WO2022210592A1 - 半導体回路及び電子機器 - Google Patents
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- G06F1/04—Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
- G06F1/06—Clock generators producing several clock signals
Definitions
- the present disclosure relates to semiconductor circuits and electronic devices.
- This type of clock generation circuit is required to have higher time resolution, resistance to PVT (process, voltage, temperature) fluctuations, small area, and power saving.
- PVT process, voltage, temperature
- an object of the present disclosure is to provide a semiconductor circuit and an electronic device that are highly resistant to PVT fluctuations and capable of outputting a signal with high time resolution.
- a first phase signal and a second phase signal having different phases are selected from polyphase signals having different phases based on a first selection signal.
- a selector that outputs and outputs a third phase signal and a fourth phase signal that are out of phase with each other based on the second selection signal;
- a first interpolator that outputs a fifth phase signal having a phase corresponding to the phase of the first phase signal and the phase of the second phase signal; and
- a second interpolator outputting a sixth phase signal having a phase corresponding to the phase of the third phase signal and the phase of the fourth phase signal.
- the first interpolator and the second interpolator may have the same circuit configuration.
- a phase difference detection circuit may be provided for detecting a phase difference between the fifth phase signal and the sixth phase signal, using the fifth phase signal as a reference phase signal.
- the first phase signal and the second phase signal have a phase shift of a minimum phase amount;
- the third phase signal and the fourth phase signal may have a phase shift of a minimum phase amount.
- a multiphase clock generation circuit that generates the multiphase signal by shifting the phase of a frequency-divided clock signal obtained by dividing an input clock signal;
- the selector comprises the first phase signal and the second phase signal, which are out of phase with each other by one cycle or half a cycle of the input clock signal, and the first phase signal and the second phase signal out of phase with each other by one cycle or half a cycle of the input clock signal.
- the third phase signal and the fourth phase signal that are shifted from each other may be output.
- each of the first interpolator and the second interpolator a third interpolator that outputs a seventh phase signal having a phase corresponding to the phases of the two phase signals having different phases; a fourth interpolator that outputs an eighth phase signal having a phase corresponding to the phases of the two opposite phase signals obtained by inverting the logic of the two phase signals;
- a set-reset circuit that outputs a ninth phase signal that becomes the first logic when the seventh phase signal is of a predetermined logic and a second logic when the eighth phase signal is the predetermined logic.
- the two phase signals are the first phase signal and the second phase signal in the first interpolator, and the third phase signal and the fourth phase signal in the second interpolator. is the phase signal
- the ninth phase signal may be the fifth phase signal in the first interpolator and the sixth phase signal in the second interpolator.
- the first interpolator outputs the fifth phase signal having a phase according to the third selection signal
- the second interpolator may output the sixth phase signal having a phase according to the fourth selection signal.
- the first interpolator may output the fifth phase signal having the earliest phase among the phases selectable by the third selection signal.
- each of the first interpolator and the second interpolator a third interpolator for generating a seventh phase signal having a phase corresponding to the third selection signal from two phase signals having different phases; a fourth interpolator that generates an eighth phase signal having a phase corresponding to the fourth selection signal from two opposite phase signals obtained by inverting logics of the two phase signals; a set-reset circuit that outputs a ninth phase signal whose logic is inverted when the seventh phase signal is of a predetermined logic and whose logic is inverted when the eighth phase signal is of the predetermined logic; has The two phase signals are the first phase signal and the second phase signal in the first interpolator, and the third phase signal and the fourth phase signal in the second interpolator. is the phase signal, The ninth phase signal may be the fifth phase signal in the first interpolator and the sixth phase signal in the second interpolator.
- a first two-selection circuit that selects one of the fifth phase signal and the sixth phase signal based on a fifth selection signal
- a second two-selection circuit that selects the other of the fifth phase signal and the sixth phase signal that the first two-selection circuit did not select, based on the fifth selection signal.
- the first interpolator is a fifth interpolator for generating a tenth phase signal having a phase corresponding to a sixth selection signal from the first phase signal and the second phase signal; a sixth interpolator that generates an eleventh phase signal having a phase corresponding to a seventh selection signal from the first phase signal and the second phase signal; a seventh interpolator that generates the fifth phase signal having a phase corresponding to an eighth selection signal from the tenth phase signal and the eleventh phase signal;
- the second interpolator is an eighth interpolator that generates a twelfth phase signal having a phase corresponding to a ninth selection signal from the third phase signal and the fourth phase signal; a ninth interpolator for generating a thirteenth phase signal having a phase corresponding to a tenth selection signal from the third phase signal and the fourth phase signal; and a tenth interpolator that generates the sixth phase signal having a phase corresponding to the eleventh selection signal from the twelfth phase signal and the thirteenth phase signal.
- the sixth selection signal consisting of the first bit string signal
- the seventh selection signal consisting of the second bit string signal
- the ninth selection signal consisting of the third bit string signal
- the fourth bit string signal A first control circuit that outputs the tenth selection signal consisting of The first control circuit alternately changes part of bit values in the first bit string signal and the second bit string signal, thereby changing the tenth phase signal and the eleventh phase signal.
- the twelfth phase signal and the thirteenth phase signal are obtained by shifting the phase by the minimum phase and alternately changing part of the bit values in the third bit string signal and the fourth bit string signal. may be shifted by the minimum phase.
- the first control circuit alternately changes some bit values in the first bit string signal and the second bit string signal from the lower bit side to the upper bit side, and then By alternately changing toward the lower bit side, the phases of the tenth phase signal and the eleventh phase signal are shifted by the minimum phase, and the phases of the third bit string signal and the fourth bit string signal are shifted by the minimum phase.
- the twelfth phase signal and the first The phases of the 13 phase signals may be shifted by a minimum phase.
- the eighth selection signal is a fourth bit string signal
- the eleventh selection signal is a fifth bit string signal
- the first control circuit shifts the phase of the fifth phase signal by the minimum phase by sequentially changing the bit values of a part of the fourth bit string signal, and shifts the phase of the fifth bit string signal by the minimum phase.
- the phase of the sixth phase signal may be shifted by the minimum phase by sequentially changing the bit values of some of them.
- the first selection signal includes a twelfth selection signal and a thirteenth selection signal
- the second selection signal includes a fourteenth selection signal and a fifteenth selection signal
- the selector is a first selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal; a second selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal; a third selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal; a fourth selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal; a first synchronization circuit for generating the first phase signal by synchronizing the signal selected by the first selection circuit with an input clock signal; a second synchronization circuit for generating the second phase signal by synchronizing the signal selected by the second selection circuit with the input clock signal; a third synchronization circuit for generating the third phase signal by synchronizing the signal selected by the third selection circuit with the input clock signal; and a fourth synchronization circuit for generating the
- the first selection signal includes a twelfth selection signal and a thirteenth selection signal
- the second selection signal includes a fourteenth selection signal and a fifteenth selection signal
- the selector is a first selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal; a second selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal; a third selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal; a fourth selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal; a first synchronization circuit for generating a fourteenth phase signal by synchronizing the signal selected by the first selection circuit at the timing when the input clock signal transitions from the first logic to the second logic; a second synchronization circuit for generating a fifteenth phase signal by synchronizing the fourteenth phase signal with timing at which the input clock signal transitions from the second logic to the first logic; a third synchronizing circuit for generating a sixteenth phase signal by
- a second control circuit that outputs the fifteenth selection signal consisting of The second control circuit alternately changes part of the bit values in the sixth bit string signal and the seventh bit string signal so that the first selection circuit and the second selection circuit
- the third selection circuit alternately changes the phase of the signal to be selected by the minimum phase and alternately changes part of the bit values in the eighth bit string signal and the ninth bit string signal.
- the phase of the signal selected by the fourth selection circuit may be alternately changed by the minimum phase.
- the sixteenth selection signal is a tenth bit string signal
- the seventeenth selection signal is an eleventh bit string signal
- the second control circuit alternately changes partial bit values in the tenth bit string signal and the eleventh bit string signal to generate the first phase signal, the second phase signal,
- the phases of the third phase signal and the fourth phase signal may be shifted by a minimum phase.
- a standard cell in which circuits constituting the selector, the first interpolator, and the second interpolator are arranged may be provided.
- phase difference control circuit An electronic device comprising a phase difference detection circuit,
- the phase difference control circuit is Outputting a first phase signal and a second phase signal whose phases are different from each other based on a first selection signal from among the polyphase signals whose phases are different from each other, and outputting a phase signal whose phases are different from each other based on the second selection signal a selector that outputs different third phase signals and fourth phase signals; a first interpolator that outputs a fifth phase signal having a phase corresponding to the phase of the first phase signal and the phase of the second phase signal; a second interpolator that outputs a sixth phase signal having a phase corresponding to the phase of the third phase signal and the phase of the fourth phase signal;
- the phase difference detection circuit may detect a phase difference between the fifth phase signal and the sixth phase signal, using the fifth phase signal as a reference phase signal.
- FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor circuit according to a first embodiment
- FIG. 2 is a schematic block diagram of an electronic device including the semiconductor circuit 1 of FIG. 1
- FIG. FIG. 4 is a diagram showing a specific example of a first interpolator and a second interpolator
- FIG. 3B is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the clocked inverter in FIG. 3A
- FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor circuit according to a second embodiment
- FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of a multiphase clock generation circuit in the multiphase clock generation & selector of FIG. 4
- FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of a selector within the multiphase clock generation & selector 5 of FIG. 4;
- FIG. 5 is a block diagram showing internal configurations of a first interpolator and a second interpolator in FIG. 4;
- FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the low leak PI of FIG. 7;
- FIG. 9 is a circuit diagram showing an internal configuration of a low-leakage PI according to a modified example of FIG. 8;
- FIG. 10 is a timing diagram for the low-leakage PI of FIG. 9;
- FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor circuit according to a third embodiment;
- FIG. 12 is a circuit diagram showing an internal configuration of a multiphase clock generation circuit in the multiphase clock generation & selector of FIG. 11;
- FIG. 12 is a circuit diagram showing the internal configuration of a selector in the multiphase clock generation & selector of FIG. 11;
- FIG. 14 is a block diagram showing the internal configuration of the 11th to 18th interpolators in FIG. 13;
- FIG. 15 is a circuit diagram showing the internal configuration of the low-leakage DIV2PI of FIG. 14;
- FIG. 16 is a circuit diagram according to a first modification of the low-leakage DIV2PI of FIG. 15;
- FIG. 16 is a circuit diagram according to a second modification of the low-leakage DIV2PI of FIG. 15;
- FIG. 18 is a timing diagram of the low-leakage DIV2PI of FIG. 17;
- 14A and 14B are diagrams for explaining operations of a first selection circuit and a second selection circuit in the selector 2 of FIG. 13;
- FIG. FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of a third two-selection circuit and a fourth two-selection circuit in the selector of FIG. 13;
- 12A and 12B are diagrams for explaining the operation of a fifth interpolator and a sixth interpolator in the semiconductor circuit 1 of FIG. 11;
- FIG. FIG. 12 is a diagram for explaining operations of a seventh interpolator and a tenth interpolator in the semiconductor circuit 1 of FIG. 11;
- FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of a modified example of the multiphase clock generation & selector of FIG. 11;
- FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor circuit according to a fourth embodiment;
- FIG. 25 is a block diagram of a semiconductor circuit 1 including a first fine-tuning interpolator and a second fine-tuning interpolator in addition to the configuration of FIG. 24;
- FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic device including a semiconductor circuit according to a fifth embodiment;
- semiconductor circuits and electronic devices will be described with reference to the drawings.
- the main components of the semiconductor circuits and electronic devices will be mainly described below, the semiconductor circuits and electronic devices may have components and functions that are not illustrated or described. The following description does not exclude components or features not shown or described.
- FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor circuit 1 according to the first embodiment.
- the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 outputs two phase signals Outa and Outb that are out of phase with each other. Since these two phase signals Outa and Outb are generated by the same semiconductor circuit 1, they have the same PVT variation.
- PVT variation means that the signal characteristics change due to the influence of at least one of process P, power supply voltage V, and temperature T.
- FIG. By detecting the phase difference between the two phase signals Outa and Outb having the same PVT fluctuations in a subsequent circuit (not shown in FIG. 1), a phase difference signal in which the PVT fluctuations are canceled out can be obtained. In this manner, the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 outputs two phase signals having different phases so that the circuit at the subsequent stage can detect the phase difference signal in which the PVT variation is canceled.
- the semiconductor circuit 1 in FIG. 1 includes a selector 2, a first interpolator (PI_1) 3a, and a second interpolator (PI_2) 3b.
- the selector 2 outputs a first phase signal Pna1 and a second phase signal Pna2 having different phases from among the polyphase signals having different phases based on the first selection signal nas, and performs second selection.
- a third phase signal Pnb1 and a fourth phase signal Pnb2 having phases different from each other are output based on the signal nbs.
- a polyphase signal is a plurality of signals having different phases.
- FIG. 1 shows an example in which the polyphase signal has N phases (N is an integer equal to or greater than 2).
- the multiphase signal can be generated, for example, by shifting the phase of the frequency-divided clock signal obtained by dividing the input clock signal CLK in a plurality of ways with the input clock signal CLK.
- the phase difference between the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 is arbitrary. have deviations.
- the minimum phase amount is the phase difference between two consecutive clock signals generated by the multiphase clock generation circuit. For example, as will be described later (FIG. 5), in a multiphase signal generated by phase-shifting a frequency-divided clock signal obtained by dividing an input clock signal by N in a shift register, a first phase signal Pna1 and a second phase signal Pna1 are generated. It is one cycle or half cycle of the input clock signal CLK used to generate the phase signal Pna2.
- the phase difference between the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 is arbitrary, but typically the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 have a minimum phase amount of has a phase shift of .
- the first interpolator 3a outputs a fifth phase signal Outa having a phase corresponding to the phase of the first phase signal Pna1 and the phase of the second phase signal Pna2.
- the second interpolator 3b outputs a sixth phase signal Outb having a phase corresponding to the phases of the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2.
- the fifth phase signal Outa is an interpolation ratio selectable by the third selection signal mas from the phase difference between the phase of the first phase signal Pna1 and the phase of the second phase signal Pna2. has a predetermined phase selected by .
- the sixth phase signal Outb has a predetermined phase selected by an interpolation ratio selectable by the fourth selection signal mbs.
- the first interpolator 3a and the second interpolator 3b have the same circuit configuration.
- the fifth phase signal Outa output from the first interpolator 3a and the second interpolator The PVT variation of the sixth phase signal Outb output from 3b can be made the same.
- the first interpolator 3a outputs a fifth phase signal Outa having a phase corresponding to the third selection signal mas.
- the second interpolator 3b outputs a sixth phase signal Outb having a phase corresponding to the fourth selection signal mbs.
- each of the first interpolator 3a and the second interpolator 3b can select an arbitrary phase from the M phases. Therefore, if the selector 2 can select an arbitrary phase signal from N-phase polyphase signals, the semiconductor circuit 1 in FIG.
- Each of the sixth phase signals Outb can be independently selected and output.
- the first interpolator 3a may output the fifth phase signal Outa of the earliest phase among the phases selectable by the third selection signal mas.
- the fifth phase signal Outa can be used as the reference phase signal.
- the second interpolator 3b may be capable of outputting the sixth phase signal Outb of any phase.
- the semiconductor circuit 1 in FIG. 1 can be arranged on a semiconductor substrate. As will be described later, the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 can be arranged in at least part of a standard cell preliminarily formed on a semiconductor substrate. By designing the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 using standard cells, the design man-hours can be reduced, and manufacturing is facilitated. Also, the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 can be arranged on the same semiconductor substrate together with another semiconductor circuit that realizes other functions, and can be packaged and made into a chip. As a result, the semiconductor circuit 1 of FIG. 1 can be incorporated into an LSI (Large Scale Integrated chip) or SoC (Silicon on Chip).
- LSI Large Scale Integrated chip
- SoC Silicon on Chip
- FIG. 2 is a schematic block diagram of an electronic device 10 including the semiconductor circuit 1 of FIG.
- the electronic device 10 in FIG. 2 includes a PLL circuit 11, a multiphase clock generation circuit 12, the semiconductor circuit 1 in FIG. 1, a control circuit 13, and a system circuit .
- the PLL circuit 11 generates and outputs a reference clock signal.
- the multiphase clock generation circuit 12 generates a multiphase signal by, for example, shifting a frequency-divided clock signal DCK obtained by frequency-dividing the input clock signal CLK in synchronization with the input clock signal CLK.
- a frequency-divided clock signal DCK obtained by frequency-dividing the input clock signal CLK in synchronization with the input clock signal CLK.
- it may be synchronized at the timing of the rising edge (or falling edge) of the input clock signal CLK, or at both the rising edge and the falling edge. may be synchronized at the timing of
- the control circuit 13 generates the above-described first selection signal nas, second selection signal nbs, third selection signal mas, and fourth selection signal mbs, and inputs them to the semiconductor circuit 1 .
- the first selection signal nas and the second selection signal nbs are input to the selector 2 in the semiconductor circuit 1 and used to generate polyphase signals.
- the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 are used to generate the fifth phase signal Outa
- the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 are used to generate the sixth phase signal Outb. used to generate
- the control circuit 13 generates the first selection signal nas to the fourth selection signal mbs based on the bit string signal of the control code input from the outside.
- Each of the first selection signal nas to the fourth selection signal mbs is a bit string signal composed of multiple bits.
- the function and internal configuration of the system circuit 14 are irrelevant.
- the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb output from the semiconductor circuit 1 are input to the system circuit 14 .
- the system circuit 14 can, for example, detect the phase difference between the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb to generate a phase difference signal independent of PVT variations.
- the system circuit 14 can use the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb as sensing signals. More specifically, the object is irradiated with an optical signal synchronized with the fifth phase signal Outa, which is the reference phase signal, and the reflected optical signal from the object is sampled in synchronization with the sixth phase signal Outb. good too. As a result, the distance to the object can be accurately measured in a non-contact manner.
- FIG. 3A is a diagram showing a specific example of the first interpolator 3a and the second interpolator 3b.
- FIG. 3A shows an example in which each of the first interpolator 3a and the second interpolator 3b is composed of a plurality of clocked inverters.
- the first interpolator 3a having the configuration shown in FIG. 3A will be described below.
- the first interpolator 3a shown in FIG. 3A includes a plurality of clocked inverters 4 connected in parallel between a node to which the input phase signal Pn is input and an output node, and an input phase signal Pn+1. and a plurality of clocked inverters 4 connected in parallel between the output node and the output node.
- Each clocked inverter 4 has an enable terminal, and it is possible to individually set whether or not each clocked inverter 4 is enabled. Specifically, whether or not to enable each clocked inverter 4 is determined based on the value of each bit of the control signal having the number of bits corresponding to the total number of clocked inverters 4 . As the number of enabled clocked inverters 4 increases, the phase of the signal output from the interpolator advances. Therefore, by adjusting the value of each bit of the control signal, the phases of the signals output from the first interpolator 3a and the second interpolator 3b can be finely adjusted. If the number of bits of the control signal is M, the first interpolator 3a in FIG. 3A can output an M-phase phase signal.
- FIG. 3B is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the clocked inverter 4 of FIG. 3A.
- the clocked inverter 4 of FIG. 3B has PMOS transistors Q1, Q2 and NMOS transistors Q3, Q4 cascode-connected between the power supply voltage node and the ground node.
- An input phase signal IN is input to the gates of the transistors Q2 and Q3, and control signals SB and S are input to the gates of the transistors Q1 and Q4.
- the transistors Q1 and Q2 may be interchanged, and the transistors Q3 and Q4 may be interchanged.
- the fifth phase signal Outa is generated by the first interpolator 3a based on the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 output from the selector 2.
- the second interpolator 3b Based on the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 output from the selector 2, the second interpolator 3b generates the sixth phase signal Outb.
- the phases of the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb can be finely adjusted.
- the phase difference signal between the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb can be controlled by the PVT fluctuation.
- a phase difference signal that can be canceled and that does not depend on PVT variations can be easily generated.
- first interpolator 3a and the second interpolator 3b can be composed of, for example, a plurality of clocked inverters 4 connected in parallel.
- the phases of the phase signal Outa and the sixth phase signal Outb can be easily and finely adjusted. Therefore, according to the present embodiment, the phases of the fifth phase signal Outa and the sixth phase signal Outb can be finely adjusted with a simple circuit configuration and control.
- FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the semiconductor circuit 1 according to the second embodiment.
- the semiconductor circuit 1 of FIG. 4 includes a multiphase clock generator & selector 5, a first interpolator 3a, a second interpolator 3b, a first two-selection circuit 6, and a second two-selection circuit. 7 and a control circuit 13 .
- the multiphase clock generation & selector 5 has a multiphase clock generation circuit 12 and a selector 2 . A detailed description of these circuits is given later.
- the selector 2 in FIG. 4 outputs the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 based on the first selection signal nas, and outputs Based on this, a third phase signal Pnb1 and a fourth phase signal Pnb2 are output.
- the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 are signals that are out of phase with each other by the minimum phase amount.
- the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 are input to the first interpolator 3a.
- the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 are signals that are out of phase with each other by the minimum phase amount.
- the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 are input to the second interpolator 3b.
- the first interpolator 3a outputs a fifth phase signal nma from the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 based on the third selection signal mas.
- the second interpolator 3b outputs a sixth phase signal nmb from the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 based on the fourth selection signal mbs.
- the first two-selection circuit 6 selects Outa, one of the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb, based on the fifth selection signal ss.
- the second two-selection circuit 7 selects the other Outb of the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb, which the first two-selection circuit 6 did not select, based on the fifth selection signal ss. .
- the first two-selection circuit 6 and the second two-selection circuit 7 can switch between the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb and output them according to the control signal ss from the control circuit 13 .
- the time difference between the propagation delay times of the paths through which the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb propagate can be measured, and the functions of the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb can be reversed. , and subsequent processing can be executed.
- FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the multiphase clock generation circuit 12 in the multiphase clock generation & selector 5 of FIG.
- the multiphase clock generation circuit 12 has an N-divider circuit 8 and a plurality (N) of cascaded flip-flops (hereinafter referred to as FFs) 9 .
- the N-divider circuit 8 divides the frequency of the input clock signal CLK by N and outputs the divided clock signal DCK.
- the divided clock signal DCK is synchronized at each FF 9, eg, at the rising edge of the input clock signal CLK.
- the cascaded FFs 9 output a multiphase signal including a plurality of frequency-divided clock signals DCK whose phases are shifted by one cycle of the input clock signal CLK. More specifically, among the plurality of cascaded FFs 9, the 0-phase signal is output from the FF 9 at the first stage, and the (N ⁇ 1)-phase signal is output from the FF 9 at the final stage.
- FIG. 6 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the selector 2 in the multiphase clock generator & selector 5 of FIG.
- the selector 2 of FIG. 6 includes a first selection circuit 21, a second selection circuit 22, a third selection circuit 23, a fourth selection circuit 24, a first synchronization circuit 25, a second , a third synchronizing circuit 27 and a fourth synchronizing circuit 28 .
- the 12th selection signal na, the 13th selection signal na1, the 14th selection signal nb, and the 15th selection signal nb1 generated by the control circuit 13 in FIG. 4 are input to the selector 2 in FIG. .
- the twelfth selection signal na and the thirteenth selection signal na1 correspond to the first selection signal nas in the selector 2 of FIG.
- the fourteenth selection signal nb and the fifteenth selection signal nb1 in the selector 2 in FIG. 6 correspond to the second selection signal nbs in the selector 2 in FIG.
- the first selection circuit 21 selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal na.
- the second selection circuit 22 selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal na1.
- the third selection circuit 23 selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal nb.
- the fourth selection circuit 24 selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal nb1.
- the first synchronization circuit 25 generates the first phase signal Pna1 by synchronizing the signal selected by the third selection circuit 23 with the input clock signal CLK.
- the second synchronization circuit 26 generates a second phase signal Pna2 by synchronizing the signal selected by the fourth selection circuit 24 with the input clock signal CLK.
- the third synchronization circuit 27 synchronizes the signal selected by the fifth selection circuit with the input clock signal CLK to generate the third phase signal Pnb1.
- the fourth synchronization circuit 28 synchronizes the signal selected by the sixth selection circuit with the input clock signal CLK to generate a fourth phase signal Pnb2.
- Each of the first synchronizing circuit 25 to the fourth synchronizing circuit 28 is composed of FF9, for example.
- the phase difference of the signals selected by the first selection circuit 21 to the fourth selection circuit 24 is synchronized with the input clock signal CLK. It is possible to adjust the phase variations of the signals selected by the first selection circuit 21 to the fourth selection circuit 24 .
- FIG. 7 is a block diagram showing the internal configuration of the first interpolator 3a and the second interpolator 3b in FIG.
- the internal configurations of the first interpolator 3a and the second interpolator 3b are the same.
- the first interpolator 3 a and the second interpolator 3 b are also called phase interpolators 3 .
- the phase interpolator 3 selects a phase corresponding to each phase of the two input phase signals IN1 and IN2 based on the selection signal mas or mbs, and outputs a phase signal of the selected phase.
- the phase interpolator 3 of FIG. 7 has two low-leakage phase interpolators (hereinafter also referred to as low-leakage PIs) 31, 32, two inverters 33, 34, and a set-reset circuit 35.
- a low leak means a circuit configuration in which a through current does not flow between the power supply voltage node and the ground node.
- the internal configurations of the two low leak PIs 31 and 32 are the same.
- one low-leakage PI 31 may be called a third interpolator 31 and the other low-leakage PI 32 may be called a fourth interpolator 32 .
- the third interpolator 31 generates a seventh phase signal having a phase corresponding to the selection signal mas or mbs from the two phase signals IN1 and IN2 having different phases.
- a fourth interpolator 32 generates an eighth phase signal having a phase corresponding to the selection signal mas or mbs from two opposite phase signals obtained by inverting the logic of the two phase signals IN1 and IN2 by inverters 33 and 34. Generate.
- the set-reset circuit 35 outputs a ninth phase signal OUT that becomes the first logic when the seventh phase signal has a predetermined logic, and becomes the second logic when the eighth phase signal has a predetermined logic. Output.
- the set-reset circuit 35 has, for example, two inverters 36, 37, two NAND gates 38, 39, and a buffer 40.
- the seventh phase signal is input to one NAND gate 38 after being logically inverted by one inverter 36 .
- the eighth phase signal is input to the other NAND gate 39 after being logically inverted by the other inverter 37 .
- One NAND gate 38 outputs a NAND signal of the output of the other NAND gate 39 and the logic inversion signal of the seventh phase signal.
- the other NAND gate 39 outputs a NAND signal of the output of the NAND gate 38 and the logic inversion signal of the eighth phase signal.
- the output signal of one NAND gate 38 is output via buffer 40 .
- the set reset circuit 35 When the output signal of the fourth interpolator 32 in FIG. 7 becomes high level, the set reset circuit 35 enters the set state, and the phase interpolator 3 in FIG. 7 outputs a high level signal. Also, when the output signal of the third interpolator 31 becomes high level, the set reset circuit 35 enters a reset state, and the phase interpolator 3 of FIG. 7 outputs a low level signal.
- the low leak PIs 31 and 32 in FIG. Variation in the duty ratio of the output ninth phase signal can be improved.
- FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the low leak PIs 31 and 32 (third interpolator 31 and fourth interpolator 32) of FIG.
- Two phase signals IN1 and IN2 are input to the low-leakage PIs 31 and 32 in FIG.
- the two phase signals IN1, IN2 are the first phase signal Pna1 and the second phase signal Pna2 of FIG. 4 or the third phase signal Pnb1 and the fourth phase signal Pnb2 of FIG.
- the low-leakage PIs 31, 32 of FIG. 8 are composed of an OR gate 41, two buffers 42, 43, a PMOS transistor Q5, an inverter 44, and N pairs of cascode-connected PIs 31, 32 connected between the input node of the inverter 44 and the ground node. It has a first transistor group 45 and N sets of second transistor groups 46 cascode-connected between the input node of the inverter 44 and the ground node. Each transistor group 45, 46 has two NMOS transistors (Q6, Q7) or (Q8, Q9) cascode-connected between the input node of the inverter 44 and the ground node.
- the phase signal IN1 is input through the buffer 42 to the gate of one NMOS transistor Q6 in the first transistor group 45.
- the gate of the other NMOS transistor Q7 in the first transistor group 45 receives the inverted signals SB0 to SBN-1 of the corresponding bit in the third selection signal mas or the fourth selection signal mbs in FIG. be.
- a phase signal IN2 is input via a buffer 43 to the gate of one NMOS transistor Q8 in the second transistor group 46.
- the corresponding bit signals S0 to SN-1 in the third selection signal mas or the fourth selection signal mbs in FIG. 7 are input to the gate of the other NMOS transistor Q9 in the second transistor group .
- the low-leakage PIs 31 and 32 in FIG. 8 use the third select signal mas or the third select signal mas or the third 4, the phase of the phase signals output from the low-leakage PIs 31 and 32 can be adjusted.
- the phase of the phase signals output from the low-leakage PIs 31 and 32 also changes due to the phase difference between the two phase signals IN1 and IN2 that are input to the low-leakage PIs 31 and 32 .
- the smaller the phase difference between the phase signals IN1 and IN2 the shorter the time interval between the phase signals output from the low-leakage PIs 31 and 32 in proportion to the phase difference.
- FIG. 9 is a circuit diagram showing the internal configuration of low-leakage PIs 31 and 32 according to a modified example of FIG.
- the low-leakage PIs 31, 32 of FIG. 9 have two AND gates 47, 48 in addition to the configuration of FIG.
- the output signal of the OR gate 41 is a
- the output signal of the AND gate 47 is b
- the output signal of the AND gate 48 is c.
- One AND gate 47 outputs a logical product signal of the phase signal IN1 and a phase signal obtained by delaying the phase signal IN1 by the buffer 42 .
- the output signal b of one AND gate 47 is input to the gate of one NMOS transistor Q6 in the first transistor group 45.
- FIG. 9 is a circuit diagram showing the internal configuration of low-leakage PIs 31 and 32 according to a modified example of FIG.
- the low-leakage PIs 31, 32 of FIG. 9 have two AND gates 47, 48 in addition to the configuration of FIG.
- the output signal of the OR gate 41
- the other AND gate 48 outputs a logical AND signal of the phase signal IN2 and a phase signal obtained by delaying the phase signal IN2 by the buffer 43 .
- the output signal c of the other AND gate 48 is input to the gate of one NMOS transistor Q8 in the second transistor group 46.
- FIG. 10 is a timing diagram of low leak PIs 31 and 32 in FIG. FIG. 10 shows signal waveforms of the two phase signals IN1 and IN2, the output signal a of the OR gate 41, the output signal b of the AND gate 47, and the output signal c of the AND gate 48. ing.
- Phase signals IN1 and IN2 delayed by buffers 42 and 43 are input to AND gates 47 and 48. Therefore, the timing at which outputs b and c of AND gates 47 and 48 transition from low level to high level is determined by the OR gate. 41 is delayed by td from the timing at which the output a of 41 transitions to high level. Therefore, the cascode-connected PMOS transistor Q5 does not turn on at the same time as the NMOS transistors (Q6, Q7) or (Q8, Q9), and no through current flows from the power supply voltage node to the ground node.
- the current extracted by the NMOS transistors (Q6, Q7) or (Q8, Q9) within the period of time difference T from when the phase signal IN1 transitions to high level until when the phase signal IN2 transitions to high level is It can be controlled with high accuracy, and thereby the phase of the phase signals output from the low-leakage PIs 31 and 32 in FIG. 9 can be controlled with high accuracy.
- FIGS. 8 and 9 are only examples of the circuit configuration of the low-leakage PIs 31 and 32, and any specific circuit configuration may be used as long as the timings shown in FIG. 10 can be realized.
- the PMOS transistor Q5 charges the potential of the input node of the inverter 44
- the NMOS transistors (Q6, Q7) or (Q8, Q9) transfer the current from the input node of the inverter 44 to the ground node.
- the circuit configuration may be such that the roles of the NMOS transistors (Q6, Q7) or (Q8, Q9) and the PMOS transistor Q5 are reversed.
- the fifth phase signal nma and the sixth phase signal nmb output from the first interpolator 3a and the second interpolator 3b can be alternately switched and output.
- the time difference between the signal propagation time of the fifth phase signal nma and the signal propagation time of the sixth phase signal nmb can be measured.
- the low-leakage PIs 31 and 32 of FIG. 8 or 9 as the first interpolator 3a and the second interpolator 3b, it is possible to prevent the through current from flowing, and the configuration is simple. A phase signal whose phase is finely and accurately shifted can be generated.
- the third embodiment is characterized by generating a phase signal whose phase is shifted in finer units than the second embodiment.
- FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of the semiconductor circuit 1 according to the third embodiment.
- the semiconductor circuit 1 of FIG. 11 includes a multiphase clock generator & selector 5, a fifth interpolator (PI_ea) 51, a sixth interpolator (PI_oa) 52, and a seventh interpolator (PI_2a). 53, an eighth interpolator (PI_eb) 54, a ninth interpolator (PI_ob) 55, a tenth interpolator (PI_2b) 56, a first two-selection circuit 6, a second and a control circuit 13 .
- the multiphase clock generation & selector 5 has a multiphase clock generation circuit 12 and a selector 2 . A detailed description of these circuits is given later.
- the multiphase clock generator & selector 5 generates a first phase signal Pnea corresponding to the first phase signal Pna1 in FIG. 1, a second phase signal Pnoa corresponding to the second phase signal Pna2, and a third phase signal Pna2. It outputs a third phase signal Pneb corresponding to the signal Pnb1 and a third phase signal Pnob corresponding to the fourth phase signal Pnb2.
- a fifth interpolator 51, a sixth interpolator 52, and a seventh interpolator 53 correspond to the first interpolator 3a in FIG. 1 or FIG.
- the fifth interpolator 51 generates a tenth phase signal nmea having a phase corresponding to the sixth selection signal meas from the first phase signal Pnea and the second phase signal Pnoa.
- the sixth interpolator 52 generates an eleventh phase signal nmoa having a phase corresponding to the seventh selection signal moas from the first phase signal Pnea and the second phase signal Pnoa.
- the seventh interpolator 53 generates a fifth phase signal nmka having a phase corresponding to the eighth selection signal kas from the tenth phase signal nmea and the eleventh phase signal nmoa.
- the eighth interpolator 54, the ninth interpolator 55, and the tenth interpolator 56 correspond to the second interpolator 3b in FIG. 1 or FIG.
- the eighth interpolator 54 generates a twelfth phase signal nmeb having a phase corresponding to the ninth selection signal mebs from the third phase signal Pneb and the fourth phase signal Pnob.
- the ninth interpolator 55 generates a thirteenth phase signal nmob having a phase corresponding to the tenth selection signal mobs from the third phase signal Pneb and the fourth phase signal Pnob.
- a tenth interpolator 56 generates a sixth phase signal nmkb having a phase corresponding to the eleventh selection signal kbs from the twelfth phase signal nmeb and the thirteenth phase signal nmob.
- the first two-selection circuit 6 and the second two-selection circuit 7 in FIG. 11 can exchange the fifth phase signal nmka and the sixth phase signal nmkb and output them, as in FIG.
- the control circuit 13 generates an n-phase selection signal and an h-phase selection signal for controlling the selector 2 based on an externally input control code, and also generates a sixth selection signal meas and a seventh selection signal. It generates moas, an eighth selection signal kas, a ninth selection signal mebs, a tenth selection signal mobs, and an eleventh selection signal kbs.
- the semiconductor circuit 1 of FIG. 11 has a plurality of interpolators connected in multiple stages, and the finally output fifth phase signal nmka and sixth phase signal nmkb are phase-shifted in fine units. can be changed.
- FIG. 12 is a circuit diagram showing the internal configuration of the multiphase clock generation circuit 12 in the multiphase clock generation & selector 5 of FIG.
- the multiphase clock generation circuit 12 of FIG. 12 has an inverter 16 in addition to the N-divider circuit 8 and a plurality of cascade-connected FFs 9, as in FIG.
- This inverter 16 inverts the logic of the input clock signal CLK.
- the input clock signal CLK and the inverted clock signal inverted by the inverter 16 are alternately input to the cascaded FFs 9 .
- the plurality of FFs 9 output multiphase signals whose phases are shifted every half cycle of the input clock signal CLK. Therefore, the multiphase clock generation circuit 12 in FIG. 12 can generate a multiphase signal whose phase is shifted by a finer phase amount than the multiphase clock generation circuit 12 in FIG.
- equivalent polyphase signals can be output even if FF9 is replaced with a latch circuit.
- FIG. 13 is a circuit diagram showing the internal configuration of the selector 2 within the multiphase clock generator & selector 5 of FIG.
- the selector 2 of FIG. 13 includes a first selection circuit 21, a second selection circuit 22, a third selection circuit 23, a fourth selection circuit 24, a first synchronization circuit 61, a second synchronization circuit 62, third synchronization circuit 63, fourth synchronization circuit 64, fifth synchronization circuit 65, sixth synchronization circuit 66, and seventh synchronization circuit 67 , an eighth synchronization circuit 68, an eleventh interpolator 69, a twelfth interpolator 70, a thirteenth interpolator 71, a fourteenth interpolator 72, and a third a two-selection circuit 73, a fourth two-selection circuit 74, a fifth two-selection circuit 75, a sixth two-selection circuit 76, a fifteenth interpolator 77, and a sixteenth interpolator 78; , a seventeenth interpol
- the twelfth selection signal neas and the thirteenth selection signal noas input to the selector 2 in FIG. 13 correspond to the first selection signal nas in the selector 2 in FIG. 1 or FIG. Also, the fourteenth selection signal nebs and the fifteenth selection signal nobs input to the selector 2 in FIG. 13 correspond to the second selection signal nbs in the selector 2 in FIG. 1 or FIG.
- the first selection circuit 21 selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal neas.
- the second selection circuit 22 selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal noas.
- the third selection circuit 23 selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal nebs.
- the fourth selection circuit 24 selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal nobs.
- the first synchronization circuit 61 generates a 14th phase signal by synchronizing the signal selected by the first selection circuit 21 with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the first logic to the second logic. .
- the second synchronization circuit 62 generates a fifteenth phase signal by synchronizing the fourteenth phase signal with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the second logic to the first logic.
- the third synchronization circuit 63 synchronizes the signal selected by the second selection circuit 22 with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the first logic to the second logic to generate a 16th phase signal. .
- the fourth synchronization circuit 64 synchronizes the 16th phase signal with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the second logic to the first logic to generate a 17th phase signal.
- the fifth synchronization circuit 65 synchronizes the signal selected by the third selection circuit 23 with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the first logic to the second logic to generate the eighteenth phase signal.
- the sixth synchronization circuit 66 generates a nineteenth phase signal by synchronizing the eighteenth phase signal with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the second logic to the first logic.
- the seventh synchronization circuit 67 synchronizes the signal selected by the fourth selection circuit 24 with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the first logic to the second logic to generate a twentieth phase signal.
- the eighth synchronization circuit 68 generates a twenty-first phase signal by synchronizing the twenty-first phase signal with the timing at which the input clock signal CLK transitions from the second logic to the first logic.
- the eleventh interpolator 69 generates a twenty-second phase signal nea having a phase corresponding to the phases of the fourteenth phase signal and the fifteenth phase signal.
- the twelfth interpolator 70 generates a twenty-third phase signal noa having a phase corresponding to the phase of the sixteenth phase signal and the phase of the seventeenth phase signal.
- the thirteenth interpolator 71 generates a twenty-fourth phase signal neb having a phase corresponding to the phases of the eighteenth phase signal and the nineteenth phase signal.
- the fourteenth interpolator 72 generates a twenty-fifth phase signal nob having a phase corresponding to the phases of the twenty-first phase signal and the twenty-first phase signal.
- the third two-selection circuit 73 selects either the 22nd phase signal nea or the 23rd phase signal noa based on the 16th selection signal has.
- the fourth two-selection circuit 74 selects the phase signal selected by the third two-selection circuit 73 from the twenty-second phase signal nea and the twenty-third phase signal noa based on the sixteenth selection signal has.
- a fifth two-selection circuit 75 selects either the twenty-fourth phase signal neb or the twenty-fifth phase signal nob based on the seventeenth selection signal hbs.
- the sixth two-selection circuit 76 selects the phase signal selected by the fifth two-selection circuit 75 from the twenty-fourth phase signal neb and the twenty-fifth phase signal nob based on the seventeenth selection signal hbs.
- the selector 2 of FIG. 13 includes a seventh two-selection circuit 81, an eighth two-selection circuit 82, a ninth and a tenth two-selection circuit 84 .
- the twenty-second phase signal nea and the twenty-third phase signal noa are input to the seventh two-selection circuit 81 and the eighth two-selection circuit 82, respectively.
- the seventh two-selection circuit 81 always selects the twenty-second phase signal nea
- the eighth two-selection circuit 82 always selects the twenty-third phase signal noa.
- the 24th phase signal neb and the 25th phase signal nob are input to the ninth two-selection circuit 83 and the tenth two-selection circuit 84, respectively.
- the ninth two-selection circuit 83 always selects the twenty-fourth phase signal neb
- the tenth two-selection circuit 84 always selects the twenty-fifth phase signal nob.
- the seventh two-selection circuit 81 to tenth two-selection circuit 84 do not perform a selection operation, but are used to match the timing with the third two-selection circuit 73 to sixth two-selection circuit 76. is provided in
- the fifteenth interpolator 77 outputs a first phase signal having a phase corresponding to the phase of the phase signal selected by the third two-selection circuit 73 and the phase of the phase signal selected by the fourth two-selection circuit 74. Generate Pnea.
- the sixteenth interpolator 78 selects the phase of the twenty-second phase signal nea selected by the seventh two-selection circuit 81 and the phase of the twenty-third phase signal noa selected by the eighth two-selection circuit 82. to generate a second phase signal Pnoa having a phase according to .
- a seventeenth interpolator 79 outputs a third phase signal having a phase corresponding to the phase of the phase signal selected by the fifth binary selection circuit 75 and the phase of the phase signal selected by the sixth binary selection circuit 76. Generate Pneb.
- the eighteenth interpolator 80 selects the phase of the twenty-fourth phase signal neb selected by the ninth binary selection circuit 83 and the phase of the twenty-fifth phase signal nob selected by the tenth binary selection circuit 84. to generate a fourth phase signal Pnob having a phase according to .
- the selector 2 in FIG. 13 can generate polyphase signals whose phases are sequentially shifted by a minimum phase amount corresponding to half the cycle of the input clock signal CLK, using the 12th selection signal neas to the 17th selection signal hbs.
- FIG. 14 is a block diagram showing the internal configuration of the 11th interpolator 69 to the 18th interpolator 80 in FIG.
- Each of the eleventh interpolator 69 to the eighteenth interpolator 80 has the same configuration, and outputs phase signals having phases corresponding to the phases of the two input phase signals IN1 and IN2.
- Each of the 11 interpolators 69 to the 18th interpolator 80 is collectively referred to as DIV2PI.
- the DIV2PI in FIG. 14 has two inverters 85, 86, two low-leakage DIV2PIs 87, 88, and a set-reset circuit 89.
- the two low-leakage DIV2PIs 87, 88 have the same configuration.
- the two low-leakage DIV2PIs 87, 88 may also be referred to as a first low-leakage DIV2PI 87 and a second low-leakage DIV2PI 88 for distinction.
- the first low-leakage DIV2PI 87 outputs phase signals having phases corresponding to the phases of the two phase signals IN1 and IN2 input to the DIV2PI in FIG.
- the second low-leakage DIV2PI 88 outputs phase signals having phases corresponding to phases of two phase signals obtained by inverting the two phase signals IN1 and IN2 by inverters 85 and 86 .
- the set-reset circuit 89 has the same circuit configuration as the set-reset circuit 35 of FIG.
- the set reset circuit 89 enters a set state when the phase signal output from the first low-leakage DIV2PI 87 becomes high level, and outputs a high level signal. Also, when the phase signal output from the second low-leakage DIV2PI 88 becomes high level, the set reset circuit 89 enters a reset state and outputs a low level signal.
- FIG. 15 is a circuit diagram showing the internal configuration of the low-leakage DIV2PI (first low-leakage DIV2PI 87 and second low-leakage DIV2PI 88) of FIG.
- the low leakage DIV2 PI 87,88 of FIG. 98 input nodes and an NMOS transistor Q12 connected between the ground node.
- the output node of the OR gate 95 is connected to the gate of the PMOS transistor Q10.
- the phase signal IN1 is input via the buffer 96 to the gate of the NMOS transistor Q11.
- the phase signal IN2 is input through the buffer 97 to the gate of the NMOS transistor Q12.
- the PMOS transistor Q10 When both the phase signals IN1 and IN2 are at low level, the PMOS transistor Q10 is turned on and the input node of the inverter 98 is charged to high level. After that, when at least one of the phase signals IN1 and IN2 is turned on, at least one of the NMOS transistors Q11 and Q12 is turned on, current is drawn from the input node of the inverter 98 to the ground node, and the input node of the inverter 98 is pulled out. The potential drops. With two NMOS transistors on than with one NMOS transistor on, the potential at the input node of inverter 98 falls more quickly and the output of low leakage DIV2PI 87, 88 transitions from low to high. faster timing. As a result, the low-leakage DIV2PIs 87 and 88 in FIG. 15 can output phase signals having phases corresponding to the phases of the two phase signals IN1 and IN2.
- FIG. 16 is a circuit diagram according to a first modification of the low-leakage DIV2PIs 87, 88 of FIG.
- the low leakage DIV2PI 87,88 of FIG. 16 has two AND gates 99,100 in addition to the configuration of FIG.
- One AND gate 99 outputs a logical AND signal b of the phase signal IN1 and a phase signal obtained by delaying the phase signal IN1 by the buffer 96.
- the output signal b of one AND gate 99 is input to the gate of the NMOS transistor Q11.
- the other AND gate 100 outputs a logical AND signal c of the phase signal IN1 and the phase signal obtained by delaying the phase signal IN1 by the buffer 97 .
- the output signal c of the other AND gate 100 is input to the gate of the NMOS transistor Q12.
- the timing at which the outputs of the AND gates 99 and 100 transition to high level can be reliably delayed from the timing at which the output of the OR gate 95 transitions to high level. It is possible to prevent the PMOS transistor Q10 and the NMOS transistor Q11 or Q12 from turning on at the same time, thereby preventing a through current from flowing from the power supply voltage node to the ground node.
- FIG. 17 is a circuit diagram according to a second modification of the low-leakage DIV2PIs 87, 88 of FIG. 17 has two OR gates 101 and 102, one AND gate 103, two buffers 104 and 105, and a dummy circuit 106 in addition to the configuration of FIG. Buffers 104 and 105 are for delay adjustment, and the number of connection stages is arbitrary. Any logic gates or inverters may be used instead of the OR gates 95, 101 and 102.
- One OR gate 101 outputs a logical sum signal a of the phase signal IN1 delayed by the buffer 96 and the phase signal IN2.
- the output signal a of one OR gate 101 is input to the gate of the NMOS transistor Q11.
- AND gate 103 outputs a logical AND signal of phase signal IN2 and signals obtained by delaying phase signal IN2 by buffers 104 and 105 .
- the other OR gate 102 outputs the OR signal c of the output signal of the AND gate 103 and the signal obtained by delaying the phase signal IN2 by the buffer 97 . This signal is input to the gate of the NMOS transistor Q12.
- a dummy circuit 106 is connected to the signal path of the phase signal IN1.
- the dummy circuit 106 adds a load similar to that of the signal IN2 to the signal path of the signal IN1, and the internal configuration of the dummy circuit 106 does not matter.
- FIG. 18 is a timing diagram of the low leakage DIV2PI 87, 88 of FIG. FIG. 18 shows timings of the phase signal IN1, the phase signal IN2, the output signal a of the OR gate 95, the output signal b of the OR gate 101, and the output signal c of the OR gate .
- FIG. 19 is a diagram explaining the operation of the first selection circuit 21 and the second selection circuit 22 in the selector 2 of FIG.
- FIG. 19 shows a bit string of the control code input to the semiconductor circuit 1 of FIG.
- a diagram showing the correspondence relationship with the bit string of the thirteenth selection signal noas, the waveform of the signal selected by the first selection circuit 21, and the waveform of the signal selected by the second selection circuit 22 are shown.
- the third selection circuit 23 and the fourth selection circuit 24 in the selector 2 of FIG. 13 perform selection operations similar to those of the first selection circuit 21 and the second selection circuit 22, although the signals to be selected are different. Therefore, it is omitted in FIG.
- a control code is, for example, a bit string signal consisting of 13 bits.
- the three most significant bits of the bit string signal are used for selection by the first selection circuit 21 to the fourth selection circuit 24 .
- the upper 3 bits of the control code have 8 different values.
- the 12th selection signal neas and the 13th selection signal noas are also 3-bit bit string signals.
- the bit value of either the 12th selection signal neas or the 13th selection signal noas changes. More specifically, every time the bit value of the control code changes by one, the bit value of the twelfth selection signal neas or the thirteenth selection signal noas alternately changes by one.
- the polyphase signals are frequency-divided clock signals DCK having different phases, as shown in FIG.
- the second selection circuit 22 selects the frequency-divided clock signal DCK having the signal waveform w3, for example.
- the first selection circuit 21 selects the frequency-divided clock signal DCK having the signal waveform w4. In this manner, each time the control code changes by 1, the first selection circuit 21 and the second selection circuit 22 are alternately selected based on the 12th selection signal neas or the 13th selection signal noas corresponding to the control code. to select the frequency-divided clock signal DCK whose phase is shifted by the minimum phase amount.
- control circuit (second control circuit) 13 of FIG. A fourteenth selection signal nebs consisting of eight bit string signals and a fifteenth selection signal nobs consisting of a ninth bit string signal are output and input to the selector 2 in FIG. Then, the control circuit 13 alternately changes part of the bit values in the sixth bit string signal and the seventh bit string signal so that the first selection circuit 21 and the second selection circuit 22 select By alternately changing the phase of the signal by the minimum phase and alternately changing some bit values in the eighth bit string signal and the ninth bit string signal, the third selection circuit 23 and the fourth selection The phase of the signal selected by the circuit 24 is alternately changed by the minimum phase.
- control circuit 13 may output a 16th selection signal has made up of the tenth bit string signal and a seventeenth selection signal hbs made up of the 11th bit string signal. In this case, the control circuit 13 alternately changes some bit values in the tenth bit string signal and the eleventh bit string signal to obtain the first phase signal Pnea, the second phase signal Pnoa, and the third phase signal Pnoa. and the phase of the fourth phase signal Pnob are shifted by the minimum phase.
- FIG. 20 is a diagram explaining the operation of the third two-selection circuit 73 and the fourth two-selection circuit 74 in the selector 2 of FIG.
- FIG. 20 shows part of the bit string in the control code input to the semiconductor circuit 1 of FIG. are shown.
- FIG. 20 shows a signal waveform w11 of the input clock signal CLK, signal waveforms w12 and w14 of the 22nd phase signal nea output from the 11th interpolator 69, and output from the 12th interpolator 70.
- a signal waveform w13 of the twenty-third phase signal noa is shown.
- the twenty-second phase signal nea and the twenty-third phase signal noa are signals whose phases are shifted by about half the cycle of the input clock signal CLK.
- the eleventh interpolator 69 outputs the 22nd phase signal nea having different phases as shown by the signal waveforms w12 and w14 according to the signal selected by the first selection circuit 21 on the preceding stage. Output.
- the 4th and 5th bits from the most significant are used to select the third two-selection circuit 73 and the fourth two-selection circuit 74.
- the third two-selection circuit 73 and the fourth two-selection circuit 74 select the twenty-second phase signal nea.
- the fifteenth interpolator 77 outputs a first phase signal Pnea having a phase corresponding to the phase of the twenty-second phase signal nea, as indicated by a signal waveform w15.
- the sixteenth interpolator 78 divides the phase of the twenty-second phase signal nea output from the seventh two-select circuit 81 and the eighth two-phase signal nea, as shown in the signal waveform w16.
- a second phase signal Pnoa having a phase corresponding to the phase of the twenty-third phase signal noa output from the selection circuit 82 is output.
- the third two-selection circuit 73 and the fourth two-selection circuit 74 both output the twenty-third phase signal noa.
- the fifteenth interpolator 77 outputs a first phase signal Pnea having a phase corresponding to the phase of the twenty-third phase signal noa, as indicated by a signal waveform w17.
- the sixteenth interpolator 78 divides the phase of the twenty-second phase signal nea output from the seventh two-selection circuit 81 and the eighth two-selection circuit 81 as shown in the signal waveforms.
- a second phase signal Pnoa having a phase corresponding to the phase of the twenty-third phase signal noa output from the circuit 82 is output.
- the selector 2 in FIG. It outputs a phase signal Pnoa.
- FIG. 21 is a diagram explaining the operation of the fifth interpolator 51 and the sixth interpolator 52 in the semiconductor circuit 1 of FIG.
- FIG. 21 shows part of the bit string in the control code input to the semiconductor circuit 1 of FIG. 11, the bit string of the sixth selection signal meas for selecting the phase of the fifth interpolator 51, The bit strings of the seventh selection signal moas for phase selection of the 6 interpolators 52 and the phase differences between these bit strings are shown.
- FIG. 21 shows a signal waveform w21 of the input clock signal CLK, a signal waveform w22 of the first phase signal Pnea output from the multiphase clock generator & selector 5, a signal waveform w23 of the second phase signal Pnoa, A signal waveform w24 of the first phase signal Pnea obtained by shifting the phase of the signal waveform w22 is shown.
- the first selection signal nas input to the multiphase clock generator & selector 5 can be used to select whether the phase of the first phase signal Pnea should be the signal waveform w22 or the signal waveform w24.
- the fifth interpolator 51 and the sixth interpolator 52 are set to the 10th phase by the bit values of, for example, the 6th to 9th bits from the most significant bit of the bit string signal of the control code.
- a signal nmea and an eleventh phase signal nmoa are generated.
- the control circuit 13 outputs the bit string signal of the sixth selection signal meas for selecting the phase of the fifth interpolator 51 and the bit string signal of the sixth interpolator 51 according to the bit values of the sixth to ninth bits from the most significant bit of the control code. and a bit string signal of a seventh selection signal moas for performing 52 phase selections.
- the bit string signals of the sixth selection signal meas and the seventh selection signal moas are each 8 bits, for example.
- the bit string signal of the sixth selection signal meas and the bit string signal of the seventh selection signal moas alternately change their bit values by two bits from the lower side to the higher side. More specifically, when the sixth bit of the control code is 0, the bit string signal of the sixth selection signal meas and the bit string signal of the seventh selection signal moas alternately change from 00 to 11 by two bits.
- the bit positions of the 2 bits that change are shifted from the low order side to the high order side of each bit string signal.
- bit string signal of the sixth selection signal meas For this reason, looking at the bit string signal of the sixth selection signal meas, the same bit string signal continues twice, and then the bit string signal that changes to 11 by 2 bits from the lower side continues twice in succession. is repeated.
- bit string signal of the seventh selection signal moas but the sixth selection signal meas and the seventh selection signal moas have different timings at which 2 bits in the bit string signal change to 11.
- FIG. Therefore, the magnitude relationship between the bit string signal of the sixth selection signal meas and the bit string signal of the seventh selection signal moas alternately changes.
- a change in the magnitude relationship of the bit string signals means a change in the phase difference between the bit string signals, and as shown in FIG. 21, lead and lag of the phase appear alternately.
- the phase of the first phase signal Pnea input to the fifth interpolator 51 changes and changes from the signal waveform w22 to the signal waveform w24.
- the bit string signal of the sixth selection signal meas and the bit string signal of the seventh selection signal moas change to 00 by two bits from the upper side as the 7th to 9th bits from the most significant bit of the control code change by one bit. Change.
- the sixth interpolator 52 outputs the first phase signal Pnea indicated by the signal waveform w22 and the first phase signal Pnea indicated by the signal waveform w23. 2 phase signal Pnoa, the eleventh phase signal nmoa shown in the signal waveform w26 is generated.
- the fifth interpolator 51 When the 6th to 9th bits from the most significant bit of the control code are 0001, the fifth interpolator 51 outputs the first phase signal Pnea indicated by the signal waveform w22 and the second phase signal Pnoa indicated by the signal waveform w23. , to generate a tenth phase signal nmea shown in signal waveform w27.
- the fifth interpolator 51 and the sixth interpolator 52 alternately generate the minimum phase amount.
- a shifted tenth phase signal nmea or an eleventh phase signal nmoa is generated.
- the bit string signal of the sixth selection signal meas for phase selection of the fifth interpolator 51 and the bit string signal of the seventh selection signal moas for phase selection of the sixth interpolator 52 are 2 Alternately bit by bit.
- the phase of the first phase signal Pnea input to the fifth interpolator 51 and the sixth interpolator 52 changes (signal waveform w24 ).
- the sixth interpolator 52 outputs the first phase signal Pnea indicated by the signal waveform w24 and the second phase signal indicated by the signal waveform w23. From Pnoa, an eleventh phase signal nmoa shown in signal waveform w34 is generated.
- the fifth interpolator 51 converts the first phase signal Pnea indicated by the signal waveform w24 and the second phase signal Pnoa indicated by the signal waveform w23 to , to generate the tenth phase signal nmea shown in the signal waveform w35.
- the bit string signal of the sixth selection signal meas and the bit string signal of the seventh selection signal moas are changed to 00 by two bits from the upper side.
- the phases of the tenth phase signal nmea and the eleventh phase signal nmoa alternately output from the fifth interpolator 51 and the sixth interpolator 52 change each time the control code changes by one bit. , are sequentially shifted in the same direction by the minimum phase amount.
- a bit string signal of the ninth selection signal mebs for phase selection of the eighth interpolator 54 and a bit string signal of the tenth selection signal mobs for phase selection of the ninth interpolator 55 each time the signal changes. is changed by 2 bits, and the phases of the 12th phase signal nmeb and the 13th phase signal nmob are alternately changed by the minimum phase amount.
- the fifth interpolator 51 outputs the 10 phase signal nmea and the eleventh phase signal nmoa output from the sixth interpolator 52 can be shifted by the minimum phase amount.
- FIG. 22 is a diagram for explaining operations of the seventh interpolator 53 and the tenth interpolator 56 in the semiconductor circuit 1 of FIG.
- FIG. 22 shows part of the bit string in the control code input to the semiconductor circuit 1 of FIG. 11 and the bit string signal of the eighth selection signal kas for phase selection of the seventh interpolator 53. Illustrated.
- the tenth interpolator 56 in the semiconductor circuit 1 in FIG. 11 has different selection target signals, it performs the same selection operation as the seventh interpolator 53, so it is omitted in FIG.
- FIG. 22 shows a signal waveform w51 of the tenth phase signal nmea, a signal waveform w52 of the eleventh phase signal nmoa, and a signal waveform w53 of the tenth phase signal nmea obtained by shifting the phase of the signal waveform w51.
- It is A first selection signal nas input to the multiphase clock generator & selector 5 , a sixth selection signal meas input to the fifth interpolator 51 , and a sixth selection signal meas input to the sixth interpolator 52 .
- 7 selection signal moas it is possible to select whether the phase of the tenth phase signal nmea should be the signal waveform w51 or the signal waveform w53.
- the seventh interpolator 53 generates the fifth phase signal nmka according to the bit values of, for example, the 10th to 13th bits from the most significant bit of the control code. More specifically, the bit string signal of the eighth selection signal kas is generated from the bit values of the 10th to 13th bits from the most significant bit of the control code. As shown in FIG. 22, the bit string signal of the eighth selection signal kas is, for example, 8 bits. The bit string signal of the eighth selection signal kas changes its bit value bit by bit. More specifically, when the 10th bit from the most significant bit of the control code is 0, each bit of the bit string signal of the eighth selection signal kas changes from 0 to 1 in order from the lower side to the higher side. When the 10th bit from the high order of the control code is 1, each bit of the bit string signal of the eighth selection signal kas sequentially changes from 1 to 0 from the high order side to the low order side.
- the seventh interpolator 53 When the 10th to 13th bits from the most significant bit of the control code are 0000, the seventh interpolator 53 outputs the tenth phase signal nmea indicated by the signal waveform w51 and the eleventh phase signal nmoa indicated by the signal waveform w52. , the fifth phase signal nmka shown in the signal waveform w55 is generated.
- the seventh interpolator 53 When the 10th to 13th bits from the most significant bit of the control code are 0001, the seventh interpolator 53 outputs the tenth phase signal nmea indicated by the signal waveform w51 and the eleventh phase signal nmoa indicated by the signal waveform w52. , the fifth phase signal nmka shown in the signal waveform w56 is generated.
- the bit string signal of the eighth selection signal kas for selecting the phase of the seventh interpolator 53 has a bit value of 1 from the lower side to the higher side. and the fifth phase signal nmka is phase-shifted by the minimum phase amount.
- the phase of the tenth phase signal nmea input to the seventh interpolator 53 changes (signal waveform w53).
- the seventh interpolator 53 generates the fifth phase signal nmka indicated by the signal waveform w63 from the tenth phase signal nmea indicated by the signal waveform w53 and the eleventh phase signal nmoa indicated by the signal waveform w52. .
- the bit string signal of the eighth selection signal kas for selecting the phase of the seventh interpolator 53 has a bit value of 0 from the upper side to the lower side. and the fifth phase signal nmka is phase-shifted by the minimum phase amount.
- the control circuit (first control circuit) 13 of FIG. It outputs a ninth selection signal mebs consisting of three bit string signals and a tenth selection signal mobs consisting of a fourth bit string signal.
- the control circuit 13 alternately changes part of the bit values in the first bit string signal and the second bit string signal, thereby changing the phases of the tenth phase signal nmea and the eleventh phase signal nmoa by the minimum phase.
- the phases of the twelfth phase signal nmeb and the thirteenth phase signal nmob are shifted by the minimum phase by shifting and alternately changing partial bit values in the third bit string signal and the fourth bit string signal.
- control circuit 13 alternately changes a part of the bit values in the first bit string signal and the second bit string signal from the lower bit side to the upper bit side, and then changes the bit values from the upper bit side to the lower bit side.
- the twelfth phase signal nmeb and the thirteenth phase signal nmob are changed. Shift the phase by the minimum phase.
- the control circuit 13 sequentially changes a part of the bit values in the eighth selection signal kas, which is the fourth bit string signal, thereby shifting the phase of the fifth phase signal nmka by the minimum phase.
- the phase of the sixth phase signal nmkb is shifted by the minimum phase.
- FIG. 23 is a block diagram showing the internal configuration of a modified example of the multiphase clock generator & selector 5 of FIG.
- the multiphase clock generation & selector 5 of FIG. 23 is obtained by integrating the multiphase clock generation circuit 12 and the selector 2 .
- the selector 2 in FIG. 13 generates the first phase signal Pnea to the fourth phase signal Pnob using the multiphase signals from the multiphase clock generation circuit 12 in FIG.
- the generation & selector 5 includes a first multiphase clock generation circuit 121 for generating the first phase signal Pnea based on the twelfth selection signal neas, and a second phase clock generation circuit 121 for generating the first phase signal Pnea based on the thirteenth selection signal noas.
- a second multiphase clock generation circuit 122 for generating the signal Pnoa; a third multiphase clock generation circuit 123 for generating the third phase signal Pneb based on the fourteenth selection signal nebs; and a fourth multiphase clock generation circuit 124 for generating a fourth phase signal Pnob based on fifteen selection signals nobs.
- the first multiphase clock generation circuit 121 has a plurality of cascaded FFs 9 and a plurality of two-selection circuits 125 connected to the input nodes of each FF 9 .
- Each 2-selection circuit 125 inputs the frequency-divided clock signal DCK generated by the N frequency-dividing circuit 8 to the next-stage FF9, or transmits the output signal of the previous-stage FF9 to the next-stage FF9, based on the twelfth selection signal neas. Select whether to input to FF9.
- the post-stage side of the first to fourth multiphase clock generation circuits 121 to 124 has basically the same circuit configuration as the post-stage side of the first selection circuit 21 to the fourth selection circuit 24 in FIG. , the explanation is omitted.
- the semiconductor circuit 1 since a plurality of interpolators are connected in multiple stages and multiphase signals are generated using the rising edge and falling edge of the input clock signal CLK, It is possible to reduce the amount of phase shift of each phase signal. Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 19 to 22, for example, an 8-bit bit string signal is generated based on a partial bit string of the control code from the outside, and some bits of the bit string signal are sequentially processed. By shifting, it is possible to generate phase signals whose phases are sequentially shifted by the minimum phase amount.
- FIG. 24 is a block diagram showing a schematic configuration of the semiconductor circuit 1 according to the fourth embodiment.
- the semiconductor circuit 1 of FIG. 24 includes a multiphase clock generation circuit 12, a plurality of interpolators (PI) 126, a phase selection circuit 127, a first interpolator 3a, and a second interpolator 3b. It has
- the multiphase clock generation circuit 12 generates multiphase signals with different phases in synchronization with the input clock signal CLK.
- the polyphase signal is a signal obtained by shifting the phase of the frequency-divided clock signal DCK obtained by frequency-dividing the input clock signal CLK in a plurality of ways. The number of phases of the polyphase signal does not matter.
- a plurality of interpolators 126 respectively generate phase signals whose phases correspond to the phases of the two frequency-divided clock signals DCK output from the multiphase clock generation circuit 12 .
- the number of interpolators 126 is not particularly limited, and the number of interpolators 126 is provided according to the number of phases of the polyphase signal.
- the phase selection circuit 127 selects the first phase signal Pnea and the second phase signal Pnoa having different phases from among the plurality of phase signals output from the plurality of interpolators 126, and selects the first phase signal Pnea and the second phase signal Pnoa having different phases.
- a third phase signal Pneb and a fourth phase signal Pnob are selected.
- a plurality of interpolators 126 and phase selection circuits 127 may be connected in multiple stages as in the semiconductor circuit 1 according to the third embodiment described above.
- the first interpolator 3a outputs a fifth phase signal Outa having a phase corresponding to the phase of the first phase signal Pnea and the phase of the second phase signal Pnoa.
- the second interpolator 3b outputs a sixth phase signal Outb having a phase corresponding to the phases of the third phase signal Pneb and the fourth phase signal Pnob.
- the fifth phase signal Outa output by the first interpolator 3a is a reference phase signal.
- the phase difference can be detected without depending on PVT (process P, voltage V, temperature T).
- FIG. 25 is a block diagram of a semiconductor circuit 1 including a first fine interpolator (fine PI) 128 and a second fine interpolator (fine PI) 129 in addition to the configuration of FIG.
- the fifth phase signal output from the first interpolator 3 a is input to the first fine adjustment interpolator 128 .
- the first fine interpolator 128 outputs a first fine phase signal Outa obtained by finely adjusting the phase of the fifth phase signal.
- the second fine adjustment interpolator 129 receives the sixth phase signal output from the second interpolator 3b.
- the second fine interpolator 128 outputs a second fine phase signal Outb obtained by finely adjusting the phase of the sixth phase signal.
- the semiconductor circuit 1 in FIGS. 24 and 25 is composed of logic gates and FFs, it can be arranged in at least part of a standard cell formed in advance on a semiconductor substrate. By arranging the semiconductor circuit 1 of FIGS. 24 and 25 on the standard cell, it is possible to reduce the number of design man-hours, and to easily form a chip.
- FIG. 26 is a block diagram showing a schematic configuration of an electronic device 10 having the semiconductor circuit 1 according to the fifth embodiment.
- the electronic device 10 of FIG. 26 includes a semiconductor circuit 1, a light projecting section 111, a light receiving section 112, and a phase difference detection circuit 113, which have the same configuration as in FIG.
- the electronic device 10 of FIG. 26 can be composed of one or more semiconductor chips.
- the light projecting unit 111 can be configured with a Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL).
- the light receiving unit 112 can be configured with SPAD (Single Photon Avalanche Diode).
- the first fine adjustment phase signal Outa output from the first fine adjustment interpolator 128 is used as a light projection timing signal for the light projection section 111 .
- the object 15 is irradiated with the light projected from the light projecting unit 111 , and the reflected light from the object 15 is received by the light receiving unit 112 .
- the second fine phase signal output from the second fine interpolator 128 is used to sample the received light signal at the light receiving section 112 . By gradually shifting the phase of the second fine phase signal, it is possible to generate the second fine phase signal having a phase suitable for sampling the received light signal.
- the phase difference detection circuit 113 detects the phase difference between the phase of the second fine adjustment phase signal suitable for sampling the received light signal and the first fine adjustment phase signal. Thereby, a phase difference independent of process P, voltage V, and temperature T can be detected.
- this technique can take the following structures. (1) outputting a first phase signal and a second phase signal having different phases based on a first selection signal from among polyphase signals having different phases, and outputting a first phase signal and a second phase signal having different phases based on the second selection signal; a selector that outputs a third phase signal and a fourth phase signal that are out of phase with each other; a first interpolator that outputs a fifth phase signal having a phase corresponding to the phase of the first phase signal and the phase of the second phase signal; and a second interpolator that outputs a sixth phase signal having a phase corresponding to the phase of the third phase signal and the phase of the fourth phase signal.
- a multiphase clock generation circuit that generates the multiphase signal by shifting the phase of the frequency-divided clock signal obtained by frequency-dividing the input clock signal;
- the selector comprises the first phase signal and the second phase signal, which are out of phase with each other by one cycle or half a cycle of the input clock signal, and the first phase signal and the second phase signal out of phase with each other by one cycle or half a cycle of the input clock signal.
- the semiconductor circuit according to (4) which outputs the third phase signal and the fourth phase signal that are shifted from each other.
- each of the first interpolator and the second interpolator a third interpolator that outputs a seventh phase signal having a phase corresponding to the phases of the two phase signals having different phases; a fourth interpolator that outputs an eighth phase signal having a phase corresponding to the phases of the two opposite phase signals obtained by inverting the logic of the two phase signals;
- a set-reset circuit that outputs a ninth phase signal that becomes the first logic when the seventh phase signal is of a predetermined logic and a second logic when the eighth phase signal is the predetermined logic. and
- the two phase signals are the first phase signal and the second phase signal in the first interpolator, and the third phase signal and the fourth phase signal in the second interpolator.
- phase signal is the phase signal, (7) or (8), wherein the ninth phase signal is the fifth phase signal in the first interpolator and the sixth phase signal in the second interpolator;
- a semiconductor circuit as described. (10) a first two-selection circuit that selects one of the fifth phase signal and the sixth phase signal based on a fifth selection signal; a second two-selection circuit that selects the other of the fifth phase signal and the sixth phase signal that the first two-selection circuit did not select, based on the fifth selection signal. , (1) to (9).
- the first interpolator is a fifth interpolator for generating a tenth phase signal having a phase corresponding to a sixth selection signal from the first phase signal and the second phase signal; a sixth interpolator that generates an eleventh phase signal having a phase corresponding to a seventh selection signal from the first phase signal and the second phase signal; a seventh interpolator that generates the fifth phase signal having a phase corresponding to an eighth selection signal from the tenth phase signal and the eleventh phase signal;
- the second interpolator is an eighth interpolator that generates a twelfth phase signal having a phase corresponding to a ninth selection signal from the third phase signal and the fourth phase signal; a ninth interpolator for generating a thirteenth phase signal having a phase corresponding to a tenth selection signal from the third phase signal and the fourth phase signal; (1) to a tenth interpolator that generates the sixth phase signal having a phase corresponding to an eleventh selection signal from the twelfth phase signal and the thirteenth phase signal;
- the sixth selection signal consisting of the first bit string signal; the seventh selection signal consisting of the second bit string signal; the ninth selection signal consisting of the third bit string signal; a first control circuit for outputting the tenth selection signal consisting of a bit string signal of The first control circuit alternately changes part of bit values in the first bit string signal and the second bit string signal, thereby changing the tenth phase signal and the eleventh phase signal.
- the twelfth phase signal and the thirteenth phase signal are obtained by shifting the phase by the minimum phase and alternately changing part of the bit values in the third bit string signal and the fourth bit string signal.
- the first control circuit alternately changes part of the bit values in the first bit string signal and the second bit string signal from the lower bit side to the upper bit side, By alternately changing from the bit side to the lower bit side, the phases of the tenth phase signal and the eleventh phase signal are shifted by the minimum phase, and the third bit string signal and the fourth bit string signal are shifted by the minimum phase.
- the twelfth phase signal and the semiconductor circuit according to (12) After alternately changing a part of bit values in the bit string signal from the lower bit side to the upper bit side, by alternately changing from the upper bit side to the lower bit side, the twelfth phase signal and the semiconductor circuit according to (12), wherein the phase of the thirteenth phase signal is shifted by a minimum phase.
- the eighth selection signal is a fourth bit string signal; the eleventh selection signal is a fifth bit string signal,
- the first control circuit shifts the phase of the fifth phase signal by the minimum phase by sequentially changing the bit values of a part of the fourth bit string signal, and shifts the phase of the fifth bit string signal by the minimum phase.
- the first selection signal includes a 12th selection signal and a 13th selection signal; the second selection signal includes a fourteenth selection signal and a fifteenth selection signal;
- the selector is a first selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal; a second selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal; a third selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal; a fourth selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal; a first synchronization circuit for generating the first phase signal by synchronizing the signal selected by the first selection circuit with an input clock signal; a second synchronization circuit for generating the second phase signal by synchronizing the signal selected by the second selection circuit with the input clock signal; a third synchronization circuit for generating the third phase signal by synchronizing the signal selected by the third selection circuit with the input clock signal; and a fourth synchronization circuit that generates the fourth phase signal
- the first selection signal includes a 12th selection signal and a 13th selection signal; the second selection signal includes a fourteenth selection signal and a fifteenth selection signal;
- the selector is a first selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the twelfth selection signal; a second selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the thirteenth selection signal; a third selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fourteenth selection signal; a fourth selection circuit that selects one signal from the polyphase signals based on the fifteenth selection signal; a first synchronization circuit for generating a fourteenth phase signal by synchronizing the signal selected by the first selection circuit at the timing when the input clock signal transitions from the first logic to the second logic; a second synchronization circuit for generating a fifteenth phase signal by synchronizing the fourteenth phase signal with timing at which the input clock signal transitions from the second logic to the first logic; a third synchronizing circuit for generating a sixteen
- a second control circuit for outputting the fifteenth selection signal consisting of bit string signals of By alternately changing the values, the phases of the signals selected by the first selection circuit and the second selection circuit are alternately changed by the minimum phase, and the eighth bit string signal and the ninth bit string signal are alternately changed. alternately changing the phases of the signals selected by the third selection circuit and the fourth selection circuit by a minimum phase by alternately changing a part of the bit values in the bit string signal;
- the sixteenth selection signal is a tenth bit string signal; the seventeenth selection signal is an eleventh bit string signal;
- the second control circuit alternately changes partial bit values in the tenth bit string signal and the eleventh bit string signal to generate the first phase signal, the second phase signal,
- phase difference control circuit (20) a phase difference control circuit;
- An electronic device comprising a phase difference detection circuit, The phase difference control circuit is Outputting a first phase signal and a second phase signal whose phases are different from each other based on a first selection signal from among the polyphase signals whose phases are different from each other, and outputting a phase signal whose phases are different from each other based on the second selection signal a selector that outputs different third phase signals and fourth phase signals; a first interpolator that outputs a fifth phase signal having a phase corresponding to the phase of the first phase signal and the phase of the second phase signal; a second interpolator that outputs a sixth phase signal having a phase corresponding to the phase of the third phase signal and the phase of the fourth phase signal;
- the phase difference detection circuit uses the fifth phase signal as a reference phase signal and detects a phase difference from the sixth phase signal.
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Abstract
[課題]PVT変動に対する耐性が高く、かつ高い時間分解能の信号を出力する。 [解決手段]半導体回路は、それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、第1の位相信号の位相と第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、第3の位相信号の位相と第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える。
Description
本開示は、半導体回路及び電子機器に関する。
近年の電子機器の高機能化および多機能化に伴い、高速インターフェース回路、半導体センサを用いた距離測定回路など、さまざまな回路において、高精度かつ高速のクロック生成回路が必要になってきた。この種のクロック生成回路には、フェーズロックトループや、ディレイロックトループなどの帰還回路が広く用いられている。また、帰還回路を用いない回路としてインターポレータ回路もあるが、単体で利用するには課題が多く、フェーズロックトループやディレイロックトループなどの帰還回路の回路部品として用いられることが多い。
この種のクロック生成回路では、より高い時間分解能と、PVT(プロセス、電圧、温度)変動に対する耐性と、小面積かつ省電力とが求められている。
そこで、本開示は、PVT変動に対する耐性が高く、かつ高い時間分解能の信号を出力可能な半導体回路及び電子機器を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示によれば、それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える、半導体回路が提供される。
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える、半導体回路が提供される。
前記第1のインターポレータと前記第2のインターポレータとは、同一の回路構成を有してもよい。
前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する位相差検出回路を備えてもよい。
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ち、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ってもよい。
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ってもよい。
入力クロック信号を分周した分周クロック信号の位相をシフトさせることにより、前記多相信号を生成する多相クロック生成回路を備え、
前記セレクタは、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号と、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号とを出力してもよい。
前記セレクタは、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号と、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号とを出力してもよい。
前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号の位相に応じた位相の第7の位相信号を出力する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号の位相に応じた位相の第8の位相信号を出力する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに第1論理になり、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに第2論理になる第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号であってもよい。
それぞれ位相が異なる2つの位相信号の位相に応じた位相の第7の位相信号を出力する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号の位相に応じた位相の第8の位相信号を出力する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに第1論理になり、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに第2論理になる第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号であってもよい。
前記第1のインターポレータは、第3の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を出力し、
前記第2のインターポレータは、第4の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を出力してもよい。
前記第2のインターポレータは、第4の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を出力してもよい。
前記第1のインターポレータは、前記前記第3の選択信号で選択可能な位相のうち、最も早い位相の前記第5の位相信号を出力してもよい。
前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号から、前記第3の選択信号に応じた位相の第7の位相信号を生成する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号から、前記第4の選択信号に応じた位相の第8の位相信号を生成する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに論理が反転し、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに論理が反転する第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号であってもよい。
それぞれ位相が異なる2つの位相信号から、前記第3の選択信号に応じた位相の第7の位相信号を生成する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号から、前記第4の選択信号に応じた位相の第8の位相信号を生成する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに論理が反転し、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに論理が反転する第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号であってもよい。
第5の選択信号に基づいて、前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の一方を選択する第1の二選択回路と、
前記第5の選択信号に基づいて、前記第1の二選択回路が選択しなかった前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の他方を選択する第2の二選択回路と、を有してもよい。
前記第5の選択信号に基づいて、前記第1の二選択回路が選択しなかった前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の他方を選択する第2の二選択回路と、を有してもよい。
前記第1のインターポレータは、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第6の選択信号に応じた位相の第10の位相信号を生成する第5のインターポレータと、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第7の選択信号に応じた位相の第11の位相信号を生成する第6のインターポレータと、
前記第10の位相信号と前記第11の位相信号とから、第8の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を生成する第7のインターポレータを、を有し、
前記第2のインターポレータは、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第9の選択信号に応じた位相の第12の位相信号を生成する第8のインターポレータと、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第10の選択信号に応じた位相の第13の位相信号を生成する第9のインターポレータと、
前記第12の位相信号と前記第13の位相信号とから、第11の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を生成する第10のインターポレータと、を有してもよい。
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第6の選択信号に応じた位相の第10の位相信号を生成する第5のインターポレータと、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第7の選択信号に応じた位相の第11の位相信号を生成する第6のインターポレータと、
前記第10の位相信号と前記第11の位相信号とから、第8の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を生成する第7のインターポレータを、を有し、
前記第2のインターポレータは、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第9の選択信号に応じた位相の第12の位相信号を生成する第8のインターポレータと、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第10の選択信号に応じた位相の第13の位相信号を生成する第9のインターポレータと、
前記第12の位相信号と前記第13の位相信号とから、第11の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を生成する第10のインターポレータと、を有してもよい。
第1のビット列信号からなる前記第6の選択信号と、第2のビット列信号からなる前記第7の選択信号と、第3のビット列信号からなる前記第9の選択信号と、第4のビット列信号からなる前記第10の選択信号とを出力する第1の制御回路を備え、
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第8の選択信号は、第4のビット列信号であり、
前記第11の選択信号は、第5のビット列信号であり、
前記第1の制御回路は、前記第4のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第5の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第5のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第6の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第11の選択信号は、第5のビット列信号であり、
前記第1の制御回路は、前記第4のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第5の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第5のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第6の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号に同期化させた前記第1の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第2の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第3の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第4の位相信号を生成する第4の同期化回路と、を有してもよい。
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号に同期化させた前記第1の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第2の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第3の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第4の位相信号を生成する第4の同期化回路と、を有してもよい。
前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第14の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第16の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する第4の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する第5の同期化回路と、 前記第18の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する第6の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する第7の同期化回路と、
前記第20の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する第8の同期化回路と、
前記第14の位相信号の位相と前記第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号を生成する第11のインターポレータと、
前記第16の位相信号の位相と前記第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号を生成する第12のインターポレータと、
前記第18の位相信号の位相と前記第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号を生成する第13のインターポレータと、
前記第20の位相信号の位相と前記第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号を生成する第14のインターポレータと、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号と前記第23の位相信号とのいずれか一方を選択する第3の二選択回路と、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号及び前記第23の位相信号から、前記第3の二選択回路が選択した位相信号を選択する第4の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号と前記第25の位相信号とのいずれか一方を選択する第5の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号及び前記第25の位相信号から、前記第5の二選択回路が選択した位相信号を選択する第6の二選択回路と、
前記第3の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第4の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第1の位相信号を生成する第15のインターポレータと、
前記第22の位相信号の位相と前記第23の位相信号の位相とに応じた位相の前記第2の位相信号を生成する第16のインターポレータと、
前記第5の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第6の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第3の位相信号を生成する第17のインターポレータと、
前記第24の位相信号の位相と前記第25の位相信号の位相とに応じた位相の前記第4の位相信号を生成する第18のインターポレータと、を有してもよい。
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第14の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第16の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する第4の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する第5の同期化回路と、 前記第18の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する第6の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する第7の同期化回路と、
前記第20の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する第8の同期化回路と、
前記第14の位相信号の位相と前記第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号を生成する第11のインターポレータと、
前記第16の位相信号の位相と前記第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号を生成する第12のインターポレータと、
前記第18の位相信号の位相と前記第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号を生成する第13のインターポレータと、
前記第20の位相信号の位相と前記第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号を生成する第14のインターポレータと、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号と前記第23の位相信号とのいずれか一方を選択する第3の二選択回路と、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号及び前記第23の位相信号から、前記第3の二選択回路が選択した位相信号を選択する第4の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号と前記第25の位相信号とのいずれか一方を選択する第5の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号及び前記第25の位相信号から、前記第5の二選択回路が選択した位相信号を選択する第6の二選択回路と、
前記第3の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第4の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第1の位相信号を生成する第15のインターポレータと、
前記第22の位相信号の位相と前記第23の位相信号の位相とに応じた位相の前記第2の位相信号を生成する第16のインターポレータと、
前記第5の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第6の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第3の位相信号を生成する第17のインターポレータと、
前記第24の位相信号の位相と前記第25の位相信号の位相とに応じた位相の前記第4の位相信号を生成する第18のインターポレータと、を有してもよい。
第6のビット列信号からなる前記第12の選択信号と、第7のビット列信号からなる前記第13の選択信号と、第8のビット列信号からなる前記第14の選択信号と、第9のビット列信号からなる前記第15の選択信号とを出力する第2の制御回路を備え、
前記第2の制御回路は、前記第6のビット列信号及び前記第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の選択回路及び前記第2の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、前記第8のビット列信号及び前記第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第3の選択回路及び前記第4の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させてもよい。
前記第2の制御回路は、前記第6のビット列信号及び前記第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の選択回路及び前記第2の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、前記第8のビット列信号及び前記第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第3の選択回路及び前記第4の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させてもよい。
前記第16の選択信号は、第10のビット列信号であり、
前記第17の選択信号は、第11のビット列信号であり、
前記第2の制御回路は、前記第10のビット列信号及び前記第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の位相信号、前記第2の位相信号、前記第3の位相信号、及び前記第4の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記第17の選択信号は、第11のビット列信号であり、
前記第2の制御回路は、前記第10のビット列信号及び前記第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の位相信号、前記第2の位相信号、前記第3の位相信号、及び前記第4の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせてもよい。
前記セレクタ、前記第1のインターポレータ、及び前記第2のインターポレータを構成する回路が配置されたスタンダードセルを備えてもよい。
位相差制御回路と、
位相差検出回路と、を備える電子機器であって、
前記位相差制御回路は、
それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を有し、
前記位相差検出回路は、前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出してもよい。
位相差検出回路と、を備える電子機器であって、
前記位相差制御回路は、
それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を有し、
前記位相差検出回路は、前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出してもよい。
以下、図面を参照して、半導体回路及び電子機器の実施形態について説明する。以下では、半導体回路及び電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、半導体回路及び電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態による半導体回路1のブロック図である。図1の半導体回路1は、互いに位相が異なる2つの位相信号Outa、Outbを出力する。これら2つの位相信号Outa、Outbは、同一の半導体回路1で生成されるため、PVT変動が同じである。PVT変動とは、プロセスP、電源電圧V、温度Tの少なくとも一つの影響により、信号の特性が変化することを意味する。図1では不図示の後段の回路にて、PVT変動が等しい2つの位相信号Outa、Outbの位相差を検出することで、PVT変動が相殺された位相差信号を得ることができる。このように、図1の半導体回路1は、後段の回路でPVT変動が相殺された位相差信号を検出できるように、それぞれ位相が異なる2つの位相信号を出力する。
図1は第1の実施形態による半導体回路1のブロック図である。図1の半導体回路1は、互いに位相が異なる2つの位相信号Outa、Outbを出力する。これら2つの位相信号Outa、Outbは、同一の半導体回路1で生成されるため、PVT変動が同じである。PVT変動とは、プロセスP、電源電圧V、温度Tの少なくとも一つの影響により、信号の特性が変化することを意味する。図1では不図示の後段の回路にて、PVT変動が等しい2つの位相信号Outa、Outbの位相差を検出することで、PVT変動が相殺された位相差信号を得ることができる。このように、図1の半導体回路1は、後段の回路でPVT変動が相殺された位相差信号を検出できるように、それぞれ位相が異なる2つの位相信号を出力する。
図1の半導体回路1は、セレクタ2と、第1のインターポレータ(PI_1)3aと、第2のインターポレータ(PI_2)3bとを備えている。
セレクタ2は、それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号nasに基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2を出力するとともに、第2の選択信号nbsに基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2を出力する。ここで、多相信号とは、それぞれ位相が異なる複数の信号である。図1では、多相信号がN相(Nは2以上の整数)である例を示している。多相信号は、後述するように、例えば入力クロック信号CLKを分周した分周クロック信号を入力クロック信号CLKで位相を複数通りにシフトさせることで生成可能である。
第1の位相信号Pna1と第2の位相信号Pna2との位相差は任意であるが、典型的には、第1の位相信号Pna1と第2の位相信号Pna2とは、最小位相量の位相のずれを有する。最小位相量とは、多相クロック生成回路で生成される連続する2つのクロック信号の位相差である。例えば、後述(図5)に示すように入力クロック信号をN分周した分周クロック信号をシフトレジスタで位相シフトさせて生成される多相信号においては、第1の位相信号Pna1と第2の位相信号Pna2を生成するために用いられる入力クロック信号CLKの1周期又は半周期である。同様に、第3の位相信号Pnb1と第4の位相信号Pnb2との位相差は任意であるが、典型的には、第3の位相信号Pnb1と第4の位相信号Pnb2とは、最小位相量の位相のずれを有する。
第1のインターポレータ3aは、第1の位相信号Pna1の位相と第2の位相信号Pna2の位相とに応じた位相の第5の位相信号Outaを出力する。第2のインターポレータ3bは、第3の位相信号Pnb1の位相と第4の位相信号Pnb2の位相とに応じた位相の第6の位相信号Outbを出力する。第5の位相信号Outaは、第1の位相信号Pna1の位相と第2の位相信号Pna2の位相との位相差の中から第3の選択信号masにて選択可能な内分(インターポレート)比で選択された所定の位相を有する。第6の位相信号Outbについても同様であり、第4の選択信号mbsにて選択可能な内分(インターポレート)比で選択された所定の位相を有する。
第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bは、同一の回路構成を有する。第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bを同一の回路構成にすることで、第1のインターポレータ3aから出力される第5の位相信号Outaと、第2のインターポレータ3bから出力される第6の位相信号OutbのPVT変動を同じにすることができる。
第1のインターポレータ3aは、第3の選択信号masに応じた位相の第5の位相信号Outaを出力する。第2のインターポレータ3bは、第4の選択信号mbsに応じた位相の第6の位相信号Outbを出力する。例えば、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bはそれぞれ、M相の位相から任意の位相を選択することができる。よって、セレクタ2がN相の多相信号から任意の位相信号を選択できるとすると、図1の半導体回路1は、N×M個の位相の候補から任意の位相の第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbを、それぞれ独立に選択して出力できる。
第1のインターポレータ3aは、第3の選択信号masで選択可能な位相のうち、最も早い位相の第5の位相信号Outaを出力するようにしてもよい。この場合、第5の位相信号Outaを基準位相信号として用いることができる。第2のインターポレータ3bは、任意の位相の第6の位相信号Outbを出力できるようにしてもよい。このように、第5の位相信号Outaを基準位相信号とし、かつ第6の位相信号Outbを任意の位相の信号とすることで、第6の位相信号Outbと第5の位相信号Outaとの位相差を検出することで、PVT変動に依存しない種々の位相差信号を生成できる。
図1の半導体回路1は、半導体基板上に配置可能である。後述するように、半導体基板上に予め形成されたスタンダードセルの少なくとも一部に、図1の半導体回路1を配置することができる。スタンダードセルを用いて図1の半導体回路1を設計することで、設計工数を削減でき、製造も容易になる。また、図1の半導体回路1は、他の機能を実現する別の半導体回路とともに、同一の半導体基板上に配置してパッケージング及びチップ化することも可能であり。これにより、LSI(Large Scale Integrated chip)やSoC(Silicon on Chip)に図1の半導体回路1を組み込むことができる。
図2は図1の半導体回路1を備える電子機器10の概略的なブロック図である。図2の電子機器10は、PLL回路11と、多相クロック生成回路12と、図1の半導体回路1と、制御回路13と、システム回路14とを備えている。
PLL回路11は、参照クロック信号を生成して出力する。多相クロック生成回路12は、例えば入力クロック信号CLKを分周した分周クロック信号DCKを入力クロック信号CLKに同期させてシフトさせることにより、多相信号を生成する。分周クロック信号DCKを入力クロック信号CLKに同期させる際には、入力クロック信号CLKの例えば立ち上がりエッジ(又は立ち下がりエッジ)のタイミングで同期化させてもよいし、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方のタイミングで同期化させてもよい。
制御回路13は、上述した第1の選択信号nas、第2の選択信号nbs、第3の選択信号mas、及び第4の選択信号mbsを生成して、半導体回路1に入力する。第1の選択信号nasと第2の選択信号nbsは、半導体回路1内のセレクタ2に入力されて、多相信号を生成するために用いられる。また、第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2は第5の位相信号Outaを生成するために用いられ、第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2は第6の位相信号Outbを生成するために用いられる。
後述するように、制御回路13は、外部から入力される制御コードのビット列信号に基づいて、第1の選択信号nas~第4の選択信号mbsを生成する。第1の選択信号nas~第4の選択信号mbsのそれぞれは、複数ビットからなるビット列信号である。
システム回路14の機能及び内部構成は問わない。システム回路14には、半導体回路1から出力された第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbが入力される。システム回路14は、例えば、第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbとの位相差を検出して、PVT変動に依存しない位相差信号を生成することができる。また、システム回路14は、第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbをセンシング信号として使用することができる。より具体的には、基準位相信号である第5の位相信号Outaに同期した光信号を対象物に照射し、対象物からの反射光信号を第6の位相信号Outbに同期させてサンプリングしてもよい。これにより、対象物までの距離を非接触で精度よく計測できる。
図3Aは第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bの一具体例を示す図である。図3Aは、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bのそれぞれが複数のクロックトインバータで構成される例を示している。以下、図3Aの構成を有する第1のインターポレータ3aについて説明する。
図3Aに示す第1のインターポレータ3aは、入力位相信号Pnが入力されるノードと出力ノードとの間に並列接続される複数のクロックトインバータ4と、入力位相信号Pn+1が入力されるノードと出力ノードとの間に並列接続される複数のクロックトインバータ4とを有する。
各クロックトインバータ4はイネーブル端子を有し、各クロックトインバータ4をイネーブル状態にするか否かを個別に設定することができる。具体的には、クロックトインバータ4の総数に応じたビット数の制御信号の各ビットの値により、各クロックトインバータ4をイネーブルにするか否かが決定される。イネーブル状態のクロックトインバータ4の数が多いほど、インターポレータから出力される信号の位相は早くなる。よって、制御信号の各ビットの値を調整することで、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bから出力される信号の位相を細かく調整できる。制御信号のビット数がMであれば、図3Aの第1のインターポレータ3aは、M相の位相信号を出力できる。
図3Bは図3Aのクロックトインバータ4の内部構成の一例を示す回路図である。図3Bのクロックトインバータ4は、電源電圧ノードと接地ノードの間にカスコード接続される、PMOSトランジスタQ1、Q2と、NMOSトランジスタQ3、Q4とを有する。トランジスタQ2,Q3のゲートには入力位相信号INが入力され、トランジスタQ1、Q4のゲートには制御信号SB、Sが入力される。図3Bの回路構成において、トランジスタQ1とQ2を入れ替え、かつトランジスタQ3とQ4を入れ替えてもよい。
このように、第1の実施形態では、セレクタ2から出力された第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2に基づいて、第1のインターポレータ3aにて第5の位相信号Outaを生成し、セレクタ2から出力された第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2に基づいて、第2のインターポレータ3bにて第6の位相信号Outbを生成する。これにより、第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbの位相を細かく調整することができる。
また、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bの回路構成を同じにすることで、第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbの位相差信号については、PVT変動を相殺することができ、PVT変動に依存しない位相差信号を簡易に生成することができる。
さらに、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bは、例えば並列接続された複数のクロックトインバータ4で構成でき、各クロックトインバータ4をイネーブルにするか否かで第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbの位相を簡易かつ細かく調整できる。よって、本実施形態によれば、簡易な回路構成と制御により、第5の位相信号Outaと第6の位相信号Outbの位相を細かく調整できる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態をより具体化したものである。
図4は第2の実施形態による半導体回路1の概略構成を示すブロック図である。図4の半導体回路1は、多相クロック生成&セレクタ5と、第1のインターポレータ3aと、第2のインターポレータ3bと、第1の二選択回路6と、第2の二選択回路7と、制御回路13とを備えている。
第2の実施形態は、第1の実施形態をより具体化したものである。
図4は第2の実施形態による半導体回路1の概略構成を示すブロック図である。図4の半導体回路1は、多相クロック生成&セレクタ5と、第1のインターポレータ3aと、第2のインターポレータ3bと、第1の二選択回路6と、第2の二選択回路7と、制御回路13とを備えている。
多相クロック生成&セレクタ5は、多相クロック生成回路12とセレクタ2とを有する。これらの回路の詳細な説明は後述する。
図4のセレクタ2は、図1のセレクタ2と同様に、第1の選択信号nasに基づいて第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2を出力し、かつ第2の選択信号nbsに基づいて第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2を出力する。第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2は、互いに最小位相量だけ位相がずれた信号である。第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2は、第1のインターポレータ3aに入力される。第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2は、互いに最小位相量だけ位相がずれた信号である。第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2は、第2のインターポレータ3bに入力される。第1のインターポレータ3aは、第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2から、第3の選択信号masに基づいて第5の位相信号nmaを出力する。第2のインターポレータ3bは、第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2から、第4の選択信号mbsに基づいて第6の位相信号nmbを出力する。
第1の二選択回路6は、第5の選択信号ssに基づいて、第5の位相信号nma及び第6の位相信号nmbの一方Outaを選択する。第2の二選択回路7は、第5の選択信号ssに基づいて、第1の二選択回路6が選択しなかった第5の位相信号nma及び第6の位相信号nmbの他方Outbを選択する。
第1の二選択回路6と第2の二選択回路7は、制御回路13からの制御信号ssにより、第5の位相信号nmaと第6の位相信号nmbを入れ替えて出力することができる。これにより、第5の位相信号nmaと第6の位相信号nmbが伝搬する経路の伝搬遅延時間の時間差を計測したり、第5の位相信号nmaと第6の位相信号nmbの機能を逆にして、後段の処理を実行したりすることができる。
図5は図4の多相クロック生成&セレクタ5内の多相クロック生成回路12の内部構成の一例を示す回路図である。多相クロック生成回路12は、N分周回路8と、縦続接続された複数(N個)のフリップフロップ(以下、FFと呼ぶ)9とを有する。
N分周回路8は、入力クロック信号CLKをN分周した分周クロック信号DCKを出力する。分周クロック信号DCKは、入力クロック信号CLKの例えば立ち上がりエッジにて、各FF9で同期化される。これにより、縦続接続された複数のFF9からは、入力クロック信号CLKの1周期分ずつ位相がずれた複数の分周クロック信号DCKを含む多相信号が出力される。より詳細には、縦続接続された複数のFF9のうち、初段のFF9からは0相信号が出力され、最終段のFF9からは(N-1)相信号が出力される。
図6は図4の多相クロック生成&セレクタ5内のセレクタ2の内部構成の一例を示す回路図である。図6のセレクタ2は、第1の選択回路21と、第2の選択回路22と、第3の選択回路23と、第4の選択回路24と、第1の同期化回路25と、第2の同期化回路26と、第3の同期化回路27と、第4の同期化回路28とを有する。
図6のセレクタ2には、図4の制御回路13で生成された第12の選択信号na、第13の選択信号na1、第14の選択信号nb、及び第15の選択信号nb1が入力される。このうち、第12の選択信号na及び第13の選択信号na1は、図1のセレクタ2における第1の選択信号nasに対応する。また、図6のセレクタ2における第14の選択信号nb及び第15の選択信号nb1は、図1のセレクタ2における第2の選択信号nbsに対応する。
第1の選択回路21は、第12の選択信号naに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第2の選択回路22は、第13の選択信号na1に基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第3の選択回路23は、第14の選択信号nbに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第4の選択回路24は、第15の選択信号nb1に基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。
第1の同期化回路25は、第3の選択回路23で選択された信号を入力クロック信号CLKに同期化させた第1の位相信号Pna1を生成する。第2の同期化回路26は、第4の選択回路24で選択された信号を入力クロック信号CLKに同期化させた第2の位相信号Pna2を生成する。第3の同期化回路27は、第5の選択回路で選択された信号を入力クロック信号CLKに同期化させた第3の位相信号Pnb1を生成する。第4の同期化回路28は、第6の選択回路で選択された信号を入力クロック信号CLKに同期化させた第4の位相信号Pnb2を生成する。第1の同期化回路25~第4の同期化回路28はそれぞれ、例えばFF9で構成される。
第1の同期化回路25~第4の同期化回路28を設けることで、第1の選択回路21~第4の選択回路24で選択された信号の位相差を、入力クロック信号CLKに同期化することができ、第1の選択回路21~第4の選択回路24で選択された信号の位相のばらつきを調整できる。
図7は図4の第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bの内部構成を示すブロック図である。第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bの内部構成は同一である。第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bは、フェーズインターポレータ3とも呼ばれる。フェーズインターポレータ3は、入力された2つの位相信号IN1、IN2の各位相に応じた位相を選択信号mas又はmbsに基づいて選択して、その選択された位相の位相信号を出力する。
図7のフェーズインターポレータ3は、2つの低リークフェーズインターポレータ(以下、低リークPIと呼ぶこともある)31、32と、2つのインバータ33、34と、セットリセット回路35とを有する。低リークとは、電源電圧ノードと接地ノードの間に貫通電流が流れないような回路構成であることを意味する。
2つの低リークPI31、32の内部構成は同じである。以下では、一方の低リークPI31を第3のインターポレータ31、他方の低リークPI32を第4のインターポレータ32と呼ぶこともある。
第3のインターポレータ31は、それぞれ位相が異なる2つの位相信号IN1、IN2から、選択信号mas又はmbsに応じた位相の第7の位相信号を生成する。第4のインターポレータ32は、2つの位相信号IN1、IN2の論理をインバータ33、34で反転させた2つの逆位相信号から、選択信号mas又はmbsに応じた位相の第8の位相信号を生成する。
セットリセット回路35は、第7の位相信号が所定の論理のときに第1の論理になり、第8の位相信号が所定の論理のときに第2の論理になる第9の位相信号OUTを出力する。セットリセット回路35は、例えば、2つのインバータ36、37と、2つのNANDゲート38、39と、バッファ40とを有する。第7の位相信号は、一方のインバータ36で論理が反転された後、一方のNANDゲート38に入力される。第8の位相信号は、他方のインバータ37で論理が反転された後、他方のNANDゲート39に入力される。一方のNANDゲート38は、他方のNANDゲート39の出力と第7の位相信号の論理反転信号との否定論理積信号を出力する。他方のNANDゲート39は、一方のNANDゲート38の出力と第8の位相信号の論理反転信号との否定論理積信号を出力する。一方のNANDゲート38の出力信号はバッファ40を介して出力される。
図7の第4のインターポレータ32の出力信号がハイレベルになると、セットリセット回路35はセット状態となり、図7のフェーズインターポレータ3からはハイレベルの信号が出力される。また、第3のインターポレータ31の出力信号がハイレベルになると、セットリセット回路35はリセット状態となり、図7のフェーズインターポレータ3からはローレベルの信号が出力される。第3のインターポレータ31と第4のインターポレータ32から出力された第7の位相信号及び第8の位相信号をセットリセット回路35に入力することで、図7の低リークPI31、32から出力される第9の位相信号のデューティ比のばらつきを改善できる。
図8は図7の低リークPI31、32(第3のインターポレータ31と第4のインターポレータ32)の内部構成の一例を示す回路図である。図8の低リークPI31、32には、2つの位相信号IN1、IN2が入力される。2つの位相信号IN1、IN2は、図4の第1の位相信号Pna1及び第2の位相信号Pna2、又は図4の第3の位相信号Pnb1及び第4の位相信号Pnb2である。
図8の低リークPI31、32は、ORゲート41と、2つのバッファ42、43と、PMOSトランジスタQ5と、インバータ44と、インバータ44の入力ノードと接地ノードの間にカスコード接続されるN組の第1のトランジスタ群45と、インバータ44の入力ノードと接地ノードの間にカスコード接続されるN組の第2のトランジスタ群46とを有する。各トランジスタ群45、46は、インバータ44の入力ノードと接地ノードの間にカスコード接続される2つのNMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)を有する。
第1のトランジスタ群45内の一方のNMOSトランジスタQ6のゲートには、バッファ42を介して、位相信号IN1が入力される。第1のトランジスタ群45内の他方のNMOSトランジスタQ7のゲートには、図7の第3の選択信号mas又は第4の選択信号mbs中の対応するビットの反転信号SB0~SBN-1が入力される。
第2のトランジスタ群46内の一方のNMOSトランジスタQ8のゲートには、バッファ43を介して、位相信号IN2が入力される。第2のトランジスタ群46内の他方のNMOSトランジスタQ9のゲートには、図7の第3の選択信号mas又は第4の選択信号mbs中の対応するビット信号S0~SN-1が入力される。
図8の低リークPI31、32では、PMOSトランジスタQ5により、インバータ44の入力ノードがハイレベルにチャージされた後、いずれかのトランジスタ群45、46内のカスコード接続された2つのNMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)がともにオンすると、インバータ44の入力ノードから接地ノードに電流が引き抜かれて、インバータ44の入力ノードの電位が低下する。カスコード接続される2つのNMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)がオンするトランジスタ群の数が多いほど、インバータ44の入力ノードの電位が低下する速度が速くなる。インバータ44の入力ノードの電位がインバータ44の閾値電圧を下回ると、インバータ44の出力は、ローレベルからハイレベルに遷移する。
このように、図8の低リークPI31、32は、カスコード接続される2つのNMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)がともにオンするトランジスタ群の数を第3の選択信号mas又は第4の選択信号mbsで制御することで、低リークPI31、32から出力される位相信号の位相を調整できる。また、低リークPI31、32に入力される2つの位相信号IN1、IN2の位相差の違いによっても、低リークPI31、32から出力される位相信号の位相が変化する。位相信号IN1、IN2の位相差が小さいほど、その位相差に比例して、低リークPI31、32から出力される位相信号の時間間隔も小さくなる。
図9は図8の一変形例による低リークPI31、32の内部構成を示す回路図である。図9の低リークPI31、32は、図8の構成に加えて、2つのANDゲート47、48を有する。図9では、ORゲート41の出力信号をa、一方のANDゲート47の出力信号をb、他方のANDゲート48の出力信号をcとしている。一方のANDゲート47は、位相信号IN1と、位相信号IN1をバッファ42で遅延させた位相信号との論理積信号を出力する。一方のANDゲート47の出力信号bは、第1のトランジスタ群45内の一方のNMOSトランジスタQ6のゲートに入力される。他方のANDゲート48は、位相信号IN2と、位相信号IN2をバッファ43で遅延させた位相信号との論理積信号を出力する。他方のANDゲート48の出力信号cは、第2のトランジスタ群46内の一方のNMOSトランジスタQ8のゲートに入力される。
図10は図9の低リークPI31、32のタイミング図である。図10には、2つの位相信号IN1、IN2と、ORゲート41の出力信号aと、一方のANDゲート47の出力信号bと、他方のANDゲート48の出力信号cとの信号波形が図示されている。位相信号IN1、IN2をバッファ42、43で遅延させた信号をANDゲート47、48に入力するため、ANDゲート47、48の出力b、cがローレベルからハイレベルに遷移するタイミングは、ORゲート41の出力aがハイレベルに遷移するタイミングよりもtdだけ遅くなる。このため、カスコード接続されたPMOSトランジスタQ5が、NMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)と同時にオンしなくなり、電源電圧ノードから接地ノードに貫通電流が流れなくなる。
これにより、位相信号IN1がハイレベルに遷移してから、位相信号IN2がハイレベルに遷移するまでの時間差Tの期間内にNMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)で引き抜かれる電流を精度よく制御でき、これにより、図9の低リークPI31、32から出力される位相信号の位相を高精度に制御できる。
図8及び図9は、低リークPI31、32の回路構成の一例にすぎず、図10のようなタイミングを実現できるのであれば、具体的な回路構成は問わない。また、図8及び図9では、PMOSトランジスタQ5にて、インバータ44の入力ノードの電位をチャージし、NMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)でインバータ44の入力ノードから接地ノードに電流を引き抜く構成を示しているが、NMOSトランジスタ(Q6、Q7)又は(Q8、Q9)とPMOSトランジスタQ5の役割を逆にした回路構成にしてもよい。
このように、第2の実施形態では、第1のインターポレータ3aと第2のインターポレータ3bから出力された第5の位相信号nmaと第6の位相信号nmbを交互に入れ替えて出力可能にしたため、第5の位相信号nmaの信号伝搬時間と第6の位相信号nmbの信号伝搬時間との時間差を測定することができる。また、第1のインターポレータ3a及び第2のインターポレータ3bとして図8又は図9の低リークPI31、32を用いることで、貫通電流が流れないようにしつつ、簡易な構成でありながら、位相を細かく、かつ精度よくずらした位相信号を生成できる。
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、第2の実施形態よりもさらに細かい単位で位相がシフトする位相信号を生成することを特徴とする。
第3の実施形態は、第2の実施形態よりもさらに細かい単位で位相がシフトする位相信号を生成することを特徴とする。
図11は第3の実施形態による半導体回路1の概略構成を示すブロック図である。図11の半導体回路1は、多相クロック生成&セレクタ5と、第5のインターポレータ(PI_ea)51と、第6のインターポレータ(PI_oa)52と、第7のインターポレータ(PI_2a)53と、第8のインターポレータ(PI_eb)54と、第9のインターポレータ(PI_ob)55と、第10のインターポレータ(PI_2b)56と、第1の二選択回路6と、第2の二選択回路7と、制御回路13とを備えている。
多相クロック生成&セレクタ5は、多相クロック生成回路12とセレクタ2とを有する。これらの回路の詳細な説明は後述する。多相クロック生成&セレクタ5は、図1の第1の位相信号Pna1に対応する第1の位相信号Pneaと、第2の位相信号Pna2に対応する第2の位相信号Pnoaと、第3の位相信号Pnb1に対応する第3の位相信号Pnebと、第4の位相信号Pnb2に対応する第3の位相信号Pnobとを出力する。
第5のインターポレータ51、第6のインターポレータ52、及び第7のインターポレータ53は、図1又は図4の第1のインターポレータ3aに対応する。第5のインターポレータ51は、第1の位相信号Pneaと第2の位相信号Pnoaとから、第6の選択信号measに応じた位相の第10の位相信号nmeaを生成する。第6のインターポレータ52は、第1の位相信号Pneaと第2の位相信号Pnoaとから、第7の選択信号moasに応じた位相の第11の位相信号nmoaを生成する。第7のインターポレータ53は、第10の位相信号nmeaと第11の位相信号nmoaとから、第8の選択信号kasに応じた位相の第5の位相信号nmkaを生成する。
第8のインターポレータ54、第9のインターポレータ55、及び第10のインターポレータ56は、図1又は図4の第2のインターポレータ3bに対応する。第8のインターポレータ54は、第3の位相信号Pnebと第4の位相信号Pnobとから、第9の選択信号mebsに応じた位相の第12の位相信号nmebを生成する。第9のインターポレータ55は、第3の位相信号Pnebと第4の位相信号Pnobとから、第10の選択信号mobsに応じた位相の第13の位相信号nmobを生成する。第10のインターポレータ56は、第12の位相信号nmebと第13の位相信号nmobとから、第11の選択信号kbsに応じた位相の第6の位相信号nmkbを生成する。
図11の第1の二選択回路6と第2の二選択回路7は、図4と同様に、第5の位相信号nmkaと第6の位相信号nmkbを入れ替えて出力することができる。
制御回路13は、外部から入力された制御コードに基づいて、セレクタ2を制御するためのn相選択信号及びh相選択信号を生成するとともに、第6の選択信号measと、第7の選択信号moasと、第8の選択信号kasと、第9の選択信号mebsと、第10の選択信号mobsと、第11の選択信号kbsとを生成する。
このように、図11の半導体回路1は、複数のインターポレータを多段に接続しており、最終的に出力される第5の位相信号nmkaと第6の位相信号nmkbは細かい単位で位相を変化させることができる。
図12は図11の多相クロック生成&セレクタ5内の多相クロック生成回路12の内部構成を示す回路図である。図12の多相クロック生成回路12は、図5と同様に、N分周回路8と、縦続接続された複数のFF9とを有する他に、インバータ16を有する。このインバータ16は、入力クロック信号CLKの論理を反転する。縦続接続された複数のFF9には、入力クロック信号CLKと、インバータ16で反転された反転クロック信号とが交互に入力される。これにより、複数のFF9は、入力クロック信号CLKの半周期ごとに位相がずれた多相信号を出力する。よって、図12の多相クロック生成回路12は、図5の多相クロック生成回路12よりも、細かい位相量で位相がシフトした多相信号を生成できる。図12の回路構成において、FF9をラッチ回路に置換しても、同等の多相信号を出力できる。
図13は図11の多相クロック生成&セレクタ5内のセレクタ2の内部構成を示す回路図である。図13のセレクタ2は、第1の選択回路21と、第2の選択回路22と、第3の選択回路23と、第4の選択回路24と、第1の同期化回路61と、第2の同期化回路62と、第3の同期化回路63と、第4の同期化回路64と、第5の同期化回路65と、第6の同期化回路66と、第7の同期化回路67と、第8の同期化回路68と、第11のインターポレータ69と、第12のインターポレータ70と、第13のインターポレータ71と、第14のインターポレータ72と、第3の二選択回路73と、第4の二選択回路74と、第5の二選択回路75と、第6の二選択回路76と、第15のインターポレータ77と、第16のインターポレータ78と、第17のインターポレータ79と、第18のインターポレータ80とを有する。
図13のセレクタ2に入力される第12の選択信号neas及び第13の選択信号noasは、図1又は図4のセレクタ2における第1の選択信号nasに対応する。また、図13のセレクタ2に入力される第14の選択信号nebs及び第15の選択信号nobsは、図1又は図4のセレクタ2における第2の選択信号nbsに対応する。
第1の選択回路21は、第12の選択信号neasに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第2の選択回路22は、第13の選択信号noasに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第3の選択回路23は、第14の選択信号nebsに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。第4の選択回路24は、第15の選択信号nobsに基づいて、多相信号から一つの信号を選択する。
第1の同期化回路61は、第1の選択回路21で選択された信号を入力クロック信号CLKが第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する。第2の同期化回路62は、第14の位相信号を入力クロック信号CLKが第2論理から第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する。第3の同期化回路63は、第2の選択回路22で選択された信号を入力クロック信号CLKが第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する。第4の同期化回路64は、第16の位相信号を入力クロック信号CLKが第2論理から第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する。第5の同期化回路65は、第3の選択回路23で選択された信号を入力クロック信号CLKが第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する。第6の同期化回路66は、第18の位相信号を入力クロック信号CLKが第2論理から第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する。第7の同期化回路67は、第4の選択回路24で選択された信号を入力クロック信号CLKが第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する。第8の同期化回路68は、第20の位相信号を入力クロック信号CLKが第2論理から第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する。
第11のインターポレータ69は、第14の位相信号の位相と第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号neaを生成する。第12のインターポレータ70は、第16の位相信号の位相と第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号noaを生成する。第13のインターポレータ71は、第18の位相信号の位相と第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号nebを生成する。第14のインターポレータ72は、第20の位相信号の位相と第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号nobを生成する。
第3の二選択回路73は、第16の選択信号hasに基づいて、第22の位相信号neaと第23の位相信号noaとのいずれか一方を選択する。第4の二選択回路74は、第16の選択信号hasに基づいて、第22の位相信号nea及び第23の位相信号noaから、第3の二選択回路73が選択した位相信号を選択する。第5の二選択回路75は、第17の選択信号hbsに基づいて、第24の位相信号nebと第25の位相信号nobとのいずれか一方を選択する。第6の二選択回路76は、第17の選択信号hbsに基づいて、第24の位相信号neb及び第25の位相信号nobから、第5の二選択回路75が選択した位相信号を選択する。
図13のセレクタ2は、第3の二選択回路73~第6の二選択回路76とは別に、常に固定の選択を行う第7の二選択回路81、第8の二選択回路82、第9の二選択回路83、及び第10の二選択回路84を有する。第7の二選択回路81と第8の二選択回路82には、第22の位相信号neaと第23の位相信号noaが入力される。第7の二選択回路81は常に第22の位相信号neaを選択し、第8の二選択回路82は常に第23の位相信号noaを選択する。同様に、第9の二選択回路83と第10の二選択回路84には、第24の位相信号nebと第25の位相信号nobが入力される。第9の二選択回路83は常に第24の位相信号nebを選択し、第10の二選択回路84は常に第25の位相信号nobを選択する。
このように、第7の二選択回路81~第10の二選択回路84は、選択動作を行うものではないが、第3の二選択回路73~第6の二選択回路76とタイミングを合わせるために設けられている。
第15のインターポレータ77は、第3の二選択回路73が選択した位相信号の位相と、第4の二選択回路74が選択した位相信号の位相とに応じた位相の第1の位相信号Pneaを生成する。第16のインターポレータ78は、第7の二選択回路81で選択された第22の位相信号neaの位相と、第8の二選択回路82で選択された第23の位相信号noaの位相とに応じた位相の第2の位相信号Pnoaを生成する。第17のインターポレータ79は、第5の二選択回路75が選択した位相信号の位相と、第6の二選択回路76が選択した位相信号の位相とに応じた位相の第3の位相信号Pnebを生成する。第18のインターポレータ80は、第9の二選択回路83で選択された第24の位相信号nebの位相と、第10の二選択回路84で選択された第25の位相信号nobの位相とに応じた位相の第4の位相信号Pnobを生成する。
図13のセレクタ2は、第12の選択信号neas~第17の選択信号hbsにより、入力クロック信号CLKの半周期分の最小位相量ずつ位相が順にずれた多相信号を生成することができる。
図14は図13の第11のインターポレータ69~第18のインターポレータ80の内部構成を示すブロック図である。第11のインターポレータ69~第18のインターポレータ80はいずれも同じ構成を有し、2つの入力位相信号IN1、IN2の位相に応じた位相の位相信号を出力するため、以下では、第11のインターポレータ69~第18のインターポレータ80のそれぞれを総称してDIV2PIと呼ぶ。
図14のDIV2PIは、2つのインバータ85、86と、2つの低リークDIV2PI87、88と、セットリセット回路89とを有する。2つの低リークDIV2PI87、88は同じ構成である。以下では、2つの低リークDIV2PI87、88を、第1の低リークDIV2PI87及び第2の低リークDIV2PI88と呼んで区別することもある。第1の低リークDIV2PI87は、図14のDIV2PIに入力される2つの位相信号IN1、IN2の位相に応じた位相の位相信号を出力する。第2の低リークDIV2PI88は、2つの位相信号IN1、IN2をインバータ85、86で反転した2つの位相信号の位相に応じた位相の位相信号を出力する。
セットリセット回路89は、図7のセットリセット回路35と同じ回路構成であり、2つのインバータ90、91と、2つのNANDゲート92、93と、バッファ94とを有する。セットリセット回路89は、第1の低リークDIV2PI87から出力される位相信号がハイレベルになるとセット状態になり、ハイレベルの信号を出力する。また、セットリセット回路89は、第2の低リークDIV2PI88から出力される位相信号がハイレベルになると、リセット状態になり、ローレベルの信号を出力する。セットリセット回路89を設けることで、第1の低リークDIV2PI87から出力される位相信号と、第2の低リークDIV2PI88から出力される位相信号とのデューティ比のばらつきを改善できる。
図15は図14の低リークDIV2PI(第1の低リークDIV2PI87及び第2の低リークDIV2PI88)の内部構成を示す回路図である。図15の低リークDIV2PI87、88は、ORゲート95と、2つのバッファ96、97と、電源電圧ノードと接地ノードの間にカスコード接続されるPMOSトランジスタQ10及びNMOSトランジスタQ11と、インバータ98と、インバータ98の入力ノードと接地ノードの間に接続されるNMOSトランジスタQ12とを有する。
PMOSトランジスタQ10のゲートには、ORゲート95の出力ノードが接続されている。低リークDIV2PI87、88に入力された2つの位相信号IN1、IN2のうち、位相信号IN1は、バッファ96を介してNMOSトランジスタQ11のゲートに入力される。位相信号IN2は、バッファ97を介してNMOSトランジスタQ12のゲートに入力される。
位相信号IN1、IN2がともにローレベルのときに、PMOSトランジスタQ10はオンし、インバータ98の入力ノードはハイレベルにチャージされる。その後、位相信号IN1、IN2の少なくとも一方がオンになると、NMOSトランジスタQ11とNMOSトランジスタQ12の少なくとも一方がオンし、インバータ98の入力ノードから接地ノードに電流が引き抜かれて、インバータ98の入力ノードの電位は低下する。1つのNMOSトランジスタがオンするよりも、2つのNMOSトランジスタがオンした方が、インバータ98の入力ノードの電位はより迅速に低下し、低リークDIV2PI87、88の出力がローレベルからハイレベルに遷移するタイミングが早くなる。これにより、図15の低リークDIV2PI87、88は、2つの位相信号IN1、IN2の位相に応じた位相の位相信号を出力できる。
図16は図15の低リークDIV2PI87、88の第1の変形例による回路図である。図16の低リークDIV2PI87、88は、図15の構成に加えて、2つのANDゲート99、100を有する。一方のANDゲート99は、位相信号IN1と、位相信号IN1をバッファ96で遅延させた位相信号との論理積信号bを出力する。一方のANDゲート99の出力信号bは、NMOSトランジスタQ11のゲートに入力される。他方のANDゲート100は、位相信号IN1と、位相信号IN1をバッファ97で遅延させた位相信号との論理積信号cを出力する。他方のANDゲート100の出力信号cは、NMOSトランジスタQ12のゲートに入力される。
これにより、図16の低リークDIV2PI87、88では、ORゲート95の出力がハイレベルに遷移するタイミングよりも、ANDゲート99、100の出力がハイレベルに遷移するタイミングを確実に遅らせることができ、PMOSトランジスタQ10とNMOSトランジスタQ11又はQ12とが同時にオンして、電源電圧ノードから接地ノードに貫通電流が流れるおそれを防止できる。
図17は図15の低リークDIV2PI87、88の第2の変形例による回路図である。図17の低リークDIV2PI87、88は、図15の構成に加えて、2つのORゲート101、102と、1つのANDゲート103と、2つのバッファ104、105と、ダミー回路106とを有する。なお、バッファ104、105は遅延調整のためのものであり、その接続段数は任意である。また、ORゲート95、101、102の代わりに、任意の論理ゲートやインバータを用いてもよい。
一方のORゲート101は、位相信号IN1をバッファ96で遅延させた信号と、位相信号IN2との論理和信号aを出力する。一方のORゲート101の出力信号aは、NMOSトランジスタQ11のゲートに入力される。ANDゲート103は、位相信号IN2をバッファ104、105で遅延させた信号と、位相信号IN2との論理積信号を出力する。他方のORゲート102は、ANDゲート103の出力信号と、位相信号IN2をバッファ97で遅延させた信号との論理和信号cを出力する。この信号は、NMOSトランジスタQ12のゲートに入力される。
また、位相信号IN1の信号経路には、ダミー回路106が接続されている。このダミー回路106は、信号IN2の信号経路と同程度の負荷を信号IN1の信号経路に付加するものであり、ダミー回路106の内部構成は問わない。
図18は図17の低リークDIV2PI87、88のタイミング図である。図18には、位相信号IN1、位相信号IN2、ORゲート95の出力信号a、ORゲート101の出力信号b、ORゲート102の出力信号cのタイミングが図示されている。
図17の低リークDIV2PIでは、ORゲート95、101、102の出力信号a、b、cがハイレベルに遷移する順番が入れ替わるおそれがない。このため、出力信号cよりも先にハイレベルに遷移する出力信号bのパルス幅を広げることができ、出力信号a、b、cがハイレベルの期間を長くすることできる。よって、インバータ98の入力ノードから接地ノードに確実に電流を引き抜くことができ、所望の位相の位相信号を生成できる。これは、位相信号IN1、IN2の補正可能なデューティ幅を広げることを可能とし、動作マージンを広げることができる。
図19は図13のセレクタ2内の第1の選択回路21及び第2の選択回路22の動作を説明する図である。図19には、図11の半導体回路1に入力される制御コードのビット列と、第1の選択回路21に入力される第12の選択信号neasのビット列と、第2の選択回路22に入力される第13の選択信号noasのビット列との対応関係を示す図と、第1の選択回路21で選択される信号の波形と、第2の選択回路22で選択される信号の波形とが図示されている。なお、図13のセレクタ2内の第3の選択回路23及び第4の選択回路24は、選択対象信号は異なるものの、第1の選択回路21及び第2の選択回路22と同様の選択動作を行うため、図19では割愛している。
制御コードは、例えば13ビットからなるビット列信号である。ビット列信号の最上位から3ビットが第1の選択回路21~第4の選択回路24での選択に用いられる。制御コードの上位側3ビットは、8通りの値を有する。また、第12の選択信号neasと第13の選択信号noasも、それぞれ3ビットのビット列信号である。制御コードの上位側3ビットの値が変化すると、第12の選択信号neasと第13の選択信号noasのいずれか一方のビット値が変化する。より具体的には、制御コードのビット値が1だけ変化するたびに、第12の選択信号neas又は第13の選択信号noasのビット値が1だけ交互に変化する。例えば、制御コードが000から001に変化すると、第12の選択信号neasが000から001に変化するのに対し、第13の選択信号noasは000のままで変化しない。次に、制御コードが001から010に変化すると、第12の選択信号neasは001のままで変化しないのに対し、第13の選択信号noasは000から001に変化する。
このように、制御コードのビット値が1変化すると、第12の選択信号neasと第13の選択信号noasの一方だけが1変化し、その後に制御コードが1変化すると、第12の選択信号neasと第13の選択信号noasの他方だけが1変化する。
図19の最上段の信号波形w1は入力クロック信号CLKであり、2段目以降の信号波形w2~w10はセレクタ2から出力される多相信号である。多相信号は、図12に示すように、それぞれ位相が異なる分周クロック信号DCKである。制御コードが000のときは、第2の選択回路22にて、例えば信号波形w3の分周クロック信号DCKが選択される。制御コードが001のときは、第1の選択回路21にて、信号波形w4の分周クロック信号DCKが選択される。このように、制御コードが1変化するたびに、第1の選択回路21と第2の選択回路22は交互に、制御コードに応じた第12の選択信号neas又は第13の選択信号noasに基づいて、最小位相量ずつ位相がシフトした分周クロック信号DCKを選択する。
このように、図11の制御回路(第2の制御回路)13は、第6のビット列信号からなる第12の選択信号neasと、第7のビット列信号からなる第13の選択信号noasと、第8のビット列信号からなる第14の選択信号nebsと、第9のビット列信号からなる第15の選択信号nobsとを出力して、図13のセレクタ2に入力する。そして、制御回路13は、第6のビット列信号及び第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、第1の選択回路21及び第2の選択回路22で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、第8のビット列信号及び第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、第3の選択回路23及び第4の選択回路24で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させる。
また、制御回路13は、第10のビット列信号からなる第16の選択信号hasと、第11のビット列信号からなる第17の選択信号hbsとを出力してもよい。この場合、制御回路13は、第10のビット列信号及び第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、第1の位相信号Pnea、第2の位相信号Pnoa、第3の位相信号Pneb、及び第4の位相信号Pnobの位相を最小位相ずつシフトさせる。
図20は図13のセレクタ2内の第3の二選択回路73及び第4の二選択回路74の動作を説明する図である。図20には、図11の半導体回路1に入力される制御コード中の一部のビット列と、第3の二選択回路73及び第4の二選択回路74に入力される第16の選択信号hasのビット列とが図示されている。
なお、図13のセレクタ2内の第5の二選択回路75及び第6の二選択回路76は、選択対象信号は異なるものの、第3の二選択回路73及び第4の二選択回路74と同様の選択動作を行うため、図20では割愛している。
図20には、入力クロック信号CLKの信号波形w11と、第11のインターポレータ69から出力される第22の位相信号neaの信号波形w12、w14と、第12のインターポレータ70から出力される第23の位相信号noaの信号波形w13とが図示されている。第22の位相信号neaと第23の位相信号noaは、入力クロック信号CLKの半周期程度位相がシフトした信号である。第11のインターポレータ69は、その前段側の第1の選択回路21が選択する信号に応じて、信号波形w12と信号波形w14に示すように、位相が相違する第22の位相信号neaを出力する。
図20に示すように、制御コードのビット列信号のうち、例えば、最上位から4~5ビット目が第3の二選択回路73と第4の二選択回路74の選択に用いられる。例えば、制御コードが00のときは、第3の二選択回路73と第4の二選択回路74は第22の位相信号neaを選択する。第15のインターポレータ77は、信号波形w15に示すように、第22の位相信号neaの位相に応じた位相の第1の位相信号Pneaを出力する。制御コードが01のときは、第16のインターポレータ78は、信号波形w16に示すように、第7の二選択回路81から出力された第22の位相信号neaの位相と、第8の二選択回路82から出力された第23の位相信号noaの位相とに応じた位相の第2の位相信号Pnoaを出力する。制御コードが10のときは、第3の二選択回路73と第4の二選択回路74はともに第23の位相信号noaを出力する。第15のインターポレータ77は、信号波形w17に示すように、第23の位相信号noaの位相に応じた位相の第1の位相信号Pneaを出力する。制御コードが11のときは、第16のインターポレータ78は、信号波形に示すように、第7の二選択回路81から出力された第22の位相信号neaの位相と、第8の二選択回路82から出力された第23の位相信号noaの位相とに応じた位相の第2の位相信号Pnoaを出力する。
図19の信号波形w12~w18に示すように、図13のセレクタ2は、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、最小位相量分の位相がシフトした第1の位相信号Pnea及び第2の位相信号Pnoaを出力する。
図13のセレクタ2内の第17のインターポレータ79と第18のインターポレータ80も同様であり、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、最小位相量分の位相がシフトした第3の位相信号Pneb及び第4の位相信号Pnobを出力する。
図21は図11の半導体回路1内の第5のインターポレータ51と第6のインターポレータ52の動作を説明する図である。図21には、図11の半導体回路1に入力される制御コード中の一部のビット列と、第5のインターポレータ51の位相選択を行うための第6の選択信号measのビット列と、第6のインターポレータ52の位相選択を行うための第7の選択信号moasのビット列と、これらビット列間の位相差とが図示されている。
なお、図11の半導体回路1内の第8のインターポレータ54及び第9のインターポレータ55は、選択対象信号は異なるものの、第5のインターポレータ51及び第6のインターポレータ52と同様の選択動作を行うため、図21では割愛している。
図21には、入力クロック信号CLKの信号波形w21と、多相クロック生成&セレクタ5から出力される第1の位相信号Pneaの信号波形w22と、第2の位相信号Pnoaの信号波形w23と、信号波形w22の位相をずらした第1の位相信号Pneaの信号波形w24とが図示されている。多相クロック生成&セレクタ5に入力される第1の選択信号nasにより、第1の位相信号Pneaの位相を信号波形w22にするか、信号波形w24にするかを選択することができる。
図21に示すように、制御コードのビット列信号のうち、例えば最上位から6~9ビット目のビット値により、第5のインターポレータ51と第6のインターポレータ52は、第10の位相信号nmeaと第11の位相信号nmoaを生成する。制御回路13は、制御コードの最上位から6~9ビット目のビット値により、第5のインターポレータ51の位相選択を行う第6の選択信号measのビット列信号と、第6のインターポレータ52の位相選択を行う第7の選択信号moasのビット列信号とを生成する。
図21に示すように、第6の選択信号meas及び第7の選択信号moasのビット列信号はそれぞれ、例えば8ビットである。第6の選択信号measのビット列信号と第7の選択信号moasのビット列信号は、下位側から上位側に向かって交互に2ビットずつビット値が変化する。より詳細には、制御コードの6ビット目が0の場合、第6の選択信号measのビット列信号と第7の選択信号moasのビット列信号は、交互に2ビットずつ00から11に変化する。変化する2ビットのビット位置は、各ビット列信号の下位側から上位側に向けてシフトする。このため、第6の選択信号measのビット列信号を見ると、同じビット列信号が2回連続して続き、その後、下位側から2ビットずつ11に変化したビット列信号が2回連続して続くという処理が繰り返し行われる。第7の選択信号moasのビット列信号も同様であるが、第6の選択信号measと第7の選択信号moasでは、ビット列信号のうち2ビットが11に変化するタイミングがずれている。このため、第6の選択信号measのビット列信号と第7の選択信号moasのビット列信号の大小関係が交互に変化する。ビット列信号の大小関係が変化するということは、ビット列信号同士の位相差が変化することを意味し、図21に示すように、位相の進みと遅れが交互に出現する。
制御コードの最上位から6ビット目が0から1に変化すると、第5のインターポレータ51に入力される第1の位相信号Pneaの位相が変化して、信号波形w22から信号波形w24になる。その後、制御コードの最上位から7~9ビット目が1ビットずつ変化するのに従って、第6の選択信号measのビット列信号と第7の選択信号moasのビット列信号は上位側から2ビットずつ00に変化する。
より具体的には、制御コードの最上位から6~9ビット目が0000のときには、第6のインターポレータ52は、信号波形w22に示す第1の位相信号Pneaと、信号波形w23に示す第2の位相信号Pnoaから、信号波形w26に示す第11の位相信号nmoaを生成する。
制御コードの最上位から6~9ビット目が0001のときには、第5のインターポレータ51は、信号波形w22に示す第1の位相信号Pneaと、信号波形w23に示す第2の位相信号Pnoaから、信号波形w27に示す第10の位相信号nmeaを生成する。
このように、制御コードの最上位から6~9ビット目のビット値が1ずつ変化するたびに、第5のインターポレータ51と第6のインターポレータ52は、交互に、最小位相量ずつずれた第10の位相信号nmea又は第11の位相信号nmoaを生成する。このとき、第5のインターポレータ51の位相選択を行う第6の選択信号measのビット列信号と、第6のインターポレータ52の位相選択を行う第7の選択信号moasのビット列信号は、2ビットずつ交互に変化する。
制御コードの最上位から6~9ビット目が1000になると、第5のインターポレータ51と第6のインターポレータ52に入力される第1の位相信号Pneaの位相が変化する(信号波形w24)。その後、制御コードの最上位から6~9ビット目が1000のときには、第6のインターポレータ52は、信号波形w24に示す第1の位相信号Pneaと、信号波形w23に示す第2の位相信号Pnoaから、信号波形w34に示す第11の位相信号nmoaを生成する。
制御コードの最上位から6~9ビット目が1001のときには、第5のインターポレータ51は、信号波形w24に示す第1の位相信号Pneaと、信号波形w23に示す第2の位相信号Pnoaから、信号波形w35に示す第10の位相信号nmeaを生成する。制御コードの最上位から6ビット目が1の場合、第6の選択信号measのビット列信号と第7の選択信号moasのビット列信号は、上位側から2ビットずつ、00に変化する。ただし、第5のインターポレータ51と第6のインターポレータ52から交互に出力される第10の位相信号nmeaと第11の位相信号nmoaの位相は、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、最小位相量ずつ順に同じ方向にシフトする。
図11の半導体回路1内の第8のインターポレータ54及び第9のインターポレータ55も、第5のインターポレータ51及び第6のインターポレータ52と同様に、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、第8のインターポレータ54の位相選択を行う第9の選択信号mebsのビット列信号と、第9のインターポレータ55の位相選択を行う第10の選択信号mobsのビット列信号とが2ビットずつ変化して、第12の位相信号nmebと第13の位相信号nmobは、最小位相量ずつ交互に位相が変化する。
図21に示すように、制御コードと、第6の選択信号measのビット列信号と、第7の選択信号moasのビット列信号とを対応づけることで、第5のインターポレータ51から出力される第10の位相信号nmeaと、第6のインターポレータ52から出力される第11の位相信号nmoaとを最小位相量ずつシフトさせることができる。
図22は図11の半導体回路1内の第7のインターポレータ53と第10のインターポレータ56の動作を説明する図である。図22には、図11の半導体回路1に入力される制御コード中の一部のビット列と、第7のインターポレータ53の位相選択を行うための第8の選択信号kasのビット列信号とが図示されている。
なお、図11の半導体回路1内の第10のインターポレータ56は、選択対象信号は異なるものの、第7のインターポレータ53と同様の選択動作を行うため、図22では割愛している。
図22には、第10の位相信号nmeaの信号波形w51と、第11の位相信号nmoaの信号波形w52と、信号波形w51の位相をずらした第10の位相信号nmeaの信号波形w53とが図示されている。多相クロック生成&セレクタ5に入力される第1の選択信号nasと、第5のインターポレータ51に入力される第6の選択信号measと、第6のインターポレータ52に入力される第7の選択信号moasにより、第10の位相信号nmeaの位相を信号波形w51にするか、信号波形w53にするかを選択することができる。
図22に示すように、制御コードの例えば最上位から10~13ビット目のビット値により、第7のインターポレータ53は、第5の位相信号nmkaを生成する。より具体的には、制御コードの最上位から10~13ビット目のビット値により、第8の選択信号kasのビット列信号が生成される。図22に示すように、第8の選択信号kasのビット列信号は、例えば8ビットである。第8の選択信号kasのビット列信号は、1ビットずつビット値が変化する。より詳細には、制御コードの最上位から10ビット目が0の場合、第8の選択信号kasのビット列信号は、下位側から上位側にかけて各ビットが0から1に順に変化する。制御コードの上位から10ビット目が1の場合、第8の選択信号kasのビット列信号は、上位側から下位側にかけて各ビットが1から0に順に変化する。
制御コードの最上位から10~13ビット目が0000のときには、第7のインターポレータ53は、信号波形w51に示す第10の位相信号nmeaと、信号波形w52に示す第11の位相信号nmoaとから、信号波形w55に示す第5の位相信号nmkaを生成する。
制御コードの最上位から10~13ビット目が0001のときには、第7のインターポレータ53は、信号波形w51に示す第10の位相信号nmeaと、信号波形w52に示す第11の位相信号nmoaとから、信号波形w56に示す第5の位相信号nmkaを生成する。
以下同様に、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、第7のインターポレータ53の位相選択を行うための第8の選択信号kasのビット列信号は下位側から上位側にかけてビット値が1に変化し、第5の位相信号nmkaは最小位相量ずつ位相がシフトする。
制御コードの最上位から10~13ビット目が1000になると、第7のインターポレータ53に入力される第10の位相信号nmeaの位相が変化する(信号波形w53)。第7のインターポレータ53は、信号波形w53に示す第10の位相信号nmeaと、信号波形w52に示す第11の位相信号nmoaとから、信号波形w63に示す第5の位相信号nmkaを生成する。
以下同様に、制御コードが1ビットずつ変化するたびに、第7のインターポレータ53の位相選択を行うための第8の選択信号kasのビット列信号は上位側から下位側にかけてビット値が0に変化し、第5の位相信号nmkaは最小位相量ずつ位相がシフトする。
このように、図11の制御回路(第1の制御回路)13は、第1のビット列信号からなる第6の選択信号measと、第2のビット列信号からなる第7の選択信号moasと、第3のビット列信号からなる第9の選択信号mebsと、第4のビット列信号からなる第10の選択信号mobsとを出力する。制御回路13は、第1のビット列信号及び第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、第10の位相信号nmea及び第11の位相信号nmoaの位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、第3のビット列信号及び第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、第12の位相信号nmeb及び第13の位相信号nmobの位相を最小位相ずつシフトさせる。
また、制御回路13は、第1のビット列信号及び第2のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、第10の位相信号nmea及び第11の位相信号nmoaの位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、第3のビット列信号及び第4のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、第12の位相信号nmeb及び第13の位相信号nmobの位相を最小位相ずつシフトさせる。
制御回路13は、第4のビット列信号である第8の選択信号kas中の一部のビット値を順に変化させることで、第5の位相信号nmkaの位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、第5のビット列信号である第11の選択信号kbs中の一部のビット値を順に変化させることで、第6の位相信号nmkbの位相を最小位相ずつシフトさせる。
図11の半導体回路1内の多相クロック生成&セレクタ5の内部構成は、種々の変更が可能である。図23は図11の多相クロック生成&セレクタ5の一変形例の内部構成を示すブロック図である。図23の多相クロック生成&セレクタ5は、多相クロック生成回路12とセレクタ2を一体化したものである。
図13のセレクタ2は、図12の多相クロック生成回路12からの多相信号を用いて第1の位相信号Pnea~第4の位相信号Pnobを生成していたが、図23の多相クロック生成&セレクタ5は、第12の選択信号neasに基づいて第1の位相信号Pneaを生成するための第1の多相クロック生成回路121と、第13の選択信号noasに基づいて第2の位相信号Pnoaを生成するための第2の多相クロック生成回路122と、第14の選択信号nebsに基づいて第3の位相信号Pnebを生成するための第3の多相クロック生成回路123と、第15の選択信号nobsに基づいて第4の位相信号Pnobを生成するための第4の多相クロック生成回路124とを有する。
第1の多相クロック生成回路121~第4の多相クロック生成回路124は、同じ内部構成を有するため、以下では、第1の多相クロック生成回路121の内部構成を説明する。第1の多相クロック生成回路121は、縦続接続された複数のFF9と、各FF9の入力ノードに接続される複数の二選択回路125とを有する。各二選択回路125は、第12の選択信号neasに基づいて、N分周回路8で生成された分周クロック信号DCKを次段のFF9に入力するか、前段のFF9の出力信号を次段のFF9に入力するかを選択する。
第1~第4の多相クロック生成回路121~124の後段側は、図13の第1の選択回路21~第4の選択回路24の後段側と、基本的には同じ回路構成を有するため、説明を割愛する。
このように、第3の実施形態による半導体回路1では、複数のインターポレータを多段に接続し、かつ、入力クロック信号CLKの立ち上がりエッジと立ち下がりエッジを用いて多相信号を生成するため、各位相信号の位相のずれ量を小さくすることができる。また、本実施形態では、図19~図22に示すように、外部からの制御コードの一部のビット列に基づいて、例えば8ビットのビット列信号を生成し、ビット列信号の一部のビットを順にシフトさせることで、最小位相量ずつ順に位相をずらした位相信号を生成できる。
(第4の実施形態)
図24は第4の実施形態による半導体回路1の概略構成を示すブロック図である。図24の半導体回路1は、多相クロック生成回路12と、複数のインターポレータ(PI)126と、位相選択回路127と、第1のインターポレータ3aと、第2のインターポレータ3bとを備えている。
図24は第4の実施形態による半導体回路1の概略構成を示すブロック図である。図24の半導体回路1は、多相クロック生成回路12と、複数のインターポレータ(PI)126と、位相選択回路127と、第1のインターポレータ3aと、第2のインターポレータ3bとを備えている。
多相クロック生成回路12は、入力クロック信号CLKに同期させて、それぞれ位相が異なる多相信号を生成する。多相信号は、入力クロック信号CLKを分周した分周クロック信号DCKの位相を複数通りにシフトさせた信号である。多相信号の相数は問わない。
複数のインターポレータ126は、多相クロック生成回路12から出力された2つの分周クロック信号DCKの位相に応じた位相の位相信号をそれぞれ生成する。インターポレータ126の数は特に問わず、多相信号の相数に応じた数だけ設けられる。
位相選択回路127は、複数のインターポレータ126から出力された複数の位相信号の中から、互いに位相が異なる第1の位相信号Pnea及び第2の位相信号Pnoaを選択するとともに、互いに位相が異なる第3の位相信号Pneb及び第4の位相信号Pnobを選択する。また、複数のインターポレータ126と位相選択回路127を、上述した第3の実施形態による半導体回路1と同様に、多段に接続してもよい。
第1のインターポレータ3aは、第1の位相信号Pneaの位相及び第2の位相信号Pnoaの位相に応じた位相の第5の位相信号Outaを出力する。第2のインターポレータ3bは、第3の位相信号Pnebの位相及び第4の位相信号Pnobの位相に応じた位相の第6の位相信号Outbを出力する。
第1のインターポレータ3aが出力する第5の位相信号Outaは、基準位相信号である。第5の位相信号Outaを基準位相信号として、第6の位相信号Outbとの位相差を検出することで、PVT(プロセスP、電圧V、温度T)に依存せずに位相差を検出できる。
また、基準位相信号である第5の位相信号Outaを微調整できるようにしてもよい。図25は図24の構成に加えて、第1の微調インターポレータ(微調PI)128と、第2の微調インターポレータ(微調PI)129とを備える半導体回路1のブロック図である。第1の微調インターポレータ128には、第1のインターポレータ3aから出力された第5の位相信号が入力される。第1の微調インターポレータ128は、第5の位相信号の位相を微調整した第1の微調位相信号Outaを出力する。第2の微調インターポレータ129には、第2のインターポレータ3bから出力された第6の位相信号が入力される。第2の微調インターポレータ128は、第6の位相信号の位相を微調整した第2の微調位相信号Outbを出力する。
図24及び図25の半導体回路1は、論理ゲートとFFで構成されるため、半導体基板上に予め形成されたスタンダードセルの少なくとも一部に配置することができる。スタンダードセル上に図24及び図25の半導体回路1を配置することで、設計工数を削減できるとともに、チップ化も容易に行うことができる。
(第5の実施形態)
第1乃至第4の実施形態による半導体回路1は、ToF(Time of Flight)方式による距離計測に用いることができる。図26は第5の実施形態による半導体回路1を備えた電子機器10の概略構成を示すブロック図である。図26の電子機器10は、図25と同様の構成の半導体回路1と、投光部111と、受光部112と、位相差検出回路113とを備えている。図26の電子機器10は、1つ又は複数の半導体チップで構成可能である。例えば、投光部111は、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL:Vetrical Cavity Surface Emitting LASER)で構成可能である。受光部112は、SPAD(Single Photon Avalanche Diode)で構成可能である。
第1乃至第4の実施形態による半導体回路1は、ToF(Time of Flight)方式による距離計測に用いることができる。図26は第5の実施形態による半導体回路1を備えた電子機器10の概略構成を示すブロック図である。図26の電子機器10は、図25と同様の構成の半導体回路1と、投光部111と、受光部112と、位相差検出回路113とを備えている。図26の電子機器10は、1つ又は複数の半導体チップで構成可能である。例えば、投光部111は、垂直共振器面発光レーザ(VCSEL:Vetrical Cavity Surface Emitting LASER)で構成可能である。受光部112は、SPAD(Single Photon Avalanche Diode)で構成可能である。
第1の微調インターポレータ128から出力された第1の微調位相信号Outaは、投光部111の投光タイミング信号として用いられる。投光部111から投光された光は、対象物15に照射され、対象物15からの反射光が受光部112で受光される。第2の微調インターポレータ128から出力された第2の微調位相信号は、受光部112での受光信号をサンプリングするために用いられる。第2の微調位相信号の位相を少しずつずらすことで、受光信号をサンプリングするのに適した位相の第2の微調位相信号を生成できる。
位相差検出回路113は、受光信号をサンプリングするのに適した第2の微調位相信号の位相と、第1の微調位相信号との位相差を検出する。これにより、プロセスP、電圧V、及び温度Tに依存しない位相差を検出できる。
なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
(1)それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える、半導体回路。
(2)前記第1のインターポレータと前記第2のインターポレータとは、同一の回路構成を有する、(1)に記載の半導体回路。
(3)前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する位相差検出回路を備える、(1)又は(2)に記載の半導体回路。
(4)前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ち、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持つ、(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(5)入力クロック信号を分周した分周クロック信号の位相をシフトさせることにより、前記多相信号を生成する多相クロック生成回路を備え、
前記セレクタは、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号と、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号とを出力する、(4)に記載の半導体回路。
(6)前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号の位相に応じた位相の第7の位相信号を出力する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号の位相に応じた位相の第8の位相信号を出力する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに第1論理になり、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに第2論理になる第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(7)前記第1のインターポレータは、第3の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を出力し、
前記第2のインターポレータは、第4の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を出力する、(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(8)前記第1のインターポレータは、前記前記第3の選択信号で選択可能な位相のうち、最も早い位相の前記第5の位相信号を出力する、(7)に記載の半導体回路。
(9)前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号から、前記第3の選択信号に応じた位相の第7の位相信号を生成する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号から、前記第4の選択信号に応じた位相の第8の位相信号を生成する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに論理が反転し、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに論理が反転する第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、(7)又は(8)に記載の半導体回路。
(10)第5の選択信号に基づいて、前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の一方を選択する第1の二選択回路と、
前記第5の選択信号に基づいて、前記第1の二選択回路が選択しなかった前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の他方を選択する第2の二選択回路と、を有する、(1)乃至(9)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(11)前記第1のインターポレータは、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第6の選択信号に応じた位相の第10の位相信号を生成する第5のインターポレータと、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第7の選択信号に応じた位相の第11の位相信号を生成する第6のインターポレータと、
前記第10の位相信号と前記第11の位相信号とから、第8の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を生成する第7のインターポレータを、を有し、
前記第2のインターポレータは、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第9の選択信号に応じた位相の第12の位相信号を生成する第8のインターポレータと、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第10の選択信号に応じた位相の第13の位相信号を生成する第9のインターポレータと、
前記第12の位相信号と前記第13の位相信号とから、第11の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を生成する第10のインターポレータと、を有する、(1)乃至(8)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(12)第1のビット列信号からなる前記第6の選択信号と、第2のビット列信号からなる前記第7の選択信号と、第3のビット列信号からなる前記第9の選択信号と、第4のビット列信号からなる前記第10の選択信号とを出力する第1の制御回路を備え、
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(11)に記載の半導体回路。
(13)前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(12)に記載の半導体回路。
(14)前記第8の選択信号は、第4のビット列信号であり、
前記第11の選択信号は、第5のビット列信号であり、
前記第1の制御回路は、前記第4のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第5の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第5のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第6の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(12)又は(13)に記載の半導体回路。
(15)前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号に同期化させた前記第1の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第2の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第3の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第4の位相信号を生成する第4の同期化回路と、を有する、(1)乃至(14)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(16)前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第14の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第16の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する第4の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する第5の同期化回路と、 前記第18の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する第6の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する第7の同期化回路と、
前記第20の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する第8の同期化回路と、
前記第14の位相信号の位相と前記第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号を生成する第11のインターポレータと、
前記第16の位相信号の位相と前記第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号を生成する第12のインターポレータと、
前記第18の位相信号の位相と前記第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号を生成する第13のインターポレータと、
前記第20の位相信号の位相と前記第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号を生成する第14のインターポレータと、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号と前記第23の位相信号とのいずれか一方を選択する第3の二選択回路と、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号及び前記第23の位相信号から、前記第3の二選択回路が選択した位相信号を選択する第4の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号と前記第25の位相信号とのいずれか一方を選択する第5の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号及び前記第25の位相信号から、前記第5の二選択回路が選択した位相信号を選択する第6の二選択回路と、
前記第3の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第4の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第1の位相信号を生成する第15のインターポレータと、
前記第22の位相信号の位相と前記第23の位相信号の位相とに応じた位相の前記第2の位相信号を生成する第16のインターポレータと、
前記第5の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第6の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第3の位相信号を生成する第17のインターポレータと、
前記第24の位相信号の位相と前記第25の位相信号の位相とに応じた位相の前記第4の位相信号を生成する第18のインターポレータと、を有する、(1)乃至(14)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(17)第6のビット列信号からなる前記第12の選択信号と、第7のビット列信号からなる前記第13の選択信号と、第8のビット列信号からなる前記第14の選択信号と、第9のビット列信号からなる前記第15の選択信号とを出力する第2の制御回路を備え、 前記第2の制御回路は、前記第6のビット列信号及び前記第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の選択回路及び前記第2の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、前記第8のビット列信号及び前記第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第3の選択回路及び前記第4の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させる、(16)に記載の半導体回路。
(18)前記第16の選択信号は、第10のビット列信号であり、
前記第17の選択信号は、第11のビット列信号であり、
前記第2の制御回路は、前記第10のビット列信号及び前記第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の位相信号、前記第2の位相信号、前記第3の位相信号、及び前記第4の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(17)に記載の半導体回路。
(19)前記セレクタ、前記第1のインターポレータ、及び前記第2のインターポレータを構成する回路が配置されたスタンダードセルを備える、(1)乃至(18)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(20)位相差制御回路と、
位相差検出回路と、を備える電子機器であって、
前記位相差制御回路は、
それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を有し、
前記位相差検出回路は、前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する、電子機器。
(1)それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える、半導体回路。
(2)前記第1のインターポレータと前記第2のインターポレータとは、同一の回路構成を有する、(1)に記載の半導体回路。
(3)前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する位相差検出回路を備える、(1)又は(2)に記載の半導体回路。
(4)前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ち、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持つ、(1)乃至(3)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(5)入力クロック信号を分周した分周クロック信号の位相をシフトさせることにより、前記多相信号を生成する多相クロック生成回路を備え、
前記セレクタは、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号と、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号とを出力する、(4)に記載の半導体回路。
(6)前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号の位相に応じた位相の第7の位相信号を出力する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号の位相に応じた位相の第8の位相信号を出力する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに第1論理になり、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに第2論理になる第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(7)前記第1のインターポレータは、第3の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を出力し、
前記第2のインターポレータは、第4の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を出力する、(1)乃至(5)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(8)前記第1のインターポレータは、前記前記第3の選択信号で選択可能な位相のうち、最も早い位相の前記第5の位相信号を出力する、(7)に記載の半導体回路。
(9)前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号から、前記第3の選択信号に応じた位相の第7の位相信号を生成する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号から、前記第4の選択信号に応じた位相の第8の位相信号を生成する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに論理が反転し、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに論理が反転する第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、(7)又は(8)に記載の半導体回路。
(10)第5の選択信号に基づいて、前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の一方を選択する第1の二選択回路と、
前記第5の選択信号に基づいて、前記第1の二選択回路が選択しなかった前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の他方を選択する第2の二選択回路と、を有する、(1)乃至(9)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(11)前記第1のインターポレータは、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第6の選択信号に応じた位相の第10の位相信号を生成する第5のインターポレータと、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第7の選択信号に応じた位相の第11の位相信号を生成する第6のインターポレータと、
前記第10の位相信号と前記第11の位相信号とから、第8の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を生成する第7のインターポレータを、を有し、
前記第2のインターポレータは、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第9の選択信号に応じた位相の第12の位相信号を生成する第8のインターポレータと、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第10の選択信号に応じた位相の第13の位相信号を生成する第9のインターポレータと、
前記第12の位相信号と前記第13の位相信号とから、第11の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を生成する第10のインターポレータと、を有する、(1)乃至(8)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(12)第1のビット列信号からなる前記第6の選択信号と、第2のビット列信号からなる前記第7の選択信号と、第3のビット列信号からなる前記第9の選択信号と、第4のビット列信号からなる前記第10の選択信号とを出力する第1の制御回路を備え、
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(11)に記載の半導体回路。
(13)前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(12)に記載の半導体回路。
(14)前記第8の選択信号は、第4のビット列信号であり、
前記第11の選択信号は、第5のビット列信号であり、
前記第1の制御回路は、前記第4のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第5の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第5のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第6の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(12)又は(13)に記載の半導体回路。
(15)前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号に同期化させた前記第1の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第2の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第3の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第4の位相信号を生成する第4の同期化回路と、を有する、(1)乃至(14)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(16)前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第14の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第16の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する第4の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する第5の同期化回路と、 前記第18の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する第6の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する第7の同期化回路と、
前記第20の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する第8の同期化回路と、
前記第14の位相信号の位相と前記第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号を生成する第11のインターポレータと、
前記第16の位相信号の位相と前記第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号を生成する第12のインターポレータと、
前記第18の位相信号の位相と前記第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号を生成する第13のインターポレータと、
前記第20の位相信号の位相と前記第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号を生成する第14のインターポレータと、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号と前記第23の位相信号とのいずれか一方を選択する第3の二選択回路と、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号及び前記第23の位相信号から、前記第3の二選択回路が選択した位相信号を選択する第4の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号と前記第25の位相信号とのいずれか一方を選択する第5の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号及び前記第25の位相信号から、前記第5の二選択回路が選択した位相信号を選択する第6の二選択回路と、
前記第3の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第4の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第1の位相信号を生成する第15のインターポレータと、
前記第22の位相信号の位相と前記第23の位相信号の位相とに応じた位相の前記第2の位相信号を生成する第16のインターポレータと、
前記第5の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第6の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第3の位相信号を生成する第17のインターポレータと、
前記第24の位相信号の位相と前記第25の位相信号の位相とに応じた位相の前記第4の位相信号を生成する第18のインターポレータと、を有する、(1)乃至(14)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(17)第6のビット列信号からなる前記第12の選択信号と、第7のビット列信号からなる前記第13の選択信号と、第8のビット列信号からなる前記第14の選択信号と、第9のビット列信号からなる前記第15の選択信号とを出力する第2の制御回路を備え、 前記第2の制御回路は、前記第6のビット列信号及び前記第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の選択回路及び前記第2の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、前記第8のビット列信号及び前記第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第3の選択回路及び前記第4の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させる、(16)に記載の半導体回路。
(18)前記第16の選択信号は、第10のビット列信号であり、
前記第17の選択信号は、第11のビット列信号であり、
前記第2の制御回路は、前記第10のビット列信号及び前記第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の位相信号、前記第2の位相信号、前記第3の位相信号、及び前記第4の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、(17)に記載の半導体回路。
(19)前記セレクタ、前記第1のインターポレータ、及び前記第2のインターポレータを構成する回路が配置されたスタンダードセルを備える、(1)乃至(18)のいずれか一項に記載の半導体回路。
(20)位相差制御回路と、
位相差検出回路と、を備える電子機器であって、
前記位相差制御回路は、
それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を有し、
前記位相差検出回路は、前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する、電子機器。
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
1 半導体回路、2 セレクタ、3 フェーズインターポレータ、3a 第1のインターポレータ、3b 第2のインターポレータ、4 クロックトインバータ、5 セレクタ、6 第1の二選択回路、7 第2の二選択回路、8 N分周回路、9 フリップフロップ、10 電子機器、11 PLL回路、12 多相クロック生成回路、13 制御回路、14 システム回路、15 対象物、16 インバータ、21 第1の選択回路、22 第2の選択回路、23 第3の選択回路、24 第4の選択回路、25 第1の同期化回路、26 第2の同期化回路、27 第3の同期化回路、28 第4の同期化回路、31 第3のインターポレータ、32 第4のインターポレータ、33 インバータ、34 インバータ、35 セットリセット回路、36 インバータ、37 インバータ、38、39 NANDゲート、40 バッファ、41 ORゲート、42、43 バッファ、44 インバータ、45 第1のトランジスタ群、46 第2のトランジスタ群、47、48 ANDゲート、51 第5のインターポレータ、52 第6のインターポレータ、53 第7のインターポレータ、54 第8のインターポレータ、55 第9のインターポレータ、56 第10のインターポレータ、61 第1の同期化回路、62 第2の同期化回路、63 第3の同期化回路、64 第4の同期化回路、65 第5の同期化回路、66 第6の同期化回路、67 第7の同期化回路、68 第8の同期化回路、69 第11のインターポレータ、70 第12のインターポレータ、71 第13のインターポレータ、72 第14のインターポレータ、73 第3の二選択回路、74 第4の二選択回路、75 第5の二選択回路、76 第6の二選択回路、77 第15のインターポレータ、78 第16のインターポレータ、79 第17のインターポレータ、80 第18のインターポレータ、81 第7の二選択回路、82 第8の二選択回路、83 第9の二選択回路、84 第10の二選択回路、85、86 インバータ、89 セットリセット回路、90、91 インバータ、92、93 NANDゲート、94 バッファ、95 ORゲート、96、97 バッファ、98 インバータ、99、100 ANDゲート、101、102 ORゲート、103 ANDゲート、104、105 バッファ、106 ダミー回路、111 投光部、112 受光部、113 位相差検出回路、121 第4の多相クロック生成回路、122 第2の多相クロック生成回路、123 第3の多相クロック生成回路、124 第4の多相クロック生成回路、125 二選択回路、126 インターポレータ、127 位相選択回路、128 第1の微調インターポレータ、129 第2の微調インターポレータ(微調PI)
Claims (20)
- それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を備える、半導体回路。 - 前記第1のインターポレータと前記第2のインターポレータとは、同一の回路構成を有する、請求項1に記載の半導体回路。
- 前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する位相差検出回路を備える、請求項1に記載の半導体回路。
- 前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持ち、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とは、最小位相量の位相のずれを持つ、請求項1に記載の半導体回路。 - 入力クロック信号を分周した分周クロック信号の位相をシフトさせることにより、前記多相信号を生成する多相クロック生成回路を備え、
前記セレクタは、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号と、前記入力クロック信号の1周期又は半周期分の位相が互いにずれた前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号とを出力する、請求項4に記載の半導体回路。 - 前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号の位相に応じた位相の第7の位相信号を出力する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号の位相に応じた位相の第8の位相信号を出力する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに第1論理になり、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに第2論理になる第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、請求項1に記載の半導体回路。 - 前記第1のインターポレータは、第3の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を出力し、
前記第2のインターポレータは、第4の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を出力する、請求項1に記載の半導体回路。 - 前記第1のインターポレータは、前記前記第3の選択信号で選択可能な位相のうち、最も早い位相の前記第5の位相信号を出力する、請求項7に記載の半導体回路。
- 前記第1のインターポレータ及び前記第2のインターポレータのそれぞれは、
それぞれ位相が異なる2つの位相信号から、前記第3の選択信号に応じた位相の第7の位相信号を生成する第3のインターポレータと、
前記2つの位相信号の論理を反転させた2つの逆位相信号から、前記第4の選択信号に応じた位相の第8の位相信号を生成する第4のインターポレータと、
前記第7の位相信号が所定の論理のときに論理が反転し、かつ前記第8の位相信号が前記所定の論理のときに論理が反転する第9の位相信号を出力するセットリセット回路と、を有し、
前記2つの位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第1の位相信号及び前記第2の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第3の位相信号及び前記第4の位相信号であり、
前記第9の位相信号は、前記第1のインターポレータでは前記第5の位相信号であり、前記第2のインターポレータでは前記第6の位相信号である、請求項7に記載の半導体回路。 - 第5の選択信号に基づいて、前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の一方を選択する第1の二選択回路と、
前記第5の選択信号に基づいて、前記第1の二選択回路が選択しなかった前記第5の位相信号及び前記第6の位相信号の他方を選択する第2の二選択回路と、を有する、請求項1に記載の半導体回路。 - 前記第1のインターポレータは、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第6の選択信号に応じた位相の第10の位相信号を生成する第5のインターポレータと、
前記第1の位相信号と前記第2の位相信号とから、第7の選択信号に応じた位相の第11の位相信号を生成する第6のインターポレータと、
前記第10の位相信号と前記第11の位相信号とから、第8の選択信号に応じた位相の前記第5の位相信号を生成する第7のインターポレータを、を有し、
前記第2のインターポレータは、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第9の選択信号に応じた位相の第12の位相信号を生成する第8のインターポレータと、
前記第3の位相信号と前記第4の位相信号とから、第10の選択信号に応じた位相の第13の位相信号を生成する第9のインターポレータと、
前記第12の位相信号と前記第13の位相信号とから、第11の選択信号に応じた位相の前記第6の位相信号を生成する第10のインターポレータと、を有する、請求項1に記載の半導体回路。 - 第1のビット列信号からなる前記第6の選択信号と、第2のビット列信号からなる前記第7の選択信号と、第3のビット列信号からなる前記第9の選択信号と、第4のビット列信号からなる前記第10の選択信号とを出力する第1の制御回路を備え、
前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、請求項11に記載の半導体回路。 - 前記第1の制御回路は、前記第1のビット列信号及び前記第2のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第10の位相信号及び前記第11の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第3のビット列信号及び前記第4のビット列信号中の一部のビット値を下位ビット側から上位ビット側に向けて交互に変化させた後に、上位ビット側から下位ビット側に向けて交互に変化させることで、前記第12の位相信号及び前記第13の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、請求項12に記載の半導体回路。
- 前記第8の選択信号は、第4のビット列信号であり、
前記第11の選択信号は、第5のビット列信号であり、
前記第1の制御回路は、前記第4のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第5の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせるとともに、前記第5のビット列信号中の一部のビット値を順に変化させることで、前記第6の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、請求項12に記載の半導体回路。 - 前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号に同期化させた前記第1の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第2の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第3の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号に同期化させた前記第4の位相信号を生成する第4の同期化回路と、を有する、請求項1に記載の半導体回路。 - 前記第1の選択信号は、第12の選択信号及び第13の選択信号を含み、
前記第2の選択信号は、第14の選択信号及び第15の選択信号を含み、
前記セレクタは、
前記第12の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第1の選択回路と、
前記第13の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第2の選択回路と、
前記第14の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第3の選択回路と、
前記第15の選択信号に基づいて、前記多相信号から一つの信号を選択する第4の選択回路と、
前記第1の選択回路で選択された信号を入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第14の位相信号を生成する第1の同期化回路と、
前記第14の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第15の位相信号を生成する第2の同期化回路と、
前記第2の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第16の位相信号を生成する第3の同期化回路と、
前記第16の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第17の位相信号を生成する第4の同期化回路と、
前記第3の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が第1論理から第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第18の位相信号を生成する第5の同期化回路と、 前記第18の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第19の位相信号を生成する第6の同期化回路と、
前記第4の選択回路で選択された信号を前記入力クロック信号が前記第1論理から前記第2論理に遷移するタイミングで同期化させた第20の位相信号を生成する第7の同期化回路と、
前記第20の位相信号を前記入力クロック信号が前記第2論理から前記第1論理に遷移するタイミングで同期化させた第21の位相信号を生成する第8の同期化回路と、
前記第14の位相信号の位相と前記第15の位相信号の位相とに応じた位相の第22の位相信号を生成する第11のインターポレータと、
前記第16の位相信号の位相と前記第17の位相信号の位相とに応じた位相の第23の位相信号を生成する第12のインターポレータと、
前記第18の位相信号の位相と前記第19の位相信号の位相とに応じた位相の第24の位相信号を生成する第13のインターポレータと、
前記第20の位相信号の位相と前記第21の位相信号の位相とに応じた位相の第25の位相信号を生成する第14のインターポレータと、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号と前記第23の位相信号とのいずれか一方を選択する第3の二選択回路と、
第16の選択信号に基づいて、前記第22の位相信号及び前記第23の位相信号から、前記第3の二選択回路が選択した位相信号を選択する第4の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号と前記第25の位相信号とのいずれか一方を選択する第5の二選択回路と、
第17の選択信号に基づいて、前記第24の位相信号及び前記第25の位相信号から、前記第5の二選択回路が選択した位相信号を選択する第6の二選択回路と、
前記第3の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第4の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第1の位相信号を生成する第15のインターポレータと、
前記第22の位相信号の位相と前記第23の位相信号の位相とに応じた位相の前記第2の位相信号を生成する第16のインターポレータと、
前記第5の二選択回路が選択した位相信号の位相と、前記第6の二選択回路が選択した位相信号の位相とに応じた位相の前記第3の位相信号を生成する第17のインターポレータと、
前記第24の位相信号の位相と前記第25の位相信号の位相とに応じた位相の前記第4の位相信号を生成する第18のインターポレータと、を有する、請求項1に記載の半導体回路。 - 第6のビット列信号からなる前記第12の選択信号と、第7のビット列信号からなる前記第13の選択信号と、第8のビット列信号からなる前記第14の選択信号と、第9のビット列信号からなる前記第15の選択信号とを出力する第2の制御回路を備え、
前記第2の制御回路は、前記第6のビット列信号及び前記第7のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の選択回路及び前記第2の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させるとともに、前記第8のビット列信号及び前記第9のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第3の選択回路及び前記第4の選択回路で選択される信号の位相を最小位相ずつ交互に変化させる、請求項16に記載の半導体回路。 - 前記第16の選択信号は、第10のビット列信号であり、
前記第17の選択信号は、第11のビット列信号であり、
前記第2の制御回路は、前記第10のビット列信号及び前記第11のビット列信号中の一部のビット値を交互に変化させることで、前記第1の位相信号、前記第2の位相信号、前記第3の位相信号、及び前記第4の位相信号の位相を最小位相ずつシフトさせる、請求項17に記載の半導体回路。 - 前記セレクタ、前記第1のインターポレータ、及び前記第2のインターポレータを構成する回路が配置されたスタンダードセルを備える、請求項1に記載の半導体回路。
- 位相差制御回路と、
位相差検出回路と、を備える電子機器であって、
前記位相差制御回路は、
それぞれ位相が異なる多相信号の中から、第1の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第1の位相信号及び第2の位相信号を出力するとともに、第2の選択信号に基づいて互いに位相が異なる第3の位相信号及び第4の位相信号を出力するセレクタと、
前記第1の位相信号の位相と前記第2の位相信号の位相とに応じた位相の第5の位相信号を出力する第1のインターポレータと、
前記第3の位相信号の位相と前記第4の位相信号の位相とに応じた位相の第6の位相信号を出力する第2のインターポレータと、を有し、
前記位相差検出回路は、前記第5の位相信号を基準位相信号として、前記第6の位相信号との位相差を検出する、電子機器。
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JP2001056723A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Fujitsu Ltd | 半導体集積回路 |
JP2001273048A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Nec Corp | クロック制御回路及びクロック制御方法 |
JP2002353808A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Nec Corp | クロック制御回路 |
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2022
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- 2022-03-28 WO PCT/JP2022/015161 patent/WO2022210592A1/ja active Application Filing
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