JP4079974B2 - Delay circuit - Google Patents
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Description
本発明はタイミング制御回路および遅延回路に関し、特に、電子回路中の信号の位相を変更してタイミングの制御を行う遅延回路に関する。 The present invention relates to a timing control circuit and a delay circuit, and more particularly to a delay circuit that controls timing by changing the phase of a signal in an electronic circuit.
近年、例えば、コンピュータ・システムにおけるCPUのクロックの高速化、或いは、他の様々な電子回路の処理速度の高速化に伴って、例えば、インターフェース部分も高速化する必要がある。そして、使用する制御信号の周期に応じて該制御信号のタイミングを適切に制御するようにしたタイミング制御回路の提供が要望されている。 In recent years, for example, as the CPU clock speed in a computer system increases or the processing speed of various other electronic circuits increases, for example, the interface portion also needs to be increased in speed. There is a demand for providing a timing control circuit that appropriately controls the timing of the control signal in accordance with the period of the control signal to be used.
従来、例えば、同期式メモリにおけるクロック・アクセス時間(メモリにおける最高速個所の例)は、主に、入力バッファの遅延,長配線による配線遅延,および,出力バッファの遅延等の遅延時間により規定されている。そして、これらの遅延時間は、チップサイズを小さくしたり、或いは、トランジスタ特性を大きく改善しない限り短縮化できないものであるため、例えば、同期式メモリを高速化することが困難となっている。 Conventionally, for example, the clock access time in the synchronous memory (example of the fastest part in the memory) is mainly defined by the delay time such as the delay of the input buffer, the wiring delay due to the long wiring, and the delay of the output buffer. ing. These delay times cannot be shortened unless the chip size is reduced or the transistor characteristics are greatly improved. For example, it is difficult to increase the speed of the synchronous memory.
ところで、近年のLSIのチップサイズは大型化する一方であり、長配線による配線遅延だけで1nsec.以上となることが多く、その結果、メモリに限らずクロック・アクセス時間を5nsec.以下にすることができないLSIが増えてきているのが実情である。このことは、クロック・アクセスを連続させる場合を考慮すると、100MHz程度の動作周波数が限界となることを意味している。 By the way, the chip size of LSIs in recent years is increasing, and it is often 1 nsec. Or more only by the wiring delay due to the long wiring. As a result, the clock access time is limited to 5 nsec. The fact is that the number of LSIs that cannot be used is increasing. This means that the operating frequency of about 100 MHz becomes a limit when considering the case where clock access is continued.
一方、パイプ・ライン構成やパラレル−シリアル変換を行うことにより、チップ内部での信号の切り替わり周波数は、非常に高速化することが可能となり、出力回路がチップ内部の特性に追いつかなくなって来ている。 On the other hand, by performing pipeline configuration and parallel-serial conversion, the switching frequency of signals inside the chip can be greatly increased, and the output circuit cannot keep up with the internal characteristics of the chip. .
図22は従来のタイミング制御回路の一例を説明するための図であり、同図(a) は、例えば、クロック・アクセス時間を規定している入力バッファ(入力バッファによる遅延),配線遅延, および, 出力バッファ(出力バッファによる遅延) を示している。具体的に、例えば、同期式メモリにおいては、クロック入力INに供給されたクロック信号CLKが立ち上がると(図22(c),(d) 参照)、所定のクロック・アクセス時間後に、出力OUTからデータが出力されるようになっている(図22(b) 参照)。 FIG. 22 is a diagram for explaining an example of a conventional timing control circuit. FIG. 22A shows, for example, an input buffer (delay by an input buffer) that defines a clock access time, a wiring delay, and , Output buffer (delay due to output buffer). Specifically, for example, in the synchronous memory, when the clock signal CLK supplied to the clock input IN rises (see FIGS. 22C and 22D), data is output from the output OUT after a predetermined clock access time. Is output (see FIG. 22B).
そして、近年、使用される外部クロックCLKが図22(c) に示すような外部クロックから、同図(d) に示すような高速な外部クロックに変化すると、1クロック・サイクル時間経過した後でないと、出力が確定しない場合も生じることにもなってしまう。 In recent years, when the external clock CLK used changes from an external clock as shown in FIG. 22 (c) to a high-speed external clock as shown in FIG. 22 (d), it is not after one clock cycle time has elapsed. In some cases, the output is not fixed.
図23はタイミング制御回路が適用される回路構成の一例を概略的に示すブロック図である。同図において、参照符号221 はクロックバッファ,222,223,224はLSI(機能ブロック),そして,225,226,227はレジスタを示している。
FIG. 23 is a block diagram schematically showing an example of a circuit configuration to which the timing control circuit is applied. In the figure,
図23に示す回路では、各LSI222,223,224 の出力に設けられたレジスタ225,226,227 に対し、クロックバッファ221 を介してクロックCLKが供給され、各LSIによりそれぞれ処理されたデータが1サイクル・タイム毎に出力されるようになっている。すなわち、LSI222 の入力INに供給されたクロックから3サイクル・タイム後に、所定の処理が行われたデータが出力OUTから送出されるようになっている。ここで、LSI222,223,224 としては、1つのチップにおける機能ブロック(内部回路)であってもよい。また、タイミング制御回路は、クロックバッファ221 内に設けられるか、或いは、各LSI222,223,224 において設けられることになる。
In the circuit shown in FIG. 23, the clock CLK is supplied via the
このように、タイング制御回路は、複数のLSIで構成された様々な電子回路、或いは、複数の機能ブロック(内部回路)で構成された様々なチップに対して適用することができる。 As described above, the tint control circuit can be applied to various electronic circuits configured by a plurality of LSIs or various chips configured by a plurality of functional blocks (internal circuits).
図24は従来のタイミング制御回路の他の例を説明するための図であり、パイプライン方式を適用した回路に対するタイミング制御回路を示している。 FIG. 24 is a diagram for explaining another example of a conventional timing control circuit, and shows a timing control circuit for a circuit to which a pipeline system is applied.
図24に示すパイプライン方式を適用したタイミング制御回路では、各パイプライン処理において、3サイクル前のクロックによりクロック・アクセスを開始して入力バッファによる遅延,配線遅延, および, 出力バッファによる遅延を吸収し、クロック・アクセス時間と3サイクルのクロック・サイクル時間とを同期させて使用するようになっている。すなわち、1サイクル以上前のクロックによりクロック・アクセスを開始することにより、内部の伝達時間に余裕を持たせて動作させるようになっている。 In the timing control circuit to which the pipeline system shown in FIG. 24 is applied, in each pipeline process, clock access is started by the clock three cycles before and the delay due to the input buffer, the wiring delay, and the delay due to the output buffer are absorbed. However, the clock access time and the clock cycle time of 3 cycles are used in synchronization. In other words, by starting clock access with a clock one cycle or more before, the internal transmission time is allowed to operate.
しかしながら、1サイクル以上前(例えば、3サイクル前)のクロックによりクロック・アクセスを開始するように構成した場合、外部クロックCLKの周波数を変えると、出力確定時間に関するスペックを満たさなくなってしまう。すなわち、通常、外部クロックの立ち上がるタイミングの前後一定時間は出力を確定する必要があるが、外部クロックCLKの周波数を変えると、クロック・サイクルと出力確定のタイミングとの同期がずれてしまい正確な動作を行うことができないことになる。 However, in the case where the clock access is started by a clock that is one cycle or more before (for example, three cycles before), if the frequency of the external clock CLK is changed, the specifications regarding the output confirmation time cannot be satisfied. In other words, it is usually necessary to determine the output for a certain period of time before and after the rising edge of the external clock, but if the frequency of the external clock CLK is changed, the clock cycle and the output determination timing will be out of synchronization, resulting in accurate operation Will not be able to do.
上述した問題を解決するためには、クロック・サイクル時間に応じて遅延時間が可変なディレイ回路(遅延回路:タイミング制御回路)、或いは、{(クロック・サイクル時間)×2−(クロック・アクセス時間)−1/2出力確定時間}分だけクロックの位相をずらす回路(タイミング制御回路)が必要となる。しかしながら、単純なゲート列による遅延回路では、上記のような遅延時間を生成することはできない。また、このような回路として、PLL(Phase-Locked Loop)回路が知られているが、アナログ回路であるため電源ノイズに弱く、さらに、回路規模が大きくなると共に、消費電流が大きくなる等の問題があり実用的ではない。 In order to solve the above-described problem, a delay circuit (delay circuit: timing control circuit) whose delay time is variable according to the clock cycle time, or {(clock cycle time) × 2− (clock access time) ) -1/2 output determination time} A circuit (timing control circuit) that shifts the phase of the clock by the amount is required. However, a delay circuit using a simple gate row cannot generate the delay time as described above. Also, as such a circuit, a PLL (Phase-Locked Loop) circuit is known. However, since it is an analog circuit, it is vulnerable to power supply noise, and further, the circuit scale increases and the current consumption increases. Is not practical.
本発明は、電源電圧や温度の変動等のノイズの影響を受けることなく、低消費電力で、必要に応じた遅延時間および周波数を有する出力信号を得ることができる遅延回路の提供を目的とする。 It is an object of the present invention to provide a delay circuit capable of obtaining an output signal having a delay time and a frequency as required with low power consumption without being affected by noise such as power supply voltage and temperature fluctuation. .
本発明によれば、第1の制御信号を受け、それぞれが第2の制御信号を受ける直列接続された複数の第1のゲート回路を備え、前記第2の制御信号の切り替わり点までの第1の時間だけ前記第1の制御信号を第1の方向に伝播する第1のゲート列と、直列接続された複数の第2のゲート回路を備え、前記第1の方向とは逆の第2の方向に信号を伝播し、前記第1のゲート列からの出力信号を受け、前記第1の時間に対応する第2の時間を生成する第2のゲート列と、を具備することを特徴とする遅延回路が提供される。 According to the present invention, a plurality of first gate circuits connected in series each receiving a first control signal and receiving a second control signal are provided, and the first up to the switching point of the second control signal. A first gate row for propagating the first control signal in the first direction for a period of time, and a plurality of second gate circuits connected in series, wherein the second direction is opposite to the first direction. And a second gate line that propagates a signal in a direction, receives an output signal from the first gate line, and generates a second time corresponding to the first time. A delay circuit is provided.
本発明によれば、電源電圧や温度の変動等のノイズの影響を受けることなく、低消費電力で、必要に応じた遅延時間および周波数を有する出力信号を得ることが可能な遅延回路を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a delay circuit capable of obtaining an output signal having a delay time and a frequency as required with low power consumption without being affected by noise such as fluctuations in power supply voltage and temperature. be able to.
図1は本発明に係るタイミング制御回路の原理構成を示す図である。
上述の従来技術において述べたように、遅延時間を{(クロック・サイクル時間)×2−(クロック・アクセス時間)−1/2出力確定時間}に設定することは、単純なゲート列による遅延回路では困難である。
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of a timing control circuit according to the present invention.
As described in the above prior art, setting the delay time to {(clock cycle time) × 2− (clock access time) −1/2 output determination time} is a delay circuit using a simple gate train. It is difficult.
そこで、本発明では、図1に示すように、第1の信号および第2の信号の切り替わり時間差τ1をτ2の個所で再現するようになっている。尚、説明を簡略化するために、出力のタイミングをクロックの立ち上がりと同時にする場合を想定して説明する。 Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 1, the switching time difference τ1 between the first signal and the second signal is reproduced at the location τ2. In order to simplify the description, it is assumed that the output timing is made simultaneously with the rise of the clock.
出力確定時間を得るために、出力の切り替わりは2クロック・サイクルよりも早くする必要があるが、上記の時間配分で2回目の入力バッファの遅延時間を省けばその分だけ出力の切り替わりを早くすることができる。さらに、1回目の出力バッファの遅延時間を大きくした場合にも、その分だけ出力の切り替わりを早くすることができる。 In order to obtain the output confirmation time, it is necessary to switch the output earlier than two clock cycles. However, if the delay time of the second input buffer is omitted in the above time allocation, the output switching is accelerated by that amount. be able to. Furthermore, even when the delay time of the first output buffer is increased, the output can be switched faster by that amount.
このように、2つの信号の切り替わりの時間差を再現する回路を実現することにより、耐ノイズ性能および消費電力の面で問題のあるPLLを用いることなく、使用する制御信号の周期に応じて該制御信号のタイミングを適切に制御するようにしたタイミング制御回路を構成することができる。 In this way, by realizing a circuit that reproduces the time difference between the switching of the two signals, the control can be performed according to the period of the control signal to be used without using a PLL that is problematic in noise resistance and power consumption. A timing control circuit configured to appropriately control signal timing can be configured.
例えば、この使用する制御信号の周期に応じて該制御信号のタイミングを適切に制御することのできる本発明のタイミング制御回路を利用することにより、任意のクロック周波数に対して以前のクロックを利用してクロック・アクセスを出力することができ、回路の動作周波数を引き上げることが可能となる。 For example, by using the timing control circuit of the present invention that can appropriately control the timing of the control signal according to the period of the control signal to be used, the previous clock is used for an arbitrary clock frequency. Thus, clock access can be output, and the operating frequency of the circuit can be increased.
また、本発明遅延回路によれば、第1の変換回路により第1の入力信号および第2の入力信号が切り替わる第1の切り替わり時間差を対応する第1のゲート段数情報に変換し、第2の変換回路により第1のゲート段数情報に応じて決められる第2のゲート段数情報を第2の切り替わり時間差に変換し、そして、第2の変換回路に入力される第3の入力信号が第2の切り替わり時間差だけ遅延して出力される。第1の変換回路は、第1のユニット回路を少なくとも2個以上規則的に繰り返すアレー構造を持ち,該第1の入力信号を該第1のユニット回路のアレー内において、第1の方向に伝播させるようになっている。また、第2の変換回路は、第1のユニット回路の1段当たりの遅延時間を再現する第2のユニットの回路を少なくとも2個以上規則的に繰り返すアレー構造を持ち,第3の入力信号を該第2の変換回路において,第1の方向とは逆向きの第2の方向に伝播させるようになっている。 According to the delay circuit of the present invention, the first switching time difference at which the first input signal and the second input signal are switched by the first conversion circuit is converted into the corresponding first gate stage number information, The conversion circuit converts the second gate stage number information determined according to the first gate stage number information into the second switching time difference, and the third input signal input to the second conversion circuit is the second input signal. Output is delayed by the switching time difference. The first conversion circuit has an array structure in which at least two first unit circuits are regularly repeated, and the first input signal is propagated in the first direction in the array of the first unit circuits. It is supposed to let you. The second conversion circuit has an array structure in which at least two second unit circuits that reproduce the delay time per stage of the first unit circuit are regularly repeated, and a third input signal is received. In the second conversion circuit, the light is propagated in a second direction opposite to the first direction.
上記構成を有する本発明の遅延回路によれば、電源電圧や温度の変動等のノイズの影響を受けることなく、低消費電力で、必要に応じた遅延時間および周波数を有する出力信号を得ることができる。 According to the delay circuit of the present invention having the above configuration, an output signal having a delay time and a frequency as required can be obtained with low power consumption without being affected by noise such as power supply voltage and temperature fluctuation. it can.
以下、添付図面を参照して本発明に係る遅延回路の各実施例をタイミング制御回路と共に説明する。 Embodiments of a delay circuit according to the present invention will be described below together with a timing control circuit with reference to the accompanying drawings.
図2は本発明のタイミング制御回路の第1実施例を説明するための図である。同図において、参照符号1は入力バッファ回路(遅延時間:IB−1),2は遅延回路(遅延時間:IB−2),そして,3は後述する2つの信号の切り替わり時間差(τ)を2倍にする時間差伸長回路(遅延時間:Q)を示している。
FIG. 2 is a diagram for explaining a first embodiment of the timing control circuit of the present invention. In the figure,
入力バッファ回路1には、クロック信号(制御信号)CLKが入力され、また、遅延回路2は、入力バッファ回路1とほぼ同じ遅延時間を有している。図2に示されるように、入力バッファ回路1および遅延回路2を介して出力される遅延時間(IB-1)+(IB-2)を有するクロック信号が第1の信号Aとなり、また、入力バッファ回路1による遅延時間(IB-1)を有するクロック信号が内部クロック信号C(第2の信号)となり、さらに、内部クロック信号の周期を2倍にした信号が信号B(第2の信号)となる。
A clock signal (control signal) CLK is input to the
そして、図2から明らかなように、時間差伸長回路3は、第1の信号Aの立ち上がりタイミングから信号Bの立ち下がりタイミングまで、或いは、第1の信号Aの立ち上がりタイミングから1サイクル後の内部クロックCの立ち上がりタイミングまでの2つの信号の切り替わり時間差τを2倍にする遅延時間(Q)を有している。これにより、入力INに供給される外部クロックCLKと同じ位相で切り替わる出力(位相制御されたクロック信号:OUT)を得ることができる。
As apparent from FIG. 2, the time
ここで、時間差伸長回路3は、2つの信号の時間差τを2倍にするものに限定されず、該時間差τをN倍(Nは2以上の整数)に伸長するように構成してもよい。すなわち、本発明のタイミング制御回路においては、時間差伸長回路3を該時間差伸長回路が有する遅延時間が時間差τのN倍となるように構成し、入力INに供給される外部クロックCLKと同じ位相で切り替わる出力を得るように構成してもよい。
Here, the time
上述した本発明の第1実施例および以下の各実施例は、クロックのサイクル時間に応じて変化する回路の遅延時間を、該クロックに応じてディジタル的に設定するようになっている。これは、クロックに応じて変化する2つの信号の時間差をディジタル的に正確にN倍(Nは2以上の整数、具体的に、例えば、2倍)する回路(遅延回路:タイミング制御回路)を構成することにより実現され得る。また、上記の本発明の第1実施例および以下の各実施例においては、説明を簡略化するために、出力のタイミングはクロックの立ち上がりと同時にする場合が想定して述べられているが、実際の使用に際しては、出力のタイミングをクロックの立ち上がりがと同時にするタイミングに対して、単に所定のディレイを加えることにより、必要とするタイミングの信号を得ることができる。 In the first embodiment of the present invention described above and each of the following embodiments, the delay time of the circuit that changes according to the cycle time of the clock is digitally set according to the clock. This is a circuit (delay circuit: timing control circuit) that digitally accurately multiplies the time difference between two signals that change according to the clock by N (N is an integer of 2 or more, specifically, for example, double). It can be realized by configuring. Further, in the first embodiment of the present invention and each of the following embodiments, the output timing is described on the assumption that the timing of the output coincides with the rise of the clock in order to simplify the explanation. When a signal is used, a signal having a required timing can be obtained by simply adding a predetermined delay to the timing at which the output timing coincides with the rise of the clock.
図3は本発明のタイミング制御回路の第2実施例を説明するための図であり、本第2実施例において、第2の回路2は、2つの遅延回路21および22で構成されている。第1の遅延回路(長配線ディレイ部分)21は、時間差伸長回路3から出力信号(位相制御されたクロック信号)が次段の回路に供給されるまでの信号伝達部4が有する遅延時間Rとほぼ同じ遅延時間を有しており、また、第2の遅延回路22は、第1実施例における入力バッファ回路1とほぼ同じ遅延時間(IB−2)を有する遅延回路2に対応するものである。ここで、第2の遅延回路22は、例えば、信号伝達部4と同様のダミーの配線パターンにより構成され、これにより、第2の遅延回路22が信号伝達部4が有する遅延時間Rに対応する遅延時間Pを有するようになっている。
FIG. 3 is a diagram for explaining a second embodiment of the timing control circuit according to the present invention. In the second embodiment, the
従って、時間差伸長回路3は、入力バッファ回路1,第1の遅延回路21および第2の遅延回路22を通過した第1の信号Aの切り替わりタイミングと、入力バッファ回路1のみを通過した第2の信号B(C)の切り替わりタイミングとの時間差τを2倍(N倍)に伸長してクロック信号CLKと同じ位相で切り替わる出力を得るようになっている。
Therefore, the time
図4は本発明のタイミング制御回路の第3実施例を説明するための図であり、本第3実施例において、内部回路(第1の回路1および第2の回路)は、入力バッファ回路1,長配線ディレイ部分21,出力バッファ回路23,および,遅延回路22を備えている。
FIG. 4 is a diagram for explaining a third embodiment of the timing control circuit according to the present invention. In this third embodiment, the internal circuit (
本第3実施例においては、Mサイクル目に入力されたクロック信号(制御信号)CLKが内部回路(入力バッファ回路1, 長配線ディレイ部分21,出力バッファ回路23,および,遅延回路22)を通過した後の信号A(第1の信号)と、〔M+1〕サイクル目に入力されたクロック信号CLKが内部回路の一部(入力バッファ回路1)のみを通過した後の信号B(第2の信号)とを時間差伸長回路3に入力するようになっている。この時間差伸長回路3は、前述した第1実施例と同様に、2つの信号の切り替わり時間差(τ)を2倍(N倍)にするものである。
In the third embodiment, the clock signal (control signal) CLK input in the Mth cycle passes through the internal circuits (
そして、本第3実施例では、時間差伸長回路の出力が信号伝達部4で遅延されて(遅延時間R)、出力されるようになっている。尚、長配線ディレイ部分21が有する遅延時間Pは、信号伝達部4における遅延時間Rに対応するようになっている。これにより、出力バッファ回路23が有する遅延時間だけ早いタイミングのクロック信号(内部クロック信号)を出力することができる。
In the third embodiment, the output of the time difference expansion circuit is delayed by the signal transmission unit 4 (delay time R) and output. The delay time P of the long
図5は本発明のタイミング制御回路の第4実施例を説明するための図であり、本第4実施例において、内部回路は、入力バッファ回路1,長配線ディレイ部分21,出力バッファ回路23,および,遅延回路24,22を備えている。そして、時間差伸長回路3からの信号は、長配線ディレイ部分(信号伝達部)4および出力バッファ回路5を介して出力されるようになっている。ここで、長配線ディレイ部分(第1の遅延回路)21が有する遅延時間Pは、長配線ディレイ部分(信号伝達部)4の遅延時間Rに対応し、また、出力バッファ回路23の遅延時間Sは、出力バッファ回路5の遅延時間Uに対応している。
FIG. 5 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the timing control circuit of the present invention. In the fourth embodiment, the internal circuits are an
このように、本第4実施例では、Mサイクル目に入力されたクロック信号CLKが第1の内部回路(入力バッファ回路1, 長配線ディレイ部分21,出力バッファ回路23,および,遅延回路24,22)を通過した後の第1の信号Aと、〔M+1〕サイクル目に入力されたクロック信号CLKが第1の内部回路の一部(入力バッファ回路1)のみを通過した後の第2の信号Bとを、時間差伸長回路3に入力するようになっている。さらに、時間差伸長回路3の出力を第1の内部回路の所定部分(長配線ディレイ部分21,出力バッファ回路23)の遅延時間(P,S)とほぼ同じ遅延時間(R,U)を有する第2の内部回路(長配線ディレイ部分4,出力バッファ回路5)に通過させ、該第2の内部回路の出力を位相制御された信号とするようになっている。
Thus, in the fourth embodiment, the clock signal CLK input in the Mth cycle is the first internal circuit (
これにより、遅延回路24が有する遅延時間Tだけ早いタイミングのクロック信号(内部クロック信号)を出力することができる。
As a result, a clock signal (internal clock signal) that is earlier than the delay time T of the
図6は本発明のタイミング制御回路の第5実施例を説明するための図であり、上記第4実施例の具体的な適用例を示すものである。 FIG. 6 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the timing control circuit of the present invention, and shows a specific application example of the fourth embodiment.
図6に示す本第5実施例は、上記の第4実施例において、遅延時間Tを有する遅延回路24を、所定のタイミングで出力を確定しておくために使用するものである。すなわち、本実施例では、出力が変化するタイミングを遅延回路(出力確定時間設定回路)24の遅延時間Tだけ早くすることにより、クロック信号(制御信号)CLKの立ち上がり(立ち下がり)タイミングよりも前に出力させ、該クロック信号CLKの立ち上がり(立ち下がり)タイミングの前後の一定期間において、出力を確定するように構成したものである。これにより、誤ってデータを取り込むことを防止して回路の正確な動作を確保することができる。
The fifth embodiment shown in FIG. 6 uses the
図7は本発明のタイミング制御回路の第6実施例を説明するための図であり、上記の各図における信号の関係を示したものである。 FIG. 7 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the timing control circuit according to the present invention, and shows the relationship of signals in the above respective drawings.
すなわち、時間差伸長回路3は、2つの信号の切り替え時間差τを2倍(N倍)にするものであるが、具体的には、入力バッファ回路1および遅延回路2を介して出力される遅延時間(IB-1)+(IB-2)を有する第1の信号Aと、入力バッファ回路1による遅延時間(IB-1)だけを有する信号B(第2の信号)による切り替え時間差τを2倍にするものである。ここで、信号Bは、クロック信号CLKの2倍の周期を有している。尚、信号Bの代わりに、内部クロック信号C(第2の信号)を使用して切り替え時間差τを規定することもできる。
That is, the time
具体的に、切り替え時間差τは、第1の信号Aの立ち上がりタイミングから信号Bの立ち下がりタイミングまで、或いは、第1の信号Aの立ち上がりタイミングから1サイクル後の内部クロックCの立ち上がりタイミングまでの2つの信号の切り替わりの時間に対応している。そして、この切り替え時間差τは、時間差伸長回路3により2倍(N倍:遅延時間Q)され、その結果、入力INに供給される外部クロックCLKと同じ位相で切り替わる出力(位相制御されたクロック信号:OUT)を得ることができる。
Specifically, the switching time difference τ is 2 from the rising timing of the first signal A to the falling timing of the signal B, or from the rising timing of the first signal A to the rising timing of the internal clock C after one cycle. It corresponds to the switching time of two signals. This switching time difference τ is doubled (N times: delay time Q) by the time
図8〜図16は本発明のタイミング制御回路の第7実施例〜第15実施例を説明するための図であり、特に、時間差τを2倍に伸長する時間差伸長回路3、すなわち、所定の遅延時間を2倍(N倍)にする遅延回路(3)の具体的な構成を示す図である。
8 to 16 are diagrams for explaining the seventh to fifteenth embodiments of the timing control circuit according to the present invention. In particular, the time
図8に示す第7実施例において、参照符号AAは第1のゲート列、BBは第2のゲート列、A1〜Anは第1のゲート列を構成するゲート回路、B1〜Bnは第1のゲート列を構成するゲート回路、Xは第1の制御信号、そして、Yは第2の制御信号を示している。 In the seventh embodiment shown in FIG. 8, reference numeral AA is the first gate row, BB is the second gate row, A1 to An are the gate circuits constituting the first gate row, and B1 to Bn are the first gate row. A gate circuit constituting the gate row, X is a first control signal, and Y is a second control signal.
第1のゲート列AAは、第1の方向(ゲート回路A1からAnへ向かう方向)に信号を伝播する直列接続された複数のゲート回路A1,A2,A3,…を備え、第1の制御信号Xにより第1のゲート列AAの少なくとも一部分の活性化を制御するようになっている。また、第2のゲート列BBは、第1の方向とは逆向きの第2の方向(ゲート回路BmからB1へ向かう方向)に信号を伝播する直列接続された複数のゲート回路B1,B2,B3,…を備え、第2の制御信号Yにより第2のゲート列BBの少なくとも一部分の活性化を制御するようになっている。 The first gate row AA includes a plurality of serially connected gate circuits A1, A2, A3,... That propagate signals in a first direction (a direction from the gate circuit A1 toward An), and a first control signal The activation of at least a part of the first gate row AA is controlled by X. The second gate row BB includes a plurality of gate circuits B1, B2, which are connected in series to propagate a signal in a second direction (direction from the gate circuit Bm to B1) opposite to the first direction. .., And the activation of at least a part of the second gate row BB is controlled by the second control signal Y.
第1の制御信号Xは、第1のゲート列AAの各ゲート回路A1〜Anに対して制御信号線SLAを介して供給される、また、第2の制御信号Yは、第2のゲート列BBの各ゲート回路B1〜Bmに対して制御信号線SLBを介して供給されるようになっている。 The first control signal X is supplied to the gate circuits A1 to An of the first gate row AA via the control signal line SLA, and the second control signal Y is supplied to the second gate row AA. The gate circuits B1 to Bm of BB are supplied via the control signal line SLB.
第1のゲート列AAにおけるゲート回路A1,A2,…,An-1 の出力は、第2のゲート列BBにおけるゲート回路B1,B2,…,Bm-1 の入力に接続されるようになっている。ここで、第1および第2のゲート列における各ゲート回路の入出力の短絡は、全てのゲート回路に対して行わなくともよい。また、図8に示す実施例では、第1のゲート列AAのゲート回路(A1, A2, A3, …, An) および第2のゲート列BBのゲート回路(B1, B2, B3, …, Bm)は、同じ段数(すなわち、n=m)を有するように構成されている。また、ゲート回路の段数は、3段以上として構成されている。 The outputs of the gate circuits A1, A2,..., An-1 in the first gate row AA are connected to the inputs of the gate circuits B1, B2,..., Bm-1 in the second gate row BB. Yes. Here, the short circuit of the input / output of each gate circuit in the first and second gate rows may not be performed for all the gate circuits. In the embodiment shown in FIG. 8, the gate circuit (A1, A2, A3,..., An) of the first gate row AA and the gate circuit (B1, B2, B3,..., Bm of the second gate row BB are used. ) Are configured to have the same number of stages (ie, n = m). The number of stages of the gate circuit is configured to be three or more.
また、第1の制御信号Xおよび第2の制御信号Yは同一の基本制御信号(クロック信号CLK)から生成され、第1の制御信号Xがクロック信号CLKに対応し、第2の制御信号Yが反転レベルのクロック信号CLKに対応するようになっている。そして、クロック信号CLKが高レベル“H”のときに第1のゲート列AAを活性化して第2のゲート列BBを非活性化し、且つ、クロック信号CLKが低レベル“L”のときに第1のゲート列AAを非活性化して第2のゲート列BBを活性化するようになっている。 The first control signal X and the second control signal Y are generated from the same basic control signal (clock signal CLK), the first control signal X corresponds to the clock signal CLK, and the second control signal Y Corresponds to the inverted clock signal CLK. When the clock signal CLK is at the high level “H”, the first gate row AA is activated to inactivate the second gate row BB, and when the clock signal CLK is at the low level “L”. One gate line AA is deactivated and the second gate line BB is activated.
そして、例えば、クロック信号CLKが高レベル“H”となって第1のゲート列AAが活性化(第2のゲートBBは非活性化)している時間τにおいて、該第1のゲート列AAに入力するデータが“11010”の場合、クロック信号CLKが低レベル“L”となると、第2のゲート列BBが活性化(第1のゲートAAは非活性化)して入力データを反転したデータ“01011”が時間τで再現され、該第2のゲート列BBから出力されることになる。 Then, for example, at the time τ when the clock signal CLK is at the high level “H” and the first gate array AA is activated (the second gate BB is deactivated), the first gate array AA When the data to be input to “11010” is, when the clock signal CLK becomes the low level “L”, the second gate row BB is activated (the first gate AA is inactivated) and the input data is inverted. Data “01011” is reproduced at time τ, and is output from the second gate row BB.
図9に示す第8実施例では、制御信号線SLAおよびSLBは、所定数のゲート回路(例えば、A1〜A3;B1〜B3)毎に設けられたインバータ(バッファ回路)IAおよびIBを介して各ゲート回路に接続されている。ここで、本実施例においては、バッファ回路がインバータIAおよびIBにより構成され、このインバータIAおよびIBを介した制御信号線SLAおよびSLBは、反対側のゲート列の制御信号線となるように構成されている。ここで、インバータIA,IBの代わりに、正論理の信号を出力するバッファ回路を用いれば、制御信号線を各ゲート列AA,BBで入れ替える必要はない。 In the eighth embodiment shown in FIG. 9, the control signal lines SLA and SLB are connected via inverters (buffer circuits) IA and IB provided for each predetermined number of gate circuits (for example, A1 to A3; B1 to B3). Connected to each gate circuit. Here, in this embodiment, the buffer circuit is configured by inverters IA and IB, and the control signal lines SLA and SLB via the inverters IA and IB are configured to be control signal lines of the opposite gate row. Has been. Here, if a buffer circuit that outputs a positive logic signal is used instead of the inverters IA and IB, it is not necessary to replace the control signal line between the gate arrays AA and BB.
図10に示す第9実施例では、第1のゲート列AAの最終出力端OUT(AA) を高インピーダンス状態とし、第2のゲート列BBの入力端IN(BB)を低レベルの電位(第1の電位)“L”に固定する。そして、第1のゲート列AAが活性化された時(クロック信号CLKが高レベル“H”の時)に供給された高レベルの電位(第2の電位)“H”の最後の入力信号を、第2のゲート列BBを活性化した時に逆方向に進行させ、該第2のゲート列BBの出力端OUT(BB) から低レベル“L”のデータが現れたことにより、第1のゲート列AAへの入力信号と第1の制御信号X(CLK)との切り替わり時間差τを、第2の制御信号Y(/CLK)と該第2のゲート列BBの出力信号の切り替わり時間差τによって再生するようになっている。これにより、例えば、前述した図2〜図6における2つの信号の切り替え時間差τを2倍にする時間差伸長回路3を構成することができる。
In the ninth embodiment shown in FIG. 10, the final output terminal OUT (AA) of the first gate line AA is set to a high impedance state, and the input terminal IN (BB) of the second gate line BB is set to a low level potential (the first level). 1 potential) fixed at “L”. The last input signal of the high level potential (second potential) “H” supplied when the first gate row AA is activated (when the clock signal CLK is at the high level “H”). When the second gate row BB is activated, the second gate row BB advances in the reverse direction, and low level “L” data appears from the output terminal OUT (BB) of the second gate row BB. The switching time difference τ between the input signal to the column AA and the first control signal X (CLK) is reproduced by the switching time difference τ between the second control signal Y (/ CLK) and the output signal of the second gate column BB. It is supposed to be. Thereby, for example, the time
図11に示す第10実施例において、第1のゲート列AAにおけるゲート回路A1〜Anおよび第2のゲート列BBにおけるゲート回路B1〜Bmは、インバータとして構成され、また、ゲート列AAおよびBBにおける各ゲート回路の段数は等しく(2N段:偶数段)なるように構成されている。ここで、第1のゲート列AAを構成するゲート回路(インバータ)A1〜Anを構成するトランジスタのサイズと、第2のゲート列BBを構成するゲート回路(インバータ)B1〜Bm(Bn)を構成するトランジスタのサイズとを異ならせ、第1のゲート列AAへの入力信号を該トランジスタのサイズ比に応じ時間的に所定倍数して反転することができる。すなわち、ゲート列AAおよびBBにおける各ゲート回路を構成するトランジスタのサイズを異ならせることにより、前述した2つの信号の切り替え時間差τを該トランジスタのサイズ比に対応した倍率(例えば、1.5倍)にすることができる。これにより、例えば、制御信号(クロック信号)の周期に関わらず、立ち上がりタイミングの前後の一定期間において、出力を確定するように制御することができる。 In the tenth embodiment shown in FIG. 11, the gate circuits A1 to An in the first gate row AA and the gate circuits B1 to Bm in the second gate row BB are configured as inverters, and in the gate rows AA and BB. Each gate circuit is configured to have the same number of stages (2N stages: even stages). Here, the sizes of the transistors constituting the gate circuits (inverters) A1 to An constituting the first gate row AA and the gate circuits (inverters) B1 to Bm (Bn) constituting the second gate row BB are constituted. The input signal to the first gate array AA can be inverted by being multiplied by a predetermined time in accordance with the size ratio of the transistors. That is, by changing the sizes of the transistors constituting the gate circuits in the gate arrays AA and BB, the switching time difference τ between the two signals described above is multiplied by a factor corresponding to the size ratio of the transistors (for example, 1.5 times). Can be. Thereby, for example, it is possible to perform control so that the output is determined in a certain period before and after the rising timing regardless of the cycle of the control signal (clock signal).
また、図11では、第1の制御信号Xは、クロック信号CLKを二段のインバータI1,I2を介して生成され、また、第2の制御信号Yはクロック信号CLKを一段のインバータI1を介して生成されるようになっている。さらに、第1のゲート列AAの入力端IN(AA)には、Nチャネル型MOSトランジスタTR0およびPチャネル型MOSトランジスタTR00で構成されたインバータが設けられている。すなわち、第1のゲート列AAの入力端IN(AA)は、Nチャネル型MOSトランジスタTR0およびPチャネル型MOSトランジスタTR00のゲートに入力され、該トランジスタTR0およびTR00によるインバータの出力がゲート回路(インバータ)A1に供給されている。 In FIG. 11, the first control signal X is generated from the clock signal CLK via the two-stage inverters I1 and I2, and the second control signal Y is generated from the clock signal CLK via the one-stage inverter I1. To be generated. Further, an inverter composed of an N-channel MOS transistor TR0 and a P-channel MOS transistor TR00 is provided at the input terminal IN (AA) of the first gate row AA. That is, the input terminal IN (AA) of the first gate row AA is input to the gates of the N-channel MOS transistor TR0 and the P-channel MOS transistor TR00, and the output of the inverter by the transistors TR0 and TR00 is the gate circuit (inverter ) Is supplied to A1.
さらに、図11に示す第10実施例において、第1のゲート列AAの最終出力端OUT(AA) は高インピーダンス状態(Open)とされ、第2のゲート列BBの入力端IN(BB)は高レベル“H”に固定されている。また、第2のゲート列BBの出力端OUT(BB) は、インバータI0を介して出力(遅延回路の出力)OUTに接続され、安定したレベルを有する出力信号が取り出されるようになっている。 Further, in the tenth embodiment shown in FIG. 11, the final output terminal OUT (AA) of the first gate array AA is in a high impedance state (Open), and the input terminal IN (BB) of the second gate array BB is Fixed to high level “H”. The output terminal OUT (BB) of the second gate row BB is connected to the output (output of the delay circuit) OUT via the inverter I0 so that an output signal having a stable level is taken out.
図12に示す第11実施例は、上述した第10実施例におけるゲート列AAおよびBBにおけるゲート回路A1〜AnおよびB1〜Bmを、電源制御トランジスタを有するインバータとして構成したものである。具体的に、例えば、ゲート列AAの初段のインバータA1には、制御信号X(/CLK)により制御されるPチャネル型MOSトランジスタTR11および制御信号Y(CLK)により制御されるNチャネル型MOSトランジスタTR12が設けられ、クロック信号CLKのレベルに応じて活性化/非活性化が制御されるようになっている。 In the eleventh embodiment shown in FIG. 12, the gate circuits A1 to An and B1 to Bm in the gate arrays AA and BB in the tenth embodiment are configured as inverters having power supply control transistors. Specifically, for example, the first-stage inverter A1 of the gate array AA includes a P-channel MOS transistor TR11 controlled by the control signal X (/ CLK) and an N-channel MOS transistor controlled by the control signal Y (CLK). TR12 is provided, and activation / deactivation is controlled according to the level of the clock signal CLK.
ここで、ゲート列AAの入力端IN(AA)に設けられたトランジスタTR0のソースに対しても、制御信号Yにより制御されるトランジスタTR1が設けられている。尚、制御信号Xは、クロック信号CLKを三段のインバータI1,I2,I3を介して生成され、また、制御信号Yは、クロック信号CLKを二段のインバータI1,I4を介して生成されるようになっている。このように、各ゲート回路A1〜An,B1〜Bmに対して、それぞれ電源制御トランジスタ(TR11,TR12)を設けることによって、各ゲート回路に電源電圧を供給するトランジスタの負荷を分散するようになっている。 Here, the transistor TR1 controlled by the control signal Y is also provided for the source of the transistor TR0 provided at the input terminal IN (AA) of the gate row AA. The control signal X is generated from the clock signal CLK through three stages of inverters I1, I2, and I3, and the control signal Y is generated from the clock signal CLK through two stages of inverters I1 and I4. It is like that. As described above, by providing the power control transistors (TR11, TR12) for the gate circuits A1 to An and B1 to Bm, the load of the transistors that supply the power supply voltage to the gate circuits is distributed. ing.
図13に示す第12実施例は、基本的には、上述した第11実施例においてゲート列BBの出力端OUT(BB) に設けたインバータI0の代わりに、出力バッファ回路OBを設けるようにしたものである。 In the twelfth embodiment shown in FIG. 13, an output buffer circuit OB is basically provided in place of the inverter I0 provided at the output terminal OUT (BB) of the gate line BB in the eleventh embodiment. Is.
出力バッファ回路OBは、奇数段のインバータで構成された遅延部D1,2、出力の不確定状態を無くすためのラッチ部LA、ナンドゲートND、および、トランジスタTR101,TR102,TR103 を備えて構成されている。ここで、入力端IN(AA)に供給される信号が高レベル“H”の時だけ、初段のゲート回路A1に対して信号を供給するようになっている。この出力バッファ回路OBは、第2のゲート列BBの最終出力端(OUT(BB))が低レベル“L”から高レベル“H”(或いは、高レベル“H”から低レベル“L”)への切り替わりエッヂのみを捉えて出力するようになっている。 The output buffer circuit OB includes delay units D1 and D2, each composed of an odd number of inverters, a latch unit LA for eliminating an output indefinite state, a NAND gate ND, and transistors TR101, TR102, and TR103. Yes. Here, the signal is supplied to the first-stage gate circuit A1 only when the signal supplied to the input terminal IN (AA) is at the high level “H”. In this output buffer circuit OB, the final output terminal (OUT (BB)) of the second gate row BB has a low level “L” to a high level “H” (or a high level “H” to a low level “L”). Only the edge of switching to is captured and output.
さらに、図13では、第1のゲート列AAの入力端IN(AA)には、低レベルの電位(第1の電位)“L”または高レベルの電位(第2の電位)“H”の一方にだけ駆動する一方向駆動手段TR0が設けられている。すなわち、第1のゲート列AAの入力端IN(AA)は、Nチャネル型MOSトランジスタTR0のゲートに入力されている。これにより、不要な切り替わりを除いた出力信号を得ることができる。 Further, in FIG. 13, the input terminal IN (AA) of the first gate row AA has a low level potential (first potential) “L” or a high level potential (second potential) “H”. One-way driving means TR0 for driving only one side is provided. That is, the input terminal IN (AA) of the first gate row AA is input to the gate of the N-channel MOS transistor TR0. Thereby, an output signal excluding unnecessary switching can be obtained.
図14に示す第13実施例は、例えば、制御信号によりゲート列の活性化を制御する制御手段を、入力するクロック信号を1/N(Nは2以上の整数)分周して該クロック信号のN倍の周期を有する信号を発生するように構成した場合(図17〜図19の回路例に、1/2分周した場合を示す)、第1のゲート列AAおよび第2のゲート列BBに対応する回路をN組設ける必要があるが、このN組の回路の出力(各第2のゲート列の出力OUT(BB1)〜OUT(BBN)) を重ね合わせる重ね合わせ出力バッファ回路OB'(図13における出力バッファ回路OBに対応)の回路例を示すものである。 In the thirteenth embodiment shown in FIG. 14, for example, the control means for controlling the activation of the gate array by the control signal divides the input clock signal by 1 / N (N is an integer of 2 or more) and the clock signal When the signal is configured to generate a signal having a period N times that of the first gate line AA and the second gate line (in the circuit examples of FIGS. Although it is necessary to provide N sets of circuits corresponding to BB, an overlap output buffer circuit OB ′ for superimposing the outputs (outputs OUT (BB1) to OUT (BBN) of each second gate row) of these N sets of circuits. This shows a circuit example (corresponding to the output buffer circuit OB in FIG. 13).
図13および図14の比較から明らかなように、本第13実施例では、N組の回路の出力OUT(BB1)〜OUT(BBN)には、図13におけるトランジスタTR102,TR103 に対応するトランジスタ TR112,TR113〜TR1N2,TR1N3(スイッチ手段)が設けられ、各トランジスタ TR112〜TR1N2 のドレインを共通接続して重ね合わせ出力OUTを取り出すようになっている。ここで、重ね合わせ出力OUTは、クロック信号CLKと同じ周波数で位相の異なる信号となっている。尚、N組の出力は、所定時間後に共通の出力信号レベル制御回路によりリセットされて所定レベルになるように構成することもできる。 As is clear from comparison between FIGS. 13 and 14, in the thirteenth embodiment, the outputs OUT (BB1) to OUT (BBN) of the N sets of circuits include transistors TR112 corresponding to the transistors TR102 and TR103 in FIG. , TR113 to TR1N2, TR1N3 (switch means) are provided, and the drains of the transistors TR112 to TR1N2 are connected in common to take out the superimposed output OUT. Here, the superimposed output OUT is a signal having the same frequency as the clock signal CLK but having a different phase. Note that the N sets of outputs can be configured to be reset to a predetermined level by a common output signal level control circuit after a predetermined time.
図15は本発明のタイミング制御回路の第14実施例を説明するための図であり、上述した第13実施例において、入力信号を1/3分周して該入力信号の3倍の周期を有する3つの制御信号を生成した場合を示すものである。 FIG. 15 is a diagram for explaining a fourteenth embodiment of the timing control circuit according to the present invention. In the thirteenth embodiment described above, the input signal is divided by 1/3 to have a period three times that of the input signal. This shows a case where three control signals are generated.
図15に示されるように、制御信号1〜制御信号3は、それぞれ入力信号(クロック信号CLK)の三倍の周期を有している。そして、各3つの制御信号に対応する第1のゲート列および第2のゲート列で構成された三組の回路の出力(出力信号1〜出力信号3)を、図14に示すような重ね合わせ出力バッファ回路OB’により重ね合わせて出力信号を得る。尚、この重ね合わせ出力信号(OUT)は、入力信号(CLK)の周波数に依存することなく、該入力信号と同じ周波数で位相の異なる信号となる。
As shown in FIG. 15, each of the control signals 1 to 3 has a period three times that of the input signal (clock signal CLK). Then, the outputs (
図16は本発明のタイミング制御回路(遅延回路,位相シフト回路)の適用例を説明するための図である。同図において、参照符号61はタイミング制御回路、62は任意の回路(他の回路)、そして、63は出力バッファ回路を示している。
FIG. 16 is a diagram for explaining an application example of the timing control circuit (delay circuit, phase shift circuit) of the present invention. In the figure,
図16に示されるように、タイミング制御回路61は外部から供給されるクロック信号(第1のクロック信号)CLKの位相を変えて内部クロック信号(第2のクロック信号)を生成する。さらに、この内部クロック信号は、任意の回路62の出力が入力される出力バッファ回路63に供給され、そして、出力バッファ回路63から内部クロック信号に同期した出力が得られるようになっている。尚、上述した本発明に係るタイミング制御回路(遅延回路)は、図16の回路構成に限定されず様々な回路に適用することができるのはいうまでもない。
As shown in FIG. 16, the
図17〜図19は本発明のタイミング制御回路を適用したクロック発生回路の一例を示す回路図である。図17〜図19において、参照符号71は遅延回路(プログラマブル遅延回路),72はダミー配線部(長配線ディレイ部),そして, 73は分周回路(1/2分周回路)を示している。 17 to 19 are circuit diagrams showing examples of a clock generation circuit to which the timing control circuit of the present invention is applied. 17 to 19, reference numeral 71 is a delay circuit (programmable delay circuit), 72 is a dummy wiring portion (long wiring delay portion), and 73 is a frequency dividing circuit (1/2 frequency dividing circuit). .
また、図20および図21は図17〜図19に示すクロック発生回路の各信号を示すタイミング図である。図20および図21において、参照符号CLKはクロック信号発生回路に入力するクロック信号、XおよびY(信号Yは信号Xの反転レベルの信号/X)は制御信号、A,B,Cはクロック信号発生回路の各部における信号を示している。さらに、参照符号E1〜E31等は、クロック発生回路の各ゲート列におけるゲート回路(インバータ)の出力信号を示している。 20 and 21 are timing charts showing respective signals of the clock generation circuit shown in FIGS. 20 and 21, reference symbol CLK is a clock signal to be input to the clock signal generating circuit, X and Y (signal Y is a signal / X of the inverted level of signal X) is a control signal, and A, B, and C are clock signals. The signal in each part of the generation circuit is shown. Further, reference numerals E1 to E31 indicate output signals of gate circuits (inverters) in each gate row of the clock generation circuit.
図17〜図19に示すクロック信号発生回路では、分周回路73が入力するクロック信号CLKを1/2分周してクロック信号CLKの2倍の周期を有する信号(制御信号X,Yに対応)を発生するようになっている。このように、制御信号X,Yとして、入力信号を1/2分周した信号を使用する場合には、前述したように、第1のゲート列および第2のゲート列を有する2組の回路(AA1,BB1; AA2,BB2)74および75が設けられている。そして、図13および図14を参照して説明した2組の回路の出力OUT(BB1), OUT(BB2)を重ね合わせる出力バッファ回路(OB')を介して、組み合わせ出力OUT(G)が取り出される。ここで、図17〜図19に示すクロック信号発生回路では、組み合わせ出力OUT(G)が出力制御クロックとして、読み出し制御回路70に供給され、読み出し制御信号(/RE)との論理を取って各読み出しデータD(1)〜D(8)が読み出されるようになっている。
In the clock signal generation circuit shown in FIGS. 17 to 19, the clock signal CLK input by the
図17〜図19に示されるように、各組における第1のゲート列AA1,AA2 および第2のゲート列BB1,BB2 における各共通ノードには容量手段CLが設けられていて、信号の伝播時間を長くするようになっている。この容量手段CLの値は、前記第1のゲート列AA1(AA2)の入力側IN(AA1)(IN(AA2))から出力側OUT(AA1)(OUT(AA2))に行くに従って大きく設定するようになっており、出力側に行くに従って各ゲート回路(インバータ)における遅延時間を大きくするようになっている。具体的に、例えば、各組における最初の部分(第1のゲート列AA1(AA2)の入力側IN(AA1)(IN(AA2))の部分)では容量手段が設けられておらず各ゲート回路の遅延時間は小さくなるように構成されている。そして、例えば、41段目辺りでは、容量手段CLの値が入力部の容量CINの4倍となるように設定され、また、51段目辺りでは、容量手段CLの値が入力部の容量CINの12倍となるように設定されている。 As shown in FIGS. 17 to 19, each common node in the first gate row AA1, AA2 and the second gate row BB1, BB2 in each set is provided with a capacitance means CL, and the signal propagation time Is supposed to be longer. The value of the capacitance means CL is set to increase as it goes from the input side IN (AA1) (IN (AA2)) to the output side OUT (AA1) (OUT (AA2)) of the first gate row AA1 (AA2). The delay time in each gate circuit (inverter) is increased as it goes to the output side. Specifically, for example, the first part in each group (the part of the input side IN (AA1) (IN (AA2)) of the first gate row AA1 (AA2)) is not provided with a capacitive means, and each gate circuit The delay time is configured to be small. For example, around the 41st stage, the value of the capacitance means CL is set to be four times the capacitance CIN of the input section, and around the 51st stage, the value of the capacitance means CL is set to the capacity of the input section. It is set to be 12 times CIN .
さらに、例えば、図17〜図19に示すクロック信号発生回路では、制御信号XおよびYを供給する制御信号線には、10段のゲート回路毎にインバータ(バッファ回路)IA,IBが設けられ、これらインバータIAおよびIBを介した制御信号線が反対側のゲート列の制御信号線となるように構成されている。尚、重ね合わせ出力バッファ回路OB’の構成、第1のゲート列AA1,AA2 の出力端OUT(AA1),OUT(AA2) のレベルおよび第2のゲート列BB1,BB2 の入力端IN(BB1),IN(BB2) のレベル等は、前述した各実施例と同様であるのでその説明は省略する。 Further, for example, in the clock signal generation circuit shown in FIGS. 17 to 19, the control signal lines for supplying the control signals X and Y are provided with inverters (buffer circuits) IA and IB for every 10 stages of gate circuits, The control signal line via the inverters IA and IB is configured to be the control signal line of the opposite gate row. The configuration of the superimposed output buffer circuit OB ′, the levels of the output terminals OUT (AA1) and OUT (AA2) of the first gate lines AA1 and AA2, and the input terminal IN (BB1) of the second gate lines BB1 and BB2 , IN (BB2) levels and the like are the same as those in the above-described embodiments, and thus the description thereof is omitted.
そして、図20および図21に示されるように、この図17〜図19に示すクロック信号発生回路によれば、第1のゲート列および第2のゲート列を有する2組の回路(AA1,BB1; AA2,BB2)74および75の出力を重ね合わせた重ね合わせ出力OUT(G)を、クロック信号CLKと同じ周波数で位相の異なる信号として得ることができる。その結果、例えば、クロック信号CLKの周期に関わらず、立ち上がりタイミングの前後の一定期間において、出力を確定するように制御することが可能となる。 As shown in FIGS. 20 and 21, according to the clock signal generation circuit shown in FIGS. 17 to 19, two sets of circuits (AA1, BB1) having a first gate row and a second gate row are provided. AA2, BB2) A superposition output OUT (G) obtained by superimposing the outputs of 74 and 75 can be obtained as a signal having the same frequency as the clock signal CLK and having a different phase. As a result, for example, it is possible to perform control so that the output is determined in a certain period before and after the rising timing regardless of the cycle of the clock signal CLK.
以下、本発明に係る遅延回路の実施例を従来技術と比較しつつ詳述する。
図25は従来の遅延回路の一例を示すブロック図である。図25において、参照符号300はユニット遅延回路(UD),301はマルチプレクサ(MUX),302は位相検出回路,そして,303はおよび304はRCディレイ回路を示している。
Hereinafter, embodiments of the delay circuit according to the present invention will be described in detail in comparison with the prior art.
FIG. 25 is a block diagram showing an example of a conventional delay circuit. In FIG. 25,
図25に示す遅延回路は、多段のディレイ・ライン(ユニット遅延回路300が直列に接続されたもの)の各出力をマルチプレクサ301で選択することにより、入力されたクロック信号CLKから所定の遅延を有する出力信号CLK’を出力するようになっている。すなわち、マルチプレクサ301は、RCディレイ回路304を介してフィードバックされる信号を位相検出回路302で検出してクロック信号CLKと位相比較を行い、該位相検出回路302の出力に応じて所定の遅延時間を有するディレイ・ラインの出力が選択されるようになっている。なお、RCディレイ回路303,304抵抗(R)およびキャパシタ(C)による遅延回路を示しており、出力信号CLK’はRCディレイ回路303を介して出力される。
The delay circuit shown in FIG. 25 has a predetermined delay from the input clock signal CLK by selecting each output of the multi-stage delay line (
従って、図25に示す遅延回路では、多数のユニット遅延回路300を駆動する必要があるため、消費電力の面で問題がある。
Therefore, the delay circuit shown in FIG. 25 has a problem in terms of power consumption because it is necessary to drive a large number of
図26は従来の遅延回路の他の例を示すブロック図である。図26において、参照符号305はドライバ回路,306はマルチプレクサ(MUX),そして,307はキャパシタ・アレーを示している。
FIG. 26 is a block diagram showing another example of a conventional delay circuit. In FIG. 26,
図26に示す遅延回路は、ドライバ回路305の出力負荷(キャパシタ・アレー307による容量)をマルチプレクサ306で選択することにより、そのノードの立ち上がり時間(Rise-Time) および立ち下がり時間(Fall-Time) を制御して、すなわち、信号波形のなまりを利用して、入力されたクロック信号CLKから所定の遅延を有する出力信号CLK’を出力するようになっている。マルチプレクサ306は、RCディレイ回路304を介してフィードバックされる信号を位相検出回路302で検出してクロック信号CLKと位相比較を行い、該位相検出回路302の出力に応じてキャパシタ・アレー307の所定の出力負荷(容量)を選択するようになっている。なお、出力信号CLK’も、RCディレイ回路303を介して出力されるようになっている。
The delay circuit shown in FIG. 26 selects the output load of the driver circuit 305 (capacitance by the capacitor array 307) by the
従って、図26に示す遅延回路では、信号波形のなまりを利用して遅延時間を規定するために、ノイズに弱く、精度の面で問題がある。 Therefore, the delay circuit shown in FIG. 26 has a problem in terms of accuracy because it is vulnerable to noise because the delay time is defined using the rounding of the signal waveform.
図27は従来のPLL回路の一例を示すブロック図である。図27において、参照符号310は発振器,320は位相比較器,そして,330は制御回路を示している。
FIG. 27 is a block diagram showing an example of a conventional PLL circuit. In FIG. 27,
一般に、制御信号(CTRL)によって、位相を制御可能な発振器をPLL(Phase-Locked-Loop) と呼ぶ。このPLL回路は、発振器(リング・オシレータ)を構成するゲートのディレイ値を電圧制御する方式が多く、通常、アナログ回路として構成されている。なお、ディレイ値をゲート負荷やトランジスタサイズ、或いは、ゲート段数等により制御する場合には、ディジタル・PLLとも称する。 In general, an oscillator whose phase can be controlled by a control signal (CTRL) is called a PLL (Phase-Locked-Loop). This PLL circuit has many methods for controlling the voltage of the delay value of the gate constituting the oscillator (ring oscillator), and is usually configured as an analog circuit. When the delay value is controlled by the gate load, the transistor size, or the number of gate stages, it is also referred to as digital / PLL.
図27に示されるように、PLL回路は、リング・オシレータ(発振器)310のどのゲート段から出力を取り出すかによって、種々の位相(30度、90度、120度等)を有するクロックを得ることができ、従って、2倍周期、3倍周期等のクロックを作成することができる。 As shown in FIG. 27, the PLL circuit obtains clocks having various phases (30 degrees, 90 degrees, 120 degrees, etc.) depending on which gate stage of the ring oscillator (oscillator) 310 takes the output. Therefore, a clock having a double period, a triple period, or the like can be created.
しかしながら、このPLL回路は、基本的に、発振器310、位相比較器320、および、制御回路330より構成されるが、位相比較およびディレイ値の制御は電源電圧や温度の変動(ノイズ等)に依存して変化してしまうという問題がある。さらに、通常、発振器310としてリング・オシレータを使用するため、消費電力の面でも問題がある。
However, this PLL circuit basically includes an
また、従来、PLLがリング・オシレータを使用するのに対して、開放型のゲート列を使用する場合を、一般に、DLL(Delay-Line-Lock) と呼ぶ。以下に説明する本発明の遅延回路は、消費電力を大幅に削減することのできるディジタル方式のDLL回路に適用可能なものであり、ノイズに強く,低消費電力(少ないスタンバイ電流)および高速で安定した信号が要求される高速の汎用メモリ(DRAM等)のクロック信号等を発生する回路に適したものである。 Further, in contrast to a conventional PLL that uses a ring oscillator, a case where an open type gate array is used is generally called a DLL (Delay-Line-Lock). The delay circuit of the present invention described below can be applied to a digital DLL circuit capable of greatly reducing power consumption, is resistant to noise, has low power consumption (low standby current), and is stable at high speed. This circuit is suitable for a circuit that generates a clock signal or the like of a high-speed general-purpose memory (DRAM or the like) that requires such a signal.
図28は本発明が適用されるDLL回路の基本構成を示すブロック図である。図28において、参照符号411は第1の変換回路(CA)、412はゲート段数情報変換回路(CD)、413は第2の変換回路(CB)、そして、410は位相比較器420および制御回路430で構成される微調回路を示している。
FIG. 28 is a block diagram showing a basic configuration of a DLL circuit to which the present invention is applied. In FIG. 28,
図29は本発明が適用される遅延回路の原理構成を示すブロック図である。図29(a) および図29(b) に示されるように、第1の変換回路CAは、縦列接続(アレー状) された複数のユニット回路(第1のユニット回路)UAを備え、また、第2の変換回路CBは、縦列接続(アレー状に配置)された複数のユニット回路(第2のユニット回路)UBを備えて構成されている。 FIG. 29 is a block diagram showing a principle configuration of a delay circuit to which the present invention is applied. As shown in FIGS. 29 (a) and 29 (b), the first conversion circuit CA includes a plurality of unit circuits (first unit circuits) UA connected in cascade (array form), and The second conversion circuit CB includes a plurality of unit circuits (second unit circuits) UB connected in cascade (arranged in an array).
第1の変換回路CAは、第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bが切り替わる第1の切り替わり時間差τを,対応する第1のゲート段数情報(Nビット)に変換する。また、第2の変換回路CBは、第1のゲート段数情報(Nビット)に応じて決められる第2のゲート段数情報(N’ビット)を,第2の切り替わり時間差τ’に変換する。そして、図29(a) および図29(b) に示す遅延回路は、第2の変換回路CBに入力される第3の入力信号INを第2の切り替わり時間差τ’だけ遅延して出力する(OUT)ようになっている。 The first conversion circuit CA converts the first switching time difference τ at which the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B are switched into corresponding first gate stage number information (N bits). . Further, the second conversion circuit CB converts the second gate stage number information (N ′ bits) determined according to the first gate stage number information (N bits) into the second switching time difference τ ′. The delay circuit shown in FIGS. 29A and 29B delays and outputs the third input signal IN input to the second conversion circuit CB by the second switching time difference τ ′ (see FIG. 29A). OUT).
第1の変換回路CAは、第1のユニット回路UAを少なくとも2個以上規則的に繰り返すアレー構造を持ち,第1の入力信号CLK−Aを第1のユニット回路UAのアレー内において、第1の方向D1に伝播させるようになっている。また、第2の変換回路CBは、第1のユニット回路UAの1段当たりの遅延時間を再現する第2のユニットの回路UBを少なくとも2個以上規則的に繰り返すアレー構造を持ち,第3の入力信号INを該第2の変換回路(CB)において,第1の方向D1とは逆向きの第2の方向(D2)に伝播させるようになっている。 The first conversion circuit CA has an array structure in which at least two or more first unit circuits UA are regularly repeated, and the first input signal CLK-A is supplied to the first unit circuit UA in the array of the first unit circuit UA. It propagates in the direction D1. Further, the second conversion circuit CB has an array structure in which at least two second unit circuits UB that reproduce the delay time per stage of the first unit circuit UA are regularly repeated. In the second conversion circuit (CB), the input signal IN is propagated in a second direction (D2) opposite to the first direction D1.
図29(b) において、参照符号CEは、複数のリセット回路RSTで構成されたリセット部を示している。このリセット部CEは、第2の変換回路CBにおける第2のユニット回路UBのアレーの各段の入出力信号を、第3の入力信号INが入力される直前にリセットするものである。 In FIG. 29 (b), the reference symbol CE indicates a reset unit composed of a plurality of reset circuits RST. The reset unit CE resets the input / output signals of each stage of the array of the second unit circuit UB in the second conversion circuit CB immediately before the third input signal IN is input.
図30は図29の遅延回路におけるクロック信号を生成する回路例およびその動作を示す波形図であり、同図(a) は第1の入力信号CLK−Aの生成回路、同図(b) は第2の入力信号CLK−Bの生成回路、そして、同図(c) はこれら生成回路の動作示す波形図である。 FIG. 30 is a waveform diagram showing a circuit example for generating a clock signal and its operation in the delay circuit of FIG. 29. FIG. 30 (a) is a circuit for generating the first input signal CLK-A, and FIG. The circuit for generating the second input signal CLK-B, and FIG. 8C is a waveform diagram showing the operation of these circuits.
図30(a) および図30(b) に示されるように、クロック信号(第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−B)は、所定の信号をそのままクロック信号として使用するだけでなく、例えば、クロック信号生成回路を2つの制御信号CLK-A1(CLK-B1)およびCLK-A2(CLK-B2)をゲートに受けるPチャネルおよびNチャネル型MOSトランジスタと、2つのインバータで構成されたラッチ回路により構成し、該クロック信号生成回路の出力を第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bとして使用することもできる。これにより、図30(c) に示されるように、切り替わり時間差(第1の切り替わり時間差)τを有する第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bが生成される。 As shown in FIGS. 30A and 30B, the clock signals (first input signal CLK-A and second input signal CLK-B) use predetermined signals as clock signals as they are. In addition, for example, the clock signal generation circuit includes two control signals CLK-A1 (CLK-B1) and CLK-A2 (CLK-B2) at the gates of P-channel and N-channel MOS transistors and two inverters. The latch circuit may be configured, and the output of the clock signal generation circuit may be used as the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B. As a result, as shown in FIG. 30 (c), the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B having the switching time difference (first switching time difference) τ are generated.
ここで、図30(a) および図30(b) に示すクロック信号生成回路において、図30(c) から明らかなように、第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bの切り替わり時間差(第1の切り替わり時間差τ)は、第1の入力信号CLK−Aが立ち上がってから第2の入力信号CLK−Bが立ち下がるまでの時間、および、第1の入力信号CLK−Aが立ち下がってから第2の入力信号CLK−Bが立ち上がるまでの時間の両方により規定されている。 Here, in the clock signal generation circuit shown in FIGS. 30 (a) and 30 (b), as is apparent from FIG. 30 (c), the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B. Switching time difference (first switching time difference τ) is the time from when the first input signal CLK-A rises to when the second input signal CLK-B falls, and the first input signal CLK-A. Is defined by both the time from when the signal falls to the time when the second input signal CLK-B rises.
図31は本発明の遅延回路の第1実施例を示す回路図であり、図32は図31に示す遅延回路の動作を示す波形図である。図31において、参照符号CAは第1の変換回路、CB1,CB2は第2の変換回路、CD1,CD2はゲート段数情報変換回路、そして、RAはラッチ回路を示している。 FIG. 31 is a circuit diagram showing a first embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 32 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIG. In FIG. 31, reference numeral CA is a first conversion circuit, CB1 and CB2 are second conversion circuits, CD1 and CD2 are gate stage number information conversion circuits, and RA is a latch circuit.
図31に示されるように、本発明の遅延回路の第1実施例は、1つの第1の変換回路(τ to N変換回路)CA,2つのゲート段数情報変換回路(N to N' 変換回路)CD1,CD2,2つの第2の変換回路(N' to τ' 変換回路)CB1,CB2, および, ラッチ回路RAを備えて構成されている。 As shown in FIG. 31, the first embodiment of the delay circuit of the present invention includes one first conversion circuit (τ to N conversion circuit) CA, two gate stage number information conversion circuits (N to N ′ conversion circuit). ) CD1, CD2, and two second conversion circuits (N ′ to τ ′ conversion circuit) CB1 and CB2 and a latch circuit RA.
第1の変換回路CAにおいて、各ユニット回路(第1のユニット回路)UAは、NORゲートまたはNANDゲートにより構成されている。具体的に、第1のユニット回路UAは、偶数段目がNORゲートにより構成され、且つ、奇数段目がNANDゲートにより構成されている。すなわち、第1のユニット回路UAは、反転機能を有する反転ゲート回路を備え、該反転ゲート回路の各ゲート一段当たりの遅延時間を単位時間として変換を行うようになっている。ここで、第1のユニット回路UAは、偶数段目をNANDゲートにより構成し、且つ、奇数段目をNORゲートにより構成することもできる。 In the first conversion circuit CA, each unit circuit (first unit circuit) UA is configured by a NOR gate or a NAND gate. Specifically, in the first unit circuit UA, the even-numbered stages are configured by NOR gates, and the odd-numbered stages are configured by NAND gates. That is, the first unit circuit UA includes an inverting gate circuit having an inverting function, and performs conversion using the delay time per gate stage of the inverting gate circuit as a unit time. Here, the first unit circuit UA can be configured with the even-numbered stages by NAND gates and the odd-numbered stages by NOR gates.
また、第2の変換回路CB(CB1,CB2)において、各ユニット回路(第2のユニット回路)UBは、2つのNORゲートまたは2つのNANDゲートにより構成されている。具体的に、一方の第2の変換回路CB1においては、偶数段目がNORゲートにより構成され,且つ,奇数段目がNANDゲートにより構成され、また、他方の第2の変換回路CB2においては、偶数段目がNANDゲートにより構成され,且つ,奇数段目がNORゲートにより構成されている。すなわち、第2のユニット回路UBも、反転機能を有する反転ゲート回路を備え、該反転ゲート回路の各ゲート一段当たりの遅延時間を単位時間として変換を行うようになっている。ここで、各第2のユニット回路UBにおいて、2つのゲート回路の一方だけを使用し他方を使用していないのは、回路の対称性を維持して各ユニット回路毎の遅延時間を正確に規定するためである。 In the second conversion circuit CB (CB1, CB2), each unit circuit (second unit circuit) UB is composed of two NOR gates or two NAND gates. Specifically, in one second conversion circuit CB1, the even-numbered stages are configured by NOR gates, and the odd-numbered stages are configured by NAND gates. In the other second conversion circuit CB2, The even-numbered stages are composed of NAND gates, and the odd-numbered stages are composed of NOR gates. That is, the second unit circuit UB also includes an inverting gate circuit having an inverting function, and performs conversion using the delay time per gate stage of the inverting gate circuit as a unit time. Here, in each of the second unit circuits UB, only one of the two gate circuits is used and the other is not used because the delay time for each unit circuit is accurately defined while maintaining the symmetry of the circuit. It is to do.
なお、ラッチ回路RAにおいて、各ユニット回路は、2つのNORゲートまたは2つのNANDゲートにより構成され、また、ゲート段数情報変換回路CD(CD1,CD2)において、各ユニット回路UDは、NORゲートまたはNANDゲートにより構成されている。さらに、ラッチ回路RAは、第1の変換回路CAの各第1のユニット回路UAに対応して設けられ、該ラッチ回路(ラッチ回路RAの各ラッチユニット)は、該第1のユニット回路UA毎に出力されるデータを格納するようになっている。 In the latch circuit RA, each unit circuit is composed of two NOR gates or two NAND gates. In the gate stage number information conversion circuit CD (CD1, CD2), each unit circuit UD is composed of a NOR gate or a NAND gate. It is composed of gates. Furthermore, the latch circuit RA is provided corresponding to each first unit circuit UA of the first conversion circuit CA, and the latch circuit (each latch unit of the latch circuit RA) is provided for each first unit circuit UA. The data to be output to is stored.
第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bが切り替わる第1の切り替わり時間差τは、第1の変換回路CAにおいて、対応する第1のゲート段数情報(Nビット)に変換される。すなわち、第1の切り替わり時間差τに対応するNビットのユニット回路UA(所定段数のゲート)まで、信号の変化が伝えられ、そのデータがラッチ回路RAに保持される。そして、ラッチ回路RAのデータ(第1の変換回路CAにおいて、信号が伝播されたゲートの次のゲートの出力)は、ゲート段数情報変換回路CD1およびCD2を介して、それぞれ第2の変換回路CB1およびCB2に供給され、該第2の変換回路CB1およびCB2において、出力(OUT)側に向かって信号の伝播が行われることになる。 The first switching time difference τ at which the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B are switched is converted into corresponding first gate stage number information (N bits) in the first conversion circuit CA. The That is, the signal change is transmitted to the N-bit unit circuit UA (a predetermined number of gates) corresponding to the first switching time difference τ, and the data is held in the latch circuit RA. Then, the data of the latch circuit RA (the output of the gate next to the gate to which the signal is propagated in the first conversion circuit CA) is supplied to the second conversion circuit CB1 through the gate stage number information conversion circuits CD1 and CD2, respectively. And CB2, and in the second conversion circuits CB1 and CB2, the signal is propagated toward the output (OUT) side.
ここで、本第1実施例では、ゲート段数情報変換回路CD1およびCD2は、第1のゲート段数情報(Nビット)をそのまま第2の変換回路CB1およびCB2に供給するようになっており、すなわち、N to N変換をするようになっており、第2の変換回路CB1およびCB2による変換で、第2の切り替わり時間差τ' は第1の切り替わり時間差τと同一となる。 Here, in the first embodiment, the gate stage number information conversion circuits CD1 and CD2 supply the first gate stage number information (N bits) as it is to the second conversion circuits CB1 and CB2, that is, N to N conversion is performed, and the second switching time difference τ ′ becomes the same as the first switching time difference τ by the conversion by the second conversion circuits CB1 and CB2.
従って、図32に示されるように、ノード(1) およびノード(2) における遅延はτとなり、その結果、出力(OUT)からは、入力信号(第3の入力信号)INを時間τだけ遅延させた信号OUTが取り出されることになる。なお、ノード(1) および(2) の信号におけるパルス幅TW0は、出力(OUT)に設けられたラッチ回路LA0および遅延線DL0により生成される。すなわち、ノード(1) および(2) の信号は、パルス幅TW0のレベル変化の後、出力(OUT)を高インピーダンス状態に保持するようにリセットされる。 Therefore, as shown in FIG. 32, the delay at the node (1) and the node (2) is τ, and as a result, the input signal (third input signal) IN is delayed from the output (OUT) by the time τ. The processed signal OUT is taken out. The pulse width TW0 in the signals at the nodes (1) and (2) is generated by the latch circuit LA0 and the delay line DL0 provided at the output (OUT). That is, the signals at the nodes (1) and (2) are reset so as to keep the output (OUT) in the high impedance state after the level change of the pulse width TW0.
ここで、第1のゲート段数情報(Nビット)は、第1のユニット回路UA毎に出力されるデータの全て若しくは一部を集めたものに対応し、また、第2のゲート段数情報(N’ビット)は、第2のユニット回路UB毎に入力されるデータの全て若しくは一部を集めたものに対応するようになっている。なお、本第1実施例では、第2のゲート段数情報は、第2のユニット回路UB毎に入力されるデータの全てを集めたものに対応している。すなわち、第2のゲート段数情報(N’ビット)として、第1のゲート段数情報(Nビット)の各ビットの信号に同期した信号が第2の変換回路(CB1,CB2)に直接入力するようになっている。また、この第2の変換回路に直接入力するゲート段数情報(第2のゲート段数情報)は、第1のゲート段数情報(Nビット)の各ビットの信号と同相信号でもよいが、逆相信号としてもよいのはもちろんである。 Here, the first gate stage number information (N bits) corresponds to a collection of all or part of data output for each first unit circuit UA, and the second gate stage number information (N The “bit” corresponds to a collection of all or part of the data input for each second unit circuit UB. In the first embodiment, the second gate stage number information corresponds to a collection of all data input for each second unit circuit UB. That is, as the second gate stage number information (N ′ bit), a signal synchronized with the signal of each bit of the first gate stage number information (N bit) is directly input to the second conversion circuit (CB1, CB2). It has become. Further, the gate stage number information (second gate stage number information) directly input to the second conversion circuit may be a signal in phase with the signal of each bit of the first gate stage information (N bits). Of course, it may be a signal.
図33および図34は本発明の遅延回路の第2実施例を示す回路図であり、図35は図33および図34に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 33 and 34 are circuit diagrams showing a second embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 35 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS.
図33および図34に示されるように、本第2実施例では、前述したラッチ回路RAの他にラッチ回路RBが設けられている。このラッチ回路RBは、第2の変換回路CB1,CB2(CB)の各第2のユニット回路(UB)に対応して設けられ、該ラッチ回路RBに対して第2のユニット回路毎に入力されるデータを格納するようになっている。このラッチ回路RBにより、第2の変換回路CB1,CB2に対して信号のばたつきが無く安定したデータが供給されることになる。 As shown in FIGS. 33 and 34, in the second embodiment, a latch circuit RB is provided in addition to the latch circuit RA described above. The latch circuit RB is provided corresponding to each second unit circuit (UB) of the second conversion circuits CB1, CB2 (CB), and is input to the latch circuit RB for each second unit circuit. Data is stored. The latch circuit RB supplies stable data to the second conversion circuits CB1 and CB2 with no signal fluctuation.
ここで、図33および図34に示す第2実施例において、参照符号WRは書き込み制御回路であり、この書き込み制御回路WRの動作に従って、第1のラッチ回路RAのデータが第2のラッチ回路RBに書き込まれるようになっている。 Here, in the second embodiment shown in FIGS. 33 and 34, reference numeral WR is a write control circuit, and the data of the first latch circuit RA is transferred to the second latch circuit RB in accordance with the operation of the write control circuit WR. To be written.
図36は本発明の遅延回路に適用されるユニット回路の例を示す図であり、同図(a) および(b) はユニット回路の構成例を示し、同図(c) は動作を説明する波形図である。 FIG. 36 is a diagram showing an example of a unit circuit applied to the delay circuit of the present invention. FIGS. 36 (a) and (b) show configuration examples of the unit circuit, and FIG. 36 (c) explains the operation. It is a waveform diagram.
図36(a) および(B) に示されるように、各ユニット回路(UA,UB)は、インバータ回路(反転機能を有する反転ゲート回路)を持ち、該インバータ回路の各ゲート一段当たりの遅延時間を単位時間として、時間差(第1の入力信号CLK−Aおよび第2の入力信号CLK−Bが切り替わる第1の切り替わり時間差)τを,対応する第1のゲート段数情報(Nビット)に変換するようになっている。 As shown in FIGS. 36 (a) and (B), each unit circuit (UA, UB) has an inverter circuit (an inverting gate circuit having an inverting function), and a delay time per stage of each gate of the inverter circuit. Is converted into the corresponding first gate stage number information (N bits) τ (the first switching time difference at which the first input signal CLK-A and the second input signal CLK-B are switched) τ. It is like that.
ここで、図36(a) および(B) に示すユニット回路では、図36(c) に示されるように、第2の入力信号CLK−Bを高レベル“H”としている時に、第1の入力信号CLK−Aの切り替わりをスタートさせると、該第2の入力信号CLK−Bを低レベル“L”とした時点でのゲートの出力が、第1の切り替わり時間差τに対応した第1のゲート段数情報(Nビット)として残るようになっている。 Here, in the unit circuit shown in FIGS. 36A and 36B, as shown in FIG. 36C, when the second input signal CLK-B is at the high level “H”, the first circuit When the switching of the input signal CLK-A is started, the output of the gate when the second input signal CLK-B is set to the low level “L” is the first gate corresponding to the first switching time difference τ. It remains as stage number information (N bits).
図37は本発明の遅延回路に適用されるユニット回路の他の例を示す図である。図37(a) および(B) に示されるように、各ユニット回路(UA,UB)は、リセット信号入力端子(RESET)を備え、第1の入力信号CLK−Aに依存した信号が通過する直前の出力を期待値の逆に設定するようになっている。さらに、各ユニット回路(UA,UB)は、データ取込回路(CI)を備え、当該ユニット回路における第2の入力信号CLK−Bの切り替わり時のデータを取り込むようになっている。 FIG. 37 is a diagram showing another example of a unit circuit applied to the delay circuit of the present invention. As shown in FIGS. 37 (a) and (B), each unit circuit (UA, UB) includes a reset signal input terminal (RESET), and a signal depending on the first input signal CLK-A passes therethrough. The previous output is set to the opposite of the expected value. Further, each unit circuit (UA, UB) includes a data capture circuit (CI), and captures data when the second input signal CLK-B is switched in the unit circuit.
図38は本発明の遅延回路に適用されるユニット回路のさらに他の例を示す図である。図38(a) および(B) に示されるように、各ユニット回路(UA,UB)において、第1の入力信号CLK−1に依存した信号を伝播させる側の遅延時間が高速になるように該第1の変換回路CAおよび第2の変換回路CBの入力閾値を偏らせるようになっている。すなわち、図38(a) に示すユニット回路(NAND型)においては、Pチャネル型MOSトランジスタのトランジスタサイズを小さくし、且つ、Nチャネル型MOSトランジスタのトランジスタサイズを大きくし、また、図38(b) に示すユニット回路(NOR型)においては、Pチャネル型MOSトランジスタのトランジスタサイズを大きくし、且つ、Nチャネル型MOSトランジスタのトランジスタサイズを小さくするようになっている。これにより、1ユニット回路毎の遅延時間(量子化した速度)を短くすることができ、高精度で遅延時間の制御を行うことが可能となる。 FIG. 38 is a diagram showing still another example of the unit circuit applied to the delay circuit of the present invention. As shown in FIGS. 38A and 38B, in each unit circuit (UA, UB), the delay time on the side of propagating the signal depending on the first input signal CLK-1 is made fast. The input threshold values of the first conversion circuit CA and the second conversion circuit CB are biased. That is, in the unit circuit (NAND type) shown in FIG. 38 (a), the transistor size of the P-channel MOS transistor is reduced, the transistor size of the N-channel MOS transistor is increased, and FIG. In the unit circuit (NOR type) shown in (2), the transistor size of the P-channel MOS transistor is increased and the transistor size of the N-channel MOS transistor is decreased. Thereby, the delay time (quantized speed) for each unit circuit can be shortened, and the delay time can be controlled with high accuracy.
図39は本発明の遅延回路に適用されるユニット回路のまたさらに他の例を示す図である。図39(a) および(B) に示されるように、各ユニット回路(UA,UB)には、遅延時間調整用の容量CCが設けられ、遅延時間調整用の容量CCにより上記のデータ取込回路CIの入力容量に相当する容量を付加するようになっている。なお、図39(a) および(B) に示す容量CCは2つのトランジスタ(CMOSトランジスタ)で構成されている。 FIG. 39 is a diagram showing still another example of the unit circuit applied to the delay circuit of the present invention. As shown in FIGS. 39A and 39B, each unit circuit (UA, UB) is provided with a delay time adjustment capacitor CC, and the above-described data capture is performed by the delay time adjustment capacitor CC. A capacitance corresponding to the input capacitance of the circuit CI is added. Note that the capacitor CC shown in FIGS. 39A and 39B is composed of two transistors (CMOS transistors).
さらに、図39(a) および(B) に示すユニット回路は、リセット信号入力端子(RESET)を備え、第3の入力信号INに依存した信号が通過する直前の出力を期待値の逆に設定するようになっている。 Further, the unit circuit shown in FIGS. 39A and 39B includes a reset signal input terminal (RESET), and sets the output immediately before the signal depending on the third input signal IN passes to the opposite of the expected value. It is supposed to be.
図40は本発明の遅延回路の第3実施例を示す回路図であり、図41は図40に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 FIG. 40 is a circuit diagram showing a third embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 41 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIG.
図40に示されるように、本第3実施例の遅延回路は、2つの第1の変換回路CA1,CA2、および2つの第2の変換回路CB1,CB2を備えて構成されており、第1の変換回路CA1(CA2)の各ユニット回路UAのゲート段数情報出力は、第2の変換回路CB1(CB2)の各ユニット回路UBのゲート段数情報入力に直接供給され、該第2の変換回路CB1(CB2)の遅延時間を該第1の変換回路CA1(CA2)の遅延時間に揃えるようになっている。 As shown in FIG. 40, the delay circuit of the third embodiment is configured to include two first conversion circuits CA1 and CA2 and two second conversion circuits CB1 and CB2. The gate stage number information output of each unit circuit UA of the conversion circuit CA1 (CA2) is directly supplied to the gate stage number information input of each unit circuit UB of the second conversion circuit CB1 (CB2), and the second conversion circuit CB1. The delay time of (CB2) is aligned with the delay time of the first conversion circuit CA1 (CA2).
ここで、一方の第2の変換回路CB1はNAND型遅延回路を持つユニット回路UBからアレーを開始し、また、他方の第2の変換回路CB2はNOR型遅延回路を持つユニット回路UBからアレーを開始し、そして、初段のユニット回路はインバータ型遅延回路となるように入力レベルを固定するようになっている。 Here, one second conversion circuit CB1 starts an array from a unit circuit UB having a NAND type delay circuit, and the other second conversion circuit CB2 starts an array from a unit circuit UB having a NOR type delay circuit. The unit circuit of the first stage starts and the input level is fixed so as to be an inverter type delay circuit.
図41に示されるように、図40の第3実施例では、入力信号INから時間差τの2倍の遅延時間2τを有する出力信号OUTを得るようになっている。 As shown in FIG. 41, in the third embodiment of FIG. 40, an output signal OUT having a delay time 2τ that is twice the time difference τ is obtained from the input signal IN.
図42および図43は本発明の遅延回路の第4実施例を示す回路図であり、図44は図42および図43に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 42 and 43 are circuit diagrams showing a fourth embodiment of the delay circuit of the present invention. FIG. 44 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS.
図42および図43に示されるように、本第4実施例の遅延回路では、ゲート段数情報変換回路CD1(CD2)が第1の変換回路CA1(CA2)と第2の変換回路CB1(CB2)との間に設けられている。すなわち、ゲート段数情報変換回路CD1(CD2)は、前記第1の変換回路CA1(CA2)の各ユニット回路UAのM段毎(本実施例では、3段毎、すなわち、2段置き)のゲート段数情報出力を、第2の変換回路CB1(CB2)の各ユニット回路UBのゲート段数情報入力に供給し、該第2の変換回路CB1(CB2)の遅延時間(τ)を該第1の変換回路CA1(CA2)の遅延時間のM分の1(本実施例では、1/3)に設定するようになっている。 As shown in FIGS. 42 and 43, in the delay circuit of the fourth embodiment, the gate stage number information conversion circuit CD1 (CD2) is replaced with the first conversion circuit CA1 (CA2) and the second conversion circuit CB1 (CB2). Between. That is, the gate stage number information conversion circuit CD1 (CD2) has a gate for every M stages (in this embodiment, every third stage, that is, every two stages) of each unit circuit UA of the first conversion circuit CA1 (CA2). The stage number information output is supplied to the gate stage number information input of each unit circuit UB of the second conversion circuit CB1 (CB2), and the delay time (τ) of the second conversion circuit CB1 (CB2) is converted into the first conversion circuit. The delay time of the circuit CA1 (CA2) is set to 1 / M (in this embodiment, 1/3).
具体的に、本第4実施例では、図42の第1の変換回路CA2における3つのユニット回路UA1〜UA3に対して、ゲート段数情報変換回路CD2における1つのユニット回路UDが設けられ、これにより、図44に示されるように、入力信号INから時間差τの1/3の遅延時間τ/3を有する出力信号OUTを得るようになっている。このように、本実施例の遅延回路によれば、必要とする遅延時間を有する出力信号を得ることが可能となる。 Specifically, in the fourth embodiment, one unit circuit UD in the gate stage number information conversion circuit CD2 is provided for the three unit circuits UA1 to UA3 in the first conversion circuit CA2 in FIG. 44, an output signal OUT having a delay time τ / 3 that is 1/3 of the time difference τ is obtained from the input signal IN. Thus, according to the delay circuit of the present embodiment, an output signal having a required delay time can be obtained.
図45および図46は本発明の遅延回路の第5実施例を示す回路図であり、図47は図45および図46に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 45 and 46 are circuit diagrams showing a fifth embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 47 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS. 45 and 46.
図45および図46に示す第5実施例と、図42および図43に示す第4実施例との比較から明らかなように、本第5実施例では、第1の変換回路CA1(CA2)の各ユニット回路UAのM段毎(本実施例では、2段毎、すなわち、1段置き)のゲート段数情報出力を、所定の段数(本実施例では、1段)のインバータ回路IIを介して必要とする位相に合致させ、第2の変換回路CB1(CB2)の各ユニット回路UBのゲート段数情報入力に供給さするようになっている。具体的に、第1の変換回路CA1から取り出されるゲート出力(1段置きのゲート出力)の1段置きにインバータIIを挿入するようになっている。 As is apparent from a comparison between the fifth embodiment shown in FIGS. 45 and 46 and the fourth embodiment shown in FIGS. 42 and 43, in the fifth embodiment, the first conversion circuit CA1 (CA2) A gate stage number information output for every M stages (in this embodiment, every second stage, ie, every other stage) of each unit circuit UA is sent via an inverter circuit II of a predetermined number of stages (in this embodiment, one stage). It is adapted to the required phase and is supplied to the gate stage number information input of each unit circuit UB of the second conversion circuit CB1 (CB2). Specifically, the inverter II is inserted at every other stage of the gate output (every other stage gate output) taken out from the first conversion circuit CA1.
図45および図46に示されるように、本第5実施例では、第1の変換回路(CA)が2個(CA1,CA2)設けられ、第1の変換回路(CA1)における第1の入力信号CLK−Aの立ち上がり時の遅延時間と、第1の変換回路(CA2)における第1の入力信号CLK−Aの立ち下がり時の遅延時間とを別々に設定するようにも構成されている。 As shown in FIGS. 45 and 46, in the fifth embodiment, two first conversion circuits (CA) (CA1 and CA2) are provided, and the first input in the first conversion circuit (CA1). The delay time when the signal CLK-A rises and the delay time when the first input signal CLK-A falls in the first conversion circuit (CA2) are also set separately.
これにより、図47に示されるように、第1の入力信号CLK−Aが高レベル“H”で第2の入力信号CLK−Bが低レベル“L”に立ち下がった時の時間差τ1 、および、第1の入力信号CLK−Aが低レベル“L”で第2の入力信号CLK−Bが高レベル“H”に立ち上がった時の時間差τ2 に対して、1/M(本実施例では、1/2)の遅延時間を有する信号を得ることができる。なお、本実施例では、入力信号INに対して出力信号OUTのレベルが反転しているが、これは、ゲート回路の構成によりどちらでも必要なものを生成することができるのはいうまでもない。 Thus, as shown in FIG. 47, the time difference τ 1 when the first input signal CLK-A falls to the high level “H” and the second input signal CLK-B falls to the low level “L”, The time difference τ 2 when the first input signal CLK-A rises to a low level “L” and the second input signal CLK-B rises to a high level “H” is 1 / M (in this embodiment) Then, a signal having a delay time of 1/2) can be obtained. In the present embodiment, the level of the output signal OUT is inverted with respect to the input signal IN, but it goes without saying that the necessary one can be generated depending on the configuration of the gate circuit. .
さらに、ゲート段数情報変換回路CDを、第1の変換回路CAの各ユニット回路UAの1段分のゲート段数情報出力を、第2の変換回路CBのM段のユニット回路UBのゲート段数情報入力に共通に供給し、該第2の変換回路CBの遅延時間を該第1の変換回路CAの遅延時間のM倍に設定することも可能である。 Further, the gate stage number information conversion circuit CD, the gate stage number information output for one stage of each unit circuit UA of the first conversion circuit CA, and the gate stage number information input of the M stage unit circuit UB of the second conversion circuit CB are input. The delay time of the second conversion circuit CB can be set to M times the delay time of the first conversion circuit CA.
図48および図49は本発明の遅延回路の第6実施例を示す回路図であり、図50は図48および図49に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 48 and 49 are circuit diagrams showing a sixth embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 50 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS.
図48および図49に示されるように、本第6実施例において、2つの第1の変換回路CA1,CA2の偶数段目と奇数段目で,交互にNAND型のユニット回路およびNOR型のユニット回路がアレー状に繰り返して配置されるようになっており、且つ、2つの第2の変換回路CB1,CB2における立ち上がり時の遅延時間作成用ユニット回路および立ち下がり時の遅延時間作成用ユニット回路も同様に偶数段目と奇数段目で,交互にNAND型のユニット回路およびNOR型のユニット回路がアレー状に繰り返して配置されるようになっている。そして、立ち上がり時(第2の入力信号CLK−Bが高レベル“H”に立ち上がった時の時間差τ2 )の遅延時間作成用ユニット回路と該立ち下がり時(第2の入力信号CLK−Bが低レベル“L”に立ち下がった時の時間差τ1 )の遅延時間作成用ユニット回路では、上記のNAND型およびNOR型の配置が逆に設定されている。さらに、第1の変換回路CA1およびCA2の出力は、ラッチ回路RA1およびRA2により一時ラッチされて出力されるようになっている。 As shown in FIGS. 48 and 49, in the sixth embodiment, NAND type unit circuits and NOR type units are alternately arranged in the even and odd stages of the two first conversion circuits CA1 and CA2. The circuits are arranged repeatedly in an array, and the rising time delay time generating unit circuit and the falling time delay time generating unit circuit in the two second conversion circuits CB1 and CB2 are also provided. Similarly, NAND-type unit circuits and NOR-type unit circuits are alternately and repeatedly arranged in an array at even-numbered stages and odd-numbered stages. Then, the delay time generating unit circuit at the time of rising (the time difference τ 2 when the second input signal CLK-B rises to the high level “H”) and the unit circuit at the time of falling (the second input signal CLK-B is In the delay time generating unit circuit having the time difference τ 1 ) when falling to the low level “L”, the above NAND type and NOR type arrangements are reversed. Further, the outputs of the first conversion circuits CA1 and CA2 are temporarily latched and output by the latch circuits RA1 and RA2.
これにより、図50に示されるような、入力信号INに対して、出力OUTが立ち上がるときの遅延時間(立ち上がり時間差)τ2 および立ち下がるときの遅延時間(立ち下がり時間差)τ1 を有する信号(出力信号OUT)が得られることになる。 50, a signal having a delay time (rise time difference) τ 2 when the output OUT rises and a delay time (fall time difference) τ 1 when falling (as shown in FIG. 50). An output signal OUT) is obtained.
図51および図52は本発明の遅延回路の第7実施例を示す回路図であり、図53は図51および図52に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 51 and 52 are circuit diagrams showing a seventh embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 53 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS.
図51および図52に示す本第7実施例では、第2の変換回路(CB)が複数個(4個:CB1〜CB4)設けられ、該第2の変換回路CB1〜CB4における第2の入力信号CLK−Bの立ち上がり時の遅延時間と、該第2の変換回路CB1〜CB4における前記第2の入力信号CLK−Bの立ち下がり時の遅延時間とを別々に、且つ、複数種類設定するようになっている。 In the seventh embodiment shown in FIG. 51 and FIG. 52, a plurality of second conversion circuits (CB) (four: CB1 to CB4) are provided, and the second input in the second conversion circuits CB1 to CB4. A plurality of types of delay time when the signal CLK-B rises and delay time when the second input signal CLK-B falls in the second conversion circuits CB1 to CB4 are set separately. It has become.
そして、図53に示されるように、各第2の変換回路CB1〜CB4の出力(ノード(1) 〜ノード(4))の論理を取って、入力信号(第3の入力信号)INの振動周波数を変化(本実施例では、周波数を4倍(定数倍)に変化)させるようになっている。また、本第7実施例では、入力信号INに対して、時間差τの半分(τ/2)の遅延時間を与えて出力信号OUTを取り出すようになっている。 As shown in FIG. 53, the logic of the outputs (node (1) to node (4)) of each of the second conversion circuits CB1 to CB4 is taken to oscillate the input signal (third input signal) IN. The frequency is changed (in this embodiment, the frequency is changed four times (a constant multiple)). In the seventh embodiment, the output signal OUT is taken out by giving a delay time that is half the time difference τ (τ / 2) to the input signal IN.
図54は本発明の遅延回路に適用されるアレー構造の一例を示す回路図であり、図55は本発明の遅延回路に適用されるアレー構造の他の例を示す回路図である。これら図54および図55に示すアレー構造は、第1の変換回路CAの構成例を示すものである。 54 is a circuit diagram showing an example of an array structure applied to the delay circuit of the present invention, and FIG. 55 is a circuit diagram showing another example of the array structure applied to the delay circuit of the present invention. The array structures shown in FIGS. 54 and 55 show a configuration example of the first conversion circuit CA.
図54に示されるように、第1の変換回路CAにおけるユニット回路UAのアレーの初段には、第1の入力信号CLK−Aが供給され、信号の伝播が開始されるようになっている。 As shown in FIG. 54, the first input signal CLK-A is supplied to the first stage of the array of the unit circuits UA in the first conversion circuit CA, and signal propagation is started.
また、図55と図38を参照して説明した各ユニット回路との比較から明らかなように、第1の変換回路CAにおけるユニット回路UAに対して、第1の入力信号CLK−Aをリセット信号(RESET)として供給し、該各ユニット回路UAにおける遅延作成用ゲートを、リセット状態または反転状態となるように制御するように構成してもよい。この図55に示すアレー構造は、第1の変換回路CAにおける初段のユニット回路UAの入力を固定したレベル(高レベル“H”)に設定し、第1の入力信号CLK−Aが反転状態を指示した時に、該第1の変換回路CAにおけるアレーの信号伝播を開始するようになっている。 Further, as is apparent from the comparison between the unit circuits described with reference to FIGS. 55 and 38, the first input signal CLK-A is supplied to the unit circuit UA in the first conversion circuit CA as the reset signal. The delay generation gate in each unit circuit UA may be controlled to be in a reset state or an inversion state. In the array structure shown in FIG. 55, the input of the first stage unit circuit UA in the first conversion circuit CA is set to a fixed level (high level “H”), and the first input signal CLK-A is in an inverted state. When instructed, signal transmission of the array in the first conversion circuit CA is started.
図56は本発明の遅延回路に適用されるアレー構造のさらに他の例を示す回路図であり、図57は本発明の遅延回路に適用されるアレー構造のまたさらに他の例を示す回路図である。これら図56および図57に示すアレー構造は、第2の変換回路CBの構成例を示すものである。 56 is a circuit diagram showing still another example of the array structure applied to the delay circuit of the present invention. FIG. 57 is a circuit diagram showing still another example of the array structure applied to the delay circuit of the present invention. It is. The array structures shown in FIGS. 56 and 57 show a configuration example of the second conversion circuit CB.
図56および図57に示されるように、第2の変換回路CBは、第2のゲート段数情報(N’ビット)を受け取って、対応する遅延時間(τ’)を入力信号に与えて出力信号OUTを送出するものであり、第2のゲート段数情報に対応したN’個のユニット回路UBを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 56 and 57, the second conversion circuit CB receives the second gate stage number information (N ′ bits), gives the corresponding delay time (τ ′) to the input signal, and outputs the output signal. OUT is sent out, and includes N ′ unit circuits UB corresponding to the second gate stage number information.
前述した図31〜図35および図40〜図53に示されるように、第2の変換回路CBにおける初段のユニット回路(UB)は、インバータ型の遅延回路を含むユニット回路として構成されている。また、第2の変換回路CBにおけるユニット回路UBのアレーの初段の入力には、第1の変換回路CAにおける遅延時間を越えるような長い切り替わり時間差(τ)が入力された時に、ゲート段数情報(N’)を反転させる側にクランプするようにしてもよい。さらに、第2の変換回路CBにおけるユニット回路UBのアレーの初段には、該初段のユニット回路UB内における遅延回路をインバータとして動作させる側に入力をクランプするようにしてもよい。 As shown in FIGS. 31 to 35 and FIGS. 40 to 53, the first stage unit circuit (UB) in the second conversion circuit CB is configured as a unit circuit including an inverter type delay circuit. Further, when a long switching time difference (τ) exceeding the delay time in the first conversion circuit CA is input to the input of the first stage of the array of the unit circuits UB in the second conversion circuit CB, the gate stage number information ( N ′) may be clamped to the side to be reversed. Furthermore, an input may be clamped at the first stage of the array of unit circuits UB in the second conversion circuit CB on the side where the delay circuit in the first stage unit circuit UB operates as an inverter.
さらに、第1の変換回路CAに対する第1および第2の入力信号(CLK−A,CLK−B)を、クロックの切り替わりのM回(例えば、8回または16回)に1度だけ定期的に行って、第2のゲート段数情報(N’ビット)を再生成するようにしてもよい。これにより、マスタクロックが変動した場合でも追従するおとができる。また、再生成した第2のゲート段数情報N’を、第2の変換回路CBが第3の入力信号INを伝播していない時に設定し直すように構成すれば、他の動作を妨げること無く、第2のゲート段数情報(N’ビット)の再生成を行うことができる。 Further, the first and second input signals (CLK-A, CLK-B) to the first conversion circuit CA are periodically sent only once every M times (for example, 8 times or 16 times) of clock switching. The second gate stage number information (N ′ bits) may be regenerated. Thereby, even when the master clock fluctuates, it can follow. Further, if the second gate stage number information N ′ that has been regenerated is configured to be reset when the second conversion circuit CB is not propagating the third input signal IN, the other operations are not hindered. Second gate stage number information (N ′ bits) can be regenerated.
図58および図59は本発明の遅延回路の第8実施例を示す回路図であり、図60は図58および図59に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 58 and 59 are circuit diagrams showing an eighth embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 60 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS.
図58および図59に示す第8実施例においては、ラッチ回路RAとラッチ回路RBとの間に設けられた遅延時間変動制御回路CD’により、上述した第2のゲート段数情報N’の再生成時における第2のゲート段数情報(N’)の値の新旧の変動を小さくするようになっている。すなわち、遅延時間変動制御回路CD’により、前後の第1のユニット回路(UA)の出力の論理を取って、再生成した第2のゲート段数情報(N’)の値の変化を徐々に変えるようになっている。なお、図60は、第2のゲート段数情報N’を再生成し、入力信号(IN)から時間(τ)だけ遅延した出力信号(OUT)を出力する様子が示されている。 58 and FIG. 59, the second gate stage number information N ′ is regenerated by the delay time variation control circuit CD ′ provided between the latch circuit RA and the latch circuit RB. The old and new fluctuations in the value of the second gate stage number information (N ′) at the time are reduced. That is, the delay time variation control circuit CD ′ takes the output logic of the first and second unit circuits (UA) before and after and gradually changes the value of the regenerated second gate stage number information (N ′). It is like that. FIG. 60 shows a state in which the second gate stage number information N ′ is regenerated and an output signal (OUT) delayed by time (τ) from the input signal (IN) is output.
図61および図62は本発明の遅延回路の第9実施例を示す回路図であり、図63は図61および図62に示す遅延回路の動作を示す波形図である。この図61および図62に示す第9実施例は、前述した図51および図52に示す第7実施例を変形したものである。 61 and 62 are circuit diagrams showing a ninth embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 63 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS. 61 and 62. The ninth embodiment shown in FIGS. 61 and 62 is a modification of the seventh embodiment shown in FIGS. 51 and 52 described above.
図61および図62に示すように、本第9実施例は、複数対(2対)の第2の変換回路CB1,CB2;CB3,CB4が設けられており、該各対の一方の第2の変換回路CB1,CB3によって出力OUTの立ち上がりタイミングを遅延させ、また、他方の第2の変換回路CB2,CB4によって出力OUTの立ち下がりタイミングを遅延させるようになっている。そして、逆の出力OUTの出力切り替わりタイミングを他の出力切り替わりタイミング作成手段によって決定し、そして、該各第2の変換回路CB1,CB2;CB3,CB4内の出力、および、他の出力切り替わりタイミング作成手段の出力を合成出力ノードにバス接続するようになっている。ここで、第2の変換回路CB1およびCB3は、第1の変換回路CAの各ユニット回路UAの2段に1つのゲート段数情報出力を受け取るようになっている。 As shown in FIGS. 61 and 62, the ninth embodiment is provided with a plurality of pairs (two pairs) of second conversion circuits CB1, CB2; CB3, CB4, and one second of each pair. The rise timing of the output OUT is delayed by the conversion circuits CB1 and CB3, and the fall timing of the output OUT is delayed by the other second conversion circuits CB2 and CB4. Then, the output switching timing of the reverse output OUT is determined by other output switching timing creation means, and the output in each of the second conversion circuits CB1, CB2; CB3, CB4 and other output switching timing creation The output of the means is bus-connected to the composite output node. Here, the second conversion circuits CB1 and CB3 receive one gate stage number information output in two stages of each unit circuit UA of the first conversion circuit CA.
これにより、図63に示されるように、各第2の変換回路CB1〜CB4の出力(ノード(1) 〜ノード(4))の論理を取って、入力信号(第3の入力信号)INの振動周波数を2倍に変化させた信号を得るようになっている。また、本第9実施例では、入力信号INに対して、時間差τの半分(τ/2)の遅延時間を与え、さらに、該入力信号INを反転して出力信号OUTを取り出すようになっている。 As a result, as shown in FIG. 63, the logic of the outputs (node (1) to node (4)) of each of the second conversion circuits CB1 to CB4 is taken to determine the input signal (third input signal) IN. A signal obtained by changing the vibration frequency by a factor of two is obtained. In the ninth embodiment, a delay time that is half the time difference τ (τ / 2) is given to the input signal IN, and the input signal IN is inverted to take out the output signal OUT. Yes.
図64および図65は本発明の遅延回路の第10実施例を示す回路図であり、図66は図64および図65に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 64 and 65 are circuit diagrams showing a tenth embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 66 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS. 64 and 65.
図64および図65に示されるように、本第10実施例において、第2の変換回路(CB)は2M個(4個)設けられ、図66に示されるように、第3の入力信号(IN)のM倍(2倍)の周波数を有する出力信号を出力するように構成されている。 As shown in FIGS. 64 and 65, in the tenth embodiment, 2M (four) second conversion circuits (CB) are provided, and as shown in FIG. IN) is configured to output an output signal having a frequency M times (twice).
なお、前述した各実施例にも示されているように、第2の変換回路(CB)を2個設け、入力の立ち上がり時の遅延と入力の立ち下がり時の遅延とを別々に作るとき、該各第2の変換回路(CB1,CB2)内の出力を合成出力ノードにバス接続し、且つ、該各第2の変換回路内の出力部に、出力切り換え後の一定時間内だけ所定のデータを出力する回路を設け、その他の期間には出力インピーダンスを充分大きくするように構成することができる。具体的に、例えば、出力(OUT)に対して、図31におけるラッチ回路LA0およびは遅延線DL0を設け、出力切り換え後の一定時間内だけ所定のデータを出力させ、その他の期間には出力を高インピーダンス状態に保持するようにしてもよい。 As shown in each of the above-described embodiments, when two second conversion circuits (CB) are provided and the delay at the rising time of the input and the delay at the falling time of the input are separately made, The output in each of the second conversion circuits (CB1, CB2) is bus-connected to the composite output node, and predetermined data is output to the output unit in each of the second conversion circuits for a certain time after output switching. The output impedance can be sufficiently increased during other periods. Specifically, for example, a latch circuit LA0 and a delay line DL0 in FIG. 31 are provided for the output (OUT), and predetermined data is output only for a fixed time after the output is switched, and output is output in other periods. You may make it hold | maintain in a high impedance state.
さらに、複数の第2の変換回路(CB)内に、他の種類の遅延時間を電気的に制御可能な遅延回路を設け、該遅延回路の制御により、該第2の変換回路の遅延時間を調整するようにしてもよい。 Further, a delay circuit capable of electrically controlling another type of delay time is provided in the plurality of second conversion circuits (CB), and the delay time of the second conversion circuit is reduced by controlling the delay circuit. You may make it adjust.
また、第2の変換回路(CB)を奇数個設け、該各第2の変換回路の入力および出力をリング発振器を形成するように接続し、第1の変換回路(CA)で設定する時間(τ)のL/M倍(L,Mは整数)の周期を持たせるように構成してもよい。 Further, an odd number of second conversion circuits (CB) are provided, and the input and output of each second conversion circuit are connected so as to form a ring oscillator, and the time set by the first conversion circuit (CA) ( You may comprise so that it may have a period of L / M times (L and M are integers) of (tau).
図67および図68は本発明の遅延回路の第11実施例を示す回路図であり、図69は図67および図68に示す遅延回路の動作を示す波形図である。 67 and 68 are circuit diagrams showing an eleventh embodiment of the delay circuit of the present invention, and FIG. 69 is a waveform diagram showing the operation of the delay circuit shown in FIGS. 67 and 68.
図67および図68に示されるように、本第11実施例において、第2の変換回路(CB1〜CB4)は偶数個(4個)設けられている。そして、奇数個(1個)のインバータ・ゲートをさらに設け、各第2の変換回路CB1,CB2;CB3,CB4の入力および出力を該インバータ・ゲートを介してリング発振器を形成するように接続されている。 As shown in FIGS. 67 and 68, in the eleventh embodiment, an even number (four) of second conversion circuits (CB1 to CB4) are provided. Further, an odd number (one) of inverter gates are further provided, and the inputs and outputs of the second conversion circuits CB1, CB2; CB3, CB4 are connected to form a ring oscillator via the inverter gates. ing.
すなわち、図67および図68に示されるように、第2の変換回路CB1およびCB2の出力である信号OUT1は、第2の変換回路CB3およびCB4の入力信号IN2として直接供給されると共に、インバータIFD2により反転して第2の変換回路CB3およびCB4の入力信号/IN2として該第2の変換回路CB3およびCB4に供給されている。同様に、第2の変換回路CB3およびCB4の出力である信号OUT2は、第2の変換回路CB1およびCB2の入力信号/IN1として直接供給されると共に、インバータIFD1により反転して第2の変換回路CB1およびCB2の入力信号IN1として該第2の変換回路CB1およびCB2に供給されている。これにより、図69に示されるように、第1の変換回路CAにより設定される時間差τのL/M倍(L,Mは整数)の周期を持った出力信号OUT(OUT1,OUT2)を得ることができる。 That is, as shown in FIGS. 67 and 68, the signal OUT1 that is the output of the second conversion circuits CB1 and CB2 is directly supplied as the input signal IN2 of the second conversion circuits CB3 and CB4, and the inverter IFD2 And is supplied to the second conversion circuits CB3 and CB4 as the input signal / IN2 of the second conversion circuits CB3 and CB4. Similarly, the signal OUT2 that is the output of the second conversion circuits CB3 and CB4 is directly supplied as the input signal / IN1 of the second conversion circuits CB1 and CB2, and is inverted by the inverter IFD1 to be inverted by the second conversion circuit. The input signals IN1 of CB1 and CB2 are supplied to the second conversion circuits CB1 and CB2. As a result, as shown in FIG. 69, output signals OUT (OUT1, OUT2) having a period of L / M times (L and M are integers) the time difference τ set by the first conversion circuit CA are obtained. be able to.
図70および図71は本発明の遅延回路の第12実施例を示す回路図である。この図70および図71に示す第12実施例は、図67および図68に示す第11実施例に対して、微調整遅延回路DA(DA1,DA2)を設けたものである。 70 and 71 are circuit diagrams showing a twelfth embodiment of the delay circuit of the present invention. The twelfth embodiment shown in FIGS. 70 and 71 is different from the eleventh embodiment shown in FIGS. 67 and 68 in that a fine adjustment delay circuit DA (DA1, DA2) is provided.
すなわち、複数の第2の変換回路CB1,CB2およびCB3,CB4毎に各出力OUT1,OUT2を取り出す直前に微調整遅延回路DA1,DA2を設けるようになっている。この微調整遅延回路DA1およびDA2により、各第2の変換回路(CB1,CB2;CB3,CB4)毎に第3の入力信号INに同期したタイミング周波数を有する出力信号OUT1,OUT2を取り出すようになっている。 That is, the fine adjustment delay circuits DA1 and DA2 are provided immediately before taking out the outputs OUT1 and OUT2 for each of the plurality of second conversion circuits CB1 and CB2 and CB3 and CB4. By the fine adjustment delay circuits DA1 and DA2, output signals OUT1 and OUT2 having timing frequencies synchronized with the third input signal IN are taken out for each of the second conversion circuits (CB1, CB2; CB3, CB4). ing.
ここで、第2の変換回路(CB)内に、他の種類の遅延時間を電気的に制御可能な遅延回路を設け、いずれかの第2の変換回路の出力の切り替わりタイミングを、外部のクロック信号の出力切り替わりタイミングに同期させるように該遅延回路の遅延時間を制御し、第1の変換回路(CA)で設定する時間(τ)のL/M倍(L,Mは整数)の周期を持たせるように構成してもよい。さらに、第2の変換回路(CB)内に、他の種類の遅延時間が製造条件によるバラツキを反映する固定時間の遅延回路を設け、いずれかの第2の変換回路(CB)の出力の切り替わりタイミングを、外部のクロック信号の出力切り替わりタイミングに同期させるように該遅延回路の遅延時間を制御し、該外部のクロック信号よりも該固定時間だけ早く切り替わる内部クロックを作成するように構成することもできる。 Here, a delay circuit capable of electrically controlling another type of delay time is provided in the second conversion circuit (CB), and the output switching timing of any of the second conversion circuits is set to an external clock. The delay time of the delay circuit is controlled so as to synchronize with the output switching timing of the signal, and the cycle is set to L / M times (L and M are integers) times (τ) set by the first conversion circuit (CA). You may comprise so that it may have. Further, a delay circuit having a fixed time that reflects variations due to manufacturing conditions is provided in the second conversion circuit (CB), and the output of one of the second conversion circuits (CB) is switched. The delay time of the delay circuit may be controlled so that the timing is synchronized with the output switching timing of the external clock signal, and an internal clock that is switched earlier by the fixed time than the external clock signal may be created. it can.
1 第1の回路(入力バッファ回路)
2 第2の回路(遅延回路)
3 時間差伸長回路
4 信号伝達部(長配線ディレイ)
5 出力バッファ
21 遅延回路(長配線ディレイ)
22 遅延回路
23 出力バッファ回路
24 遅延回路(出力確定時間設定回路)
AA 第1のゲート列
BB 第2のゲート列
CLK−A 第1の入力信号
CLK−B 第2の入力信号
CA 第1の変換回路
CB 第2の変換回路
CD ゲート段数情報変換回路
IN 第3の入力信号
N 第1のゲート段数情報
N’ 第2のゲート段数情報
UA 第1のユニット回路
UB 第2のユニット回路
X 第1の制御信号
Y 第2の制御信号
τ 第1の切り替わり時間差(時間差)
τ’ 第2の切り替わり時間差
1 First circuit (input buffer circuit)
2 Second circuit (delay circuit)
3 Time
5
22
AA first gate row BB second gate row CLK-A first input signal CLK-B second input signal CA first conversion circuit CB second conversion circuit CD gate stage number information conversion circuit IN third Input signal N First gate stage number information N ′ Second gate stage number information UA First unit circuit UB Second unit circuit X First control signal Y Second control signal τ First switching time difference (time difference)
τ 'second switching time difference
Claims (6)
直列接続された複数の第2のゲート回路を備え、前記第1の方向とは逆の第2の方向に信号を伝播し、前記第1のゲート列からの出力信号を受け、前記第1の時間に対応する第2の時間を生成する第2のゲート列と、を具備することを特徴とする遅延回路。 A plurality of first gate circuits connected in series, each receiving a first control signal and receiving a second control signal, the first control signal for a first time until a switching point of the second control signal. A first gate row that propagates the control signal in a first direction;
A plurality of second gate circuits connected in series, propagating a signal in a second direction opposite to the first direction, receiving an output signal from the first gate row, and receiving the first signal And a second gate row for generating a second time corresponding to the time.
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