説明

クロック信号発生器

【課題】集積回路のクロック信号を柔軟に発生するためのクロック信号発生器を実現する。
【解決手段】集積回路のクロック信号を発生するためのクロック信号発生器(1)である。クロック信号発生器は、基準クロック信号に基づいて複数の相互に遅延したクロック位相を発生するようになった遅延同期ループ(3)を備える。遅延同期ループはさらに、第1の制御信号に応答して、複数のクロック位相のうち1つを、遅延同期ループ(3)の出力信号として選択するようになっており、この出力信号は第1のクロック信号である。クロック信号発生器はさらに、出力信号の逆を発生するように配置したインバータ(11)と、クロック反転信号に応答して、出力信号かまたは出力信号の逆かのいずれかを第2のクロック信号として転送するように配置したマルチプレクサユニット(12)とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、クロック信号発生器に関する。
【背景技術】
【0002】
混合信号システム、すなわち、アナログおよびデジタル両方の機能を含み得るシステムは、例えば単一の集積回路(IC)上で実現してもよい。混合信号システムを含むICを本出願では混合信号ICと呼ぶ。混合信号ICのアナログ部はその動作のため第1のクロック信号を必要とすることがある。例えば、アナログ部は、アナログデジタル変換器(ADC)またはデジタルアナログ変換器(DAC)、および/または、スイッチトキャパシタ(SC)フィルタまたはスイッチトカレント(SI)フィルタといった離散時間アナログフィルタといった少なくとも1つのデータ変換器を含むことがあり、これらは例えばサンプリングクロックとして、動作のため第1のクロック信号を必要とすることがある。さらに、混合信号ICのデジタル部はその動作のため第2のクロック信号を必要とすることがある。例えば、デジタル部は、中央処理装置(CPU)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、有限状態機械(FSM)等を含むことがあり、これらは動作のため第2のクロック信号を必要とする。第1および第2のクロック信号は同じ周波数を有してもよい。
【0003】
第2のクロック信号は同じ周波数は基準クロック信号と同期する必要があることがある。例えば、第2のクロック信号は基準クロック信号と同相となる必要があることがある。代替的には、第2のクロック信号は基準クロック信号に対して所与の遅延を有する必要があることがある。基準クロック信号は例えば、水晶発振器のような、少なくとも部分的には混合信号ICの外部に位置し得る基準クロック発生器によって発生してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
柔軟性の理由から、第2のクロック信号に対して第1のクロック信号を選択的に反転できるのが望ましいことがある。例えば、混合信号ICのアナログ入力信号は外部DACによって発生してもよい。外部DACの2つの連続する出力値の間の遷移段階で、混合信号ICのアナログ入力信号に、例えばリンギング、オーバーシュート、およびグリッチの形態の不要な過渡事象が現れることがある。混合信号ICのアナログ入力信号を、例えば混合信号ICのアナログ部内のADCによってサンプリングしてもよい。第2のクロック信号に対して第1のクロック信号を選択的に反転できるようにするオプションを使用して、遷移段階での混合信号ICのアナログ入力信号のサンプリングを回避してもよい。
【0005】
本発明の目的は、集積回路のクロック信号を柔軟に発生するためのクロック信号発生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の態様によれば、集積回路のクロック信号を発生するためのクロック信号発生器は、基準クロック信号に基づいて複数の相互に遅延したクロック位相を発生する遅延同期ループを備える。遅延同期ループはさらに、第1の制御信号に応答して、複数のクロック位相のうち1つを、遅延同期ループの出力信号として選択するようになっており、この出力信号は第1のクロック信号である。クロック信号発生器はさらに、出力信号の逆を発生するように配置したインバータと、クロック反転信号に応答して、出力信号かまたは出力信号の逆かのいずれかを第2のクロック信号として転送するように配置したマルチプレクサユニットとを備える。
【0007】
遅延同期ループは、遅延同期ループが同期状態にある時、基準クロック信号に対する複数の相互に遅延したクロック位相の位相シフトが0°〜360°の範囲内で均等に分布するように、複数の相互に遅延したクロック位相を発生するようにしてもよい。
【0008】
第1の制御信号は第1の制御語でもよい。クロック信号発生器はさらに、第2の制御語とクロック反転信号とに基づいて第1の制御語を発生するように配置した制御ユニットを含んでもよい。
【0009】
遅延同期ループは、第1の制御語のMSBの反転の結果遅延同期ループの出力信号に180°の位相シフトが生じるように、複数のクロック位相の中から遅延同期ループの出力信号を選択するようにしてもよい。
【0010】
制御ユニットは、第1の制御語のMSBを、クロック反転信号が第1の値を有する時第2の制御語のMSBのコピーとして、かつクロック反転信号が第2の値を有する時第2の制御語のMSBの逆として、発生するようにしてもよい。
【0011】
制御ユニットは、第2の制御語のMSBとクロック反転信号とに基づいて第1の制御語のMSBを発生するようになったXORゲートを含んでもよい。
【0012】
第2の態様によれば、集積回路はクロック信号発生器を備える。
【0013】
第3の態様によれば、電子装置はクロック信号発生器を備える。電子装置は、モニタ、プロジェクタ、テレビ受像機、または無線送受信機でもよいが、それらに制限されない。
【0014】
本発明のさらなる実施形態は従属請求項に記載する。
【0015】
第1のクロック信号は、例えば混合信号IC中のアナログブロックのクロック制御のために使用してもよい。第2のクロック信号は、例えば混合信号IC中のデジタルブロックをクロック制御するために使用してもよい。いくつかの実施形態の利点は、ジッタ量が比較的低い第1のクロック信号を生成することができる一方で、第2のクロック信号に対して第1のクロック信号を反転できることである。
【0016】
「備える」という用語は、本明細書中で使用される場合、言及した特徴、整数、ステップ、または構成要素の存在を規定するために使用されるが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、構成要素またはそれらのグループの存在または追加を除外しないことを強調しておきたい。
【0017】
本発明のさらなる目的、特徴および利点は、添付の図面を参照した本発明の以下の詳細な説明から明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
図1は、集積回路(IC)のクロック信号を柔軟に発生するためのクロック信号発生器1のある実施形態の回路図を示す。ICは、例えば、非制限的だがモニタ、プロジェクタ、テレビ受像機、または無線送受信機といった電子装置に包含されるものでもよい。以下、アナログおよびデジタル両方のユニットを備える混合信号ICを考察する。しかし、クロック信号発生器1は、純デジタルまたは純アナログICで使用してもよい。
【0019】
クロック信号発生器1は、例えば混合信号ICのアナログ部のサンプリングクロックとして使用し得る第1のクロック信号と、例えば混合信号ICのデジタル部の動作を制御するために使用し得る第2のクロック信号とを生成するようにしてもよい。
【0020】
第1のクロック信号は、遅延同期ループ(DLL)3によって直接第1のクロック端子2に発生するため関連するクロックジッタは比較的低度のものとなり得るので、混合信号ICのアナログ部の動作を制御するために直接使用してもよい。代替的には、単一のクロックバッファまたはクロックバッファのネットワークといったクロック分配回路を第1のクロック端子2と混合信号ICのアナログ部との間に接続してもよい。
【0021】
第2のクロック信号は、クロック信号発生器1の第2のクロック端子4に発生し、第1のクロック信号と比較して関連するクロックジッタは比較的高度なものとなり得る。これは、デジタル部のクロックジッタに対する許容度が比較的大きいため許容可能である。第2のクロック信号は、混合信号ICのデジタル部の動作を制御するために直接使用してもよい。代替的には、例えば第2のクロック信号によって駆動する必要のある容量性負荷が大きすぎてクロック信号発生器1が直接駆動できない様な場合には、単一のクロックバッファまたはクロックバッファのネットワークといったクロック分配回路を第2のクロック端子4と混合信号ICのデジタル部との間に接続してもよい。
【0022】
基準クロック信号は、クロック信号発生器1の端子5を介してDLL3に供給してもよい。基準クロック信号は、例えば、水晶発振器によって発生してもよい。代替的には、基準クロック信号は、位相同期ループ(PLL)によって発生してもよい。PLLは水晶発振器に機能的に接続してもよい。
【0023】
DLL3は、複数の相互に遅延したクロック位相を発生するようにしてもよい。DLL3はさらに、第1の制御語に基づいて、複数の相互に遅延したクロック位相のうち1つを、DLL3の出力信号として選択するようにしてもよい。DLL3の出力信号はDLL3の出力端子6に発生してもよい。第1の制御語は、例えば、非制限的だが5といったNビット(Nは整数)を有してもよい。そして、複数の相互に遅延したクロック位相中のクロック位相の数は2でもよい。複数のクロック位相は各々、基準クロック信号と同じ周波数を有してもよい。複数の相互に遅延したクロック位相の基準クロック信号に対する位相シフトは、例えば、DLL3の同期条件で0°〜360°の範囲内で均等に分布してもよい。第1の制御語は、制御ユニット8からバス7を介してDLL3に供給してもよい。
【0024】
制御ユニット8は、インタフェース9を介して第2の制御語を受信するように配置してもよい。制御ユニット8はさらに、クロック信号発生器1の制御端子10からクロック反転信号を受信するように配置してもよい。制御ユニット8は、第2の制御語とクロック反転信号とに基づいて第1の制御語を発生するようにしてもよい。
【0025】
第2の制御語を、同期ユニット(図示せず)によってクロック信号発生器1に供給してもよい。同期ユニットは混合信号ICの内部または外部に配置してもよい。同期ユニットは、第2のクロック信号が、アナログおよび/またはデジタル情報を混合信号ICとの間で送信および/または受信する外部ユニットのクロック信号と同期するような第2の制御語を発生するようにしてもよい。代替的または追加的に、同期ユニットは、クロック反転信号を発生しクロック信号発生器1に供給するようになっていてもよい。
【0026】
クロック信号発生器1はインバータ11を備えてもよい。インバータ11は、インバータ11の入力端子でDLL3の出力端子6に接続してもよい。インバータ11は、DLL3からの出力信号の逆を発生するようにしてもよい。クロック信号発生器1はさらにマルチプレクサユニット12を備えてもよい。マルチプレクサユニット12の第1の入力端子は、DLL3の出力端子6に接続してもよい。さらに、マルチプレクサユニット12の第2の入力端子は、インバータ11の出力端子に接続してもよい。クロック信号発生器の制御端子10は、クロック反転信号をマルチプレクサユニット12に供給するため、マルチプレクサユニット12のセレクト端子に接続してもよい。マルチプレクサユニット12は、クロック反転信号に応答して、DLLからの出力信号かまたはDLLからの出力信号の逆かの何れかをクロック信号発生器1の第2のクロック端子4に選択的に転送するように配置してもよい。
【0027】
それによって、第1のクロック信号は、DLL3の出力信号となってもよい。第1のクロック信号は、例えば第1のクロック端子2とDLL3の出力端子6との間の短絡回路を介して、クロック信号発生器1の第1のクロック端子2に供給してもよい。
【0028】
クロック反転信号は、例えば「0」または「1」といった2つの状態または値のうち1つを有してもよい。ある実施形態では、クロック信号発生器1は、クロック反転信号が値「1」を有する時第2のクロック信号に対して第1のクロック信号を反転するようにしてもよい。クロック信号発生器1はさらに、クロック反転信号が値「0」を有する時第2のクロック信号に対して同相の第1のクロック信号を発生するようにしてもよい。
【0029】
第1の制御語と第2の制御語とは同数のビットを有してもよい。制御ユニット8は、クロック反転信号が値「0」を有する時第2の制御語のコピーとして第1の制御語を発生するようになっていてもよい。制御ユニット8はさらに、第2の制御語の最上位ビット(MSB)の逆として発生し得る第1の制御語のMSBを除く第2の制御語のコピーとして第1の制御語を発生するようになっていてもよい。
【0030】
DLL3が同期状態にある時、第1の制御語のMSBの値が「0」から「1」またはその逆に変化すると、第1の制御語の残りのビットの値は一定に保持される一方で、DLL3の出力信号に180°の位相シフトが生じるようにDLL3を配置してもよい。
【0031】
第1のクロック信号と第2のクロック信号とを互いに同相にすべきであれば、クロック反転信号の値を「0」に設定してもよい。そして、DLL3からの出力信号を第2のクロック信号としてクロック信号発生器の第2のクロック端子4に転送するようにマルチプレクサユニット12を設定してもよい。制御ユニット8は、第2の制御語のコピーとして第1の制御語を発生してもよい。第2の制御語は、第2のクロック信号が基準クロック信号と同相になるように選択してもよい。代替的には、第2の制御語は、第2のクロック信号が基準クロック信号に対して所与の遅延を有するように選択してもよい。
【0032】
第2のクロック信号に対して第1のクロック信号が逆相になるべきであれば、クロック反転信号の値を「0」から「1」に変更してもよい。第2の制御語を以前と同じ値に保持するならば、第1の制御語のMSBは、クロック反転信号の値を「0」に設定した場合と比較して逆になる。第1の制御語の残りのビットは以前と同じ値を有する。したがって、DLL3からの出力信号は180°の位相シフトの対象となり、クロック反転信号の値を「0」に設定した場合と比較して逆になる。第1のクロック信号はDLL3からの出力であるので、第1のクロック信号も、クロック反転信号の値を「0」に設定した場合と比較して逆になる。しかし、ここでマルチプレクサユニット12は反対に、DLL3からの出力信号の逆を第2のクロック信号としてクロック信号発生器1の第2のクロック端子4に転送するように設定する。したがって、第2のクロック信号は、インバータ11が導入する遅延以外の、クロック反転信号の値の変化には影響されない。
【0033】
制御ユニット8のある実施形態の回路図を図2に示す。制御ユニット8は排他的論理和(XOR)ゲート13を含んでもよい。XORゲート13は、XORゲートの出力端子に第1の制御語のMSBを発生するようにしてもよい。第2の制御語のMSBとクロック反転信号とはそれぞれ、XORゲート13の第1および第2の入力端子に供給してもよい。第1の制御語の残りのビットは、入力インタフェース9とバス7との間の短絡回路を使用して、第2の制御語の対応するビットのコピーとして発生してもよい。
【0034】
最新のIC製造工程では、関連するジッタの低いDLLを設計および製造することができる。第1および第2のクロック信号を発生するための上記で説明した機構の利点は、第1のクロック信号がDLL3によって直接発生するため関連するクロックジッタが低度なことである。クロック信号の信号経路に挿入されるインバータおよび/またはマルチプレクサといったユニットが追加のジッタを導入することもある。したがって、上記で説明した機構では、第2のクロック信号に関連するジッタは、DLL3からの出力信号のものより悪いことがある。しかし、デジタル回路は普通、クロック信号をサンプリングクロックとして使用するアナログ回路よりクロックジッタに対する許容度が大きい。したがって、インバータ11およびマルチプレクサユニット12が導入するジッタは、混合信号ICにとって許容可能なものになり得る。第1および第2のクロック信号を発生するための上記で説明した機構のさらなる利点は、単一のクロック信号発生器によって第1および第2両方のクロック信号を発生するため、例えば、第1および第2のクロック信号を発生するため個別のクロック信号発生器を使用した場合よりも小さな回路面積と低い電力消費量とが得られることである。
【0035】
以上、個々の実施形態を参照して本発明を説明した。しかし、上記で説明したもの以外の実施形態も本発明の範囲内で可能である。本発明の様々な特徴およびステップを説明した以外の形で結合してもよい。本発明の範囲は添付の請求項によってのみ制限される。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】ある実施形態によるクロック信号発生器の回路図である。
【図2】ある実施形態による制御ユニットの回路図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
集積回路のクロック信号を発生するためのクロック信号発生器(1)であって、
基準クロック信号に基づいて複数の相互に遅延したクロック位相を発生し、第1の制御信号に応答して遅延同期ループ(3)の出力信号として前記複数のクロック位相のうち1つを選択するようになっており、その際前記出力信号が第1のクロック信号である遅延同期ループ(3)と、
前記出力信号の逆を発生するように配置したインバータ(11)と、
クロック反転信号に応答して、出力信号かまたは出力信号の逆かのいずれかを第2のクロック信号として転送するように配置したマルチプレクサユニット(12)と、を特徴とするクロック信号発生器(1)。
【請求項2】
前記遅延同期ループ(3)が、前記遅延同期ループ(3)が同期状態にある時、前記基準クロック信号に対する前記複数の相互に遅延したクロック位相の位相シフトが0°〜360°の範囲内で均等に分布するように、前記複数の相互に遅延したクロック位相を発生する請求項1に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項3】
前記第1の制御信号が第1の制御語である請求項1または2に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項4】
前記クロック信号発生器(1)がさらに、第2の制御語と前記クロック反転信号とに基づいて前記第1の制御語を発生するように配置した制御ユニット(8)を含む請求項3に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項5】
前記遅延同期ループ(3)が、前記第1の制御語のMSBの反転の結果前記遅延同期ループ(3)の出力信号に180°の位相シフトが生じるように、前記複数のクロック位相の中から前記遅延同期ループ(3)の出力信号を選択する請求項3または4に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項6】
前記制御ユニット(8)が、前記第1の制御語のMSBを、前記クロック反転信号が第1の値を有する時前記第2の制御語のMSBのコピーとして、かつ前記クロック反転信号が第2の値を有する時前記第2の制御語のMSBの逆として、発生する請求項3〜5のいずれか一項に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項7】
前記制御ユニット(8)が、前記第2の制御語のMSBと前記クロック反転信号とに基づいて前記第1の制御語のMSBを発生するようになったXORゲートを含む請求項6に記載のクロック信号発生器(1)。
【請求項8】
請求項1〜7のいずれか一項に記載のクロック信号発生器(1)を備える集積回路。
【請求項9】
請求項1〜7のいずれか一項に記載のクロック信号発生器(1)を備える電子装置。
【請求項10】
前記電子装置が、モニタ、プロジェクタ、テレビ受像機、または無線送受信機である、請求項9に記載の電子装置。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2010−517345(P2010−517345A)
【公表日】平成22年5月20日(2010.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−545836(P2009−545836)
【出願日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際出願番号】PCT/EP2007/050507
【国際公開番号】WO2008/086895
【国際公開日】平成20年7月24日(2008.7.24)
【出願人】(508248715)サイコン セミコンダクター アクティエボラーグ (5)
【Fターム(参考)】