説明

クロック制御回路及びこれを備える半導体装置

【課題】高速且つ正確にDLL回路をロックさせる。
【解決手段】外部クロック信号CLKの位相に基づいて位相判定信号PD0を生成する位相判定回路140と、位相判定信号PD0の論理レベルに基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路130と、カウント値に基づいて外部クロック信号CLKを遅延させることにより、内部クロック信号LCLKを生成するディレイライン110と、位相判定信号PD0が変化しない期間においてはカウンタ回路130の更新ピッチを最小ピッチの2倍に設定し、位相判定信号PD0が変化したことに応答してカウンタ回路130の更新ピッチを最小ピッチに設定するピッチ調整回路300と、を備える。これにより、高速且つ正確にDLL回路をロックさせることが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はクロック制御回路及びこれを備える半導体装置に関し、特に、DLL回路やデューティ補正回路など、クロック信号の位相やデューティを調整するクロック制御回路及びこれを備える半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、パーソナルコンピュータなどのメインメモリとして、クロックに同期した動作を行うシンクロナスメモリが広く使用されている。中でも、DDR(Double Data Rate)型のシンクロナスメモリでは、入出力データを外部クロック信号に対して正確に同期させる必要があることから、外部クロック信号に同期した内部クロック信号を生成するためのDLL回路が必須である(特許文献1参照)。
【0003】
DLL回路は、外部クロック信号の位相に基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路と、カウンタ回路のカウント値に基づいて外部クロック信号を遅延させることにより内部クロック信号を生成するディレイラインとを備えている。カウント値の更新は、所定のサンプリング周期で行われる。このため、カウント値を更新するタイミングにおいて、ノイズなどの影響により位相の判定結果が一時的に逆転してしまった場合、カウント値は本来の更新方向とは逆の方向に更新されてしまう。つまり、ディレイラインの遅延量を増大させるはずが減少させてしまったり、逆に、遅延量を減少させるはずが増大させてしまったりすることがある。
【0004】
また、外部クロック信号には、ジッタ成分が重畳している場合がある。ジッタ成分とはクロック周波数のゆらぎであり、このゆらぎは所定の周波数を有している。ジッタ成分がDLL回路に影響すると、場合によっては、位相が大きくずれているにもかかわらず、アップカウントとダウンカウントを交互に繰り返すループに入り、その状態から抜けられないことがあった。
【0005】
他方、DLL回路をロックさせるための期間は規格により定められている。このため、ノイズの影響でディレイラインが逆方向に調整されたり、ジッタ成分の影響でループに入ったりすると、規格で定められた期間内にDLL回路をロックすることができなくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2008−217947号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
このように、従来のDLL回路は、ノイズやジッタ成分の影響を受けると正しくロックすることができないという問題があった。このような問題は、DLL回路に限られず、クロック信号を制御する他の種類のクロック制御回路、例えば、内部クロック信号のデューティを補正するデューティ補正回路においても生じる問題である。つまり、デューティ補正回路においても、ノイズやジッタ成分の影響を受けると、内部クロック信号を所望のデューティに調整できなくなることがあった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一側面によるによるクロック制御回路は、第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、前記位相判定信号に基づいて、サンプリング周期ごとにカウント値が更新されるカウンタ回路と、前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成する第1のディレイラインと、前記位相判定信号が第1の論理レベルを示したことに応答して、同じサンプリング周期内におけるその後の前記位相判定信号の変化を無効化する第1の無効化回路と、前記位相判定信号が第2の論理レベルを示したことに応答して、前記カウンタ回路の更新ピッチを変化させるピッチ調整回路と、を備えることを特徴とする。
【0009】
また、本発明による半導体装置は、上記のクロック制御回路と、第2のクロック信号に同期して外部出力信号を出力する出力バッファと、出力バッファと実質的に同一の回路構成を有し、第2のクロック信号に同期して第3のクロック信号を出力するするレプリカバッファとを備え、位相判定回路は、第1及び第3のクロック信号を比較することによって第1のクロック信号の位相を判定することを特徴とする。
【0010】
本発明の他の側面によるによるクロック制御回路は、第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、前記位相判定信号の論理レベルに基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路と、前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成するディレイラインと、前記位相判定信号が変化しない期間においては前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に大きい第1のピッチに設定し、前記位相判定信号が変化したことに応答して前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に小さい第2のピッチに設定するピッチ調整回路と、を備えることを特徴とする。
【0011】
本発明のさらに他の側面によるによるクロック制御回路は、第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、前記位相判定信号の論理レベルに基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路と、前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成するディレイラインと、前記位相判定信号が所定期間変化しない場合、前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に小さい第2のピッチから相対的に大きい第1のピッチに変化させるピッチ調整回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
このように、本発明によれば、判定信号がサンプリング周期内で変化した場合、無効化回路によって位相判定信号が所定の論理レベルに固定されることから、ノイズやジッタ成分のように、短い周期で位相判定信号に影響を与える成分を排除することが可能となる。更に位相判定信号の変化に応じてディレイラインの遅延量を示すカウント値の変化量(更新ピッチ)を適切に変化させることで、短い周期のクロックに対しても問題なくクロック信号の位相を調整することが可能となる。このため、本発明によるクロック制御回路をDLL回路に適用すれば、DLL回路が長期間ロックしないという現象を防止することができる。また、本発明によるクロック制御回路をデューティ補正回路に適用すれば、内部クロック信号を長期間所望のデューティに調整できなくなるという現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の好ましい第1の実施形態による半導体装置10の構成を示すブロック図である。
【図2】無効化回路200の回路図である。
【図3】ピッチ調整回路300の回路図である。
【図4】カウンタ回路130の構成の一例を示す回路図である。
【図5】第1の実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図6】無効化回路200aの回路図である。
【図7】ピッチ調整回路300aの回路図である。
【図8】第2の実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図9】本発明の好ましい第3の実施形態による半導体装置30の構成を示すブロック図である。
【図10】ピッチ調整回路400の回路図である。
【図11】第3の実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図12】本発明の好ましい第4の実施形態による半導体装置40の構成を示すブロック図である。
【図13】本発明の好ましい第5の実施形態による半導体装置50の構成を示すブロック図である。
【図14】本発明の好ましい第6の実施形態による半導体装置60の構成を示すブロック図である。
【図15】本発明の好ましい第7の実施形態による半導体装置70の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明の好ましい第1の実施形態による半導体装置10の構成を示すブロック図である。
【0016】
図1に示すように、本実施形態による半導体装置10は、内部出力信号DRを出力する内部回路11と、内部出力信号DRに基づいて外部出力信号DQを出力する出力バッファ12と、出力バッファ12の動作タイミングを制御するDLL回路100とを備えている。内部回路11については、半導体装置10の種類によって異なり、例えば、本実施形態による半導体装置10がDRAMであれば、メモリセルアレイ、カラムスイッチ、リードアンプなどが含まれる。
【0017】
出力バッファ12は、出力端子13を介して外部出力信号DQを外部に出力する回路であり、外部出力信号DQの出力タイミングは、クロック端子14を介して入力される外部クロック信号CLK(第1のクロック信号)と同期している必要がある。出力バッファ12の動作タイミングは、DLL回路100によって制御される。以下、DLL回路100の構成について詳細に説明する。
【0018】
図1に示すように、DLL回路100は、ディレイライン110と、分周回路120と、カウンタ回路130と、位相判定回路140と、無効化回路200と、ピッチ調整回路300とを備えている。
【0019】
ディレイライン110は、外部クロック信号CLKを遅延させることによって内部クロック信号LCLK(第2のクロック信号)を生成する回路である。特に限定されるものではないが、ディレイライン110には、相対的に粗い調整ピッチで外部クロック信号を遅延させるコースディレイラインと、相対的に細かい調整ピッチで外部クロック信号を遅延させるファインディレイラインを含んでいることが好ましい。尚、ディレイライン110に入力されるクロック信号は、外部クロック信号CLKそのものである必要はなく、レシーバによって外部クロック信号CLKをバッファリングした信号であっても構わない。
【0020】
図1に示すように、内部クロック信号LCLKは、出力バッファ12及びレプリカバッファ15に供給される。出力バッファ12は、上述の通り、内部回路11より供給される内部出力信号DRを受け、これを外部出力信号DQとして出力端子13に供給する回路である。一方、レプリカバッファ15は、出力バッファ12と実質的に同一の回路構成を有しており、内部クロック信号LCLKに同期してレプリカクロック信号RCLK(第3のクロック信号)を出力する回路である。これにより、レプリカクロック信号RCLKの位相は、外部出力信号DQの位相と正確に一致することになる。但し、レプリカバッファ15を構成するトランジスタのサイズとしては、出力バッファ12を構成するトランジスタのサイズと同一である必要はなく、インピーダンスが実質的に同じである限り、シュリンクしたトランジスタを用いても構わない。
【0021】
分周回路120は、外部クロック信号CLKを分周することにより、ワンショットパルスであるリセット信号RSTを生成する回路である。リセット信号RSTは無効化回路200に供給されるとともに、ディレイ回路150に供給される。ディレイ回路150は、リセット信号RSTを遅延させることによって更新タイミング信号SYNCLKを生成する回路である。更新タイミング信号SYNCLKはカウンタ回路130に供給され、カウンタ回路130のカウント値を更新するタイミングを示す同期信号として用いられる。したがって、更新タイミング信号SYNCLKの活性化周期は、DLL回路100のサンプリング周期として定義される。尚、ディレイ回路150の遅延量は、サンプリング周期よりもやや短い量とすることが好ましい。
【0022】
ここで、リセット信号RSTの生成に分周回路120を用いている理由は、カウンタ回路130の更新及びディレイライン110の遅延量の変更にはある一定の時間が必要だからであり、外部クロック信号CLKの毎周期ごとにカウンタ回路130の更新及びディレイライン110の遅延量変更を行うことは困難だからである。また、カウンタ回路130の更新及びディレイライン110の遅延量変更を必要以上に高頻度に行うと、消費電力が大幅に増大するからである。
【0023】
カウンタ回路130は、ディレイライン110の遅延量を設定する回路であり、更新タイミング信号SYNCLKに同期して、そのカウント値が更新される。カウント値の増減は、無効化回路200から供給される位相判定信号PD1に基づいて定められる。つまり、位相判定信号PD1がアップカウントを示している場合(ハイレベルである場合)、カウンタ回路130は更新タイミング信号SYNCLKに同期してそのカウント値をアップカウントし、これにより、ディレイライン110の遅延量を増大させる。逆に、位相判定信号PD1がダウンカウントを示している場合(ローレベルである場合)、カウンタ回路130は更新タイミング信号SYNCLKに同期してそのカウント値をダウンカウントし、これにより、ディレイライン110の遅延量を減少させる。
【0024】
また、カウンタ回路130にはリセット信号DLL_Reset及びピッチ指定信号LATOUTも供給されている。リセット信号DLL_Resetは、DLL回路100をリセットする信号であり、これが活性化するとカウンタ回路130のカウント値がプリセット値に初期化される。また、ピッチ指定信号LATOUTはピッチ調整回路300によって生成される信号であり、これがローレベルである場合にはカウンタ回路130の更新ピッチ(更新タイミング信号SYNCLKに同期したカウント値をアップカウント量又はダウンカウント量)が最小ピッチに設定され、ハイレベルである場合にはカウンタ回路130の更新ピッチが最小ピッチの2倍に設定される。
【0025】
位相判定回路140は、外部クロック信号CLKとレプリカクロック信号RCLKとの位相差を検出する回路である。上述の通り、レプリカクロック信号RCLKの位相は外部出力信号DQの位相と一致するよう、ディレイライン110によって調整されるが、電圧や温度などディレイライン110の遅延量に影響を与えるパラメータの変動や、外部クロック信号CLK自体の周波数変動などによって、両者の位相は刻々と変化する。位相判定回路140はこのような変化を検出し、外部クロック信号CLKに対してレプリカクロック信号RCLKが進んでいるか或いは遅れているかを判定する。判定は外部クロック信号CLKの毎周期ごとに行われ、その結果は位相判定信号PD0として無効化回路200及びピッチ調整回路300に供給される。
【0026】
無効化回路200は、位相判定信号PD0及びリセット信号RSTを受け、これらに基づいて位相判定信号PD1を生成する回路である。
【0027】
図2は、無効化回路200の回路図である。
【0028】
図2に示すように、無効化回路200は、循環接続されたNAND回路201,202からなるSRラッチ回路210と、リセット信号RSTを反転させてSRラッチ回路210のリセット入力端(R)に供給するインバータ203と、位相判定信号PD0を反転させてSRラッチ回路210のセット入力端(S)に供給するインバータ204とを備える。
【0029】
かかる構成により、位相判定信号PD0がハイレベルになると、リセット信号RSTの論理レベルにかかわらずSRラッチ回路210はセット状態となり、その出力である位相判定信号PD1はハイレベルとなる。ここで、位相判定信号PD0がハイレベルとなるのは、位相判定回路140によって、外部クロック信号CLKよりもレプリカクロック信号RCLKの位相が進んでいることが検出された場合である。つまり、ディレイライン110の遅延量を増大させる必要があるケースである。
【0030】
一方、リセット信号RSTがハイレベル且つ位相判定信号PD0がローレベルになると、SRラッチ回路210はリセット状態となり、その出力である位相判定信号PD1はローレベルとなる。ここで、位相判定信号PD0がローレベルとなるのは、位相判定回路140によって、外部クロック信号CLKよりもレプリカクロック信号RCLKの位相が遅れていることが検出された場合である。つまり、ディレイライン110の遅延量を減少させる必要があるケースである。
【0031】
これにより、SRラッチ回路210がリセットされた後、位相判定信号PD0がハイレベルになるとSRラッチ回路210はセットされ、その後、位相判定信号PD0がローレベルに変化しても、その変化は無効化される。つまり、SRラッチ回路210がセットされた後リセットされるまでの間において、位相判定信号PD0が一度でもハイレベルになると、無効化回路200の出力である位相判定信号PD1はハイレベルに固定される。そして、位相判定信号PD1がローレベルとなるのは、SRラッチ回路210がリセットされた後、位相判定信号PD0がローレベルを維持している期間に限られる。
【0032】
図1に戻って、ピッチ調整回路300は位相判定信号PD0及びリセット信号DLL_Resetを受け、これらに基づいてピッチ指定信号LATOUTを生成する回路である。
【0033】
図3は、ピッチ調整回路300の回路図である。
【0034】
図3に示すように、ピッチ調整回路300は、循環接続されたNAND回路301,302からなるSRラッチ回路310と、リセット信号DLL_Resetを反転させてSRラッチ回路310のリセット入力端(R)に供給するインバータ303とを備えている。SRラッチ回路310のセット入力端(S)には、位相判定信号PD0が入力される。
【0035】
かかる構成により、リセット信号DLL_Resetがハイレベルになると、位相判定信号PD0の論理レベルにかかわらずSRラッチ回路310はリセット状態となり、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはハイレベルとなる。一方、リセット信号DLL_Resetがローレベル且つ位相判定信号PD0がローレベルになると、SRラッチ回路310はセット状態となり、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。
【0036】
これにより、SRラッチ回路310がリセットされるとピッチ指定信号LATOUTはハイレベルとなり、その後、位相判定信号PD0がハイレベルからローレベルに変化するとピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。上述の通り、ピッチ指定信号LATOUTがハイレベルである場合には、カウンタ回路130の更新ピッチが最小ピッチの2倍に設定される。
【0037】
図4は、カウンタ回路130の構成の一例を示す回路図である。
【0038】
図4に示すように、カウンタ回路130は複数のビットカウント回路130−1〜130−nによって構成されている。カウンタ回路130を構成するビットカウント回路の数(=n)はカウント値のビット数に等しく、各ビットカウント回路130−1〜130−nからの出力ビットOUT1〜OUTnがカウント値のそれぞれ対応するビットとなる。
【0039】
ビットカウント回路130−0〜130−nは互いに同じ回路構成を有しており、それぞれ複合ゲート回路131、セレクタ132,133及びラッチ回路134からなる。複合ゲート回路131の出力は、次段のビットカウント回路に含まれる複合ゲート回路131の入力信号として用いられる。
【0040】
ここで、初段のビットカウント回路130−1の複合ゲート回路131には、ピッチ指定信号LATOUTとセレクタ132の出力信号が入力されている。これに対し、2段目以降のビットカウント回路130−2〜130−nの複合ゲート回路131には、ピッチ指定信号LATOUTの代わりに前段のビットカウント回路に含まれる複合ゲート回路131の出力信号及びVSSレベルに固定された信号が入力される。
【0041】
かかる構成により、ピッチ指定信号LATOUTがローレベルである場合には、最下位ビット(LSB)であるビットカウント回路130−1が更新の対象となるため、カウンタ回路130の更新ピッチは最小ピッチとなる。これに対し、ピッチ指定信号LATOUTがハイレベルである場合には、下位2ビット目であるビットカウント回路130−2が更新の対象となるため、カウンタ回路130の更新ピッチは最小ピッチの2倍となる。
【0042】
図5は、本実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【0043】
図5に示すように、本例では、ディレイ回路150の遅延量がサンプリング周期よりもやや短い量に設定されている。このため、更新タイミング信号SYNCLKが活性化すると、その直後にリセット信号RSTが活性化することになる。このことは、カウンタ回路130のカウント値が更新されると、その直後にリセット信号RSTが活性化することを意味する。
【0044】
まず、期間T10においてワンショットパルスであるリセット信号DLL_Resetが活性化すると、ピッチ指定信号LATOUTはハイレベルとなる。これにより、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチの2倍に設定される。図5に示す例では、サンプリング周期T11の途中で位相判定信号PD0がハイレベルからローレベルに遷移しており、このタイミングでピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。これにより、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチに設定される。
【0045】
また、図5に示すように、サンプリング周期T11,T13,T15においてリセット信号RSTが活性化したタイミングでは、位相判定信号PD0がハイレベルであることから、無効化回路200に含まれるSRラッチ回路210はリセットされない。この場合、SRラッチ回路210は従前からのセット状態が維持されるため、サンプリング周期T13に示すように位相判定信号PD0が途中でローレベルに変化しても、このような変化は無効化され、位相判定信号PD1はハイレベルを維持する。その結果、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値は強制的にアップカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は、強制的に増大させられる。
【0046】
これに対し、サンプリング周期T12,T14においてリセット信号RSTが活性化したタイミングでは、位相判定信号PD0がローレベルであることから、SRラッチ回路210はリセット信号RSTに同期してリセットされる。これにより、無効化回路200の出力である位相判定信号PD1はローレベルに変化する。
【0047】
しかしながら、サンプリング周期T12においては、位相判定信号PD0がその後ハイレベルに変化しているため、これに応答してSRラッチ回路210は再びセットされる。これにより位相判定信号PD1はハイレベルに戻り、その後、同じサンプリング周期内において位相判定信号PD0がローレベルに変化しても、このような変化は無効化され、位相判定信号PD1はハイレベルを維持する。その結果、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値は強制的にアップカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は、強制的に増大させられる。
【0048】
一方、サンプリング周期T14においては、リセット信号RSTの活性化によってSRラッチ回路210がリセットされた後、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングまで、位相判定信号PD0がローレベルに維持されている。これにより、SRラッチ回路210のリセット状態が維持されるため、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値はダウンカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は減少させられる。
【0049】
このように、本実施形態では、カウンタ回路130のカウント値がダウンカウントされるのは、サンプリング周期T14に示すケース、つまり、リセット信号RSTの活性化によってSRラッチ回路210がリセットされた後、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングまで、位相判定信号PD0がローレベルに維持されたケースに限られる。その他のケースでは、位相判定信号PD0の変化は無効化回路200によって無効化され、カウンタ回路130のカウント値は強制的にアップカウントされる。
【0050】
これにより、ノイズやジッタ成分のように、短い周期で位相判定信号PD0に影響を与える成分が排除されるため、DLL回路100が長期間ロックしないという現象を防止することが可能となる。
【0051】
また、カウンタ回路130のアップカウント量又はダウンカウント量(すなわち更新ピッチ)は、ピッチ指定信号LATOUTによって定められる。図5に示す例では、更新タイミング信号SYNCLKの1回目の活性化時においては、ピッチ指定信号LATOUTがハイレベルであることから、カウント値は最小ピッチの2倍でアップカウントする(X→X+2)。これに対し、更新タイミング信号SYNCLKの2回目以降の活性化時においては、ピッチ指定信号LATOUTがローレベルであることから、カウント値は最小ピッチでアップカウント又はダウンカウントする。
【0052】
これにより、リセット信号DLL_Resetの活性化直後における位相判定信号PD0の変化しない期間においては、カウンタ回路130の更新ピッチが2倍となることから、外部クロック信号CLKとレプリカクロック信号RCLKとの位相を高速に接近させることが可能となる。そして、位相判定信号PD0の変化によって、レプリカクロック信号RCLKのアクティブエッジが外部クロック信号CLKのアクティブエッジを超えたことが検出された場合には、カウンタ回路130の更新ピッチが最小値となることから、これらの位相差を高精度に一致させることが可能となる。このため、外部クロック信号CLKの周波数が比較的低い場合のように、DLL回路100がロックするまでに時間がかかるケースであっても、本実施形態によれば、速やかにロックさせることが可能となる。
【0053】
尚、本実施形態では、カウンタ回路130のアップカウントを優先していることから、ダウンカウントした方がDLLロックに要する時間が短いケース(外部クロック信号CLKに対するレプリカクロック信号RCLKの遅れ量よりも、進み量の方が大きいケース)であっても、アップカウントを続けることによってDLLロックが行われることがある。この場合、DLLロックまでにやや長い時間がかかるが、少なくとも、アップカウントとダウンカウントを交互に繰り返すループに入るという問題は生じず、しかも、レプリカクロック信号RCLKのアクティブエッジが外部クロック信号CLKのアクティブエッジを超えるまでは2倍の速度で調整動作が進行するため、規格で定められた期間内にDLLロックを完了することが可能となる。
【0054】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0055】
図6は第2の実施形態にて用いる無効化回路200aの回路図であり、図7は第2の実施形態にて用いるピッチ調整回路300aの回路図である。本実施形態は、図1に示した無効化回路200が無効化回路200aに置き換えられているとともに、図1に示したピッチ調整回路300がピッチ調整回路300aに置き換えられている点において第1の実施形態と相違し、その他の点は一致する。このため重複する説明は省略する。
【0056】
図6に示すように、無効化回路200aは、インバータ204が削除されているとともに、SRラッチ回路210の出力を反転させるインバータ205が追加されている点において、図2に示した無効化回路200と相違する。その他の点は、図2に示した無効化回路200と同じである。
【0057】
かかる構成により、位相判定信号PD0がローレベルになると、リセット信号RSTの論理レベルにかかわらずSRラッチ回路210はセット状態となり、無効化回路200aの出力である位相判定信号PD1はローレベルとなる。一方、リセット信号RSTと位相判定信号PD0がともにハイレベルになると、SRラッチ回路210はリセット状態となり、無効化回路200aの出力である位相判定信号PD1はハイレベルとなる。
【0058】
これにより、SRラッチ回路210がリセットされた後、位相判定信号PD0がローレベルになるとSRラッチ回路210はセットされ、その後、位相判定信号PD0がハイレベルに変化しても、その変化は無効化される。つまり、SRラッチ回路210がセットされた後リセットされるまでの間において、位相判定信号PD0が一度でもローレベルになると、無効化回路200aの出力である位相判定信号PD1はローレベルに固定される。そして、位相判定信号PD1がハイレベルとなるのは、SRラッチ回路210がリセットされた後、位相判定信号PD0がハイレベルを維持している期間に限られる。
【0059】
また、図7に示すように、ピッチ調整回路300aは、位相判定信号PD0を反転させるインバータ304が追加されている点において、図3に示したピッチ調整回路300と相違する。その他の点は、図3に示したピッチ調整回路300と同じである。
【0060】
かかる構成により、リセット信号DLL_Resetがハイレベルになると、位相判定信号PD0の論理レベルにかかわらずSRラッチ回路310はリセット状態となり、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはハイレベルとなる。一方、リセット信号DLL_Resetがローレベル且つ位相判定信号PD0がハイレベルになると、SRラッチ回路310はセット状態となり、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。つまり、SRラッチ回路310がリセットされた後、位相判定信号PD0がローレベルからハイレベルに変化するとピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。
【0061】
図8は、本実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【0062】
まず、期間T20においてワンショットパルスであるリセット信号DLL_Resetが活性化すると、ピッチ指定信号LATOUTはハイレベルとなる。これにより、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチの2倍に設定される。図8に示す例では、サンプリング周期T21の途中で位相判定信号PD0がローレベルからハイレベルに遷移しており、このタイミングでピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。これにより、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチに設定される。
【0063】
また、図8に示すように、サンプリング周期T21,T23,T25においてリセット信号RSTが活性化したタイミングでは、位相判定信号PD0がローレベルであることから、無効化回路200aに含まれるSRラッチ回路210はリセットされない。この場合、SRラッチ回路210は従前からのセット状態が維持されるため、サンプリング周期T23に示すように位相判定信号PD0が途中でハイレベルに変化しても、このような変化は無効化され、位相判定信号PD1はローレベルを維持する。その結果、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値は強制的にダウンカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は、強制的に減少させられる。
【0064】
これに対し、サンプリング周期T22,T24においてリセット信号RSTが活性化したタイミングでは、位相判定信号PD0がハイレベルであることから、SRラッチ回路210はリセット信号RSTに同期してリセットされる。これにより、無効化回路200aの出力である位相判定信号PD1はハイレベルに変化する。
【0065】
しかしながら、サンプリング周期T22においては、位相判定信号PD0がその後ローレベルに変化しているため、これに応答してSRラッチ回路210は再びセットされる。これにより位相判定信号PD1はローレベルに戻り、その後、同じサンプリング周期内において位相判定信号PD0がハイレベルに変化しても、このような変化は無効化され、位相判定信号PD1はローレベルを維持する。その結果、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値は強制的にダウンカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は、強制的に減少させられる。
【0066】
一方、サンプリング周期T24においては、リセット信号RSTの活性化によってSRラッチ回路210がリセットされた後、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングまで、位相判定信号PD0がハイレベルに維持されている。これにより、SRラッチ回路210のリセット状態が維持されるため、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングで、カウンタ回路130のカウント値はアップカウントされる。つまり、ディレイライン110の遅延量は増大させられる。
【0067】
このように、本実施形態では、カウンタ回路130のカウント値がアップカウントされるのは、サンプリング周期T24に示すケース、つまり、リセット信号RSTの活性化によってSRラッチ回路210がリセットされた後、次に更新タイミング信号SYNCLKが活性化するタイミングまで、位相判定信号PD0がハイレベルに維持されたケースに限られる。その他のケースでは、位相判定信号PD0の変化は無効化回路200aによって無効化され、カウンタ回路130のカウント値は強制的にダウンカウントされる。
【0068】
これにより、上述した第1の実施形態と同じ効果を得ることが可能となる。
【0069】
尚、本実施形態では、カウンタ回路130のダウンカウントを優先していることから、アップカウントした方がDLLロックに要する時間が短いケース(外部クロック信号CLKに対するレプリカクロック信号RCLKの進み量よりも、遅れ量の方が大きいケース)であっても、ダウンカウントを続けることによってDLLロックが行われることがある。この場合、DLLロックまでにやや長い時間がかかるが、少なくとも、アップカウントとダウンカウントを交互に繰り返すループに入るという問題が生じず、しかも、レプリカクロック信号RCLKのアクティブエッジが外部クロック信号CLKのアクティブエッジを超えるまでは2倍の速度で調整動作が進行するため、規格で定められた期間内にDLLロックを完了することが可能となる。
【0070】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0071】
図9は、本発明の第3の実施形態による半導体装置の30の構成を示すブロック図である。本実施形態は、ピッチ調整回路300がピッチ調整回路400に置き換えられている点において、上述した第1の実施形態と異なる。その他の点は、第1の実施形態による半導体装置10と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0072】
図9に示すように、ピッチ調整回路400には、位相判定信号PD0及びリセット信号DLL_Resetのみならず、更新タイミング信号SYNCLKが入力されている。
【0073】
図10は、ピッチ調整回路400の回路図である。
【0074】
図10に示すように、ピッチ調整回路400は、循環接続されたNAND回路401,402からなるSRラッチ回路410と、更新タイミング信号SYNCLKに同期して位相判定信号PD0をカウントするカウンタ回路420とを備える。カウンタ回路420は、リセット信号DLL_Resetに応答してリセットされるとともに、更新タイミング信号SYNCLKの活性化時における位相判定信号PD0の論理レベルが4回連続ハイレベルである場合に、検出信号Qをローレベルからハイレベルに遷移させる回路である。検出信号Qは、インバータ403によって反転された後、SRラッチ回路410のセット入力端(S)に入力される。
【0075】
また、リセット信号DLL_Resetは、インバータ404によって反転された後、SRラッチ回路410のリセット入力端(R)に入力される。さらに、検出信号Qの反転信号/Qと反転された位相判定信号PD0がNAND回路405に供給され、その出力がSRラッチ回路410のリセット入力端(R)に入力される。
【0076】
かかる構成により、リセット信号DLL_ResetがハイレベルになるとSRラッチ回路410はリセット状態となり、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。その後、更新タイミング信号SYNCLKの活性化時における位相判定信号PD0の論理レベルが4回連続ハイレベルになると、SRラッチ回路410がセットされ、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはハイレベルに遷移する。さらにその後、位相判定信号PD0がローレベルに変化すると、SRラッチ回路410が再びリセットされ、その出力であるピッチ指定信号LATOUTはローレベルに戻る。
【0077】
ここで、更新タイミング信号SYNCLKの活性化時における位相判定信号PD0の論理レベルが4回連続ハイレベルになるのは、位相のズレが大きいためこのままの更新ピッチでカウントアップを進めるとDLL回路がロックするまでに長い時間がかかる可能性があることを意味する。この場合、より高速にロックさせるためには、更新ピッチを増大させることが好ましい。かかる観点から、上記の条件が検出されると、ピッチ指定信号LATOUTをローレベルからハイレベルに遷移させているのである。
【0078】
一方、SRラッチ回路410がセットされた後に、位相判定信号PD0がローレベルに変化するのは、レプリカクロック信号RCLKのアクティブエッジが外部クロック信号CLKのアクティブエッジを超えたことを意味する。この場合、正しくロックさせるためには、更新ピッチを減少させることが好ましい。かかる観点から、上記の条件が検出されると、ピッチ指定信号LATOUTをハイレベルからローレベルに遷移させているのである。
【0079】
図11は、本実施形態によるDLL回路の動作を示すタイミングチャートである。
【0080】
まず、期間T30においてワンショットパルスであるリセット信号DLL_Resetが活性化すると、ピッチ指定信号LATOUTはローレベルとなる。これにより、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチに設定される。この時、位相判定信号PD0はハイレベルであることから、カウンタ回路130は更新タイミング信号SYNCLKに同期してカウントアップされる。
【0081】
図11に示す例では、その後、更新タイミング信号SYNCLKの活性化時における位相判定信号PD0の論理レベルが4回連続ハイレベルになっている。これに応答してピッチ指定信号LATOUTはハイレベルに変化し、カウンタ回路の更新ピッチは最小ピッチの2倍となる(X+4→X+6)。
【0082】
その後の動作は、図5に示した動作と同じであり、例えば、サンプリング周期T36においては、位相判定信号PD0が途中でハイレベルに変化しているため、その後、同じサンプリング周期内において位相判定信号PD0がローレベルに変化しても、このような変化は無効化され、位相判定信号PD1はハイレベルを維持する。
【0083】
このように、本実施形態では、リセット信号DLL_Resetが活性化した直後においてはカウンタ回路130の更新ピッチを最小ピッチとし、その後、更新タイミング信号SYNCLKの活性化時における位相判定信号PD0の論理レベルが4回連続ハイレベルになる条件が出現した場合には更新ピッチを最小ピッチの2倍としている。これにより、最小ピッチのままカウントアップを進めるとDLL回路がロックするまでに長い時間がかかるのに対し、本実施形態では2倍の速度で調整動作が進行するため、高速にDLLロックを完了することが可能となる。
【0084】
しかも、更新ピッチが2倍となった後に位相判定信号PD0がローレベルに変化すると、カウンタ回路130の更新ピッチを最小ピッチに戻していることから、DLL回路のロックが近い状態において、行き過ぎた調整動作を行うことがなくなる。
【0085】
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
【0086】
図12は、本発明の第4の実施形態による半導体装置の40の構成を示すブロック図である。本実施形態は、無効化回路200,200aの両方が備えられている点、ピッチ調整回路300,300aの両方が備えられている点、並びに、無効化回路200,200aのいずれか一方及びピッチ調整回路300,300aのいずれか一方を選択する選択回路31を備えている点において、上述した第1の実施形態と異なる。その他の点は、第1の実施形態による半導体装置10と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0087】
図12に示すように、選択回路31には、位相判定回路140の出力である位相判定信号PD0が入力されており、DLL回路100aが動作を開始した後、最初に得られた位相判定信号PD0の論理レベルに基づいて、無効化回路200,200aのいずれか一方及びピッチ調整回路300,300aのいずれか一方を選択する。選択されなかった側の無効化回路及びピッチ調整回路については、その出力は無視される。具体的には、最初に得られた位相判定信号PD0がハイレベルである場合は、アップカウントを優先する無効化回路200とピッチ調整回路300を選択し、最初に得られた位相判定信号PD0がローレベルである場合は、ダウンカウントを優先する無効化回路200aとピッチ調整回路300aを選択する。
【0088】
最初に得られた位相判定信号PD0がハイレベルである場合は、アップカウントした方がDLLロックに要する時間が短いケース(外部クロック信号CLKに対するレプリカクロック信号RCLKの進み量よりも、遅れ量の方が大きいケース)である確率が高く、逆に、最初に得られた位相判定信号PD0がローレベルである場合は、ダウンカウントした方がDLLロックに要する時間が短いケース(外部クロック信号CLKに対するレプリカクロック信号RCLKの遅れ量よりも、進み量の方が大きいケース)である確率が高い。このため、最初に得られた位相判定信号PD0に基づいて無効化回路200,200aのいずれか一方及びピッチ調整回路300,300aのいずれか一方を選択すれば、上述した第1及び第2の実施形態よりも、より高速にDLL回路100aをロックさせることが可能となる。
【0089】
尚、ピッチ調整回路300,300aについては、図10に示したタイプのピッチ調整回路(400)を用いることも可能である。
【0090】
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
【0091】
図13は、本発明の第5の実施形態による半導体装置の50の構成を示すブロック図である。本実施形態は、無効化回路200の上述した無効化動作を停止させる停止回路41を備えている点において、上述した第1又は第3の実施形態と異なる。その他の点は、第1又は第3の実施形態による半導体装置10,30と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0092】
停止回路41の出力である停止信号STPは、初期状態においては非活性状態であり、このため、無効化回路200は上述した無効化動作を行う。一方、停止回路41にはカウンタ回路130のカウント値が供給されており、これがあらかじめ定められたパターンで変化した場合、停止信号STPを活性化させる。停止信号STPが活性化すると、無効化回路200は無効化動作を停止し、位相判定信号PD0をそのまま位相判定信号PD1としてカウンタ回路130に供給する。
【0093】
ここで、あらかじめ定められたパターンとは、DLL回路100bがロックした状態又はロックに近い状態にて現れるパターンである。具体的には、カウンタ回路130のカウント値がアップカウントした後ダウンカウントするパターン、又はその逆のパターンが現れた場合に、停止信号STPを活性化させることが好ましい。これは、このようなパターンが現れるのは、外部クロック信号CLKとレプリカクロック信号RCLKの位相がほぼ一致している場合の特徴だからである。このような場合、無効化回路200によってアップカウントを優先すると、却って位相がずれる可能性があるため、本実施形態では停止回路41によって無効化回路200の動作を停止させているのである。
【0094】
これにより、本実施形態によれば、第1の実施形態による効果に加え、DLLロック後のロック状態をより確実に維持できるという効果を得ることが可能となる。
【0095】
尚、停止信号STPが活性化するためのカウント値の変化パターンとしては、上述したパターンの他、アップカウントとダウンカウントが交互に3回又は4回以上繰り返されたパターンとしても構わない。アップカウントとダウンカウントを交互に繰り返すのは、外部クロック信号CLKとレプリカクロック信号RCLKの位相がほぼ一致している場合のより明確な特徴だからである。
【0096】
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
【0097】
図14は、本発明の第6の実施形態による半導体装置の60の構成を示すブロック図である。本実施形態は、ディレイライン110がコースディレイライン111とファインディレイライン112を含んでいる点、ファインディレイライン112の遅延量を調整するカウンタ回路132を備えている点、並びに、カウンタ回路130,132のいずれか一方を選択する選択回路51を備えている点において、上述した第1又は第3の実施形態と異なる。その他の点は、第1又は第3の実施形態による半導体装置10,30と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0098】
コースディレイライン111は、相対的に遅延量の調整ピッチが粗い大きいディレイラインであり、比較的遅延量の大きいインバータを従属接続したインバータチェーンによって構成される。また、ファインディレイライン112は、相対的に遅延量の調整ピッチが細かいディレイラインであり、比較的遅延量の小さいインバータを従属接続したインバータチェーンによって構成されるか、或いは、コースディレイライン111から得られる2つのクロックを合成するインターポレータによって構成される。
【0099】
本実施形態では、カウンタ回路130のカウント値によってコースディレイライン111の遅延量が調整され、カウンタ回路132のカウント値によってファインディレイ112の遅延量が調整される。そして、これらコースディレイライン111とファインディレイライン112は直列に接続されており、コースディレイライン111によって大まかな遅延量の調整を行った後、さらに、ファインディレイライン112によって細かな遅延量の調整を行うことで、より高速且つ高精度なDLLロックを実現している。
【0100】
図14に示すように、コースディレイライン111を制御するカウンタ回路130に対しては、無効化回路200を介した位相判定信号PD1が供給される一方、ファインディレイライン112を制御するカウンタ回路132に対しては、位相判定信号PD0が直接供給される。これは、ファインディレイライン112は主にDLLロック後における微調整に用いられることから、非ロック状態からDLL回路100cがロックするまでの時間にはあまり影響しないからであり、むしろ、ファインディレイライン112に対して無効化動作を行うと、位相のズレが生じる可能性が大きくなるからである。
【0101】
また、コースディレイライン111を制御するカウンタ回路130に対しては、ピッチ調整回路300,400による更新ピッチの変更が行われる一方、ファインディレイライン112を制御するカウンタ回路132に対しては、このようなピッチ変更は行われず、更新ピッチは一定に保たれる。これは、上述の通り、ファインディレイライン112は主にDLLロック後における微調整に用いられることから、更新ピッチの変更を行う必要性が少ないからである。
【0102】
選択回路51は、カウンタ回路130,132のいずれか一方の動作(カウント値の更新)を許可する回路である。選択回路51は、初期状態においてはカウンタ回路130を選択しており、これにより、ディレイライン110はコースディレイライン111による粗調動作を行う。選択回路51にはカウンタ回路130のカウント値が供給されており、これがあらかじめ定められたパターンで変化した場合、カウンタ回路130の動作を停止させ、その代わりに、カウンタ回路132を選択してファインディレイライン112による微調動作を行う。ここで、あらかじめ定められたパターンとしては、上述した停止信号STPが活性化するパターンと同じパターンを挙げることができる。
【0103】
これにより、本実施形態によれば、高速にDLLロックを行うことができるとともに、無効化回路200の動作がファインディレイライン112に影響を及ぼさないことから、高精度なDLLロック状態を確保することが可能となる。
【0104】
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。
【0105】
図15は、本発明の第7の実施形態による半導体装置の70の構成を示すブロック図である。
【0106】
図15に示すように、本実施形態による半導体装置70は、ディレイライン160、カウンタ回路170、デューティ判定回路180及び無効化回路290をさらに備え、2つのディレイライン110,160の出力を信号合成器190によって合成することによって内部クロック信号LCLKを生成する。また、カウンタ回路170に対してもピッチ調整回路300,400が割り当てられている。その他の点については上述した第1の実施形態による半導体装置10と基本的に同じであることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0107】
ディレイライン160及びカウンタ回路170は、インバータ250によって反転した外部クロック信号CLKのデューティを補正するデューティ補正回路を構成する。具体的には、ディレイライン160は、外部クロック信号CLKの立ち下がりエッジの位置を調整することによって内部クロック信号LCLKのデューティを調整する。その調整量は、カウンタ回路170によって定められる。一方、ディレイライン110は、外部クロック信号CLKの立ち上がりエッジの位置を調整することによって内部クロック信号LCLKの位相を調整する。これにより、信号合成器190によって生成される内部クロック信号LCLKは、位相及びデューティとも正しく調整された信号となる。
【0108】
カウンタ回路170は、ディレイライン160の遅延量を設定する回路であり、更新タイミング信号SYNCLKに同期して、そのカウント値が更新される。カウント値の増減は、無効化回路290から供給されるデューティ判定信号DD1に基づいて定められる。つまり、デューティ判定信号DD1がアップカウントを示している場合、カウンタ回路170は更新タイミング信号SYNCLKに同期してそのカウント値をアップカウントし、これにより、ディレイライン160の遅延量を増大させる。逆に、デューティ判定信号DD1がダウンカウントを示している場合、カウンタ回路170は更新タイミング信号SYNCLKに同期してそのカウント値をダウンカウントし、これにより、ディレイライン160の遅延量を減少させる。
【0109】
無効化回路290は、デューティ判定信号DD0及びリセット信号RSTを受け、これらに基づいてデューティ判定信号DD1を生成する回路である。その回路構成は、図2に示した無効化回路200又は図6に示した無効化回路200aと同様である。したがって、無効化回路290は、無効化回路200又は200aと同様の無効化動作を行う。
【0110】
デューティ判定回路180は、ディレイライン110,160の出力に基づいて、内部クロック信号LCLKのデューティを検出し、これによりデューティ判定信号DD0を生成する回路である。
【0111】
また、カウンタ回路170に割り当てられたピッチ調整回路300,400はデューティ判定信号DD0に基づいてピッチ指定信号LATOUTDを生成し、これによってカウンタ回路170の更新ピッチが変更される。その基本的な動作は既に説明したとおりである。
【0112】
このように、本実施形態によるDLL回路100dは、ノイズやジッタ成分のように、短い周期で位相判定信号PD0に影響を与える成分を無効化回路200によって排除し、短い周期でデューティ判定信号DD0に影響を与える成分を無効化回路290によって排除している。しかも、カウンタ回路170に割り当てられたピッチ調整回路300,400によって、カウンタ回路170の更新ピッチを可変としている。このため、位相のみならずデューティについても、速やかに調整することが可能となる。
【0113】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【0114】
例えば、上記各実施形態では、本発明をDLL回路に適用した場合を例に説明したが、本発明の適用対象がこれに限定されるものではなく、他の種類のクロック制御回路、例えばデューティ補正回路(図15参照)に対して適用することも可能である。
【0115】
また、上記各実施形態では、リセット信号RSTを用いて無効化回路200等をリセットしているが、カウンタ回路130の更新動作と干渉しない限り、更新タイミング信号SYNCLK自体をリセット信号RSTとして用いても構わない。さらには、更新タイミング信号SYNCLKを遅延させることによってリセット信号RSTを生成しても構わない。
【0116】
また、上記各実施形態では、相対的に小さい更新ピッチを最小ピッチとし、相対的に大きい更新ピッチを最小ピッチの2倍としているが、本発明がこれに限定されるものではなく、更新ピッチに差があればいかなる組み合わせも可能である。例えば、相対的に小さい更新ピッチを最小ピッチとし、相対的に大きい更新ピッチを最小ピッチの4倍や8倍としても構わない。
【0117】
さらに、上記各実施形態では無効化回路を用いているが、本発明において無効化回路を設けることは必須でなく、ピッチ調整回路を用いる限り、無効化回路を省略しても構わない。
【符号の説明】
【0118】
10,30,40,50,60,70 半導体装置
11 内部回路
12 出力バッファ
13 出力端子
14 クロック端子
15 レプリカバッファ
31 選択回路
41 停止回路
51 選択回路
100,100a,100b,100c,100d DLL回路
110,160 ディレイライン
111 コースディレイライン
112 ファインディレイライン
120 分周回路
130,132,170 カウンタ回路
140 位相判定回路
150 ディレイ回路
180 デューティ判定回路
190 信号合成器
200,200a,290 無効化回路
300,300a,400 ピッチ調整回路
210 SRラッチ回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、
前記位相判定信号に基づいて、サンプリング周期ごとにカウント値が更新されるカウンタ回路と、
前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成する第1のディレイラインと、
前記位相判定信号が第1の論理レベルを示したことに応答して、同じサンプリング周期内におけるその後の前記位相判定信号の変化を無効化する第1の無効化回路と、
前記位相判定信号が第2の論理レベルを示したことに応答して、前記カウンタ回路の更新ピッチを変化させる第1のピッチ調整回路と、を備えることを特徴とするクロック制御回路。
【請求項2】
前記第1のピッチ調整回路は、前記位相判定信号が前記第2の論理レベルを示したことに応答して、前記カウンタ回路の更新ピッチが小さくなるよう変化させることを特徴とする請求項1に記載のクロック制御回路。
【請求項3】
前記第1のピッチ調整回路は、前記カウンタ回路をリセットするリセット信号に同期してリセットされ、前記位相判定信号の前記第2の論理レベルによってセットされる第1のSRラッチ回路を含んでおり、
これにより、前記リセット信号が活性化してから前記位相判定信号が前記第2の論理レベルを示すまでの期間においては前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に大きくし設定し、前記位相判定信号が前記第2の論理レベルを示したことに応答して前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に小さく設定することを特徴とする請求項2に記載のクロック制御回路。
【請求項4】
前記第1のピッチ調整回路は、更に、前記位相判定信号が前記サンプリング周期所定回数分変化しない場合に前記カウンタ回路の更新ピッチを変化させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項5】
前記第1のピッチ調整回路は、前記位相判定信号が前記サンプリング周期所定回数分変化しない場合、前記カウンタ回路の更新ピッチが大きくなるよう変化させることを特徴とする請求項4に記載のクロック制御回路。
【請求項6】
前記第1の無効化回路は、前記サンプリング周期ごとに活性化するリセット信号に同期してリセットされ、前記位相判定信号の前記第1の論理レベルによってセットされる第2のSRラッチ回路を含んでおり、
これにより、前記第2のSRラッチ回路がセットされた後リセットされるまでの間における、前記位相判定信号の第2の論理レベルへの変化を無効化することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項7】
前記第1の無効化回路の無効化動作を停止させることにより、前記位相判定信号をそのまま前記カウンタ回路に供給する停止回路をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項8】
前記第1のディレイラインは、相対的に前記遅延量の調整ピッチが粗い大きいコースディレイラインと、相対的に前記遅延量の調整ピッチが細かいファインディレイラインとを含んでおり、
前記カウンタ回路は、前記第1のディレイラインに含まれる前記コースディレイラインの遅延量を調整することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項9】
前記位相判定信号が前記第2の論理レベルを示したことに応答して、同じサンプリング周期内におけるその後の前記位相判定信号の変化を無効化する第2の無効化回路と、
前記位相判定信号が前記第1の論理レベルを示したことに応答して、前記カウンタ回路の更新ピッチを変化させる第2のピッチ調整回路と、
前記第1及び第2の無効化回路のいずれか一方及び前記第1及び第2のピッチ調整回路のいずれか一方を選択する選択回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項10】
前記第2のクロック信号のデューティに基づいてデューティ判定信号を生成するデューティ判定回路と、
前記デューティ判定信号に基づいて前記第2のクロック信号のデューティを補正するデューティ補正回路と、
前記デューティ判定信号が一方の論理レベルを示したことに応答して、前記デューティ補正回路によるデューティの補正ピッチを変化させる第3のピッチ調整回路と、をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項11】
前記位相判定回路は、前記第2のクロック信号を遅延させた第3のクロック信号と、前記第1のクロック信号とを比較することによって、前記第1のクロック信号の位相を判定することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載のクロック制御回路。
【請求項12】
請求項11に記載のクロック制御回路を備える半導体装置であって、
前記第2のクロック信号に同期して外部出力信号を出力する出力バッファと、前記出力バッファと実質的に同一の回路構成を有し、前記第2のクロック信号に同期して前記第3のクロック信号を出力するするレプリカバッファとを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項13】
第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、
前記位相判定信号の論理レベルに基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路と、
前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成するディレイラインと、
前記位相判定信号が変化しない期間においては前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に大きい第1のピッチに設定し、前記位相判定信号が変化したことに応答して前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に小さい第2のピッチに設定するピッチ調整回路と、を備えることを特徴とするクロック制御回路。
【請求項14】
前記ピッチ調整回路は、前記位相判定信号が所定期間変化しない場合、前記カウンタ回路の更新ピッチを前記第1のピッチに設定することを特徴とする請求項13に記載のクロック制御回路。
【請求項15】
第1のクロック信号の位相に基づいて位相判定信号を生成する位相判定回路と、
前記位相判定信号の論理レベルに基づいてカウント値が更新されるカウンタ回路と、
前記カウント値に基づいて前記第1のクロック信号を遅延させることにより、第2のクロック信号を生成するディレイラインと、
前記位相判定信号が所定期間変化しない場合、前記カウンタ回路の更新ピッチを相対的に小さい第2のピッチから相対的に大きい第1のピッチに変化させるピッチ調整回路と、を備えることを特徴とするクロック制御回路。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate

【図12】
image rotate

【図13】
image rotate

【図14】
image rotate

【図15】
image rotate


【公開番号】特開2011−176615(P2011−176615A)
【公開日】平成23年9月8日(2011.9.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−39043(P2010−39043)
【出願日】平成22年2月24日(2010.2.24)
【出願人】(500174247)エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Fターム(参考)】