路の遷移エッジを、遅延時間t2−n×T/N遅延させて出力し、n番目(ただし、nは1乃至N−1)の第3の遅延回路は、前記入力クロックの遷移エッジから、時間n×(t1+t2−T/N)遅れたタイミングで遷移する信号をそれぞれ出力し、前記入力信号と、1乃至N−1番目の第3の遅延回路の出力とから、前記入力クロックのクロック周期tCKをN等分してなるN逓倍クロックを生成する合成回路を備える。
【0035】
本発明は、遅延時間t1の第1の遅延回路を縦続形態に複数段(N段)接続してなる遅延回路列を備え、前記遅延回路列には、初段の第1の遅延回路から、周期tCKの入力クロックが入力され、前記遅延回路列の最終段の第1の遅延回路から出力される出力クロックと、前記遅延回路列に入力される入力クロックとから、前記遅延回路列の遅延時間と、前記入力クロックのクロック周期tCKとの時間差に対応する位相差T(T=tCK−N×t1)を検出する位相差検知回路を備え、1段目からN段目の前記第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力する第2の遅延回路をN個備え、n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の第1の遅延回路の出力の遷移エッジを、前記第2の遅延回路の固有の遅延時間tpdから、前記位相差Tを前記第1の遅延回路の総数Nで等分した位相T/Nと、前記Nと記第1の遅延回路の前記遅延回路列内での段数nと差から規定される時間(N−n)×T/Nを差し引いた時間分遅延させて出力し、n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、tpd+n×(t1+T/N)−T遅れたタイミングで立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、1乃至N番目の前記第2の遅延回路の出力から、時間間隔t1+T/Nの多相クロックが生成される構成とされる。
【0036】
上記目的は、上記構成とは、別の構成の本発明によっても達成される。本発明は、遅延回路が複数段縦続形態に接続された第1の遅延回路列と、遅延回路が複数段縦続形態に接続された第2の遅延回路列と、を備え、前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力された入力クロックは、前記第1の遅延回路列を伝搬し前記第1の遅延回路列の最終段をなす遅延回路から出力されて前記第2の遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力され前記第2の遅延回路列を伝搬し、前記第1、及び第2の遅延回路列の各段の遅延回路に対応して並設されており、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する複数の内分回路を備え、前記並設される複数の内分回路のうちの1番目の前記内分回路には、前記第1の遅延回路列から出力され前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路に入力されるクロックと次サイクルの入力クロックとが入力され、n+1番目(ただし、n+1は2以上であり前記第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数以下の数である)の前記内分回路には、前記内分回路に対応する前記第2の遅延回路列のn段目の遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックを入力した前記第1の遅延回路列のn段目の遅延回路の出力とが入力され、複数の前記内分回路の内分比は、前記内分回路の順番に対応して単位値ごとに大に設定されており、入力クロックの周期をtCKとして、前記第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数をN段とし、前記各遅延回路の遅延時間をtdとし、T=tCK−N×tdである場合、複数の前記内分回路は、順番に、それぞれの遅延時間を単位時間T/N毎に増加させており、相隣る二つの内分回路の出力の位相差はtCK/Nとされ、1番目の前記内分回路の出力とN番目の前記内分回路の出力の時間差は、前記入力クロックの周期tCKである構成としてもよい。一例として、遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された遅延回路列を備え、前記遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力された入力クロックが前記遅延回路列を伝搬し、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個備え、複数の前記内分回路の内分比は互いに異なる値に設定されており、1番目の前記内分回路には、N段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの入力クロックとが入力され、i番目(ただし、iは2乃至Nの整数)の前記内分回路には、(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックの(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、1番目乃至N番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期をN等分した位相差の多相クロックが出力される構成とされる。上記目的は、特許請求の範囲の各請求項の発明によっても同様にして達成されるものであることは、以下の説明からも直ちに明らかとされるであろう。
【0037】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の好ましい一実施の形態の構成を示す図である。図1を参照すると、本発明のクロック制御回路は、その好ましい一実施の形態において、第1の遅延時間t1の第1の遅延回路10と、第1の遅延回路10の出力信号の立ち上がり又は立ち下がり遷移エッジを第2の遅延時間t2遅延させて出力する第2の遅延回路(第1の内分回路からなる)11とからなる遅延回路ユニットを、複数段(N段)縦続形態に接続して遅延回路列を構成している。この遅延回路列には、周期tCKの入力クロックINが入力され、遅延回路列に入力されたクロックは、遅延時間N×(t1+t2)遅延され、クロックENDとして出力される。
【0038】
本発明の一実施の形態においては、遅延回路列の最終段の第2の遅延回路(第1の内分回路)11nの出力ENDと、周期tCKの入力クロックINとの遷移エッジの位相差Tを検出する位相差検知回路14を備えている。位相差検知回路14は、遅延回路列からの出力クロックENDの立ち上がり遷移エッジ(又は立ち下がり遷移エッジ)と、前記出力クロックに対応する入力クロックの1クロック周期tCK後(次のクロックサイクル)の入力クロックの立ち上がりエッジ(又は立ち下がり遷移エッジ)間の位相差Tを検出する。
【0039】
ここで、位相差Tは、
T=N×(t1+t2)−tCK …(2)
であることから(Tは、遅延回路列の遅延時間とクロック周期tCKの時間差に等しい)、式(2)より、クロック周期tCKをN等分した時間は、
tCK/N=t1+t2−T/N …(3)
となる。
【0040】
本発明の一実施の形態においては、1段目から(N−1)段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路10の出力をそれぞれ入力して遅延出力する第3の遅延回路12(第2の内分回路からなる)を(N−1)個備え、入力クロックと(N−1)個の第3の遅延回路12の出力から、入力クロックの周期tCKをN等分した時間間隔で出力される逓倍クロックOUTを生成する合成回路13を備えている。
【0041】
n番目(ただし、nは1乃至N−1)の第3の遅延回路12は、位相差検知回路14で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路10の出力の遷移エッジを、遅延時間t2−n×T/N遅延させて出力するものであり、n番目(ただし、nは1乃至N−1)の第2の内分回路は、前記入力クロックの遷移エッジであるクロックサイクル開始時点から、(n−1)段の遅延回路ユニットの遅延時間(n−1)×(t1+t2)にn段の遅延回路ユニットの第1の遅延回路10の遅延時間t1を加算した時間に、さらに遅延時間t2−n×T/N遅れたタイミングである、
n×(t1+t2−T/N)
=n×tCK/N …(4)
に立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力する。
【0042】
すなわち、1乃至N−1番目の第3の遅延回路12は、
1×tCK/N、
2×tCK/N、…、
(N−1)×tCK/N
のタイミングで遷移するクロックを出力し、合成回路13は、これらの信号と入力クロックから、入力クロックの周期tCKをN等分してなるN逓倍クロックを生成する。
【0043】
本発明において、第2の遅延回路11は、内分比(重み)固定の内分回路から構成されており、図5を参照すると、入力信号(第1の遅延回路10の出力)が第2の値のとき、内部ノードN1の容量の電源からの充電経路をオンさせるスイッチMP01と、入力信号が第1の値のときに、前記容量に蓄積された電荷をグランドへ放電する放電経路のオン及びオフを制御する、互いに並列接続されたN個のスイッチMN011〜MN01Nと、内部ノード(容量の端子電圧)としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路INV03と、を備えた第1の内分回路よりなる。
【0044】
この第1の内分回路において、容量の充電、放電の制御、及びバッファ回路を反転型のインバータとするか、正転型バッファ回路とするかは、アプリケーションのロジックに応じて、適宜変更される。入力信号の遷移に応じて、容量を充電し、容量の端子電圧がしきい値電圧を超えたときに出力を可変する構成の第1の内分回路は、入力される信号が第2の値のとき容量の放電経路をオンさせるスイッチと、入力される信号が第1の値のとき、前記容量の充電をオンする、互いに並列接続されたN個のスイッチと、前記容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を備えて構成される。
【0045】
1乃至N−1番目の第3の遅延回路12は、それぞれの内分比が異なった値(F1〜FN-1)に設定されている1乃至N−1の第2の内分回路よりなる。図6を参照すると、n番目の第2の内分回路は、放電の前の所定のタイミングで内部ノードN51の容量Cへの電源からの充電経路をオンさせるスイッチMP1と、スイッチMP1がオンのときに充電される容量Cの蓄積電荷のグランドへの放電経路をオン及びオフを制御する、並列接続された複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nと、容量Cの端子電圧(内部ノードN51の電圧)としきい値の大小関係にしたがった論理値を出力するバッファ回路INV50と、を少なくとも備え、複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nのうちのn個のスイッチMN11〜MN1Nは、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)でオン及びオフ制御され、位相差検知回路14で検知された位相差Tに対応する期間分オン状態とされ、n個のスイッチMN11〜MN1Nを介してグランドへの放電経路が形成され、容量Cの蓄積電荷が一部放電される。
【0046】
そして、蓄積電荷が一部放電された状態の容量Cに対して(Diff.Sigが第1の値の期間経過後、n個のスイッチMN11〜MN1Nはオフし、容量Cの電荷は保持される)、n番目の第1の遅延回路の出力が遷移した時点から、n番目の第1の遅延回路の出力dnに基づきオン及びオフ制御されるN個のスイッチMN21〜M2Nがオンされ、容量Cの電荷を放電し、容量Cの端子電圧が下降し、バッファ回路INV50からの出力値が変化する。
【0047】
n番目の第2の内分回路12nにおいて、複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nにそれぞれ接続されるスイッチMN31〜MN3N、MN41〜MN4Nは、各制御端子に入力される制御信号1〜制御信号N、制御信号1B〜制御信号NBによりオン、オフ制御され、n番目の第2の内分回路は、スイッチMN31〜MN3Nのうちn個がオンとされ、スイッチMN41〜MN4Nはいずれもオン状態とされる。
【0048】
n番目の第2の内分回路12nのバッファ回路INV50において、しきい値に達したところまで引き抜く必要のある容量の電荷Q=C×V(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)が第1の値の期間中、上記したn個のスイッチMN11〜MN1Nをオンとしており、電荷CVから、位相差検知回路14の出力が第1の値の期間T、n個のスイッチをオンとして電流nIで放電しているため、位相差T(Diff.Sig)で放電後の容量Cの蓄積電荷量は、
CV−n×I×T …(5)
とされる。
【0049】
容量Cの蓄積電荷量がこの状態で、次に、n番目の前記第1の遅延回路の出力dnが第1の値への遷移してから、第2の内分回路12のN個のスイッチMN21〜MN2Nをオンとして、電流N×Iで電荷を放電しており、n番目の前記第1の遅延回路10の出力dnの遷移時点から、第2の内分回路12のバッファ回路INV50の出力信号n−tapが遷移するまでの遅延時間は、
(CV−n×I×T)/(N×I)
=CV/NI−nT/N …(6)
となる。
【0050】
ここで、第1の内分回路11の遅延時間t2(入力信号が遷移したときに第1の内分回路11の出力が遷移するまでの遅延時間)は、CV/NIとされる。すなわち、第1の内分回路11において、充電された容量を、しきい値に達したところまで引き抜く必要のある容量の電荷Q=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、入力信号(前段の第1の遅延回路10の出力)が第2の値から第1の値へ遷移した際に、第1の内分回路11の容量Cに蓄積された電荷をN個のスイッチMN011〜MN01N(図5参照)をオンして、電流NIで放電する構成とされており、その遅延時間t2は、CV/NIとされている。
【0051】
n番目の第2の内分回路12は、n番目の第1の遅延回路10nの出力のタイミングである、(n−1)×(t1+CV/NI)+t1から、遅延時間CV/NI−nT/Nのタイミングで遷移する出力信号を出力する。この出力信号はその遷移タイミングが、入力クロックINの立ち上がり遷移エッジであるクロックサイクル開始時点から、
n×t1+(n−1)×CV/NI+CV/NI−nT/N
=n(t1+CV/NI−T/N)
=n×tCK/N …(7)
とされ(ただし、n=1、2、…、N−1)、合成回路13では、N−1個の内分回路12から、tCK/Nの時間間隔でそれぞれ出力されるクロック、及び入力クロックを入力して一つの信号を合成し、入力クロックの周期tCKを等分した逓倍したクロックを生成する。
【0052】
本発明は、別の実施の形態において、図10を参照すると、縦続形態に複数段(N段)接続された遅延時間t1の遅延回路101〜10Nを備えた遅延回路列に、周期tCKの入力クロックを入力し、時間N×t1だけ遅延された信号ENDが出力され、入力クロックINと、遅延回路列から出力される出力クロックENDとを入力し、遅延回路列の遅延時間とクロック周期との時間差T(T=tCK−N×t1)を、前記出力クロックと、前記出力クロックに対応する入力クロックの次サイクルの入力クロックとの位相差として検出し、前記位相差T分、アクティブ状態の出力信号を出力する位相差検知回路14を備えている。
【0053】
1段目からN段目の第1の遅延回路101〜10Nにそれぞれ対応させて1番目からN番目の内分回路121〜12Nを備えている。この内分回路121〜12Nは、前記した実施の形態の第2の内分回路121〜12Nと同様の構成とされており、n番目の第1の遅延回路10nの出力を入力とするn番目の内分回路は、図6を参照すると、放電の前の所定のタイミングで内部ノードN51の容量Cへの電源からの充電経路をオンさせるスイッチMP1と、スイッチMP1がオンのときに充電される容量Cの蓄積電荷のグランドへの放電経路をオン及びオフを制御する、並列接続された複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nと、容量Cの端子電圧(内部ノードN51の電圧)としきい値の大小関係にしたがった論理値を出力するバッファ回路INV50と、を少なくとも備え、複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nのうちの(N−n)個のスイッチMN11〜MN1N−nは、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)でオン及びオフ制御され、位相差検知回路14で検知された位相差Tに対応する期間分オン状態とされ、(N−n)個のスイッチMN11〜MN1N−nを介してグランドへの放電経路が形成され、容量Cの蓄積電荷が一部放電される。
【0054】
そして、蓄積電荷が一部放電された状態の容量Cに対して(Diff.Sigが第1の値の期間経過後、(N−n)個のスイッチMN11〜MN1N−nはオフし、容量Cの電荷は保持される)、n番目の第1の遅延回路10nの出力が遷移した時点から、n番目の第1の遅延回路10nの出力dnに基づきオン及びオフ制御されるN個のスイッチMN21〜M2Nがオンされ、容量Cの電荷を放電し、容量Cの端子電圧が下降し、バッファ回路INV50からの出力値が変化する。
【0055】
第2の内分回路において、複数のスイッチMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nにそれぞれ接続されるスイッチMN31〜MN3N、MN41〜MN4Nは、各制御端子に入力される制御信号1〜制御信号N、制御信号1B〜制御信号NBによりオン、オフ制御され、n番目の第2の内分回路は、スイッチMN31〜MN3Nのうち(N−n)個がオンとされ、スイッチMN41〜MN4Nはいずれもオン状態とされる。
【0056】
n番目の第2の内分回路12のバッファ回路INV50において、しきい値に達したところまで引き抜く必要のある容量の電荷Q=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)が第1の値の期間中、上記した(N−n)個のスイッチMN11〜MN1N−nをオンとしており、電荷CVから、位相差検知回路14の出力が第1の値の期間T、(N−n)個のスイッチをオンとして電流(N−n)Iで放電しているため、位相差T(Diff.Sig)で放電後の容量Cの蓄積電荷量は、
CV−(N−n)×I×T …(8)
とされる。
【0057】
容量Cの蓄積電荷量がこの状態で、次に、n番目の第1の遅延回路の出力dnが第1の値への遷移してから、第2の内分回路12のN個のスイッチMN21〜MN2Nをオンとして、電流N×Iで電荷を放電しており、n番目の前記第1の遅延回路10の出力dnの遷移時点から、第2の内分回路12のバッファ回路INV50の出力信号n−tapが遷移するまでの遅延時間は、
(CV−(N−n)×I×T)/(N×I)
=CV/NI−(N−n)×T/N …(9)
となる。
【0058】
n番目の第2の内分回路12nは、n番目の第1の遅延回路10nの出力のタイミングである、n×t1から、遅延時間CV/NI−(N−n)×T/Nのタイミングで遷移する出力信号n−tapを出力する。この出力信号n−tapはその遷移タイミングが、入力クロックINの立ち上がり遷移エッジであるクロックサイクル開始時点から、
n×t1+CV/NI−(N−n)×T/N
=CV/NI+n×t1+nT/N−T …(10)
とされ(ただし、n=1、2、…、N−1)、
隣り合う出力信号n−tapと、(n+1)−tap間の時間差は、
t1+T/Nとされ、N個の第2の内分回路121〜12Nからは、等間隔の位相差(=t1+T/N)の多相クロック(クロック周期はtCK)が出力される。
【0059】
合成回路13では、N個の第2の内分回路121〜12Nから、等間隔の時間間隔でそれぞれ出力されるクロック、及び入力クロックを入力して一つの信号を合成し逓倍クロックを生成する。
【0060】
【実施例】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して以下に説明する。図2は、本発明の一実施例の構成を示す図である。
【0061】
図2を参照すると、第1の遅延時間t1の第1の遅延回路10と、第1の遅延回路10の出力信号の立ち上がり又は立ち下がりエッジを第2の遅延時間t2遅延させる第1の内分回路11とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段(N段)備え、初段に入力される周期tCKの入力クロックを、時間N×(t1+t2)だけ遅延させて出力する遅延回路列と、位相差検知回路14と、周期検知回路15とを備えている。
【0062】
周期検知回路15は、固定段数のリングオシレータと、カウンタよりなり、入力クロックINの1周期中のリングオシレータの発振回数をカウントして、クロックINの周期を検出し、クロック周期を示す制御信号16を出力し、クロック周期に対応させて第1の遅延回路101〜10Nと第1の内分回路111〜11Nの遅延時間を調整する。なお、入力クロックINが高速の場合、周期検知回路15では、入力クロックINを分周した信号の1周期中のリングオシレータの発振回数をカウンタでカウントすることで周期を検出する構成としてもよい。
【0063】
位相差検知回路14は、遅延回路列から出力されるクロックENDの立ち上がり遷移エッジ(又は立ち下がり遷移エッジ)と、該出力クロックに対応する入力クロックの1クロック周期tCK後の入力クロックの立ち上がりエッジ(又は立ち下がり遷移エッジ)の位相差Tを検出する。この位相差Tは、遅延回路列全体の遅延時間とクロック周期tCKの時間差に対応している。位相差検知回路14からは、位相差T(=N×(t1+t2)−tCK)の期間(時間幅)アクティブ(例えばHighレベル)とされる信号(Diff.Sig)が出力される。クロック周期tCKと、遅延時間t1、t2、位相差Tの間には以下の関係が成り立つ。
【0064】
tCK/N=t1+t2−T/N
1〜N−1個の遅延回路ユニットの第1の遅延回路101〜10N-1にそれぞれ対応してN−1個の第2の内分回路121〜12N-1を備えている。n番目の第1の遅延回路10nの出力を入力とするn番目(ただし、nは1乃至N)の内分回路12nは、位相差検知回路14の出力で、並列接続された放電パスのn個のスイッチがn個オンし、位相差検知回路14から出力される位相差Tに対応する期間分、内分回路12nの容量の蓄積電荷が電流nIで放電され(放電電荷=nI×T)、容量の蓄積電荷が一部放電された状態の容量に対して、n番目の第1の遅延回路10nの出力dnが第1の値に遷移した時点から、並列接続されたN個の放電パスのスイッチがオンされ、前記容量の電荷を電流NIで放電し、前記容量の端子電圧が下降し、前記バッファ回路からの出力値が変化する、構成とされている。
【0065】
n番目の第2の内分回路12のバッファ回路において、しきい値に達したところまで引き抜く必要のある容量の電荷Q=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)が第1の値の期間中、上記した通り、放電パスのn個のスイッチをオンとしており、電荷CVから、位相差検知回路14の出力が第1の値の期間T、電流nIで放電しているため、位相差T(Diff.Sig)で放電後の容量Cの蓄積電荷量は、CV−n×I×Tとされる。容量Cの蓄積電荷量がこの状態で、次に、n番目の前記第1の遅延回路の出力が第1の値への遷移してから、第2の内分回路12のN個のスイッチをオンとして、電流N×Iで電荷を放電しており、n番目の前記第1の遅延回路10の出力dnの遷移時点から、第2の内分回路12のバッファ回路INV50の出力信号n−tapが遷移するまでの遅延時間は、
(CV−n×I×T)/(N×I)=CV/NI−nT/N
となる。
【0066】
ここで、第1の内分回路11の遅延時間t2はCV/NIとされる。すなわち、第2の遅延回路11を構成する第1の内分回路において、充電された容量を、しきい値に達したところまで引き抜く必要のある容量の電荷Q=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、入力信号が第2の値から第1の値へ遷移した際に、容量Cに蓄積された電荷をN個のスイッチMN011〜MN01Nをオンして、電流NIで放電する構成とされており、その遅延時間t2はCV/NIとされている。
【0067】
n番目の第2の内分回路12は、n番目の第1の遅延回路10nの出力のタイミング(入力クロックの遷移エッジからのタイミング)である、(n−1)×(t1+CV/NI)+t1から、遅延時間CV/NI−nT/Nのタイミングで遷移する出力信号を出力し、前記出力信号はその遷移タイミングが、入力クロックの遷移時点から、t1×n+(n−1)×CV/NI+CV/NI−nT/N=n(t1+CV/NI−1/T)=n×tCK/Nとされ(ただし、n=1、2、…、N−1)、合成回路13では、N−1個の内分回路12から出力される多相クロック、及び入力クロックを入力して一つの信号を合成し、入力クロックの周期tCKをN等分した逓倍クロックを生成する。
【0068】
合成回路13は、入力した信号を多重して一本の出力信号OUTとして出力する回路であれば任意の回路構成とされる。例えば、合成回路13は、入力された信号のLowレベルからHighレベルへの立ち上がりエッジを検出して所定のパルス幅の信号を生成する回路を入力信号の本数分備え、該回路の出力の論理和をとることで、一本の信号に多重させる構成としてもよい。
【0069】
本発明の一実施例において、周期検知回路15は、装置初期化時等に、入力クロックのクロック周期を検知し、検知されたクロック周期に相当する制御信号16を第1の遅延回路10、第1の内分回路11に出力し、各回路の遅延時間を可変に設定する。図2に示した構成において、クロック周期が予めわかっている場合、周期検知回路15は省略してもよい。
【0070】
なお、図2に示した回路構成では、第2の内分回路12をN個備えた構成とされ、N番目の第2の内分回路12Nは、入力クロックINを1クロック周期tCK遅延させた信号が出力される。すなわち第2の内分回路12Nの出力信号N−tapは、クロックサイクル開始時点から、N×tCK/Nのタイミングで遷移する信号を出力する。合成回路13は、入力クロックINのかわりに、第2の内分回路12Nの出力信号N−tapを用いて逓倍信号を生成してもよい。
【0071】
図3は、図1及び図2を参照して説明した第1の遅延回路10の構成を示す図である。第1の遅延回路10は、その基本構成として、偶数段のインバータ列より構成されている(図3(a)参照)。
【0072】
また図2に示した実施例の回路構成において、周期検知回路15で入力クロックINのクロック周期を検知し、該クロック周期に応じて制御信号16により、遅延時間を可変に設定する場合、図3(b)に示すように、遅延回路(インバータ列)の遅延出力を取り出すタップを、制御信号16に基づき、セレクタ17で選択する構成としてもよい。
【0073】
位相差検知回路14は、入力クロックINと、該入力クロックの1クロック前に遅延回路列に入力されて遅延回路列内を伝搬して遅延され、遅延回路列から出力されるクロックパルスである信号ENDとの位相差(したがって、クロック周期tCKと遅延回路列の遅延時間の時間差)を検出し、該位相差に対応した時間幅の信号を出力する回路であれば任意の構成であってよく、図4に、その回路構成の例を示しておく。
【0074】
図4(a)を参照すると、位相差検知回路14は、遅延回路列から出力される遅延クロックENDを反転遅延させる奇数段(図4(a)では5段)のインバータ列INV11〜15と、該インバータ列の出力と遅延クロックENDを入力とする第1のNAND回路NAND1と、入力クロックINを反転遅延させる奇数段(図4(a)では5段)のインバータ列INV21〜25と、入力クロックINと、インバータ列の出力を入力とする第2のNAND回路NAND2と、出力と入力が交差接続された第3、第4のNAND回路NAND3、4からなるRSフリップフロップ(「RS型ラッチ」ともいう)からなる。
【0075】
図4(a)を参照して、この位相差検知回路14の動作について説明する。入力クロックIN(クロックパルス)がLowレベルからHighレベルに遷移した時点で、インバータ列INV21〜25の遅延時間分のパルス幅(Lowレベル)の信号がNAND2から出力され、これを受けたNAND4は、その出力(位相差検知回路14の出力)をHighレベルとし(セット状態)、NAND3はLowレベルを出力し、この状態を保持する。つづいて、遅延回路列から出力される信号ENDがLowレベルからHighレベルに遷移した時点で、インバータ列INV11〜15の遅延時間分のパルス幅(Lowレベル)の信号がNAND1から出力され、これを受けたNAND3は、その出力をHighレベルとし、これを受けて、NAND4の出力は、Lowレベルとなる(リセットされる)。
【0076】
この結果、位相差検知回路14のRS型のフリップフロップ回路からは、信号ENDのクロックパルスの立ち上がりエッジのタイミングから、信号ENDのクロックパルスに対応する入力クロック(この入力クロックが遅延回路列で遅延されて信号ENDのクロックパルスが出力される)の次のサイクルの入力クロックの立ち上がりエッジのタイミングまでの期間(=位相差T)、Highレベルの信号が出力される。
【0077】
図4(b)を参照すると、位相差検知回路14は、簡易な構成として、入力クロックをインバータINV1で反転した信号と、信号ENDをインバータINV2、3で遅延させた信号を入力とするNAND5と、NAND5の出力を反転するインバータINV5とを備えている。この位相差検知回路14は、入力クロックがLowレベルで、信号ENDがHighレベルの期間(上記位相差Tに対応する)、Highレベルの信号を出力する。インバータINV4は、入力クロック信号INと信号ENDをそれぞれ入力する経路の負荷調整用の回路である。なお、信号配線の引き回し、信号遅延等の点から、位相差検知回路14を、第2の内分回路内に、それぞれ設けるようにしてもよい。
【0078】
図5は、本発明の一実施例における第1の内分回路11の構成の一例を示す図である。図5を参照すると、第1の内分回路11は、基本的に、図14に示したタイミング差分割回路から構成されており、電源VDDと内部ノードN1間に接続されるPチャネルMOSトランジスタMP01と、二つの入力端IN1、IN2からの信号を入力し、出力端がPチャネルMOSトランジスタMP01のゲートに接続され、二つの入力端IN1、IN2に共通入力される入力信号がLowのときPチャネルMOSトランジスタMP01をオンさせる論理和回路OR1と、内部ノードN1が入力端に接続されたインバータINV03と、内部ノードN1とグランド間に接続され、入力端IN1に入力される入力信号がそれぞれゲートに共通に供給されるm個のNチャネルMOSトランジスタと、内部ノードN1とグランド間に接続され、入力端IN2に入力され入力信号がそれぞれ、ゲートに供給されるN−m個のNチャネルMOSトランジスタ(合計N個のNチャネルMOSトランジスタMN011〜MN01N)を備え、内部ノードN1とグランド間に、NチャネルMOSトランジスタと容量からなる直列回路を、複数本並列に備え(MN11とCAP11、MN12とCAP12、MN13とCAP13、MN14とCAP14、MN15とCAP15)、直列回路を構成する前記スイッチ(MN11〜MN15)は、周期検知回路(図2の15)から出力される制御信号16により、オン及びオフされ、クロック周期に応じて、内部ノードN1に付加される容量の容量値が可変される。
【0079】
なお、図1及び図2に示す構成において、図5に示した第1の内分回路11の二つの入力端IN1、IN2には、前段の第1の遅延回路10からの出力信号が共通に入力される。換言すれば、第1の内分回路11は、共通に入力される入力信号がLowレベルのときオンするPチャネルMOSトランジスタMP01を電源VDDと、容量が接続される内部ノードN1の間に接続し、入力信号がHighレベルのときオンするN個のNチャネルMOSトランジスタMN011〜MN01Nを内部ノードとグランド間に並列に接続し、内部ノードN1を反転バッファをなすインバータINV03に接続した構成よりなる。
【0080】
図5を参照して、第1の内分回路11の動作について説明する。入力信号がLowレベルとされ、PチャネルMOSトランジスタMP01がオンとされ、内部ノードN1が電源電圧によって充電されている状態において、インバータINV03の出力が反転するまでに放電される電荷量QをCVとすると、入力信号がLowレベルからHighレベルに立ち上がり、N個のNチャネルMOSトランジスタMN011〜MN01Nがオンして、電荷量QをCVを定電流NIで放電し、内部ノードN1の電位がしきい値以下となり、インバータINV03の出力がLowレベルからHighレベルに立ち上がる。この第1の内分回路11において、入力信号の立ち上がり遷移から出力信号の立ち上がり遷移の遅延時間は、CV/NIとなる。
【0081】
NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN15のゲートには、周期検知回路15からの制御信号16が供給されてオン、オフ制御され、検知されたクロック周期tCKが長い場合には、内部ノードN1に付加される容量の値を増加させ、検知されたクロック周期が短い場合には、内部ノードN1に付加される容量の値を減少させる。このような構成により、クロック周期に応じて内部ノードN1に付加される容量が可変されるため、広い周波数範囲の入力クロックに対応可能とされている。
【0082】
なお、第1の内分回路11において、入力信号の論理値と充放電の関係は逆にしてもよいことは勿論である。例えば、N個のPチャネルMOSトランジスタを電源VDDと内部ノードN1間に並列に接続し、N個のPチャネルMOSトランジスタのうちm個は、入力IN1をインバータで反転した信号がゲートに接続され、N個のPチャネルMOSトランジスタのうちN−m個は、入力IN2をインバータで反転した信号がゲートに接続され、内部ノードとグランド間に1個のNチャネルMOSトランジスタを接続し、入力IN1、IN2のNORをとる論理回路の出力を、NチャネルMOSトランジスタのゲートに接続する構成としてもよい。この場合、入力IN1、IN2がともにLowレベルのとき、内部ノードとグランド間のNチャネルMOSトランジスタがオンとなり、容量が放電され、入力IN1、IN2がHighレベルに遷移するとき、電源VDDと内部ノードN1間のPチャネルMOSトランジスタが導通し、内部ノードN1が充電される。そして、入力IN1、IN2のLowからHighへの遷移に対して、出力をLowからHighに遷移させる場合、内部ノードには、インバータの代わりに、正転バッファ回路(あるいはインバータ2段)が接続される。
【0083】
図6は、本発明の一実施例における第2の内分回路12の構成の一例を示す図である。図6を参照すると、第2の内分回路12は、n段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路の出力dnと、該出力dnを奇数段(図6では3段)のインバータ列INV44〜46で反転遅延させた信号から、第1の遅延回路の出力dnがLowからHighレベルへ遷移する時に、インバータ列INV44〜46の遅延時間分に対応した期間、Lowレベルとされる第1のパルス信号を出力するNAND回路NAND42と、位相差検知回路14の出力Diff.Sigと、該出力Diff.Sigを奇数段(図6では3段)のインバータ列INV41〜43で反転遅延させた信号から、位相差検知回路14の出力Diff.SigがLowレベルからHighレベルへ遷移する時に、インバータ列INV41〜43の遅延時間分に対応した期間、Lowとされる第2のパルス信号を出力するNAND回路NAND41と、を備え、NAND回路NAND43、44の入力と出力をたすき掛け接続した順序論理回路よりなり、NAND42から出力される第1のパルス信号をNAND43が受けてNAND43はHighレベルを出力し(セットされる)、NAND41からから出力される第2のパルス信号をNAND44が受けてLowレベルを出力する(リセットされる)RSフリップフロップ回路と、を備えている。
【0084】
さらに図6を参照すると、第2の内分回路12は、電源VDDと内部ノードN51間に接続され、NAND41からの第2のパルス信号がLowのとき、オンされるPチャネルMOSトランジスタMP1と、内部ノードN51とグランド間に接続される容量Cと、内部ノードN51が入力端に接続され出力端から出力信号(n−tap)が取り出されるインバータINV50と、を備え、内部ノードN51にドレインが接続され、互い並列に接続された2N個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nと、2N個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nのソースにドレインがそれぞれ接続され、ソースがグランドに接続された2N個のNチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N、MN41〜MN4Nと、を備え、2N個のNチャネルMOSトランジスタのうちの片側半分の、N個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのゲートには、インバータ列INV41〜43での反転出力をさらにインバータINV47で反転した、位相差検知回路14の出力信号Diff.Sigが共通に入力され、2N個のNチャネルMOSトランジスタのうちもう半分の、N個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのゲートには、NAND43の出力端(RSフリップフロップの出力端)が共通接続されている。
【0085】
n番目の第2の内分回路12において、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N、MN41〜MN4Nのゲートに入力される制御信号1〜N、制御信号1B〜NBにより、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうちn個がオンとされ、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nはオンに固定されている。NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nのゲートは電源VDDに接続してもよい。
【0086】
図6を参照して、n番目の第2の内分回路12の動作について説明する。信号Diff.SigがLowレベルからHighレベルへ遷移した時に、インバータ列INV41〜43の遅延時間分に対応した期間、Lowとされる第2のパルス信号を出力するNAND41の出力をゲートに入力とするPチャネルMOSトランジスタMP1は、NAND41の出力がLowの期間オンし、電源からの電流で容量Cを充電する。
【0087】
そして、NAND41の出力のLowレベル期間(インバータ列INV41〜43の遅延時間分の期間)からHighレベルの遷移とともに、インバータ列INV41〜43、インバータINV47で遅延された信号Diff.SigのHighレベルが、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのゲートに、位相差Tの間、印加され、この間、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nがオンし、ドレインがNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのソースに接続され、ソースがグランドに接続され、ゲートに制御信号1〜Nが入力されるNチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち、制御信号でオンとされたn個のNチャネルMOSトランジスタのパスを介して、容量Cの蓄積電荷が一部放電される。
【0088】
n番目の遅延回路の出力dnを入力とするn番目の第2の内分回路12nでは、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち、制御信号でオンとされたn個のNチャネルMOSトランジスタ(ドレイン電流I)を介して容量Cが期間Tの間放電され、その結果、インバータINV50が反転するまでの電荷はCV−nTIとなる。
【0089】
信号Diff.SigのHighレベル期間はTであり、期間Tが経過した後、インバータINV47の出力はLowレベルとなり、インバータINV47の出力をゲートに入力するNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nは、いずれもオフ状態とされ、放電経路はオフされる。このため、容量Cの蓄積電荷は、CV−nTIに保持される。なお、容量Cに蓄積された電荷のリーク電流による電圧降下は、回路動作周波数から無視できるものとする。換言すれば、リーク電流による電圧降下が問題となる前に、次の放電動作が行われる。
【0090】
すなわち、n番目の第1の遅延回路10の出力dnのLowレベルからHighレベルへの立ち上がり遷移時に、インバータ列INV44〜46の遅延時間相当の期間、NAND42はLowレベルを出力し、これを受けて、RSフリップフロップ回路を構成するNAND43の出力がHighレベルとなり(セット状態はリセットされるまで保持される)、NAND43の出力がゲートに接続されたNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nをオンし、ドレインがNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのソースに接続され、ソースが接地され、ゲートに制御信号が入力されるNチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nは常時導通状態とされているため、容量Cの蓄積電荷CV−nTIを、電流NIで放電することになる。
【0091】
このため、n番目の第1の遅延回路10の出力dnのLowレベルからHighレベルへの遷移のタイミングから、遅延時間(CV−nTI)/NI経過したタイミングで、n−tap信号がLowレベルからHighレベルに遷移する。
【0092】
第2の内分回路12において、入力信号の論理と容量の充電、放電関係を図6に示したものと逆としてもよいことは勿論である。この場合、図6の内部ノードN51とグランド間に接続されたNチャネルMOSトランジスタを、内部ノードN51と電源VDD間に接続されるPチャネルMOSトランジスタとし、電源VDDと内部ノードN51間に接続されるPチャネルMOSトランジスタを、内部ノードN51とグランド間に接続されるNチャネルMOSトランジスタに置き換え、図6のNAND41の出力をインバータで反転した信号を、内部ノードN51とグランド間に接続されるNチャネルMOSトランジスタに接続し、インバータINV47の出力信号、NAND43の出力信号をそれぞれインバータで反転した信号を、置き換えられたPチャネルMOSトランジスタのゲートに接続し、制御信号1、2、N、制御信号1B、2B、NBはPチャネルMOSトランジスタのゲートに接続されるため、Lowレベルのときアクティブとされ、PチャネルMOSトランジスタがオンする。
【0093】
第2の内分回路12において、PチャネルMOSトランジスタMP1をオンするタイミングでリセットされ、第1の遅延回路10nの出力信号dnのHighレベルへの遷移でセットされるNAND43、NAND44からなるRSフリップフロップ回路の代わりに、第1の遅延回路10nの出力信号dnのLowレベルからHighレベルへの遷移でHighレベルの出力信号をNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのゲートに出力し、第1の遅延回路10nの出力信号dnのHighレベルからLowレベルへの遷移で、Lowレベルの出力信号をNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのゲートに出力する回路構成としてもよい。この場合、n番目の第2の内分回路12nから出力される出力信号n−tapは、第1の遅延回路10nの出力信号dnのHighレベルからLowレベルへの遷移に同期して、HighレベルからLowレベルに遷移し、1乃至Nの第2の内分回路121〜12Nから出力される1−tap〜N−tapは、位相が、tCK/N毎にずれた、多相クロックとなる。
【0094】
図7は、本発明の一実施例において、入力クロックINの周期tCKを4等分(N=4)する場合の動作原理を説明するための模式図である。図7を参照して、本発明の一実施例の動作原理について説明する。
【0095】
第1の遅延回路10の遅延時間をt1、第1の内分回路11の遅延時間をt2とすると、遅延回路列の遅延時間は4×(t1+t2)となり、位相検知回路14で検知される位相差Tは、
T=4×(t1+t2)−tCK、
したがって、
tCK/4=t1+t2−T/4となる。
【0096】
1番目の第2の内分回路121は、1番目の第1の遅延回路101の出力を受け、t2−T/4の遅延時間で信号1−tapを出力する。このため、入力クロックINのLowからHighへの遷移時点(クロックサイクル開始時点)から信号1−tapが出力されるまでの時間は、t1+t2−T/4となり、tCK/4となる。
【0097】
2番目の第2の内分回路122は、2番目の第1の遅延回路102の出力を受け、t2−2×T/4の遅延時間で信号2−tapを出力する。このため、クロックサイクル開始時点から信号2−tapが出力されるまでの時間は、t1+t2+t1+t2−2×T/4となり、2×tCK/4となる。
【0098】
3番目の第2の内分回路123は、3番目の第1の遅延回路103の出力を受け、t2−3×T/4の遅延時間で信号3−tapを出力する。このため、クロックサイクル開始時点から信号3−tapが出力されるまでの時間は、t1+t2+t1+t2+t1+t2+t2−3×T/4となり、3×tCK/4となる。
【0099】
図8は、図7を参照して説明した、入力クロックINの周期tCKを4等分(N=4)する構成とした場合の動作を説明するためのタイミングチャートである。INは入力クロック、d1〜d4は1〜4番目の第1の遅延回路101〜104の出力、ENDは、4番目の第1の内分回路114の出力、Diff.Sigは位相検知回路14の出力、1−tap〜3−tapは、1乃至3番目の第1の内分回路121〜123の出力、OUTは合成回路13で一本の出力に多重された逓倍クロックである。
【0100】
図8に示すように、1クロック周期を4等分した周期のクロックを出力する場合(N=4)、1乃至3番目の第1の内分回路121〜123の出力1−tap〜3−tapのLowからHighへの遷移エッジは、tCK/4、2tCK/4、3tCK/4となる。
【0101】
なお、合成回路13において、tCK/3周期の4逓倍クロックを生成する代わりに、入力クロックと2−tap、あるいは2−tapと3−tapから、tCK/2周期の2逓倍クロックを生成してもよいことは勿論である。
【0102】
このように、本発明によれば、帰還回路構成を用いることなく、入力クロックの周期tCKを等分した時間間隔で遷移する複数のクロック(多相クロック)、及び、入力クロックに同期した逓倍クロックを生成することができる。
【0103】
次に、本発明の別の実施例について説明する。図9は、本発明の別の実施例に係る第2の内分回路12の構成を示す図である。前記実施例では、複数の第2の内分回路12は、その回路構成を共通とし(複数の第2の内分回路は、同一構成の内分回路を複数個配置することで構成される)、第2の内分回路に入力される制御信号1〜N、制御信号1B〜NBでオン、オフさせるスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N、MN41〜MN4N)を各第2の内分回路12で変えることで、各第2の内分回路12のタイミングの内分比を異ならせている。すなわち、1番目の第2の内分回路121では、制御信号により、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち1個のトランジスタをオンとし、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nをすべてオンとし、2番目の第2の内分回路122では、制御信号により、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち2個のトランジスタをオンとし、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nをすべてオンとし、以下同様に、n番目の第2の内分回路12nでは、制御信号により、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうちn個のトランジスタをオンとし、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nをすべてオンとしている。
【0104】
この実施例では、1番目の第2の内分回路121では、内部ノードN51とグランド間に接続されるNチャネルMOSトランジスタとして、1つのNチャネルMOSトランジスタMN11と、N個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜2Nを備え、位相差検知回路14から出力されるDiff.Sigをインバータ列INV41〜43、INV47で遅延させた信号が1つのNチャネルMOSトランジスタMN11に入力され、RSフリップフロップ回路を構成するNAND43の出力がN個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜2Nのゲートに入力され、n番目の第2の内分回路12nでは、内部ノードN51とグランド間に接続されるNチャネルMOSトランジスタとして、n個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1nと、N個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nを備え、位相差検知回路14から出力されるDiff.Sigをインバータ列INV41〜43、INV47で遅延させた信号がn個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1nに入力され、RSフリップフロップ回路を構成するNAND43の出力がN個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのゲートに入力される構成とされる。
【0105】
この実施例では、複数の第2の内分回路121〜12nはそれぞれ、その回路構成が相違しているが、前記実施例と較べて、素子数を縮減している。
【0106】
なお、第2の内分回路12において、n個のNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1nのソースとグランド間、N個のNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのソースとグランド間に定電流源を挿入してもよいことは勿論である。
【0107】
上記のように構成されてなる本発明によれば、外部入力されるクロックの周期を等分割したタイミングで遷移するクロック、及び、該入力クロックに同期した逓倍クロックを生成するものであり、PLL回路のように、発振器の分周出力を帰還させて入力クロックとの位相を合わせるという構成をとらず、このため、入力クロックINが供給されてから該クロックを遅延させたクロックと、次のサイクルのクロックとの位相差Tを検出後、直ちに、入力クロックに同期した逓倍クロックを出力することができる。
【0108】
本発明のさらに別の実施例について説明する。図10は、本発明の別の実施例の構成を示す図である。図10を参照すると、縦続形態にN段接続されている、遅延時間t1の第1の遅延回路101〜10Nよりなる遅延回路列を備え、この遅延回路列には、初段の第1の遅延回路101から、クロック周期tCKの入力クロックINが入力され、遅延回路列の最終段の第1の遅延回路10Nから出力される出力クロックENDと、遅延回路列に入力される入力クロックINとから、遅延回路列の遅延時間(=N×t1)と、入力クロックのクロック周期tCKとの時間差に対応する位相差T(T=tCK−N×t1)を検出する位相差検知回路4を備えている。1段目からN段目の前記第1の遅延回路101〜10Nの出力をそれぞれ入力する第2の内分回路121〜12NをN個備え、n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の第2の内分回路12nは、位相差検知回路14で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の第1の遅延回路10nの出力の遷移エッジを、前記第2の内分回路の固有の遅延時間(td、後述するCV/NI)から、(N−n)×T/Nを差し引いた時間分遅延させて出力し、1乃至N番目の第2の内分回路121〜12Nは、入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、n×t1+tpd−(T−n×T/N)遅れたタイミングで立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、1乃至N番目の前記第2の内分回路121〜12Nの出力から、時間間隔(位相差)t1+T/Nの多相クロック(クロックの周期はtCK)が生成される構成とされる。
【0109】
この実施例においては、前記実施例の遅延回路列から第1の内分回路11を省略し、遅延回路列の遅延時間が、クロック周期tCKよりも短い場合に、等しい時間間隔で離間した多相クロックを生成している。
【0110】
位相差検知回路4は、図4に示した回路構成とされ、例えば図4(a)のIN入力に、図10の出力クロックENDを供給し、図4(a)のEND入力に、図10の入力クロックINが供給され、位相差検知回路4からは、出力クロックENDの立ち上がり遷移でHighとなり、入力クロックINの立ち上がり遷移でLowレベルとなる信号が出力される。図10の周期検知回路15は、前記実施例のものと同様の構成とされ、図10の第1の遅延回路10は、図3を参照して説明した前記実施例のものと同様の構成とされる。
【0111】
第2の内分回路12は、図6、図9を参照して説明した前記実施例の第2の内分回路12の構成と同様とされている。しかしながら、1乃至N番目の第2の内分回路121〜12Nにおける遅延時間の大小関係の設定が、前記実施例と相違している。すなわち、本実施例では、1番目の第2の内分回路121から第N番目の内分回路12Nにしたがい、遅延時間が順にT/Nづつ増加しており、第N番目の内分回路12Nで最大の遅延時間とされている。
【0112】
n番目の第2の内分回路12nは、図6を参照すると、回路内の容量Cの充電パスをオン及びオフ制御する第1のスイッチ(PチャネルMOSトランジスタMP1)と、容量Cの放電パスをオン及びオフ制御する、並列接続された複数の第2のスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N、MN21〜MN2N)と、容量Cの端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路(図6では、反転型のインバータINV50)を備え、複数の第2のスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N)のうちのN−n個の第2のスイッチは、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)によってオン及びオフ制御され、位相差検知回路14で検出された位相差Tに対応する期間分、オン状態とされて容量Cの蓄積電荷が一部放電され、蓄積電荷が一部放電された状態の容量Cに対して、n番目の第1の遅延回路10nの出力dnが遷移した時点から、第1の遅延回路10nの出力dnによってオン及びオフ制御されるN個の第2のスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2N)がオンされ、容量Cの電荷が放電されて容量Cの端子電圧が下降し、バッファ回路(図6のインバータINV50)からの出力値が変化する。なお、第2の内分回路12を、図6に示した回路構成とした場合、複数の第2のスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N)のうちのN−n個の第2のスイッチは、Highレベルの制御信号1〜制御信号N−nが制御端子に入力されオン状態とされたスイッチ群(NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3NのうちのN−n個)を介してグランドに接続され、スイッチ群(NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N)のうち残りのn個のスイッチは、制御信号によりオフ状態に設定されている。第1の遅延回路10nの出力dnによってオン及びオフ制御されるN個の第2のスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2N)は、制御信号1B〜制御信号NBにより、常時オン状態とされたスイッチ(NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4N)を介してグランドに接続される。
【0113】
n番目の第2の遅延回路10nにおいて、容量Cが充電された状態から、バッファ回路(図6のインバータINV50)の出力が反転するまでに放電される電荷をCVとすると、N−n個の第2のスイッチが、位相差検知回路14の出力(Diff.Sig)によって、遅延回路列の出力ENDの立ち上がりから次のクロックサイクルの入力クロックINの立ち上がりまでの間の期間Tオン状態とされる。
【0114】
オン状態とされた第2のスイッチに流れる電流(NチャネルMOSトランジスタのドレイン電流)をIとすると、この間、(N−n)×IT分の電荷が放電され、つづいてn番目の第1の遅延回路10nの出力dnが遷移した時点から、第1の遅延回路10nの出力dnによってオン及びオフ制御されるN個の第2のスイッチ(図6のMN21〜MN2N)がオンされ、容量Cの電荷(CV−(N−n)×IT)が電流NIで放電され、容量Cの端子電圧が下降し、バッファ回路(図6のインバータINV50)からの出力値が変化する。
【0115】
第1の遅延回路10nの出力dn(第2の内分回路12nの入力)がLowレベルからHighレベルへ遷移してから第2の内分回路12nの出力がLowレベルからHighレベルに遷移するまでの伝搬遅延時間は、
(CV−(N−n)×IT)/NI
=CV/NI+(n−N)T/N
で与えられる。
【0116】
すなわち、1番目の第2の内分回路121から第N番目の内分回路12N-1にしたがい、遅延時間は、順に、T/Nづつ増加している。
【0117】
1番目の第2の内分回路121の出力1−tapは、クロックサイクルの開始時点から、
t1+CV/NI+(1−N)T/N、
2番目の第2の内分回路122の出力2−tapは、クロックサイクルの開始時点から、
2t1+CV/NI+(2−N)T/N、
N−1番目の第2の内分回路12N-1の出力(N−1)−tapは、クロックサイクルの開始時点から、
(N−1)×t1+CV/NI+(N−1−N)T/N、
N番目の第2の内分回路12Nの出力N−tapは、クロックサイクルの開始時点から、
N×t1+CV/NI
のタイミングでそれぞれ出力される。ここで、CV/NIは、N個の第2の内分回路121〜12Nに固有の遅延時間である。
【0118】
第2の内分回路121〜12Nからの出力1−tap〜N−tapは、隣り合う出力の間の時間差が、
t1+T/N
とされており、等間隔(等位相差)で遷移する多相クロックが得られる。次のクロックサイクルにおいても、1番目の第2の内分回路121の出力1−tapは、クロックサイクルの開始時点から、
t1+CV/NI+(1−N)T/N
のタイミングで遷移し、出力1−tapは、周期N×t1+T=tCKのクロックとなる。第1乃至第Nの第2の内分回路122〜12Nからのそれぞれの出力2−tap〜N−tapの周期も、同様とされる。
【0119】
合成回路13は、入力クロックINと、第2の内分回路121〜12Nからの出力1−tap〜N−tapから一本の信号に合成し、逓倍クロックを出力する。なお、合成回路13において、第2の内分回路121〜12NからのN本の出力1−tap〜N−tapを用いてクロック周期tCKをN分割した周期のN逓倍クロックを生成するか、あるいは、例えば第2の内分回路121〜12NからのN本の出力を1本おきに用いて(信号間の位相差は2t1+2/T)、クロック周期tCKをN/2分割した周期のN/2逓倍クロックを生成するかは任意である。
【0120】
図11は、図10に示した本発明の別の実施例において、遅延時間tdの第1の遅延回路を縦続形態に4(N=4)段接続して遅延回路列を構成した場合の動作の一例を示すタイミング図である。遅延回路列の出力ENDと次サイクルの入力クロックの位相差Tは、クロック周期tCKから4tdを差し引いた値であり、1番目の第2の内分回路121から第N番目の内分回路12N-1にしたがい、その遅延時間が順にT/4づつ増加している。
【0121】
第2の内分回路12nの入力がLowレベルからHighレベルへ遷移してから第2の内分回路12nの出力がLowレベルからHighレベルに遷移するまでの伝搬遅延時間は、CV/4I+(n−4)T/4で与えられる。
【0122】
1番目の第2の内分回路121の出力1−tapは、クロックサイクルの開始時点から、td+CV/4I−3T/4、
2番目の第2の内分回路122の出力2−tapは、クロックサイクルの開始時点から、2td+CV/4I−2T/4、
3番目の第2の内分回路123の出力3−tapは、クロックサイクルの開始時点から、3×td+CV/4I−T/4、
4番目の第2の内分回路124の出力4−tapは、クロックサイクルの開始時点から、4×td+CV/4I
のタイミングで出力される。次のクロックサイクルにおいても、1番目の第2の内分回路121の出力1−tapは、クロックサイクルの開始時点から、td+CV/4I−3T/4のタイミングで遷移し、出力1−tapの周期は、4×td+T=tCKとなり、内分回路122〜124からの出力2−tap〜4−tapの周期についても同様とされる。
【0123】
第2の内分回路121〜124からの出力1−tap〜4−tapは、隣り合う出力の間の時間差が、t1+T/4とされており、出力1−tapと出力4−tapの間は、クロック周期tCKとなり、等間隔で遷移する多相クロックが得られ、合成回路13からは、入力クロックを4逓倍した出力信号OUTが出力される。
【0124】
本発明のクロック制御回路は、回路構成を簡易化し、PLL回路を用いた場合と較べて、回路規模を縮減し、外部クロック等の同期に要する時間を短縮している。このため、内部回路が内部クロック信号に同期して動作する半導体集積回路装置(LSI)において、外部クロックから該外部クロックに同期した内部クロックを生成するクロック制御回路に、本発明を適用して好適とされる。
【0125】
本発明を半導体集積回路装置に実施した例として、クロック端子から入力バッファを介して入力される外部クロックに同期した多相のクロック、又は、逓倍クロックを生成して、生成したクロックを内部クロックとして、クロックドライバから、半導体集積回路装置の内部回路をなす同期回路(順序回路)に供給するクロック制御回路を備えた半導体集積回路装置において、クロック制御回路として、PLL回路の代わりに、図1、図2、図10等に示した実施例に即して説明した、本発明に係るクロック制御回路を備えることで、回路規模の縮減、同期に要する時間の短縮において、顕著な効果を奏する。半導体集積回路装置のクロック制御回路において、入力クロックINは、入力バッファを介して入力された外部クロックよりなり、内部クロックとして多相クロックを供給する場合、複数の第2の内分回路12の出力が用いられ、逓倍クロックを供給する場合、合成回路13からの逓倍出力信号が用いられる。
【0126】
また、本発明は、水晶発振回路等より供給されるクロックを外部クロックとして入力しその逓倍クロックを生成する装置、あるいは、クロック周期tCKを等分割したタイミングで信号を生成するタイミング生成装置、あるいは周波数可変のパルス信号を生成する信号生成装置等に用いて好適とされる。
【0127】
[発明のさらに別の実施の形態]
本発明のさらに別の実施の形態と実施例について以下に説明する。前記実施例では、遅延回路列の出力ENDと入力クロックINの位相差T=(N×(t1+t2)−tCK)を位相差検知回路14で検出し、この位相差Tを第2の内分回路12の容量の蓄積電荷で記憶する構成としたが、以下に説明する各実施例では、前記実施例の位相差検知回路14を用いない構成としたものである。
【0128】
本発明は、別の実施の形態において、遅延回路が複数段縦続形態に接続された第1の遅延回路列(図17の101〜10N)と、遅延回路が複数段縦続形態に接続された第2の遅延回路列(図17の10N + 1〜102N)と、を備え、第1の遅延回路列の初段の遅延回路(図17の101)から入力された入力クロックは第1の遅延回路列を伝搬し第1の遅延回路列の最終段をなす遅延回路(図17の10N)から出力されて第2の遅延回路列の初段の前記遅延回路(図17の10N +1)に入力され第2の遅延回路列を伝搬し、第1、及び第2の遅延回路列の各段の遅延回路に対応して並設されており、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する複数の内分回路(図17の120〜12N)を備え、並設される複数の内分回路(図17の120〜12N)のうち1番目の内分回路(図17の120)には、第1の遅延回路列から出力され前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路に入力されるクロック(dN)と次サイクルの入力クロック(IN)とが入力され、n+1番目(ただし、n+1は2以上であり第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数以下)の内分回路(図17の12n)には、該内分回路に対応する第2の遅延回路列のn段目の遅延回路(図17の10N+n)の出力(d(N+n))と、次サイクルの入力クロックを入力した前記第1の遅延回路列のn段目の遅延回路(図17の10n)の出力(dn)とが入力される。複数の内分回路(図17の120〜12N)の内分比は、前記内分回路の順番に対応して単位値ごとに大に設定されており、入力クロックの周期をtCKとして、第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数をN段とし、前記各遅延回路の遅延時間をtdとし、T=tCK−N×tdである場合、複数の前記内分回路は、順番に、それぞれの遅延時間を単位時間T/N毎に増加させており、相隣る二つの内分回路の出力の位相差はtCK/Nとされ、1番目の前記内分回路の出力とN番目の前記内分回路の出力の時間差は、前記入力クロックの周期tCKである構成とされる。
【0129】
N段の第1、第2の遅延回路列をつなげて2段の一つの遅延回路列としてもよい。また各遅延回路の遅延時間は同一(td)とされる。この場合、遅延時間が同一の遅延回路が2N段縦続形態に接続された遅延回路列(図17の101〜102N)を備え、入力クロックが初段の遅延回路(図17の101)に入力され縦続形態に接続された前記遅延回路を伝搬し、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比(内分比は互いに異なる)で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路(図17の120〜12N-1)を少なくともN個備え、i番目(ただし、iは0〜Nの整数)の内分回路には、(N+i)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックのi段目の遅延回路の出力(0段目の場合、入力クロック)が入力され、0番目乃至(N−1)番目の内分回路(120〜12N-1)からは、前記入力クロックの周期をN等分した位相差の多相クロックが出力される。0番目乃至(N−1)番目の内分回路から出力される多相クロックを入力し一つの信号に合成する合成回路(図17の13)を備え、N逓倍クロックを出力する構成としてもよい。
【0130】
本発明は、さらに別の実施の形態において、遅延時間が同一の遅延回路がN段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第1の遅延回路列(図19の101〜10N)と、遅延時間が同一の遅延回路がN段縦続形態に接続された第2の遅延回路列(図19の10N+1〜102N)と、を備え、入力クロック(IN)は前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力され、前記第1の遅延回路列の各遅延回路の出力を入力としこのうちの一つを逓倍数決定信号(図19の18)で指定された逓倍数K(ただし、Kは1以上N以下の整数)に応じて選択出力する選択回路(図19の19)を備えている。この選択回路(図19の19)の出力は、前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路(図19の10N+1)に入力される。入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個並設し(図19の120〜12N-1)、前記各内分回路の内分比は互いに異なり、前記逓倍数決定信号で指定された逓倍数Kで規定される。
【0131】
0番目の内分回路(図19の120)には、選択回路(図19の19)の出力と次サイクルの入力クロック(IN)とが入力され、i番目(ただし、iは1〜Nの整数)の内分回路(図19の12i)には、第2の遅延回路列のi段目の遅延回路(図19の12N+i)の出力と、次サイクルのクロックの前記第1の遅延回路列のi段目の遅延回路(図19の12i)の出力とが入力され、0番目乃至(K−1)番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期をK等分した位相差の多相クロックが出力される。K個の前記内分回路から出力される多相クロックを合成回路に入力して一つの信号に合成してK逓倍クロックを出力するようにしてもよい。
【0132】
本発明は、さらに別の実施の形態において、遅延時間が同一の遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第1の遅延回路列(図20の101〜102N)を備え、正相クロック(CLK)が初段の遅延回路(図20の101)に入力されて第1の遅延回路列を伝搬し、遅延時間が同一の遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第2の遅延回路列(図20の10B1〜10B2N)を備え、逆相クロック(CLKB)は第2の遅延回路の初段の遅延回路(図20の10B1)に入力されて第2の遅延回路列を伝搬し、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する、N+1個の内分回路よりなる第1、第2群の内分回路を備え、第1、第2群の内分回路のそれぞれにおいて、N+1個の前記内分回路の内分比は互いに異なる値に設定されている。
【0133】
第1群の内分回路の0番目の内分回路(図20の120)には、前記第2の遅延回路列のN段目の前記遅延回路(図20の10BN)の出力(dN+π)と次サイクルの正相クロック(CLK)とが入力され、第1群の内分回路のi番目(ただし、iは1〜Nの整数)の内分回路(図20の12i)には、前記第2の遅延回路列の(N+i)段目の遅延回路(図20の10BN+i)の出力(d(N+i)+π)と、次サイクルの正相クロックが入力される第1の遅延回路列のi段目の前記遅延回路(図20の10N+i)の出力(d(N+i))とが入力され、前記第1群の内分回路の0番目乃至N番目の内分回路(図20の120〜12N)からは、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相(N相)クロックが出力される。
【0134】
第2群の内分回路の0番目の内分回路(図20の12B0)には、前記第1の遅延回路列のN段目の前記遅延回路(図20の10N)の出力(dN)と次サイクルの逆相クロック(CLKBとが入力され、第2群の内分回路のi番目(ただし、iは1〜Nの整数)の前記内分回路(図20の12Bi)には、第1の遅延回路列の(N+i)段目の前記遅延回路(図20の10N+i)の出力(d(N+i))と、次サイクルの逆相クロックが入力される第2の遅延回路列のi段目の前記遅延回路(図20の10BN+i)の出力(d(N+i)+π)とが入力され、前記第2群の内分回路の0番目乃至N番目の内分回路(図20の12B 0〜12BN)からは、第1群の0番目乃至N番目の内分回路(図20の120〜12N)の出力から位相πずれて、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相(N相)クロックが出力される。
【0135】
[他の実施例]
上記した別の実施の形態の構成の詳細に説明すべく本発明の他の実施例について図面を参照して説明する。図17は、本発明の実施例の構成を示す図である。図17を参照すると、N逓倍信号を生成する構成において、2N段直列に接続される遅延回路101〜102Nを備え、重み付け(内分比)がF0〜FNのN+1個の第2の内分回路120〜12Nを備え、第2の内分回路120〜12Nの出力0−tap〜N−tapは合成回路13に入力されて合成され、入力クロックINをN逓倍したクロックOUTが合成回路13から出力される。
【0136】
入力クロックINは、初段の遅延回路101から入力され、N段の遅延回路101〜102Nで遅延され、第2の内分回路120には、遅延回路10Nの出力dNと、次のサイクルの入力クロックINとが入力される。第2の内分回路121には、遅延回路10N+1の出力d(N+1)と、次のサイクルの入力クロックINを遅延回路101で遅延させた出力d1とが入力される。第2の内分回路122には、遅延回路10N+2の出力d(N+2)と、次のサイクルの入力クロックINの遅延回路102の出力d2とが入力され、以下同様にして、第2の内分回路12Nには、遅延回路102Nの出力d(2N)と、次のサイクルの入力クロックINの遅延回路10Nの出力dNとが入力される。
【0137】
図17において、遅延回路101〜102Nは、図5に示した回路構成において、入力IN1、IN2に共通の信号を入力して構成される。
【0138】
図17において、周期検知回路15は、図2を参照して説明した前記実施例と同様の構成とされる。周期検知回路15から出力される制御信号は、図5に示した構成の遅延回路101〜102Nの制御信号として供給され、クロックの周波数に応じて容量値を決定している。あるいは、図3(b)に示した構成としてもよい。この場合、クロック周期に応じて図3(b)のセレクタ17で遅延時間を可変に設定している。
【0139】
次に、図17に示した回路の動作原理について以下に説明する。遅延回路101〜102Nの遅延時間はすべて等しくtdとすると、N段直列に接続される遅延回路101〜10Nの遅延時間はN×tdである。入力クロックINの1周期をtCKとすると、遅延回路101〜10Nの遅延時間とtCKとの差T(ただし、tCK>N×td)は、
N×td+T=tCK …(11)
したがって、
T=tCK−N×td …(12)
【0140】
第2の内分回路120〜12Nに入力される二つの信号として、入力クロックを、遅延回路で遅延させた第1の入力信号と、次サイクルのクロック又は次サイクルのクロックを遅延回路で遅延させた第2の入力信号を供給する構成とし、入力クロックINの周期をtCKとして、各遅延回路の遅延時間をtdとし、T=tCK−N×tdである場合(後に説明されるように、この時間Tは内分回路120〜12Nに入力される二つの信号の位相差でもある)、複数の第2の内分回路120〜12Nは、順番に、それぞれの遅延時間を単位時間(T/N)(但し、T=tCK−N×td)毎に増加させており、相隣る二つの内分回路の出力の位相差はtCK/Nとされ、1番目の前記内分回路の出力とN番目の前記内分回路の出力の時間差は、前記入力クロックの周期tCK(2π)である。
【0141】
より詳細には、第2の内分回路120は、クロックサイクルの開始時点から、遅延時間N×tdで立ち上がるクロック信号(遅延回路10Nの出力dN)の立ち上がりエッジと次のクロックサイクルのクロックの立ち上がりエッジとの位相差を、内分比(重み)F0で分割したタイミングで遷移する出力信号0−tapを出力する。第2の内分回路121は、クロックサイクルの開始時点から遅延時間(N+1)×tdで立ち上がるクロック信号(遅延回路10N+1の出力d(N+1))と、次のクロックサイクルのクロックを遅延回路101で遅延させた出力d1の立ち上がりエッジとの位相差を、内分比(重み)F1で分割したタイミングで遷移する出力信号1−tapを出力する。以下同様に、第2の内分回路12N-1は、クロックサイクルの開始時点から遅延時間(2N−1)×tdで立ち上がるクロック信号(遅延回路102N-1の出力d(2N−1))と次のクロックサイクルのクロックを遅延回路10N-1の出力d(N−1)の立ち上がりエッジの位相差を、内分比(重み)FN−1で分割したタイミングで遷移する出力信号(N−1)−tapを出力する。第2の内分回路12Nは、クロックサイクルの開始時点から遅延時間2Ntdで立ち上がるクロック信号(遅延回路102Nの出力d2N)と次のクロックサイクルのクロックを遅延回路10Nの出力dNの立ち上がりエッジとの位相差を、内分比(重み)FNで分割したタイミングで遷移する出力信号N−tapを出力する。
【0142】
次に、図17に示した第2の内部回路120〜12Nの回路構成について説明する。図22は、二つの入力信号の時間差Tを分解能Nで分割し(1/Nで分割)、その整数倍のタイミングで出力する第2の内部回路120〜12Nの構成を示す図である。なお、図17のN+1個の第2の内部回路120〜12Nの基本構成は共通とされており、内分比(重み付け)を決定する制御信号の設定値が互いに相違している。
【0143】
図17に示した第2の内分回路12n(ただし、nは0〜Nの整数)は、図22を参照すると、二つの入力端子IN1、IN2の信号を入力とする論理和回路OR60と、電源(VDD;高位側電源)にソースが接続され、内部ノードN61にドレインが接続され、論理和回路OR60の出力端にゲートが接続されたPチャネルMOSトランジスタMP61と、ドレインが内部ノードN61に共通接続され、ゲートが入力端子IN1に共通接続されたNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nと、ドレインがNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのソースにそれぞれ接続されソースがグランド(VSS;低位側電源)に共通接続され、ゲートが制御信号1〜制御信号Nにそれぞれ接続されたNチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nと、ドレインが内部ノードN61に共通接続され、ゲートが入力端子IN2に共通接続されたNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nと、ドレインがNチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのソースにそれぞれ接続されソースがグランド(VSS)に共通接続され、ゲートが制御信号1B〜制御信号NBにそれぞれ接続されたNチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nと、を備え、共通ノードN61とグランド間には容量Cが接続されており、共通ノードN61を入力端に入力とするインバータINV60の出力端から、n番目の第2の内分回路12nの出力信号n−tapが出力される。
【0144】
第2の内分回路12nにおいて、並列接続されるNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1N、MN21〜MN2Nにそれぞれ接続されるNチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N、MN41〜MN4Nは、各ゲート端子に入力される制御信号1〜制御信号N、制御信号1B〜制御信号NBによりオン、オフ制御され、これにより、出力信号の遅延時間を規定する二つの入力信号の時間差の内分比が決定される。例えば、内分比がFnのn番目の第2の内分回路12nでは、入力される制御信号1〜制御信号Nにより、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち(N−n)個がオン状態に設定されており、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nは、制御信号1B〜制御信号NBにより、n個がオン状態に設定されている。このとき、入力信号IN1、IN2のタイミング差Tの内分比 x:(1−x)
のxは、n/Nで与えられる(詳細は以下に説明される)。これを重み付けがnであるともいう。
【0145】
次に、第2の内分回路12nの動作を説明する。第2の内分回路12n(ただし、nは0以上、N以下の整数)において、入力信号IN1、IN2がともにLowレベルのとき、OR回路60の出力はLowレベルとなり、PチャネルMOSトランジスタMP61を介して電源VDDから容量Cに充電され(容量Cの端子電圧は電源電圧VDD)、インバータINV60の出力はLowレベルである。
【0146】
第2の内分回路12nにおいて、この容量Cの充電状態から、インバータINV60のしきい値に達したところまで引き抜く必要のある電荷をQ=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち制御信号により(N−n)個がオンに設定されており、入力信号IN1のみがLowレベルから立ち上がってHighレベルである期間T(この間、入力信号IN2はLowレベル)、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nがオンとされるが、NチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3Nのうち(N−n)個がオンであることから、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのうち(N−n)個のトランジスタに電流が流れ、容量Cの蓄積電荷を電流値(N−n)×Iで放電する。このため、時間T後の容量Cの蓄積電荷量は、
CV−(N−n)×I×T …(13)
とされる。
【0147】
つづいて入力信号IN2が立ち上がり、NチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nがオンとされるが、第2の内分回路12nにおいて、前述したように、NチャネルMOSトランジスタMN41〜MN4Nのうちn個が制御信号1B〜NBでオン状態とされているため、NチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのうちn個のトランジスタに電流が流れ、入力信号IN1をゲートに入力とするNチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのうち電流が流れるN−n個のトランジスタとともに、合計、
(N−n)+n=N
個分のトランジスタの電流値N×Iで、容量Cの蓄積電荷を放電する。
【0148】
このため、第2の内分回路12nに入力信号IN1(位相が進んだ入力信号)として入力される遅延回路10N+nの出力d(N+n)の立ち上がり遷移時点から、第2の内分回路12nのインバータINV60の出力信号n−tapが遷移するまでの伝搬遅延時間は、
tpd=(CV−(N−n)×I×T)/(N×I)
=CV/NI+nT/N−T …(14)
となる。
【0149】
重みが0の内分回路120の内分比F0は0:1となり、伝搬遅延時間tpdはCV/NI−Tとなり、最も短くなる。重みnがNの内分回路の内分比は1:0となり、伝搬遅延時間tpdはCV/NIとなり、最も長くなる。
【0150】
n番目の第2の内分回路12nの出力信号n−tapは、(N+n)番目の遅延回路10N+nの出力d(N+n)の立ち上がりタイミングである、
(N+n)×tdから、
遅延時間tpd(=CV/NI+nT/N−T)
のタイミングで、LowレベルからHighレベルに遷移する。
【0151】
したがって、n番目の第2の内分回路12nの出力信号n−tapの立ち上がり遷移のタイミングは、入力クロックの立ち上がり遷移エッジであるクロックサイクル開始時点から、次式(15)で表される。
(N+n)×td+CV/NI+nT/N−T
=n(td+T/N)+N×td+CV/NI−T …(15)
【0152】
第2の内分回路の入力信号IN1をなすd(N+n)の立ち上がり遷移と、遅れて立ち上がる入力信号IN2をなすdnの立ち上がり遷移との位相差Tは、
T=tCK+n×td−(N+n)×td
=tcK−N×td
…(16)
で与えられる。
【0153】
N×td+T=tCKより、上式(15)は、
n×tCK/N+定数
(ただし、n=0、1、2、…、N−1、N) …(17)
と表される。
【0154】
上式(17)より、第2の内分回路120〜12Nの出力信号0−tap、1−tap、…、N−tapにおいて隣接する出力信号の位相差は、tCK/Nとなり、等間隔であることがわかる。すなわち、第2の内分回路120〜12Nから、クロック周期tCKをNで等間隔に分割した多相クロックが得られる。なお、第2の内分回路12Nの出力N−tapと第2の内分回路120の0−tapとの位相差は2π(=時間差tCK)である。
【0155】
合成回路13では、前記した実施例と同様に、tCK/Nの位相差でそれぞれ出力される信号0−tap、1−tap、…、N−tapを入力して、一つの信号を合成し(多重化し)、入力クロックINの周期tCKをN等分した逓倍したクロックを生成する。合成回路13では、信号0−tap、1−tap、…、N−tapをm個毎に間引きして入力クロックINの周期tCKをN/m等分した逓倍したクロックを生成するようにしてもよい。
【0156】
図18は、図17に示した回路において、Nを4とした場合の動作を説明するためのタイミング図である。図18において、d1〜d8は、図17の遅延回路101〜108の出力であり、0−tap〜4−tapは、図17の第2の内分回路120〜124の出力であり、OUTは合成回路13の出力である。
【0157】
第2の内分回路120〜124の出力n−tap(nは0〜4)は、上式(15)から、クロックINの立ち上がりから、
n(td+T/N)+N×td+CV/NI−T
(ただし、N=4)のタイミングで立ち上がる。すなわち、出力信号0−tapの立ち上がりエッジのタイミングは、n=0より、
4×td+CV/4I−Tとなる。
出力信号1−tapの立ち上がりエッジのタイミングは、n=1より、
td+T/4+4×td+CV/4I−Tとなる。
出力信号2−tapの立ち上がりエッジのタイミングは、n=2より、
2(td+T/4)+4×td+CV/4I−Tとなる。
出力信号3−tapの立ち上がりエッジのタイミングは、n=3より、
3(td+T/4)+4×td+CV/4I−Tとなる。
出力信号4−tapの立ち上がりエッジのタイミングは、n=4より、
4(td+T/4)+4×td+CV/4I−Tとなる。
【0158】
4td+T=tCKであることから、出力0−tap〜4−tapは、それぞれ等間隔の位相tCK/4ずつ相違して遷移する4相クロックとされ、4相クロックを合成回路13で合成することで、入力クロックを4逓倍した出力クロックが得られる。
【0159】
本発明のさらに別の実施例について説明する。図19は、本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。図19を参照すると、この実施例は、図17に示した実施例と同様に位相差検知回路を具備していず、そのかわりに、選択回路を備えたものであるが、第2の出力回路120〜12Nから出力される多相クロックの位相差が可変に設定可能としている点が、図17に示した実施例と相違している。後に詳細に説明されるが、この実施例では、入力クロックINの周期tCKに対して、隣り合う第2の出力回路の出力信号の位相差をtCK/Kとし、Kが1〜Nの範囲で可変に設定される。合成回路13では、位相差がtCK/Kの多相クロックを合成して、入力クロックINの周波数をK逓倍したクロックを出力する。
【0160】
より詳細には、図19を参照すると、図17に示した回路構成に、選択回路19があらたに追加されており、逓倍数決定信号18が、選択回路19及び第2の内分回路120〜12Nに入力されている。なお、図19において、周期検知回路15、遅延回路101〜102N、第2の内分回路120〜12N、及び、合成回路13の構成は、図17に示したものと同様とされている。ただし、第2の内分回路120〜12Nは、図22に示した回路構成とされており、制御信号1〜N、制御信号1B〜NBとして、逓倍数決定信号18が用いられている。
【0161】
選択回路19は、前段のN個の遅延回路101〜10Nの出力d1〜dNを入力し、逓倍数決定信号18に基づき、そのうちの一つを出力し、後段のN個の遅延回路列の最初の遅延回路10N+1と、第2の内分回路120に出力する。
【0162】
逓倍数決定信号18に基づき、N逓倍とし、N個の遅延回路101〜10Nを入力とする選択回路19で、遅延回路10Nの出力dNを選択した場合、図17の構成と同一とされ、tCKをN等分に分割した多相クロックが出力され、合成回路13からはN逓倍クロックが出力される。
【0163】
この実施例は、逓倍数がN逓倍のほか、Nよりも小さな逓倍数Kに可変に設定可能であることが構成上の特徴である。
【0164】
選択回路19では、K逓倍のときは、逓倍決定信号18の値に基づき、遅延回路101〜10Nの出力d1〜dNのうち、K番目の遅延回路10Kの出力dK(遅延時間はK×td)を選択出力する。
【0165】
逓倍数決定信号18は、図22に示した第2の内分回路において、制御信号1〜N、制御信号1B〜NBとして入力され、K逓倍のときは、並列配置されるスイッチトランジスタであるNチャネルMOSトランジスタMN31〜MN3N、MN41〜MN4N(図22参照)のうち全体でK個がオンとなるように設定される。
【0166】
逓倍数決定信号18がK逓倍に設定されている場合、重み付けがm(ただし、mは0〜Kの整数)の第2の内分回路12mにおいて、図22を参照すると、入力信号IN1の立ち上がりで(クロックサイクル開始時点から、K×td+m×tdのタイミングで立ち上がる)、NチャネルMOSトランジスタMN11〜MN1Nのうち、(K−m)個のトランジスタがオンし、時間T後の入力信号IN2の立ち上がりで、NチャネルMOSトランジスタMN21〜MN2Nのうちm個のトランジスタがオンする(全体でK個がオンする)。
【0167】
この場合、図22において、容量Cの充電状態から、インバータINV60のしきい値に達したところまで引き抜く必要のある電荷をQ=CV(Cは容量の容量値、Vは容量の端子電圧)とすると、入力信号1の立ち上がりから
(CV−(K−m)×IT)/KI
=CV/KI+m×T/K−T …(18)
のタイミングで出力信号が立ち上がる。
【0168】
したがって、クロックサイクルの開始時点を基準として、
(K+m)×td+CV/KI+mT/N−T
=m(td+T/K)+K×td+CV/KI−T…(19)
のタイミングで、第2の内分回路12mの出力信号が立ち上がることになる。
【0169】
第2の内分回路12mに入力される入力信号IN2(図22参照)は、次の入力クロックINを、m個の遅延回路101〜10m(図19参照)で遅延させた信号であるため、第2の内分回路12mに入力される入力信号IN1と入力信号IN2の位相差Tは、次式(18)で与えられる。
T=tCK−(K+m)td+m×td
=tCK−K×td …(20)
【0170】
したがって、td+T/K=tCK/Kとなり、上式(17)より、第2の内分回路12mの出力信号m−tapは、クロックサイクルの開始時点を基準として、次式(20)のタイミングで立ち上がる。
m×tCK/K+定数 …(21)
【0171】
すなわち、互いに隣り合うK個の第2の内分回路120〜12K-1の0−tap〜(K−1)−tapの出力は、クロック周期tCKを等間隔で分割したK相の多相クロックとなり、これらを合成回路13で合成することで、K逓倍のクロックが得られる。
【0172】
次に、本発明のさらに別の実施例について説明する。図20は、この実施例の構成を示す図であり、高速クロック伝送に好適とされている。図17に示した実施例では、不平衡型のクロック伝送方式であるのに対し、本発明の第5の実施例は、図20を参照すると、平衡型(balanced)のクロック伝送路で構成し、クロックCLKと、クロックCLKとは逆相(180度(π)位相が異なる)の相補クロックCLKBとに対して、それぞれ、2N個の遅延回路101〜102Nと2N個の遅延回路10B1〜10B2Nを備え、各クロックのそれぞれに対して、内分回路120〜12N、内分回路12B0〜12BNを備え、内分回路120〜12N、内分回路12B0〜12BNからはクロック周期tCKを2N等分した多相クロックが生成される。遅延回路101〜102N、遅延回路10B1〜10B2Nは、図17に示した遅延回路101〜102Nと同一の構成としてもよい。内分回路120〜12N、12B0〜12BNは、図17、及び図22を参照して説明した第2の内分回路0〜12Nと同一の構成とされている。
【0173】
各遅延回路101〜102N、10B1〜10B2Nの遅延時間は全て等しくtdであるものとし、
N×td+T=tCK/2(半周期) …(22)
とする。
【0174】
内分回路120は、逆相クロックCLKBの遅延回路10BNの出力dN+πと、次サイクルの正相クロックCLKの時間差Tを内分比(重み付け)F0で分割したタイミングの出力信号(0/N)πを出力する。内分回路121は、逆相クロックCLKBのN+1段目の遅延回路10BN+1の出力d(N+1)+πと、次サイクルの正相クロックCLKの遅延回路101の出力d1との時間差を内分比F1で分割したタイミングの出力信号(1/N)πを出力する。内分回路12N-1は、逆相クロックCLKBの遅延回路10B2N-1の出力d(2N−1)+πと、次サイクルの正相クロックCLKの遅延回路10N-1の出力d(N−1)との時間差を内分比FN-1で分割したタイミングの出力信号((N−1)/N)πを出力する。内分回路12Nは、逆相クロックCLKBの遅延回路10B2Nの出力d(2N)+πと、次サイクルの正相クロックの遅延回路10Nの出力dNとの時間差を内分比FNで分割したタイミングの出力信号πを出力する。
【0175】
クロックサイクルの開示時点を基準として、内分回路12n(nは0〜Nの整数)の出力信号(nπ)/Nの立ち上がりのタイミングは、上式(15)において、
(N+n)×td+π+CV/NI+nT/N−T
=n(td+T/N)+π+CV/NI−T
=n(tCK/2N)+π+CV/NI−T
=n(π/2N)+π+CV/NI−T
…(23)
となる。
【0176】
内分回路12B0は、正相クロックCLKの遅延回路10Nの出力dN(遅延時間N×td)と、逆相クロックCLKB(正相クロックCLKとの位相差=tCK/2)の時間差T(tCK/2−N×td)を内分比(重み付け)F0で分割したタイミングの出力信号πを出力する。内分回路12B1は、正相クロックCLKのN+1段目の遅延回路10N+1の出力d(N+1)と、逆相クロックCLKBの遅延回路10B1の出力d1+πとの時間差を内分比F1で分割したタイミングの出力信号((N+1)/N)πを出力する。内分回路12BN-1は、正相クロックCLKの遅延回路102N-1の出力d(2N−1)と逆相クロックCLKの遅延回路10BN-1の出力d(N−1)+πとの時間差を内分比FN-1で分割したタイミングの出力信号((2N−1)/N)πを出力する。内分回路12BNは、逆相クロックCLKBの遅延回路10B2Nの出力d(2N)+πと、次サイクルの正相クロックの遅延回路10Nの出力dNとの時間差を内分比FNで分割したタイミングの出力信号2πを出力する。
【0177】
クロックサイクルの開示時点を基準として、内分回路12Bn(nは0〜Nの整数)の出力信号((N+n)/N)πの立ち上がりのタイミングは、上式(15)において、
(N+n)×td+CV/NI+nT/N−T
=n(td+T/N)+CV/NI−T
=n(tCK/2N)+CV/NI−T
=n(π/2N)+CV/NI−T
…(24)
となる。
【0178】
内分回路12nの出力信号(n/N)πと、内分回路12Bnの出力信号((N+n)/N)πとは、位相がπずれている。また、内分回路12nの出力信号(n/N)πと内分回路12n+1の出力信号((n+1)/N))πとは位相がπ/2Nずれており、内分回路12Bnの出力信号((N+n)/N)πと、内分回路12Bn+1の出力信号((N+n+1)/N)πと、は位相がπ/2Nずれている。内分回路120〜12Nの出力、内分回路12B0〜12BNの出力を用いて、クロック周期tCKを2N等分した多相クロックが生成される。これらの多相クロックから2N逓倍のクロックを生成するようにしてもよい。
【0179】
図21は、図20に示した回路において、N=4の場合の、d1〜d8、d1+π〜d8+π、内分回路120〜12Nの出力信号(n/N)πと、内分回路12B0〜12BNの出力信号((N+n)/N)π(但し、N=4、n=0、1、2、3)を示す図である。
【0180】
内分回路120〜124の出力、内分回路12B0〜12B4の出力を用いて、クロック周期tCKを2N等分した多相クロックが生成される。
【0181】
なお、図20に示す回路に、周期検知回路(図17の15)を備え、遅延回路101〜102 N、遅延回路10B1〜10B2 Nを、周期検知回路で検知されたクロック周期に基づき遅延時間を可変に調整するようにしてもよいことは勿論である。この場合、遅延回路101〜102 N、遅延回路10B1〜10B2 Nは、図5、または図3(b)等に示した回路構成とされる。
【0182】
図23は、図20に示した内分回路120〜12N、内分回路12B0〜12BNの構成の一例を示す図であり、逓倍数N=4、内分比を1:3(内分比は、二つの入力信号のうち早く遷移する方の信号による放電(充電)電流(トランジスタの数)と、遅く遷移する方の信号による放電(充電)電流(トランジスタの数)の比で規定される)とした場合の貫通電流抑圧型の回路構成を示している。図24は、図23に示した内分回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【0183】
図23を参照すると、この内分回路は、電源VDDにソースが接続されたPチャネルMOSトランジスタMP101、MP102、MP103、MP104と、PチャネルMOSトランジスタMP101、MP102、MP103、MP104のドレインと共通ノードN101間に接続されているPチャネルMOSトランジスタMP201、MP202、MP203、MP204と、共通ノードにドレインが接続されたNチャネルMOSトランジスタMN201、MN202、MN203、MN204と、NチャネルMOSトランジスタMN201、MN202、MN203、MN204のソースとグランド間に接続されたNチャネルMOSトランジスタMN101、MN102、MN103、MN104と、を備えており、PチャネルMOSトランジスタMP101のゲートがグランドに接続され、PチャネルMOSトランジスタMP102、MP103、MP104は入力信号IN2に接続され、PチャネルMOSトランジスタMP201のゲートが入力信号IN2に接続され、PチャネルMOSトランジスタMP202、MP203、MP204は入力信号IN1に接続されている。NチャネルMOSトランジスタMN101のゲートが電源VDDに接続され、NチャネルMOSトランジスタMN102、MN103、MN104は入力信号IN2に接続され、NチャネルMOSトランジスタMN201のゲートが入力信号IN2に接続され、NチャネルMOSトランジスタMN202、MN203、MN204は入力信号IN1に接続されている。
【0184】
また電源VDDにソースとドレインが接続されたPチャネルMOSトランジスタMP105を備え、グランドにソースとドレインが接続されたNチャネルMOSトランジスタMN105を備え、共通ノードN101はインバータINV101の入力端に接続され、インバータINV101の出力端OUTから信号が出力される。
【0185】
図23及び図24を参照して、この内分回路の動作を説明する。入力信号IN1、IN2がLowレベルからHighレベルに遷移するとき、NチャネルMOSトランジスタ側がインターポレータ(内分回路)として動作する。入力信号IN2がHighレベルとなるとNチャネルMOSトランジスタMN201がオンし、NチャネルMOSトランジスタMN102〜104もオンし、トランジスタMN201を介して電流値I(トランジスタMN201のドレイン電流)で共通ノードN101の電荷を放電し、時間差T後に、入力信号IN1がHighレベルとなると、NチャネルMOSトランジスタMN202〜204がオンし、電流4×Iで共通ノードN101の電荷を放電する。容量Cnは、共通ノードN101がHighレベルの期間にのみNMOSの下に反転層が形成されるため、NMOS動作のときだけ容量として機能する。共通ノードN101の電位を入力とするインバータINV101の出力を反転させるための電荷をCVとすると、入力信号IN2がLowレベルからHighレベルに遷移したとき、トランジスタMN201を介して電流値Iで時間T放電したときの電荷はCV−I×Tであり、つづいて電流4×Iで放電するため、入力信号IN2がLowレベルからHighレベルに遷移してから出力信号がLowレベルからHighレベルに反転する遅延時間は、(CV−I)/4Iで与えられる。
【0186】
入力信号IN1、IN2が、HighレベルからLowレベルに遷移するとき、PチャネルMOSトランジスタ側がインターポレータとして動作する。入力信号IN2がHighレベルからLowレベルとなると、PチャネルMOSトランジスタMP201がオンし、PチャネルMOSトランジスタMP102〜104もオンし、トランジスタMP101、MP201を介して電流値I(トランジスタMP201のドレイン電流)で共通ノードN101の電荷を充電し、時間(位相差)T後に、入力信号IN1がHighレベルからLowレベルとなると、PチャネルMOSトランジスタMP202〜204がオンして、電流4×Iで共通ノードN101を充電する。容量Cpは、共通ノードN101がLowレベルの期間にのみ、PMOSの下に反転層が形成されるため、PMOS動作のときだけ、容量(MOSキャパシタ)として機能する。共通ノードN101の電位を入力とするインバータINV101の出力を反転させるための電荷をCVTHとすると、入力信号IN2がHighレベルからLowレベルに遷移したとき、トランジスタMP201を介して電流値Iで時間T充電したときの電荷はI×Tであり、つづいて電流4×Iで充電するため、入力信号IN2がHighレベルからLowレベルに遷移してから出力信号がHighレベルからLowレベルに反転する遅延時間は、(CVTH−I)/4Iで与えられる。
【0187】
逓倍数N、内分回路の重み付けmの場合、並列接続される電源側のPチャネルMOSトランジスタMP101〜MP104、共通ノード側のPチャネルMOSトランジスタMP201〜MP204、並列接続される接地電位側のNチャネルMOSトランジスタMN101〜MN104、共通ノード側のNチャネルMOSトランジスタMN201〜MN204の並列数をいずれもNとし、電源側のPチャネルMOSトランジスタにおいて、IN2にゲートが接続されるトランジスタの個数をm個とし、残りのトランジスタのゲートを接地電位とし、共通ノード側のPチャネルMOSトランジスタにおいて、IN1にゲートが接続されるトランジスタの個数をm個とし、残りのトランジスタのゲートをIN2に接続し、接地電位側のNチャネルMOSトランジスタの並列体において、IN1にゲートが接続されるトランジスタの個数をm個とし、残りのトランジスタのゲートを電源電位とし、共通ノード側のNチャネルMOSトランジスタにおいて、IN1にゲートが接続されるトランジスタの個数をm個とし、残りのトランジスタのゲートをIN2に接続している。
【0188】
図23に示した構成の内分回路においては、入力信号が、HighレベルからLowレベルに遷移するとき、PチャネルMOSトランジスタ側が動作し、LowレベルからHighレベルに遷移するときは、NチャネルMOSトランジスタ側が動作する構成とされ、入力信号の遷移における、電源VDDからグランド(VSS)側へ流れる貫通電流を抑制している。
【0189】
図17、図19、図20を参照して説明したクロック制御回路は、回路構成を簡易化しており、内部回路が内部クロック信号に同期して動作する半導体集積回路装置(LSI)において、外部クロックから該外部クロックに同期した内部クロックを生成するクロック制御回路に、本発明を適用して好適とされる。クロック端子から入力バッファを介して入力される外部クロックに同期した多相のクロック、又は、逓倍クロックを生成して、生成したクロックを内部クロックとして、クロックドライバから、半導体集積回路装置の内部回路をなす同期回路(順序回路)に供給するクロック制御回路を備えた半導体集積回路装置において、クロック制御回路として、PLL回路の代わりに、図17、図19、図20等に示した実施例に即して説明した、本発明に係るクロック制御回路を備えることで、回路規模の縮減、同期に要する時間の短縮において、顕著な効果を奏する。
【0190】
また、図17、図19、図20等に示した回路は、水晶発振回路等より供給されるクロックを外部クロックとして入力しその逓倍クロックを生成する装置、あるいは、クロック周期tCKを等分割したタイミングで信号を生成するタイミング生成装置、あるいは逓倍周波数可変の信号を生成する信号生成装置等に用いて好適とされる。
【0191】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、帰還系の回路構成をとらずに、入力されるクロックに、位相同期した逓倍クロックを出力することができる、という効果を奏する。
【0192】
また本発明によれば、簡易な構成により、外部入力されるクロックの周期を等分割したタイミングで遷移するクロック、及び、外部入力されるクロックに同期した逓倍クロックを生成することができる、という効果を奏する。
【0193】
さらに本発明によれば、帰還系の回路構成をとらずに、簡易な構成により、入力クロックのクロック周期を等間隔に分割した位相差の多相クロック及び逓倍クロックを生成することができる、という効果を奏する。
【0194】
さらに本発明によれば、位相差検知回路を用いず、遅延回路列と内分回路に基く簡易な構成により、入力クロックのクロック周期を等間隔に分割した位相差の多相クロック及び逓倍クロックを生成することができる、という効果を奏する。
【0195】
さらにまた本発明によれば、位相差検知回路を用いず、遅延回路列と内分回路に基く簡易な構成により、逓倍数を可変に設定した逓倍クロックを生成することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図3】(a)、(b)は本発明の一実施例における遅延回路の構成を示す図である。
【図4】(a)、(b)は本発明の一実施例における位相検知回路の構成を示す図である。
【図5】本発明の一実施例における第1の内分回路の構成を示す図である。
【図6】本発明の一実施例における第2の内分回路の構成を示す図である。
【図7】本発明の一実施例の動作原理を説明するための図である。
【図8】本発明の一実施例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図9】本発明の別の実施例における第2の内分回路の構成を示す図である。
【図10】本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。
【図11】本発明のさらに別の実施例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図12】従来のクロック逓倍回路の構成を示す図である。
【図13】従来のクロック逓倍回路の構成を示す図である。
【図14】図11の4相クロック逓倍回路の構成を示す図である。
【図15】図12の4相クロック逓倍回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【図16】タイミング差分割回路の構成の一例を示す図である。
【図17】本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。
【図18】図17に示した本発明のさらに別の実施例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図19】本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。
【図20】本発明のさらに別の実施例の構成を示す図である。
【図21】図20に示した本発明のさらに別の実施例の動作を説明するためのタイミング図である。
【図22】内分回路の構成の一例を示す図である。
【図23】内分回路の構成の別の例を示す図である。
【図24】図23に示した内分回路の動作を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
1 クロック
2 分周器
3 多相クロック
4a タイミング差分割回路
4b 多重化回路
5 多相クロック逓倍回路
8 クロック合成回路
9 逓倍クロック
10 第1の遅延回路
11 第1の内分回路
12 第2の内分回路
13 合成回路
14 位相差検知回路
15 周期検知回路
16 制御信号
17 選択回路(セレクタ)
18 逓倍数決定信号
19 選択回路
201 1/4分周器
202 4相クロック逓倍回路
203 クロック合成回路
204 周期検知回路
206 制御信号
207 逓倍クロック
208〜215 タイミング差分割回路
216〜223 パルス補正回路
224〜227 多重化回路
Claims (58)
- 入力した信号を第1の遅延時間遅延させて出力する第1の回路と、前記第1の回路の出力を第2の遅延時間遅延させて出力する第2の回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段接続してなる遅延回路列と、
前記遅延回路列に入力される入力クロックと、前記遅延回路列から出力されるクロックとを入力し、前記入力クロックのクロック周期と前記遅延回路列の遅延時間の時間差を、前記入力される二つのクロックの位相差として検出する位相差検知回路と、
複数の前記遅延回路ユニットの第1の回路の出力をそれぞれ入力し、前記位相差を前記遅延回路列における前記遅延回路ユニットの個数で等間隔に分割した時間を単位として、前記第1の回路が属する前記遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何番目の段数であるかに応じて、前記第1の回路の出力信号の遷移エッジを、互いに異なる遅延時間分遅延させてそれぞれ出力する複数の第3の回路と、
を備え、
前記複数の第3の回路は、前記入力クロックのクロック周期を、前記遅延回路列における前記遅延回路ユニットの個数で等分した時間間隔で遷移する複数の出力信号をそれぞれ出力する、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記第3の回路が、容量の充電及び放電を制御する回路と、
前記容量の端子電圧としきい値との大小関係に応じた論理値を前記出力信号として出力する回路と、を備え、
前記位相差に相当する期間、前記容量を放電又は充電し、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの前記第1の回路の出力信号が遷移した際に、これを受けて、前記容量を、前記位相差に相当する期間の放電又は充電につづいて、再び放電又は充電し、
前記位相差を、前記遅延回路ユニットの数で等分した位相に、前記第3の回路に対応する前記遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何段目であるかを表す値を乗じた位相に相当する遅延時間を、前記第2の遅延時間から差し引いた時間分、前記第3の回路に対応する前記遅延回路ユニットの前記第1の回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下りの遷移エッジを、遅延させて出力する構成とされている、ことを特徴とする請求項1に記載のクロック制御回路。 - 前記入力信号と、複数の前記第3の回路の出力信号とに基づき、前記入力クロックのクロック周期を等分割してなるクロック周期の逓倍クロックを生成して出力する合成回路を備えた、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のクロック制御回路。
- 第1の遅延時間t1の第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力の立ち上がり又は立ち下がりの遷移エッジを第2の遅延時間t2遅延させて出力する第2の遅延回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段(N段)接続してなる遅延回路列を備え、
前記遅延回路列には、初段の遅延回路ユニットから、クロック周期tCKの入力クロックが入力され、
前記遅延回路列の最終段の遅延回路ユニットから出力される出力クロックと、前記遅延回路列に入力される入力クロックとから、前記遅延回路列の遅延時間と、前記入力クロックのクロック周期tCKとの時間差に対応する位相差T(T=N×(t1+t2)−tCK)を検出する位相差検知回路を備え、
1段目から(N−1)段目の前記遅延回路ユニットの第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力する第3の遅延回路を(N−1)個備え、
n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第3の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の遅延回路ユニットの第1の遅延回路の出力の遷移エッジを、前記第2の遅延時間t2から、前記位相差Tを前記遅延回路ユニットの数Nで等分した位相T/Nに、前記第3の遅延回路に対応する遅延回路ユニットの前記遅延回路列内での段数nを乗じた遅延時間n×T/Nを差し引いた時間t2−n×T/N遅延させて出力し、
n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第3の遅延回路は、前記入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、
時間n×(t1+t2−T/N)=n×tCK/N
遅れたタイミングで立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、
前記入力クロックと、1乃至N−1番目の前記第3の遅延回路の出力とから、前記入力クロックのクロック周期tCKを等分してなるクロック周期の逓倍クロックを生成する合成回路を備えた、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記第2の遅延回路が、前記第2の遅延回路内の容量の充電パスをオン及びオフ制御する第1のスイッチと、
前記容量の放電パスをオン及びオフ制御する、互いに並列接続されたN個の第2のスイッチと、
前記容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記第2の遅延回路に入力される、前記第1の遅延回路の出力信号が第2の値のとき、前記第1のスイッチがオンして、前記容量が充電され、
前記第1の遅延回路の出力信号が第1の値のとき、前記N個の第2のスイッチがオンして、前記容量が放電される、構成とされた第1の内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項4に記載のクロック制御回路。 - 前記第2の遅延回路が、前記第2の遅延回路内の容量の放電パスをオン及びオフ制御する第1のスイッチと、
前記容量の充電パスをオン及びオフ制御する、互いに並列接続されたN個の第2のスイッチと、
前記容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記第2の遅延回路に入力される、前記第1の遅延回路の出力信号が第2の値のとき、前記第1のスイッチがオンして、前記容量が放電され、
前記第1の遅延回路の出力信号が第1の値のとき、前記N個の第2のスイッチがオンして、前記容量が充電される、構成とされた第1の内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項4に記載のクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第3の遅延回路が、
前記第3の遅延回路内の容量の充電パスをオン及びオフ制御する第3のスイッチと、
前記容量の放電パスをオン及びオフ制御する、並列接続された複数の第4のスイッチと、
前記容量の端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記複数の第4のスイッチのうち、n個の第4のスイッチは、前記位相差検知回路の出力によってオン及びオフ制御され、前記位相差検知回路で検出された前記位相差Tに対応する期間分、オン状態とされて、前記容量の蓄積電荷が一部放電され、
蓄積電荷が一部放電された状態の前記容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が遷移した時点から、前記第1の遅延回路の出力によってオン及びオフ制御されるN個の第4のスイッチがオンされ、前記容量の電荷が放電されて前記容量の端子電圧が下降し、前記バッファ回路からの出力値が変化する、構成とされた第2の内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の第3の遅延回路が、
前記第3の遅延回路内の容量の放電パスをオン及びオフ制御する第3のスイッチと、
前記容量の充電パスをオン及びオフ制御する、並列接続された複数の第4のスイッチと、
前記容量の端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記複数の第4のスイッチのうち、n個の第4のスイッチは、前記位相差検知回路の出力によってオン及びオフ制御され、前記位相差検知回路で検出された前記位相差Tに対応する期間分、オン状態とされて、前記容量を一部充電し、
一部充電された状態の前記容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が遷移した時点から、前記第1の遅延回路の出力によってオン及びオフ制御されるN個の第4のスイッチがオンされ、前記容量をさらに充電して、前記容量の端子電圧が上昇し、前記バッファ回路からの出力値が変化する、構成とされた第2の内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 第1の遅延時間t1の第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下がりの遷移エッジを第2の遅延時間t2遅延させる第2の遅延回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段(N段)備え、周期tCKの入力クロックを入力し、時間N×(t1+t2)だけ遅延させて出力する遅延回路列を備え、
前記第2の遅延回路は、前記第2の遅延回路に入力される、前記第1の遅延回路の出力信号が第2の値のときに、前記第2の遅延回路内の第1の容量の充電経路をオンする第1のスイッチと、
前記第1の遅延回路の出力信号が第1の値のときに、前記第1の容量に蓄積された電荷を放電する放電経路のオンする、互いに並列接続されたN個の第2のスイッチと、
前記第1の容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力する第1のバッファ回路と、を少なくとも備えた第1の内分回路よりなり、
前記遅延回路列の最終段の遅延回路ユニットから出力される出力クロックと、前記出力クロックに対応する入力クロックの次のクロックサイクルの入力クロックとの位相差T(T=N×(t1+t2)−tCK)を検出し、前記位相差T分、アクティブ状態の出力信号を出力する位相差検知回路を備え、
前記入力クロックの1クロック周期tCKをN等分した期間tCK/Nは、t1+t2−T/Nと表され、
1段目からN−1段目の前記遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路にそれぞれ対応させて1番目からN−1番目の第2の内分回路を備え、
n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第1の遅延回路の出力を入力とする、n番目の前記第2の内分回路は、
前記第2の内分回路内の第2の容量の充電経路をオン及びオフ制御する第3のスイッチと、
前記第2の容量に蓄積された電荷を放電する放電経路のオン及びオフを制御する、互いに並列接続された複数の第4のスイッチと、
前記第2の容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力する第2の第2のバッファ回路と、を備え、
前記位相差検知回路の出力信号がアクティブ期間中、前記複数の第4のスイッチのうちのn個のスイッチをオンとして、前記第2の容量の蓄積電荷を一部放電し、一部電荷が放電された状態の前記第2の容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が第1の値に変化した時点からは、前記複数の第4のスイッチのうちN個のスイッチをオンとして前記第2の容量を放電し、前記第2のバッファ回路からは、n番目の第1の遅延回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下がりの遷移タイミングである(n−1)×(t1+t2)+t1から、遅延時間t2−n×T/Nのタイミングで、立ち上がり又は立ち下がり遷移する出力信号が出力され、前記出力信号は、その遷移タイミングが、前記入力クロックの遷移するタイミングであるクロックサイクル開始時点から、n(t1+t2−T/N)=n×tCK/Nとされ、
1乃至N−1番目の前記第2の内分回路から、前記入力クロックの1クロック周期tCKをN等分した時間間隔tCK/Nで遷移するN−1個のクロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記入力クロックと、N−1個の前記第2の内分回路から出力されるクロックを入力して一本の信号に合成し、前記各クロック信号の立ち上がり又は立ち下がりの遷移タイミングに同期したパルス信号よりなる逓倍クロック信号を生成する合成回路を備え、前記合成回路から、前記入力クロックの周期tCKを等分した逓倍クロック信号が出力される、ことを特徴とする請求項9に記載のクロック制御回路。
- 前記位相差検知回路が、前記遅延回路列の出力が第2の値から第1の値へ遷移したときに、第1の信号を生成する第1の信号生成回路と、
前記入力クロックが第2の値から第1の値へ遷移したときに第2の信号を生成する第2の信号生成回路と、
前記第1の信号生成回路からの第1の信号を受けて、出力信号をアクティブ状態とセットし、前記第2の信号生成回路からの第2の信号を受けて前記出力信号をインアクティブ状態にリセットする順序論理回路と、を備えている、ことを特徴とする請求項1、4、9のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 前記位相差検知回路が、前記遅延回路列の出力が第1の値であり、前記入力クロックが第2の値である間、出力をアクティブ状態とする論理回路を備えている、ことを特徴とする請求項1、4、9のいずれか一に記載のクロック制御回路。
- 前記位相差検知回路が前記第2の内分回路内に設けられている、ことを特徴とする請求項11又は12に記載のクロック制御回路。
- 前記入力クロックの周期を検知する周期検知回路を備え、
前記周期検知回路から出力される制御信号に基づき、前記第1の遅延回路と前記第2の遅延回路の遅延時間を可変させる、ことを特徴とする請求項4乃至13のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 請求項9記載のクロック制御回路において、
前記入力クロックの周期を検知する周期検知回路を備え、
前記第1の内分回路において、前記第1の容量の容量値が、前記周期検知回路から出力される制御信号に基づき可変される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 請求項9記載のクロック制御回路において、
前記入力クロックの周期を検知する周期検知回路を備え、
前記第1の内分回路が、第1の電源と内部ノード間に接続される第1のスイッチと、
第1、第2の入力端からの信号を入力し出力端が前記第1のスイッチの制御端子に接続され、前記第1の入力端及び前記第2の入力端に入力される入力信号がともに第2の値のときに前記第1のスイッチをオンさせる論理回路と、
前記内部ノードが入力端に接続され、前記内部ノードの電圧としきい値電圧との大小関係に従った論理値を出力する正転又は反転型のバッファ回路と、
前記内部ノードと前記第2電源間に、並列接続され、前記第1、第2の入力端からの入力信号が制御端子にそれぞれ入力され、前記入力信号が第1の値のときオンされる、複数の第2のスイッチと、を備え、
前記内部ノードと前記第2電源間に、スイッチと容量からなる直列回路を、複数本並列に備え、
前記直列回路を構成する前記スイッチは、前記周期検知回路から出力される制御信号によってオン及びオフ制御され、前記入力クロックのクロック周期に応じて、前記内部ノードに付加される前記容量の容量値が可変される構成とされ、
前記第1の入力端と前記第2の入力端は共通接続され、入力信号が共通に入力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記第1の遅延回路が、入力信号を遅延させる遅延回路と、
前記遅延回路の複数の出力端から取り出される互いに異なる遅延時間の出力信号を入力とし、前記周期検知回路から出力される制御信号に基づき、いずれか一つを選択出力するセレクタと、を備えた、ことを特徴とする請求項14に記載のクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第2の内分回路が、
n段目の遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路の出力の第2の値から第1の値への遷移を検出して第1の信号を出力する第1の信号生成回路と、
前記位相差検知回路の出力信号のアクティブ状態への遷移を検出して第2の信号を出力する第2の信号生成回路と、
前記第1の信号生成回路から出力される第1の信号を受けて出力がセットされ、前記第2の信号生成回路から出力される第2の信号を受けて前記出力がリセットされる順序論理回路と、を備え、
前記第3のスイッチは、前記第2の信号生成回路からの第2の信号が第2の値のときにオンされ、
前記位相差検知回路の出力信号を遅延された信号が制御端子に入力されるn個の前記第4のスイッチは、前記位相差検知回路の出力がアクティブ期間中オンして、前記第2の容量の電荷を一部放電し、
前記順序論理回路の出力が制御端子に入力されるN個の前記第4のスイッチは、n番目の前記第1の遅延回路の出力が第1の値に変化した時点からオンして、前記第2の容量を放電する、構成とされている、ことを特徴とする請求項9に記載のクロック制御回路。 - 前記n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の第2の内分回路が、
n段目の遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路の出力を反転遅延させる奇数段の第1のインバータ列と、前記第1の遅延回路の出力と、前記第1のインバータ列の出力とを入力し、前記第1の遅延回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第1のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第1のパルス信号を出力する第1の論理回路を備えた第1の信号生成回路と、
前記位相差検知回路の出力を反転遅延させる奇数段の第2のインバータ列と、前記位相差検知回路の出力と、前記第2のインバータ列の出力とを入力し、前記位相差検知回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第2のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第2のパルス信号を出力する第2の論理回路を備えた第2の信号生成回路と、
前記第1の信号生成回路から出力される第1のパルス信号を受けてセットされ第2の値を出力し、前記第2の信号生成回路から出力される第2のパルス信号を受けてリセットされ第1の値を出力する順序論理回路と、を備え、
前記第3のスイッチは、前記第2の信号生成回路からの第2のパルス信号が第2の値のとき、オンされ、
前記第2の信号生成回路の前記第2のインバータ列からの反転出力をインバータで反転することで正転してなる、前記位相差検知回路の出力信号が制御端子に入力されるn個の前記第4のスイッチは、前記位相差検知回路の出力が第1の値の期間中オンして、前記第2の容量の電荷を一部放電し、
前記順序論理回路の出力信号が制御端子に入力されるN個の前記第4のスイッチは、n番目の前記第1の遅延回路の出力が第1の値に変化した時点からオンして、前記第2の容量を放電する、構成とされている、ことを特徴とする請求項9に記載のクロック制御回路。 - 前記n番目の第2の内分回路が、
n段目の遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路の出力を反転遅延させる奇数段の第1のインバータ列と、前記第1の遅延回路の出力と、前記第1のインバータ列の出力とを入力し、前記第1の遅延回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第1のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第1のパルス信号を出力する第1の論理回路を備えた第1の信号生成回路と、
前記位相差検知回路の出力を反転遅延させる奇数段の第2のインバータ列と、前記位相差検知回路の出力と、前記第2のインバータ列の出力とを入力し、前記位相差検知回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第2のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第2のパルス信号を出力する第2の論理回路を備えた第2の信号生成回路と、
前記第1の信号生成回路から出力される第1のパルス信号を受けてセットされ第2の値を出力し、前記第2の信号生成回路から出力される第2のパルス信号を受けてリセットされ第1の値を出力する順序論理回路と、を備え、
第1の電源と内部ノード間に接続され、前記第2の信号生成回路からの第2のパルス信号が第2の値のとき、オンされる第3のスイッチと、
前記内部ノードと第2の電源間に接続される前記第2の容量と、
前記内部ノードが入力端に接続されたインバータと、を備え、
前記内部ノードに一端が接続され、互い並列に接続された2N個の前記第4のスイッチと、2N個の前記第4のスイッチの他端に一端がそれぞれ接続され、他端が前記第2の電源に接続された2N個の第5のスイッチと、を備え、
2N個の前記第4のスイッチのうちの片側半分の、N個の前記第4のスイッチの制御端子には、前記第2の信号生成回路の前記第2のインバータ列での反転出力をさらにインバータで反転することで正転してなる、前記位相差検知回路の出力信号が入力され、
前記N個の第4のスイッチに接続されるN個の前記第5のスイッチは、その制御端子に入力される制御信号によってオン、オフされ、n番目の前記第1の遅延回路の出力を入力するn番目の内分回路は、n個の前記第5のスイッチがオンに設定され、オン状態の前記第5のスイッチに直列接続される前記第4のスイッチは前記位相差検知回路の出力信号が第1の値をとる期間、オン状態とされ、前記第2の容量の電荷を放電し、
2N個の前記第4のスイッチのうち、もう半分のN個の前記第4のスイッチの制御端子には、前記順序論理回路の出力信号が共通接続され、N個の前記第4のスイッチに接続される前記第5のスイッチの制御端子に入力される制御信号により、N個分の第5のスイッチがオン状態とされている、ことを特徴とする請求項9に記載のクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第2の内分回路が、
n段目の遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路の出力を反転遅延させる奇数段の第1のインバータ列と、前記第1の遅延回路の出力と、前記第1のインバータ列の出力とを入力し、前記第1の遅延回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第1のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第1のパルス信号を出力する第1の論理回路を備えた第1の信号生成回路と、
前記位相差検知回路の出力を反転遅延させる奇数段の第2のインバータ列と、前記位相差検知回路の出力と、前記第2のインバータ列の出力とを入力し、前記位相差検知回路の出力が第2の値から第1の値へ遷移時に、前記第2のインバータ列の遅延時間分に対応した期間、第2の値とされる第2のパルス信号を出力する第2の論理回路を備えた第2の信号生成回路と、
前記第1の信号生成回路から出力される第1のパルス信号を受けてセットされ第2の値を出力し、前記第2の信号生成回路から出力される第2のパルス信号を受けてリセットされ第1の値を出力する順序論理回路と、を備え、
第1の電源と内部ノード間に接続され、前記第2の信号生成回路からの第2のパルス信号が第2の値のときオンする第3のスイッチと、
前記内部ノードと第2の電源間に接続される前記第2の容量と、
前記内部ノードが入力端に接続されたインバータと、を備え、
前記内部ノードと第2電源間に並列接続されたn+N個の第4のスイッチを備え、
このうちn個の前記第4のスイッチの制御端子には、前記第2の信号生成回路の前記第2のインバータ列での反転出力をさらにインバータで反転することで正転してなる、前記位相差検知回路の出力信号が入力され、
N個の前記第4のスイッチの制御端子には、前記順序論理回路の出力端が接続されている、ことを特徴とする請求項9に記載のクロック制御回路。 - 入力した信号を第1の遅延時間遅延させて出力する第1の回路と、前記第1の回路の出力を第2の遅延時間遅延させて出力する第2の回路とからなる遅延回路ユニットを縦続形態に複数段備えた遅延回路列と、
前記遅延回路列に入力される入力信号と、前記遅延回路列に入力されて遅延され前記遅延回路列から出力される出力信号とを入力し、前記入力信号の周期と前記遅延回路列の遅延時間の時間差を前記二つの信号の位相差として検出する位相差検知回路と、
複数の前記遅延回路ユニットの第1の回路の出力をそれぞれ入力し、前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等間隔で分割した時間を単位として、前記第1の回路が属する前記遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何番目の段数であるかに応じて、該第1の回路の出力信号の遷移エッジを、互いに異なる遅延時間分遅延させてそれぞれ出力する複数の第3の回路と、を備え、
前記複数の第3の回路は、前記入力信号の周期を、前記縦続形態に接続された前記遅延回路ユニット数で等分した時間間隔で遷移する複数の出力信号をそれぞれ出力する、ことを特徴とする信号生成回路。 - 前記第3の回路が、容量の充電及び放電を制御する回路と、
前記容量の端子電圧としきい値電圧との大小関係に応じた論理値を前記出力信号として出力する回路と、を備え、
前記位相差に相当する期間、前記容量を放電又は充電し、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの第1の回路の出力信号が遷移した際に、これを受けて、前記容量を、前記位相差に相当する期間の放電又は充電につづいて再び放電又は充電し、
前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等分した位相に、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何段目であるかを表す値を乗じた位相に相当する遅延時間を、前記第2の遅延時間から差し引いた時間分、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの第1の回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下りの遷移エッジを、遅延させて出力する構成とされている、ことを特徴とする請求項22に記載の信号生成回路。 - 請求項21又は22記載の信号生成回路を備え、
複数の前記第3の回路の出力信号、又は、前記入力信号と複数の前記第3の回路の出力信号とに基づき、前記入力信号の周期を等分割してなる周期の逓倍信号を生成する回路を備えた、ことを特徴とする逓倍回路。 - 入力した信号を第1の遅延時間遅延させて出力する第1の回路を縦続形態に複数段接続してなる遅延回路列と、
前記遅延回路列に入力される入力クロックと、前記遅延回路列から出力されるクロックとを入力し、前記入力クロックのクロック周期と前記遅延回路列の遅延時間の時間差を、前記二つのクロックの位相差として検出する位相差検知回路と、
複数の前記第1の回路の出力をそれぞれ入力し、前記位相差を前記第1の回路の個数で等間隔に分割した時間を単位として、前記第1の遅延回路が前記遅延回路列内で何番目であるかに応じて、前記第1の遅延回路の出力信号の遷移エッジを、互いに異なる遅延時間分遅延させてそれぞれ出力する複数の第2の回路と、を備え、前記複数の第2の回路からは、それぞれ、等間隔で遷移する複数の出力信号が出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記第2の回路が、容量の充電及び放電を制御する回路と、
前記容量の端子電圧としきい値との大小関係に応じた論理値を前記出力信号として出力する回路と、を備え、
前記位相差に相当する期間、前記容量を放電又は充電し、前記第2の回路に対応する前記第1の回路の出力信号が遷移した際に、これを受けて、前記容量を、前記位相差に相当する期間の放電又は充電につづいて再び放電又は充電し、
前記位相差をT、前記第1の回路の数をN、前記第2の回路に対応する前記第1の回路が前記遅延回路列内でn段目であるとして、前記位相差Tからn×T/Nを差し引いた時間T−n×T/Nを、前記複数の第2の回路に固有の遅延時間分から差し引いた遅延時間、前記第1の回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下りの遷移エッジから、遅延させて出力する構成とされている、ことを特徴とする請求項25に記載のクロック制御回路。 - 前記入力信号と、複数の前記第2の回路の出力信号とに基づき逓倍クロックを生成して出力する合成回路を備えた、ことを特徴とする請求項25又は26に記載のクロック制御回路。
- 遅延時間t1の第1の遅延回路を縦続形態に複数段(N段)接続してなる遅延回路列を備え、
前記遅延回路列には、初段の第1の遅延回路から、周期tCKの入力クロックが入力され、
前記遅延回路列の最終段の第1の遅延回路から出力される出力クロックと、前記遅延回路列に入力される入力クロックとから、前記遅延回路列の遅延時間と、前記入力クロックのクロック周期tCKとの時間差に対応する位相差T(T=tCK−N×t1)を検出する位相差検知回路を備え、
1段目からN段目の前記第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力する第2の遅延回路をN個備え、
n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の第1の遅延回路の出力の遷移エッジを、前記複数の第2の遅延回路に固有の遅延時間tpdから、前記位相差Tを前記第1の遅延回路の総数Nで等分した位相T/Nと、前記Nと記第1の遅延回路の前記遅延回路列内での段数nと差から規定される時間(N−n)×T/Nを差し引いた時間分遅延させて出力し、
n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、
n×t1+tpd−(1−n/N)×T
遅れたタイミングで立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、1乃至N番目の前記第2の遅延回路の出力から、時間間隔t1+T/Nの多相クロックが生成される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第2の遅延回路が、
前記第2の遅延回路内の容量の充電パスをオン及びオフ制御する第1のスイッチと、
前記容量の放電パスをオン及びオフ制御する、並列接続された複数の第2のスイッチと、
前記容量の端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記複数の第2のスイッチのうち、n個の第2のスイッチは、前記位相差検知回路の出力によってオン及びオフ制御され、前記位相差検知回路で検出された前記位相差Tに対応する期間分、オン状態とされて、前記容量の蓄積電荷が一部放電され、
蓄積電荷が一部放電された状態の前記容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が遷移した時点から、前記第1の遅延回路の出力によってオン及びオフ制御されるN個の第2のスイッチがオンされ、前記容量の電荷が放電されて前記容量の端子電圧が下降し、前記バッファ回路からの出力値が変化する、構成とされた内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項25乃至28のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の第2の遅延回路が、
前記第2の遅延回路内の容量の放電パスをオン及びオフ制御する第1のスイッチと、
前記容量の充電パスをオン及びオフ制御する、並列接続された複数の第2のスイッチと、
前記容量の端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を少なくとも備え、
前記複数の第2のスイッチのうち、n個の第2のスイッチは、前記位相差検知回路の出力によってオン及びオフ制御され、前記位相差検知回路で検出された前記位相差Tに対応する期間分、オン状態とされて、前記容量を一部充電し、
一部充電された状態の前記容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が遷移した時点から、前記第1の遅延回路の出力によってオン及びオフ制御されるN個の第2のスイッチがオンされ、前記容量をさらに充電して、前記容量の端子電圧が上昇し、前記バッファ回路からの出力値が変化する、構成とされた第2の内分回路よりなる、ことを特徴とする請求項25乃至28のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 遅延時間t1の遅延回路を縦続形態に複数段(N段)備え、周期tCKの入力クロックを入力し、時間N×t1だけ遅延させて出力する遅延回路列を備え、
前記入力クロックと、前記遅延回路列の最終段の第1の遅延回路から出力される出力クロックと、を入力し、前記出力クロックと、前記出力クロックに対応する入力クロックの次サイクルの入力クロックとの位相差T(T=tCK−N×t1)を検出し、前記位相差T分、アクティブ状態の出力信号を出力する位相差検知回路を備え、
前記入力クロックの1クロック周期tCKをN等分した期間tCK/Nは、t1+T/Nと表され、
1段目からN段目の前記第1の遅延回路にそれぞれ対応させて1番目からN番目の内分回路を備え、
n番目(ただし、nは1乃至N−1の正整数)の前記第1の遅延回路の出力を入力とする、n番目の前記内分回路は、
前記内分回路内の容量の充電経路をオン及びオフ制御する第1のスイッチと、
前記容量に蓄積された電荷を放電する放電経路のオン及びオフを制御する、互いに並列接続された複数の第2のスイッチと、
前記容量の前記端子電圧としきい値の大小関係に応じた論理値を出力するバッファ回路と、を備え、
前記位相差検知回路の出力信号がアクティブ期間中、前記複数の第2のスイッチのうちのn個のスイッチをオンとして、前記容量の蓄積電荷を一部放電し、一部電荷が放電された状態の前記容量に対して、n番目の前記第1の遅延回路の出力が第1の値に変化した時点からは、前記複数の第2のスイッチのうちN個のスイッチをオンとして前記容量を放電し、前記バッファ回路からは、n番目の第1の遅延回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下がりの遷移タイミングであるn×t1から、前記内分回路の固有の遅延時間より、時間(N−n)×T/N差し引いた時間に相当する遅延時間で、立ち上がり又は立ち下がり遷移する出力信号が出力され、
1乃至N番目の前記第2の内分回路から、等しい時間間隔t1+T/Nで遷移するN個の多相クロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記入力クロックと、前記複数の前記内分回路から出力されるクロックを入力して一本の信号に合成し、逓倍クロック信号を生成する合成回路を備えたことを特徴とする請求項31に記載のクロック制御回路。
- 請求項1乃至21、25乃至32のいずれか一に記載のクロック制御回路を備え、前記クロック制御回路から出力されるクロックを内部クロックとして内部回路に供給する、ことを特徴とする半導体集積回路装置。
- 入力した信号を第1の遅延時間遅延させて出力する第1の回路と、前記第1の回路の出力を第2の遅延時間遅延させて出力する第2の回路とからなる遅延回路ユニットを複数段縦続形態に接続してなる遅延回路列に、入力クロックを入力し、
前記遅延回路列に入力された入力クロックの次のクロック周期のクロックパルスと、前記遅延回路列の最終段の遅延回路ユニットから出力されるクロックパルスの位相差、すなわち遅延回路列の遅延時間と入力クロックのクロック周期の差を、位相差検知回路で検出し、
複数の前記遅延回路ユニットの第1の回路の出力をそれぞれ入力する複数の第3の回路において、前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等間隔で分割した時間を単位として、前記第1の回路が属する前記遅延回路ユニットが前記遅延回路列内で何番目の段数であるかに応じて、前記第1の回路の出力信号の遷移エッジを、互いに異なる遅延時間分遅延させてそれぞれ出力し、
前記複数の第3の回路から、前記入力クロックのクロック周期を、前記縦続形態に接続された前記遅延回路ユニット数で等分した時間間隔で遷移する複数の出力信号がそれぞれ出力される、ことを特徴とするクロック制御方法。 - 前記各第3の回路は、前記位相差に基づき、前記位相差を前記遅延回路ユニット数で等分した位相に、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの前記遅延回路列内での段数に対応した値を乗じた位相に相当する遅延時間を、前記第2の遅延時間から差し引いた時間分、前記第3の回路に対応する遅延回路ユニットの第1の回路の出力の立ち上がり又は立ち下りの遷移エッジを遅延させて出力する、ことを特徴とする請求項34記載のクロック制御方法。
- 前記入力クロックと、複数の前記第3の回路の出力とに基づき、前記入力クロックのクロック周期を等分割してなる逓倍クロックを生成する、ことを特徴とする請求項34又は35記載のクロック制御方法。
- 入力クロックに同期した逓倍クロックを出力するクロック制御方法であって、
第1の遅延時間t1の第1の遅延回路と、前記第1の遅延回路の出力信号の立ち上がり又は立ち下がりの遷移エッジを第2の遅延時間t2遅延させて出力する第2の遅延回路とからなる遅延回路ユニットを複数段(N段)縦続形態に接続してなる遅延回路列に、クロック周期tCKの入力クロックを入力し、
前記遅延回路列の最終段の遅延回路ユニットから出力される出力クロックと、前記出力される出力クロックに対応する入力クロックの次のサイクルの入力クロックとの間の位相差T(T=N×(t1+t2)−tCK)を位相差検知回路で検出し、
1段目乃至(N−1)段目の前記遅延回路ユニットの第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力する1乃至(N−1)番目の第3の遅延回路を設け、
n番目(ただし、nは1乃至(N−1)の正整数)の前記第3の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の遅延回路ユニットの前記第1の遅延回路の出力信号の遷移エッジを、前記第2の遅延時間t2から、前記位相差Tを前記遅延回路ユニット数Nで等分した位相T/Nに、前記第3の遅延回路に対応する遅延回路ユニットの前記遅延回路列内での段数nを乗じた遅延時間n×T/Nを差し引いた時間t2−n×T/N遅延させて出力し、
n番目(ただし、nは1乃至N−1)の第3の遅延回路は、前記入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、時間n×(t1+t2−T/N)遅れたタイミングで、立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、
前記入力クロックと、1乃至N−1番目の前記第3の遅延回路の出力とを合成することで、前記入力クロックのクロック周期tCKを等分割してなる逓倍クロックを生成する、ことを特徴とするクロック制御方法。 - 入力クロックに同期した逓倍クロックを出力するクロック制御方法であって、遅延時間t1の第1の遅延回路を縦続形態に複数段(N段)接続してなる遅延回路列に、クロック周期tCKの入力クロックを入力し、
前記遅延回路列の最終段の第1の遅延回路から出力される出力クロックと、前記出力される出力クロックに対応する入力クロックの次のサイクルの入力クロックとの間の位相差T(T=tCK−N×t1)を位相差検知回路で検出し、
1段目からN段目の前記第1の遅延回路に対応させて、前記第1の遅延回路の出力をそれぞれ入力するN個の第2の遅延回路を設け、
n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記位相差検知回路で検出された位相差Tに基づき、対応するn段目の第1の遅延回路の出力の遷移エッジを、前記複数の第2の遅延回路に固有の遅延時間tpdから、前記位相差Tを前記第1の遅延回路の総数Nで等分した位相T/Nと、前記Nと前記第1の遅延回路の前記遅延回路列内での段数nと差から規定される時間(N−n)×T/Nを差し引いた時間分遅延させて出力し、
n番目(ただし、nは1乃至Nの正整数)の前記第2の遅延回路は、前記入力クロックのクロックサイクルの開始時点から、
n×t1+tpd−(1−n/N)×T
遅れたタイミングで立ち上がり又は立ち下がり遷移する信号をそれぞれ出力し、1乃至N番目の前記第2の遅延回路の出力から、時間間隔t1+T/Nの多相クロックが生成される、ことを特徴とするクロック制御方法。 - 前記入力クロックと1乃至N番目の前記第2の遅延回路の出力とを合成することで、前記入力クロックのクロック周期tCKを、等分割してなる、逓倍クロックを生成する、ことを特徴とする請求項38記載のクロック制御方法。
- 遅延回路が複数段縦続形態に接続された第1の遅延回路列と、
遅延回路が複数段縦続形態に接続された第2の遅延回路列と、を備え、
前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力された入力クロックは、前記第1の遅延回路列を伝搬し前記第1の遅延回路列の最終段をなす遅延回路から出力されて前記第2の遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力され前記第2の遅延回路列を伝搬し、
前記第1、及び第2の遅延回路列の各段の遅延回路に対応して並設されており、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する複数の内分回路を備え、前記並設される複数の内分回路のうちの1番目の前記内分回路には、前記第1の遅延回路列から出力され前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路に入力されるクロックと次サイクルの入力クロックとが入力され、
n+1番目(ただし、nは、n+1が2以上であり且つ前記第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数以下の任意の整数)の前記内分回路には、前記内分回路に対応する前記第2の遅延回路列のn段目の遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックを入力した前記第1の遅延回路列のn段目の遅延回路の出力とが入力され、
複数の前記内分回路の内分比は、前記内分回路の順番に対応して単位値ごとに大に設定されており、入力クロックの周期をtCKとして、前記第1の遅延回路列の最終段の遅延回路の段数をN段とし、前記各遅延回路の遅延時間をtdとし、T=tCK−N×tdである場合、
複数の前記内分回路は、順番に、それぞれの遅延時間を単位時間T/N毎に増加するように設定されており、相隣る二つの内分回路の出力の位相差はtCK/Nとされ、1番目の前記内分回路の出力とN+1番目の前記内分回路の出力の位相差が2πである、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された遅延回路列を備え、前記遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力された入力クロックが前記遅延回路列を伝搬し、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個備え、複数の前記内分回路の内分比は互いに異なる値に設定されており、
1番目の前記内分回路には、N段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの入力クロックとが入力され、
i番目(ただし、iは2乃至Nの整数)の前記内分回路には、(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックの(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、
1番目乃至N番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期をN等分した位相差の多相クロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 1番目乃至N番目の前記内分回路から出力される多相クロックを入力としこれらを一つの信号に多重化して合成しN逓倍クロックを出力する合成回路を備えている、ことを特徴とする請求項40又は41記載のクロック制御回路。
- 遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第1の遅延回路列を備え、正相クロックが前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力されて前記第1の遅延回路列を伝搬し、
遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第2の遅延回路列を備え、逆相クロックが前記第2の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力されて前記第2の遅延回路列を伝搬し、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する、それぞれ(N+1)個の内分回路を含む第1、及び第2群の内分回路を備え、
前記第1、及び第2群の内分回路のそれぞれにおいて、N+1個の前記内分回路の内分比は互いに異なる値に設定されており、
前記第1群の内分回路の1番目の前記内分回路には、前記第2の遅延回路列のN段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの正相クロックとが入力され、
前記第1群の内分回路のi番目(ただし、iは2乃至N+1の整数)の前記内分回路には、前記第2の遅延回路列の(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの正相クロックが入力される前記第1の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、
前記第1群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相クロックが出力され、
前記第2群の内分回路の1番目の前記内分回路には、前記第1の遅延回路列のN段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの逆相クロックとが入力され、
前記第2群の内分回路のi番目(ただし、iは2乃至N+1の整数)の前記内分回路には、前記第1の遅延回路列の(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの逆相クロックが入力される前記第2の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、
前記第1群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路の出力からそれぞれ位相πずれて、前記第2群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路から、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相クロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 前記内分回路が、前記二つの信号をそれぞれ入力とする第1の入力端子と第2の入力端子に入力端が接続され、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子に入力される信号がともに第1の値のときに第1の値の信号を出力する論理回路と、
第1の電源と内部ノード間に接続され、前記論理回路の出力信号が第1の値のときオンされる第1のスイッチと、
前記内部ノードと第2の電源間に接続される容量と、
前記内部ノードが入力端に接続され前記内部ノード電圧としきい値との大小関係が反転したときに出力信号を変化させるバッファ回路と、
前記内部ノードに一端が接続されており、前記第1の入力端子に制御端子が接続されオン及びオフ制御されるN個の前記第2のスイッチと、
N個の前記第2のスイッチの他端に一端がそれぞれ接続され、他端が前記第2の電源に接続され、制御信号が制御端子にそれぞれ入力されてオン及びオフ制御されるN個の第3のスイッチと、
前記内部ノードに一端が接続され、前記第2の入力端子に制御端子が接続されオン及びオフ制御されるN個の前記第4のスイッチと、
N個の前記第4のスイッチの他端に一端がそれぞれ接続され、他端が前記第2の電源に接続され、制御信号が制御端子にそれぞれ入力されオン及びオフ制御されるN個の第5のスイッチと、
を備え、
n番目の前記内分回路は、前記N個の第3のスイッチのうち、(N−n)個のスイッチが前記制御信号によりオン状態に設定されており、前記N個の第5のスイッチのうち、n個のスイッチが前記制御信号によりオン状態に設定されている、ことを特徴とする請求項40乃至43のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 遅延回路がN段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第1、及び第2の遅延回路列を備え、
入力クロックは前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力されて前記第1の遅延回路列を伝搬し、
前記第1の遅延回路列の各遅延回路の出力を入力としこのうちの一つを、入力される逓倍数決定信号で指定された逓倍数K(ただし、Kは1以上N以下の整数)に応じて選択出力する選択回路を備え、
前記選択回路の出力は、前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路に入力されて前記第2の遅延回路列を伝搬し、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個並設し、
前記各内分回路の内分比は互いに異なり、かつ、前記逓倍数決定信号で指定された逓倍数Kで規定されており、
1番目の前記内分回路には、前記選択回路の出力と次サイクルの入力クロックとが入力され、
i番目(ただし、iは2乃至Nの整数)の前記内分回路には、前記第2の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルのクロックの前記第1の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、
1番目乃至K番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期をK等分した位相差の多相クロックが出力され、
前記逓倍数決定信号により逓倍数Kが可変される、ことを特徴とするクロック制御回路。 - 1番目乃至K番目の前記内分回路からそれぞれ出力されるK個のクロックを入力としこれらを一つの信号に多重化して合成しK逓倍クロックを出力する合成回路を備えている、ことを特徴とする請求項45記載のクロック制御回路。
- 前記内分回路が、前記二つの信号をそれぞれ入力とする第1の入力端子と第2の入力端子に入力端が接続され、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子に入力される信号がともに第1の値のときに第1の値の信号を出力する論理回路と、第1の電源と内部ノード間に接続され、前記論理回路の出力信号が第1の値のときオンされる第1のスイッチと、
前記内部ノードと第2の電源間に接続される容量と、
前記内部ノードが入力端に接続され前記内部ノード電圧としきい値との大小関係が反転したときに出力信号を変化させるバッファ回路と、
前記内部ノードに一端が接続されており、前記第1の入力端子に制御端子が接続されオン及びオフ制御されるN個の前記第2のスイッチと、
N個の前記第2のスイッチの他端に一端がそれぞれ接続され、他端が前記第2の電源に共通接続され、制御信号が制御端子にそれぞれ入力されてオン及びオフ制御されるN個の第3のスイッチと、
前記内部ノードに一端が接続され、前記第2の入力端子に制御端子が接続されオン及びオフ制御されるN個の前記第4のスイッチと、
N個の前記第4のスイッチの他端に一端がそれぞれ接続され、他端が前記第2の電源に接続され、制御信号が制御端子にそれぞれ入力されオン及びオフ制御されるN個の第5のスイッチと、
を備え、
前記逓倍数決定信号が逓倍数Kを指定している場合、前記制御信号は合計K個がアクティブ状態とされ、m番目の前記内分回路において、前記N個の第3のスイッチのうち、(K−m)個のスイッチが前記制御信号によりオン状態に設定されており、前記N個の第5のスイッチのうち、m個のスイッチが前記制御信号によりオン状態に設定されている、ことを特徴とする請求項45又は46に記載のクロック制御回路。 - 入力されるクロック周期を検知する周期検知回路を備え、前記周期検知回路から出力されるクロック周期検知信号に基づき前記遅延回路の遅延時間を可変させる、ことを特徴とする請求項40乃至43、45、46のいずれか一に記載のクロック制御回路。
- 前記遅延回路が、第1の入力端子と第2の入力端子に入力端が接続され、前記第1の入力端子と前記第2の入力端子に入力される信号がともに第1の値のときに第1の値の信号を出力する論理回路と、
第1の電源と内部ノード間に接続され、前記論理回路の出力信号が第1の値のときオンされる第1のスイッチと、
前記内部ノードが入力端に接続され前記内部ノード電圧としきい値との大小関係が反転したときに出力信号を変化させるバッファ回路と、
前記内部ノードと第2の電源間には、第1の入力端子に制御端子が接続された第2のスイッチと、第1の定電流源とからなる1又は複数の直列回路を備えるとともに、
第2の入力端子に制御端子が接続された第3のスイッチと、第2の定電流源とからなる1又は複数の直列回路を備え、
前記周期検知回路から出力される制御信号でオン及びオフ制御されるスイッチと、容量からなる直列回路を、前記内部ノードと前記第2の電源間に複数並列に備え、
前記第1と第2の入力端子には同一の信号が共通入力される、ことを特徴とする請求項48記載のクロック制御回路。 - 前記遅延回路が、複数段直列形態に接続された単位遅延回路と、
複数の前記単位遅延回路の出力を入力とするセレクタと、
を備え、前記セレクタが、前記周期検知回路から出力される制御信号を選択制御信号とし、複数の前記単位遅延回路の出力の一つを選択出力する、ことを特徴とする請求項48に記載のクロック制御回路。 - 前記遅延回路の遅延時間がtdであり、入力クロックの周期がtCKであり、N個の遅延回路の遅延時間N×tdがtCKよりも時間差T小さい場合において、N+1個の前記内分回路からは、等間隔の位相差tCK/Nの信号が出力される、ことを特徴とする請求項44に記載のクロック制御回路。
- 前記内分回路が、二つの入力信号をそれぞれ入力とする第1の入力端子と第2の入力端子を備え、内分比がm/N:1−m/N(ただし、mは0乃至Nの整数)の場合、
前記第1の入力端子が制御端子に接続されている第1導電型のMOSトランジスタと、前記第2の入力端子が制御端子に接続されている第1導電型のMOSトランジスタとの直列回路が、第1の電源と内部ノード間に、(N−m)個並列接続されており、
制御端子に印加される電圧によりオンに設定されている第1導電型のMOSトランジスタと、前記第1の入力端子が制御端子に接続されている第1導電型のMOSトランジスタとの直列回路が、前記第1の電源と前記内部ノード間に、m個並列接続されており、
前記第1の電源にソースとドレインが接続されている第1導電型のMOSトランジスタと、
前記第2の入力端子が制御端子に接続されている第2導電型のMOSトランジスタと、前記第1の入力端子が制御端子に接続されている第2導電型のMOSトランジスタとの直列回路が、前記内部ノードと前記第2の電源と間に、(N−m)個並列接続されており、
制御端子に印加される電圧によりオンに設定されている第2導電型のMOSトランジスタと、前記第2の入力端子が制御端子に接続されている第1導電型のMOSトランジスタとの直列回路が、前記内部ノードと前記第2の電源間に、m個並列接続されており、
前記第2の電源にソースとドレインが接続されている第2導電型のMOSトランジスタと、
前記内部ノードが入力端に接続され前記内部ノード電圧としきい値との大小関係が反転したときに出力信号を変化させるバッファ回路と、を備えている、ことを特徴とする請求項40乃至43、45、46のいずれか一に記載のクロック制御回路。 - 請求項40乃至52のいずれか一に記載のクロック制御回路を備え、前記クロック制御回路から出力されるクロックを内部クロックとして内部回路に供給する、ことを特徴とする半導体集積回路装置。
- 遅延回路を2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続し、前記遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力クロックが入力され、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個設け、複数の前記内分回路の内分比は互いに異なる値に設定されており、
N段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの入力クロックとが入力される内分回路では、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力し、
(N+i)段目(ただし、iは1〜N−1の整数)の前記遅延回路の出力と、次サイクルの入力クロックのi段目の前記遅延回路の出力とが入力される内分回路では、入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力し、
N個の前記内分回路を介して、前記入力クロックの周期をN等分した位相差の多相クロックを生成する、ことを特徴とするクロック制御方法。 - N個の前記内分回路から出力されるN相クロックを入力とする合成回路でこれらの信号を合成し一つの信号に多重することでN逓倍クロックを出力する、ことを特徴とする請求項54記載のクロック制御方法。
- 遅延回路を2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続した第1の遅延回路列には、正相クロックが前記第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力されて前記第1の遅延回路列を伝搬し、
遅延回路が2N段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続した第2の遅延回路列には、逆相クロックが前記第2の遅延回路列の初段の前記遅延回路から入力されて前記第2の遅延回路列を伝搬し、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する、それぞれN+1個の内分回路よりなる第1、及び第2群の内分回路において、N+1個の前記内分回路の内分比を互いに異なる値に設定し、
前記第1群の内分回路の1番目内分回路では、前記第2の遅延回路列のN段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの正相クロックとを入力し、
前記第1群の内分回路のi番目(ただし、iは2乃至N+1の整数)の前記内分回路では、前記第2の遅延回路列の(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの正相クロックが入力される前記第1の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とを入力し、
前記第1群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相クロックが出力され、
前記第2群の内分回路の1番目の前記内分回路では、前記第1の遅延回路列のN段目の前記遅延回路の出力と次サイクルの逆相クロックとを入力し、
前記第2群の内分回路のi番目(ただし、iは2〜N+1の整数)の前記内分回路では、前記第1の遅延回路列の(N+i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルの逆相クロックが入力される前記第2の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とを入力し、
前記第1群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路の出力からそれぞれ位相πずれて、前記第2群の内分回路の1番目乃至(N+1)番目の前記内分回路から、前記入力クロックの周期の半分(位相π)をN等分した位相差の多相クロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御方法。 - 遅延回路がN段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された第1の遅延回路列の初段の前記遅延回路に入力クロックが入力され、
前記第1の遅延回路列の各遅延回路の出力を入力としこのうちの一つを、入力される逓倍数決定信号で指定された逓倍数K(ただし、Kは1以上N以下の整数)に応じて選択回路で選択出力し、
前記選択回路の出力は、遅延回路がN段(ただし、Nは1以上の整数)縦続形態に接続された前記第2の遅延回路列の初段の遅延回路に入力され、
入力される二つの信号の位相差を予め定められた内分比で分割した時間で規定される遅延時間の出力信号を出力する内分回路を少なくともN個並設し、内分比は互いに異なり、かつ、前記逓倍数決定信号で指定された逓倍数Kで規定されている内分回路のうち、1番目の前記内分回路には、前記選択回路の出力と次サイクルの入力クロックとが入力され、
i番目(ただし、iは2〜Nの整数)の前記内分回路には、前記第2の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力と、次サイクルのクロックの前記第1の遅延回路列の(i−1)段目の前記遅延回路の出力とが入力され、
1番目乃至K番目の前記内分回路からは、前記入力クロックの周期をK等分した位相差の多相クロックが出力される、ことを特徴とするクロック制御方法。 - K個の前記内分回路から出力されるK相クロックを入力する合成回路でこれらの信号を合成し一つの信号に多重することでK逓倍クロックを出力する、ことを特徴とする請求項57に記載のクロック制御方法。
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