JP5228553B2 - Clock signal divider circuit and method - Google Patents
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Description
本発明は、回路技術に関し、特にクロック信号を任意の有理数分周比で分周する分周回路技術に関する。 The present invention relates to a circuit technique, and more particularly to a frequency dividing circuit technique for dividing a clock signal by an arbitrary rational division ratio.
任意の周波数のクロック信号から、より低い周波数のクロック信号を分周して分周するクロック信号分周回路において、分周比、すなわち分周前のクロック信号の周波数と分周後のクロック信号の周波数の比が1/M (Mは整数)の分周回路(整数分周回路)は、カウンタを用いて容易に実現することができる。 In a clock signal dividing circuit that divides and divides a clock signal having a lower frequency from a clock signal having an arbitrary frequency, the division ratio, that is, the frequency of the clock signal before dividing and the frequency of the clock signal after dividing is divided. A frequency dividing circuit (integer frequency dividing circuit) having a frequency ratio of 1 / M (M is an integer) can be easily realized by using a counter.
一方、分周比がN/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)からなる有理数であっても分周が可能な分周回路が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2など参照)。これらの関連技術によれは、分周比の分子を設定する値Nを、入力クロック信号のサイクルごとに累積的に加算し、その加算結果が分周比の分母を設定する値Mより大きくなった場合には、その加算結果からMを引く、という動作を行い、その加算結果を参照して入力クロック信号のクロックパルスを適切にマスクする(間引く)ことにより有理数分周を実現している。
On the other hand, there has been proposed a frequency dividing circuit capable of frequency division even if the frequency dividing ratio is a rational number consisting of N / M (N is a positive integer and M is a positive integer larger than N) (for example,
また、関連技術として、位相補間回路(Phase Interpolator)を使用したクロック生成回路が提案されている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3に記載の技術によれば、位相補間回路によって、入力クロック信号のエッジ以外のタイミングでエッジを生成することで、サイクル時間が一定の有理数分周クロック信号を生成することができる。
As a related technique, a clock generation circuit using a phase interpolator has been proposed (see, for example, Patent Document 3). According to the technique described in
これら特許文献1や特許文献2に記載のクロック信号分周回路は、入力クロック信号のパルスを選択的にマスクすることで分周を実現しているため、分周クロック信号のパルス出力のタイミングは、入力クロック信号のパルスのタイミングに制限される。その結果、分周クロック信号のサイクル時間がサイクルごとに大きく変化してしまうという問題がある。また、サイクル時間の最小値が分周比に比例して減少しないので、分周クロック信号で駆動される回路の最大遅延の制約を周波数に応じて緩和できないという問題がある。特に、分周比が1から1/2の場合にサイクル時間が増加しないので、電力を削減するためにサイクル時間に応じて電圧を制御する動的周波数電圧制御(DVFS:Dynamic Voltage Frequency Scaling)向けのクロック生成には、適用できないという問題がある。
Since the clock signal frequency dividing circuits described in
図17を参照して、上記関連技術による有理数分周における問題の具体例を説明する。図17は、関連技術による有理数分周結果を示すタイミングチャートである。ここでは、入力クロック信号(8/8)に対して、分周比7/8〜1/8で分周した出力クロック信号を示している。
図17からも明らかなように、分周比が1〜1/2に相当する分周比7/8〜5/8において、分周クロック信号のサイクル時間の最小値は入力クロック信号の1サイクルのままであり、分周比に応じて増加しないという問題がある。また、分周比が3/8の場合において、分周クロック信号のサイクル時間の最小値は入力クロック信号の2サイクルであり、分周比に応じて増加しないという問題がある。
With reference to FIG. 17, a specific example of a problem in rational frequency division according to the related technique will be described. FIG. 17 is a timing chart showing the rational number division result according to the related art. Here, an output clock signal obtained by dividing the input clock signal (8/8) by a frequency division ratio of 7/8 to 1/8 is shown.
As can be seen from FIG. 17, in the
さらに、例えば分周比が5/8の場合において、分周クロック信号のサイクル時間の最大値は入力クロック信号の2サイクルである。したがって、分周クロック信号のサイクル時間は、入力クロック信号の1〜2サイクルの間をサイクルごとに変動するという問題がある。また、例えば分周比が3/8の場合において、分周クロック信号のサイクル時間の最大値は入力クロック信号の3サイクルである。したがって、分周クロック信号のサイクル時間は、入力クロック信号の2〜3サイクルの間をサイクルごとに変動するという問題がある。 Further, for example, when the division ratio is 5/8, the maximum value of the cycle time of the divided clock signal is two cycles of the input clock signal. Therefore, there is a problem that the cycle time of the divided clock signal varies for each cycle between 1 and 2 cycles of the input clock signal. For example, when the frequency division ratio is 3/8, the maximum value of the cycle time of the divided clock signal is three cycles of the input clock signal. Therefore, there is a problem that the cycle time of the divided clock signal fluctuates every cycle for 2 to 3 cycles of the input clock signal.
また、特許文献1や特許文献2に記載のクロック信号分周回路は、分周クロック信号の位相を調整する機能を持たないので、他のクロック信号とのクロック・スキューを補償する場合、クロック信号の分配回路にスキュー補償のためのバッファ回路を挿入する必要がある。しかし、クロック・スキュー量が大きい場合、多くのスキュー調整のためのバッファ回路を必要とし、面積や電力コストが増大するという問題がある。また、バッファ回路は動作中にその遅延量を調整できないので、電力を削減するためにサイクル時間に応じて電圧を制御する動的周波数電圧制御(DVFS: Dynamic Voltage and Frequency Scaling)技術を使用する場合など、動作中に電源電圧を変更する場合には対応できないという問題ある。
In addition, since the clock signal frequency dividing circuits described in
一方、特許文献3に記載のクロック信号分周回路は、位相補間回路によって、サイクル時間が一定の有理数分周クロック信号を生成することができるもの、位相補間回路は比較的低周波数の入力クロック信号、例えば500MHz以下の周波数の入力クロック信号を分周する場合、大きな容量を必要とするため、消費電力やレイアウト面積が大きく、ノイズに弱いという問題がある。また、アナログ回路のため専用設計を必要とし、設計・検証コストが大きいという問題がある。
On the other hand, the clock signal frequency dividing circuit described in
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、大きな回路規模を必要とすることなく、有理数分周した出力クロック信号のサイクル時間変動を抑制できるとともに、分周時に出力クロック信号の位相を調整できるクロック信号分周回路および方法を提供することを目的としている。 The present invention is for solving such a problem, and can suppress variation in the cycle time of the output clock signal divided by a rational number without requiring a large circuit scale, and can also reduce the phase of the output clock signal at the time of frequency division. An object of the present invention is to provide a clock signal frequency dividing circuit and method capable of adjusting the frequency.
このような目的を達成するために、本発明にかかるクロック信号分周回路は、N/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)で規定された分周比に基づいて、当該入力クロック信号をN/M分周した出力クロック信号を生成するクロック信号分周回路であって、入力された制御信号に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、出力クロック信号を生成するクロック選択回路と、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、出力動作のうち、基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成してクロック選択回路へ出力するクロック選択制御回路とを備え、クロック選択制御回路は、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号に応じて位相計算値の値を増減する位相計算回路と、位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するか否かを判定し、この判定結果に応じた制御信号をクロック選択回路へ出力するクロック出力判定回路と、位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するかを判定し、この判定結果に応じた制御信号をクロック選択回路へ出力するクロック位相判定回路とを含む。 In order to achieve such an object, the clock signal frequency dividing circuit according to the present invention is based on a frequency dividing ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N). A clock signal frequency dividing circuit that generates an output clock signal obtained by dividing an input clock signal by N / M, and outputs the clock pulse of the input clock signal as it is without being inverted or inverted based on the input control signal Output and masked output, and select and execute an output operation to generate an output clock signal, and a division ratio for each cycle of the input clock signal The phase calculation value indicating the phase relationship between the reference frequency-divided clock signal and the input clock signal having a constant cycle time corresponding to the input clock signal is calculated. A clock selection control circuit that generates a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal close to the phase of the lock signal and outputs the control signal to the clock selection circuit. The clock selection control circuit is provided for each cycle of the input clock signal. The phase calculation value indicating the phase relationship between the reference clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and the phase is determined according to the phase adjustment signal indicating the phase control for the output clock signal. A phase calculation circuit that increases or decreases the value of the calculated value, and determines whether or not to output the clock pulse of the input clock signal to the output clock signal based on the phase calculated value, and selects the control signal according to the determination result as the clock Based on the clock output determination circuit that outputs to the circuit and the phase calculation value, the clock pulse of the input clock signal is output as it is without being inverted. Either, to determine whether to output the inverted, and a clock phase determination circuit for outputting a control signal corresponding to the determination result to the clock selection circuit.
また、本発明にかかる他のクロック信号分周回路は、N/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)で規定された分周比に基づいて、当該入力クロック信号をN/M分周した出力クロック信号を生成するクロック信号分周回路であって、入力された制御信号に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、出力クロック信号を生成するクロック選択回路と、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、出力動作のうち、基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成してクロック選択回路へ出力するクロック選択制御回路とを備え、クロック選択制御回路は、入力クロック信号をMサイクル分繰り返しカウントすることにより、サイクルに対応したカウント値を出力するカウンタ回路と、少なくともカウント値に対応する位相計算値を予め保持し、入力されたカウント値に応じたテーブルデータを位相計算値として出力するテーブル回路とを含む。 In addition, another clock signal frequency dividing circuit according to the present invention is configured to convert the input clock signal to N / M based on a frequency division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N). A clock signal frequency dividing circuit for generating an output clock signal divided by M, based on the input control signal, whether the clock pulse of the input clock signal is output as it is non-inverted or inverted and output; A clock selection circuit that generates an output clock signal by selecting and executing one of the output operations of masking and not outputting, and a constant cycle time corresponding to the division ratio for each cycle of the input clock signal The phase calculation value indicating the phase relationship between the reference frequency-divided clock signal having the input frequency and the input clock signal is calculated. Based on the phase calculation value, the phase of the reference frequency-divided clock signal in the output operation is approximated. A clock selection control circuit that generates a control signal instructing an output operation for generating a clock signal and outputs the control signal to the clock selection circuit. The clock selection control circuit repeatedly counts the input clock signal for M cycles. A counter circuit that outputs a count value corresponding to the cycle, and a table circuit that holds in advance at least a phase calculation value corresponding to the count value and outputs table data corresponding to the input count value as a phase calculation value .
また、本発明にかかるクロック信号分周方法は、N/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)で規定された分周比に基づいて、当該入力クロック信号をN/M分周した出力クロック信号を生成するクロック信号分周方法であって、入力された制御信号に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、出力クロック信号を生成するクロック選択ステップと、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、出力動作のうち、基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成してクロック選択ステップへ出力するクロック選択制御ステップとを備え、クロック選択制御ステップは、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号に応じて位相計算値の値を増減する位相計算ステップと、位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するか否かを判定し、この判定結果に応じた制御信号をクロック選択ステップへ出力するクロック出力判定ステップと、位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するかを判定し、この判定結果に応じた制御信号をクロック選択ステップへ出力するクロック位相判定ステップとを含む。 Also, the clock signal dividing method according to the present invention is based on a division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N). This is a clock signal dividing method for generating a rounded output clock signal. Based on the input control signal, the clock pulse of the input clock signal is output as it is non-inverted, inverted or output, or masked. A clock selection step for generating an output clock signal by selecting and executing any one of the output operations, and a constant cycle time corresponding to the division ratio for each cycle of the input clock signal A phase calculation value indicating the phase relationship between the reference frequency-divided clock signal and the input clock signal is calculated. Based on this phase calculation value, the phase of the reference frequency-divided clock signal in the output operation is approximated. A clock selection control step for generating a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal and outputting the control signal to the clock selection step. The clock selection control step is configured to have a frequency dividing ratio for each cycle of the input clock signal. Calculate the phase calculation value indicating the phase relationship between the reference divided clock signal and the input clock signal having a constant cycle time, and increase or decrease the phase calculation value according to the phase adjustment signal indicating phase control for the output clock signal. A clock output for determining whether to output a clock pulse of the input clock signal to the output clock signal based on the phase calculation value and outputting a control signal according to the determination result to the clock selection step Based on the judgment step and the phase calculation value, the clock pulse of the input clock signal is not inverted as it is. Or force, to determine whether to output the inverted, and a clock phase determination step of outputting a control signal corresponding to the determination result to the clock selecting step.
また、本発明にかかる他のクロック信号分周方法は、N/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)で規定された分周比に基づいて、当該入力クロック信号をN/M分周した出力クロック信号を生成するクロック信号分周方法であって、入力された制御信号に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、出力クロック信号を生成するクロック選択ステップと、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、出力動作のうち、基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成してクロック選択ステップへ出力するクロック選択制御ステップとを備え、クロック選択制御ステップは、入力クロック信号をMサイクル分繰り返しカウントすることにより、サイクルに対応したカウント値を出力するカウンタステップと、少なくともカウント値に対応する位相計算値を予め保持し、入力されたカウント値に応じたテーブルデータを位相計算値として出力するテーブルステップとを含む。 Further, another clock signal dividing method according to the present invention is based on a division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N). A clock signal dividing method for generating an output clock signal divided by M, whether the clock pulse of the input clock signal is output as it is non-inverted or inverted based on the input control signal, A clock selection step for generating an output clock signal by selecting and executing one of the output operations of masking and not outputting, and a constant cycle time corresponding to the division ratio for each cycle of the input clock signal The phase calculation value indicating the phase relationship between the reference frequency-divided clock signal having the input clock signal and the input clock signal is calculated. A clock selection control step for generating a control signal for instructing an output operation for generating a near clock signal and outputting the control signal to the clock selection step. The clock selection control step repeatedly counts the input clock signal for M cycles. The counter step for outputting the count value corresponding to the cycle, and the table step for holding at least the phase calculation value corresponding to the count value in advance and outputting the table data corresponding to the input count value as the phase calculation value. Including.
本発明によれば、分周比分母Mおよび分周分子Nを示す整数値の演算処理で、入力クロック信号のサイクルごとに、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算でき、この位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかを選択して、入力クロック信号のクロックパルスに対して出力制御を行うことにより、出力クロック信号を生成することができる。 According to the present invention, in the arithmetic processing of integer values indicating the frequency division ratio denominator M and the frequency division numerator N, the reference frequency division clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio for each cycle of the input clock signal; The phase calculation value indicating the phase relationship with the input clock signal can be calculated, and based on this phase calculation value, the clock pulse of the input clock signal is output as it is non-inverted, inverted or output, masked and output The output clock signal can be generated by selecting one of the two or not and performing output control on the clock pulse of the input clock signal.
これにより、出力クロック信号の最小のサイクル時間を、基準分周クロック信号の一定サイクル時間に対して半サイクル以下の誤差に抑制することができ、サイクル時間の変動が小さい出力クロック信号を生成することが可能となる。
また、位相計算値を増減することにより分周クロック信号の生成と同時に位相調整とを行うことができるので、位相調整のための特別な回路が不要となる。また、上記演算処理はディジタル論理回路のみで構成することが可能となり、小さな回路規模で実現可能である。このため、消費電力やレイアウト面積が小さくて済み、さらに、アナログ回路や専用設計を必要とする回路を使用しないので、設計・検証コストを抑制することが可能となる。
As a result, the minimum cycle time of the output clock signal can be suppressed to an error of half a cycle or less with respect to the constant cycle time of the reference frequency-divided clock signal, and an output clock signal with a small cycle time variation can be generated. Is possible.
In addition, since the phase adjustment can be performed simultaneously with the generation of the divided clock signal by increasing / decreasing the phase calculation value, a special circuit for phase adjustment becomes unnecessary. Further, the arithmetic processing can be configured with only a digital logic circuit, and can be realized with a small circuit scale. For this reason, power consumption and layout area can be reduced, and furthermore, since an analog circuit or a circuit that requires a dedicated design is not used, design / verification costs can be suppressed.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施形態にかかるクロック信号分周回路について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態にかかるクロック信号分周回路の構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a clock signal frequency dividing circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a clock signal frequency dividing circuit according to the first embodiment of the present invention.
クロック信号分周回路10は、分周比設定情報20のN/M(Nは正整数,MはNより大きい正整数)で規定された分周比に基づいて、入力クロック信号に対して出力停止、位相反転出力、および位相非反転出力を選択制御することにより、クロックSをN/Mの分周比で有理数分周した出力クロック信号を生成する回路である。
The clock signal
このクロック信号分周回路10は、主な回路として、クロック選択制御回路100とクロック選択回路101とを含んでいる。
クロック選択制御回路100は、入力クロック信号のタイミングで動作し、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値111を計算し、この位相計算値111に基づいて、クロック選択回路101での出力動作のうち、基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号、すなわちクロック出力制御信号102とクロック位相制御信号103とを、入力クロック信号のサイクルごとに生成する機能を有している。
The clock signal
The clock
クロック選択制御回路100は、主な回路部として、位相計算回路110、クロック出力判定回路112、およびクロック位相判定回路113を含んでいる。
位相計算回路110は、分周比がN/Mであり、かつ分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号、すなわち基準分周クロック信号の、入力クロック信号に対する位相を、入力クロック信号のサイクルごとに計算する機能を有している。
クロック出力判定回路112は、位相計算回路110が計算した位相計算値111を参照して、入力クロック信号のサイクルごとに、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するか否かを判定し、その判定結果をクロック出力制御信号102として出力する機能を有している。
The clock
The
The clock
より詳細には、クロック出力判定回路112は、位相計算値111が入力クロック信号の1サイクル未満を示している場合、クロック選択回路101が入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するように非マスク制御する制御値を、クロック出力制御信号102に出力する。
また、クロック出力判定回路112は、位相計算値111が入力クロック信号の1サイクル以上を示している場合、クロック選択回路101が入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力しないようにマスク制御する制御値を、クロック出力制御信号102に出力する。
More specifically, the clock
In addition, when the
クロック位相判定回路113は、位相計算回路110が計算する入力クロック信号に対する基準分周クロック信号の位相を参照し、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま出力する場合の出力クロック信号の位相と、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力する場合の出力クロック信号の位相とのいずれかのうち、より基準分周クロック信号の位相に近い方を入力クロック信号のサイクルごとに選択し、より基準分周クロック信号の位相に近い方をクロック選択回路101が選択制御する制御値を、クロック位相制御信号103に出力する機能を有している。
The clock
より詳細には、クロック位相判定回路113は、位相計算値111が入力クロック信号の半サイクル未満を示している場合、クロック選択回路101が入力クロック信号のクロックパルスをそのまま出力クロック信号に出力するように非反転出力制御する制御値を、クロック位相制御信号103に出力する。
また、クロック位相判定回路113は、位相計算値111が入力クロック信号の半サイクル以上を示している場合、クロック選択回路101が入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力クロック信号に出力するように反転出力制御する制御値を、クロック位相制御信号103に出力する。
More specifically, when the
In addition, the clock
クロック選択回路101は、入力クロック信号のサイクルごとに、クロック位相制御信号103およびクロック出力制御信号102で与えられる出力クロック制御信号に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、入力クロック信号を反転して出力するか、入力クロック信号をマスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより出力クロック信号を生成する機能を有している。
このクロック選択回路101は、AND回路115、インバータ回路116、およびセレクタ回路117から構成されている。
Whether the
The
AND回路115は、クロック出力制御信号102に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをマスクする機能を有している。具体的には、AND回路115は、クロック出力制御信号102の値が「0」の場合に入力クロック信号のクロックパルスをマスクし、クロック出力制御信号102の値が「1」の場合に入力クロック信号のクロックパルスをマスクしない。
インバータ回路116は、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力する機能を有している。
The AND
The
セレクタ回路117は、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号に出力するか、あるいは入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力クロック信号に出力するかを、クロック位相制御信号103に基づいて選択する機能を有している。具体的には、セレクタ回路117は、クロック位相制御信号103の値が「0」の場合に入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転出力クロック信号に出力し、クロック位相制御信号103の値が「1」の場合に入力クロック信号のクロックパルスの反転信号を出力クロック信号に出力する。
The
したがって、クロック選択回路101は、クロック位相制御信号103の値が「0」であり、クロック出力制御信号102の値が「1」の場合、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号として出力する。
また、クロック選択回路101は、クロック位相制御信号103の値が「1」であり、クロック出力制御信号102の値が「1」の場合、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力クロック信号として出力する。
また、クロック選択回路101は、クロック出力制御信号102の値が「0」の場合、入力クロック信号のクロックパルスをマスクすることで、出力クロック信号としてのクロック信号を出力しない。
Therefore, when the value of the clock
Further, when the value of the clock
Further, when the value of the clock
[クロック選択制御回路]
次に、図2を参照して、本発明の第1の実施形態にかかるクロック信号分周回路で用いられるクロック選択制御回路について説明する。図2は、クロック選択制御回路の構成を示す回路図である。
[Clock selection control circuit]
Next, a clock selection control circuit used in the clock signal frequency dividing circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the clock selection control circuit.
クロック選択制御回路100には、分周比設定信号20として、分周比分母Mから分周比分子Nを減算した値を示すM−N情報、分周比分子Nの負値を示す−N情報、および分周比分子Nの正値を示すN情報が入力されている。これらは、数ビット分の並列データからなり、分周比が変更されない限りこの分周比設定情報20の値は変化しない。
In the clock
クロック選択制御回路100の位相計算回路110は、加算器120、フリップフロップ回路121,122、セレクタ回路123、クロック位相制御回路130、セレクタ回路132、デクリメンタ133、およびインクリメンタ134から構成されている。
クロック選択制御回路100のクロック出力判定回路112は、大小比較器140から構成されている。
クロック選択制御回路100のクロック位相判定回路113は、2倍乗算器150と大小比較器151とから構成されている。
The
The clock
The clock
位相計算回路110のフリップフロップ回路121,122は、入力クロック信号の立ち上がりエッジのタイミングに基づいて動作する。なお、図2において、入力クロック信号の図示は省略している。
The flip-
[第1の実施形態の動作]
次に、図3を参照して、本発明の第1の実施形態にかかるクロック信号分周回路の動作について説明する。図3は、本発明の第1の実施形態にかかるクロック信号分周回路の適用例を示す説明図である。
ここでは、位相調整信号30に、出力クロック信号の位相の調整要求が入力された場合の動作について説明する。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the clock signal frequency dividing circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an application example of the clock signal frequency dividing circuit according to the first embodiment of the present invention.
Here, the operation when a phase adjustment request for an output clock signal is input to the
図3には、回路Aと回路Bを含んだ半導体集積回路の例が示されている。回路Aは、クロックAをツリー状のクロック分配回路41で分配したクロックA’で動作する。回路Bは、クロックAを本発明のクロック信号分周回路10で有理数分周して生成したクロックBを、ツリー状のクロック分配回路42で分配したクロックB’で動作する。
位相比較回路40は、クロックA’とクロックB’の位相を周期的に比較し、その比較結果に基づいて、クロックA’とクロックB’の位相差が周期的にクロックA’の半サイクル以内になるように、クロックBの位相の調整を、位相調整信号30を通じてクロック信号分周回路10に要求する。
FIG. 3 shows an example of a semiconductor integrated circuit including the circuit A and the circuit B. The circuit A operates with a clock A ′ obtained by distributing the clock A by the tree-like
The
本実施形態にかかるクロック信号分周回路10は、クロックAを入力クロック信号として入力し、それを有理数分周して生成した出力クロック信号をクロックBとして出力する。さらに、位相調整信号30を入力し、それに基づいてクロックBの位相を調整する。
この動作により、例えば回路Bの電圧を変更するなど、LSIの動作中にクロックBの分配遅延が変化する場合でも、それに追従してクロックA’とクロックB’の位相差を周期的にクロックA’の半サイクル以内にすることができる。クロックA’とクロックB’の位相差が周期的にある小さい範囲(例えばクロックA’の半サイクル以内)にある場合、回路Aと回路Bとの間で同期的で高速な通信が可能となる、などの利点がある。
The clock
With this operation, even when the distribution delay of the clock B changes during the operation of the LSI, for example, when the voltage of the circuit B is changed, the phase difference between the clock A ′ and the clock B ′ is periodically followed by the clock A. 'Can be within half a cycle. When the phase difference between the clock A ′ and the clock B ′ is periodically within a small range (for example, within a half cycle of the clock A ′), synchronous high-speed communication between the circuit A and the circuit B becomes possible. There are advantages, such as.
まず、図4を参照して、位相調整がない場合におけるクロック選択制御回路の動作について説明する。図4は、クロック選択制御回路の動作例(位相調整なし)を示すタイミングチャートである。ここでは、分周比N/Mが3/8であるものとする。また、クロックAの分配遅延、すなわちクロック分配回路41の遅延と、クロックBの分配遅延、すなわちクロック分配回路42の遅延が同等であり、したがってクロックA’とクロックB’の位相がサイクルC0で周期的に一致しているものとする。
First, the operation of the clock selection control circuit when there is no phase adjustment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing an operation example (without phase adjustment) of the clock selection control circuit. Here, it is assumed that the frequency division ratio N / M is 3/8. Further, the distribution delay of the clock A, that is, the delay of the
位相比較回路40は、この周期的に位相が一致するサイクルC0で、クロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて位相調整信号30により位相調整の要求を出力する。この場合、サイクルC0において、クロックA’とクロックB’の位相は一致しているので、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」が出力されている。これに応じて、位相調整信号30を入力するクロック位相制御回路130は、位相調整動作を行わないように、位相制御信号131に値「0」を出力して、セレクタ回路132が入力M−Nを選択するように制御する。
The
図4において、サイクルC0では、位相計算値111の値は「0」であるとする。2倍乗算器150は、位相計算値111の値を2倍にして、大小比較器151へ出力する。大小比較器151は、位相計算値111の値を2倍した値と、Nの比較結果とを参照して、位相計算値111の2倍の値がN以上であれば値「1」を、位相計算値111の2倍の値がN未満であれば値「0」を、クロック位相制御信号103に出力する。サイクルC0では、クロック位相制御信号103の値は「0」である。
In FIG. 4, it is assumed that the value of the
大小比較器140は、位相計算値111とNの比較結果とを参照して、位相計算値111がN以上であれば値「0」を、位相計算値111がN未満であれば値「1」を、クロック出力制御信号102に出力する。サイクルC0では、クロック出力制御信号102の値は「1」である。
The
したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号として出力する。これは、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号として出力する方が、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力するよりも、基準分周クロック信号の位相により近いことに対応する。
Therefore, the
次に、サイクルC1において、フリップフロップ回路122はサイクルC0における大小比較器140の結果、すなわち位相計算値111がN未満であった旨を保持している。
セレクタ回路123は、フリップフロップ回路122に保持されている前サイクルの大小比較器140の結果を参照して、位相計算値111がN以上であったならば入力−Nを選択し、位相計算値111がN未満であったならば入力M−Nを選択する。したがってサイクルC1では、セレクタ回路123は入力M−N(=8−3=5)を選択する。
また、フリップフロップ回路121は、サイクルC0における位相計算値111の値「0」を保持している。したがって、位相計算値111の値は、加算器120の出力「0+5=5」となる。
Next, in the cycle C1, the flip-
The
The flip-
大小比較器151は、位相計算値111の値「5」を2倍した値「10」と、N(=3)の比較結果とを参照して、位相計算値111の2倍の値がN以上であるので、クロック位相制御信号103に値「1」を出力する。大小比較器140は、位相計算値111とNの比較結果とを参照して、位相計算値111の値「5」はN(=3)以上であるので、クロック出力制御信号102に値「0」を出力する。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスをマスクして出力クロック信号に出力しない。
The
次に、サイクルC2において、フリップフロップ回路122は、サイクルC1において位相計算値111がN以上であった旨を保持している。したがって、セレクタ回路123は、入力−N(=−3)を選択して出力する。
また、フリップフロップ回路121は、サイクルC1における位相計算値111の値「5」を保持している。したがって、位相計算値111の値は、加算器120の出力「5−3=2」となる。
Next, in the cycle C2, the flip-
The flip-
大小比較器151は、位相計算値111の値を2倍した値「4」と、N(=3)の比較結果とを参照して、位相計算値111の2倍の値がN以上であるので、クロック位相制御信号103に値「1」を出力する。大小比較器140は、位相計算値111とNの比較結果とを参照して、位相計算値111の値「2」はN(=3)未満であるので、クロック出力制御信号102に値「1」を出力する。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力クロック信号として出力する。これは、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま出力クロック信号に出力するよりも、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力する方が、基準分周クロック信号の位相により近いことに対応する。
The
次に、サイクルC3において、フリップフロップ回路122は、サイクルC2において位相計算値111の値がN未満であった旨を保持している。したがって、セレクタ回路123は入力M−N(=5)を選択して出力する。
また、フリップフロップ回路121は、サイクルC2における位相計算値111の値2を保持している。したがって、位相計算値111の値は、加算器120の出力「2+5=7」となる。
Next, in the cycle C3, the flip-
The flip-
大小比較器151は、位相計算値111の値を2倍した値「14」と、N(=3)の比較結果とを参照して、位相計算値111の2倍の値がN以上であるので、クロック位相制御信号103に値「1」を出力する。大小比較器140は、位相計算値111とNの比較結果とを参照して、位相計算値111の値「7」はN(=3)以上であるので、クロック出力制御信号102に値「0」を出力する。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスをマスクして出力クロック信号に出力しない。
The
同様に、サイクルC4において、位相計算値111の値は「7−3=4」、クロック位相制御信号103の値は「1」、クロック出力制御信号102の値は「0」となる。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力しない。
Similarly, in cycle C4, the value of the
同様にサイクルC5において、位相計算値111の値は「4−3=1」、クロック位相制御信号103の値は「0」、クロック出力制御信号102の値は「1」となる。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号として出力する。これは、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力クロック信号に出力する方が、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力するよりも、基準分周クロック信号の位相により近いことに対応する。
Similarly, in cycle C5, the value of the
同様に、サイクルC6において、位相計算値111の値は「1+5=6」、クロック位相制御信号103の値は「1」、クロック出力制御信号102の値は「0」となる。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力しない。
同様に、サイクルC7において、位相計算値111の値は「6−3=3」、クロック位相制御信号103の値は「1」、クロック出力制御信号102の値は「0」となる。したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力しない。
Similarly, in cycle C6, the value of the
Similarly, in cycle C7, the value of the
次に、サイクルC7の次のサイクルC0’において、フリップフロップ回路122は、サイクルC7において位相計算値111がN以上であった旨を保持している。したがって、セレクタ回路123は入力−N(=−3)を選択して出力する。
また、フリップフロップ回路121は、サイクルC7における位相計算値111の値「3」を保持している。したがって、位相計算値111の値は、加算器120の出力「3−3=0」となる。
Next, in the cycle C0 ′ next to the cycle C7, the flip-
Further, the flip-
大小比較器151は、位相計算値111の値を2倍した値「0」と、Nの比較結果とを参照して、位相計算値111の2倍の値がN未満であるので、クロック位相制御信号103の値は「0」である。大小比較器140は、位相計算値111とNの比較結果とを参照して、位相計算値111の値がN未満であるので、クロック出力制御信号102の値は「1」である。
したがって、クロック選択回路101は、入力クロック信号をそのまま出力クロック信号として出力する。この状況は、先に説明したサイクルC0の状況と同様である。したがって、この後、サイクルC0からサイクルC7の動作を繰り返すこととなる。
The
Therefore, the
このように、図4の例では、サイクルC2において、入力クロック信号のクロックパルスを反転して出力クロック信号として出力している。このため、例えばサイクルC0での出力クロック信号の立ち上がりから、サイクルC2での出力クロック信号の立ち上がりまでのサイクル時間は、入力クロック信号の2.5サイクルに拡大される。同様に、サイクルC2の出力クロック信号の立ち上がりから、サイクルC5での出力クロック信号の立ち上がりまでのサイクル時間は、入力クロック信号の2.5サイクルに拡大される。 As described above, in the example of FIG. 4, in the cycle C2, the clock pulse of the input clock signal is inverted and output as the output clock signal. For this reason, for example, the cycle time from the rise of the output clock signal in cycle C0 to the rise of the output clock signal in cycle C2 is expanded to 2.5 cycles of the input clock signal. Similarly, the cycle time from the rise of the output clock signal in cycle C2 to the rise of the output clock signal in cycle C5 is expanded to 2.5 cycles of the input clock signal.
したがって、出力クロック信号の最小のサイクル時間を、分周比に応じて入力クロック信号の2.5サイクルに拡大することが可能である。また、分周クロック信号のサイクル時間の最大値は、サイクルC5での出力クロック信号の立ち上がりから、サイクルC0’での出力クロック信号の立ち上がりまでの、入力クロック信号の3サイクルである。このため、分周クロック信号の最小のサイクル時間の変動を、入力クロック信号の2.5〜3サイクルに維持することができ、サイクル時間のサイクル毎の変動を抑制することが可能となる。 Therefore, the minimum cycle time of the output clock signal can be extended to 2.5 cycles of the input clock signal according to the frequency division ratio. The maximum value of the cycle time of the divided clock signal is three cycles of the input clock signal from the rise of the output clock signal in cycle C5 to the rise of the output clock signal in cycle C0 '. For this reason, the minimum cycle time fluctuation of the divided clock signal can be maintained at 2.5 to 3 cycles of the input clock signal, and the cycle time fluctuation of each cycle can be suppressed.
また、上記選択制御は、サイクル時間が一定の基準分周クロック信号の位相を近似するように動作するので、分周クロック信号の最小のサイクル時間が分周比に応じて拡大される機会が多く、サイクル時間の変動が小さい有理数分周クロック信号を生成することができる。 In addition, since the selection control operates so as to approximate the phase of the reference frequency-divided clock signal with a constant cycle time, there are many opportunities to expand the minimum cycle time of the frequency-divided clock signal according to the frequency division ratio. It is possible to generate a rational frequency divided clock signal with a small variation in cycle time.
次に、図5および図6を参照して、位相遅れを調整する場合におけるクロック選択制御回路の動作について説明する。図5は、クロック選択制御回路の他の動作例(位相遅れ調整)を示すタイミングチャートである。図6は、クロック選択制御回路の他の動作例(図5以降)を示すタイミングチャートである。
ここでは、例えば回路Bの電圧を低下させた場合など、クロックAの分配遅延、すなわちクロック分配回路41の遅延よりも、クロックBの分配遅延、すなわちクロック分配回路42の遅延が大きい場合の動作が示されている。
Next, the operation of the clock selection control circuit when adjusting the phase delay will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a timing chart showing another operation example (phase delay adjustment) of the clock selection control circuit. FIG. 6 is a timing chart showing another operation example (after FIG. 5) of the clock selection control circuit.
Here, for example, when the voltage of the circuit B is lowered, the operation when the distribution delay of the clock B, that is, the delay of the
図5の例では、サイクルC0において、クロックA’よりもクロックB’の位相が、クロックA’の半サイクル以上遅れている。
位相比較回路40は、サイクルC0で、クロックA’の位相とクロックB’の位相を比較し、この比較結果がクロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上遅れていることを示す場合、その位相遅れを調整するため、位相調整信号30に、位相を進めることを要求する値「−1」を出力する。
In the example of FIG. 5, in the cycle C0, the phase of the clock B ′ is delayed from the clock A ′ by a half cycle or more of the clock A ′.
The
これに応じて、クロック位相制御回路130は、位相を進める調整動作を行うように、位相制御信号131に値「−1」を、1サイクルだけ出力する。位相制御信号131に値「−1」を出力するサイクルは、クロック選択制御回路100のフリップフロップ回路122が、位相計算値111がN未満であった旨を保持しており、セレクタ回路123が、セレクタ回路132の出力を選択して出力するサイクルならば、いずれのサイクルでもよい。ここでは、サイクルC6において、位相制御信号131に値「−1」を出力するとする。
In response to this, the clock
位相制御信号131が値「−1」の場合、セレクタ回路132は入力「M−N」から値「1」を引いたデクリメンタ133の出力「M−N−1=5−1=4」を選択する。これにより、サイクルC6において、位相計算値111の値は「1+5=6」から「1+4=5」に調整される。したがって、サイクルC7における位相計算値111は値「2」、サイクルC0’では値「7」になる。
When the
この結果、図4と図5を比較すると明らかなように、サイクルC7からサイクルC0’にかけて、半サイクルだけ位相が早まった入力クロック信号のクロックパルスが、出力クロック信号として出力される。したがって、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が大きいにもかかわらず、サイクルC7の次のサイクルC0’において、クロックA’とクロックB’の位相差は、クロックA’の半サイクル以内に調整される。 As a result, as apparent from comparison between FIG. 4 and FIG. 5, the clock pulse of the input clock signal whose phase is advanced by half a cycle from the cycle C7 to the cycle C0 'is output as the output clock signal. Therefore, in spite of the distribution delay of clock B being larger than the distribution delay of clock A, the phase difference between clock A ′ and clock B ′ is half a cycle of clock A ′ in cycle C0 ′ following cycle C7. Adjusted within.
この後、クロック位相制御回路130は、図6に示す動作を継続する。ここでは、サイクルC6で位相調整を行って、サイクルC0’でクロックA’とクロックB’の位相差が、クロックA’の半サイクル以内に調整された後の動作が示されている。
Thereafter, the clock
位相比較回路40は、サイクルC0’で再びクロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」を出力する。サイクルC6で調整された位相計算値111は、クロック選択制御回路100のフリップフロップ回路121に保持され、それに基づいてその後のサイクルの位相計算値111が計算される。したがって、次のサイクルC0”でも、クロックA’とクロックB’の位相差はクロックA’の半サイクル以内になる。
The
次に、図7〜図9を参照して、位相遅れを調整する場合におけるクロック選択制御回路の動作について説明する。図7は、クロック選択制御回路の他の動作例(位相進み調整)を示すタイミングチャートである。図8は、クロック選択制御回路の他の動作例(図7以降)を示すタイミングチャートである。図9は、クロック選択制御回路の他の動作例(図8以降)を示すタイミングチャートである。
ここでは、例えば回路Bの電圧を上昇させた場合など、クロックAの分配遅延、すなわちクロック分配回路41の遅延よりも、クロックBの分配遅延、すなわちクロック分配回路42の遅延が小さい場合の動作が示されている。
Next, the operation of the clock selection control circuit when adjusting the phase delay will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a timing chart showing another operation example (phase advance adjustment) of the clock selection control circuit. FIG. 8 is a timing chart showing another operation example (after FIG. 7) of the clock selection control circuit. FIG. 9 is a timing chart showing another operation example (after FIG. 8) of the clock selection control circuit.
Here, for example, when the voltage of the circuit B is increased, the operation when the distribution delay of the clock B, that is, the delay of the
図7の例では、サイクルC0において、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいる。
位相比較回路40は、サイクルC0で、クロックA’とクロックB’の位相を比較し、この比較結果が、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいることを示す場合、その位相進みを調整するため、位相調整信号30に、位相を遅らせることを要求する値「+1」を出力する。
In the example of FIG. 7, in the cycle C0, the phase of the clock B ′ is advanced by more than a half cycle of the clock A ′ from the phase of the clock A ′.
The
これに応じて、クロック位相制御回路130は、位相を遅らせる調整動作を行うように、位相制御信号131に値「+1」を、1サイクルだけ出力する。位相制御信号131に値「+1」を出力するサイクルは、クロック選択制御回路100のフリップフロップ回路122が、位相計算値111がN未満であった旨を保持しており、セレクタ回路123が、セレクタ回路132の出力を選択して出力するサイクルならば、いずれのサイクルでもよい。ここでは、サイクルC6において、位相制御信号131に値「+1」を出力するとする。
In response to this, the clock
位相制御信号131が値「+1」の場合、セレクタ回路132は入力「M−N」に値「1」を足したインクリメンタ134の出力「M−N+1=5+1=6」を選択する。これにより、サイクルC6において、位相計算値111の値は「1+5=6」から「1+6=7」に調整され、サイクルC7における位相計算値111は値「4」、サイクルC0’では値「1」になる。この段階では、これまで通りサイクルC0’において、入力クロック信号をそのまま出力クロック信号として出力する。したがって、サイクルC0’においても、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいる。
When the
サイクルC0’以降、クロック位相制御回路130は、図8に示す動作を継続する。
この場合、サイクルC0’においても、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいるので、位相比較回路40は引き続き、位相調整信号30に、位相を遅らせることを要求する値「+1」を出力する。
After the cycle C0 ′, the clock
In this case, also in the cycle C0 ′, the phase of the clock B ′ has advanced by more than a half cycle of the clock A ′ from the phase of the clock A ′. Therefore, the
これに応じて、クロック位相制御回路130は、位相を遅らせる調整動作を行うように、位相制御信号131に値「+1」を、サイクルC6’において出力する。位相制御信号131が値「+1」の場合、セレクタ回路132は入力「M−N」に値「1」を足したインクリメンタ134の出力「M−N+1=5+1=6」を選択する。この結果、サイクルC6において、位相計算値111の値は「2+5=7」から「2+6=8」に調整され、サイクルC7’における位相計算値111は値「5」、サイクルC0”では値「2」になる。
In response to this, the clock
この結果、サイクルC0”において、半サイクルだけ位相が遅くなった入力クロック信号のクロックパルスが、出力クロック信号として出力される。したがって、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が小さいにもかかわらず、サイクルC0”において、クロックA’とクロックB’の位相差は、クロックA’の半サイクル以内に調整される。 As a result, in the cycle C0 ″, the clock pulse of the input clock signal whose phase is delayed by a half cycle is output as the output clock signal. Therefore, the distribution delay of the clock B is smaller than the distribution delay of the clock A. Nevertheless, in the cycle C0 ″, the phase difference between the clock A ′ and the clock B ′ is adjusted within a half cycle of the clock A ′.
この後、クロック位相制御回路130は、図9に示す動作を継続する。ここでは、サイクルC6’で位相調整を行って、サイクルC0”でクロックA’とクロックB’の位相差が、クロックA’の半サイクル以内に調整された後の動作が示されている。
Thereafter, the clock
位相比較回路40は、サイクルC0’で再びクロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」を出力する。サイクルC6’で調整された位相計算値111は、クロック選択制御回路100のフリップフロップ回路121に保持され、それに基づいてその後のサイクルの位相計算値111が計算される。したがって、次のサイクルC0'''でも、クロックA’とクロックB’の位相差はクロックA’の半サイクル以内になる。
The
[第1の実施形態の効果]
このように、本実施形態によれば、クロック選択制御回路100により、分周比設定信号30に基づいて、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値111を計算するとともに、位相調整信号に応じて位相計算値111の値を増減し、この位相計算値111に基づいて、入力クロック信号のサイクルごとに、入力クロック信号のクロックパルスを、そのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかを選択し、クロック選択回路101により、この選択結果に基づいて入力クロック信号のクロックパルスの出力制御を行うことにより出力クロック信号を生成している。
[Effect of the first embodiment]
As described above, according to the present embodiment, the clock
これにより、出力クロック信号の最小のサイクル時間を、基準分周クロック信号の一定サイクル時間に対して半サイクル以下の誤差に抑制することができ、サイクル時間の変動が小さい出力クロック信号を生成することが可能となる。 As a result, the minimum cycle time of the output clock signal can be suppressed to an error of half a cycle or less with respect to the constant cycle time of the reference frequency-divided clock signal, and an output clock signal with a small cycle time variation can be generated. Is possible.
また、クロック選択制御回路100およびクロック選択回路101は、分周比に関係する整数値を演算処理するディジタル論理回路のみで構成することが可能となり、小さな回路規模で実現可能である。このため、消費電力やレイアウト面積が小さくて済み、さらに、アナログ回路や専用設計を必要とする回路を使用しないので、設計・検証コストを抑制することが可能となる。
Further, the clock
また、本実施形態では、クロック選択制御回路100において、分周比の設定信号M−N,−N、およびNを入力して使用する場合を例として説明したが、これに限るものではない。例えば、MおよびNを入力して、内部でM−Nおよび−Nを生成して使用してもよい。
In the present embodiment, the case where the clock
また、本実施形態では、クロック選択制御回路100において、出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号30に応じて、位相計算値111を増減している。
具体的には、出力クロック信号の位相を早める旨を示す位相調整信号30に応じて位相計算値111から「1」を減算し、出力クロック信号の位相を遅らせる旨を示す位相調整信号30に応じて位相計算値111に「1」を加算している。
これにより、分周比に関係する整数値の演算処理で、入力クロック信号のサイクルごとに出力クロック信号に対する位相計算値111を計算することができる。
In the present embodiment, the clock
Specifically, “1” is subtracted from the
Thus, the
前述した、特許文献1や特許文献2に記載のクロック信号分周回路は、分周クロック信号の位相を調整する機能を持たないので、他のクロック信号とのクロック・スキューを補償する場合、クロック信号の分配回路にスキュー補償のためのバッファ回路を挿入する必要がある。しかし、クロック・スキュー量が大きい場合、多くのスキュー調整のためのバッファ回路を必要とし、面積や電力コストが増大するという問題がある。また、バッファ回路は動作中にその遅延量を調整できないので、電力を削減するためにサイクル時間に応じて電圧を制御する動的周波数電圧制御技術を使用する場合など、動作中に電源電圧を変更する場合には対応できないという問題がある。
Since the clock signal dividing circuits described in
本実施形態によれば、位相調整のために特別に遅延回路等を備える必要がなくなり、入力クロック信号を有理数分周しつつ、出力クロック信号の位相を調整できる。このため、レイアウト面積や消費電力を大幅に増大させることなく、設計・検証コストの小さい、位相調整機能付きの有理数分周回路を実現することができる。 According to the present embodiment, it is not necessary to provide a delay circuit or the like specifically for phase adjustment, and the phase of the output clock signal can be adjusted while dividing the input clock signal by a rational number. Therefore, it is possible to realize a rational frequency divider circuit with a phase adjustment function with low design / verification costs without significantly increasing the layout area and power consumption.
[第2の実施形態]
次に、図10を参照して、本発明の第2の実施形態にかかるクロック信号分周回路について説明する。図10は、クロック選択制御回路の他の構成を示す回路図である。
第1の実施形態では、クロック選択制御回路100において、分周動作時に位相計算値111を計算して出力する場合について説明した。本実施形態では、予め計算した値を保持するテーブル回路を用いて位相計算値111を出力する場合について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a clock signal frequency dividing circuit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a circuit diagram showing another configuration of the clock selection control circuit.
In the first embodiment, the case where the clock
図10に示すように、本実施形態にかかるクロック選択制御回路100の位相計算回路110は、カウンタ回路160とテーブル回路161を含んでいる。
位相計算回路110には、分周比設定信号20として、分周比分母Mから分周比分子Nを減算した値を示すM−N情報、分周比分母Mを示すM情報、および分周比分子Nの正値を示すN情報が入力されている。これらは、数ビット分の並列データからなり、分周比が変更されない限りこの分周比設定情報20の値は変化しない。
As shown in FIG. 10, the
As the frequency division
カウンタ回路160は、入力クロック信号のタイミングで動作し、分周比設定情報20の入力「M」および「M−N」と、位相調整信号30とを参照して、入力クロック信号と出力クロック信号の位相関係が一巡するサイクル数である値Mを繰り返してカウントし、その値をカウント値162に出力する。
The
テーブル回路161は、複数のテーブルデータ164を保持し選択出力する機能を有し、分周比設定情報20の入力「M」および「N]と、カウント値162との組合せ163ごとに、位相計算値111の値を、テーブル形式で予め保持している。より具体的には、第1の実施形態の位相計算回路110が入力クロック信号のサイクルごとに計算していた位相計算値111を、テーブル形式で保持している。テーブル回路161は、入力クロック信号のサイクルごとに、入力「M」、「N」、およびカウント値162の組合せ163に対応するテーブルデータ164を読み出し、位相計算値111として、そのまま出力する。
The
本実施形態にかかるクロック信号分周回路10のうち、位相計算回路110の以外の構成については、第1の実施形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In the clock signal
[第2の実施形態の動作]
次に、図11〜図16を参照して、本発明の第2の実施形態におけるクロック信号分周回路の動作について説明する。 図11は、クロック選択制御回路の動作(位相調整なし)を示すタイミングチャートである。図12は、クロック選択制御回路の他の動作(位相遅れを調整)を示すタイミングチャートである。図13は、クロック選択制御回路の他の動作(図13以降)を示すタイミングチャートである。図14は、クロック選択制御回路の他の動作(位相進みを調整)を示すタイミングチャートである。図15は、クロック選択制御回路の他の動作(図14以降)を示すタイミングチャートである。図16は、クロック選択制御回路の他の動作(図15以降)を示すタイミングチャートである。ここでは、分周比N/M=3/8の時のクロック選択制御回路100の動作について説明する。
[Operation of Second Embodiment]
Next, the operation of the clock signal frequency dividing circuit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a timing chart showing the operation (without phase adjustment) of the clock selection control circuit. FIG. 12 is a timing chart showing another operation (adjusting phase delay) of the clock selection control circuit. FIG. 13 is a timing chart showing another operation of the clock selection control circuit (after FIG. 13). FIG. 14 is a timing chart showing another operation (adjusting phase advance) of the clock selection control circuit. FIG. 15 is a timing chart showing another operation of the clock selection control circuit (after FIG. 14). FIG. 16 is a timing chart showing another operation of the clock selection control circuit (after FIG. 15). Here, the operation of the clock
まず、図11を参照して、クロックAとクロックBの位相が一致しており、位相調整がない場合におけるクロック選択制御回路100の動作について説明する。ここでは、クロックAの分配遅延、すなわちクロック分配回路41の遅延と、クロックBの分配遅延、すなわちクロック分配回路42の遅延が同等であり、したがってクロックA’とクロックB’の位相がサイクルC0で周期的に一致しているものとする。
First, the operation of the clock
位相比較回路40は、この周期的に位相が一致するサイクルC0で、クロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて位相調整信号30により位相調整の要求を出力する。この場合、サイクルC0において、クロックA’とクロックB’の位相は一致しているので、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」が出力されている。
The
クロック選択制御回路100において、位相計算回路110のカウンタ回路160は、サイクルC0で値が0となり、その後、M=8サイクル分を繰り返してカウントする。図11には、そのカウント値162として「0」〜「7」が図示されており、サイクルC0〜サイクルC7と対応している。
テーブル回路161は、テーブルデータ164として、分周比N/M=3/8の時の位相計算値111の値を保持しており、入力「M」、「N」、およびカウント値162の組合せ163と対応するテーブルデータ164を読み出し、この値を位相計算値111として出力する。
In the clock
The
具体的には、テーブル回路161は、カウント値162が値「0」の時に値「0」、カウント値162が値「1」の時に値「5」、カウント値162が値「2」の時に値「2」、カウント値162が値「3」の時に値「7」、カウント値162が値「4」の時に値「4」、カウント値162が値「5」の時に値「1」、カウント値162が値「6」の時に値「6」、カウント値162が値「7」の時に値「3」を、位相計算値111として出力する。
Specifically, the
この位相計算値111は、前述の図4に示した第1の実施形態における位相計算値111の値と同一である。したがって、本実施例のクロック信号分周回路も、第1の実施形態と同様にして、分周比N/M=3/8の分周を実現することができる。
This
次に、図12を参照して、位相遅れを調整する場合におけるクロック選択制御回路100の動作について説明する。
図12では、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が大きく、サイクルC0において、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相が、クロックA’の半サイクル以上遅れているものとする。
位相比較回路40は、サイクルC0で、クロックA’とクロックB’の位相を比較し、この比較結果が、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上遅れていることを示す場合、その位相遅れを調整するため、位相調整信号30に、位相を進めることを要求する値「−1」を出力する。
Next, the operation of the clock
In FIG. 12, the distribution delay of the clock B is larger than the distribution delay of the clock A, and the phase of the clock B ′ is delayed from the phase of the clock A ′ by half a cycle or more of the clock A ′ in the cycle C0. To do.
The
この位相調整信号30に応じて、カウンタ回路160は、いずれかのサイクルで、位相を進める調整動作を行うように、カウントしている値を修正する。具体的には、サイクルC6において、カウントしている値「6」から「M−N=8−3=5」を引いて値「1」に修正し、その値をカウント値162として出力する。これにより、位相計算値111の値は、サイクルC6では値「5」、次のサイクルC7では値「2」に調整される。これら位相計算値111は、図5に示した第1の実施形態における位相計算値111の値と同一である。したがって、図5に図示した第1の実施形態と同様の出力クロック信号が出力される。
In response to the
この結果、図11と図12を比較すると明らかなように、サイクルC7からサイクルC0’において、入力クロック信号の半サイクルだけ位相が早まった出力クロック信号が出力される。したがって、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が大きいにもかかわらず、サイクルC7の次のサイクルC0’において、クロックA’とクロックB’の位相差は、クロックA’の半サイクル以内に調整される。 As a result, as apparent from a comparison between FIG. 11 and FIG. 12, an output clock signal whose phase is advanced by half a cycle of the input clock signal is output from cycle C7 to cycle C0 '. Therefore, in spite of the distribution delay of clock B being larger than the distribution delay of clock A, the phase difference between clock A ′ and clock B ′ is half a cycle of clock A ′ in cycle C0 ′ following cycle C7. Adjusted within.
この後、クロック選択制御回路100は、図13に示す動作を継続する。ここでは、サイクルC6で位相調整を行い、サイクルC0’でクロックA’とクロックB’の位相差が、クロックA’の半サイクル以内に調整された後の動作が示されている。
Thereafter, the clock
位相比較回路40は、サイクルC0’で再びクロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」を出力する。
これに応じて、カウンタ回路160は、サイクルC6で調整された値に基づいてカウント動作を行うので、次のサイクルC0”でも、クロックA’とクロックB’の位相差はクロックA’の半サイクル以内になる。
The
In response to this, the
次に、図14を参照して、位相進みを調整する場合におけるクロック選択制御回路100の動作について説明する。
図14では、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が小さく、サイクルC0において、クロックA’よりもクロックB’の位相が、クロックA’の半サイクル以上進んでいるものとする。
位相比較回路40は、サイクルC0で、クロックA’とクロックB’の位相を比較し、この比較結果が、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいることを示す場合、その位相進みを調整するため、位相調整信号30に、位相を遅らせることを要求する値「+1」を出力する。
Next, the operation of the clock
In FIG. 14, it is assumed that the distribution delay of the clock B is smaller than the distribution delay of the clock A, and the phase of the clock B ′ is advanced more than half a cycle of the clock A ′ in the cycle C0.
The
この位相調整信号30に応じて、カウンタ回路160は、いずれかのサイクルで、位相を遅らせる調整動作を行うように、カウントしている値を修正する。具体的には、サイクルC6において、カウントしている値「6」に「M−N=8−3=5」を足して値「11」に修正する。この場合、カウントする値の範囲である「0」〜「7」を超えているので、さらにM=8を引いて値「3」に修正し、その値をカウント値162として出力する。
In response to the
これにより、位相計算値111の値は、サイクルC6では値「7」、次のサイクルC7では値「4」、次のサイクルC0’では値「1」に調整される。この段階では、これまで通りサイクルC0’において、入力クロック信号をそのまま出力クロック信号として出力する。したがって、サイクルC0’においても、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいる。
Thereby, the value of the
サイクルC0’以降、クロック選択制御回路100は、図15に示す動作を継続する。
この場合、サイクルC0’においても、クロックA’の位相よりもクロックB’の位相がクロックA’の半サイクル以上進んでいるので、位相比較回路40は引き続き、位相調整信号30に、位相を遅らせることを要求する値「+1」を出力する。
After the cycle C0 ′, the clock
In this case, also in the cycle C0 ′, the phase of the clock B ′ has advanced by more than a half cycle of the clock A ′ from the phase of the clock A ′. Therefore, the
これに応じて、カウンタ回路160は、位相を進める調整動作を行うように、サイクルC6’においてカウントしている値を修正する。具体的には、サイクルC6’において、カウントしている値「3」に「M−N=8−3=5」を足して値「8」に修正する。カウントする値の範囲である「0」〜「7」を超えているので、さらにM=8を引いて値「0」に修正し、その値をカウント値162として出力する。したがって、位相計算値111の値は、サイクルC6では値「0」、次のサイクルC7では値「5」、次のサイクルC0”では値「2」に調整される。
In response to this, the
この結果、サイクルC0”において、半サイクルだけ位相が遅くなった入力クロック信号のクロックパルスが、出力クロック信号として出力される。したがって、クロックAの分配遅延よりも、クロックBの分配遅延が小さいにもかかわらず、サイクルC0”において、クロックA’とクロックB’の位相差は、クロックA’の半サイクル以内に調整される。 As a result, in the cycle C0 ″, the clock pulse of the input clock signal whose phase is delayed by a half cycle is output as the output clock signal. Therefore, the distribution delay of the clock B is smaller than the distribution delay of the clock A. Nevertheless, in the cycle C0 ″, the phase difference between the clock A ′ and the clock B ′ is adjusted within a half cycle of the clock A ′.
この後、クロック選択制御回路100は、図16に示す動作を継続する。ここでは、サイクルC6’で位相調整を行い、サイクルC0”でクロックA’とクロックB’の位相差が、クロックA’の半サイクル以内に調整された後の動作が示されている。
Thereafter, the clock
位相比較回路40は、サイクルC0’で再びクロックA’とクロックB’の位相を比較し、その比較結果に基づいて、位相調整信号30には、位相調整の要求がないことを示す値「0」を出力する。
これに応じて、カウンタ回路160は、サイクルC6’で調整された値に基づいてカウント動作を行うので、次のサイクルC0'''でも、クロックA’とクロックB’の位相差はクロックA’の半サイクル以内になる。
The
In response to this, the
[第2の実施形態の効果]
このように、本実施形態によれば、位相計算回路110において、入力クロック信号をカウンタ回路160でMサイクル分繰り返しカウントすることにより、サイクルに対応したカウント値162を出力し、少なくともカウント値162に対応する位相計算値111を予めテーブル回路161で保持し、入力されたカウント値162に応じたテーブルデータ164を位相計算値111としてクロック出力判定回路112およびクロック位相判定回路113へ出力している。
[Effects of Second Embodiment]
As described above, according to the present embodiment, in the
これにより、カウンタ回路とテーブル回路という極めて簡単な回路構成で、分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と入力クロック信号との位相関係に応じた位相計算値111を、容易に計算することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、クロック選択制御回路100において、出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号30に応じて、カウンタ回路160のカウント値に「M−N」を増減することにより、位相計算値111を増減している。
具体的には、出力クロック信号の位相を早める旨を示す位相調整信号30に応じて位相計算値111から「M−N」を減算し、出力クロック信号の位相を遅らせる旨を示す位相調整信号30に応じて位相計算値111に「M−N」を加算している。
In this embodiment, the clock
Specifically, “MN” is subtracted from the
これにより、分周比に関係する整数値の演算処理で、入力クロック信号のサイクルごとに出力クロック信号に対する位相計算値111を計算することができる。
したがって、位相調整のために特別に遅延回路等を備える必要がなくなり、入力クロック信号を有理数分周しつつ、出力クロック信号の位相を調整できる。このため、レイアウト面積や消費電力を大幅に増大させることなく、設計・検証コストの小さい、位相調整機能付きの有理数分周回路を実現することができる。
Thus, the
Therefore, it is not necessary to provide a delay circuit or the like specifically for phase adjustment, and the phase of the output clock signal can be adjusted while dividing the input clock signal by a rational number. Therefore, it is possible to realize a rational frequency divider circuit with a phase adjustment function with low design / verification costs without significantly increasing the layout area and power consumption.
また、本実施形態では、テーブル回路161において、分周比設定情報20である入力「M」、「N]、およびカウント値162の組合せ163ごとに、位相計算値111をテーブル形式で保持する場合を例として説明したが、分周比N/Mが固定の場合、入力「M」、「N]を省くことができ、極めて小さい規模のテーブル回路161で、位相計算値111を計算することが可能となる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、テーブル回路161において、組合せ163ごとに、位相計算値111をテーブルデータ164として保持する場合を例として説明したが、位相計算値111の代わりに、この位相計算値111を参照して生成するクロック位相制御信号103およびクロック出力制御信号102の値を、直接、テーブルデータ164として保持してもよい。これにより、クロック出力判定回路112やクロック位相判定回路113を省くことができ、さらに回路規模を縮小することが可能となる。
In the present embodiment, the case where the
10…クロック信号分周回路、100…クロック選択制御回路、101…クロック選択回路、102…クロック出力制御信号、103…クロック位相制御信号、110…位相計算回路、111…位相計算値、112…クロック出力判定回路、113…クロック位相判定回路、115…AND回路、116…インバータ回路、117…セレクタ回路、120…加算器、121,122…フリップフロップ回路、123…セレクタ回路、130…位相制御回路、131…位相制御信号、132…セレクタ回路、133…デクリメンタ、134…インクリメンタ、140…大小比較器、150…2倍乗算器、151…大小比較器、160…カウンタ回路、161…テーブル回路、162…カウント値、163…組合せ、164…テーブルデータ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
入力された制御信号に基づいて、前記入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、前記出力クロック信号を生成するクロック選択回路と、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、前記出力動作のうち、前記基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成して前記クロック選択回路へ出力するクロック選択制御回路と
を備え、
前記クロック選択制御回路は、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、前記出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号に応じて前記位相計算値の値を増減する位相計算回路と、
前記位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するか否かを判定し、この判定結果に応じた制御信号を前記クロック選択回路へ出力するクロック出力判定回路と、
前記位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するかを判定し、この判定結果に応じた制御信号を前記クロック選択回路へ出力するクロック位相判定回路と
を含む
ことを特徴とするクロック信号分周回路。 A clock signal frequency dividing circuit that generates an output clock signal obtained by dividing the input clock signal by N / M based on a frequency division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N) Because
Based on the input control signal, select and execute either the non-inverted, uninverted, or masked output of the clock pulse of the input clock signal. A clock selection circuit for generating the output clock signal;
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and based on the phase calculation value A clock selection control circuit for generating a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal close to the phase of the reference divided clock signal among the output operations and outputting the control signal to the clock selection circuit. ,
The clock selection control circuit includes:
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and a phase with respect to the output clock signal is calculated. A phase calculation circuit that increases or decreases the value of the phase calculation value in accordance with a phase adjustment signal indicating control;
Based on the phase calculation value, it is determined whether to output a clock pulse of the input clock signal to the output clock signal, a clock output determination circuit that outputs a control signal according to the determination result to the clock selection circuit;
Based on the phase calculation value, it is determined whether to output the clock pulse of the input clock signal as non-inverted or inverted and output a control signal corresponding to the determination result to the clock selection circuit. A clock signal divider circuit comprising: a phase determination circuit;
前記位相計算回路は、前記出力クロック信号の位相を早める旨を示す位相調整信号に応じて前記位相計算値から1を減算し、前記出力クロック信号の位相を遅らせる旨を示す位相調整信号に応じて前記位相計算値に1を加算する
ことを特徴とするクロック信号分周回路。 The clock signal divider circuit according to claim 1,
The phase calculation circuit subtracts 1 from the phase calculation value according to a phase adjustment signal indicating that the phase of the output clock signal is advanced, and according to a phase adjustment signal indicating that the phase of the output clock signal is delayed. A clock signal frequency dividing circuit, wherein 1 is added to the phase calculation value.
入力された制御信号に基づいて、前記入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、前記出力クロック信号を生成するクロック選択回路と、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、前記出力動作のうち、前記基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成して前記クロック選択回路へ出力するクロック選択制御回路と
を備え、
前記クロック選択制御回路は、
前記入力クロック信号をMサイクル分繰り返しカウントすることにより、前記サイクルに対応したカウント値を出力するカウンタ回路と、
少なくとも前記カウント値に対応する位相計算値を予め保持し、入力されたカウント値に応じたテーブルデータを位相計算値として出力するテーブル回路と
を含む
ことを特徴とするクロック信号分周回路。 A clock signal frequency dividing circuit that generates an output clock signal obtained by dividing the input clock signal by N / M based on a frequency division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N) Because
Based on the input control signal, select and execute either the non-inverted, uninverted, or masked output of the clock pulse of the input clock signal. A clock selection circuit for generating the output clock signal;
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and based on the phase calculation value A clock selection control circuit for generating a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal close to the phase of the reference divided clock signal among the output operations and outputting the control signal to the clock selection circuit. ,
The clock selection control circuit includes:
A counter circuit that outputs a count value corresponding to the cycle by repeatedly counting the input clock signal for M cycles;
And a table circuit that holds in advance a phase calculation value corresponding to at least the count value and outputs table data corresponding to the input count value as a phase calculation value.
前記カウンタ回路は、前記出力クロック信号の位相調整を指示する位相調整信号に応じて前記カウント値を変更することにより、前記出力クロック信号の位相を調整することを特徴とするクロック信号分周回路。 The clock signal divider circuit according to claim 3,
The clock signal frequency dividing circuit, wherein the counter circuit adjusts the phase of the output clock signal by changing the count value in accordance with a phase adjustment signal instructing phase adjustment of the output clock signal.
前記カウンタ回路は、前記出力クロック信号の位相を早める旨を示す位相調整信号に応じて前記カウント値からM−Nを減算し、前記出力クロック信号の位相を遅らせる旨を示す位相調整信号に応じて前記カウント値にM−Nを加算することにより、前記出力クロック信号の位相を調整する
ことを特徴とするクロック信号分周回路。 The clock signal divider circuit according to claim 4,
The counter circuit subtracts MN from the count value according to a phase adjustment signal indicating that the phase of the output clock signal is advanced, and according to a phase adjustment signal indicating that the phase of the output clock signal is delayed. A clock signal dividing circuit, wherein the phase of the output clock signal is adjusted by adding MN to the count value.
入力された制御信号に基づいて、前記入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、前記出力クロック信号を生成するクロック選択ステップと、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、前記出力動作のうち、前記基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成して前記クロック選択ステップへ出力するクロック選択制御ステップと
を備え、
前記クロック選択制御ステップは、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、前記出力クロック信号に対する位相制御を示す位相調整信号に応じて前記位相計算値の値を増減する位相計算ステップと、
前記位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスを出力クロック信号に出力するか否かを判定し、この判定結果に応じた制御信号を前記クロック選択ステップへ出力するクロック出力判定ステップと、
前記位相計算値に基づいて、入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するかを判定し、この判定結果に応じた制御信号を前記クロック選択ステップへ出力するクロック位相判定ステップと
を含む
ことを特徴とするクロック信号分周方法。 Clock signal dividing method for generating an output clock signal obtained by dividing the input clock signal by N / M based on a division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N) Because
Based on the input control signal, select and execute either the non-inverted, uninverted, or masked output of the clock pulse of the input clock signal. A clock selection step for generating the output clock signal; and
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and based on the phase calculation value A clock selection control step for generating a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal close to the phase of the reference divided clock signal among the output operations and outputting the control signal to the clock selection step. ,
The clock selection control step includes:
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and a phase with respect to the output clock signal is calculated. A phase calculation step of increasing or decreasing the value of the phase calculation value according to a phase adjustment signal indicating control;
Based on the phase calculation value, it is determined whether to output a clock pulse of the input clock signal to the output clock signal, a clock output determination step of outputting a control signal according to the determination result to the clock selection step;
Based on the phase calculation value, it is determined whether to output the clock pulse of the input clock signal as it is without being inverted or inverted and output the control signal according to the determination result to the clock selection step A clock signal frequency dividing method comprising: a phase determination step.
入力された制御信号に基づいて、前記入力クロック信号のクロックパルスをそのまま非反転で出力するか、反転して出力するか、マスクして出力しないか、のいずれかの出力動作を選択して実行することにより、前記出力クロック信号を生成するクロック選択ステップと、
前記入力クロック信号のサイクルごとに、前記分周比に応じた一定サイクル時間を有する基準分周クロック信号と前記入力クロック信号との位相関係を示す位相計算値を計算し、この位相計算値に基づいて、前記出力動作のうち、前記基準分周クロック信号の位相と近いクロック信号を生成するための出力動作を指示する制御信号を生成して前記クロック選択ステップへ出力するクロック選択制御ステップと
を備え、
前記クロック選択制御ステップは、
前記入力クロック信号をMサイクル分繰り返しカウントすることにより、前記サイクルに対応したカウント値を出力するカウンタステップと、
少なくとも前記カウント値に対応する位相計算値を予め保持し、入力されたカウント値に応じたテーブルデータを位相計算値として出力するテーブルステップと
を含む
ことを特徴とするクロック信号分周方法。 Clock signal dividing method for generating an output clock signal obtained by dividing the input clock signal by N / M based on a division ratio defined by N / M (N is a positive integer, M is a positive integer larger than N) Because
Based on the input control signal, select and execute either the non-inverted, uninverted, or masked output of the clock pulse of the input clock signal. A clock selection step for generating the output clock signal; and
For each cycle of the input clock signal, a phase calculation value indicating a phase relationship between a reference frequency-divided clock signal having a constant cycle time corresponding to the frequency division ratio and the input clock signal is calculated, and based on the phase calculation value A clock selection control step for generating a control signal for instructing an output operation for generating a clock signal close to the phase of the reference divided clock signal among the output operations and outputting the control signal to the clock selection step. ,
The clock selection control step includes:
A counter step of outputting a count value corresponding to the cycle by repeatedly counting the input clock signal for M cycles;
A clock signal dividing method comprising: a table step of holding in advance a phase calculation value corresponding to at least the count value and outputting table data corresponding to the input count value as a phase calculation value.
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