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JP4583088B2 - Strobe signal delay device and semiconductor device including the same - Google Patents

Strobe signal delay device and semiconductor device including the same Download PDF

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JP4583088B2 JP2004191649A JP2004191649A JP4583088B2 JP 4583088 B2 JP4583088 B2 JP 4583088B2 JP 2004191649 A JP2004191649 A JP 2004191649A JP 2004191649 A JP2004191649 A JP 2004191649A JP 4583088 B2 JP4583088 B2 JP 4583088B2
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Description

本発明は、DLL(Delay Locked Loop;ディレイ・ロックド・ループ)を使用するストローブ信号遅延制御装置に関する。   The present invention relates to a strobe signal delay control device using a DLL (Delay Locked Loop).

半導体装置における高速なデータのインターフェースの場合、クロック若しくはストローブ信号とデータとの同期を取るために、電圧又は温度の変動に関わらず一定のタイミングでデータを取り込む機構が必要とされる。このことを実現するための手段の一つとして、DLL(ディレイ・ロックト・ループ)回路を使用することがあげられる。   In the case of a high-speed data interface in a semiconductor device, in order to synchronize a clock or strobe signal and data, a mechanism for capturing data at a constant timing is required regardless of fluctuations in voltage or temperature. One means for realizing this is to use a DLL (Delay Locked Loop) circuit.

上記のDLL回路について更に説明する。デバイス間のデータインターフェース手法として、デバイス間で位相制御された単一のクロックを用いてクロックに同期してデータを送受信する手法や、データを送信するデバイスがストローブ信号とデータとを出力しデータを受信するデバイスが受け取ったストローブとデータとを用いて内部に取り込む手法などがある。後者の例として、ハードディスクにおけるウルトラDMA、DDR(ダブルデータレート)−SDRAM、DDRII−SDRAMなどのデータインターフェースがある。これらのうち、ウルトラDMAについては、例えばウルトラDMA100であってもストローブ信号は最大50MHzであるため、ハードディスクインターフェースをもつASIC設計において困難な点は特に生じない。しかし、DDR−SDRAMの場合、400MHzや266MHzなどの高速なストローブ信号に同期してデータを受けなくてはならないこと、ストローブ信号とデータのタイミング規定が厳しいことなどから、ASIC設計において専用の機構を用いなければ適切なデータインターフェースが困難である。更に、DDRII−SDRAMの場合、400MHz以上の周期でデータを受け取らなければならないから、上記の困難な点はより顕著になる。   The above DLL circuit will be further described. As a data interface method between devices, a method of transmitting and receiving data in synchronization with a clock using a single clock whose phase is controlled between devices, or a device that transmits data outputs a strobe signal and data to output the data. There is a method of taking in the strobe and data received by the receiving device. Examples of the latter include data interfaces such as ultra DMA, DDR (double data rate) -SDRAM, and DDRII-SDRAM in a hard disk. Among these, for Ultra DMA, for example, even in Ultra DMA 100, since the strobe signal has a maximum frequency of 50 MHz, there is no particular difficulty in designing an ASIC having a hard disk interface. However, in the case of a DDR-SDRAM, data must be received in synchronization with a high-speed strobe signal such as 400 MHz or 266 MHz, and the timing specification of the strobe signal and data is strict. If not used, an appropriate data interface is difficult. Furthermore, in the case of a DDRII-SDRAM, since the data must be received at a cycle of 400 MHz or more, the above difficult point becomes more remarkable.

上記の問題点を解決するための公知の技術として、DLLを用いる手法が知られている。この手法を用いたデータを受信するデバイスの構成の一部の例を、図8に示す。図8に示される構成によるデータの入力タイミングを、図9に示す。   As a known technique for solving the above problem, a technique using a DLL is known. FIG. 8 shows an example of part of the configuration of a device that receives data using this technique. FIG. 9 shows data input timings according to the configuration shown in FIG.

DLL回路104内部では、入力されたクロックの1周期分に関するDLL内部にある遅延素子106の設定値を、遅延制御回路110がクロック位相と遅延素子106を通過したクロックの位相とを比較することにより算出する。算出された遅延素子106の遅延設定値と、(外部134から与えられる)ギア比設定値とから、遅延設定値算出回路112がストローブ信号を遅延させる遅延素子126の遅延設定値を算出する。このギア比設定値が45%ならばストローブ信号用遅延素子126にはクロック周期の45%の遅延値が設定される。ここで、DLL104内部にある遅延素子106とストローブ信号用遅延素子126とは、同じ構成の遅延素子であることが前提である。これら遅延素子106,126には、0%の遅延設定であっても少しであるが遅延値が備わる。従って、最小遅延素子118は、0%の遅延設定がなされた場合の遅延素子106、126の遅延値と同一の遅延値を持つ。図9において、“td”がストローブ用遅延素子による遅延値である。   In the DLL circuit 104, the delay control circuit 110 compares the set value of the delay element 106 in the DLL for one cycle of the input clock with the phase of the clock that has passed through the delay element 106. calculate. From the calculated delay setting value of the delay element 106 and the gear ratio setting value (given from the external 134), the delay setting value calculation circuit 112 calculates the delay setting value of the delay element 126 that delays the strobe signal. If the gear ratio set value is 45%, the strobe signal delay element 126 is set to a delay value of 45% of the clock period. Here, it is assumed that the delay element 106 and the strobe signal delay element 126 in the DLL 104 are delay elements having the same configuration. These delay elements 106 and 126 are provided with a delay value even if the delay setting is 0%. Therefore, the minimum delay element 118 has the same delay value as the delay values of the delay elements 106 and 126 when the delay setting is 0%. In FIG. 9, “td” is a delay value by the strobe delay element.

図10(a)は、図8に示されるデバイス構成におけるストローブ遅延の理想的なタイミングを示す。TDDは、複数のデータ信号の入力から最小遅延素子118を介しフリップフロップ120に至るまでの遅延を示す。TD1がストローブ遅延値である。遅延素子126は小さな遅延単位の選択により遅延値が決まるためジッタが存在する。J1がそのジッタを示す。   FIG. 10A shows the ideal timing of the strobe delay in the device configuration shown in FIG. TDD indicates a delay from the input of a plurality of data signals to the flip-flop 120 via the minimum delay element 118. TD1 is a strobe delay value. Since the delay value of the delay element 126 is determined by selecting a small delay unit, jitter exists. J1 indicates the jitter.

ASIC設計において、複数のデータ信号間でTDDが一定になることが必要である。従って、図8に示すように、フリップフロップ120は最小遅延素子118の近傍に配置され、各データ線のTDDの差が無いように設計される。一方、遅延素子126により補正されるストローブ信号は、遅延素子126から出力後クロックツリーシンセシスを用い各フリップフロップ120までのスキューが小さくなるように設計されるのであるが、ここで問題となるのは、遅延素子126からフリップフロップ120までの距離が長くなることである。更に遅延素子126からフリップフロップ120までの遅延は、温度、電圧の変動により変動が大きいことも問題となる。図10(b)に示される “TC”が遅延素子126からフリップフロップ120までの遅延値に相当し、“J2”が遅延値の変動量に相当する。したがって、図10(a)の理想的なタイミングの有効なデータウィンドウTDWにおいてマージンが“M1A”、“M1B”になるのに対し、現実のASIC設計においてはマージンが(図10(b)の)“M2A”、“M2B”のようになってしまい、図から明白なようにデータウィンドウに対するバランスおよびマージンが減少してしまう。
Micron Design Line “DDR SRAM Functionality and Controller Read Data Capture”.
In ASIC design, it is necessary that the TDD be constant among a plurality of data signals. Therefore, as shown in FIG. 8, the flip-flop 120 is arranged in the vicinity of the minimum delay element 118, and is designed so that there is no TDD difference between the data lines. On the other hand, the strobe signal corrected by the delay element 126 is designed so that the skew from the delay element 126 to each flip-flop 120 is reduced by using post-output clock tree synthesis. In other words, the distance from the delay element 126 to the flip-flop 120 is increased. Furthermore, the delay from the delay element 126 to the flip-flop 120 also has a problem that the fluctuation is large due to fluctuations in temperature and voltage. “TC” shown in FIG. 10B corresponds to a delay value from the delay element 126 to the flip-flop 120, and “J2” corresponds to a variation amount of the delay value. Therefore, the margin becomes “M1A” and “M1B” in the effective data window TDW at the ideal timing in FIG. 10A, whereas in the actual ASIC design, the margin is (see FIG. 10B). “M2A” and “M2B” are obtained, and the balance and margin for the data window are reduced as is apparent from the figure.
Micron Design Line “DDR SRAM Functionality and Controller Read Data Capture”.

本発明は、図10(b)のTCおよびJ2を無くすことを目的とする。即ち本発明は、DLLを用いるデータ受信デバイスのインターフェース部分において、遅延素子により補正されるストローブ信号の、フリッププロップまでの遅延値とその変動量を無くすことを目的とする。   The object of the present invention is to eliminate TC and J2 in FIG. That is, an object of the present invention is to eliminate the delay value and the fluctuation amount of the strobe signal corrected by the delay element until the flip-prop in the interface portion of the data receiving device using the DLL.

本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係る請求項1に記載の遅延装置は、
遅延値が可変である遅延素子と遅延素子の遅延を制御する遅延制御回路とを有し、
遅延素子の出力と遅延素子の最小遅延単位の遅延値を持つ最小遅延素子の出力が位相比較器に接続され、
遅延素子の入力と最小遅延素子の入力は共通であり、且つストローブ信号若しくはリファレンスクロックのいずれかが共通の入力として選択され、
位相比較器の比較結果により遅延制御回路が制御され、
遅延素子の出力が複数のデータラッチのクロックとして使用され得る遅延装置である。その遅延装置において、
遅延素子の入力及び最小遅延素子の入力としてリファレンスクロックが選択された場合、
位相比較器の一つの入力が、リファレンスクロック入力を起点とし、少なくとも複数のデータラッチのためのクロックラインと遅延値が可変である遅延素子とを通過する信号であり、
位相比較器のもう一つの入力が、前記起点から少なくとも前記遅延素子の最小遅延単位の遅延値をもつ最小遅延素子を通過する信号であり、
位相比較器の比較結果を用いて遅延制御回路が遅延素子の遅延値を決定し、
遅延素子の入力及び最小遅延素子の入力としてストローブ信号が選択された場合、ストローブ信号は前記遅延素子および前記クロックラインを通過し前記データラッチのクロックに接続されることを特徴とする。
The present invention has been made to achieve the above object. The delay device according to claim 1 according to the present invention includes:
A delay element having a variable delay value and a delay control circuit for controlling a delay of the delay element;
The output of the delay element and the output of the minimum delay element having the delay value of the minimum delay unit of the delay element are connected to the phase comparator,
The input of the delay element and the input of the minimum delay element are common, and either the strobe signal or the reference clock is selected as the common input,
The delay control circuit is controlled by the comparison result of the phase comparator ,
This is a delay device in which the output of the delay element can be used as a clock for a plurality of data latches. In the delay device,
When the reference clock is selected as the input of the delay element and the input of the minimum delay element,
One input of the phase comparator is a signal that starts from a reference clock input and passes through a clock line for at least a plurality of data latches and a delay element whose delay value is variable,
Another input of the phase comparator is a signal passing through the minimum delay element having a delay value of at least the minimum delay unit of the delay element from the starting point,
The delay control circuit determines the delay value of the delay element using the comparison result of the phase comparator,
When the strobe signal is selected as the input of the delay element and the input of the minimum delay element, the strobe signal passes through the delay element and the clock line and is connected to the clock of the data latch .

本発明に係る請求項2に記載の遅延装置は、
少なくとも前記最小遅延素子と同じ遅延値を持つ遅延素子を通過する複数の信号が複数のデータラッチの入力にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の遅延装置である。
The delay device according to claim 2 according to the present invention includes:
2. The delay device according to claim 1, wherein a plurality of signals passing through a delay element having at least the same delay value as the minimum delay element are respectively connected to inputs of a plurality of data latches .

本発明に係る請求項3に記載の遅延装置は、
前記最小遅延素子と同じ遅延値を持つ遅延素子を通過する信号が複数のデータラッチの入力になっていることを特徴とする請求項2に記載の遅延装置である。
The delay device according to claim 3 according to the present invention includes:
3. The delay device according to claim 2, wherein a signal passing through a delay element having the same delay value as the minimum delay element is input to a plurality of data latches .

本発明に係る請求項4に記載の半導体装置は、
請求項1に記載の遅延装置を備える半導体装置であり、
遅延素子の出力から、クロックラインに接続される複数のデータラッチのクロック入力まで、およびクロックラインに接続される位相比較器の入力までの、それぞれの配線遅延のスキューが少なくなるように、複数のデータラッチおよび位相比較器が配置された構造であることを特徴とする半導体装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device.
A semiconductor device comprising the delay device according to claim 1,
From the delay element output to the clock inputs of the multiple data latches connected to the clock line, and to the input of the phase comparator connected to the clock line, a plurality of wiring delay skews are reduced. A semiconductor device having a structure in which a data latch and a phase comparator are arranged.

本発明に係る請求項5に記載の半導体装置は、
前記クロックラインにてクロックツリーシンセシスが用いられ配線遅延のスキューが少なくなるように配置されたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置である。
A semiconductor device according to claim 5 of the present invention is
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein clock tree synthesis is used in the clock line so that wiring delay skew is reduced .

本発明に係る請求項6に記載の遅延装置は、
パルス発生器が備わり、
リファレンスクロックの代わりにリファレンスクロックの1周期を示すパルス信号が前記パルス発生器から入力されることを特徴とする請求項1に記載の遅延装置である。
The delay device according to claim 6 according to the present invention includes:
With a pulse generator,
2. The delay device according to claim 1, wherein a pulse signal indicating one cycle of the reference clock is input from the pulse generator instead of the reference clock.

本発明に係る請求項7に記載の半導体装置は、
請求項1に記載の遅延装置が二対((38a、40a、42a、44a、46a)、(38b、40b、42b、44b、46b))備えられ、そのうちの一対にはストローブ信号の代わりにストローブ信号を反転した信号が入力されることを特徴とする半導体装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device.
The delay device according to claim 1 is provided with two pairs ((38a, 40a, 42a, 44a, 46a), (38b, 40b, 42b, 44b, 46b)), of which a pair is a strobe instead of a strobe signal. A semiconductor device is characterized in that a signal obtained by inverting the signal is input.

本発明に係る請求項8に記載の半導体装置は、
二対のデータ遅延装置(21a、21b)を含み、夫々のデータ遅延装置(21a、21b)はデータラッチを備え、
上記二対のデータ遅延装置(21a、21b)のうち一つのデータ遅延装置(21a)の、クロックラインに接続されるデータラッチの入力は、もう一つのデータ遅延装置(21b)の、クロックラインに接続されるデータラッチの入力と共通の信号が接続されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置である。
A semiconductor device according to an eighth aspect of the present invention includes:
Including two pairs of data delay devices (21a, 21b), each data delay device (21a, 21b) comprising a data latch;
The data latch connected to the clock line of one data delay device (21a) of the two pairs of data delay devices (21a, 21b) is input to the clock line of the other data delay device (21b). 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein a common signal is connected to an input of a connected data latch .

本発明に係る請求項9に記載の半導体装置は、
ストローブ信号の隣り合う二つの立ち上がり信号または立ち下がり信号の周期と同期する外部クロックが入力され、その外部クロックの逓倍されたクロックがリファレンスクロックとして入力されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置である。
The semiconductor device according to claim 9 according to the present invention includes:
8. The external clock synchronized with the period of two adjacent rising or falling signals of the strobe signal is input, and a multiplied clock of the external clock is input as a reference clock . It is a semiconductor device.

本発明に係る請求項10に記載の半導体装置は、
ストローブ信号はDDR−SDRAMのストローブ信号と接続され、それに対応する4本あるいは8本のDDR−SDRAMのデータバスがデータラッチの入力に最小遅延素子を介して接続されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置である。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device.
The strobe signal is connected to the strobe signal of the DDR-SDRAM, and the corresponding data bus of 4 or 8 DDR-SDRAMs is connected to the input of the data latch through a minimum delay element. 7. A semiconductor device according to item 7 .

本発明に係る請求項11に記載の遅延装置は、
補正モード信号がアクティブの場合、リファレンスクロックが入力として選択され、遅延制御回路が位相比較器の出力に応じ遅延素子の遅延値を決定することを特徴とする請求項1に記載の遅延装置である。
A delay device according to claim 11 according to the present invention is
2. The delay device according to claim 1, wherein when the correction mode signal is active, the reference clock is selected as an input, and the delay control circuit determines the delay value of the delay element according to the output of the phase comparator. .

本発明に係る請求項12に記載の半導体装置は、
DDR−SDRAMのリフレッシュサイクルに同期して、遅延装置の補正モード信号をアクティブにすることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置である。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device.
11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the correction mode signal of the delay device is activated in synchronization with a refresh cycle of the DDR-SDRAM.

本発明を利用することにより、DLLを用いるデータ受信デバイスのインターフェース部分において、遅延素子により補正されるストローブ信号の、フリッププロップまでの遅延値とその変動量を無くすことができる。   By using the present invention, it is possible to eliminate the delay value until the flip-prop of the strobe signal corrected by the delay element and its fluctuation amount in the interface portion of the data receiving device using the DLL.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施の形態を説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.

《第1の実施形態》
図1は、本発明に係る好適な第1の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部2の概略の回路図を示す。図2は、図1の遅延素子42の簡単な回路例を示す。図2では、バッファ52の一つが最小遅延単位を構成する。選択回路50で最小単位の遅延が選択されても(即ち、図2の選択回路50の最下位の信号が選択されても)、選択回路その他による遅延は必ず付加される。この時の遅延値が、最小遅延素子40のもつ遅延値と同等であることが望ましい。最小遅延素子40は、遅延素子で最小単位が選択されている場合、位相比較器46の比較結果が大きな遅延差になる(遅延素子42が最小単位の遅延になっているとしても、所望以上の遅延が生じてしまうこと)を防ぐための回路である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an interface unit 2 of a data receiving device including a DLL according to a first preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a simple circuit example of the delay element 42 of FIG. In FIG. 2, one of the buffers 52 constitutes a minimum delay unit. Even if the minimum delay unit is selected by the selection circuit 50 (that is, even if the lowest signal of the selection circuit 50 in FIG. 2 is selected), a delay due to the selection circuit or the like is always added. It is desirable that the delay value at this time is equal to the delay value of the minimum delay element 40. When the minimum unit is selected as the delay element, the minimum delay element 40 has a large delay difference in the comparison result of the phase comparator 46 (even if the delay element 42 has the minimum unit delay, the minimum delay element 40 exceeds the desired value). This is a circuit for preventing a delay).

図3では、遅延素子42の入力がリファレンスクロックの場合、位相比較器入力1が最小遅延素子40を通過する線路による入力を示し、図3の“tD_min”がその最小遅延素子40による遅延値を示す。また、位相比較器入力2が遅延素子42とクロックラインを通過する線路による入力を示す。ここで位相比較器入力2の初期状態では、遅延素子42の遅延設定は最小若しくは最小に近い設定である。その時のタイミングを図3の位相比較器入力2(a)に示す。遅延素子42の遅延値の初期設定が最小である場合(即ち、最小遅延素子40の遅延値が設定されている場合)、位相比較器入力1とのタイミングの差は、クロックラインの遅延が付加されていることから生じる。初期状態に対して、遅延制御回路44は遅延素子42の遅延単位を増加するように制御する。そうすると、位相比較器入力は、“位相比較器入力2(b)”から“位相比較器入力2(c)”へと変化していく。   In FIG. 3, when the input of the delay element 42 is a reference clock, the phase comparator input 1 indicates an input by a line passing through the minimum delay element 40, and “tD_min” in FIG. 3 indicates the delay value by the minimum delay element 40. Show. Further, the phase comparator input 2 indicates an input by a line passing through the delay element 42 and the clock line. Here, in the initial state of the phase comparator input 2, the delay setting of the delay element 42 is a minimum or a setting close to the minimum. The timing at that time is shown in the phase comparator input 2 (a) of FIG. When the initial setting of the delay value of the delay element 42 is minimum (that is, when the delay value of the minimum delay element 40 is set), the delay of the clock line is added to the timing difference from the phase comparator input 1. Arises from being done. The delay control circuit 44 controls the delay unit 42 to increase the delay unit with respect to the initial state. Then, the phase comparator input changes from “phase comparator input 2 (b)” to “phase comparator input 2 (c)”.

図3に示される位相比較器入力2(c)のタイミングのように、位相比較器入力1のエッジより遅くなれば、遅延制御回路44は遅延値を減らすように制御する。以後、遅延制御回路44は、二つの入力(位相比較器入力1と位相比較器入力2)のエッジが近似するように遅延素子42の遅延値の増減を制御する。このとき、図3のtD_lockは、図1の遅延素子およびクロックラインを通過する遅延時間を示すが、リファレンスクロックの一周期と一致する。図1の遅延素子出力から、位相比較器入力、および各フリップフロップの入力までの遅延が等しければ、遅延素子入力からフリップフロップ(20a、20b)のクロック入力までが、リファレンスクロックの周期に等しくなるように制御されたことになる。   The delay control circuit 44 controls to reduce the delay value when it becomes later than the edge of the phase comparator input 1 as in the timing of the phase comparator input 2 (c) shown in FIG. Thereafter, the delay control circuit 44 controls the increase / decrease of the delay value of the delay element 42 so that the edges of the two inputs (phase comparator input 1 and phase comparator input 2) are approximated. At this time, tD_lock in FIG. 3 indicates a delay time passing through the delay element and the clock line in FIG. 1 and coincides with one cycle of the reference clock. If the delay from the delay element output of FIG. 1 to the phase comparator input and the input of each flip-flop is equal, the delay element input to the flip-flop (20a, 20b) clock input is equal to the period of the reference clock. It will be controlled as such.

遅延素子42の遅延値の制御は、図1の補正モード信号がアクティブの時に、リファレンスクロックがマルチプレクス38により選択されることで行われる。補正モード信号が非アクティブの場合はストローブ信号が選択され、ストローブ信号がリファレンスクロックの一周期分の遅延時間後にフリップフロップ(20a、20b)のクロックに到達することになる。   The delay value of the delay element 42 is controlled by selecting the reference clock by the multiplex 38 when the correction mode signal of FIG. When the correction mode signal is inactive, the strobe signal is selected, and the strobe signal reaches the clock of the flip-flop (20a, 20b) after a delay time of one cycle of the reference clock.

図4に示すように、各ストローブエッジの中間に有効データが有る場合、ストローブ信号がバスクロックと同期しており、リファレンスクロックが図4の4逓倍クロックに相当するのであれば、フリップフロップ(20a、20b)のクロックにはストローブの90度位相遅延させた信号が入力されることになる。このとき、データの有効範囲の中間地点でデータを取り込むことが可能となる。   As shown in FIG. 4, when there is valid data in the middle of each strobe edge, if the strobe signal is synchronized with the bus clock and the reference clock corresponds to the quadruple clock in FIG. , 20b) is input with a signal delayed by 90 degrees of the strobe. At this time, it is possible to capture data at an intermediate point in the effective range of data.

図1のデータ遅延装置(21a、21b)のフリップフロップ(20a、20b)の前に付加されている最小遅延素子(18a、18b)は、図4のtD_minをデータ遅延として付加し、tcycのストローブ遅延が適切に付加されることを補完するものである。図1のデータ遅延装置(21a、21b)は、最小遅延素子(18a、18b)の出力が一つのフリップフロップ(20a、20b)と接続しているが、図5に示すように複数のフリップフロップ(20−1、20−2、20−3、20−4)と接続してもよい。複数のフリップフロップが接続する場合、後段の回路(図5の場合、D0OUT0〜D0OUT3のデータを取り込む回路)がデータを取り込みやすくなる。   The minimum delay elements (18a, 18b) added before the flip-flops (20a, 20b) of the data delay device (21a, 21b) of FIG. 1 add tD_min of FIG. It complements that delay is added appropriately. In the data delay device (21a, 21b) of FIG. 1, the output of the minimum delay element (18a, 18b) is connected to one flip-flop (20a, 20b), but as shown in FIG. (20-1, 20-2, 20-3, 20-4) may be connected. When a plurality of flip-flops are connected, the subsequent circuit (in the case of FIG. 5, a circuit that captures data of D0OUT0 to D0OUT3) can easily capture data.

《第2の実施形態》
図6は、本発明に係る好適な第2の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部2の概略の回路図を示す。ストローブ遅延装置36はリファレンスクロックの一周期分の遅延をストローブ信号に与える動作をする際、リファレンスクロックを入力するのではなく、図6のパルス発生器49によりリファレンスクロック周期相当のパルスを与えるようにしてもよい。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 is a schematic circuit diagram of the interface unit 2 of the data receiving device including the DLL according to the second preferred embodiment of the present invention. The strobe delay device 36 does not input a reference clock when performing an operation to give a delay of one cycle of the reference clock to the strobe signal, but gives a pulse corresponding to the reference clock cycle by the pulse generator 49 of FIG. May be.

《第3の実施形態》
図7は、本発明に係る好適な第3の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部2の概略の回路図を示す。半導体装置へ入力されるストローブ信号22は、IOバッファやその他のバッファを介してストローブ遅延装置36に入力される。ストローブ信号の立上がりと立下りにおいて、品質(遅延、信号の傾斜)が異なる場合がある。ストローブの立上がりでラッチするデータと立下りでラッチするデータとに対して、それぞれ異なる遅延装置を介して補正されたストローブ信号を利用することにより、エッジによって遅延値が異なるということを防げる。
<< Third Embodiment >>
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of the interface unit 2 of the data receiving device including the DLL according to the third preferred embodiment of the present invention. The strobe signal 22 input to the semiconductor device is input to the strobe delay device 36 via the IO buffer and other buffers. There are cases where the quality (delay, slope of the signal) differs between the rise and fall of the strobe signal. By using the strobe signals corrected through different delay devices for the data latched at the rising edge of the strobe and the data latched at the falling edge, it is possible to prevent the delay value from being different depending on the edge.

本発明に係る好適な第1の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部の概略の回路図である。1 is a schematic circuit diagram of an interface unit of a data receiving device including a DLL according to a preferred first embodiment of the present invention. 図1の遅延素子の簡単な回路例である。2 is a simple circuit example of the delay element in FIG. 1. リファレンスクロックと位相比較器入力の例である。It is an example of a reference clock and a phase comparator input. レファレンスクロック、バスクロック、データ、ストローブ、及び補正後ストローブの例である。It is an example of a reference clock, a bus clock, data, a strobe, and a corrected strobe. 複数のフリップフロップと接続する回路の例である。It is an example of a circuit connected to a plurality of flip-flops. 本発明に係る好適な第2の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部の概略の回路図である。It is a schematic circuit diagram of the interface part of the data receiving device provided with DLL which is suitable 2nd Embodiment based on this invention. 本発明に係る好適な第3の実施形態であるDLLを備えるデータ受信デバイスのインターフェース部の概略の回路図である。It is a schematic circuit diagram of the interface part of the data reception device provided with DLL which is suitable 3rd Embodiment based on this invention. 公知の技術である、DLLを用いるデータ受信デバイスの構成例の一部である。It is a part of example of a structure of the data receiving device using DLL which is a well-known technique. 図8に示されるデバイス構成によるデータの入力タイミングの例である。9 is an example of data input timing according to the device configuration shown in FIG. 8. 図8に示されるデバイス構成におけるストローブ遅延の理想的なタイミング例(a)と、公知の技術によるストローブ遅延の実際のタイミング例(b)である。FIG. 8 shows an ideal timing example (a) of the strobe delay in the device configuration shown in FIG. 8 and an actual timing example (b) of the strobe delay by a known technique.

符号の説明Explanation of symbols

18、18a、18b・・・最小遅延素子、21、21a、21b・・・データ遅延装置、36・・・ストローブ遅延装置、38・・・マルチプレクス、40・・・最小遅延素子、42・・・遅延素子、46・・・位相比較器。

18, 18a, 18b ... minimum delay elements 21, 21a, 21b ... data delay devices, 36 ... strobe delay devices, 38 ... multiplexes, 40 ... minimum delay devices, 42. Delay element, 46... Phase comparator.

Claims (12)

遅延値が可変である遅延素子と遅延素子の遅延を制御する遅延制御回路とを有し、
クロックラインを介した遅延素子の出力と遅延素子の最小遅延単位の遅延値を持つ最小遅延素子の出力が位相比較器に接続され、
遅延素子の入力と最小遅延素子の入力は共通であり、且つストローブ信号若しくはリファレンスクロックのいずれかが共通の入力として選択され、
位相比較器の比較結果により遅延制御回路が制御され、
遅延素子の出力が複数のデータラッチのクロックとして使用され得る遅延装置において、
遅延素子の入力及び最小遅延素子の入力としてリファレンスクロックが選択された場合、
位相比較器の一つの入力が、リファレンスクロック入力を起点とし、少なくとも複数のデータラッチのためのクロックラインと遅延値が可変である遅延素子とを通過する信号であり、
位相比較器のもう一つの入力が、前記起点から少なくとも前記遅延素子の最小遅延単位の遅延値をもつ最小遅延素子を通過する信号であり、
位相比較器の比較結果を用いて遅延制御回路が遅延素子の遅延値を決定し、
遅延素子の入力及び最小遅延素子の入力としてストローブ信号が選択された場合、ストローブ信号は前記遅延素子および前記クロックラインを通過し前記データラッチのクロックに接続されることを特徴とする遅延装置。
A delay element having a variable delay value and a delay control circuit for controlling a delay of the delay element;
The output of the delay element via the clock line and the output of the minimum delay element having the delay value of the minimum delay unit of the delay element are connected to the phase comparator,
The input of the delay element and the input of the minimum delay element are common, and either the strobe signal or the reference clock is selected as the common input,
The delay control circuit is controlled by the comparison result of the phase comparator ,
In a delay device in which the output of the delay element can be used as a clock for a plurality of data latches,
When the reference clock is selected as the input of the delay element and the input of the minimum delay element,
One input of the phase comparator is a signal that starts from a reference clock input and passes through a clock line for at least a plurality of data latches and a delay element whose delay value is variable,
Another input of the phase comparator is a signal passing through the minimum delay element having a delay value of at least the minimum delay unit of the delay element from the starting point,
The delay control circuit determines the delay value of the delay element using the comparison result of the phase comparator,
When a strobe signal is selected as an input of a delay element and an input of a minimum delay element, the strobe signal passes through the delay element and the clock line and is connected to the clock of the data latch .
少なくとも前記最小遅延素子と同じ遅延値を持つ遅延素子を通過する複数の信号が複数のデータラッチの入力にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。 2. The delay device according to claim 1, wherein a plurality of signals passing through a delay element having at least the same delay value as the minimum delay element are respectively connected to inputs of a plurality of data latches . 前記最小遅延素子と同じ遅延値を持つ遅延素子を通過する信号が複数のデータラッチの入力になっていることを特徴とする請求項2に記載の遅延装置。 3. The delay device according to claim 2, wherein a signal passing through a delay element having the same delay value as the minimum delay element is input to a plurality of data latches . 請求項1に記載の遅延装置を備える半導体装置において、A semiconductor device comprising the delay device according to claim 1.
遅延素子の出力から、クロックラインに接続される複数のデータラッチのクロック入力まで、およびクロックラインに接続される位相比較器の入力までの、それぞれの配線遅延のスキューが少なくなるように、複数のデータラッチおよび位相比較器が配置された構造であることを特徴とする半導体装置。From the delay element output to the clock inputs of the multiple data latches connected to the clock line and to the input of the phase comparator connected to the clock line, a plurality of wiring delay skews are reduced. A semiconductor device having a structure in which a data latch and a phase comparator are arranged.
前記クロックラインにてクロックツリーシンセシスが用いられ配線遅延のスキューが少なくなるように配置されたことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein clock tree synthesis is used in the clock line and the wiring delay skew is reduced . パルス発生器が備わり、With a pulse generator,
リファレンスクロックの代わりにリファレンスクロックの1周期を示すパルス信号が前記パルス発生器から入力されることを特徴とする請求項1に記載の遅延装置。2. The delay device according to claim 1, wherein a pulse signal indicating one cycle of a reference clock is input from the pulse generator instead of the reference clock.
請求項1に記載の遅延装置が二対((38a、40a、42a、44a、46a)、(38b、40b、42b、44b、46b))備えられ、そのうちの一対にはストローブ信号の代わりにストローブ信号を反転した信号が入力されることを特徴とする半導体装置。The delay device according to claim 1 is provided with two pairs ((38a, 40a, 42a, 44a, 46a), (38b, 40b, 42b, 44b, 46b)), of which one pair is a strobe instead of a strobe signal. A semiconductor device in which a signal obtained by inverting a signal is input. 二対のデータ遅延装置(21a、21b)を含み、夫々のデータ遅延装置(21a、21b)はデータラッチを備え、
上記二対のデータ遅延装置(21a、21b)のうち一つのデータ遅延装置(21a)の、クロックラインに接続されるデータラッチの入力は、もう一つのデータ遅延装置(21b)の、クロックラインに接続されるデータラッチの入力と共通の信号が接続されていることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
Including two pairs of data delay devices (21a, 21b), each data delay device (21a, 21b) comprising a data latch;
The data latch connected to the clock line of one data delay device (21a) of the two pairs of data delay devices (21a, 21b) is input to the clock line of the other data delay device (21b). 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein a signal common to an input of a data latch to be connected is connected .
ストローブ信号の隣り合う二つの立ち上がり信号または立ち下がり信号の周期と同期する外部クロックが入力され、その外部クロックの逓倍されたクロックがリファレンスクロックとして入力されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 8. The external clock synchronized with the period of two adjacent rising or falling signals of the strobe signal is input, and a multiplied clock of the external clock is input as a reference clock . Semiconductor device. ストローブ信号はDDR−SDRAMのストローブ信号と接続され、それに対応する4本あるいは8本のDDR−SDRAMのデータバスがデータラッチの入力に最小遅延素子を介して接続されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。 The strobe signal is connected to the strobe signal of the DDR-SDRAM, and the corresponding data bus of 4 or 8 DDR-SDRAMs is connected to the input of the data latch through a minimum delay element. 8. The semiconductor device according to 7 . 補正モード信号がアクティブの場合、リファレンスクロックが入力として選択され、遅延制御回路が位相比較器の出力に応じ遅延素子の遅延値を決定することを特徴とする請求項1に記載の遅延装置 2. The delay device according to claim 1, wherein when the correction mode signal is active, the reference clock is selected as an input, and the delay control circuit determines the delay value of the delay element according to the output of the phase comparator . DDR−SDRAMのリフレッシュサイクルに同期して、遅延装置の補正モード信号をアクティブにすることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。11. The semiconductor device according to claim 10, wherein the correction mode signal of the delay device is activated in synchronization with a refresh cycle of the DDR-SDRAM.
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