JP4050763B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
この発明は、チップ内部のデータを外部に出力するオフチップドライバ回路を有する半導体集積回路に係り、特にオフチップドライバ回路におけるデータ出力制御に用いる内部クロックを発生するオフチップドライバ用制御信号発生回路を備えた半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having an off-chip driver circuit that outputs data inside a chip to the outside, and more particularly to an off-chip driver control signal generating circuit that generates an internal clock used for data output control in the off-chip driver circuit. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit provided.
DRAMなどの半導体メモリを始めとする半導体集積回路のI/O部では、近年、外部クロックの立上がりと立ち下がりの両方のエッジに同期してデータの入出力を行なうようにしている。このような方式をDDR(Double Data Rate)方式と称しており、外部クロックの立上がりと立ち下がりのいずれか一方のエッジに同期してデータの入出力を行う場合に比べて、2倍の速度でデータの入出力を行うことができる。 In recent years, in an I / O portion of a semiconductor integrated circuit such as a semiconductor memory such as a DRAM, data is input / output in synchronization with both rising and falling edges of an external clock. Such a method is called a DDR (Double Data Rate) method, which is twice as fast as when data is input / output in synchronization with either the rising or falling edge of the external clock. Data can be input and output.
また、外部クロックの立上がりと立ち下がりの両方のエッジに同期してデータの入出力を行なうために、チップ内部では、外部クロックの立上がりエッジに同期した内部クロックTuと、外部クロックの立下がりエッジに同期した内部クロックTdと、外部クロックの立上がりと立ち下がりの両エッジに同期した内部クロックTwの3種類を発生する。 In addition, in order to perform data input / output in synchronization with both the rising and falling edges of the external clock, the internal clock Tu synchronized with the rising edge of the external clock and the falling edge of the external clock in the chip. Three types of internal clock Td synchronized and internal clock Tw synchronized with both rising and falling edges of the external clock are generated.
また、チップのI/O部に設けられているデータ出力回路であるオフチップドライバ(off chip driver、OCD)回路において、データの出力制御を行う内部クロックの入力からデータ出力までの遅延時間が大きい場合に、このOCD回路における上記遅延時間を考慮して上記内部クロックを発生させる必要がある。すなわち、OCD回路における遅延時間が無視できない場合には、このOCD回路の動作を制御するための内部クロックを、OCD回路における遅延時間分だけ先行して発生させる必要がある。 Further, in an off chip driver (OCD) circuit that is a data output circuit provided in the I / O portion of the chip, a delay time from input of an internal clock for performing data output control to data output is large. In this case, it is necessary to generate the internal clock in consideration of the delay time in the OCD circuit. That is, when the delay time in the OCD circuit cannot be ignored, it is necessary to generate an internal clock for controlling the operation of the OCD circuit in advance by the delay time in the OCD circuit.
ところで、外部クロックに対して内部クロックの同期を取るための同期回路方式は種々考えられているが、なかでも、非特許文献1で用いられるSMD(Synchronous Mirror Delay)や特許文献1に開示されているSTBD(Synchronous Traced Backward Delay)等を含むSAD(Synchronous Adjustable Delay、同期型調整遅延回路)方式は、同期速度が速く、消費電力が少ないことからよく用いられている。
By the way, various synchronization circuit methods for synchronizing the internal clock with the external clock have been considered, and among them, disclosed in SMD (Synchronous Mirror Delay) used in
ここで、特許文献1に開示されているSAD方式の同期回路の原理について説明する。
Here, the principle of the SAD type synchronization circuit disclosed in
図19はSAD方式の同期回路のブロック図である。 FIG. 19 is a block diagram of a SAD type synchronization circuit.
この同期回路は、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、多段縦続接続された複数の単位遅延素子13で構成された前進パルス用遅延線14、前進パルス用遅延線14内の単位遅延素子13と同数の多段縦続接続された単位遅延素子15で構成された後退パルス用遅延線16、前進パルス用遅延線14内及び後退パルス用遅延線16内にそれぞれ設けられた単位遅延素子と同数の状態保持回路(図示せず)を有し、前進パルス用遅延線14におけるパルス遅延状態に応じて後退パルス用遅延線16におけるパルス遅延動作を制御する制御回路17、及び後退パルス用遅延線16からの出力が入力される出力バッファ18とから構成されている。なお、図19において、前進パルス用遅延線14、後退パルス用遅延線16及び制御回路17からなる回路はSAD回路SADと称されている。
This synchronization circuit has the same number of
図20は、図19に示した同期回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。いま、図20に示すように周期τを有する外部クロックCKが入力バッファ11に入力された場合を考える。外部クロックCKは、入力バッファ11により波形整形及び増幅され、パルスCLKとして出力される。いま、入力バッファ11における遅延時間をD1とすると、図20に示すようにパルスCLKは、外部クロックCKに対してD1だけ遅延する。入力バッファ11から出力されるパルスCLKは、ディレイモニタ回路12及びSAD回路SADの制御回路17に入力される。
FIG. 20 is a timing chart showing an example of the operation of the synchronization circuit shown in FIG. Consider a case where an external clock CK having a period τ is input to the
ディレイモニタ回路12は、入力バッファ11における遅延時間D1と、出力バッファ18における遅延時間D2の和に等しい遅延時間A(=D1+D2)を持つ。従って、ディレイモニタ回路12から出力されるパルスは、図20に示すように、入力バッファ11から出力されるパルスCLKからAの期間遅れて、前進パルス用遅延線14に信号Dinとして入力される。
The
前進パルス用遅延線14は、前述したように多段縦続接続された複数の単位遅延素子13で構成されている。そして、次のサイクルのパルスCLKが制御回路17に入力されるまでの期間、信号Dinがこれら多段縦続接続された複数の単位遅延素子13により順次遅延される。また、後退パルス用遅延線16は制御回路17に次のサイクルのパルスCLKが入力された後にこの次のサイクルのパルスCLKを順次遅延するが、その遅延動作は制御回路17によって制御される。ここで、制御回路17は、前進パルス用遅延線14における前進パルスの伝播状態に基づいて、後退パルスの伝播時間が前進パルスの伝播時間と等しくなるように、後退パルス用遅延線16の動作を制御する。従って、次のサイクルのパルスCLKは、後退パルス用遅延線16により(τ−A)の時間だけ遅延される。後退パルス用遅延線16からの出力Doutは出力バッファ18によってD2の時間だけ遅延され、内部クロックCK′として出力される。
As described above, the forward
ここで、外部クロックCKが入力してから内部クロックCK′が出力されるまでの遅延時間をΔtotalとすると、Δtotalは下記のように表される。 Here, assuming that the delay time from the input of the external clock CK to the output of the internal clock CK ′ is Δtotal, Δtotal is expressed as follows.
Δtotal=D1+A+2(τ−A)+D2 … (1)
ここで、D1+D2=Aなので、Δtotalは2τとなり、内部クロックCK′は外部クロックCKの3クロック目から外部クロックCKに同期したものとなる。
Δtotal = D1 + A + 2 (τ−A) + D2 (1)
Here, since D1 + D2 = A, Δtotal is 2τ, and the internal clock CK ′ is synchronized with the external clock CK from the third clock of the external clock CK.
また、図19の同期回路において、後退パルス用遅延線16における単位遅延素子15の数を前進パルス用遅延線14における単位遅延素子13の数の半数に減らして後退パルス用遅延線16における遅延時間が前進パルス用遅延線14における遅延時間の半分になるように設定し、かつディレイモニタ回路12における遅延時間を図19の場合の2倍の遅延時間(2A)に設定すると、内部クロックCK′は外部クロックCKに対して180°シフトしたものとなる。
19, the delay time in the backward
図21は、このようなSAD方式の同期回路を用いて構成した従来のオフチップドライバ用制御信号発生回路のブロック回路図である。この回路は、外部クロックCKからこの外部クロックCKに同期した内部クロックTuを発生する同期回路21と、外部クロックCKからこの外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックTdを発生する同期回路22と、上記内部クロックTuとTdとが入力され内部クロックTwを発生するOR回路23と、上記内部クロックTwから外部クロックCKの2倍の周波数を持つ内部クロックTxを発生する同期回路24とから構成されている。
FIG. 21 is a block circuit diagram of a conventional off-chip driver control signal generating circuit configured using such a SAD type synchronization circuit. This circuit includes a
上記同期回路21は、図22に示すように、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD1及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路21では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ1個の入力バッファと出力バッファにおける信号遅延時間に相当する遅延量を持つように設定されている。そして、この同期回路21からは、外部クロックCKに同期した内部クロックTuが出力される。
As shown in FIG. 22, the
上記同期回路22は、図23に示すように、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD2及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路21では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ2個の入力バッファと出力バッファにおける信号遅延時間に相当する遅延量を持つように設定されている。また、SAD回路SAD2の後退パルス用遅延線16の単位遅延素子の数は単位遅延素子の数の半数に減らされている。従って、この同期回路22からは、外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックTdが出力される。
As shown in FIG. 23, the
そして、上記両内部クロックTu、Tdが図21中のOR回路23に入力されることにより、外部クロックCKの2倍の周波数を持つ内部クロックTwが出力される。ただし、このOR回路23から出力される内部クロックTwは、このOR回路23における信号遅延時間を含んでいるために、オフチップドライバ回路を制御するための制御クロックとして用いることはできない。
Then, when both the internal clocks Tu and Td are input to the
そこで、OR回路23から出力される内部クロックTwを同期回路24に入力し、ここでOR回路23における信号遅延時間を補償した内部クロックTxを得るようにする。
Therefore, the internal clock Tw output from the
この同期回路24は、図24に示すように、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD3及び出力バッファ18で構成されている。この場合、ディレイモニタ回路12はOR回路23と等価な遅延時間を持つOR回路25と出力バッファ18と等価な遅延時間を持つ出力バッファ26とから構成されている。
As shown in FIG. 24, the
図24に示す同期回路24では、図21中のOR回路23における信号遅延時間と内部クロックTxを出力する出力バッファ18における信号遅延時間とが補償され、外部クロックCKの2倍の周波数を持つ内部クロックTxが得られる。
In the synchronizing
ところで、内部クロックTxはチップの各部分に分配されるために大きな駆動能力を持っていなければならない。このため、同期回路24内の出力バッファ18としては大きなバッファ能力を持つものが必要となり、この出力バッファ18における遅延時間を補償するためにも、図24に示すようなSAD回路を用いた同期回路24が必要となる。
By the way, the internal clock Tx must have a large driving capability in order to be distributed to each part of the chip. For this reason, the
また、OCDにおける遅延時間が大きく、外部クロックに対してその遅延量だけ内部クロックTxを先行させる必要がある場合にも、この同期回路24が必要となる。
ところで、各同期回路では同期が合っていても、それぞれの同期回路ではオフセットとしての同期誤差が存在している。例えば、図22中のSAD回路SAD1がΔτ1、図23中のSAD回路SAD2がΔτ2の同期誤差を含んでいたとする。この場合には、図25のタイミングチャートに示すように、内部クロックTuは、破線で示す同期誤差のない理想の内部クロックTuに対してΔτ1の同期誤差が生じる。同様に、内部クロックTdについても、同期誤差のない破線で示す理想の内部クロックTdに対してΔτ2の同期誤差が生じる。そして、両内部クロックTu、TdのOR論理を取った後の内部クロックTwは、周期がτ1とτ2で交互に変動することになる。なお、上記両周期τ1、τ2はそれぞれ次式で表される。 By the way, even if each synchronization circuit is synchronized, each synchronization circuit has a synchronization error as an offset. For example, it is assumed that the SAD circuit SAD1 in FIG. 22 includes a synchronization error of Δτ1, and the SAD circuit SAD2 in FIG. In this case, as shown in the timing chart of FIG. 25, the internal clock Tu has a synchronization error of Δτ1 with respect to an ideal internal clock Tu having no synchronization error indicated by a broken line. Similarly, with respect to the internal clock Td, a synchronization error of Δτ2 occurs with respect to the ideal internal clock Td indicated by a broken line with no synchronization error. The cycle of the internal clock Tw after taking the OR logic of both the internal clocks Tu and Td alternately changes between τ1 and τ2. Both the periods τ1 and τ2 are expressed by the following equations, respectively.
τ1=(1/2)τ+(Δτ1−Δτ2) … (2)
τ2=(1/2)τ−(Δτ1−Δτ2) … (3)
そして、図25中のC1で示される周期τ1の内部クロックTwと次のC2で示される周期τ2の内部クロックTwから、図24の同期回路24を用いて、図25中のC3で示される内部クロックTxを作ろうとすると、SAD回路SAD3で同期誤差がない場合の破線で示す理想の内部クロックTxに対するクロックC3のずれは−Δτ1+2Δτ2となる。ここで、図25に示すようにΔτ1とΔτ2のずれが互いに逆方向のずれであるとすると、内部クロックTx(C3)と理想的なTxとの間のずれは非常に大きくなる。
τ1 = (1/2) τ + (Δτ1-Δτ2) (2)
τ2 = (1/2) τ− (Δτ1−Δτ2) (3)
Then, from the internal clock Tw having the cycle τ1 indicated by C1 in FIG. 25 and the internal clock Tw having the cycle τ2 indicated by the next C2, the internal circuit indicated by C3 in FIG. 25 is used by using the
例えば、Δτ1=Δτ、Δτ2=−Δτであれば、たとえSAD回路SAD3での同期誤差がないと仮定しても、位相のずれはSAD回路SAD3において3Δτと3倍に増幅される。そしてSAD回路SAD3でさらにΔτの同期誤差が発生すると、4Δτと各SAD回路で生じる誤差の4倍の同期誤差が内部クロックTxに生じるという問題がある。 For example, if Δτ1 = Δτ and Δτ2 = −Δτ, even if it is assumed that there is no synchronization error in the SAD circuit SAD3, the phase shift is amplified three times by 3Δτ in the SAD circuit SAD3. If a further synchronization error of Δτ occurs in the SAD circuit SAD3, there is a problem that a synchronization error of 4Δτ and four times the error generated in each SAD circuit occurs in the internal clock Tx.
このように図21に示した従来のオフチップドライバ用制御信号発生回路では、同期誤差が各SAD回路で増幅される。このため、この増幅された誤差がチップの動作上問題となる場合は、SAD回路SAD3の代わりにPLL(Phase Locked Loop)回路やDLL(Delay Locked Loop)回路を用いる必要があった。 Thus, in the conventional off-chip driver control signal generation circuit shown in FIG. 21, the synchronization error is amplified by each SAD circuit. Therefore, when this amplified error becomes a problem in the operation of the chip, it is necessary to use a PLL (Phase Locked Loop) circuit or a DLL (Delay Locked Loop) circuit instead of the SAD circuit SAD3.
しかし、PLL回路やDLL回路は、SAD回路に比べて消費電力が大きくかつ同期速度が遅いため、全体としての消費電力の増大や同期速度が遅くなるという問題がある。 However, since the PLL circuit and the DLL circuit have larger power consumption and slower synchronization speed than the SAD circuit, there is a problem that the overall power consumption increases and the synchronization speed becomes slower.
この発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、オフチップドライバ回路の出力データが“H”レベルと“L”レベルのどちらでもあっても、オフチップドライバ回路における信号遅延時間を補償することができるオフチップドライバ用制御信号発生回路を備えた半導体集積回路を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an off-chip driver circuit regardless of whether the output data of the off-chip driver circuit is at either “H” level or “L” level. It is an object to provide a semiconductor integrated circuit including an off-chip driver control signal generation circuit capable of compensating for the signal delay time.
本発明の半導体集積回路は、出力制御信号に基づいてデータを出力し、“H”レベルデータ出力時と“L”レベルデータ出力時における出力制御信号からデータ出力までの信号遅延時間が異なるオフチップドライバ回路と、上記オフチップドライバ回路で“H”レベルデータの出力時に使用される第1の出力制御信号を発生する第1の出力制御信号発生回路と、上記オフチップドライバ回路で“L”レベルデータの出力時に使用される第2の出力制御信号を発生する第2の出力制御信号発生回路とを具備したことを特徴とする。 The semiconductor integrated circuit of the present invention outputs data based on the output control signal, and the signal delay time from the output control signal to the data output at the time of “H” level data output and “L” level data output is different from off-chip. A driver circuit, a first output control signal generation circuit for generating a first output control signal used when outputting "H" level data in the off-chip driver circuit, and an "L" level in the off-chip driver circuit And a second output control signal generation circuit for generating a second output control signal used when outputting data.
この発明によれば、オフチップドライバ回路の出力データが“H”レベルと“L”レベルのどちらでもあっても、オフチップドライバ回路における信号遅延時間を補償することができるオフチップドライバ用制御信号発生回路を備えた半導体集積回路を提供することができる。 According to the present invention, the off-chip driver control signal that can compensate for the signal delay time in the off-chip driver circuit even if the output data of the off-chip driver circuit is at either the “H” level or the “L” level. A semiconductor integrated circuit including a generation circuit can be provided.
以下図面を参照してこの発明を実施の形態により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1はこの発明の第1の実施の形態に係る半導体集積回路内に設けられたオフチップドライバ用制御信号発生回路のブロック回路図である。この回路は、外部クロックCKからこの外部クロックCKに同期した内部クロックTuを出力する同期回路31と、外部クロックCKからこの外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックTdを出力する同期回路32と、上記内部クロックTuが入力され、この内部クロックTuに同期し、少なくともオフチップドライバ回路における信号遅延時間分だけ位相が早められた内部クロックaTx1を出力する同期回路33と、上記内部クロックTdが入力され、この内部クロックTdに同期し、少なくともオフチップドライバ回路における信号遅延時間分だけ位相が早められた内部クロックaTx2を出力する同期回路34と、上記両内部クロックaTx1及びaTx2が入力されるOR回路35と、このOR回路35から出力される内部クロックaTxが入力され、内部クロックTxを出力する出力バッファ36とから構成されている。
FIG. 1 is a block circuit diagram of an off-chip driver control signal generation circuit provided in a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention. This circuit outputs a
ここで、上記出力バッファ36から出力される内部クロックTxは、同じ半導体集積回路内に設けられるオフチップドライバ回路におけるデータ出力動作を制御するための制御クロックとして使用される。また、この場合、上記内部クロックTxは、外部クロックCKの2倍の周波数を有しており、先のDDR方式による制御クロックとして使用される。
Here, the internal clock Tx output from the
図2は、図1中の同期回路31の詳細な回路構成を示している。この同期回路31は、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD11及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路31では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ1個の入力バッファと出力バッファにおける信号遅延時間に相当する遅延量を持つように設定されている。また、SAD回路SAD11の後退パルス用遅延線16内には複数の単位遅延素子が設けられている。そして、この同期回路31からは、外部クロックCKに同期した内部クロックTuが出力される。
FIG. 2 shows a detailed circuit configuration of the
図3は、図1中の同期回路32の詳細な回路構成を示している。この同期回路32は、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD12及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路32では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ2個の入力バッファと出力バッファにおける信号遅延時間に相当する遅延量を持つように設定されている。
FIG. 3 shows a detailed circuit configuration of the
具体的には、ディレイモニタ回路12は、この同期回路32における入力バッファ11とそれぞれ等価な回路構成の2個の入力バッファ37、38と、この同期回路32における出力バッファ18とそれぞれ等価な回路構成の出力バッファ39、40とが縦列接続された構成にされている。
Specifically, the
また、SAD回路SAD12の後退パルス用遅延線16の単位遅延素子の数は単位遅延素子の数の半数に減らされている。従って、この同期回路32からは、外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックTdが出力される。
Further, the number of unit delay elements of the backward
図4は、図1中の同期回路33及び34の詳細な回路構成を示している。この同期回路33及び34は、同期回路33の入力クロックがTuで、同期回路34の入力クロックがTdと入力クロックが異なるだけなのでまとめて説明を行う。
FIG. 4 shows a detailed circuit configuration of the
この同期回路33及び34は、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD13及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路33及び34では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ1個の入力バッファと出力バッファにおける信号遅延時間に相当する遅延量と、図1中のOR回路35における信号遅延時間に相当する遅延量と、このOR回路35の出力が入力される図1中の出力バッファ36における信号遅延時間に相当する遅延量と、オフチップドライバ回路における信号遅延時間に相当する遅延量の総和の遅延量を持つように設定されている。
The
具体的には、ディレイモニタ回路12は、この同期回路33及び34における入力バッファ11と等価な回路構成の入力バッファ41と、この同期回路33及び34における出力バッファ18と等価な回路構成の出力バッファ42と、図1中のOR回路35と等価な回路構成を有し一端が接地されたOR回路43と、図1中の出力バッファ36と等価な回路構成の出力バッファ44と、内部クロックTxが供給され、この内部クロックTxに基づいてデータ出力動作が制御される図示しないオフチップドライバ回路と等価な回路構成かつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する模倣回路45とが縦列接続された構成にされている。
Specifically, the
この同期回路33及び34からは、基本的には内部クロックTuまたはTdに同期した内部クロックaTx1またはaTx2が出力される。
The
ところが、ディレイモニタ回路12におけるクロックの伝播経路の途中には、図1中のOR回路35と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこのOR回路35と実質的に等しいOR回路43と、出力バッファ36と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこの出力バッファ36と実質的に等しい出力バッファ44と、オフチップドライバと等価な回路構成でかつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する模倣回路45とが挿入されているので、これら各回路の遅延時間の総和の分だけSAD回路SAD13に対する入力が遅延され、この結果、出力バッファ18から出力される内部クロックaTx1またはaTx2は、内部クロックTuまたはTdに対し、OR回路35における信号遅延時間分と出力バッファ44における信号遅延時間分とオフチップドライバ回路における信号遅延時間分だけ位相が早められている。
However, in the middle of the clock propagation path in the
そして、このようにして得られた内部クロックaTx1及びaTx2が図1中のOR回路35に入力されることによりクロックaTxが得られる。このクロックaTxは出力バッファ36に入力され、この出力バッファ36から内部クロックTxが出力される。
Then, the internal clocks aTx1 and aTx2 obtained in this way are input to the
ここで、先の内部クロックaTx1及びaTx2がOR回路35を通過することにより、予めこのOR回路35における信号遅延時間分だけ早められていた内部クロックaTx1及びaTx2の位相がその分だけ遅れてクロックaTxとなり、クロックaTxが出力バッファ36を通過することにより、予めこの出力バッファ36における信号遅延時間分だけ早められている内部クロックaTxの位相がその分だけ遅れてクロックTxとなる。従って、得られる内部クロックTxは外部クロックCKの2倍の周波数を持ち、かつ外部クロックCKに対しオフチップドライバ回路における信号遅延時間だけ位相が早められたものとなる。
Here, when the internal clocks aTx1 and aTx2 pass through the
すなわち、このクロックTxを用いてオフチップドライバ回路におけるデータ出力動作を制御すれば、このオフチップドライバ回路からのデータ出力タイミングは外部クロックCKに同期したものとなり、外部クロックCKに対してデータ出力動作を遅れなくすることができる。 That is, if the data output operation in the off-chip driver circuit is controlled using the clock Tx, the data output timing from the off-chip driver circuit is synchronized with the external clock CK, and the data output operation with respect to the external clock CK is performed. Can keep up with the delay.
図5は、上記第1の実施の形態回路における動作の一例を示すタイミングチャートである。ここで、例えば、図2の同期回路31中のSAD回路SAD11がΔτ1、図3の同期回路32中のSAD回路SAD12がΔτ2の同期誤差を含んでいたとする。この場合には、図5に示すように、内部クロックTuは、破線で示す同期誤差のない理想の内部クロックTuに対してΔτ1の同期誤差が生じる。同様に、内部クロックTdについても、同期誤差のない破線で示す理想の内部クロックTdに対してΔτ2の同期誤差が生じる。また、図4に示す一方の同期回路33では、内部クロックTuに含まれる同期誤差Δτ1に対して、SAD回路SAD13に含まれる同期誤差(例えばこれをδ3とする)が加算されるのみであるため、その出力クロックaTx1には、破線で示す同期誤差のない理想の内部クロックaTx1に対してΔτ1+δ3の同期誤差が生じる。
FIG. 5 is a timing chart showing an example of the operation in the circuit of the first embodiment. Here, for example, it is assumed that the SAD circuit SAD11 in the
同様に、図4に示す他方の同期回路34では、内部クロックTdに含まれる同期誤差Δτ2に対して、SAD回路SAD13に含まれる同期誤差(例えばこれをδ4とする)が加算されるのみであるため、その出力クロックaTx2には、破線で示す同期誤差のない理想の内部クロックaTx2に対してΔτ2+δ4の同期誤差が生じる。そして、上記クロックaTx1とaTx2は、その後、OR回路35によってOR論理が取られ、SAD回路を通過しないので、クロックTxに含まれる同期誤差は、元々クロックaTx1とaTx2に含まれているΔτ1+δ3もしくはΔτ2+δ4となる。
Similarly, in the
ここで、例えば、各SAD回路における同期誤差を従来と同様にΔτとすると、内部クロックTxに含まれる同期誤差は高々2Δτとなり、従来に比べて同期誤差を小さくすることができる。 Here, for example, if the synchronization error in each SAD circuit is Δτ as in the conventional case, the synchronization error included in the internal clock Tx is at most 2Δτ, and the synchronization error can be reduced as compared with the conventional case.
図6はこの発明の第2の実施の形態に係る半導体集積回路に設けられるオフチップドライバ用制御信号発生回路のブロック回路図である。この回路は、外部クロックCKから内部クロックaTx1を出力する同期回路51と、外部クロックCKから内部クロックaTx2を出力する同期回路52と、上記両内部クロックaTx1及びaTx2が入力されるOR回路53と、このOR回路53から出力される内部クロックaTxが入力され、オフチップドライバ回路を制御するための内部クロックTxを出力する出力バッファ54とから構成されている。
FIG. 6 is a block circuit diagram of an off-chip driver control signal generation circuit provided in a semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. This circuit includes a
上記一方の同期回路51は、外部クロックCKと同期し、この外部クロックCKに対して、OR回路53における信号遅延時間分と出力バッファ54における信号遅延時間分及びオフチップドライバ回路における信号遅延時間分の総和の信号遅延時間分だけ位相が早められた内部クロックaTx1を出力する。
The one
上記他方の同期回路52は、外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックと同期し、さらにこの内部クロックCKに対して、OR回路53における信号遅延時間分と出力バッファ54における信号遅延時間分及びオフチップドライバ回路における信号遅延時間分の総和の信号遅延時間分だけ位相が早められた内部クロックaTx2を出力する。
The
図7は、図6中の同期回路51の詳細な回路構成を示している。この同期回路51は、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD21及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路31では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ1個の入力バッファ11と出力バッファ18における信号遅延時間に相当する遅延量と、OR回路53における信号遅延時間に相当する遅延量と、出力バッファ54における信号遅延時間に相当する遅延量と、オフチップドライバ回路における信号遅延時間に相当する遅延量の総和の遅延量を持つように設定されている。
FIG. 7 shows a detailed circuit configuration of the
具体的には、ディレイモニタ回路12は、この同期回路51における入力バッファ11と等価な回路構成の入力バッファ61と、この同期回路51における出力バッファ18と等価な回路構成の出力バッファ62と、図6中のOR回路53と等価な回路構成を有し一端が接地されたOR回路63と、図6中の出力バッファ54と等価な回路構成の出力バッファ64と、内部クロックTxが供給され、この内部クロックTxに基づいてデータ出力動作が制御される図示しないオフチップドライバ回路と等価な回路構成かつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する模倣回路65とが縦列接続された構成にされている。
Specifically, the
この同期回路51からは、基本的には外部クロックCKに同期した内部クロックaTx1が出力される。
The
ところが、ディレイモニタ回路12におけるクロックの伝播経路の途中には、図6中のOR回路53と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこのOR回路53と実質的に等しいOR回路63と、出力バッファ54と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこの出力バッファ54と実質的に等しい出力バッファ64と、オフチップドライバ回路と等価な回路構成でかつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する模倣回路65とが挿入されているので、これら各回路の遅延時間の総和の分だけSAD回路SAD21に対する入力が遅延され、この結果、出力バッファ18から出力される内部クロックaTx1は、外部クロックCKに対し、OR回路63における信号遅延時間分と出力バッファ54における信号遅延時間分とオフチップドライバ回路における信号遅延時間分だけ位相が早められている。
However, in the middle of the clock propagation path in the
図8は、図6中の同期回路52の詳細な回路構成を示している。この同期回路52は、図19の同期回路と同様に、入力バッファ11、ディレイモニタ回路12、SAD回路SAD22及び出力バッファ18で構成されている。この同期回路52では、ディレイモニタ回路12はそれぞれ1個の入力バッファ11と出力バッファ18における信号遅延時間にの2倍に相当する遅延量と、OR回路53における信号遅延時間の2倍に相当する遅延量と、出力バッファ54における信号遅延時間の2倍に相当する遅延量と、オフチップドライバ回路における信号遅延時間の2倍に相当する遅延量の総和の遅延量を持つように設定されている。
FIG. 8 shows a detailed circuit configuration of the
具体的には、ディレイモニタ回路12は、この同期回路52における入力バッファ11と等価な回路構成の入力バッファ71、72と、この同期回路52における出力バッファ18と等価な回路構成の出力バッファ73、74と、図6中のOR回路53と等価な回路構成を有し一端が接地されたOR回路75、76と、図6中の出力バッファ54と等価な回路構成の出力バッファ77、78と、内部クロックTxが供給され、この内部クロックTxに基づいてデータ出力動作が制御される図示しないオフチップドライバと等価な回路構成かつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する模倣回路79、80とが縦列接続された構成にされている。
Specifically, the
また、SAD回路SAD22の後退パルス用遅延線16の単位遅延素子の数は単位遅延素子の数の半数に減らされている。
The number of unit delay elements of the backward
従って、この同期回路52からは、基本的には外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックが出力される。しかし、そのディレイモニタ回路12におけるクロックの伝播経路の途中には、図6中のOR回路53と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこのOR回路53と実質的に等しい2個のOR回路75、76と、出力バッファ54と等価な回路構成を有し、信号遅延量がこの出力バッファ54と実質的に等しい2個の出力バッファ77、78と、オフチップドライバ回路と等価な回路構成でかつ等価な回路パターンを持ち、オフチップドライバ回路と実質的に等しい信号遅延時間を有する2個の模倣回路79、80とが挿入されているので、これら各回路の遅延時間の総和の分だけSAD回路SAD22に対する入力が遅延され、この結果、出力バッファ18から出力される内部クロックaTx2は、外部クロックCKに対して位相が180°シフトされたクロックに対し、OR回路53における信号遅延時間分と出力バッファ54における信号遅延時間分とオフチップドライバ回路における信号遅延時間分だけ位相が早められている。
Accordingly, the synchronizing
そして、同期回路51から出力される内部クロックaTx1と同期回路52から出力される内部クロックaTx2がOR回路53を通過することにより、予めこのOR回路53における信号遅延時間分だけ早められていた内部クロックaTx1及びaTx2の位相がその分だけ遅れかつCKに対して2倍の周波数を持つクロックaTxとなり、さらにこのクロックaTxが出力バッファ54を通過することにより、予めこの出力バッファ54における信号遅延時間分だけ早められている内部クロックaTxの位相がその分だけ遅れてクロックTxとなる。従って、得られる内部クロックTxは外部クロックCKの2倍の周波数を持ち、かつ外部クロックCKに対しオフチップドライバ回路における信号遅延時間だけ位相が早められたものとなる。
The internal clock aTx1 output from the
すなわち、このクロックTxを用いてオフチップドライバ回路における出力動作を制御すれば、このオフチップドライバ回路からのデータ出力タイミングは外部クロックCKに同期したものとなり、外部クロックCKに対してデータ出力動作を遅れなくすることができる。 That is, if the output operation in the off-chip driver circuit is controlled using the clock Tx, the data output timing from the off-chip driver circuit is synchronized with the external clock CK, and the data output operation with respect to the external clock CK is performed. There can be no delay.
なお、この実施の形態では、外部クロックCKに同期した内部クロックTu及び外部クロックCKに対して位相が180°シフトした内部クロックTdは出力されないが、両内部クロックTu及びTdが必要であれば、図2及び図3に示した同期回路31、32を設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the internal clock Tu synchronized with the external clock CK and the internal clock Td whose phase is shifted by 180 ° with respect to the external clock CK are not output. However, if both the internal clocks Tu and Td are required, The
また、内部クロックTu及びTdが必要でなければ同期回路31、32が不要となり、全体でSAD回路は2個設ければよいので、チップ面積や消費電力を大幅に削減することができる。
Further, if the internal clocks Tu and Td are not required, the
図9は、上記第2の実施の形態回路において、内部クロックTu及びTdを出力する同期回路31、32を設けた場合の動作の一例を示すタイミングチャートである。ここで、例えば、図2の同期回路31中のSAD回路SAD11がΔτ1、図3中の同期回路32中のSAD回路SAD12がΔτ2の同期誤差を含んでおり、かつ図7の同期回路51中のSAD回路SAD21がδ3、図8中の同期回路52中のSAD回路SAD22がδ4の同期誤差を含んでいたとする。
FIG. 9 is a timing chart showing an example of the operation when the synchronizing
この場合には、図9に示すように、内部クロックaTx1は、破線で示す同期誤差のない理想の内部クロックに対してδ3の同期誤差が生じる。同様に、内部クロックaTx2についても、同期誤差のない破線で示す理想の内部クロックに対してδ4の同期誤差が生じる。そして、上記内部クロックaTx1とaTx2は、その後、OR回路53によってOR論理が取られ、SAD回路を通過することがないので、クロックTxに含まれる同期誤差は、元々クロックaTx1とaTx2に含まれているδ3もしくはδ4となる。
In this case, as shown in FIG. 9, the internal clock aTx1 has a synchronization error of δ3 with respect to an ideal internal clock having no synchronization error indicated by a broken line. Similarly, for the internal clock aTx2, a synchronization error of δ4 occurs with respect to an ideal internal clock indicated by a broken line with no synchronization error. Then, since the internal clocks aTx1 and aTx2 are ORed by the
ここで、例えば、各SAD回路における同期誤差を従来と同様にΔτとすると、内部クロックTxに含まれる同期誤差は高々Δτとなり、第1の実施の形態回路に比べてさらに同期誤差を小さくすることができる。 Here, for example, if the synchronization error in each SAD circuit is Δτ as in the conventional case, the synchronization error included in the internal clock Tx is at most Δτ, and the synchronization error is further reduced as compared with the circuit of the first embodiment. Can do.
ところで、上記第1、第2の実施の形態では、図5、図9のタイミングチャートに示すように、外部クロックCKのデューティが低い場合、すなわちCKが“L”レベルになっている期間に対して“H”レベルになっている期間が十分に短い場合について説明したが、外部クロックCKのデューティが高くなると、例えば図1に示した第1の実施の形態回路のOR回路35で内部クロックaTx1及びaTx2のOR論理を取った際に両内部クロックの“H”レベル期間が互いに重なり合ってしまうことがある。
By the way, in the first and second embodiments, as shown in the timing charts of FIGS. 5 and 9, when the duty of the external clock CK is low, that is, for a period in which CK is at “L” level. However, when the duty of the external clock CK becomes high, for example, the
このような場合には、OR回路35の入力側にそれぞれパルス化回路を設けて、内部クロックaTx1及びaTx2の“H”レベル期間を短くした後にOR回路35でOR論理を取るようにすればよい。ただし、このパルス化回路を設けた場合には、信号遅延時間を整合させるために同期回路33、34のディレイモニタ回路内にパルス化回路と等価な信号遅延量を持つ回路を設ける必要がある。
In such a case, a pulsing circuit may be provided on the input side of the
次に上記各実施の形態の回路から出力される内部クロックTxを使用してデータの出力制御を行うオフチップドライバ回路及び各実施の形態の回路で使用されるオフチップドライバ回路と等価な信号遅延量を有する模倣回路について説明する。 Next, an off-chip driver circuit that performs data output control using the internal clock Tx output from the circuit of each of the above embodiments and a signal delay equivalent to the off-chip driver circuit used in the circuit of each of the embodiments An imitation circuit having a quantity will be described.
図10はオフチップドライバ回路の概略的な構成を示すブロック図である。オフチップドライバ回路91は、前段で発生したデータDoutに対して、出力データである“1”や“0”に対応する電圧信号VDoutを、外部クロックに同期するように出力制御信号OCDOUTが例えば“H”レベルとなるタイミングで出力パッドに出力する。また、出力制御信号OCDOUTが“L”レベルの期間では、出力データに対応した電圧信号VDoutは出力パッドには出力されず、出力パッドは電源から切り離されてハイインピーダンスの状態となる。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of an off-chip driver circuit. The off-
ここで、上記出力制御信号OCDOUTは、図1または図6に示した内部クロックTxに基づいた信号である。 Here, the output control signal OCDOUT is a signal based on the internal clock Tx shown in FIG. 1 or FIG.
また、特に高速動作が要求されるI/O部では、内部データの2ビットを外部データの1ビットにパラレル−シリアル変換して出力する方式が採用される。図11はこのパラレル−シリアル方式のオフチップドライバ回路の概略的な構成を示すブロック図である。 In particular, in an I / O unit that requires high-speed operation, a system is adopted in which 2 bits of internal data are converted into 1 bit of external data by parallel-serial conversion. FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of this parallel-serial off-chip driver circuit.
前段で発生した一方のデータDout1はオフチップドライバ回路92に入力され、他方のデータDout2はオフチップドライバ回路93に入力される。上記両オフチップドライバ回路92、93におけるデータ出力動作は、出力制御信号OCDOUTが入力されるDout選択回路94によって行われる。なお、上記両オフチップドライバ回路92、93の出力は共通に接続されている。
One data Dout1 generated in the preceding stage is input to the off-
また、上記Dout選択回路94には、上記出力制御信号OCDOUTの他に、図1または図6に示した内部クロックTu、Tdに基づいた内部クロックTu′、Td′が入力される、そして、例えば一方のDout1選択信号は内部クロックTu′に同期して出力され、他方のDout2選択信号は内部クロックTd′に同期して出力される。
In addition to the output control signal OCDOUT, the
次に、図11のような構成のオフチップドライバ回路の動作の一例を図12に示すタイミングチャートを用いて説明する。いま、例えば、一方のオフチップドライバ回路92にはデータDout1として“H”のデータが入力され、他方のオフチップドライバ回路93にはデータDout2として“L”のデータが入力されているとする。そして、まず出力制御信号OCDOUTが“H”レベルに立ち上がった後は、Dout選択回路94からDout1選択信号が出力され、一方のオフチップドライバ回路92が選択されて、データDout1に応じた電圧信号VDoutが出力パッドに出力される。従って、電圧信号VDoutは“H”レベルに立ち上がる。
Next, an example of the operation of the off-chip driver circuit configured as shown in FIG. 11 will be described with reference to the timing chart shown in FIG. Now, for example, it is assumed that “H” data is input to one off-
出力制御信号OCDOUTが“L”レベルに下がった後に再び“H”レベルに立ち上がると、今度はDout選択回路94からDout2選択信号が出力される。従って、今度は他方のオフチップドライバ回路93が選択され、電圧信号VDoutは“L”レベルに下がる。なお、出力パッドには負荷が存在しているので、“L”レベルに下がった電圧信号VDoutはこの負荷を介して充電され、最終的には元の状態に戻る。
When the output control signal OCDOUT falls to “H” level again after falling to “L” level, the
このように、出力制御信号OCDOUTに応じて2つのオフチップドライバ回路の選択信号が順次活性化され、2ビットのデータが出力パッドに順次出力される。 As described above, the selection signals of the two off-chip driver circuits are sequentially activated according to the output control signal OCDOUT, and 2-bit data is sequentially output to the output pad.
ところで、図11の回路において、出力制御信号OCDOUTが“H”レベルになってから、実際に出力パッドに信号が出力されるまでには所定の遅延時間DOCD(例えば1nS)が存在している。出力制御信号OCDOUTはこのオフチップドライバ回路における遅延時間分を補償するために、DOCD分だけ外部クロックに対して先行している必要がある。 In the circuit of FIG. 11, there is a predetermined delay time DOCD (for example, 1 nS) from when the output control signal OCDOUT becomes “H” level until the signal is actually output to the output pad. The output control signal OCDOUT needs to precede the external clock by DOCD in order to compensate for the delay time in the off-chip driver circuit.
先の第1及び第2の実施の形態では、同期回路(例えば図2、図3、図4等に示す同期回路31、32、33、34)を用いることによって、内部クロックTxを外部クロックCKに対してオフチップドライバ回路における遅延時間分だけ先行させている。そして、上記各同期回路において、DOCD分の遅延時間を正確に再現するために、オフチップドライバ回路と等価な回路構成でかつ等価な回路パターンを有し、オフチップドライバ回路と等価な信号遅延量を有する模倣回路を用いている。すなわち、製造プロセスのばらつき等の影響により、オフチップドライバ回路の特性が変化した時には、同じように模倣回路の特性が変化するので、オフチップドライバ回路と模倣回路とは等価な回路構成でかつ等価な回路パターンを有するものであることが望ましい。
In the first and second embodiments, the internal clock Tx is converted to the external clock CK by using a synchronous circuit (for example, the
しかし、図11の回路をそのまま模倣回路として用いて、OCDOUTを模倣回路の入力とし、VDoutを模倣回路の出力とした場合には以下のような問題が生じる。例えば、図11の回路において、Dout1を“H”に、Dout2を“L”にそれぞれ固定し、Dout1選択信号を活性化する場合を考える。Dout1選択信号が活性化されて“H”レベルになった時は、オフチップドライバ回路92が選択され、電圧信号VDoutは“H”レベルになる。しかし、次にOCDOUTが“L”レベルになり、VDoutがハイインピーダンス状態になると、VDoutは元の“H”レベルのままとなり、“L”レベルには下がらないので、次段に信号が伝達されていかない。従って、図11の回路をそのまま模倣回路として使用することはできない。
However, when the circuit of FIG. 11 is used as it is as a mimic circuit, OCDOUT is used as an input of the mimic circuit, and VDout is used as an output of the mimic circuit, the following problems arise. For example, in the circuit of FIG. 11, consider a case where Dout1 is fixed to “H”, Dout2 is fixed to “L”, and the Dout1 selection signal is activated. When the Dout1 selection signal is activated and becomes “H” level, the off-
そこで、2ビットのパラレル−シリアル方式のオフチップドライバに対応した模倣回路として、図13に示すような構成のものを使用する。この図13に示す模倣回路は、先の図11に示すものと同様に2個のオフチップドライバ回路92、93とDout選択回路94とが設けられている。しかし、図11の回路と異なる点は、Dout2選択信号を用いる代わりに、Dout1選択信号をインバータ95を用いて反転し、オフチップドライバ回路93の選択動作に使用するようにしたことである。
Therefore, a circuit having a configuration as shown in FIG. 13 is used as an imitation circuit corresponding to a 2-bit parallel-serial off-chip driver. The imitation circuit shown in FIG. 13 is provided with two off-
このような構成の模倣回路によれば、図14のタイミングチャートに示すように、出力制御信号OCDOUTが“H”レベルに立ち上がった後にDout1選択信号が活性化されて、オフチップドライバ回路92が選択され、電圧信号VDoutが“H”レベルになる。そして、次に出力制御信号OCDOUTが“L”レベルに下がると、Dout1選択信号が非活性化となり、オフチップドライバ92の選択状態が解除される。また、Dout1選択信号が非活性となることにより、インバータ95の出力は“H”レベルになり、今度はオフチップドライバ回路93が選択されて、電圧信号VDoutは“L”レベルに下がる。すなわち、このような回路を用いれば、出力制御信号OCDOUTとしてクロックを入力すれば先の遅延時間DOCDだけ遅れたクロックとしての電圧信号VDoutが立ち上がることになり、出力制御信号OCDOUTから電圧信号VDoutまでの遅延時間は実際のオフチップドライバ回路と同じものとなる。
According to the imitation circuit having such a configuration, as shown in the timing chart of FIG. 14, the Dout1 selection signal is activated after the output control signal OCDOUT rises to the “H” level, and the off-
なお、オフチップドライバ回路93を選択する信号は、インバータ95における信号遅延時間の分だけ遅延することになるが、これは電圧信号VDoutの立ち下がりを決める信号であり、これが遅れたとしても電圧信号VDoutの立ち上がりには影響を与えない。
The signal for selecting the off-
また、実際のオフチップドライバ回路では電圧信号VDoutが出力されるノードには所定パターンのパッドが形成されている。そして、このパッドは電圧信号VDoutに対して負荷として作用する。従って、模倣回路における信号遅延時間を実際のオフチップドライバ回路に対して正確に合わせるためには、この模倣回路の電圧信号VDoutのノードに対して、実際のパッドと同じパターンのダミーパッド96を設けるようにすればよい。 In an actual off-chip driver circuit, a pad having a predetermined pattern is formed at a node from which the voltage signal VDout is output. This pad acts as a load for the voltage signal VDout. Therefore, in order to accurately match the signal delay time in the mimic circuit with the actual off-chip driver circuit, a dummy pad 96 having the same pattern as the actual pad is provided for the node of the voltage signal VDout of the mimic circuit. What should I do?
ところで、オフチップドライバ回路では“H”レベルデータを出力するときと“L”レベルデータを出力するときの遅延時間が同じであることが好ましいが、実際のオフチップドライバでは両遅延時間が異なっている場合がある。 By the way, in the off-chip driver circuit, it is preferable that the delay time when outputting “H” level data is the same as that when outputting “L” level data. However, in an actual off-chip driver, both delay times are different. There may be.
図15は先の図11に示した2ビット、パラレル−シリアル方式のオフチップドライバ回路において、“H”レベルデータ出力時の遅延時間が早い場合のタイミングチャートを示している。この場合、一方のオフチップドライバ回路92の入力データDout1は“H”レベルに固定され、他方のオフチップドライバ回路93の入力データDout2は“L”レベルに固定されている。図示のように、オフチップドライバ回路92が選択されて電圧信号VDoutが“H”レベルに立ち上がるときの遅延時間DOCDHは短い。
FIG. 15 shows a timing chart when the delay time at the time of “H” level data output is early in the 2-bit parallel-serial off-chip driver circuit shown in FIG. In this case, the input data Dout1 of one off-
これに対して、図16は“L”レベルデータ出力時の遅延時間が遅い場合のタイミングチャートを示している。この場合、一方のオフチップドライバ92の入力データDout1は“L”レベルに固定され、他方のオフチップドライバ回路93の入力データDout2は“H”レベルに固定されている。図示のように、オフチップドライバ回路92が選択されて電圧信号VDoutが“L”レベルに下がるときの遅延時間DOCDLは長い。
On the other hand, FIG. 16 shows a timing chart when the delay time when outputting the “L” level data is slow. In this case, the input data Dout1 of one off-
両遅延時間が異なる原因は、回路方式の違い、すなわちオフチップドライバ回路を構成しているP、N両チャネルのMOSトランジスタのうち、“H”レベルを出力するPチャネルMOSトランジスタのチャネル幅が、“L”レベルを出力するNチャネルMOSトランジスタのチャネル幅よりも十分に大きくされている場合や、製造プロセスのばらつきに起因している。 The cause of the difference in both delay times is the difference in circuit system, that is, the channel width of the P channel MOS transistor that outputs the “H” level among the P and N channel MOS transistors constituting the off-chip driver circuit. This is because the channel width of the N-channel MOS transistor that outputs the “L” level is sufficiently larger or due to variations in the manufacturing process.
この場合、図11に示すように、入力データDout1を“H”レベルに、入力データDout2を“L”レベルに固定した模倣回路では、入力クロックが“H”レベルに立ち上がり、その出力クロックが“H”レベルに立ち上がるときの遅延時間は正確に再現することはできる。しかし、オフチップドライバ回路の出力データが“L”レベルに下がる時の遅延時間を正確に再現することはできず、誤差が大きくなってしまう。 In this case, as shown in FIG. 11, in the imitation circuit in which the input data Dout1 is fixed to the “H” level and the input data Dout2 is fixed to the “L” level, the input clock rises to the “H” level and the output clock is “ The delay time when rising to the H "level can be accurately reproduced. However, the delay time when the output data of the off-chip driver circuit falls to the “L” level cannot be accurately reproduced, and the error becomes large.
そこで、オフチップドライバ回路の出力データが“H”レベル及び“L”レベルに変化する時のオフチップドライバ回路における信号遅延時間を共に補償して外部クロックに同期して出力することができる、この発明の第3の実施の形態について以下に説明する。 Therefore, both the signal delay time in the off-chip driver circuit when the output data of the off-chip driver circuit changes to the “H” level and “L” level can be compensated for and output in synchronization with the external clock. A third embodiment of the invention will be described below.
図17はこの第3の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路のブロック図である。図において、101は、例えば図1に示す第1の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路もしくは図6に示す第2の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路と同様の回路構成を有し、かつ前記模倣回路として図4中の模倣回路45または図7中の模倣回路65と図8中の模倣回路(79、80)と同様の回路構成を有し、かつ信号遅延時間がオフチップドライバ回路における“H”レベルデータ出力時の信号遅延時間と等価な模倣回路102を有する出力制御信号発生回路である。
FIG. 17 is a block diagram of an off-chip driver control signal generation circuit according to the third embodiment. In the figure,
また、103は、例えば図1に示す第1の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路もしくは図6に示す第2の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路と同様の回路構成を有し、かつ前記模倣回路として図4中の模倣回路45または図7中の模倣回路65と図8中の模倣回路79、80)と同様の回路構成を有し、かつ信号遅延時間がオフチップドライバ回路における“L”レベルデータ出力時の信号遅延時間と等価な模倣回路104を有する出力制御信号発生回路である。
そして、上記一方の出力制御信号発生回路101から出力される出力制御信号OCDOUTH及び他方の出力制御信号発生回路103から出力される出力制御信号OCDOUTLはオフチップドライバ回路105に入力される。
The output control signal OCDOUTH output from the one output control
図18は、上記オフチップドライバ回路105の構成を示すブロック図である。この回路では、前記図11中のDout選択回路94に対応するものとして、上記出力制御信号OCDOUTHが入力され、この信号に応じてDout1選択信号とDout2選択信号とを出力するDout選択回路94aと、上記出力制御信号OCDOUTLが入力され、この信号に応じてDout1選択信号とDout2選択信号とを出力するDout選択回路94bとが設けられている。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the off-
上記両Dout選択回路94a、94bから出力される2系統の選択信号は前記各オフチップドライバ回路(92のみ図示)毎に設けられた選択回路97に入力される。この選択回路97には、オフチップドライバ回路92に対するデータDout1のレベルを検出し、この検出されたレベルに応じてDout選択回路94a、94bのいずれか一系統の選択信号を選択して対応するオフチップドライバ回路92に出力する。
The two systems of selection signals output from both the
ここで、オフチップドライバ回路92が“H”レベルのデータDout1を出力する場合には、選択回路97によってDout選択回路94aからの選択信号が選択されてオフチップドライバ回路92に入力される。他方、オフチップドライバ回路92が“L”レベルのデータDout1を出力する場合には、選択回路97によってDout選択回路94bからの選択信号が選択されてオフチップドライバ回路92に入力される。
When the off-
従って、この実施の形態では、“H”レベルデータ選択時と“L”レベルデータ選択時におけるデータ選択信号からデータ出力までの遅延時間が異なるオフチップドライバ回路についても、それぞれの遅延時間分だけ先行した出力選択信号を用いて選択動作が制御されるので、いずれのときにも外部クロックに同期してデータを出力することができる。 Therefore, in this embodiment, the off-chip driver circuits having different delay times from the data selection signal to the data output at the time of “H” level data selection and “L” level data selection are also preceded by the respective delay times. Since the selection operation is controlled using the output selection signal, data can be output in synchronization with the external clock at any time.
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく種々の変形が可能であることはいうまでもない。例えば、各実施の形態では、外部クロックCKに同期した内部クロックTxを出力する場合について説明したが、これは外部クロックCKの替わりに、チップ内部に設けられた別の同期回路から出力される内部クロックから内部クロックTxを出力させるようにしてもよいし、あるいはチップ内部の別の同期回路から出力されていない非同期のクロックから内部クロックTxを出力させるようにしてもよい。 Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in each embodiment, the case where the internal clock Tx synchronized with the external clock CK is output has been described, but this is an internal clock output from another synchronization circuit provided in the chip instead of the external clock CK. The internal clock Tx may be output from the clock, or the internal clock Tx may be output from an asynchronous clock that is not output from another synchronous circuit in the chip.
また、図17に示す第3の実施の形態では、一方及び他方の出力制御信号を発生する出力制御信号発生回路103、104としてそれぞれ、例えば図1に示す第1の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路もしくは図6に示す第2の実施の形態によるオフチップドライバ用制御信号発生回路と同様の回路構成を有するものを使用する場合について説明したが、これに限らず、要するにオフチップドライバ回路における“H”レベル、“L”レベルデータ出力時の信号遅延時間を補償することができるような内部クロックを発生するものであればどのようなものでも使用することができる。
In the third embodiment shown in FIG. 17, the off-chip driver according to the first embodiment shown in FIG. 1, for example, is used as each of the output control
11、37、38、41、61、71、72…入力バッファ、12…ディレイモニタ回路、14…前進パルス用遅延線、16…後退パルス用遅延線、18、36、39、40、42、44、54、62、64、73、74、77、78…出力バッファ、31、32、33、34、51、52…同期回路、35、43、53、63…OR回路、45、65、79、80、102、104…模倣回路、91、92、93、105…オフチップドライバ回路、94、94a、94b…Dout選択回路、95…インバータ、96…ダミーパッド、97…選択回路、101、103…出力制御信号発生回路、SAD11、SAD12、SAD13、SAD21、SAD22…SAD回路。
11, 37, 38, 41, 61, 71, 72 ... input buffer, 12 ... delay monitor circuit, 14 ... forward pulse delay line, 16 ... backward pulse delay line, 18, 36, 39, 40, 42, 44 54, 62, 64, 73, 74, 77, 78 ...
Claims (5)
上記オフチップドライバ回路で“H”レベルデータの出力時に使用される第1の出力制御信号を発生する第1の出力制御信号発生回路と、
上記オフチップドライバ回路で“L”レベルデータの出力時に使用される第2の出力制御信号を発生する第2の出力制御信号発生回路
とを具備したことを特徴とする半導体集積回路。 An off-chip driver circuit that outputs data based on an output control signal, and has different signal delay times from the output control signal to data output at the time of “H” level data output and “L” level data output;
A first output control signal generating circuit for generating a first output control signal used when outputting "H" level data in the off-chip driver circuit;
And a second output control signal generating circuit for generating a second output control signal for use in outputting "L" level data in the off-chip driver circuit.
第1のクロックが入力され、この第1のクロックに同期しかつ少なくとも前記オフチップドライバ回路から“H”レベルデータが出力される時の第1の出力制御信号からデータ出力までの信号遅延時間分だけ位相が早められた第2のクロックを出力する第1の同期回路と、
第3のクロックが入力され、この第3のクロックに同期しかつ少なくとも前記オフチップドライバ回路から“H”レベルデータが出力される時の第1の出力制御信号からデータ出力までの信号遅延時間分だけ位相が早められかつ上記第2のクロックとは周波数が異なる第4のクロックを出力する第2の同期回路と、
上記第2のクロックと上記第4のクロックとが入力され、前記オフチップドライバ回路から“H”レベルデータが出力される時のデータ出力動作を制御するための第5のクロックを出力する第1のOR回路とを有し、
前記第2の出力制御信号発生回路は、
第6のクロックが入力され、この第6のクロックに同期しかつ少なくとも前記オフチップドライバ回路から“L”レベルデータが出力される時の第2の出力制御信号からデータ出力までの信号遅延時間分だけ位相が早められた第7のクロックを出力する第3の同期回路と、
第8のクロックが入力され、この第8のクロックに同期しかつ少なくとも前記オフチップドライバ回路から“L”レベルデータが出力される時の第2の出力制御信号からデータ出力までの信号遅延時間分だけ位相が早められかつ上記第7のクロックとは周波数が異なる第9のクロックを出力する第4の同期回路と、
上記第7のクロックと上記第9のクロックとが入力され、上記オフチップドライバ回路から“L”レベルデータが出力される時のデータ出力動作を制御するための第10のクロックを出力する第2のOR回路
とを有して構成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。 The first output control signal generation circuit includes:
A signal delay time from the first output control signal to the data output when the first clock is input, and at least “H” level data is output from the off-chip driver circuit in synchronization with the first clock. A first synchronization circuit that outputs a second clock whose phase is advanced by
A third clock is input, and is synchronized with the third clock, and at least the signal delay time from the first output control signal to the data output when “H” level data is output from the off-chip driver circuit. A second synchronization circuit that outputs a fourth clock that is advanced in phase by a phase and different in frequency from the second clock;
A first clock that outputs a fifth clock for controlling a data output operation when the second clock and the fourth clock are input and "H" level data is output from the off-chip driver circuit. An OR circuit of
The second output control signal generation circuit includes:
A sixth clock is input, and is synchronized with the sixth clock and at least a signal delay time from the second output control signal to the data output when “L” level data is output from the off-chip driver circuit. A third synchronization circuit for outputting a seventh clock whose phase is advanced by a period;
A signal delay time from the second output control signal to the data output when the eighth clock is input, and at least “L” level data is output from the off-chip driver circuit in synchronization with the eighth clock. A fourth synchronization circuit that outputs a ninth clock having a phase that is advanced by a phase and a frequency different from that of the seventh clock;
The second clock that outputs the tenth clock for controlling the data output operation when the seventh clock and the ninth clock are input and the “L” level data is output from the off-chip driver circuit. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising: an OR circuit.
クロックが入力されるディレイモニタ回路と、
前進パルス遅延線と後退パルス遅延線とを有し、上記クロックと上記ディレイモニタ回路からの出力パルスとが入力され、第1のサイクルの上記クロックが入力された後の上記ディレイモニタ回路からの出力パルスを前進パルス遅延線で所定時間遅延し、上記第1のサイクルの次のサイクルである第2のサイクルのクロックの到達後にこの次の第2のサイクルのクロックを上記前進パルス遅延線で遅延された上記ディレイモニタ回路からの出力パルスの遅延時間に相当する時間もしくはその半分の時間だけ上記後退パルス遅延線で遅延して出力する同期型調整遅延回路とを有して構成されることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。 Each of the first to fourth synchronization circuits includes:
A delay monitor circuit to which a clock is input;
An output from the delay monitor circuit after the clock and the output pulse from the delay monitor circuit are input and the clock in the first cycle is input, having a forward pulse delay line and a backward pulse delay line The pulse is delayed by a forward pulse delay line for a predetermined time, and after the arrival of the clock of the second cycle, which is the next cycle of the first cycle, the clock of the next second cycle is delayed by the forward pulse delay line. And a synchronous adjustment delay circuit that outputs a delay corresponding to a delay time of the output pulse from the delay monitor circuit or a half of the time corresponding to the delay time of the backward pulse delay line. The semiconductor integrated circuit according to claim 2.
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