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JP3976573B2 - Timing signal generating circuit, signal transmission system, and timing signal generating method - Google Patents
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JP3976573B2 - Timing signal generating circuit, signal transmission system, and timing signal generating method - Google Patents

Timing signal generating circuit, signal transmission system, and timing signal generating method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイミング信号発生回路、信号伝送システム、および、タイミング信号発生方法に関し、特に、LSI(Large Scale Integration Circuit)間、或いは、装置間等において高速に信号の送信および受信を行う信号伝送システムにおけるタイミング信号発生回路に関する。
【0002】
近年、LSIの高速動作に伴って、LSI間や複数のLSIで構成した装置間で大容量の信号伝送が行われている。しかしながら、このような大容量の信号伝送システムは、その伝送速度が高速化するにつれて信号のスキュー(Skew)やジッタが問題になり、正確なタイミングでデータの受信(取り込み)を行わないと正確な信号伝送が困難になる。そこで、データを確実に受信するためのタイミング信号を発生することができるタイミング信号発生回路の提供が要望されている。
【0003】
【従来の技術】
近年、DRAM(Dynamic Random Access Memory)やSDRAM(Synchronous DRAM)等の半導体記憶装置およびMPU(Micro Processing Unit)、或いは、コンピュータやその他の情報処理機器を構成する部品は、大きくその性能を向上し、それに伴って各LSI(LSIチップ)間、或いは、複数のLSIで構成した回路基板や装置間においても、高速な信号の送受信(伝送)を行うことが必要となって来ている。
【0004】
図1は従来の信号伝送システムの一例を概略的に示すブロック図である。図1において、参照符号101はクロックCLK用の送信側駆動回路(送信側バッファ)、102はクロック用の配線(クロック信号線)、103はクロック用の受信側駆動回路(受信側バッファ)、110〜11nはデータD0〜Dn用の送信側データ取り込み回路(送信側ラッチ)、120〜12nはデータD0〜Dn用の送信側駆動回路(送信側バッファ)、130〜13nはデータ用の配線(データ信号線)、140〜14nはデータ用の受信側駆動回路(受信側バッファ)、そして、150〜15nは受信側データ取り込み回路(受信側ラッチ)を示している。
【0005】
図1に示されるように、従来、データ量が多い場合の信号伝送システムは、例えば、複数の信号線102,130〜13nを使用して信号の伝送を行っている。すなわち、データ(信号)D1〜Dnは、それぞれ送信側ラッチ110〜11n、送信側バッファ120〜12nおよびデータ信号線130〜13nを介して受信側バッファ140〜14nに伝えられ、そして、受信側ラッチ150〜15nに供給される。クロックCLKは、例えば、各送信側ラッチ110〜11nのクロック端子(取り込みタイミング制御端子)に供給されると共に、送信側バッファ101およびクロック信号線102を介して受信側バッファ103に伝えられ、各受信側ラッチ150〜15nのクロック端子に供給される。
【0006】
このように、従来の複数の信号線を用いた信号伝送システムは、送信側ラッチ110〜11nおよび受信側ラッチ150〜15nに対してそれぞれ同一のクロックCLKを供給して取り込みタイミングを制御している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
図2は図1の信号伝送システムにおける動作の一例を説明するためのタイミング図である。
【0008】
図2に示されるように、例えば、送信側において、データD0〜Dnが同じタイミングで出力されたとしても、受信側においては、各信号線130〜13nを介して伝送されるデータの遅延量が微妙に異なる。すなわち、前述した図1に示す従来の信号伝送システムにおいては、クロックCLKおよび複数のデータD0〜Dnがそれぞれクロック信号線および複数の信号線130〜13n、並びに、バッファ101,120〜12n;103,140〜14n等を用いるため、各信号線を介して伝送される信号における遅延量が異なり、各信号線(データ信号線130〜13n)ごとに、その信号線を介して伝送される信号(データ)の最適な取り込みタイミングが異なることになる。具体的に、図2に示されるように、例えば、データD0およびD1は受信側ラッチ150および151によりデータの取り込みを行うことができるが、各信号線ごとに異なる遅延量の相違(スキュー:Skew)により、例えば、データDnを取り込むデータ取り込みタイミングがそのデータの遷移期間(バウンダリ)に来てしまうと、受信側ラッチ15nによりデータDnを正確に取り込むことが困難になる。
【0009】
このスキューは、例えば、クロックCLKの周波数が高くなり、高速動作(高速伝送)が進むに連れて大きな問題になり、各信号線130〜13nに設けられた送信側ラッチ110〜11nおよび受信側ラッチ150〜15nに対してそれぞれ共通のストローブ信号(クロックCLK)を供給して信号(データ)を取り込んでいたのでは各信号線ごとのスキューに対処することができない。
【0010】
すなわち、各信号線の受信側ラッチ150〜15nにおいて、最適な信号の取り込みタイミングの差が極端に大きくなると、共通のタイミング(クロックCLK)では全ての信号を正しく取り込む(受信する)ことができなくなり、その結果、信号を正確に伝送できる伝送距離や伝送速度が制限を受けることになる。或いは、信号の伝送距離を長くし、伝送速度を高く(ビットレートを大きく)するためには、スキューを特別に小さく調整した高価なケーブルを使用しなければならず、費用が嵩むだけでなく、その伝送距離および伝送速度の改善も大きなものが期待できず、根本的な解決策とはいえない。
【0011】
図3は従来の信号伝送システムの他の例を概略的に示すブロック図である。
【0012】
図3に示す信号伝送システムは、例えば、クロックCLOCK−Aを使用する第1の回路(ブロックA)410、クロックCLOCK−Bを使用する第2の回路(ブロックB)450、および、これら第1の回路410と第2の回路450との間で信号(データ)の伝送を行うnビット幅の信号伝送路(バス)430を備える。ここで、例えば、第1の回路410はASIC(Application Specific IC)におけるコア回路であり、また、第2の回路450は高速I/O回路である。また、クロックCLOCK−AおよびクロックCLOCK−Bは、位相は異なるが周波数は同一のクロックである。
【0013】
すなわち、図3は同期回路同士(回路410,450)のクロック載せ換え回路を含む信号伝送システムの他の例を示すものであり、第1の回路410からクロックCLOCK−Aによるnビットのデータを送信し、信号伝送路430を介して受信されたnビットのデータを第2の回路450において、クロックCLOCK−Bを用いて受信するようになっている。
【0014】
図3に示す従来の信号伝送システムにおいては、仮にクロックCLOCK−AおよびクロックCLOCK−Bの周波数が等しかったとしても、その間にはゼロではない位相差が含まれる。この位相差は、同期回路の周期に対して十分小さい場合には問題とはならず、また、この位相差は基本的に周期或いは周波数には依存しない。
【0015】
そのため、図3に示す従来の信号伝送システムは、周期が短くなるに従って(周波数が高くなるに従って)周期に対する位相差の割合は増加し、やがて無視できなくなってデータを正確に受信できなくなる恐れがある。
【0016】
本発明は、上述した従来の信号伝送システムが有する課題に鑑み、位相差を考慮に入れた上でデータを確実に受信できるクロックを生成し、高速で誤りのない信号伝送が可能な信号伝送システムの提供を目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の形態によれば、外部クロックに基づいて送信された受信信号を取り込むための基準となる受信用タイミング信号を発生させるタイミング信号発生回路であって、複数の位相のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、前記複数の位相のタイミング信号から、第1のタイミング信号と前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかの判定に用いる複数の判定用タイミング信号とを選択し、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決まる第1の論理に基づいて、前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかを判定する判定回路と、を備え、前記判定回路は、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決定される、前記第1の論理とは異なる論理の第2の論理に基づいて、前記受信用タイミング信号を、前記受信用タイミング信号として固定するか、または解除するかを判定する受信用タイミング信号解除要否判定回路を有する、ことを特徴とするタイミング信号発生回路が提供される。
【0018】
本発明の第2の形態によれば、外部クロックに基づいて送信された受信信号を取り込むための基準となる受信用タイミング信号を発生させるタイミング信号発生方法であって、複数の位相のタイミング信号を生成する第1の工程と、前記複数の位相のタイミング信号から、第1のタイミング信号と前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかの判定に用いる複数の判定用タイミング信号とを選択する第2の工程と、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決まる第1の論理に基づいて、前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかを判定する第3の工程と、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決定される、前記第1の論理とは異なる論理の第2の論理に基づいて、前記受信用タイミング信号を、前記受信用タイミング信号として固定するか、または解除するかを判定する第4の工程と、を備えることを特徴とするタイミング信号発生方法が提供される。
【0019】
本発明の第3の形態によれば、データを送信する送信回路と、信号伝送路と、前記送信回路から前記信号伝送路を介して供給されるデータを受信する受信回路と、を有する信号伝送システムであって、前記受信回路は、外部クロックに基づいて送信された受信信号を取り込むための基準となる受信用タイミング信号を発生させるタイミング信号発生回路であって、複数の位相のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、前記複数の位相のタイミング信号から、第1のタイミング信号と前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかの判定に用いる複数の判定用タイミング信号とを選択し、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決まる第1の論理に基づいて、前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかを判定する判定回路と、を備え、前記判定回路は、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決定される、前記第1の論理とは異なる論理の第2の論理に基づいて、前記受信用タイミング信号を、前記受信用タイミング信号として固定するか、または解除するかを判定する受信用タイミング信号解除要否判定回路を有するタイミング信号発生回路を備えることを特徴とする信号伝送システムが提供される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るタイミング信号発生回路、信号伝送システム、および、タイミング信号発生方法の実施例を、添付図面を参照して詳述する。
【0021】
図4は本発明に係るタイミング信号発生方法の一例を説明するためのタイミング図であり、図5は図4に示すタイミング信号発生方法を説明するための図である。図4および図5において、参照符号CLOCK−Aは第1の回路(例えば、ASICにおけるコア回路)で使用されるクロックを示し、また、CLOCK−B0〜CLOCK−B7は第2の回路(例えば、ASICにおける高速I/O回路:データの取り込み、および、選択(固定)するクロックの判定)で使用されるクロックを示す。ここで、クロックCLOCK−B0〜CLOCK−B7は、互いに位相が45°異なる八相クロックである。
【0022】
図5に示されるように、本発明に係るタイミング信号発生方法の一例は、まず、ステップST11において、複数の候補の中からクロックCLOCK−B5(任意の候補クロック)を選択し、ステップST12に進んで、クロックCLOCK−AでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1を叩く、すなわち、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルを取り込む。さらに、ステップST13に進んで、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に低レベル『L』かどうかを判定する。
【0023】
ステップST13において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に低レベル『L』であると判定されると、ステップST14に進んで、上記ステップST12と同様に、再度、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルを取り込み、ステップST15に進む。ステップST15では、上記ステップST13と同様に、再度、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に低レベル『L』かどうかを判定する。
【0024】
そして、ステップST15においても、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に低レベル『L』であると判定されると、候補クロックCLOCK−B5を最適なクロックとして固定する。すなわち、第2の回路において、クロックCLOCK−B5をデータの取り込み用クロックとして発生および使用する。
【0025】
一方、ステップST13またはST15において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に低レベル『L』ではないと判定されると、候補クロックCLOCK−B5を破棄して他のクロック(例えば、クロックCLOCK−B6)を候補クロックとして選択(ステップST17)し、同様の処理を繰り返す。
【0026】
以上において、図4および図5に示すタイミング信号発生方法では、例えば、候補クロック(受信用タイミング信号)CLOCK−B5に対して2つの判定用クロック(判定用タイミング信号)CLOCK−B0およびCLOCK−B1を規定し、これら判定用クロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1をステップST13およびST15で2回判定してクロックCLOCK−B5で固定するかどうかを決めるようになっており、同様に、候補クロックCLOCK−B6に対して2つの判定用クロックCLOCK−B1およびCLOCK−B2を規定し、これら判定用クロックCLOCK−B1およびCLOCK−B2をステップST13およびST15で2回判定してクロックCLOCK−B6で固定するかどうかを決めるようになっている。
【0027】
候補クロックおよび判定用クロックの組み合わせは、使用するクロックの周波数等に応じて変化させることができる。すなわち、クロックの周波数が比較的低い場合(例えば、百数十MHz程度以下)には、判定用クロックに対する候補クロックのデータ取り込みタイミング(立ち上がりタイミング)が図4に示すデータ(DATA)の略中央(F−c)とし、また、クロックの周波数が高い場合(例えば、数百MHz:625MHz程度以上)には、図4に示すように、データ(DATA)の中央よりも遅いタイミング(例えば、F−b5)の方が好ましい。これは、データを伝送するクロックの周波数が高くなると、データのホールド時間よりもセットアップ時間のマージンを考慮しなければならないからである。
【0028】
さらに、1つの候補クロック(受信用タイミング信号:CLOCK−B5)に対する判定用クロック(判定用タイミング信号:CLOCK−B0,CLOCK−B1)の数は2つに限定されるものではなく、また、判定用クロックによる判定処理の回数(ステップST13,ST15)も2回に限定されるものではない。
【0029】
図6は本発明に係るタイミング信号発生方法の他の例を説明するためのタイミング図であり、図7は図6に示すタイミング信号発生方法を説明するための図である。ここで、図6および図7に示すタイミング信号発生方法は、上述した図4および図5を参照して説明したタイミング信号発生方法(クロックの選択および固定)に引き続くもので、固定したクロックの解除、並びに、新たなクロックの選択に関するものである。
【0030】
図6に示されるように、本タイミング信号発生方法では、判定用クロック(CLOCK−B0,CLOCK−B1)による判定処理で候補クロック(CLOCK−B5)を固定する範囲が、判定用クロックによる判定処理で固定されたクロックを解除しない範囲(維持する範囲)よりも狭くするようになっている。
【0031】
図7に示されるように、本発明に係るタイミング信号発生方法の他の例は、まず、ステップST21において、複数の候補の中からクロックCLOCK−B5で固定している状態から、ステップST22に進み、クロックCLOCK−AでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1を叩く、すなわち、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルを取り込む。さらに、ステップST23に進んで、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが順に高レベル『H』および低レベル『L』かどうかを判定する。
【0032】
ステップST23において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが順に高レベル『H』および低レベル『L』であると判定されると、ステップST24に進んで、上記ステップST22と同様に、再度、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルを取り込み、ステップST25に進む。ここで、図4に示されるように、クロックCLOCK−B0の位相(立ち上がりタイミング)は、クロックCLOCK−B1の位相(立ち上がりタイミング)よりも45°進んだタイミングとなっている。
【0033】
ステップST25では、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に高レベル『H』かどうかを判定する。ステップST25において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に高レベル『H』であると判定されると、すなわち、固定されているクロックCLOCK−B5の位相が大きく進む方向にずれた場合(図6に示す範囲P2を逸脱した場合)には、次の候補としてクロックCLOCK−B5よりも位相が遅れたクロックCLOCK−B7を選択する。なお、ステップST25において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に高レベル『H』ではないと判定されると、ステップST22に戻ることになる。
【0034】
一方、ステップST23において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが順に高レベル『H』および低レベル『L』ではないと判定されると、ステップST27に進んで、上記ステップST22と同様に、再度、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングでクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルを取り込み、ステップST28に進む。ステップST28において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に高レベル『H』であると判定されると、すなわち、固定されているクロックCLOCK−B5の位相が大きく遅れる方向にずれた場合(図6に示す範囲P2を逸脱した場合)には、次の候補としてクロックCLOCK−B5よりも位相が進んだクロックCLOCK−B3を選択する。なお、ステップST28において、クロックCLOCK−Aの立ち上がりタイミングで取り込んだクロックCLOCK−B0およびCLOCK−B1のレベルが両方共に高レベル『H』ではないと判定されると、ステップST22に戻ることになる。
【0035】
このように、判定用クロックによる判定処理で固定されたクロックを解除する範囲(解除するための比較条件)は、固定されたクロックを保持(維持)するための比較条件よりも緩やかとされ、これにより、クロック自身が持つジッタによって解除されてしまうのを防止してクロックの選択(固定或いは解除)動作を安定させるようになっている。
【0036】
以上において、第2の回路でデータの取り込みおよび選択(固定)するために使用されるクロックは、八相クロックに限定されるものではなく、また、判定に使用する判定用クロックと候補クロックとの組み合わせ等は様々に変更することができるのはいうまでもない。
【0037】
図8は本発明に係るタイミング信号発生回路(信号伝送システム)の第1実施例を概略的に示すブロック図であり、複数の送信回路を示すものである。図8において、参照符号160〜16nはD型フリップフロップ、170〜17nは送信回路、181はクロック載せ換え回路、182はPLL(Phase Locked Loop)回路、183はクロック生成回路、そして、184はデマルチプレクサ(DEMUX)を示している。
【0038】
ここで、各フリップフロップ160〜16nは、クロック載せ換え用フリップフロップ100に対応し、また、各送信回路170〜17nは、例えば、図−における送信データ処理部10に対応する。なお、例えば、図−を参照して説明したように、各送信回路170〜17nは、データ速度が156bpsの16ビットのパラレルデータをデータ速度が2.5Gbpsのシリアルデータに変換する16:1のデマルチプレクサの機能を有している。
【0039】
図8に示されるように、本第1実施例のタイミング信号発生回路において、各送信データ処理部170〜17n(フリップフロップ160〜16n)に供給される16ビットのパラレルデータDATA0[15:0]〜DATAn[15:0]は、全て1つのデータ入力用クロックPCLK(共通クロック)に同期して入力される。ところで、パラレルデータに同期したデータ入力用クロックPCLKは、通常、ロジック回路内を通って伝送されるため、クロック伝播用のロジック回路の特性やノイズの影響等により、位相のばらつき(ジッタ)が大きくなる。そこで、本第1実施例のタイミング信号発生回路においては、高速伝送される信号伝送用クロックCLK(例えば、周波数が2.5GHz)を、データ入力用クロックPCLKとは別にジッタを抑えた基準クロックREFCLKから生成する。
【0040】
すなわち、信号の伝送に使用する信号伝送用クロックCLKは、PLL回路182により基準クロックREFCLKの周波数を倍周して生成する。このとき、データ入力用クロックPCLKおよび基準クロックREFCLKの周波数は依存関係があるものの、これらデータ入力用クロックPCLKおよび基準クロックREFCLKの位相はずれたものになっている。従って、クロック載せ換え回路181により、データ入力用クロックPCLKから、PLL回路182で生成した信号線伝送回路駆動用クロックpll−clk0〜pll−clk3(信号伝送用クロックCLK)への載せ換えを行う。なお、本第4実施例において、PLL回路182は、例えば、互いに位相が90°異なり周波数が625MHzの四相クロック(pll−clk0〜pll−clk3)を出力し、その四相クロックpll−clk0〜pll−clk3からデマルチプレクサ184により、例えば、周波数が1.25GHzの信号伝送用クロックCLKを生成する。
【0041】
図9は図8のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【0042】
図9に示されるように、クロック載せ換え回路181では、PLL回路182から出力される互いに90°の位相差を有する周波数が625MHzの四相クロックpll−clk0〜pll−clk3を使用し、周波数が156MHzのクロックclka、クロックclkaよりも位相が90°進んだクロックclka−90、および、クロックclkaよりも位相が135°進んだクロックclka−135が生成される。そして、データ入力用クロックPCLKの立ち上がりエッジが、クロックclka−90およびクロックclka−135が共に低レベル『L』の位置にある場合、データ入力用クロックPCLKに同期して入力されるDATAn[15:0](各16ビットパラレルの入力データDATA0[15:0]〜DATAn[15:0])を、クロック載せ換え用フリップフロップ16n(160〜16n)によって、クロックclkaの立ち上がりエッジで取り込む。すなわち、クロックclkaが最適なクロック(setup/holdとも十分にマージンのあるクロック)として選択され、送信回路の共通クロックとして各チャネル(各クロック載せ換え用フリップフロップ160〜16n)に分配される。
【0043】
ここで、データ入力用クロックPCLKが上述の条件を満たす位置になかった場合、クロックclkaよりも90°だけ位相の遅れたclkbに対して、クロックclkbよりも位相が90°進んだクロックclkb−90およびクロックclkbよりも位相が135°進んだクロックclkb−135を生成し、データ入力用クロックPCLKの立ち上がりエッジが、クロックclkb−90およびクロックclkb−135が共に低レベル『L』の位置にある場合、データ入力用クロックPCLKに同期して入力されるDATAn[15:0]を、クロック載せ換え用フリップフロップ16nによって、クロックclkbの立ち上がりエッジで取り込む。
【0044】
さらに、データ入力用クロックPCLKがクロックclkbに対しても最適な位置になかった場合、同様に、クロックclkcおよびclkdに対して比較処理を行い、最終的には、クロックclka〜clkdのいずれかのクロックが選択されることになる。すなわち、データ入力用クロックPCLKとPLL回路182の出力(クロックpll−clk0〜pll−clk3)から作成したデータ入力用クロックPCLKと同一周波数の位相のずれた四相クロック(clka,clkb,clkc,clkd)を比較し、データ入力用クロックPCLKに同期したパラレルデータ(DATAn[15:0])をラッチするのに最適な位相関係にあるクロック(clka)が選択され、これが複数のクロック載せ換え用フリップフロップ160〜16nに供給されて複数の信号線130〜13nを介して1つのクロックに同期してデータ伝送を行うことが可能になる。
【0045】
ここで、図9に示されるように、選択される各クロックは、それぞれデータの略中央(F−c)のタイミングで立ち上がるクロックとされているが、例えば、クロックの周波数がより一層高い場合(例えば、800MHz等)の場合には、図4を参照して説明したように、データのホールド時間よりもセットアップ時間のマージンを考慮しなければならないため、データの中央(F−c)のタイミングよりも遅れたタイミングで立ち上がるクロックが選択されることになる。
【0046】
図10は図8のタイミング信号発生回路におけるクロック載せ換え回路に適用され得るPCLK位置検出回路の一例を示す回路図である。図9を参照して説明したクロック載せ換え回路181の動作は、図10に示すようなPCLK位置検出回路190を適用することにより実現され得る。
【0047】
図10に示されるように、PCLK位置検出回路190は、2つのD型フリップフロップ191,192およびオアゲート193を備えて構成される。フリップフロップ191のデータ端子Dには、クロックclkaよりも位相が90°進んだクロックclka−90が供給され、また、フリップフロップ192のデータ端子Dには、クロックclkaよりも位相が135°進んだクロックclka−135が供給され、そして、各フリップフロップ191および192のデータ取り込み端子には、データ入力用クロックPCLKが入力されている。これにより、フリップフロップ191および192は、データ入力用クロックPCLKの立ち上がりエッジによりクロックclka−90およびclka−135を取り込む。さらに、フリップフロップ191および192の出力は、オアゲート193に供給され、このオアゲート193の出力が低レベル『L』のとき、すなわち、データ入力用クロックPCLKの立ち上がりエッジが、クロックclka−90およびclka−135が共に低レベル『L』の位置にある場合に、低レベル『L』の選択信号SELaを出力して、クロックclkaを選択するようになっている。ここで、PCLK位置検出回路或いはクロック載せ換え回路は、様々に変形し得るのはいうまでもない。
【0048】
図11は本発明に係るタイミング信号発生回路(信号伝送システム)の第2実施例を概略的に示すブロック図である。図11において、参照符号510は第1の回路(ブロックA:送信回路)、550は第2の回路(ブロックB)、530は第1の回路510と第2の回路550との間でデータの伝送を行うnビット幅のデータ伝送路、531は第1の回路510から第2の回路550へクロック(CLOCK−A)を伝送するクロック伝送路、532は第2の回路550から第1の回路510へエラー信号ERRを伝送するエラー信号伝送路、551は受信回路、そして、552は判定回路を示している。
【0049】
図11に示されるように、本第2実施例のタイミング信号発生回路において、判定回路552には、m個の異なる位相のクロックCLOCK−B(例えば、四相クロック)、同期リセット信号RESYNC、および、ロック信号LOCKが供給され、さらに、クロック伝送路531を介して第1の回路510で使用されるクロックCLOCK−Aが供給されている。また、判定回路552は、受信回路551にエラー信号ERRを出力すると共に、送信回路510にもエラー信号ERRを出力するようになっている。
【0050】
すなわち、判定回路552は、供給されたm個の異なる位相のクロックCLOCK−Bから最適なクロックを受信クロック(CLK)として受信回路551へ出力すると共に、固定されているクロックを解除すべきであると判定した場合には、このクロック解除を示すエラー信号ERRをデータ送信元である送信回路510およびデータを受信(再生)する受信回路551に出力するようになっている。なお、判定回路552の動作は、図4〜図7或いは図8〜図10を参照して説明したのと同様である。
【0051】
さらに、判定回路552には、外部から直接同期リセット信号RESYNCおよびロック信号LOCKが入力され、同期リセット信号RESYNCによりその判定回路552の動作を強制的に再実行させると共に、ロック信号LOCKにより判定回路の動作を無効化させる(強制的に固定する)ことができるように構成されている。
【0052】
図12は本発明に係るタイミング信号発生回路(信号伝送システム)の第3実施例を概略的に示すブロック図である。
【0053】
図12と図11との比較から明らかなように、本第3実施例のタイミング信号発生回路には、クロックACLKから四相クロックACLK[0],ACLK[1],ACLK[2],ACLK[3]を生成する四相クロック生成回路553が設けられ、この四相クロック生成回路553の出力(四相クロックACLK[0]〜ACLK[3])が判定回路552へ供給されるようになっている。なお、図12におけるクロックPCLKおよびデータPDATAは、図11におけるクロックCLOCK−AおよびデータDATAに対応する。
【0054】
第1の回路(送信回路)510は、クロックPCLKに同期したデータPDATAを出力し、データ伝送路530を介して受信回路551に供給する。第2の回路550では、四相クロック生成回路553がクロックPCLKの2倍の周波数であるクロックACLKを元にデータを受信するために使用する四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]を生成し、判定回路552は、送信回路510から供給されたクロックPCLKにより判定用クロックのレベルを判定してそれに対応する候補クロックを受信クロック(CLK)として受信回路551に供給する。なお、判定回路552の動作は、図4〜図7或いは図8〜図10を参照して説明したのと同様である。
【0055】
さらに、本実施例においても、判定回路552は、クロックが特定できない場合にエラー信号ERRXを送信回路510および受信回路551(第2の回路550におけるデータ受信部)へ出力するようになっており、また、外部からは強制的にクロックを固定するためのロック信号LOCKおよび選択動作を強制的に再実行するための同期リセット信号RESYNCが入力されている。ここで、エラー信号ERRXは、エラー信号ERRの反転論理の信号でロウイネーブルの信号である。
【0056】
図13は図12のタイミング信号発生回路における四相クロック生成回路の一例を示す回路図であり、図14は図12のタイミング信号発生回路における判定回路の一例を示す回路図であり、そして、図15は図12のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【0057】
図13に示されるように、四相クロック生成回路553は、2つのフリップフロップ5531および5532を備え、図15に示されるように、クロックPCLKの2倍の周波数を有するクロックACLKから四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]を生成するようになっている。また、各フリップフロップ5531および5532には、プリセット信号PRESETが供給されている。この四相クロック生成回路553で生成された四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]は、判定回路552に供給され、判定用クロックの判定結果に対応した所定の候補クロックが選択されてクロックCLKとして受信回路551へ供給される。
【0058】
判定回路552は、複数のフリップフロップ5211〜5216、複数のNANDゲート5221〜5226、ANDゲート523、複数のNORゲート5241〜5244、インバータ52、および、クロック選択回路526を備えている。なお、図13および図14に示す四相クロック生成回路553および判定回路552は単なる一構成例であり、様々な構成とすることができるのはいうまでもない。
【0059】
図14の例では、1つの候補クロックに対して2つの判定用クロック(例えば、クロックACLK[0],ACLK[1])を設定し、これら判定用クロックをクロックPCLKで取り込んで判定を行い、その判定用クロックに対応した四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]のうちの候補クロック(例えば、ACLK[3])を選択信号SELにより選択し、受信回路551で使用するクロックCLKとして出力する。
【0060】
図14に示されるように、フリップフロップ5211および5213による判定用クロックACLK[0]およびACLK[1]の判定と、フリップフロップ5212および5214による上記フリップフロップ5211および5213の出力の判定とにより、すなわち、クロックPCLKの立ち上がりタイミングで2つの判定用クロックACLK[0],ACLK[1]を連続して2回判定することで選択信号SELを出力し、受信回路551に供給するクロックCLKの固定および解除の制御を行う。なお、図14の判定回路552は、NANDゲート5224の出力としてエラー信号ERRXを出力し、また、同期リセット信号RESYNCおよびロック信号LOCKにより外部から回路のリセットおよびロック(強制的に固定)を行えるように構成されている。
【0061】
ここで、図12に示されるように、エラー信号ERRXは、送信回路510および受信回路551に供給され、それぞれ所定の処理、例えば、送信回路510ではデータの出力を停止或いは再送信を行い、また、受信回路551ではデータの受信を停止したり或いは受信データの廃棄や再取り込みを行うことになる。なお、本第3実施例では、図15に示されるように、2つの判定用クロックによる判定でクロックを固定する判定は、例えば、90°の範囲で行うのに対して、固定されたクロックを解除する判定は、例えば、270°の範囲で行うようになっている。
【0062】
図16は本発明に係るタイミング信号発生回路の第4実施例を概略的に示すブロック図であり、図17は図16のタイミング信号発生回路における八相クロック生成回路の一例を示す回路図であり、そして、図18は図16のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【0063】
図16と図12との比較から明らかなように、本第4実施例のタイミング信号発生回路では、前述した第3実施例のタイミング信号発生回路における四相クロック生成回路553の代わりに互いに位相が45°異なる八相クロックBCLKK[0]〜BCLK[7]を生成する八相クロック生成回路554が設けられている。
【0064】
図17に示されるように、八相クロック生成回路554は、5つのフリップフロップ5541〜5545を備え、図18に示されるように、クロックPCLKの4倍の周波数を有するクロックBCLKから八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]を生成する。また、各フリップフロップ5541〜5545には、プリセット信号PRESETが供給されている。この八相クロック生成回路554で生成された八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]は、判定回路552に供給され、判定用クロックの判定結果に対応した所定の候補クロックが選択されてクロックCLKとして受信回路551へ供給される。
【0065】
判定回路552は、前述した図14に示すものと同様であるが、クロック選択回路526に供給されるクロックが四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]ではなく八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]とされ、また、判定用クロックが四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]のうちの2つのクロックACLK[0],ACLK[1]ではなく八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]のうちの2つのクロックBCLK[0],BCLK[1]とされている。
【0066】
すなわち、判定回路552は、図14に示されるように、フリップフロップ5211および5213による判定用クロックBCLK[0]およびBCLK[1]の判定と、フリップフロップ5212および5214による上記フリップフロップ5211および5213の出力の判定とにより、すなわち、クロックPCLKの立ち上がりタイミングで2つの判定用クロックBCLK[0],BCLK[1]を連続して2回判定することで選択信号SELを出力し、受信回路551に供給するクロックCLKの固定および解除の制御(図5および図7を参照して説明したような制御)を行う。なお、図14の判定回路552は、前述したように、NANDゲート5224の出力としてエラー信号ERRXを出力し、また、同期リセット信号RESYNCおよびロック信号LOCKによる外部からのリセットおよびロック(強制的に固定)が可能とされている。
【0067】
なお、本第4実施例では、図18に示されるように、2つの判定用クロックによるクロックを固定する判定は、例えば、135°の範囲で行うのに対して、固定されたクロックを解除する判定は、例えば、225°の範囲で行うようになっている。
【0068】
図19は本発明に係るタイミング信号発生回路の第5実施例を概略的に示すブロック図である。図19において、参照符号520は第1の回路、560は第2の回路、530は第1の回路520と第2の回路560との間でデータ(クロックも含む)の伝送を行うnビット幅のデータ伝送路、そして、532は第2の回路560から第1の回路520へエラー信号ERRXを伝送するエラー信号伝送路を示している。さらに、参照符号561は受信回路、562は判定回路、564は八相クロック生成回路、そして、565はクロック再生回路を示している。
【0069】
図19に示されるように、本第5実施例のタイミング信号発生回路において、第1の回路から第2の回路へクロックを伝送するクロック伝送路(531)は設けられておらず、データPDATAに含めて伝送するようになっている。すなわち、第2の回路560には、クロック再生回路565が設けられていて、データ伝送路530を介して伝送されるデータPDATAからクロックDCLK(図12において、第1の回路510からクロック伝送路531を介して第2の回路550(判定回路552)に伝えられるクロックPCLKに対応)を再生して判定回路562に供給するようになっている。なお、第1の回路520から第2の回路560へクロック情報も含めてデータ伝送を行うものとしては、例えば、ランレングス5の8B/10B(或いは、10B/8B)やランレングス72のSONET等があり、通常、実際のデータPDATAの規格としては上記した両者の範囲内の値が使用される。
【0070】
図20および図21は図19のタイミング信号発生回路におけるクロック再生回路の一例を示す回路図であり、図22は図19のタイミング信号発生回路におけるクロック再生回路の動作を説明するための図である。
【0071】
図20および図21に示されるように、クロック再生回路565は、複数のフリップフロップ650〜657(図20(a))と、複数のエクスクルーシブノア(EXNOR)ゲート660〜667(図20(b))と、NORゲート670、複数のNANDゲート671〜674、インバータ675,676(図21(a))と、選択回路681,682(図21(b))とを備えている。
【0072】
図20(a)に示されるように、各フリップフロップ650〜657には、それぞれデータPDATAおよび八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]の1つが供給され、データPDATAを各八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]で取り込む。なお、実際には、複数回フリップロップに入力した後に出力(BD[0]〜BD[7])を得る。従って、8つのフリップフロップ650〜657のいずれかで取り込んだデータが高レベル『H』と低レベル『L』との間で変化する境界が存在することになる。
【0073】
図20(b)に示されるように、EXNORゲート660〜667は、上記境界を検出するためのものであり、隣接する2つのフリップフロップ650〜657の出力(BD[0],BD[1];BD[1],BD[2];…;BD[7],BD[0])が入力され、それらの出力が高レベル『H』と低レベル『L』との間で変化する個所(EXNORゲート660〜667の出力EX01X〜EX70Xのいずれかが低レベル『L』となる)を検出する。
【0074】
このように、全てのクロック(クロックBCLK[0]〜BCLK[7])に対してEX[n,n+1]Xを生成した後、図21(a)に示すようなラッチ(NANDゲート671,672およびインバータ675,676で構成されたラッチ)に入力し、それぞれの状態をフラグとして保持し、さらに、NORゲート670およびNANDゲート673,674による論理回路でリセット用信号RST23Xを生成する。なお、図21(a)では、八相クロックのうちBCLK[2]とBCLK[3]の間に境界が存在する場合を仮定して示すものであり、実際には、同様のブロックが8個存在し、これによりフラグEX01−F〜EX70Fが保持され、また、リセット用信号RST01X〜RST70Xが生成される。なお、フラグEX01−F〜EX70Fは、いずれか1つが高レベル『H』で他は全て低レベル『L』となる仕様とれている。
【0075】
さらに、図21(b)に示されるように、各ラッチに保持されたフラグEX01−F〜EX70Fは、選択信号として選択回路681および682の選択制御端子selに供給される。選択回路681は、選択信号入力により入力された八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]の1つを選択してクロックDCLKとして出力する。また、選択回路682は、選択信号入力により入力されたリセット用信号RST01X〜RST70Xの1つを選択してリセット信号RESETXとして出力する。
【0076】
具体的に、図22に示されるように、例えば、選択論理がフラグEX23だけが高レベル『H』のときは、出力信号(DCLK)としてクロックBCLK[0]が選択されると共に、リセット信号(RESETX)としてリセット用信号RST23Xが選択される。そして、これらのクロックDCLKおよびリセット信号RESETXは、判定回路562に供給される。
【0077】
図23は図19のタイミング信号発生回路における判定回路の一例を示す回路図である。
【0078】
図23と図14との比較から明らかなように、本第5実施例における判定回路562は、前述した図14の判定回路552に対してNORゲート621およびインバータ622を追加して、インバータ622の入力としてリセット信号RESETXを供給し、さらに、図14の判定回路552におけるクロックPCLKとしてクロック再生回路565により得られたクロックDCLKを使用するように構成されている。
【0079】
図24は図19のタイミング信号発生回路における判定回路の動作を説明するための図である。
【0080】
具体的に、図24に示されるように、クロックDCLKの立ち上がりタイミングで2つの判定用クロックBCLK[0],BCLK[1]を連続して2回判定し、全て低レベル『L』のときは、例えば、クロックBCLK[5]を選択(固定)して受信回路561に供給するクロック(受信クロック)CLKと規定する。なお、使用するクロックの周波数により、受信回路561に供給する受信クロックCLKは、クロックBCLK[5]ではなく、クロックBCLK[4]或いはクロックBCLK[3]と規定することもあるのは前述した通りである。また、八相クロックBCLK[0]〜BCLK[7]ではなく、四相クロックACLK[0]〜ACLK[3]を使用する場合、例えば、クロックDCLKの立ち上がりタイミングで2つの判定用クロックACLK[0],ACLK[1]を連続して2回判定し、全て低レベル『L』のときは、例えば、クロックACLK[3]を選択して受信クロックCLKとすることになる。
【0081】
以上の各実施例において、判定回路(552,562)、クロック生成回路(553,554)およびクロック再生回路(565)等の構成は様々なものを使用することができ、さらに、クロック生成回路の出力は、四相クロックおよび八相クロックに限定されるものではない。
【0082】
以上のように、本発明に係る各実施例によれば、同一周波数で動作する送受信回路で互いのクロックの位相差が保証されない場合や、そのクロックに含まれるジッタが保証されない場合等においても、安定してデータの送受信を行うことが可能となる。また、データエラーが発生した場合には、その原因の絞込み精度の向上を図ることができる。
【0083】
(付記1) 異なる位相の複数の候補タイミング信号を生成する候補タイミング信号生成回路と、
前記複数の候補タイミング信号からデータの受信に使用する受信用タイミング信号を所定の条件に従って選択および保持する受信用タイミング信号制御回路と、を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0084】
(付記2) 付記1に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号制御回路は、
前記各候補タイミング信号に対して予め定められた判定用タイミング信号を比較用タイミング信号と比較する判定用タイミング信号比較回路と、
該判定用タイミング信号比較回路の出力に応じて前記受信用タイミング信号の選択および保持を行う受信用タイミング信号選択保持回路と、を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0085】
(付記3) 付記2に記載のタイミング信号発生回路において、前記判定用タイミング信号は、前記各候補タイミング信号に対して複数設定され、前記判定用タイミング信号比較回路は、前記比較用タイミング信号と該複数の判定用タイミング信号を比較することを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0086】
(付記4) 付記3に記載のタイミング信号発生回路において、前記判定用タイミング信号比較回路は、前記比較用タイミング信号と前記複数の判定用タイミング信号との比較を複数回実行し、前記受信用タイミング信号選択保持回路は、該判定用タイミング信号比較回路による複数回の比較の出力に応じて前記受信用タイミング信号の選択および保持を行うことを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0087】
(付記5) 付記2に記載のタイミング信号発生回路において、前記比較用タイミング信号は、受信される前記データと並列に供給されることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0088】
(付記6) 付記2に記載のタイミング信号発生回路において、前記比較用タイミング信号は、受信される前記データのストリームに含めて供給されることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0089】
(付記7) 付記2に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号制御回路は、さらに、前記判定用タイミング信号比較回路の出力に応じて、前記選択および保持された受信用タイミング信号を解除する受信用タイミング信号解除回路を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0090】
(付記8) 付記7に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号選択保持回路は、前記受信用タイミング信号解除回路で受信用タイミング信号が解除されたとき、前記判定用タイミング信号比較回路の出力に応じて新たな受信用タイミング信号の選択および保持を行うことを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0091】
(付記9) 付記7に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号制御回路は、さらに、前記受信用タイミング信号解除回路が前記選択および保持された受信用タイミング信号を解除したとき、該タイミング信号発生回路の外部に対して該受信用タイミング信号の解除を通知する受信用タイミング信号解除通知回路を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0092】
(付記10) 付記7に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号解除回路が選択および保持された受信用タイミング信号を解除するための前記判定用タイミング信号比較回路における比較条件は、前記受信用タイミング信号選択保持回路が受信用タイミング信号を選択および保持するための前記判定用タイミング信号比較回路における比較条件よりも緩やかであることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0093】
(付記11) 付記1〜10のいずれか1項に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号制御回路は、さらに、前記複数の候補タイミング信号からの受信用タイミング信号の選択および保持を外部から停止させる受信用タイミング信号制御停止回路を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0094】
(付記12) 付記1〜10のいずれか1項に記載のタイミング信号発生回路において、前記受信用タイミング信号制御回路は、さらに、前記複数の候補タイミング信号からの受信用タイミング信号の選択および保持を外部から再実行させる受信用タイミング信号制御再実行回路を備えることを特徴とするタイミング信号発生回路。
【0095】
(付記13) データを送信する送信回路、信号伝送路、および、前記送信回路から前記信号伝送路を介して供給されるデータを受信する受信回路を有する信号伝送システムであって、前記受信回路は、付記1〜12のいずれか1項に記載のタイミング信号発生回路を備えることを特徴とする信号伝送システム。
【0096】
(付記14) 異なる位相の複数の候補タイミング信号を準備し、
前記複数の候補タイミング信号からデータの受信に使用する受信用タイミング信号を所定の条件に従って選択および保持することを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0097】
(付記15) 付記14に記載のタイミング信号発生方法において、前記受信用タイミング信号の選択および保持は、
前記各候補タイミング信号に対して予め定められた判定用タイミング信号を比較用タイミング信号と比較し、
前記各候補タイミング信号に対する判定用タイミング信号と前記比較用タイミング信号との比較結果に応じて、前記受信用タイミング信号の選択および保持を行うことを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0098】
(付記16) 付記15に記載のタイミング信号発生方法において、前記判定用タイミング信号は前記各候補タイミング信号に対して複数設定され、前記比較用タイミング信号と該複数の判定用タイミング信号を比較することを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0099】
(付記17) 付記16に記載のタイミング信号発生方法において、前記比較用タイミング信号と前記複数の判定用タイミング信号との比較を複数回実行し、該複数回の比較用タイミング信号と判定用タイミング信号との比較結果に応じて、前記受信用タイミング信号の選択および保持を行うことを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0100】
(付記18) 付記15に記載のタイミング信号発生方法において、前記比較用タイミング信号は、受信される前記データと並列に供給されることを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0101】
(付記19) 付記15に記載のタイミング信号発生方法において、前記比較用タイミング信号は、受信される前記データのストリームに含めて供給されることを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0102】
(付記20) 付記15に記載のタイミング信号発生方法において、前記受信用タイミング信号の選択および保持は、前記各候補タイミング信号に対する判定用タイミング信号と前記比較用タイミング信号との比較結果に応じて、前記選択および保持された受信用タイミング信号を解除することを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0103】
(付記21) 付記20に記載のタイミング信号発生方法において、前記受信用タイミング信号が解除されたとき、前記各候補タイミング信号に対して予め定められた判定用タイミング信号を前記比較用タイミング信号と比較して新たな受信用タイミング信号の選択および保持を行うことを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0104】
(付記22) 付記20に記載のタイミング信号発生方法において、前記選択および保持された受信用タイミング信号が解除されたとき、外部に対して該受信用タイミング信号の解除を通知することを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0105】
(付記23) 付記20に記載のタイミング信号発生方法において、前記選択および保持された受信用タイミング信号を解除するための比較条件は、前記受信用タイミング信号を選択および保持するための比較条件よりも緩やかであることを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0106】
(付記24) 付記14〜23のいずれか1項に記載のタイミング信号発生方法において、前記複数の候補タイミング信号からの受信用タイミング信号の選択および保持を外部から停止させることを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0107】
(付記25) 付記14〜23のいずれか1項に記載のタイミング信号発生方法において、前記複数の候補タイミング信号からの受信用タイミング信号の選択および保持を外部から再実行させることを特徴とするタイミング信号発生方法。
【0108】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば、位相差を考慮に入れた上でデータを確実に受信できるクロックを生成し、高速で誤りのない信号伝送を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の信号伝送システムの一例を概略的に示すブロック図である。
【図2】 図1の信号伝送システムにおける動作の一例を説明するためのタイミング図である。
【図3】 従来の信号伝送システムの他の例を概略的に示すブロック図である。
【図4】 本発明に係るタイミング信号発生方法の一例を説明するためのタイミング図である。
【図5】 図4に示すタイミング信号発生方法を説明するための図である。
【図6】 本発明に係るタイミング信号発生方法の他の例を説明するためのタイミング図である。
【図7】 図6に示すタイミング信号発生方法を説明するための図である。
【図8】 本発明に係るタイミング信号発生回路の第1実施例を概略的に示すブロック図である。
【図9】 図8のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【図10】 図8のタイミング信号発生回路におけるクロック載せ換え回路に適用され得るPCLK位置検出回路の一例を示す回路図である。
【図11】 本発明に係るタイミング信号発生回路の第2実施例を概略的に示すブロック図である。
【図12】 本発明に係るタイミング信号発生回路の第3実施例を概略的に示すブロック図である。
【図13】 図12のタイミング信号発生回路における四相クロック生成回路の一例を示す回路図である。
【図14】 図12のタイミング信号発生回路における判定回路の一例を示す回路図である。
【図15】 図12のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【図16】 本発明に係るタイミング信号発生回路の第4実施例を概略的に示すブロック図である。
【図17】 図16のタイミング信号発生回路における八相クロック生成回路の一例を示す回路図である。
【図18】 図16のタイミング信号発生回路の動作を説明するための図である。
【図19】 本発明に係るタイミング信号発生回路の第5実施例を概略的に示すブロック図である。
【図20】 図19のタイミング信号発生回路におけるクロック再生回路の一例を示す回路図(その1)である。
【図21】 図19のタイミング信号発生回路におけるクロック再生回路の一例を示す回路図(その2)である。
【図22】 図19のタイミング信号発生回路におけるクロック再生回路の動作を説明するための図である。
【図23】 図19のタイミング信号発生回路における判定回路の一例を示す回路図である。
【図24】 図19のタイミング信号発生回路における判定回路の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
110〜11n…データ用の送信側データ取り込み回路(送信側ラッチ)
120〜12n…データ用の送信側駆動回路(送信側バッファ)
130〜13n…データ用の配線(データ信号線)
140〜14n…データ用の受信側駆動回路(受信側バッファ)
150〜15n…受信側データ取り込み回路(受信側ラッチ)
160〜16n…クロック載せ換え用フリップフロップ
170〜17n…送信データ処理部(送信側ラッチ)
181…クロック載せ換え回路
182…PLL回路
183…クロック生成回路
184…デマルチプレクサ
190…PCLK位置検出回路
510,520…第1の回路(ブロックA:送信回路)
530…データ伝送路
531…クロック伝送路
532…エラー信号伝送路
550,560…第2の回路(ブロックB)
551,561…受信回路
552,562…判定回路
563…四相クロック生成回路
564…八相クロック生成回路
565…クロック再生回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a timing signal generation circuit, a signal transmission system, and a timing signal generation method, and more particularly to a signal transmission system that transmits and receives signals at high speed between LSIs (Large Scale Integration Circuits) or between devices. The present invention relates to a timing signal generation circuit.
[0002]
In recent years, large-capacity signal transmission has been performed between LSIs or between devices composed of a plurality of LSIs along with the high-speed operation of LSIs. However, in such a large-capacity signal transmission system, signal skew (skew) and jitter become a problem as the transmission speed increases, and if data is not received (captured) at an accurate timing, it is accurate. Signal transmission becomes difficult. Thus, there is a demand for providing a timing signal generation circuit capable of generating a timing signal for reliably receiving data.
[0003]
[Prior art]
In recent years, semiconductor memory devices such as DRAM (Dynamic Random Access Memory) and SDRAM (Synchronous DRAM) and MPU (Micro Processing Unit), or components constituting computers and other information processing equipment have greatly improved their performance. Along with this, it has become necessary to perform high-speed signal transmission / reception (transmission) between LSIs (LSI chips) or between circuit boards and devices composed of a plurality of LSIs.
[0004]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a conventional signal transmission system. In FIG. 1, reference numeral 101 is a transmission side drive circuit (transmission side buffer) for clock CLK, 102 is a wiring for clock (clock signal line), 103 is a reception side drive circuit for clock (reception side buffer), 110 ˜11n are transmission side data fetch circuits (transmission side latches) for data D0 to Dn, 120 to 12n are transmission side drive circuits (transmission side buffers) for data D0 to Dn, and 130 to 13n are wirings for data (data (Signal lines), 140 to 14n are reception side drive circuits (reception side buffers) for data, and 150 to 15n are reception side data fetch circuits (reception side latches).
[0005]
As shown in FIG. 1, the signal transmission system in the case where the amount of data is large conventionally transmits signals using a plurality of signal lines 102 and 130 to 13n, for example. That is, the data (signals) D1 to Dn are transmitted to the reception side buffers 140 to 14n via the transmission side latches 110 to 11n, the transmission side buffers 120 to 12n, and the data signal lines 130 to 13n, respectively, and then the reception side latches 150 to 15n. For example, the clock CLK is supplied to the clock terminals (capture timing control terminals) of the respective transmission side latches 110 to 11n, and is transmitted to the reception side buffer 103 via the transmission side buffer 101 and the clock signal line 102, thereby receiving each reception. Supplied to the clock terminals of the side latches 150 to 15n.
[0006]
Thus, the conventional signal transmission system using a plurality of signal lines supplies the same clock CLK to the transmission side latches 110 to 11n and the reception side latches 150 to 15n, respectively, and controls the capture timing. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 2 is a timing chart for explaining an example of the operation in the signal transmission system of FIG.
[0008]
As shown in FIG. 2, for example, even if the data D0 to Dn are output at the same timing on the transmission side, the delay amount of the data transmitted via the signal lines 130 to 13n is not limited on the reception side. Slightly different. That is, in the conventional signal transmission system shown in FIG. 1 described above, the clock CLK and the plurality of data D0 to Dn are respectively supplied to the clock signal line and the plurality of signal lines 130 to 13n, and the buffers 101, 120 to 12n; Since 140 to 14n and the like are used, the amount of delay in the signal transmitted through each signal line is different, and the signal (data) transmitted through the signal line for each signal line (data signal line 130 to 13n) is different. ) Optimal capture timing will be different. Specifically, as shown in FIG. 2, for example, the data D0 and D1 can be taken in by the receiving side latches 150 and 151, but the delay amount differs for each signal line (skew: Skew). ), For example, if the data fetch timing for fetching data Dn comes in the data transition period (boundary), it becomes difficult to fetch the data Dn accurately by the receiving latch 15n.
[0009]
For example, this skew becomes a serious problem as the frequency of the clock CLK increases and high-speed operation (high-speed transmission) progresses, and the transmission-side latches 110 to 11n and the reception-side latches provided in the signal lines 130 to 13n. If a common strobe signal (clock CLK) is supplied to each of 150 to 15n and a signal (data) is taken in, the skew for each signal line cannot be dealt with.
[0010]
That is, if the difference in the optimum signal capture timing becomes extremely large in the reception side latches 150 to 15n of each signal line, all signals cannot be captured (received) correctly at the common timing (clock CLK). As a result, the transmission distance and transmission speed at which signals can be accurately transmitted are limited. Alternatively, in order to increase the transmission distance of the signal and increase the transmission speed (increase the bit rate), it is necessary to use an expensive cable with a specially adjusted skew, which not only increases the cost, The improvement of the transmission distance and transmission speed cannot be expected to be significant, and cannot be said to be a fundamental solution.
[0011]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing another example of a conventional signal transmission system.
[0012]
The signal transmission system illustrated in FIG. 3 includes, for example, a first circuit (block A) 410 that uses the clock CLOCK-A, a second circuit (block B) 450 that uses the clock CLOCK-B, and these first circuits. An n-bit width signal transmission path (bus) 430 for transmitting a signal (data) between the circuit 410 and the second circuit 450 is provided. Here, for example, the first circuit 410 is a core circuit in an ASIC (Application Specific IC), and the second circuit 450 is a high-speed I / O circuit. The clock CLOCK-A and the clock CLOCK-B are clocks having different phases but the same frequency.
[0013]
That is, FIG. 3 shows another example of a signal transmission system including a clock transposing circuit between synchronous circuits (circuits 410 and 450). From the first circuit 410, n-bit data by the clock CLOCK-A is obtained. The n-bit data transmitted and received via the signal transmission path 430 is received by the second circuit 450 using the clock CLOCK-B.
[0014]
In the conventional signal transmission system shown in FIG. 3, even if the frequencies of the clocks CLOCK-A and CLOCK-B are equal, a non-zero phase difference is included between them. This phase difference is not a problem when it is sufficiently small with respect to the period of the synchronizing circuit, and this phase difference basically does not depend on the period or frequency.
[0015]
For this reason, in the conventional signal transmission system shown in FIG. 3, the ratio of the phase difference to the period increases as the period becomes shorter (as the frequency becomes higher), and it may become impossible to ignore the data and receive data correctly. .
[0016]
In view of the problems of the above-described conventional signal transmission system, the present invention generates a clock capable of reliably receiving data in consideration of a phase difference, and enables signal transmission at high speed without error. The purpose is to provide.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, there is provided a timing signal generation circuit for generating a reception timing signal which is a reference for taking in a reception signal transmitted based on an external clock, wherein a timing signal having a plurality of phases is obtained. A timing signal generation circuit to generate, and a plurality of determination timing signals used for determining whether the first timing signal and the first timing signal are used as the reception timing signal from the plurality of phase timing signals. A determination circuit that determines whether to use the first timing signal as the reception timing signal based on a first logic determined by the plurality of determination timing signals based on the external clock. And the determination circuit is determined by the plurality of determination timing signals with reference to the external clock. A logic different from the first logic A timing having a reception timing signal cancellation necessity determination circuit that determines whether the reception timing signal is fixed as the reception timing signal or canceled based on a second logic; A signal generation circuit is provided.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, there is provided a timing signal generation method for generating a reception timing signal which is a reference for taking in a reception signal transmitted based on an external clock, wherein a timing signal having a plurality of phases is obtained. A first step to be generated, and a plurality of determination timing signals used for determining whether the first timing signal and the first timing signal are used as the reception timing signal from the plurality of phase timing signals. Whether to use the first timing signal as the reception timing signal is determined based on a second step to be selected and a first logic determined by the plurality of determination timing signals with reference to the external clock. 3. Determined by the plurality of determination timing signals based on the third step and the external clock A logic different from the first logic And a fourth step of determining whether to fix or release the reception timing signal as the reception timing signal based on a second logic. Provided.
[0019]
According to the third aspect of the present invention, the signal transmission includes: a transmission circuit that transmits data; a signal transmission path; and a reception circuit that receives data supplied from the transmission circuit via the signal transmission path. The reception circuit is a timing signal generation circuit that generates a reception timing signal that is a reference for capturing a reception signal transmitted based on an external clock, and generates a timing signal having a plurality of phases. And a plurality of timing signals for determination used to determine whether the first timing signal and the first timing signal are used as the reception timing signal from the timing signals of the plurality of phases. Then, based on the first logic determined by the plurality of determination timing signals with the external clock as a reference, the first type Comprising a determining circuit or said reception timing signal to ring signal, wherein the decision circuit, based on the said external clock is determined by the plurality of determination timing signal A logic different from the first logic A timing signal generation circuit having a reception timing signal release necessity determination circuit for determining whether the reception timing signal is fixed as the reception timing signal or released based on a second logic; A signal transmission system is provided.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a timing signal generation circuit, a signal transmission system, and a timing signal generation method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
FIG. 4 illustrates an example of a timing signal generation method according to the present invention. Timing diagram FIG. 5 illustrates the timing signal generation method shown in FIG. Figure of It is. 4 and 5, reference symbol CLOCK-A indicates a clock used in a first circuit (for example, a core circuit in an ASIC), and CLOCK-B0 to CLOCK-B7 indicate a second circuit (for example, A high-speed I / O circuit in the ASIC indicates a clock used in data fetching and determination of a clock to be selected (fixed). Here, the clocks CLOCK-B0 to CLOCK-B7 are eight-phase clocks whose phases are different from each other by 45 °.
[0022]
As shown in FIG. 5, in the example of the timing signal generation method according to the present invention, first, in step ST11, a clock CLOCK-B5 (arbitrary candidate clock) is selected from a plurality of candidates, and the process proceeds to step ST12. Then, the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are beaten by the clock CLOCK-A, that is, the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are captured at the rising timing of the clock CLOCK-A. Further, the process proceeds to step ST13, and it is determined whether or not both of the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are the low level “L”.
[0023]
If it is determined in step ST13 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are the low level “L”, the process proceeds to step ST14, Similarly, the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are captured again at the rising timing of the clock CLOCK-A, and the process proceeds to step ST15. In step ST15, as in step ST13, it is determined again whether the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are both low.
[0024]
Also in step ST15, if it is determined that both of the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are the low level “L”, the candidate clock CLOCK-B5 is optimized. Fixed as a stable clock. That is, in the second circuit, the clock CLOCK-B5 is generated and used as a data capturing clock.
[0025]
On the other hand, if it is determined in step ST13 or ST15 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are not the low level “L”, the candidate clock CLOCK-B5 is selected. Discard and select another clock (for example, clock CLOCK-B6) as a candidate clock (step ST 17 ) And repeat the same process.
[0026]
4 and FIG. 5, for example, two determination clocks (determination timing signals) CLOCK-B0 and CLOCK-B1 with respect to the candidate clock (reception timing signal) CLOCK-B5, for example. The determination clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are determined twice in steps ST13 and ST15, and it is determined whether or not they are fixed at the clock CLOCK-B5. Similarly, the candidate clock CLOCK- Whether two determination clocks CLOCK-B1 and CLOCK-B2 are defined for B6, whether these determination clocks CLOCK-B1 and CLOCK-B2 are determined twice in steps ST13 and ST15, and are fixed by the clock CLOCK-B6 To decide You have me.
[0027]
The combination of the candidate clock and the determination clock can be changed according to the frequency of the clock to be used. That is, when the clock frequency is relatively low (for example, about a few hundred tens of MHz or less), the data acquisition timing (rise timing) of the candidate clock with respect to the determination clock is approximately the center of the data (DATA) shown in FIG. Fc), and when the clock frequency is high (for example, several hundred MHz: about 625 MHz or more), as shown in FIG. 4, timing later than the center of the data (DATA) (for example, F−) b5) is preferred. This is because, when the frequency of the clock for transmitting data is increased, the setup time margin must be considered rather than the data hold time.
[0028]
Further, the number of determination clocks (determination timing signals: CLOCK-B0, CLOCK-B1) with respect to one candidate clock (reception timing signal: CLOCK-B5) is not limited to two. The number of determination processes (steps ST13 and ST15) using the clock for use is not limited to two.
[0029]
FIG. 6 is a diagram for explaining another example of the timing signal generating method according to the present invention. Timing diagram FIG. 7 illustrates the timing signal generation method shown in FIG. Figure of It is. Here, the timing signal generation method shown in FIG. 6 and FIG. 7 follows the timing signal generation method (clock selection and fixation) described with reference to FIG. 4 and FIG. And selection of a new clock.
[0030]
As shown in FIG. 6, in this timing signal generation method, the range in which the candidate clock (CLOCK-B5) is fixed in the determination process using the determination clocks (CLOCK-B0, CLOCK-B1) is determined by the determination clock. The fixed clock is narrower than the range in which the clock is not released (the range to be maintained).
[0031]
As shown in FIG. 7, in another example of the timing signal generating method according to the present invention, first, in step ST21, the state is fixed from the plurality of candidates with the clock CLOCK-B5, and then proceeds to step ST22. The clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are beaten with the clock CLOCK-A, that is, the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are captured at the rising timing of the clock CLOCK-A. In step ST23, it is determined whether the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are the high level “H” and the low level “L”, respectively.
[0032]
If it is determined in step ST23 that the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are the high level “H” and the low level “L” in sequence, the process proceeds to step ST24. Similarly to step ST22, the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are captured again at the rising timing of the clock CLOCK-A, and the process proceeds to step ST25. Here, as shown in FIG. 4, the phase (rise timing) of the clock CLOCK-B0 is 45 ° ahead of the phase (rise timing) of the clock CLOCK-B1.
[0033]
In step ST25, it is determined whether or not the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken at the rising timing of the clock CLOCK-A are both high. If it is determined in step ST25 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are the high level “H”, that is, the fixed clock CLOCK-B5. When the phase of the clock CLOCK-B7 deviates in a direction in which the phase of the clock CLOCK-B5 greatly deviates (departs from the range P2 shown in FIG. 6), the clock CLOCK-B7 whose phase is delayed from the clock CLOCK-B5 is selected as the next candidate. If it is determined in step ST25 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are not the high level “H”, the process returns to step ST22.
[0034]
On the other hand, if it is determined in step ST23 that the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are not sequentially the high level “H” and the low level “L”, the process goes to step ST27. Then, similarly to step ST22, the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 are captured again at the rising timing of the clock CLOCK-A, and the process proceeds to step ST28. If it is determined in step ST28 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 taken in at the rising timing of the clock CLOCK-A are the high level “H”, that is, the fixed clock CLOCK-B5. When the phase of the clock CLOCK-B3 deviates in the direction of a large delay (when it deviates from the range P2 shown in FIG. 6), the clock CLOCK-B3 whose phase is advanced from the clock CLOCK-B5 is selected as the next candidate. If it is determined in step ST28 that both the levels of the clocks CLOCK-B0 and CLOCK-B1 captured at the rising timing of the clock CLOCK-A are not the high level “H”, the process returns to step ST22.
[0035]
As described above, the range for releasing the fixed clock in the determination process using the determination clock (comparison condition for releasing) is set to be gentler than the comparison condition for holding (maintaining) the fixed clock. Thus, the clock selection (fixed or canceled) operation is stabilized by preventing the clock itself from being canceled due to jitter.
[0036]
In the above, the clock used for capturing and selecting (fixing) data in the second circuit is not limited to the eight-phase clock, and the determination clock and candidate clock used for the determination are Needless to say, the combination and the like can be changed in various ways.
[0037]
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a first embodiment of a timing signal generation circuit (signal transmission system) according to the present invention, and shows a plurality of transmission circuits. In FIG. 8, reference numerals 160 to 16n are D-type flip-flops, 170 to 17n are transmission circuits, 181 is a clock transfer circuit, 182 is a PLL (Phase Locked Loop) circuit, 183 is a clock generation circuit, and 184 is a decoder. A multiplexer (DEMUX) is shown.
[0038]
Here, each of the flip-flops 160 to 16n corresponds to the clock transfer flip-flop 100, and each of the transmission circuits 170 to 17n corresponds to, for example, the transmission data processing unit 10 in FIG. For example, as described with reference to FIG. 1, each of the transmission circuits 170 to 17n converts 16-bit parallel data with a data rate of 156 bps to serial data with a data rate of 2.5 Gbps. It has a demultiplexer function.
[0039]
As shown in FIG. 8, in the timing signal generation circuit of the first embodiment, 16-bit parallel data DATA0 [15: 0] supplied to the transmission data processing units 170 to 17n (flip-flops 160 to 16n). -DATAn [15: 0] are all input in synchronization with one data input clock PCLK (common clock). By the way, since the data input clock PCLK synchronized with the parallel data is usually transmitted through the logic circuit, the phase variation (jitter) is large due to the characteristics of the logic circuit for clock propagation and the influence of noise. Become. Therefore, in the timing signal generation circuit of the first embodiment, the signal transmission clock CLK (for example, the frequency is 2.5 GHz) transmitted at a high speed is a reference clock REFCLK in which jitter is suppressed separately from the data input clock PCLK. Generate from.
[0040]
That is, the signal transmission clock CLK used for signal transmission is generated by the PLL circuit 182 by multiplying the frequency of the reference clock REFCLK. At this time, although the frequencies of the data input clock PCLK and the reference clock REFCLK are dependent, the phases of the data input clock PCLK and the reference clock REFCLK are out of phase. Therefore, the clock changing circuit 181 transfers the data input clock PCLK to the signal line transmission circuit driving clocks pll-clk0 to pll-clk3 (signal transmission clock CLK) generated by the PLL circuit 182. In the fourth embodiment, the PLL circuit 182 outputs, for example, four-phase clocks (pll-clk0 to pll-clk3) having a phase of 90 ° and a frequency of 625 MHz, and the four-phase clocks pll-clk0 to pll-clk0. For example, a signal transmission clock CLK having a frequency of 1.25 GHz is generated from the pll-clk3 by the demultiplexer 184.
[0041]
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generation circuit of FIG.
[0042]
As shown in FIG. 9, the clock changing circuit 181 uses the four-phase clocks pll-clk0 to pll-clk3 having a phase difference of 90 ° and having a phase difference of 90 ° output from the PLL circuit 182, and the frequency is A clock clka of 156 MHz, a clock clka-90 whose phase is advanced by 90 ° with respect to the clock clka, and a clock clka-135 whose phase is advanced by 135 ° with respect to the clock clka are generated. When the clock clka-90 and the clock clka-135 are both at the low level “L”, the rising edge of the data input clock PCLK is DATAn [15: inputted in synchronization with the data input clock PCLK. 0] (each 16-bit parallel input data DATA0 [15: 0] to DATAn [15: 0]) is taken in at the rising edge of the clock clka by the clock transfer flip-flop 16n (160 to 16n). That is, the clock clka is selected as an optimal clock (a clock with a sufficient margin for both setup / hold) and distributed to each channel (each clock transfer flip-flop 160 to 16n) as a common clock for the transmission circuit.
[0043]
Here, when the data input clock PCLK is not in a position satisfying the above-described conditions, the clock clkb-90 whose phase is advanced by 90 ° from the clock clkb with respect to clkb whose phase is delayed by 90 ° from the clock clka. And the clock clkb-135 whose phase is advanced by 135 ° from the clock clkb is generated, and the rising edges of the data input clock PCLK are both at the low level “L” position of the clock clkb-90 and the clock clkb-135. DATAn [15: 0] input in synchronization with the data input clock PCLK is captured at the rising edge of the clock clkb by the clock transfer flip-flop 16n.
[0044]
Further, when the data input clock PCLK is not in an optimum position with respect to the clock clkb, similarly, comparison processing is performed on the clocks clkc and clkd, and finally any one of the clocks clka to clkd is performed. The clock will be selected. That is, the four-phase clocks (clka, clkb, clkc, clkd) having the same frequency as the data input clock PCLK generated from the data input clock PCLK and the output of the PLL circuit 182 (clocks pll-clk0 to pll-clk3). ) And a clock (clka) having an optimum phase relationship for latching parallel data (DATAn [15: 0]) synchronized with the data input clock PCLK is selected, and this is a plurality of clock transposing flip-flops. The data is transmitted in synchronization with one clock via the plurality of signal lines 130 to 13n.
[0045]
Here, as shown in FIG. 9, each selected clock is a clock that rises at the timing of the approximate center (Fc) of the data, but for example, when the clock frequency is even higher ( For example, in the case of 800 MHz or the like, as described with reference to FIG. 4, since the setup time margin must be considered rather than the data hold time, the timing of the center of the data (Fc) A clock that rises at a later timing is selected.
[0046]
FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a PCLK position detection circuit that can be applied to the clock switching circuit in the timing signal generation circuit of FIG. The operation of the clock transfer circuit 181 described with reference to FIG. 9 can be realized by applying a PCLK position detection circuit 190 as shown in FIG.
[0047]
As shown in FIG. 10, the PCLK position detection circuit 190 includes two D-type flip-flops 191 and 192 and an OR gate 193. The data terminal D of the flip-flop 191 is supplied with the clock clka-90 whose phase is advanced by 90 ° from the clock clka, and the data terminal D of the flip-flop 192 is advanced by 135 ° with respect to the clock clka. The clock clka-135 is supplied, and the data input clock PCLK is input to the data fetch terminals of the flip-flops 191 and 192. Accordingly, the flip-flops 191 and 192 take in the clocks clka-90 and clka-135 at the rising edge of the data input clock PCLK. Further, the outputs of the flip-flops 191 and 192 are supplied to an OR gate 193. When the output of the OR gate 193 is at a low level "L", that is, the rising edge of the data input clock PCLK is changed to the clocks clka-90 and clka- When both 135 are at the position of the low level “L”, the selection signal SELa of the low level “L” is output to select the clock clka. Here, it goes without saying that the PCLK position detection circuit or the clock transfer circuit can be variously modified.
[0048]
FIG. 11 is a block diagram schematically showing a second embodiment of the timing signal generating circuit (signal transmission system) according to the present invention. In FIG. 11, reference numeral 510 denotes a first circuit (block A: transmission circuit), 550 denotes a second circuit (block B), and 530 denotes data between the first circuit 510 and the second circuit 550. An n-bit width data transmission path for performing transmission, 531 is a clock transmission path for transmitting a clock (CLOCK-A) from the first circuit 510 to the second circuit 550, and 532 is a first circuit from the second circuit 550. An error signal transmission path for transmitting the error signal ERR to 510, 551 indicates a receiving circuit, and 552 indicates a determination circuit.
[0049]
As shown in FIG. 11, in the timing signal generation circuit of the second embodiment, the determination circuit 552 includes m clocks CLOCK-B (for example, four-phase clocks) having different phases, a synchronous reset signal RESYNC, and The lock signal LOCK is supplied, and the clock CLOCK-A used in the first circuit 510 is supplied via the clock transmission line 531. The determination circuit 552 outputs an error signal ERR to the reception circuit 551 and also outputs an error signal ERR to the transmission circuit 510.
[0050]
That is, the determination circuit 552 should output an optimal clock from the supplied m clocks CLOCK-B having different phases to the reception circuit 551 as the reception clock (CLK) and release the fixed clock. Is determined, the error signal ERR indicating the cancellation of the clock is output to the transmission circuit 510 that is the data transmission source and the reception circuit 551 that receives (reproduces) the data. The operation of the determination circuit 552 is the same as that described with reference to FIGS. 4 to 7 or FIGS.
[0051]
Furthermore, the synchronization reset signal RESYNC and the lock signal LOCK are directly input to the determination circuit 552 from the outside, and the operation of the determination circuit 552 is forcibly re-executed by the synchronization reset signal RESYNC, and the determination circuit 552 It is configured so that the operation can be invalidated (forcedly fixed).
[0052]
FIG. 12 is a block diagram schematically showing a third embodiment of the timing signal generating circuit (signal transmission system) according to the present invention.
[0053]
As apparent from the comparison between FIG. 12 and FIG. 11, the timing signal generation circuit of the third embodiment includes the four-phase clocks ACLK [0], ACLK [1], ACLK [2], ACLK [ 3] is provided, and the outputs (four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3]) of the four-phase clock generation circuit 553 are supplied to the determination circuit 552. Yes. Note that the clock PCLK and the data PDATA in FIG. 12 correspond to the clock CLOCK-A and the data DATA in FIG.
[0054]
The first circuit (transmission circuit) 510 outputs data PDATA synchronized with the clock PCLK and supplies the data PDATA to the reception circuit 551 through the data transmission path 530. In the second circuit 550, the four-phase clock generation circuit 553 generates four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3] that are used to receive data based on the clock ACLK having a frequency twice that of the clock PCLK. Then, the determination circuit 552 determines the level of the determination clock based on the clock PCLK supplied from the transmission circuit 510, and supplies the corresponding candidate clock to the reception circuit 551 as a reception clock (CLK). The operation of the determination circuit 552 is the same as that described with reference to FIGS. 4 to 7 or FIGS.
[0055]
Further, also in this embodiment, the determination circuit 552 outputs the error signal ERRX to the transmission circuit 510 and the reception circuit 551 (the data reception unit in the second circuit 550) when the clock cannot be specified. Further, a lock signal LOCK for forcibly fixing the clock and a synchronous reset signal RESYNC for forcibly re-executing the selection operation are input from the outside. Here, the error signal ERRX is a low enable signal which is an inverted logic signal of the error signal ERR.
[0056]
13 is a circuit diagram illustrating an example of a four-phase clock generation circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 12, and FIG. 14 is a circuit diagram illustrating an example of a determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 15 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generating circuit of FIG.
[0057]
As shown in FIG. 13, the four-phase clock generation circuit 553 includes two flip-flops 5531 and 5532. As shown in FIG. 15, the four-phase clock ACLK from the clock ACLK having a frequency twice that of the clock PCLK. [0] to ACLK [3] are generated. The flip-flops 5531 and 5532 are supplied with a preset signal PRESET. The four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3] generated by the four-phase clock generation circuit 553 are supplied to the determination circuit 552, and a predetermined candidate clock corresponding to the determination result of the determination clock is selected and clocked. It is supplied to the receiving circuit 551 as CLK.
[0058]
The determination circuit 552 includes a plurality of flip-flops 5211 to 5216, a plurality of NAND gates 5221 to 5226, an AND gate 523, a plurality of NOR gates 5241 to 5244, an inverter 52, and a clock selection circuit 526. Note that the four-phase clock generation circuit 553 and the determination circuit 552 shown in FIGS. 13 and 14 are merely one configuration example, and needless to say, various configurations can be employed.
[0059]
In the example of FIG. 14, two determination clocks (for example, clocks ACLK [0], ACLK [1]) are set for one candidate clock, and these determination clocks are fetched with the clock PCLK to perform determination. A candidate clock (for example, ACLK [3]) among the four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3] corresponding to the determination clock is selected by the selection signal SEL and output as the clock CLK used in the receiving circuit 551. To do.
[0060]
As shown in FIG. 14, the determination clocks ACLK [0] and ACLK [1] by the flip-flops 5211 and 5213 and the determination of the outputs of the flip-flops 5211 and 5213 by the flip-flops 5212 and 5214 are as follows: The selection signal SEL is output by determining the two determination clocks ACLK [0] and ACLK [1] twice in succession at the rising timing of the clock PCLK, and the clock CLK supplied to the receiving circuit 551 is fixed and released. Control. 14 outputs an error signal ERRX as an output of the NAND gate 5224, and can reset and lock (forcibly fix) the circuit from the outside by the synchronous reset signal RESYNC and the lock signal LOCK. It is configured.
[0061]
Here, as shown in FIG. 12, the error signal ERRX is supplied to the transmission circuit 510 and the reception circuit 551, and each of the predetermined processing, for example, the transmission circuit 510 stops or retransmits data, The receiving circuit 551 stops data reception or discards or recaptures received data. In the third embodiment, as shown in FIG. 15, the determination to fix the clock by the determination by the two determination clocks is performed within a range of 90 °, for example, while the fixed clock is used. The determination to cancel is performed within a range of 270 °, for example.
[0062]
FIG. 16 is a block diagram schematically showing a fourth embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention, and FIG. 17 is a circuit diagram showing an example of an eight-phase clock generating circuit in the timing signal generating circuit of FIG. FIG. 18 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generation circuit of FIG.
[0063]
As is clear from the comparison between FIG. 16 and FIG. 12, in the timing signal generation circuit of the fourth embodiment, the phases are mutually different instead of the four-phase clock generation circuit 553 in the timing signal generation circuit of the third embodiment described above. An eight-phase clock generation circuit 554 that generates eight-phase clocks BCLKK [0] to BCLK [7] that differ by 45 ° is provided.
[0064]
As shown in FIG. 17, the eight-phase clock generation circuit 554 includes five flip-flops 5541 to 5545, and as shown in FIG. 18, the eight-phase clock BCLK from the clock BCLK having a frequency four times the clock PCLK. [0] to BCLK [7] are generated. Also, a preset signal PRESET is supplied to each of the flip-flops 5541 to 5545. The eight-phase clocks BCLK [0] to BCLK [7] generated by the eight-phase clock generation circuit 554 are supplied to the determination circuit 552, and a predetermined candidate clock corresponding to the determination result of the determination clock is selected and clocked. It is supplied to the receiving circuit 551 as CLK.
[0065]
The determination circuit 552 is similar to that shown in FIG. 14 described above, but the clock supplied to the clock selection circuit 526 is not the four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3] but the eight-phase clocks BCLK [0] to BCLK [7] and the determination clock is not the two clocks ACLK [0] and ACLK [1] of the four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3], but the eight-phase clocks BCLK [0] to Two clocks BCLK [0] and BCLK [1] of BCLK [7] are used.
[0066]
That is, as shown in FIG. 14, the determination circuit 552 determines the determination clocks BCLK [0] and BCLK [1] by the flip-flops 5211 and 5213, and the flip-flops 5211 and 5214 Depending on the output determination, that is, the determination signal BCLK [0], BCLK [1] is determined twice in succession at the rising timing of the clock PCLK, so that the selection signal SEL is output and supplied to the receiving circuit 551. The clock CLK to be fixed and released are controlled (the control described with reference to FIGS. 5 and 7). As described above, the determination circuit 552 of FIG. 14 outputs the error signal ERRX as the output of the NAND gate 5224, and resets and locks (forcibly fixed) from the outside by the synchronous reset signal RESYNC and the lock signal LOCK. ) Is possible.
[0067]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 18, the determination of fixing the clock by the two determination clocks is performed within a range of 135 °, for example, while the fixed clock is released. The determination is made in a range of 225 °, for example.
[0068]
FIG. 19 is a block diagram schematically showing a fifth embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention. In FIG. 19, reference numeral 520 is a first circuit, 560 is a second circuit, 530 is an n-bit width for transmitting data (including a clock) between the first circuit 520 and the second circuit 560. The data transmission path 532 and an error signal transmission path 532 for transmitting the error signal ERRX from the second circuit 560 to the first circuit 520 are shown. Further, reference numeral 561 indicates a receiving circuit, 562 indicates a determination circuit, 564 indicates an eight-phase clock generation circuit, and 565 indicates a clock recovery circuit.
[0069]
As shown in FIG. 19, in the timing signal generation circuit of the fifth embodiment, the clock transmission path (531) for transmitting the clock from the first circuit to the second circuit is not provided, and the data PDATA is stored in the data PDATA. Including transmission. In other words, the second circuit 560 is provided with a clock recovery circuit 565, and from the data PDATA transmitted through the data transmission path 530 to the clock DCLK (in FIG. 12, from the first circuit 510 to the clock transmission path 531). The second circuit 550 (corresponding to the clock PCLK transmitted to the determination circuit 552) is reproduced via the signal and supplied to the determination circuit 562. Note that data transmission including clock information from the first circuit 520 to the second circuit 560 includes, for example, run length 5 8B / 10B (or 10B / 8B), run length 72 SONET, and the like. Usually, the values within the above-described ranges are used as the actual data PDATA standard.
[0070]
20 and 21 are circuit diagrams showing an example of the clock recovery circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 19, and FIG. 22 is a diagram for explaining the operation of the clock recovery circuit in the timing signal generation circuit of FIG. .
[0071]
20 and 21, the clock recovery circuit 565 includes a plurality of flip-flops 650 to 657 (FIG. 20 (a)) and a plurality of exclusive NOR (EXNOR) gates 660 to 667 (FIG. 20 (b)). ), A NOR gate 670, a plurality of NAND gates 671 to 674, inverters 675 and 676 (FIG. 21A), and selection circuits 681 and 682 (FIG. 21B).
[0072]
As shown in FIG. 20A, each of the flip-flops 650 to 657 is supplied with data PDATA and one of the eight-phase clocks BCLK [0] to BCLK [7], and the data PDATA is supplied to each of the eight-phase clocks BCLK. [0] to BCLK [7]. In practice, outputs (BD [0] to BD [7]) are obtained after being input to the flip-flop a plurality of times. Therefore, there is a boundary where data taken in any of the eight flip-flops 650 to 657 changes between the high level “H” and the low level “L”.
[0073]
As shown in FIG. 20B, the EXNOR gates 660 to 667 are for detecting the boundary, and the outputs (BD [0] and BD [1] of the two adjacent flip-flops 650 to 657 are used. BD [1], BD [2];... BD [7], BD [0]) and their outputs change between a high level “H” and a low level “L” ( Any one of the outputs EX01X to EX70X of the EXNOR gates 660 to 667 becomes a low level “L”).
[0074]
Thus, after generating EX [n, n + 1] X for all clocks (clocks BCLK [0] to BCLK [7]), latches (NAND gates 671, 672) as shown in FIG. And a latch composed of inverters 675 and 676, hold each state as a flag, and generate a reset signal RST 23 X by a logic circuit including a NOR gate 670 and NAND gates 673 and 674. FIG. 21A shows a case where there is a boundary between BCLK [2] and BCLK [3] among the eight-phase clocks, and actually there are eight similar blocks. Thus, flags EX01-F to EX70F are held, and reset signals RST01X to RST70X are generated. Note that one of the flags EX01-F to EX70F is set to a high level “H” and the others are all set to a low level “L”.
[0075]
Further, as shown in FIG. 21B, the flags EX01-F to EX70F held in the respective latches are supplied to the selection control terminals sel of the selection circuits 681 and 682 as selection signals. The selection circuit 681 selects one of the eight-phase clocks BCLK [0] to BCLK [7] input by the selection signal input and outputs it as the clock DCLK. In addition, the selection circuit 682 selects one of the reset signals RST01X to RST70X inputted by the selection signal input and outputs it as the reset signal RESETX.
[0076]
Specifically, as shown in FIG. 22, for example, when only the flag EX23 is at the high level “H”, the clock BCLK [0] is selected as the output signal (DCLK) and the reset signal ( Reset signal RST23X is selected as RESETX). The clock DCLK and the reset signal RESETX are supplied to the determination circuit 562.
[0077]
FIG. 23 is a circuit diagram showing an example of a determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG.
[0078]
As is clear from the comparison between FIG. 23 and FIG. 14, the determination circuit 562 in the fifth embodiment adds a NOR gate 621 and an inverter 622 to the determination circuit 552 of FIG. The reset signal RESETX is supplied as an input, and the clock DCLK obtained by the clock recovery circuit 565 is used as the clock PCLK in the determination circuit 552 of FIG.
[0079]
FIG. 24 is a diagram for explaining the operation of the determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG.
[0080]
Specifically, as shown in FIG. 24, two determination clocks BCLK [0] and BCLK [1] are determined twice in succession at the rising timing of the clock DCLK, and when all are at the low level “L”. For example, the clock BCLK [5] is selected (fixed) and is defined as a clock (reception clock) CLK supplied to the reception circuit 561. Note that, depending on the frequency of the clock used, the reception clock CLK supplied to the reception circuit 561 may be defined as the clock BCLK [4] or the clock BCLK [3] instead of the clock BCLK [5] as described above. It is. Further, when the four-phase clocks ACLK [0] to ACLK [3] are used instead of the eight-phase clocks BCLK [0] to BCLK [7], for example, the two determination clocks ACLK [0] at the rising timing of the clock DCLK. ], ACLK [1] are judged twice in succession, and when all are at the low level “L”, for example, the clock ACLK [3] is selected and set as the reception clock CLK.
[0081]
In each of the above embodiments, various configurations such as the determination circuit (552, 562), the clock generation circuit (553, 554), and the clock recovery circuit (565) can be used. The output is not limited to a four-phase clock and an eight-phase clock.
[0082]
As described above, according to each embodiment of the present invention, even when the phase difference between the clocks is not guaranteed in the transmission / reception circuits operating at the same frequency, or when the jitter included in the clock is not guaranteed, It becomes possible to transmit and receive data stably. Further, when a data error occurs, it is possible to improve the narrowing accuracy of the cause.
[0083]
(Supplementary Note 1) A candidate timing signal generation circuit that generates a plurality of candidate timing signals of different phases;
A timing signal generation circuit comprising: a reception timing signal control circuit that selects and holds a reception timing signal used for receiving data from the plurality of candidate timing signals according to a predetermined condition.
[0084]
(Supplementary Note 2) In the timing signal generation circuit according to Supplementary Note 1, the reception timing signal control circuit includes:
A determination timing signal comparison circuit that compares a predetermined determination timing signal with a comparison timing signal for each of the candidate timing signals;
And a reception timing signal selection / holding circuit for selecting and holding the reception timing signal in accordance with an output of the determination timing signal comparison circuit.
[0085]
(Supplementary Note 3) In the timing signal generation circuit according to Supplementary Note 2, a plurality of the determination timing signals are set for each of the candidate timing signals, and the determination timing signal comparison circuit includes the comparison timing signal and the comparison timing signal. A timing signal generation circuit that compares a plurality of timing signals for determination.
[0086]
(Supplementary Note 4) In the timing signal generation circuit according to Supplementary Note 3, the determination timing signal comparison circuit performs comparison between the comparison timing signal and the plurality of determination timing signals a plurality of times, and receives the reception timing. The signal selection holding circuit selects and holds the reception timing signal in accordance with a plurality of comparison outputs from the determination timing signal comparison circuit.
[0087]
(Supplementary Note 5) The timing signal generation circuit according to Supplementary Note 2, wherein the comparison timing signal is supplied in parallel with the received data.
[0088]
(Supplementary Note 6) The timing signal generation circuit according to Supplementary Note 2, wherein the comparison timing signal is supplied by being included in the received stream of data.
[0089]
(Supplementary note 7) In the timing signal generation circuit according to supplementary note 2, the reception timing signal control circuit further receives the selected and held reception timing signal in accordance with an output of the determination timing signal comparison circuit. A timing signal generation circuit comprising a reception timing signal cancellation circuit for cancellation.
[0090]
(Supplementary note 8) In the timing signal generating circuit according to supplementary note 7, the reception timing signal selection / holding circuit is configured such that when the reception timing signal is canceled by the reception timing signal cancellation circuit, the determination timing signal comparison circuit A timing signal generating circuit which selects and holds a new reception timing signal according to the output of the signal.
[0091]
(Supplementary Note 9) In the timing signal generation circuit according to Supplementary Note 7, when the reception timing signal control circuit further cancels the selected and held reception timing signal, the reception timing signal control circuit A timing signal generation circuit comprising a reception timing signal release notification circuit for notifying the release of the reception timing signal to the outside of the timing signal generation circuit.
[0092]
(Supplementary note 10) In the timing signal generating circuit according to supplementary note 7, the comparison condition in the determination timing signal comparison circuit for releasing the reception timing signal selected and held by the reception timing signal release circuit is A timing signal generation circuit characterized in that the reception timing signal selection / holding circuit is looser than a comparison condition in the determination timing signal comparison circuit for selecting and holding a reception timing signal.
[0093]
(Supplementary note 11) In the timing signal generation circuit according to any one of Supplementary notes 1 to 10, the reception timing signal control circuit further selects and holds a reception timing signal from the plurality of candidate timing signals. A timing signal generation circuit comprising a reception timing signal control stop circuit for stopping from the outside.
[0094]
(Supplementary note 12) In the timing signal generation circuit according to any one of supplementary notes 1 to 10, the reception timing signal control circuit further selects and holds a reception timing signal from the plurality of candidate timing signals. A timing signal generation circuit comprising a reception timing signal control re-execution circuit that is re-executed from outside.
[0095]
(Supplementary Note 13) A signal transmission system including a transmission circuit for transmitting data, a signal transmission path, and a reception circuit for receiving data supplied from the transmission circuit via the signal transmission path, wherein the reception circuit includes: A signal transmission system comprising the timing signal generation circuit according to any one of appendices 1 to 12.
[0096]
(Supplementary note 14) preparing a plurality of candidate timing signals of different phases,
A timing signal generation method comprising: selecting and holding a reception timing signal used for receiving data from the plurality of candidate timing signals according to a predetermined condition.
[0097]
(Supplementary note 15) In the timing signal generation method according to supplementary note 14, the selection and holding of the reception timing signal may include:
A timing signal for determination predetermined for each candidate timing signal is compared with a timing signal for comparison;
A timing signal generation method comprising: selecting and holding the reception timing signal according to a comparison result between the determination timing signal and the comparison timing signal for each candidate timing signal.
[0098]
(Supplementary Note 16) In the timing signal generation method according to supplementary note 15, a plurality of the determination timing signals are set for each of the candidate timing signals, and the comparison timing signal and the plurality of determination timing signals are compared. A timing signal generation method characterized by the above.
[0099]
(Supplementary Note 17) In the timing signal generation method according to Supplementary Note 16, the comparison between the comparison timing signal and the plurality of determination timing signals is performed a plurality of times, and the plurality of comparison timing signals and the determination timing signal are performed. And a timing signal generation method, wherein the reception timing signal is selected and held in accordance with the comparison result.
[0100]
(Supplementary note 18) The timing signal generation method according to supplementary note 15, wherein the comparison timing signal is supplied in parallel with the received data.
[0101]
(Supplementary note 19) The timing signal generating method according to supplementary note 15, wherein the comparison timing signal is supplied by being included in the received stream of data.
[0102]
(Supplementary note 20) In the timing signal generation method according to supplementary note 15, the selection and holding of the reception timing signal is performed according to a comparison result between the determination timing signal and the comparison timing signal for each of the candidate timing signals. A timing signal generating method comprising: canceling the selected and held reception timing signal.
[0103]
(Supplementary note 21) In the timing signal generation method according to supplementary note 20, when the reception timing signal is canceled, a determination timing signal predetermined for each candidate timing signal is compared with the comparison timing signal. And selecting and holding a new timing signal for reception.
[0104]
(Supplementary note 22) In the timing signal generation method according to supplementary note 20, when the selected and held reception timing signal is released, the release of the reception timing signal is notified to the outside. Timing signal generation method.
[0105]
(Supplementary note 23) In the timing signal generating method according to supplementary note 20, the comparison condition for releasing the selected and held reception timing signal is more than the comparison condition for selecting and holding the reception timing signal. A timing signal generation method characterized by being gradual.
[0106]
(Supplementary note 24) The timing signal generation method according to any one of supplementary notes 14 to 23, wherein selection and holding of reception timing signals from the plurality of candidate timing signals are stopped from the outside. How it occurs.
[0107]
(Supplementary Note 25) The timing signal generating method according to any one of Supplementary Notes 14 to 23, wherein the selection and holding of the reception timing signal from the plurality of candidate timing signals is re-executed from the outside. Signal generation method.
[0108]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to generate a clock capable of reliably receiving data in consideration of a phase difference, and to enable high-speed and error-free signal transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of a conventional signal transmission system.
FIG. 2 is a timing chart for explaining an example of the operation in the signal transmission system of FIG.
FIG. 3 is a block diagram schematically showing another example of a conventional signal transmission system.
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a timing signal generation method according to the present invention. Timing diagram It is.
FIG. 5 is a diagram for explaining the timing signal generation method shown in FIG. 4; Figure of It is.
FIG. 6 is a diagram for explaining another example of the timing signal generation method according to the present invention. Timing diagram It is.
7 is a diagram for explaining the timing signal generation method shown in FIG. 6; Figure of It is.
FIG. 8 is a block diagram schematically showing a first embodiment of a timing signal generating circuit according to the present invention.
9 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generation circuit of FIG. 8;
10 is a circuit diagram showing an example of a PCLK position detection circuit that can be applied to a clock transposing circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 8;
FIG. 11 is a block diagram schematically showing a second embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention.
FIG. 12 is a block diagram schematically showing a third embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention.
13 is a circuit diagram showing an example of a four-phase clock generation circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 12. FIG.
14 is a circuit diagram showing an example of a determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 12. FIG.
15 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generation circuit of FIG. 12;
FIG. 16 is a block diagram schematically showing a fourth embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention.
17 is a circuit diagram showing an example of an eight-phase clock generation circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 16. FIG.
18 is a diagram for explaining the operation of the timing signal generation circuit of FIG. 16;
FIG. 19 is a block diagram schematically showing a fifth embodiment of the timing signal generating circuit according to the present invention.
20 is a circuit diagram (part 1) illustrating an example of a clock recovery circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 19;
FIG. 21 is a circuit diagram (part 2) illustrating an example of a clock recovery circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 19;
22 is a diagram for explaining the operation of the clock recovery circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 19;
23 is a circuit diagram showing an example of a determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG.
24 is a diagram for explaining an operation of a determination circuit in the timing signal generation circuit of FIG. 19;
[Explanation of symbols]
110 to 11n: Transmission side data fetch circuit for data (transmission side latch)
120 to 12n: Data transmission side drive circuit (transmission side buffer)
130 to 13n: wiring for data (data signal line)
140 to 14n: Data receiving side driving circuit (receiving side buffer)
150 to 15n: Reception side data fetch circuit (reception side latch)
160 to 16n: flip-flop for clock replacement
170 to 17n: Transmission data processing unit (transmission side latch)
181: Clock transfer circuit
182 ... PLL circuit
183: Clock generation circuit
184 ... Demultiplexer
190 ... PCLK position detection circuit
510, 520 ... first circuit (block A: transmission circuit)
530 ... Data transmission path
531: Clock transmission path
532: Error signal transmission path
550, 560... Second circuit (block B)
551, 561 ... Receiving circuit
552, 562 ... judgment circuit
563 ... Four-phase clock generation circuit
564: Eight-phase clock generation circuit
565 ... Clock recovery circuit

Claims (6)

外部クロックに基づいて送信された受信信号を取り込むための基準となる受信用タイミング信号を発生させるタイミング信号発生回路であって、
複数の位相のタイミング信号を生成するタイミング信号生成回路と、
前記複数の位相のタイミング信号から、第1のタイミング信号と前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかの判定に用いる複数の判定用タイミング信号とを選択し、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決まる第1の論理に基づいて、前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかを判定する判定回路と、を備え、
前記判定回路は、前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決定される、前記第1の論理とは異なる論理の第2の論理に基づいて、前記受信用タイミング信号を、前記受信用タイミング信号として固定するか、または解除するかを判定する受信用タイミング信号解除要否判定回路を有する、ことを特徴とするタイミング信号発生回路。
A timing signal generation circuit that generates a reception timing signal that serves as a reference for capturing a reception signal transmitted based on an external clock,
A timing signal generation circuit for generating a timing signal of a plurality of phases;
From the plurality of phase timing signals, a first timing signal and a plurality of determination timing signals used for determining whether the first timing signal is used as the reception timing signal are selected, and the external clock is used as a reference And a determination circuit that determines whether the first timing signal is the reception timing signal based on a first logic determined by the plurality of determination timing signals.
The determination circuit determines the reception timing signal based on a second logic that is different from the first logic and is determined by the plurality of determination timing signals with reference to the external clock. A timing signal generation circuit comprising: a reception timing signal cancellation necessity determination circuit for determining whether to fix or cancel a reception timing signal.
請求項1に記載のタイミング信号発生回路において、
前記判定回路は、前記各判定用タイミング信号が入力され、それぞれ前記外部クロックにより制御される複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップの出力が入力されるAND回路と、
前記複数のフリップフロップの出力が入力されるNOR回路と、
前記AND回路の出力および前記NOR回路の出力が入力されるラッチと、を備え、
前記第2の論理は、前記ラッチ回路の出力であることを特徴とするタイミング信号発生回路。
The timing signal generation circuit according to claim 1,
The determination circuit receives the respective determination timing signals, and each of the plurality of flip-flops controlled by the external clock;
An AND circuit to which the outputs of the plurality of flip-flops are input;
A NOR circuit to which outputs of the plurality of flip-flops are input;
A latch to which the output of the AND circuit and the output of the NOR circuit are input,
The timing signal generation circuit, wherein the second logic is an output of the latch circuit.
請求項1に記載のタイミング信号発生回路において、
前記判定回路は、前記各判定用タイミング信号が入力され、それぞれ前記外部クロックにより制御される複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップの出力が入力されるNAND回路と、
前記複数のフリップフロップの出力が入力されるOR回路と、
前記NAND回路の出力および前記OR回路の出力が入力されるラッチと、を備え、
前記第2の論理は、前記ラッチ回路の出力であることを特徴とするタイミング信号発生回路。
The timing signal generation circuit according to claim 1,
The determination circuit receives the respective determination timing signals, and each of the plurality of flip-flops controlled by the external clock;
A NAND circuit to which the outputs of the plurality of flip-flops are input;
An OR circuit to which the outputs of the plurality of flip-flops are input;
A latch to which the output of the NAND circuit and the output of the OR circuit are input,
The timing signal generation circuit, wherein the second logic is an output of the latch circuit.
外部クロックに基づいて送信された受信信号を取り込むための基準となる受信用タイミング信号を発生させるタイミング信号発生方法であって、
複数の位相のタイミング信号を生成する第1の工程と、
前記複数の位相のタイミング信号から、第1のタイミング信号と前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかの判定に用いる複数の判定用タイミング信号とを選択する第2の工程と、
前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決まる第1の論理に基づいて、前記第1のタイミング信号を前記受信用タイミング信号とするかを判定する第3の工程と、
前記外部クロックを基準として、前記複数の判定用タイミング信号によって決定される、前記第1の論理とは異なる論理の第2の論理に基づいて、前記受信用タイミング信号を、前記受信用タイミング信号として固定するか、または解除するかを判定する第4の工程と、を備えることを特徴とするタイミング信号発生方法。
A timing signal generation method for generating a reception timing signal which is a reference for capturing a reception signal transmitted based on an external clock,
A first step of generating a plurality of phase timing signals;
A second step of selecting, from the plurality of phase timing signals, a first timing signal and a plurality of determination timing signals used for determining whether the first timing signal is the reception timing signal;
A third step of determining whether to use the first timing signal as the reception timing signal based on a first logic determined by the plurality of determination timing signals with reference to the external clock;
Based on the second logic different from the first logic, which is determined by the plurality of determination timing signals with the external clock as a reference, the reception timing signal is used as the reception timing signal. And a fourth step of determining whether to fix or release the timing signal.
請求項4に記載のタイミング信号発生方法において、
前記第2の論理は、前記各判定用タイミング信号が入力され、それぞれ前記外部クロックにより制御される複数のフリップフロップの出力が入力される、AND回路およびNOR回路の出力を入力とするラッチ回路の出力であることを特徴とするタイミング信号発生方法。
The timing signal generation method according to claim 4,
The second logic is a latch circuit that receives the respective determination timing signals, receives the outputs of a plurality of flip-flops controlled by the external clock, and inputs the outputs of the AND circuit and the NOR circuit. A timing signal generation method characterized by being an output.
データを送信する送信回路と、信号伝送路と、前記送信回路から前記信号伝送路を介して供給されるデータを受信する受信回路と、を有する信号伝送システムであって、
前記受信回路は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のタイミング信号発生回路を備えることを特徴とする信号伝送システム。
A signal transmission system comprising a transmission circuit for transmitting data, a signal transmission path, and a reception circuit for receiving data supplied from the transmission circuit via the signal transmission path,
The signal receiving system, wherein the receiving circuit includes the timing signal generating circuit according to claim 1.
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