JPH04152725A - マスタークロック分配方法およびそれを用いた装置 - Google Patents

マスタークロック分配方法およびそれを用いた装置

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JPH04152725A
JPH04152725A JP2276294A JP27629490A JPH04152725A JP H04152725 A JPH04152725 A JP H04152725A JP 2276294 A JP2276294 A JP 2276294A JP 27629490 A JP27629490 A JP 27629490A JP H04152725 A JPH04152725 A JP H04152725A
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JP
Japan
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optical
clock
logic processing
optical transmission
master clock
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JP2276294A
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Yasushi Takahashi
靖 高橋
Hiroyuki Itou
以頭　博之
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H04L7/0075—Arrangements for synchronising receiver with transmitter with photonic or optical means
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、論理処理装置におけるクロック分配方法にか
かり、特に高速のクロック分配に有効な方法を提供する
。
〔従来の技術〕
論理処理装置においては処理を行うタイミングを決定す
るマスタークロック信号が重要である。
周期だけでなく位相が重要なため、分配中の波形劣化は
処理に悪影響を与える。そのため、従来は基準クロック
分配部から多相クロックを各論理処理部に分配していた
。しかし、処理速度が速くなるにつれ電気信号でのクロ
ック分配は困難になり、光信号を適用することが考えら
れ各種の検討がなされている。その基本構成はジェイ　
ダブル　グツドマン、他「オプティカル　インターコネ
クションズ　フォー　ブイエルニスアイ　システムズ」
、　プロシーデインゲス　オブ　アイイイイ、７２巻、
７号、８５０〜８６６頁、（１９８４年７月）　　（Ｊ
、　ｗ、　Ｇｏｏｄｍａｎ、　ｅｔ　ａｌ、、　”０ｐ
ｔｉｃａｌＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ　　ｆｏ
ｒ　　ＶＬＳＩ　　Ｓｙｓｔｅｍｓ”、　　Ｐｒｏｃ、
　　ｏｆＩＥＥＥ、　ｖｏｌ、　７２．　Ｎｏ、　７．
　ｐｐ、　８５０−８６６、　（Ｊｕｌｙ１９８４））
に示されているものと同様である。特に８５９頁、第６
図が最も基本的構成といえる。
第６図に従来例の構成を示す。基準クロック源１６から
光信号がファイバ１３を用いて、各論理処理部に送られ
る。論理処理部内の集積回路上に形成された光／電気変
換器１２にファイバ１３が結合され、電気信号に変換さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
この構成は基準クロック源からファイバでクロック信号
を集積回路に直接分配しているが、処理に必要となる多
相クロックに関して考慮されていない。また、気密封止
など、集積回路の信頼に不可欠な手段にも触れていない
。そのため、光クロック分配を実用するに当っては、気
密封止、放熱などのための構造を損なうことなく光クロ
ックを分配することと、多相のクロックを位相を精度良
く生成することが必要となる。
〔課題を解決するための手段〕
この課題は、光路長のことなる光伝送路、気密封止パッ
ケージに設けた光を通す窓、を用いて光クロックを分配
する方法により解決される。
〔作用〕
各論理処理部では受信した光クロックを分岐し、それぞ
れ光路長のことなる光伝送路に入力する。
それらの出力は光路長差だけの位相差を持つ多相のクロ
ックとなる。光伝送路は広帯域であり、分岐においても
電気の場合とは異なり光信号の波形劣化はない。従って
、波形劣化のないクロックが得られる。また、位相差は
光伝送路の長さで決定されるので精度良く調整できる。
〔実施例〕
図を用いて１実施例につき詳細に説明する。本実施例は
基準クロック発生部からは単相のクロックを分配し、論
理処理部で処理に必要となる多相クロックを精度良く生
成するものである。第１図は複数の論理処理集積回路を
内蔵する論理処理部の全体構成を示す。第２図は論理処
理部内の多相クロック生成部を示す。第１図において、
基準クロック発生部から送られた光クロックは、光伝送
路１を介して論理処理部２に入力される。論理処理部２
の側面には光を通す窓を付加する。本実施例では側壁の
孔にレンズ３を埋込み、レンズ周辺と側壁をガラスで接
着して気密を保っている。
レンズ３を通って内部に入力された光クロックは光伝送
路４に導かれる。光伝送路４は多相クロック発生部５の
入力となっている。多相クロック発生部５の出力も同じ
く光伝送路８となっているが、それぞれの光伝送路から
出力される光クロックは多相クロンク発生部５により所
定の遅延時間差が与えられている。これらのクロックは
論理処理集積回路６−１〜６−ｎに分配される。この場
合、分配に使用される光伝送路８は等長となるよう設定
され、多相クロック発生部５で作られた位相差が保たれ
る。
第２図は多相クロンク発生部５の内部構成を示す。光伝
送路４から入力された光クロックは光分岐器７で４分岐
され、それぞれ遅延時間のことなる光遅延線９−１〜９
−４を介してそれぞれ光伝送路８−１〜８−４に入力さ
れる。この光遅延線９により所定の遅延時間差が与えら
れる。この場合はτ、２τ、３τだけ位相のことなる４
相のクロックが生成される。ここでは光伝送路を遅延線
として使用している。
第３図は各部の光クロック信号の位相を示す。
第３図ａは光伝送路４の入力、ｂは分岐器７の出力、ｃ
＝ｆは各光伝送路８−１〜８−４の出力を示す。４分岐
するため分岐器７の出力は入力の１／４になっている。
光遅延線９−１〜９−４の遅延時間はＯ１τ、２τ、３
τとなっていて、４相のクロックが作られる。ではクロ
ック周期（第３図のＴ）の１／４に設定されている。こ
の例ではクロック速度は６００Ｍ　ｂ　／　ｓを想定し
ている。
周期Ｔは１．６７ｎｓである。τ（１／４Ｔ）は０．４
２ｎｓ、光伝送路長で８．３ｃｍとなり、十分な精度で
制御できる。
本実施例では、気密、放熱効果を妨げることなく光クロ
ック信号を論理処理部に入力できるほか、受信側で多相
クロックが精度良く生成できるため高速のシステムに有
効である。更に、基準クロック発生部からの配線数が低
減できるため装置全体の構成を簡略化、小型化できる利
点もある。
第４図は別の実施例の構成を示す。この例は、光クロッ
ク信号を論理集積回路内部に分配する場合である。この
例では回路間のＩ！縁用Ｓｉ○２膜に不純物を拡散して
光導波路を形成している。まず集積回路１０に入力され
た光クロック信号は光導波路１１により略集積回路１０
の中心まで送られ、そこで分岐される。このように構成
することで伝送路長を等長としやすくなる。￥／！Ａｍ
膜上を通って送られた光クロック信号は、それぞれのブ
ロック（集積回路の機能別ブロック）に置かれた光／電
気変換器１２により電気クロック信号に変換され、ブロ
ック内の回路に分配される。ブロックは狭い領域であり
、電気でクロックの分配が可能である。
第５図は集積回路１０およびそのパッケージ１５の断面
構造を示す。この図に示すとおり、光クロックはファイ
バ１３でパッケージ１５内に入力され、集積回路１０の
絶縁膜に形成された先導波路１１に結合する。光導波路
１１の終端は図に示すように４５度の端面になっていて
その部分で光が反射して光／電気変換器１２に入射する
。パッケージ内への光クロック信号の入力方法は側面（
ファイバ１３）あるいは下方（ファイバ１３′）いずれ
もが考えられる。パッケージが小さいため、第１の実施
例のようにレンズで結合せず、ファイバを直接パッケー
ジに挿入している。集積回路１０はハンダバンプ１４で
パッケージ１５に接続、固定される。従って、集積回路
上のボンディングパターンとパッケージ上のパターンと
がバンプ１４により接続と同時に位置合わせも行われフ
ァイバ１３．１３′と先導波路１１との位置合わせが容
易にできる。
本実施例では、絶縁膜を光導波路として使用するため、
集積回路製作のプロセスで同時に製作できるほか、光／
電気変換器との位置合わせも精度良く行える。
〔発明の効果〕
本発明によれば、高速クロック信号を波形劣化なく分配
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は第１の実施例の構成図、第２図は第１の実施例
の多相クロック生成部の構成図、第３図は第１の実施例
のクロック位相を示すタイムチャート、第４図は第２の
実施例の構成図、第５図は第２の実施例の断面図、第６
図は従来例の構成図である。 １・・・光伝送路、２・・・論理処理部、３・レンズ、
４光伝送路、５・・・多相クロック発生部、６・・集積
回路、７・光分岐器、８・・光伝送路、９・・光遅延第
２図 第４図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、マスタークロック信号を光伝送を用いて分配する方
    法において、基準クロック発生部からは単一位相のクロ
    ックを、各論理処理部に分配し、該論理処理部において
    受信した基準クロックから該論理処理部で必要となる多
    相のクロックを生成することを特徴とするマスタークロ
    ック分配方法。 ２、１項記載のマスタークロック分配方法において、該
    論理処理部では受信した光クロック信号を分岐し、それ
    ぞれを光路長の異なる光路を通し、所定の位相差を持つ
    複数のクロック信号を生成することを特徴とするマスタ
    ークロック分配方法。 ３、マスタークロック信号を光伝送を用いて論理処理集
    積回路に分配する方法において、集積回路の絶縁膜ある
    いは保護膜に光導波路を形成し、光クロック信号を集積
    回路内に分配することを特徴とするマスタークロック分
    配方法。 ４、複数の論理処理集積回路を内蔵し、気密封止された
    論理処理部からなる論理処理装置において、該論理処理
    部の気密封止パッケージの側面に光信号を通す窓を設け
    、該窓を通してマスタークロックを分配することを特徴
    とするマスタークロック分配方法。 ５、１項ないし４項記載のいずれかのマスタークロック
    分配方法を用いた計算機。 ６、１項ないし４項記載のいずれかのマスタークロック
    分配方法を用いた通信装置。
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