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JP3407604B2 - Latch miss detection circuit and PLL circuit - Google Patents

Latch miss detection circuit and PLL circuit

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Publication number
JP3407604B2
JP3407604B2 JP16083497A JP16083497A JP3407604B2 JP 3407604 B2 JP3407604 B2 JP 3407604B2 JP 16083497 A JP16083497 A JP 16083497A JP 16083497 A JP16083497 A JP 16083497A JP 3407604 B2 JP3407604 B2 JP 3407604B2
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JP
Japan
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flip
output
flop
circuit
frequency
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JP16083497A
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Japanese (ja)
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Inventor
貴司 井上
正一 藤本
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Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
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Publication of JPH118551A publication Critical patent/JPH118551A/en
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速のクロック信
号で動作する論理回路のラッチミス検出回路に関し、発
振器の周波数と位相が入力信号の周波数と位相に同期す
るように、入力信号と発振器の位相差をフィードバック
制御するPLL(Phase Locked Loop)回路に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a latch error detection circuit for a logic circuit which operates with a high-speed clock signal, so that the frequency of the oscillator and the phase of the oscillator are synchronized with the frequency of the input signal. The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) circuit that feedback-controls a phase difference.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体プロセス技術の進展によ
り、ディジタル回路とアナログ回路が混在したLSIが
実用化されている。チャージポンプや電圧制御発振器な
どのアナログ回路を含むPLL回路も例外ではなく、P
LL回路の出力信号をクロックとして動作するディジタ
ル回路と共にワンチップ化されている。一般的な構成の
PLL回路を図3に示す。電圧制御発振器8からの発振
出力fvcoを分周器9で1/Mに分周し、分周出力信
号fpを得る。入力信号finと分周出力信号fpを位
相比較器5で位相比較する。この位相比較出力に応じて
チャージポンプ6はローパスフィルタ(LPF)7に対
して電荷をチャージ、またはディスチャージする。ロー
パスフィルタ7は電荷のチャージ/ディスチャージを平
滑化して直流電圧Vcntを出力する。電圧制御発振器
8は制御電圧Vcntに応じた周波数の発振出力fvc
oを出力する。このように閉ループ回路を構成すること
により、入力信号finに分周出力fpを同期させるこ
とができる。
2. Description of the Related Art In recent years, with progress in semiconductor process technology, LSIs in which digital circuits and analog circuits coexist have been put to practical use. PLL circuits including analog circuits such as charge pumps and voltage-controlled oscillators are no exception.
It is integrated into one chip together with a digital circuit that operates using the output signal of the LL circuit as a clock. A PLL circuit having a general configuration is shown in FIG. The oscillation output fvco from the voltage controlled oscillator 8 is divided into 1 / M by the frequency divider 9 to obtain a divided output signal fp. The phase comparator 5 compares the phases of the input signal fin and the frequency-divided output signal fp. The charge pump 6 charges or discharges the low-pass filter (LPF) 7 according to the phase comparison output. The low-pass filter 7 smoothes charge / discharge of electric charge and outputs a DC voltage Vcnt. The voltage controlled oscillator 8 has an oscillation output fvc having a frequency corresponding to the control voltage Vcnt.
Output o. By configuring the closed loop circuit in this way, the divided output fp can be synchronized with the input signal fin.

【0003】分周器9にはトグル・フリップフロップ
(T−FF)やフリップフロップを複数個使ったカウン
タ回路が用いられる。例として、図4にDフリップフロ
ップを用いた2分周回路を示す。反転出力NQを入力D
に帰還させることにより、クロック入力fvcoの立ち
上がりエッジのたびに出力Q、NQは反転する。また、
図5はフリップフロップを2個使った、いわゆるジョン
ソンカウンタで、4分周回路として動作する。
For the frequency divider 9, a toggle flip-flop (T-FF) or a counter circuit using a plurality of flip-flops is used. As an example, FIG. 4 shows a divide-by-2 circuit using a D flip-flop. Inverted output NQ is input D
The output Q and NQ are inverted at each rising edge of the clock input fvco by feeding back to the clock input fvco. Also,
FIG. 5 shows a so-called Johnson counter using two flip-flops, which operates as a divide-by-4 circuit.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】電圧制御発振器8の制
御電圧Vcnt対発振出力fvco特性は、環境温度条
件、電源電圧条件、個体差などによりばらつきを有す
る。微細加工が進んだLSIプロセス上で実現される電
圧制御発振器においては、個別部品で構成する場合より
このばらつき範囲を大きく見る必要がある。このばらつ
き範囲により電圧制御発振器8の最大発振周波数が分周
器9を構成するフリップフロップの安定動作周波数の上
限を越えてしまう場合がある。通常、PLL回路がロッ
ク状態にある場合はこのようなことはないが、電源投入
時や外部からノイズが飛び込んだときはローパスフィル
タ7の出力Vcntが上昇もしくは低下し、この結果発
振周波数が異常に上昇してしまう恐れが大きい。
The control voltage Vcnt vs. oscillation output fvco characteristic of the voltage controlled oscillator 8 varies depending on environmental temperature conditions, power supply voltage conditions, individual differences and the like. In a voltage controlled oscillator that is realized on an LSI process that has undergone fine processing, it is necessary to see this variation range larger than when it is configured with individual components. Due to this variation range, the maximum oscillating frequency of the voltage controlled oscillator 8 may exceed the upper limit of the stable operating frequency of the flip-flop that constitutes the frequency divider 9. Normally, this is not the case when the PLL circuit is in a locked state, but the output Vcnt of the low-pass filter 7 rises or falls when the power is turned on or noise from the outside, which results in an abnormal oscillation frequency. There is a great risk of rising.

【0005】電圧制御発振器8の発振周波数が、フリッ
プフロップの安定動作周波数を越えると、いわゆるラッ
チミスが生じて、発振出力fvcoの立ち上がりエッジ
毎にフリップフロップの出力が更新されなくなる。図4
に示したトグル・フリップフロップでラッチミスが生じ
たときは出力は更新されないが、再び正しくラッチでき
たときには出力の更新が再開される。図5に示したジョ
ンソンカウンタにおいても、ラッチミスが生じたときは
ふたつのフリップフロップの論理レベルは更新されない
が、再び正しくラッチできると出力の更新が再開され
る。
When the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8 exceeds the stable operation frequency of the flip-flop, so-called latch miss occurs, and the output of the flip-flop is not updated at every rising edge of the oscillation output fvco. Figure 4
The output is not updated when a latch miss occurs in the toggle flip-flop shown in (4), but the output is restarted when it is latched correctly again. In the Johnson counter shown in FIG. 5 as well, the logic levels of the two flip-flops are not updated when a latch miss occurs, but the output is restarted when the latch is correctly performed again.

【0006】つまり、ラッチミスが起きたり起きなかっ
たりする不安定領域では分周器9の出力fpは正常に分
周されたときの出力周波数より低くなってしまう。こう
なるとPLL回路としては誤った周波数に同期してしま
う疑似ロック状態になるか、発振周波数が上限に張り付
いたままのデッドロックという状態になってしまう。
That is, in the unstable region where the latch miss occurs or does not occur, the output fp of the frequency divider 9 becomes lower than the output frequency when the frequency is normally divided. In this case, the PLL circuit is in a pseudo lock state in which it is synchronized with an erroneous frequency, or is in a deadlock state in which the oscillation frequency is stuck to the upper limit.

【0007】このようにばらつき範囲の広い電圧制御発
振器を用いてPLL回路を構成する場合、疑似ロックを
起こしたり、デッドロックが生じるという問題を有して
いた。
When a PLL circuit is constructed by using a voltage controlled oscillator having a wide variation range as described above, there is a problem that a pseudo lock or deadlock occurs.

【0008】水晶発振器から得られる基準周波数信号か
らPLL回路を用いて任意の分周出力または逓倍出力を
得る、いわゆる周波数シンセサイザにおいては、位相比
較器の出力である位相誤差をモニタしてアンロック状態
を検出し、アンロック状態が継続するようならデッドロ
ック状態と判定するような手法が提案されている。例え
ば、特開昭63−260320号公報、特開昭63−2
60321号公報を参照。
In a so-called frequency synthesizer for obtaining an arbitrary frequency division output or multiplication output from a reference frequency signal obtained from a crystal oscillator by using a PLL circuit, a phase error which is an output of a phase comparator is monitored and unlocked. Has been proposed, and a method of determining a deadlock state if the unlock state continues is proposed. For example, JP-A-63-260320 and JP-A-63-2
See Japanese Patent No. 60321.

【0009】しかしながら、入力信号の周波数が変動
し、さらにジッタを有するような場合には、瞬時的には
大きな位相誤差を持ちながらロックしているため、アン
ロック状態のみを正確に検出することは困難であり、こ
のような手法を適用することはできない。
However, in the case where the frequency of the input signal fluctuates and further has jitter, it is possible to detect only the unlocked state accurately because the state is locked while having a large phase error in an instant. It is difficult and such a method cannot be applied.

【0010】本発明はかかる問題点に鑑み、分周器を構
成するフリップフロップの動作が不安定になったことを
検出するラッチミス検出回路と、ラッチミス検出回路の
判定結果に基づいて、自動的にループを初期化するPL
L回路を提供することを目的としている。
In view of the above problems, the present invention automatically detects the instability of the operation of the flip-flops constituting the frequency divider, and automatically based on the determination result of the latch error detection circuit. PL to initialize the loop
It is intended to provide an L circuit.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のラッチミス検出
回路は、分周器の出力がふたつの論理レベルを繰り返し
ているか一定レベルに固定しているかを判別する判別回
路を備えたラッチミス検出回路であり、本発明のPLL
回路は、ラッチミス検出回路の出力に基づいて分周器が
不安定動作状態にあると判断し、ローパスフィルタの出
力電圧を強制的に変化させて発振周波数を下げるように
チャージポンプを制御する初期化制御回路を備えたPL
L回路である。
The latch error detection circuit of the present invention is a latch error detection circuit provided with a determination circuit for determining whether the output of a frequency divider repeats two logic levels or is fixed at a constant level. Yes, the PLL of the present invention
The circuit determines that the frequency divider is in an unstable operation state based on the output of the latch error detection circuit, and forcibly changes the output voltage of the low-pass filter to control the charge pump to lower the oscillation frequency. PL with control circuit
It is an L circuit.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のラッチミス検出回路は、
動作が不安定になると分周動作を停止するようにした分
周回路と、分周回路の出力が変化し続けているか固定し
ているかを判別する判別回路を備えたもので、分周回路
出力の論理レベルが変化しなくなったことをもって、ラ
ッチミスが生じたと判定するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The frequency divider circuit that stops the frequency division operation when the operation becomes unstable, and the discrimination circuit that determines whether the output of the frequency divider circuit keeps changing or is fixed. It is determined that the latch miss has occurred when the logic level of has not changed.

【0013】上記分周回路は、初期化時に1、又は0の
論理レベルに設定される第1のフリップフロップと、第
1のフリップフロップと共通のクロックで動作し初期化
時に第1のフリップフロップとは排他的な論理レベルに
設定される第2のフリップフロップとを備え、第1のフ
リップフロップの出力が第2のフリップフロップの入力
に接続され、第2のフリップフロップの出力が第1のフ
リップフロップの入力に帰還されるように構成されてい
る。
The frequency dividing circuit operates with a first flip-flop set to a logic level of 1 or 0 at initialization and a clock common to the first flip-flop, and the first flip-flop at initialization. And a second flip-flop set to an exclusive logic level, the output of the first flip-flop is connected to the input of the second flip-flop, and the output of the second flip-flop is the first It is configured to be fed back to the input of the flip-flop.

【0014】上記分周回路において、フリップフロップ
のクロック信号の周波数が異常に高くなって、一度でも
フリップフロップがラッチミスを起こすと、ふたつのフ
リップフロップの論理レベルが固定されてしまい、分周
動作を停止する。
In the frequency divider circuit, if the frequency of the clock signal of the flip-flop becomes abnormally high and the flip-flop causes a latch miss even once, the logic levels of the two flip-flops are fixed and the frequency division operation is performed. Stop.

【0015】ふたつのフリップフロップが同時にラッチ
ミスを起こすと動作は停止しないが、不安定な動作領域
においてふたつのフリップフロップが常に同時にラッチ
ミスを起こすとは考えられないから、上記の構成で十分
に不安定動作を検出できる。
The operation does not stop when two flip-flops simultaneously make a latch miss, but it is not considered that the two flip-flops always make a latch miss at the same time in an unstable operation region. Therefore, the above configuration is sufficiently unstable. Can detect motion.

【0016】また、本発明のPLL回路は、上記ラッチ
ミス検出回路と初期化制御回路とを備え、電圧制御発振
器の発振出力をラッチミス検出回路の動作クロックとし
て入力し、ラッチミス検出回路がフリップフロップのラ
ッチミスを検出すると発振周波数が異常に上昇している
と判断して、初期化制御回路がローパスフィルタの出力
電圧を強制的に変化させるようにチャージポンプを制御
するように構成したものである。
Further, the PLL circuit of the present invention comprises the above-mentioned latch miss detection circuit and the initialization control circuit, and inputs the oscillation output of the voltage controlled oscillator as the operation clock of the latch miss detection circuit, and the latch miss detection circuit causes the latch miss of the flip-flop. Is detected, the initialization control circuit controls the charge pump to forcibly change the output voltage of the low-pass filter.

【0017】電圧制御発振器の発振出力が上昇してフリ
ップフロップがラッチミスを起こしたことをラッチミス
検出回路が検出すると、分周器の動作が不安定になって
いると判断する。初期化制御回路は発振周波数を下げる
ように制御するため疑似ロックやデッドロックが生じる
ことはない。
When the latch error detection circuit detects that the oscillation output of the voltage controlled oscillator rises and the flip flop causes the latch error, it is determined that the operation of the frequency divider is unstable. Since the initialization control circuit controls so as to lower the oscillation frequency, no pseudo lock or deadlock occurs.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明のラッチミス検出回路の一実施
例について、図面を参照しながら説明する。図1は本発
明のラッチミス検出回路の一実施例のブロック図であ
る。図1において、1と2はフリップフロップで、初期
化信号RESETで排他的な論理レベルに初期化され
る。ここではフリップフロップ1が論理レベル1に、フ
リップフロップ2が論理レベル0に初期化されるが、フ
リップフロップ1が論理レベル0に、フリップフロップ
2が論理レベル1に初期化されるようにしてもよい。3
は分周器でフリップフロップ2の出力信号を1/Nに分
周している。4は周期測定器で分周器3の出力信号の周
期を測定し、所定値より長い周期になれば、検出フラグ
DETを出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the latch error detection circuit of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a latch error detection circuit of the present invention. In FIG. 1, 1 and 2 are flip-flops, which are initialized to exclusive logic levels by an initialization signal RESET. Here, the flip-flop 1 is initialized to the logic level 1 and the flip-flop 2 is initialized to the logic level 0. However, the flip-flop 1 is initialized to the logic level 0 and the flip-flop 2 is initialized to the logic level 1. Good. Three
The frequency divider divides the output signal of the flip-flop 2 into 1 / N. Reference numeral 4 denotes a cycle measuring device which measures the cycle of the output signal of the frequency divider 3 and outputs a detection flag DET when the cycle becomes longer than a predetermined value.

【0019】フリップフロップ1、2は共通の動作クロ
ックfvcoで動作していて、動作クロックfvcoの
立ち上がりエッジで入力をラッチして出力する。フリッ
プフロップ1のQ出力はフリップフロップ2のD入力に
接続され、さらにフリップフロップ2のQ出力はフリッ
プフロップ1のD入力に接続されていて、閉ループを構
成している。
The flip-flops 1 and 2 operate with a common operation clock fvco, and latch and output inputs at the rising edge of the operation clock fvco. The Q output of the flip-flop 1 is connected to the D input of the flip-flop 2, and the Q output of the flip-flop 2 is connected to the D input of the flip-flop 1 to form a closed loop.

【0020】フリップフロップ1、2は排他的な論理レ
ベルに初期化されるから、その出力は動作クロックfv
coの立ち上がりエッジに同期して反転を繰り返す。つ
まり、フリップフロップ1、2の出力は動作クロックf
vcoの2倍の周期で反転を繰り返すことになり、2分
周回路を形成していることになる。
Since the flip-flops 1 and 2 are initialized to exclusive logic levels, their outputs are the operation clock fv.
The inversion is repeated in synchronization with the rising edge of co. That is, the outputs of the flip-flops 1 and 2 are the operation clock f
Inversion is repeated at a cycle twice as long as vco, which means that a divide-by-2 circuit is formed.

【0021】動作クロックfvcoの周波数がフリップ
フロップの安定動作領域にある時は上記のような2分周
動作を行う。動作クロックfvcoの周波数が上昇し、
フリップフロップの動作が不安定になると、いわゆるラ
ッチミスが生じ、フリップフロップの出力論理レベルが
更新されなくなる。
When the frequency of the operation clock fvco is in the stable operation area of the flip-flop, the above-described frequency division operation is performed. The frequency of the operating clock fvco increases,
When the operation of the flip-flop becomes unstable, so-called latch miss occurs and the output logic level of the flip-flop cannot be updated.

【0022】フリップフロップ1、2のどちらか一方に
ラッチミスが生じると、その瞬間にフリップフロップ
1、2のQ出力は同一論理レベルとなり、2分周器とし
ての動作は停止する。フリップフロップ1、2に同時に
ラッチミスが生じるとQ出力が排他的であるという関係
は維持されるが、このような動作不安定領域において、
ふたつのフリップフロップが常に同時にラッチミスを起
こすことはあり得ず、ラッチミスが生じれば確実に分周
動作は停止する。
When a latch miss occurs in either one of the flip-flops 1 and 2, the Q outputs of the flip-flops 1 and 2 become the same logic level at that moment, and the operation as the frequency divider halves. The relationship that the Q output is exclusive when the latch misses occur simultaneously in the flip-flops 1 and 2 is maintained, but in such an unstable operation region,
The two flip-flops cannot always make a latch miss at the same time, and if a latch miss occurs, the dividing operation is surely stopped.

【0023】フリップフロップ2のQ出力は分周器3で
1/N(Nは任意の整数)に分周される。分周器3に入
力される信号はフリップフロップ1、2で既に2分周さ
れたものであるから、ここでラッチミスが起きる心配は
ない。分周器3の出力信号の周期は動作クロックfvc
oの2N倍となる。分周比Nは周期測定器4において、
分周器3の出力信号の周期を固定クロックfxtlで計
測できる値に選ぶ。フリップフロップ1、2でラッチミ
スが生じて2分周器としての動作が停止すると分周器3
の出力も停止し、論理レベルは固定される。
The Q output of the flip-flop 2 is divided by the frequency divider 3 into 1 / N (N is an arbitrary integer). Since the signal input to the frequency divider 3 has already been frequency-divided by the flip-flops 1 and 2, there is no concern that a latch miss will occur here. The cycle of the output signal of the frequency divider 3 is the operation clock fvc.
2N times o. The frequency division ratio N is
The cycle of the output signal of the frequency divider 3 is selected to be a value that can be measured with the fixed clock fxtl. If a latch miss occurs in the flip-flops 1 and 2 and the operation as the frequency divider 2 stops, the frequency divider 3
Output also stops and the logic level is fixed.

【0024】周期測定器4ではその入力信号の周期が、
所定値より長くなると検出フラグDETを出力する。こ
の所定値は動作クロックfvcoの可変範囲の最低値で
決まる分周器3の出力信号周期の範囲より長い値に設定
しておく。
In the period measuring device 4, the period of the input signal is
When it becomes longer than the predetermined value, the detection flag DET is output. This predetermined value is set to a value longer than the range of the output signal cycle of the frequency divider 3 determined by the lowest value of the variable range of the operation clock fvco.

【0025】フリップフロップ1、2でラッチミスが生
じ、その結果として分周器3の出力が停止すると周期測
定器4は入力信号の周期が所定値より長くなったとし
て、検出フラグDETを出力する。
When a latch error occurs in the flip-flops 1 and 2, and as a result, the output of the frequency divider 3 is stopped, the period measuring device 4 outputs the detection flag DET because the period of the input signal becomes longer than a predetermined value.

【0026】例えば、正常動作として想定されるfvc
oの範囲が10〜80MHz、固定クロックfxtlが
10MHzとする。fvcoが80MHzのとき分周器
3の出力の周期を10MHzのfxtlで計測できれば
よい。すなわち、80MHz÷2N>10MHzとなる
ようにNの値を選べばよく、N>4である。N=8と設
定すれば、分周器3の出力は0.625〜5MHzとな
る。これを10MHzのfxtlで周期計測すると計測
値は2〜16カウントとなる。よって、16カウントを
越える計測値となったときにフリップフロップ1、2で
ラッチミスが生じたと判定する。
For example, fvc that is assumed to be normal operation
The range of o is 10 to 80 MHz, and the fixed clock fxtl is 10 MHz. When fvco is 80 MHz, the output cycle of the frequency divider 3 may be measured by fxtl of 10 MHz. That is, the value of N may be selected so that 80 MHz / 2N> 10 MHz, and N> 4. If N = 8 is set, the output of the frequency divider 3 is 0.625 to 5 MHz. When this is cycle-measured with fxtl of 10 MHz, the measured value becomes 2 to 16 counts. Therefore, when the measured value exceeds 16 counts, it is determined that a latch miss has occurred in the flip-flops 1 and 2.

【0027】続いて本発明のPLL回路の一実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。図2は本発明のPL
L回路の一実施例のブロック図である。図2において、
5はふたつの入力信号finとfpの位相誤差を出力す
る位相比較器、6は電荷をチャージまたはディスチャー
ジするチャージポンプ、7は電荷のチャージ・ディスチ
ャージを平滑化して直流電圧Vcntを出力するローパ
スフィルタ(LPF)、8は直流電圧Vcntに応じた
周波数の発振出力fvcoを出力する電圧制御発振器、
9は発振出力fvcoを1/M(Mは任意の整数)に分
周する分周器、10は発振出力fvcoの上昇によりフ
リップフロップにラッチミスが生じると検出フラグDE
Tを出力するラッチミス検出回路、11は電圧制御発振
器8の発振周波数を強制的に下げるようにチャージポン
プ6をコントロールする初期化制御回路である。
Next, an embodiment of the PLL circuit of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the PL of the present invention.
It is a block diagram of one example of an L circuit. In FIG.
Reference numeral 5 is a phase comparator that outputs a phase error between the two input signals fin and fp, 6 is a charge pump that charges or discharges charges, and 7 is a low-pass filter that smoothes charge / discharge of charges and outputs a DC voltage Vcnt ( LPF), 8 is a voltage controlled oscillator that outputs an oscillation output fvco having a frequency according to the DC voltage Vcnt,
Reference numeral 9 is a frequency divider for dividing the oscillation output fvco into 1 / M (M is an arbitrary integer), and 10 is a detection flag DE when a flip-flop causes a latch miss due to an increase in the oscillation output fvco.
A latch error detection circuit that outputs T, and an initialization control circuit 11 that controls the charge pump 6 to forcibly reduce the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8.

【0028】通常は、電圧制御発振器8の発振出力fv
coを分周した信号をfpと入力信号finの位相誤差
を位相比較器5でもとめ、この位相誤差に応じて、チャ
ージポンプ6はローパスフィルタ7に対して電荷をチャ
ージまたはディスチャージする。電荷のチャージ・ディ
スチャージはローパスフィルタ7で平滑化され、出力電
圧Vcntに応じて電圧制御発振器8は発振周波数を変
化させる。このような閉ループを構成することにより、
入力信号finに分周出力fpを同期させることができ
る。
Normally, the oscillation output fv of the voltage controlled oscillator 8
The phase difference between the signal obtained by dividing co by fp and the input signal fin is also detected by the phase comparator 5, and the charge pump 6 charges or discharges the low-pass filter 7 in accordance with the phase error. The charge / discharge of charges is smoothed by the low-pass filter 7, and the voltage controlled oscillator 8 changes the oscillation frequency according to the output voltage Vcnt. By constructing such a closed loop,
The frequency division output fp can be synchronized with the input signal fin.

【0029】電源投入時や外部からノイズが飛び込んだ
ときは、ローパスフィルタ7の出力電圧Vcntが電圧
制御発振器8の通常の制御電圧範囲を越えてしまうこと
がある。発振周波数が上昇する方向に制御電圧範囲を超
えてしまうと、分周器9が安定して動作する周波数範囲
を越えてしまう。このような周波数領域ではラッチミス
検出回路10内のフリップフロップの動作も不安定にな
り、ラッチミス検出回路10は検出フラグDETを出力
する。
The output voltage Vcnt of the low-pass filter 7 may exceed the normal control voltage range of the voltage controlled oscillator 8 when the power is turned on or when noise is injected from the outside. If the oscillation frequency exceeds the control voltage range in the increasing direction, the frequency divider 9 exceeds the frequency range in which it operates stably. In such a frequency range, the operation of the flip-flop in the latch error detection circuit 10 becomes unstable, and the latch error detection circuit 10 outputs the detection flag DET.

【0030】フリップフロップの動作が不安定な状態
は、制御電圧Vcntを通常の制御範囲に強制的に変化
させて、電圧制御発振器8の発振周波数を低下させるこ
とで解消される。検出フラグDETが入力されると初期
化制御回路11は、電圧制御発振器8の発振周波数を下
げる方向になるようにチャージポンプ6に対して強制的
に電荷をチャージまたはディスチャージするように指示
する。電圧制御発振器8が正の利得特性(制御電圧上昇
に対して発振周波数も上昇)を持つ場合はディスチャー
ジ、負の利得を持つ場合にはチャージを行う。
The unstable operation of the flip-flop is eliminated by forcibly changing the control voltage Vcnt to the normal control range and lowering the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8. When the detection flag DET is input, the initialization control circuit 11 instructs the charge pump 6 to forcibly charge or discharge electric charges so as to decrease the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8. When the voltage controlled oscillator 8 has a positive gain characteristic (the oscillation frequency also rises as the control voltage rises), it is discharged, and when it has a negative gain, it is charged.

【0031】さらにラッチミス検出回路10の初期化を
行う。図1に示したフリップフロップ1、2を排他的な
論理レベルに設定して、再び2分周回路として動作させ
ると共に、検出フラグDETをクリアして、ラッチミス
検出待ち状態にする。
Further, the latch error detection circuit 10 is initialized. The flip-flops 1 and 2 shown in FIG. 1 are set to exclusive logic levels to operate again as a frequency-dividing circuit, the detection flag DET is cleared, and a latch miss detection waiting state is set.

【0032】初期化動作が終了すると、電圧制御発振器
8の発振周波数は強制的に低下させられ、再び入力信号
finに同期した分周出力fpが得られるように閉ルー
プ動作を行う。
When the initialization operation is completed, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 8 is forcibly lowered, and the closed loop operation is performed so that the frequency division output fp synchronized with the input signal fin can be obtained again.

【0033】なお、本実施例ではラッチミス検出回路1
0内の分周器(図1におけるフリップフロップ1、2お
よび分周器3)とは別に分周器9を備えるように説明し
たが、ラッチミス検出回路10内の分周器を分周器9と
兼用、あるいはラッチミス検出回路10内の分周器の出
力をさらに分周するような構成をとっても良い。
In this embodiment, the latch error detection circuit 1
Although it has been described that the frequency divider 9 is provided separately from the frequency divider in 0 (the flip-flops 1 and 2 and the frequency divider 3 in FIG. 1), the frequency divider in the latch miss detection circuit 10 is divided into frequency dividers 9 and 9. Alternatively, the output of the frequency divider in the latch error detection circuit 10 may be further divided.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように本発明のラッチミス検出回
路によれば、動作周波数の上昇による論理回路のラッチ
ミスを確実に検出できるので、実用上非常に有効であ
る。また本発明のPLL回路によれば、電源投入時やノ
イズ印加時のデッドロックや疑似ロックを検出して自動
的にループを初期化することにより、デッドロックや疑
似ロックから復帰することができ、実用上非常に有効で
ある。
As described above, according to the latch error detection circuit of the present invention, the latch error of the logic circuit due to the increase of the operating frequency can be detected with certainty, which is very effective in practice. Further, according to the PLL circuit of the present invention, it is possible to recover from the deadlock or the pseudo lock by detecting the deadlock or the pseudo lock when the power is turned on or when the noise is applied and automatically initializing the loop. It is very effective in practice.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例によるラッチミス検出回路の
構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a latch error detection circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例によるPLL回路の構成を示
すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a PLL circuit according to an embodiment of the present invention.

【図3】従来のPLL回路の構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a conventional PLL circuit.

【図4】トグル・フリップフロップによる分周器の構成
例を示す回路図
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a frequency divider using a toggle flip-flop.

【図5】ジョンソンカウンタによる分周器の構成例を示
す回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a frequency divider using a Johnson counter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 フリップフロップ 3 分周器 4 周期測定器 5 位相比較器 6 チャージポンプ 7 ローパスフィルタ 8 電圧制御発振器 9 分周器 10 ラッチミス検出回路 11 初期化制御回路 1 and 2 flip flops 3 frequency divider 4 period measuring instrument 5 Phase comparator 6 Charge pump 7 Low-pass filter 8 Voltage controlled oscillator 9 divider 10 Latch miss detection circuit 11 Initialization control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03L 7/00 - 7/14 H03K 21/40 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03L 7/ 00-7/14 H03K 21/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 初期化時に1、又は0の論理レベルに設
定される第1のフリップフロップと、前記第1のフリッ
プフロップと共通の入力クロックで動作し初期化時に前
記第1のフリップフロップとは排他的な論理レベルに設
定される第2のフリップフロップとを備え、前記第1の
フリップフロップの出力が前記第2のフリップフロップ
の入力に接続され、前記第2のフリップフロップの出力
が前記第1のフロップフロップの入力に帰還されるよう
に構成した分周回路と、 前記分周回路の出力がふたつの論理レベルを繰り返して
いるか一定レベルに固定しているかを判別する判別回路
とを備えたラッチミス検出回路。
1. A first flip-flop that is set to a logic level of 1 or 0 at initialization, and a first flip-flop that operates with an input clock common to the first flip-flop and that is initialized at initialization. A second flip-flop set to an exclusive logic level, the output of the first flip-flop is connected to the input of the second flip-flop, and the output of the second flip-flop is the A first frequency division circuit is configured to be fed back to the input of the flop circuit, and a determination circuit for determining whether the output of the frequency division circuit repeats two logic levels or is fixed at a constant level. Latch miss detection circuit.
【請求項2】 電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器
の発振出力を分周する分周器と、入力信号と前記分周器
の出力信号の位相差を比較する位相比較器と、前記位相
比較器の出力を入力とするチャージポンプと、前記チャ
ージポンプの出力を平滑し前記電圧制御発振器の制御電
圧を出力するローパスフィルタとからなるPLL回路で
あって、 前記電圧制御発振器の発振出力を入力クロックとする請
求項1記載のラッチミス検出回路と、 前記ラッチミス検出回路の出力がラッチミスが生じたこ
とを示したときに前記ローパスフィルタの出力電圧を強
制的に変化させるように前記チャージポンプを制御する
初期化制御回路とを備えたPLL回路。
2. A voltage controlled oscillator, a frequency divider for dividing an oscillation output of the voltage controlled oscillator, a phase comparator for comparing a phase difference between an input signal and an output signal of the frequency divider, and the phase comparison. And a low-pass filter for smoothing the output of the charge pump and outputting the control voltage of the voltage-controlled oscillator, the oscillation output of the voltage-controlled oscillator being an input clock. The latch miss detection circuit according to claim 1, and an initial stage for controlling the charge pump to forcibly change the output voltage of the low pass filter when the output of the latch miss detection circuit indicates that a latch miss has occurred. PLL circuit including an activation control circuit.
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