[go: up one dir, main page]

JP2017169109A - Clock generation circuit and clock generation method - Google Patents

Clock generation circuit and clock generation method Download PDF

Info

Publication number
JP2017169109A
JP2017169109A JP2016053976A JP2016053976A JP2017169109A JP 2017169109 A JP2017169109 A JP 2017169109A JP 2016053976 A JP2016053976 A JP 2016053976A JP 2016053976 A JP2016053976 A JP 2016053976A JP 2017169109 A JP2017169109 A JP 2017169109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
current
output
value
reference clock
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016053976A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
知広 藤田
Tomohiro Fujita
知広 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MegaChips Corp
Original Assignee
MegaChips Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MegaChips Corp filed Critical MegaChips Corp
Priority to JP2016053976A priority Critical patent/JP2017169109A/en
Publication of JP2017169109A publication Critical patent/JP2017169109A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clock generator circuit which is arranged so as to cover a wide band width while factoring in EMI, and which is capable of suppressing jitter because of small noise influence thereon and adequate responsiveness.SOLUTION: A clock generator circuit comprises: a spread-spectrum clock generator which performs frequency modulation on a reference clock generated by an oscillator; and a PLL circuit which generates an output clock according to the reference clock subjected to the frequency modulation and outputs the clock. In the clock generator circuit, the PLL circuit includes an oscillating frequency control part which controls an oscillating frequency of the output clock according to a value of a driving current input thereto; and the value of the driving current to the oscillating frequency control part is changed based on a predetermined count signal to perform the frequency modulation on the reference clock.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、クロック生成技術に関し、特に、スペクトラム拡散機能を適応したクロック生成回路及びこれを用いたクロック生成方法に関する。   The present invention relates to a clock generation technique, and more particularly to a clock generation circuit adapted for a spread spectrum function and a clock generation method using the same.

クロック生成回路は、マイクロプロセッサ等の論理回路を含む電子デバイスの動作に必要なクロック信号(以下「クロック」という。)を生成する回路であり、典型的には、PLL(Phase Locked Loop)回路を含み構成される。   The clock generation circuit is a circuit that generates a clock signal (hereinafter referred to as “clock”) necessary for the operation of an electronic device including a logic circuit such as a microprocessor. Typically, a PLL (Phase Locked Loop) circuit is used as the clock generation circuit. Consists of.

PLL回路は、典型的には、基準周波数を持つクロック(基準クロック)に基づいて逓倍した出力クロックを生成し、出力する回路であって、該出力クロックをフィードバックしたクロック(帰還クロック)の位相が該基準クロックの位相に同期するように、該出力クロックを生成する周波数負帰還回路である。PLL回路は、典型的には、位相検出回路、チャージポンプ、ループフィルタ、及び電圧制御発振回路(VCO:Voltage Controlled Oscillator)を含み構成される。このようなPLL回路では、チャージポンプからの出力信号(電流信号又は電圧信号)によりループフィルタのコンデンサが充放電され、この積分値の変化に応じてVCOで生成される出力クロックの発振周波数が決定される。   A PLL circuit typically generates and outputs an output clock multiplied based on a clock having a reference frequency (reference clock), and the phase of the clock (feedback clock) that feeds back the output clock is The frequency negative feedback circuit generates the output clock so as to be synchronized with the phase of the reference clock. The PLL circuit typically includes a phase detection circuit, a charge pump, a loop filter, and a voltage controlled oscillator (VCO). In such a PLL circuit, the capacitor of the loop filter is charged / discharged by the output signal (current signal or voltage signal) from the charge pump, and the oscillation frequency of the output clock generated by the VCO is determined according to the change in the integrated value. Is done.

また、このような従前のPLL回路の改良として、2つのチャージポンプを備え、各チャージポンプの出力を異なる動作特性に従って制御することによって出力クロックの発振周波数を決定するPLL回路が知られている。   As an improvement of such a conventional PLL circuit, a PLL circuit that includes two charge pumps and determines the oscillation frequency of the output clock by controlling the output of each charge pump according to different operating characteristics is known.

例えば、下記特許文献1は、チャージポンプ部を積分部と位相制御部との2つに分けたPLL回路を開示する。具体的には、特許文献1のPLL回路は、外部からの入力信号と帰還信号との位相及び周波数を比較する位相周波数比較器と、該位相周波数比較器からの比較結果に応じて出力信号の発振周波数を制御するための電流を生成する積分部と、該位相周波数比較器からの比較結果に応じて該出力信号の位相を、該入力信号との位相差が減少するように制御するための位相制御部と、該積分部で生成された電流に該位相制御部で生成された電流を加えた電流の値に応じた周波数で発振する該出力信号を生成する電流制御発振器と、該電流制御発振器からの出力信号を分周して該位相周波数比較器に前記帰還信号としてフィードバックするフィードバック分周器とを備える。   For example, Patent Document 1 below discloses a PLL circuit in which a charge pump unit is divided into two parts, an integration unit and a phase control unit. Specifically, the PLL circuit of Patent Document 1 includes a phase frequency comparator that compares the phase and frequency of an external input signal and a feedback signal, and the output signal in accordance with the comparison result from the phase frequency comparator. An integrator for generating a current for controlling the oscillation frequency, and a phase for controlling the phase of the output signal in accordance with a comparison result from the phase frequency comparator so that a phase difference from the input signal is reduced. A phase control unit, a current control oscillator that generates the output signal that oscillates at a frequency corresponding to a current value obtained by adding the current generated by the phase control unit to the current generated by the integration unit, and the current control And a feedback frequency divider that divides the output signal from the oscillator and feeds back as a feedback signal to the phase frequency comparator.

ところで、電子デバイスの高速化への要求に基づくクロックの高周波数化は、LSI自体やその周辺回路、他の電子デバイス等に対して電磁妨害(EMI:Electromagnetic Interference)の影響を与えることから、EMIを効果的に低減するSSCG(Spread Spectrum Clock Generator)技術がPLL回路に適応され得る。   By the way, the higher frequency of the clock based on the demand for speeding up of the electronic device has an influence of electromagnetic interference (EMI) on the LSI itself, its peripheral circuits, other electronic devices, etc. SSCG (Spread Spectrum Clock Generator) technology for effectively reducing the above can be applied to the PLL circuit.

SSCG技術は、スペクトラム拡散機能を付加したクロック生成技術である。具体的には、SSCG技術は、電子デバイス等が放射するEMIのエネルギーのスペクトルが特定の周波数帯域に集中しないように、クロックの周波数を変調し、これにより、EMIのエネルギーを所定の周波数帯域に分散し、そのピーク値を抑圧する。スペクトラム拡散機能は、例えば、遅延回路を用いたデジタル回路により実現される。   The SSCG technology is a clock generation technology to which a spread spectrum function is added. Specifically, the SSCG technology modulates the clock frequency so that the spectrum of EMI energy radiated by an electronic device or the like is not concentrated in a specific frequency band, and thereby the EMI energy is set to a predetermined frequency band. Disperse and suppress its peak value. The spread spectrum function is realized by a digital circuit using a delay circuit, for example.

特開2001−119296号公報JP 2001-119296 A

一般に、PLL回路において、出力クロック上のジッタの抑制を考慮して、ループフィルタの帯域幅を狭くなるように選択すると、VCOの応答性が、位相検出器及びチャージポンプに対して遅くなり、位相同期への追従性が低下するという問題がある。一方、VCOの応答性を考慮して広い帯域幅のループフィルタを選択すると、ジッタの抑制を望めないため、その代わりに、周波数精度の高い基準クロックを用いることでコストがかかるという問題がある。とりわけ、広い帯域幅(例えば1〜4GHz又はそれ以上)をカバーするためには、VCOのゲインを大きくする必要があるが、これにより、VCOは、僅かなノイズによっても発振周波数を変化させてしまうため、ジッタの問題をより考慮する必要がある。   In general, in a PLL circuit, if the bandwidth of the loop filter is selected to be narrow in consideration of jitter suppression on the output clock, the response of the VCO becomes slower with respect to the phase detector and the charge pump, and the phase There is a problem that the follow-up performance to synchronization is lowered. On the other hand, if a loop filter having a wide bandwidth is selected in consideration of the responsiveness of the VCO, it is not possible to suppress jitter. Instead, there is a problem that it is expensive to use a reference clock with high frequency accuracy. In particular, in order to cover a wide bandwidth (for example, 1 to 4 GHz or more), it is necessary to increase the gain of the VCO, but this causes the VCO to change the oscillation frequency even with a slight noise. Therefore, it is necessary to consider the problem of jitter more.

かかる状況において、上述した特許文献1に開示されるPLL回路は、2つのチャージポンプの出力をそれぞれ別々のループフィルタに入力する構成であるところ、ループフィルタの帯域幅については何ら考慮するものでなく、ジッタの改善を図るものではなかった。   In such a situation, the PLL circuit disclosed in Patent Document 1 described above is configured to input the outputs of the two charge pumps to separate loop filters, but the bandwidth of the loop filter is not considered at all. It was not intended to improve jitter.

また、EMIを考慮してPLL回路にスペクトラム拡散機能を適応した場合、基準クロックの周波数が逐次変化することになるため、VCOには高い応答性が求められ、したがって、広い帯域幅のループフィルタを選択することになり、結局、上述のように、ジッタの抑制を望めない。   In addition, when the spread spectrum function is applied to the PLL circuit in consideration of EMI, the frequency of the reference clock changes sequentially, so that the VCO is required to have high responsiveness. Therefore, a loop filter with a wide bandwidth is required. As a result, the jitter cannot be suppressed as described above.

このため、EMIを考慮しつつ、広い帯域幅をカバーし、ノイズの影響が低く応答性が良好で、ジッタを抑制し得るPLL回路乃至はクロック生成回路が望まれている。   Therefore, there is a demand for a PLL circuit or a clock generation circuit that covers a wide bandwidth, considers EMI, has low noise influence, has good response, and can suppress jitter.

そこで、本発明は、EMIを考慮しつつ、広い帯域幅をカバーし、ノイズの影響が低く応答性が良好で、ジッタを抑制し得るクロック生成回路及びクロック生成方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a clock generation circuit and a clock generation method that can cover a wide bandwidth, have low noise influence, have good responsiveness, and can suppress jitter while considering EMI. .

より具体的には、本発明は、スペクトラム拡散機能を適応しつつ、PLL回路における帯域幅とゲインとをバランス良く分離制御可能なクロック生成回路及びクロック生成方法を提供することを目的とする。   More specifically, an object of the present invention is to provide a clock generation circuit and a clock generation method capable of separating and controlling the bandwidth and gain in a PLL circuit in a balanced manner while adapting the spread spectrum function.

また、本発明は、かかる分離制御可能なクロック生成回路にスペクトラム拡散機能を適応した場合に生じる基準クロックと帰還クロックとの間の位相のずれを抑制し、これにより、ジッタを抑制し得るクロック生成回路及びクロック生成方法を提供することを目的とする。   Further, the present invention suppresses the phase shift between the reference clock and the feedback clock that occurs when the spread spectrum function is applied to such a separable control clock generation circuit, thereby generating a clock that can suppress jitter. An object is to provide a circuit and a clock generation method.

上記課題を解決するための本発明は、以下に示す発明特定事項乃至は技術的特徴を含んで構成される。   The present invention for solving the above-described problems is configured to include the following invention specific items or technical features.

すなわち、ある観点に従う発明は、発振器により生成された標準クロックに対して周波数変調を行い、基準クロックを生成するスペクトラム拡散クロック発振器と、前記基準クロックに従って出力クロックを生成し出力するPLL回路とを備えるクロック生成回路である。かかるクロック生成回路は、前記PLL回路が、入力される駆動電流の値に応じて前記出力クロックの発振周波数を制御する発振周波数制御部を備え、前記駆動電流は、前記基準クロックと、前記出力クロックを分周した帰還クロックとの位相差に基づく信号により駆動される第1チャージポンプから出力される電流の累積に基づき制御される第1出力電流と、前記第1チャージポンプと同様に駆動される第2チャージポンプから出力される電流を、前記標準クロックに対する周波数変調を行うための所定のカウント信号に基づいて変化させるオフセット電流から減じた第2出力電流と、を含む。   That is, an invention according to a certain aspect includes a spread spectrum clock oscillator that performs frequency modulation on a standard clock generated by an oscillator and generates a reference clock, and a PLL circuit that generates and outputs an output clock according to the reference clock. This is a clock generation circuit. In this clock generation circuit, the PLL circuit includes an oscillation frequency control unit that controls the oscillation frequency of the output clock according to the value of the input drive current. The drive current includes the reference clock and the output clock. The first output current is controlled based on the accumulation of the current output from the first charge pump driven by a signal based on the phase difference from the feedback clock obtained by dividing the feedback clock, and is driven in the same manner as the first charge pump. A second output current obtained by subtracting a current output from the second charge pump from an offset current that changes based on a predetermined count signal for frequency modulation with respect to the standard clock.

ここで、前記オフセット電流は、前記基準クロックの周波数の増加に伴い増加し、減少に伴い減少し得る。   Here, the offset current may increase as the frequency of the reference clock increases, and may decrease as the frequency decreases.

また、前記オフセット電流を生成するオフセット電流生成部、を含み、前記オフセット電流生成部は、複数のミラートランジスタを含む多段式のカレントミラー回路を含むカレントミラー部と、前記カウント信号に応じて、前記多段式のカレントミラー回路のミラー比を決定し、前記オフセット電流の値を変化させるデコード回路と、を備え得る。   Further, the offset current generating unit that generates the offset current, the offset current generating unit, a current mirror unit including a multi-stage current mirror circuit including a plurality of mirror transistors, and according to the count signal, A decoding circuit that determines a mirror ratio of a multi-stage current mirror circuit and changes a value of the offset current.

また、前記PLL回路は、前記第1チャージポンプを含み、前記第1出力電流を生成する積分部と、前記第2チャージポンプを含み、前記第2出力電流を生成する比例部と、を備え得る。   The PLL circuit may include the first charge pump and include an integration unit that generates the first output current, and a proportional unit that includes the second charge pump and generates the second output current. .

また、前記オフセット電流生成部は、前記カレントミラー部の出力を較正するキャリブレーション部、を含み、前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った場合における、前記基準クロックと前記帰還クロックとの位相差に基づく信号に応じて、前記デコード回路が前記カウント信号の値が1つ変化するごとに動作を変更する前記ミラートランジスタの個数である変更係数を定め得る。   The offset current generation unit includes a calibration unit that calibrates the output of the current mirror unit, and the calibration unit receives the reference clock and the feedback when the PLL circuit receives the reference clock. In accordance with a signal based on a phase difference from a clock, a change coefficient that is the number of the mirror transistors whose operation is changed every time the value of the count signal changes by the decode circuit can be determined.

また、前記PLL回路は、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が遅れている場合にアップ信号を出力し、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が進んでいるときにダウン信号を出力する位相検出回路、を含み、前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った際の前記ダウン信号の数が、前記アップ信号の数を上回るまで、前記変更係数の値を初期値から所定の値ずつ増加させ、前記ダウン信号の数が前記アップ信号の数を上回った後に、現状の前記変更係数の値から前記所定の値を差し引くことで、最終的な前記変更係数の値を定めうる。   The PLL circuit outputs an up signal when the phase of the feedback clock is delayed with respect to the reference clock, and outputs a down signal when the phase of the feedback clock is advanced with respect to the reference clock. A phase detection circuit that outputs the initial value of the change coefficient until the number of the down signals exceeds the number of the up signals when the PLL circuit receives the reference clock. After increasing the number of down signals by more than a predetermined value from the value and subtracting the predetermined value from the current value of the change coefficient after the number of down signals exceeds the number of up signals, the final value of the change coefficient Can be determined.

また、前記PLL回路は、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が遅れている場合にアップ信号を出力し、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が進んでいるときにダウン信号を出力する位相検出回路、を含み、前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った際の前記ダウン信号の数が、前記アップ信号の数を上回るまで、前記変更係数の値を初期値から所定の値ずつ増加させ、前記ダウン信号の数が前記アップ信号の数を上回った後に、所定の手法を用いて、現状の前記変更係数の値から小数点以下の値を算出することで、最終的な前記変更係数の値を定め得る。   The PLL circuit outputs an up signal when the phase of the feedback clock is delayed with respect to the reference clock, and outputs a down signal when the phase of the feedback clock is advanced with respect to the reference clock. A phase detection circuit that outputs the initial value of the change coefficient until the number of the down signals exceeds the number of the up signals when the PLL circuit receives the reference clock. By increasing the value by a predetermined value and after the number of the down signals exceeds the number of the up signals, by using a predetermined method, calculating a value after the decimal point from the current value of the change coefficient, The final value of the change factor can be determined.

また、ある観点に従う発明は、発振器により生成された標準クロックに対して周波数変調を行い、基準クロックを生成するスペクトラム拡散クロック発振器と、前記基準クロックにしたがって出力クロックを生成し出力するPLL回路とを用いたクロック生成方法である。かかるクロック生成方法は、駆動電流を、前記基準クロックと前記基準クロックを分周した帰還クロックとの位相差に基づく信号により駆動される第1チャージポンプから出力される電流の累積に基づき制御される第1出力電流と、前記第1チャージポンプと同様に駆動される第2チャージポンプから出力される電流を、前記標準クロックに対する周波数変調を行うための所定のカウント信号に基づいて変化させるオフセット電流から減じた第2出力電流とにより生成することと、前記駆動電流を、前記PLLが備えて、入力される電流値に応じて前記出力クロックの発振周波数を制御する発振周波数制御部に入力することと、を含む。   An invention according to a certain aspect includes a spread spectrum clock oscillator that performs frequency modulation on a standard clock generated by an oscillator and generates a reference clock, and a PLL circuit that generates and outputs an output clock according to the reference clock. This is the clock generation method used. In this clock generation method, the drive current is controlled based on the accumulation of the current output from the first charge pump driven by the signal based on the phase difference between the reference clock and the feedback clock obtained by dividing the reference clock. From an offset current that changes a first output current and a current output from a second charge pump driven in the same manner as the first charge pump based on a predetermined count signal for frequency modulation with respect to the standard clock Generating by the reduced second output current, and inputting the drive current to an oscillation frequency control unit that is provided in the PLL and controls the oscillation frequency of the output clock according to the input current value. ,including.

本発明によれば、EMIを考慮しつつ、広い帯域幅をカバーし、ノイズの影響が低く応答性が良好で、ジッタを抑制し得るようになる。   According to the present invention, while considering EMI, a wide bandwidth is covered, the influence of noise is low, responsiveness is good, and jitter can be suppressed.

スプリット・チューン型PLL回路を説明するためのブロックダイアグラムである。It is a block diagram for demonstrating a split tune type PLL circuit. スプリット・チューン型PLL回路にSSCGを適用したクロック生成回路を説明するためのブロックダイアグラムである。It is a block diagram for demonstrating the clock generation circuit which applied SSCG to a split tune type PLL circuit. 本発明の一実施形態に係るSSCGの構成の一例を示すブロックダイアグラムである。It is a block diagram which shows an example of a structure of SSCG which concerns on one Embodiment of this invention. スプリット・チューン型PLL回路にSSCGを適用したクロック生成回路のPPL回路における各種の信号のタイミングチャートである。6 is a timing chart of various signals in a PPL circuit of a clock generation circuit in which SSCG is applied to a split tune type PLL circuit. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路を説明するためのブロックダイアグラムである。It is a block diagram for demonstrating the clock generation circuit which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路のオフセット電流生成部を説明するためのブロックダイアグラムである。4 is a block diagram for explaining an offset current generation unit of the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるキャリブレーション部によるデコード回路のキャリブレーション方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing a calibration method of the decoding circuit by the calibration unit in the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるデコード回路のキャリブレーション時の基準クロックと帰還クロックとの関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the reference clock at the time of calibration of the decoding circuit in the clock generation circuit which concerns on one Embodiment of this invention, and a feedback clock. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるカウント信号と基準クロックの周波数との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the count signal in the clock generation circuit which concerns on one Embodiment of this invention, and the frequency of a reference | standard clock. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるカウント信号と動作させる補助ミラートランジスタの個数との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between the count signal in the clock generation circuit which concerns on one Embodiment of this invention, and the number of the auxiliary | assistant mirror transistors to operate. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるデコード回路が生成する選択信号SELの一例を説明するテーブルである。It is a table explaining an example of the selection signal SEL which the decoding circuit in the clock generation circuit concerning one embodiment of the present invention generates. 本発明の一実施形態に係るクロック生成方法を説明するフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a clock generation method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るクロック生成回路における各種の信号のタイミングチャートである。4 is a timing chart of various signals in the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(例えば各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. The present invention can be implemented with various modifications (for example, by combining the embodiments) without departing from the spirit of the present invention. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match actual dimensions and ratios. In some cases, the dimensional relationships and ratios may be different between the drawings.

まず、本発明に係るクロック生成回路に用いられるスプリット・チューン(Split Tune)型PLL回路(以降、ST型PLL回路)の基本原理について説明する。図1は、ST型PLL回路の構成の一例を説明するためのブロックダイアグラムである。ST型PLL回路は、一般に、2つのチャージポンプを備え、各チャージポンプの出力を異なる動作特性に従って制御することによって出力クロックの発振周波数を決定するPLL回路である。以下では、ST型PLL回路を、特に区別を要しない限り、単に、PLL回路と呼ぶものとする。   First, the basic principle of a split tune type PLL circuit (hereinafter referred to as an ST type PLL circuit) used in the clock generation circuit according to the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram for explaining an example of the configuration of an ST-type PLL circuit. An ST-type PLL circuit is generally a PLL circuit that includes two charge pumps and determines the oscillation frequency of an output clock by controlling the output of each charge pump according to different operating characteristics. Hereinafter, the ST-type PLL circuit is simply referred to as a PLL circuit unless particularly distinguished.

すなわち、同図に示すように、PLL回路20は、例えば、位相検出回路(PFD)21と、積分部22と、比例部23と、オフセット電流生成部24と、発振周波数制御部25と、バッファ26と、分周器27とを備える。なお、PLL回路20には、図示しない発振源から基準周波数を有する基準クロックREFCLKが供給される。   That is, as shown in the figure, the PLL circuit 20 includes, for example, a phase detection circuit (PFD) 21, an integration unit 22, a proportional unit 23, an offset current generation unit 24, an oscillation frequency control unit 25, and a buffer. 26 and a frequency divider 27. The PLL circuit 20 is supplied with a reference clock REFCLK having a reference frequency from an oscillation source (not shown).

位相検出回路21は、図示しない所定の発振器から供給される基準クロックREFCLKと分周器27から供給される帰還クロックFBCLKとを比較してその位相差を検出し、該位相差に応じた位相差信号を出力する。具体的には、位相検出回路21は、基準クロックREFCLKに対して帰還クロックFBCLKの位相が遅れている場合、その位相差に応じたパルス幅を有するアップ信号UPを生成する。一方、位相検出回路21は、基準クロックREFCLKに対して帰還クロックFBCLKの位相が進んでいる場合、その位相差に応じたパルス幅を有するダウン信号DNを生成する。生成されたアップ信号UP又はダウン信号DNは、積分部22の第1チャージポンプ221及び比例部23の第2チャージポンプ231にそれぞれ供給される。   The phase detection circuit 21 compares the reference clock REFCLK supplied from a predetermined oscillator (not shown) and the feedback clock FBCLK supplied from the frequency divider 27 to detect the phase difference, and the phase difference corresponding to the phase difference is detected. Output a signal. Specifically, when the phase of the feedback clock FBCLK is delayed with respect to the reference clock REFCLK, the phase detection circuit 21 generates an up signal UP having a pulse width corresponding to the phase difference. On the other hand, when the phase of the feedback clock FBCLK is advanced with respect to the reference clock REFCLK, the phase detection circuit 21 generates a down signal DN having a pulse width corresponding to the phase difference. The generated up signal UP or down signal DN is supplied to the first charge pump 221 of the integrating unit 22 and the second charge pump 231 of the proportional unit 23, respectively.

積分部22は、例えば、第1チャージポンプ221と、ループフィルタ222と、トランジスタ223とを含む。積分部22は、位相検出回路21からのアップ信号UP及びダウン信号DNのいずれかに基づいてチャージポンプ電流を生成し、該チャージポンプ電流の累積値に基づいて制御される第1出力電流IINTを発振周波数制御部25に出力する。 The integration unit 22 includes, for example, a first charge pump 221, a loop filter 222, and a transistor 223. The integration unit 22 generates a charge pump current based on either the up signal UP or the down signal DN from the phase detection circuit 21, and the first output current I INT controlled based on the accumulated value of the charge pump current. Is output to the oscillation frequency control unit 25.

第1チャージポンプ221は、位相検出回路21から供給されるアップ信号UP及びダウン信号DNに応じた電流を出力する。具体的には、第1チャージポンプ221は、位相検出回路21からアップ信号UPが供給される場合、単位電流値分大きな値を有する第1チャージポンプ電流Icp_Iを出力する一方、位相検出回路21からダウン信号DNが供給される場合、単位電流値分小さな値を有する第1チャージポンプ電流Icp_Iを出力する。 The first charge pump 221 outputs a current corresponding to the up signal UP and the down signal DN supplied from the phase detection circuit 21. Specifically, when the up signal UP is supplied from the phase detection circuit 21, the first charge pump 221 outputs a first charge pump current I cp — I having a value larger by a unit current value, while the phase detection circuit 21. When the down signal DN is supplied, the first charge pump current Icp_I having a value smaller by the unit current value is output.

ループフィルタ222は、PLL回路20の動作を安定させ、そのループ帯域幅を決定するローパスフィルタ回路であり、例えばコンデンサ222aを含み構成される。例えば、コンデンサ222aの一方端子は、チャージポンプに接続され、その他方端子は接地される。これにより、コンデンサ222aには、第1チャージポンプ221から出力される第1チャージポンプ電流Icp_Iが供給され、したがって、コンデンサ222aの出力電圧は、第1チャージポンプ電流Icp_Iの増減に応じて変化することとなる。 The loop filter 222 is a low-pass filter circuit that stabilizes the operation of the PLL circuit 20 and determines its loop bandwidth, and includes a capacitor 222a, for example. For example, one terminal of the capacitor 222a is connected to the charge pump, and the other terminal is grounded. As a result, the capacitor 222a is supplied with the first charge pump current I cp_I output from the first charge pump 221. Therefore, the output voltage of the capacitor 222a changes according to the increase / decrease of the first charge pump current I cp_I. Will be.

トランジスタ223は、例えばPチャネルMOSFETであり、そのゲート端子はループフィルタ222の出力端子に接続され、そのドレイン端子は電源に接続され、そのソース端子は発振周波数制御部25に接続される。これにより、トランジスタ223は、コンデンサ222aの出力電圧に応じた第1出力電流IINTを出力する。 The transistor 223 is, for example, a P-channel MOSFET, its gate terminal is connected to the output terminal of the loop filter 222, its drain terminal is connected to the power supply, and its source terminal is connected to the oscillation frequency control unit 25. Accordingly, the transistor 223 outputs the first output current I INT corresponding to the output voltage of the capacitor 222a.

比例部23は、例えば、第2チャージポンプ231と、トランジスタ232と、トランジスタ233とを含み構成される。比例部23は、オフセット電流生成部24によって生成される一定のオフセット電流IOFFSETと位相検出回路21からの位相差信号に応じた第2チャージポンプ電流Icp_pとの差分に応じた第2出力電流Iを出力する。つまり、比例部23は、位相検出回路21からの位相差信号によって第2チャージポンプ231が動作した場合のみ、該位相差信号に比例した第2チャージポンプ電流Icp_pに基づく第2出力電流Iを発振周波数制御部25に出力する。 The proportional unit 23 includes, for example, a second charge pump 231, a transistor 232, and a transistor 233. The proportional unit 23 outputs a second output current corresponding to the difference between the constant offset current I OFFSET generated by the offset current generating unit 24 and the second charge pump current I cp — p corresponding to the phase difference signal from the phase detection circuit 21. and outputs the I P. That is, the proportional unit 23 outputs the second output current I P based on the second charge pump current I cp — p proportional to the phase difference signal only when the second charge pump 231 is operated by the phase difference signal from the phase detection circuit 21. Is output to the oscillation frequency control unit 25.

第2チャージポンプ231は、第1チャージポンプ221と同様に、位相検出回路21から供給されるアップ信号UP及びダウン信号DNのいずれかに応じた電流を出力する。具体的には、第2チャージポンプ231は、位相検出回路21からアップ信号UPが供給される場合、単位電流値分大きな値を有する第2チャージポンプ電流Icp_pを出力する一方、位相検出回路21からダウン信号DNが供給される場合、単位電流値分小さな値を有する第2チャージポンプ電流Icp_pを出力する。 Similar to the first charge pump 221, the second charge pump 231 outputs a current corresponding to either the up signal UP or the down signal DN supplied from the phase detection circuit 21. Specifically, when the up signal UP is supplied from the phase detection circuit 21, the second charge pump 231 outputs the second charge pump current I cp — p having a value larger by the unit current value, while the phase detection circuit 21. Is supplied with the down signal DN, the second charge pump current Icp_p having a value smaller by the unit current value is output.

トランジスタ232は、例えばPチャネルMOSFETであり、そのゲート端子は第2チャージポンプ231に接続され、そのドレイン端子は電源に接続され、そのソース端子はオフセット電流生成部24(すなわち、トランジスタ243のドレイン端子)に接続される。さらに、トランジスタ232のゲート端子とソース端子とは接続されている。したがって、トランジスタ232のソース端子には、オフセット電流生成部24によって引き込まれるオフセット電流IOFFSETと第2チャージポンプ電流Icp_pとの差分電流が流れることになる。 The transistor 232 is, for example, a P-channel MOSFET, its gate terminal is connected to the second charge pump 231, its drain terminal is connected to the power supply, and its source terminal is the offset current generator 24 (that is, the drain terminal of the transistor 243). ). Further, the gate terminal and the source terminal of the transistor 232 are connected. Therefore, a differential current between the offset current I OFFSET drawn by the offset current generation unit 24 and the second charge pump current I cp_p flows through the source terminal of the transistor 232.

トランジスタ233は、例えばPチャネルMOSFETであり、そのゲート端子はトランジスタ232のゲート端子に接続され、ドレイン端子は電源に接続され、ソース端子は発振周波数制御部25に接続される。また、トランジスタ233のゲート端子はトランジスタ232のゲート端子に接続されている。すなわち、トランジスタ233は、トランジスタ232と相俟って、カレントミラー回路として機能する。これにより、トランジスタ233は、トランジスタ232に流れる差分電流に対応する第2出力電流Iを出力する。 The transistor 233 is, for example, a P-channel MOSFET, and has a gate terminal connected to the gate terminal of the transistor 232, a drain terminal connected to the power supply, and a source terminal connected to the oscillation frequency control unit 25. The gate terminal of the transistor 233 is connected to the gate terminal of the transistor 232. That is, the transistor 233 functions as a current mirror circuit in combination with the transistor 232. Thus, the transistor 233 outputs the second output current I P corresponding to the differential current flowing through the transistor 232.

オフセット電流生成部24は、例えば、電流源241と、トランジスタ242と、トランジスタ243とを含み構成されるカレントミラー回路を含む。すなわち、オフセット電流生成部24は、電流源241から供給される電流IREFのミラー電流をオフセット電流IOFFSETとして比例部23から引き込むように動作する。トランジスタ242及び243は、例えばNチャネルMOSFETである。 The offset current generator 24 includes, for example, a current mirror circuit that includes a current source 241, a transistor 242, and a transistor 243. That is, the offset current generator 24 operates to draw the mirror current of the current I REF supplied from the current source 241 from the proportional unit 23 as the offset current I OFFSET . The transistors 242 and 243 are, for example, N-channel MOSFETs.

発振周波数制御部25は、入力電流に応じて出力信号の発振周波数を制御する回路である。本例では、発振周波数制御部25は、複数段のインバータ素子を環状に接続したリングオシレータであるが、これに限られない。すなわち、発振周波数制御部25は、積分部22から出力される第1出力電流IINTと比例部23から出力される第2出力電流Iとの合成電流の値に基づいて、出力信号の発振周波数を制御する。例えば、発振周波数制御部25は、入力される電流値が大きくなれば、発振周波数も高くなるように設計される。発振周波数制御部25は、発振周波数を制御した信号を、例えば、バッファ26に出力する。 The oscillation frequency control unit 25 is a circuit that controls the oscillation frequency of the output signal in accordance with the input current. In this example, the oscillation frequency control unit 25 is a ring oscillator in which a plurality of stages of inverter elements are connected in a ring shape, but is not limited thereto. That is, the oscillation frequency control unit 25, based on the value of the combined current of the second output current I P which is output from the first output current I INT proportional portion 23 which is output from the integrating unit 22, the oscillation of the output signal Control the frequency. For example, the oscillation frequency control unit 25 is designed so that the oscillation frequency increases as the input current value increases. The oscillation frequency control unit 25 outputs a signal whose oscillation frequency is controlled, for example, to the buffer 26.

バッファ26は、例えば回路の動作安定性の観点から、発振周波数制御部25の出力段に設けられるバッファ回路である。発振周波数制御部25から出力される出力信号は、バッファ26を介して、出力クロックCLKとして、外部に出力されるとともに分周器27に出力される。   The buffer 26 is a buffer circuit provided at the output stage of the oscillation frequency control unit 25, for example, from the viewpoint of circuit operation stability. An output signal output from the oscillation frequency control unit 25 is output to the outside and output to the frequency divider 27 as an output clock CLK via the buffer 26.

分周器27は、出力クロックCLKの周波数を所定の分周比Nで分周する周波数分周回路である。すなわち、分周器27は、所定の分周比Nで分周した出力クロックを、帰還クロックFBCLKとして、位相検出回路21に出力する。これにより、PLL回路20は、周波数シンセサイザとして機能し得る。分周器27は、所定の分周比Nを任意の値に設定できるように、構成されても良い。   The frequency divider 27 is a frequency dividing circuit that divides the frequency of the output clock CLK by a predetermined dividing ratio N. That is, the frequency divider 27 outputs the output clock divided by a predetermined frequency division ratio N to the phase detection circuit 21 as the feedback clock FBCLK. Thereby, the PLL circuit 20 can function as a frequency synthesizer. The frequency divider 27 may be configured so that the predetermined frequency division ratio N can be set to an arbitrary value.

以上のようなST型PLL回路20において、積分部22は、PLL回路20のゲインが大きく、かつ、その帯域幅が小さくなるように設定され得る一方、比例部23は、そのゲインが小さく、かつ、その帯域幅が大きくなるように設定され得るため、ゲインと帯域幅とを別々に制御することができ、通常のPLL回路に比べて、ジッタの改善が期待される。   In the ST-type PLL circuit 20 as described above, the integrating unit 22 can be set so that the gain of the PLL circuit 20 is large and the bandwidth thereof is small, while the proportional unit 23 is small in gain. Since the bandwidth can be set to be large, the gain and the bandwidth can be controlled separately, and an improvement in jitter is expected as compared with a normal PLL circuit.

図2は、上記説明したPLL回路にスペクトラム拡散クロック発振器を適応したクロック生成回路の構成の一例を示すブロックダイアグラムである。すなわち、同図に示すように、PLL回路20の前段には、スペクトラム拡散のために基準クロックREFCLKを周波数変調しながら出力するスペクトラム拡散クロック発振器(以下「SSCG」という。)10が設けられている。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a clock generation circuit in which a spread spectrum clock oscillator is applied to the PLL circuit described above. That is, as shown in the figure, a spread spectrum clock oscillator (hereinafter referred to as “SSCG”) 10 that outputs the reference clock REFCLK while performing frequency modulation for spread spectrum is provided in the preceding stage of the PLL circuit 20. .

図3は、本発明の一実施形態に係るSSCGの構成の一例を示すブロックダイアグラムである。同図に示すように、SSCG10は、例えば、発振器11と、カウンタ12と、可変遅延制御回路13とを含み構成される。本実施形態のSSCG10は、例えば、三角波形状の変調プロファイルに従った周波数変調を行うように構成される。   FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the SSCG according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the SSCG 10 includes, for example, an oscillator 11, a counter 12, and a variable delay control circuit 13. The SSCG 10 of the present embodiment is configured to perform frequency modulation in accordance with, for example, a triangular wave shaped modulation profile.

発振器11は、例えば水晶振動子を含み構成される基準発振回路であり、固定の基準発振周波数を有する標準クロックSCLKを生成する。カウンタ12は、例えば、発振器11から供給される標準クロックSCLKの交番による立ち上がりエッジをカウントし、そのカウント値に応じた選択信号を生成し、可変遅延制御回路13に出力する。可変遅延制御回路13は、例えば、直列接続された複数段の遅延素子131とセレクタ132とを含む。遅延素子131は、入力される標準クロックSCLKを例えば1/2クロック分だけ遅延させる。セレクタ132は、各段の遅延素子131の出力を入力としてそれぞれ受け、カウンタ12から出力される選択信号に従って、一の入力を選択し、基準クロックREFCLKとして出力する。すなわち、カウンタ12は、変調プロファイルに従ってカウント値に応じた段数の遅延素子を選択するための選択信号に生成し、可変遅延制御回路は、選択信号に従って、所定の遅延時間が与えられた標準クロックSCLKを選択し、基準クロックREFCLKとして出力する。なお、ここでは、中央段の遅延素子131による遅延時間を与えられた標準クロックSCLKの周期を、その基準周期Tとする。   The oscillator 11 is a reference oscillation circuit including a crystal resonator, for example, and generates a standard clock SCLK having a fixed reference oscillation frequency. For example, the counter 12 counts rising edges due to alternating of the standard clock SCLK supplied from the oscillator 11, generates a selection signal corresponding to the count value, and outputs the selection signal to the variable delay control circuit 13. The variable delay control circuit 13 includes, for example, a plurality of stages of delay elements 131 and a selector 132 connected in series. The delay element 131 delays the input standard clock SCLK by, for example, 1/2 clock. The selector 132 receives the output of the delay element 131 at each stage as an input, selects one input according to the selection signal output from the counter 12, and outputs it as the reference clock REFCLK. That is, the counter 12 generates a selection signal for selecting the number of delay elements according to the count value according to the modulation profile, and the variable delay control circuit generates the standard clock SCLK to which a predetermined delay time is given according to the selection signal. Is output as the reference clock REFCLK. Here, the period of the standard clock SCLK given the delay time by the delay element 131 in the center stage is set as the reference period T.

以上のような構成により、SSCG10は、生成した標準クロックSCLKに対して、標準クロックSCLKの交番回数に応じた所定の遅延量を与えることにより、出力する基準クロックREFCLKの周波数変調(周期変調)を実現する。   With the configuration as described above, the SSCG 10 performs frequency modulation (periodic modulation) of the output reference clock REFCLK by giving a predetermined delay amount corresponding to the number of alternating times of the standard clock SCLK to the generated standard clock SCLK. Realize.

図4は、図2に示したクロック生成回路のPLL回路20における各種の信号のタイミングチャートである。より具体的には、同図は、スペクトラム拡散のための周波数変調が行われる基準クロックREFCLKに基づいて動作するPLL回路20において発生するジッタを示している。同図に示すように、ある時点t0において、基準周期Tである基準クロックREFCLKは、1周期ごとに遅延時間Dだけ長くなるように、周波数変調されている。   FIG. 4 is a timing chart of various signals in the PLL circuit 20 of the clock generation circuit shown in FIG. More specifically, this figure shows jitter generated in the PLL circuit 20 that operates based on the reference clock REFCLK in which frequency modulation for spread spectrum is performed. As shown in the figure, at a certain time point t0, the reference clock REFCLK, which is the reference period T, is frequency-modulated so as to become longer by the delay time D for each period.

図2に示したクロック生成回路の場合、PLL回路20において、積分部22の帯域幅が狭いことに起因して、積分部22は、基準クロックREFCLKの周波数変調にほとんど追従することができない。一方、帯域幅が広い比例部23は、基準クロックREFCLKの周波数変調に追従しようとして動作する。かように、発振周波数制御部25は、比例部23による第2出力電流Iの値に基づいて発振周波数を制御するが、結局、基準クロックREFCLKの周波数変調に対する追従は十分でなく、基準クロックREFCLKと帰還クロックFBCLKとの間に位相ずれ(本例では位相進み)が生じる。 In the case of the clock generation circuit shown in FIG. 2, in the PLL circuit 20, the integration unit 22 can hardly follow the frequency modulation of the reference clock REFCLK due to the narrow bandwidth of the integration unit 22. On the other hand, the proportional unit 23 having a wide bandwidth operates so as to follow the frequency modulation of the reference clock REFCLK. In Such oscillation frequency control unit 25 is to control the oscillation frequency based on the value of the second output current I P according to the proportional unit 23, after all, following for frequency modulation of the reference clock REFCLK is not sufficient, the reference clock A phase shift (phase advance in this example) occurs between REFCLK and the feedback clock FBCLK.

基準クロックREFCLKと帰還クロックFBCLKとの間のこのような位相ずれは、位相検出回路21により検出され、位相検出回路21からダウン信号DNが出力される。上述したように、比例部23では、位相検出回路21から位相差信号が出力されている期間のみ、第2チャージポンプ電流Icp_pが出力され、これによって、発振周波数制御部25に供給される第2出力電流Iの大きさが決定される。さらに、発振周波数制御部25では、このような第2出力電流Iの値に従って出力クロックCLKを生成する。つまり、位相検出回路21からダウン信号DNが出力されている期間について、発振周波数制御部25は、出力クロックCLKを調整することにより、基準クロックREFCLKの1周期に対して時間ΔTずつその位相を遅らせようとする。比例部23の追従動作に起因するこのような時間ΔT分の位相のずれは、結局、出力クロックCLKに対して無視できないジッタとして現れる。 Such a phase shift between the reference clock REFCLK and the feedback clock FBCLK is detected by the phase detection circuit 21, and a down signal DN is output from the phase detection circuit 21. As described above, the proportional unit 23 outputs the second charge pump current I cp_p only during the period when the phase difference signal is output from the phase detection circuit 21, and thereby the second charge pump current I cp_p is supplied to the oscillation frequency control unit 25. the magnitude of the second output current I P is determined. Furthermore, the oscillation frequency control unit 25, and generates an output clock CLK according to the value of such a second output current I P. That is, during the period in which the down signal DN is output from the phase detection circuit 21, the oscillation frequency control unit 25 adjusts the output clock CLK to delay the phase by a time ΔT with respect to one cycle of the reference clock REFCLK. Try to. Such a phase shift corresponding to the time ΔT due to the follow-up operation of the proportional unit 23 eventually appears as jitter that cannot be ignored with respect to the output clock CLK.

このように、PLL回路20の前段にSSCG10を単に適用したクロック生成回路では、出力クロックCLKに無視できないジッタが重畳されてしまうという課題に直面する。   As described above, the clock generation circuit in which the SSCG 10 is simply applied to the preceding stage of the PLL circuit 20 faces a problem that jitter that cannot be ignored is superimposed on the output clock CLK.

そこで、以下の実施形態では、出力クロックCLKに重畳されるジッタを低減し得る、ST型PLL回路の前段にSSCGを適用したクロック生成回路及びクロック生成方法が提案される。   Therefore, in the following embodiments, a clock generation circuit and a clock generation method are proposed in which SSCG is applied to the previous stage of the ST-type PLL circuit, which can reduce jitter superimposed on the output clock CLK.

すなわち、本実施形態は、ST型PLL回路の前段にSSCGを適用したクロック生成回路において、ST型PLL回路の比例部におけるオフセット電流を、基準クロックREFCLKに対する周波数変調に合わせて動的に制御するように構成したクロック生成回路及びクロック生成方法を開示する。   That is, according to the present embodiment, in the clock generation circuit in which SSCG is applied to the previous stage of the ST type PLL circuit, the offset current in the proportional part of the ST type PLL circuit is dynamically controlled in accordance with the frequency modulation with respect to the reference clock REFCLK. A clock generation circuit and a clock generation method configured as described above are disclosed.

図5は、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路を説明するためのブロックダイアグラムである。なお、同図中、上述した構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付している。   FIG. 5 is a block diagram for explaining a clock generation circuit according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as the component mentioned above in the figure.

同図に示すように、クロック生成回路500は、SSCG10と、PLL回路510とを含み構成される。   As shown in the figure, the clock generation circuit 500 includes an SSCG 10 and a PLL circuit 510.

SSCG10は、図3に示したものと同じ構成であり得るが、カウンタ12によるカウント値を示すカウント信号COUNTを、PLL回路510に出力する点が異なる。なお、カウント信号COUNTは、例えば、標準クロックSCLKの1クロックあたり、1ずつカウントアップされ、4nに到達すると0にリセットされる。   SSCG 10 may have the same configuration as that shown in FIG. 3 except that count signal COUNT indicating the count value of counter 12 is output to PLL circuit 510. Note that the count signal COUNT is counted up by one per clock of the standard clock SCLK, for example, and reset to 0 when it reaches 4n.

PLL回路510は、スプリット・チューン型のPLL回路であり、例えば、位相検出回路21、積分部22と、比例部23と、オフセット電流生成部512と、発振周波数制御部25と、バッファ26と、分周器27とを含み構成される。なお、PLL回路510の各構成要素は、オフセット電流生成部512を除き、上述したPLL回路20のものと同じであるため、その説明を省略する。   The PLL circuit 510 is a split-tune type PLL circuit. For example, the phase detection circuit 21, the integration unit 22, the proportional unit 23, the offset current generation unit 512, the oscillation frequency control unit 25, the buffer 26, And a frequency divider 27. The components of the PLL circuit 510 are the same as those of the PLL circuit 20 described above except for the offset current generation unit 512, and thus the description thereof is omitted.

オフセット電流生成部512は、SSCG10から出力される基準クロックREFCLKと、SSCG10のカウンタ12から出力されるカウント信号COUNTと、位相検出回路21からの位相差信号(すなわち、アップ信号UP又はダウン信号DN)に基づいて、オフセット電流IOFFSET(n)を生成する。また、オフセット電流生成部512は、生成したオフセット電流IOFFSET(n)を比例部23(すなわち、トランジスタ232のソース端子)に供給して、比例部23にオフセット電流IOFFSET(n)から第2チャージポンプ電流Icp_pを減じた第2出力電流Iを出力させる。なお、オフセット電流生成部512についての詳細は後述する。 The offset current generator 512 includes a reference clock REFCLK output from the SSCG 10, a count signal COUNT output from the counter 12 of the SSCG 10, and a phase difference signal (that is, an up signal UP or a down signal DN) from the phase detection circuit 21. Based on the above, an offset current I OFFSET (n) is generated. Further, the offset current generation unit 512 supplies the generated offset current I OFFSET (n) to the proportional unit 23 (that is, the source terminal of the transistor 232), and the proportional unit 23 receives the second current from the offset current I OFFSET (n). The second output current I P obtained by subtracting the charge pump current I cp — p is output. Details of the offset current generator 512 will be described later.

図6は、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路のオフセット電流生成部を説明するためのブロックダイアグラムである。同図に示すように、オフセット電流生成部512は、例えば、フリップフロップ回路5121と、デコード回路5122と、カレントミラー部5123と、キャリブレーション部5124とを含む。   FIG. 6 is a block diagram for explaining an offset current generation unit of the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention. As shown in the figure, the offset current generation unit 512 includes, for example, a flip-flop circuit 5121, a decode circuit 5122, a current mirror unit 5123, and a calibration unit 5124.

フリップフロップ回路5121は、いわゆるD型フリップフロップであり、基準クロックREFCLKに従って、カウント信号COUNTをラッチし、出力する。   The flip-flop circuit 5121 is a so-called D-type flip-flop, and latches and outputs the count signal COUNT in accordance with the reference clock REFCLK.

デコード回路5122は、フリップフロップ回路5121から出力されるカウント信号COUNTをデコードし、それにより、カレントミラー部5123のスイッチ605のオン/オフを制御するための所定の選択信号SELを生成し、出力する。   The decode circuit 5122 decodes the count signal COUNT output from the flip-flop circuit 5121, thereby generating and outputting a predetermined selection signal SEL for controlling on / off of the switch 605 of the current mirror unit 5123. .

カレントミラー部5123は、例えば、電流源601と、トランジスタ602と、メインミラートランジスタ603と、複数の補助ミラートランジスタ604と、複数のスイッチ605とを含み構成される多段式カレントミラー回路である。すなわち、カレントミラー部5123は、電流源601から供給される電流IREFに対してメインミラートランジスタ603及び動作する補助ミラートランジスタ604の総数で決定されるミラー電流を、オフセット電流IOFFSET(n)として、比例部23から引き込むように動作する。トランジスタ602、メインミラートランジスタ603及び補助ミラートランジスタ604は、例えばNチャネルMOSFETである。また、個々のスイッチ605は、トランジスタ602のゲート端子と、個々の補助ミラートランジスタ604のゲート端子の間に配置される。 The current mirror unit 5123 is, for example, a multistage current mirror circuit that includes a current source 601, a transistor 602, a main mirror transistor 603, a plurality of auxiliary mirror transistors 604, and a plurality of switches 605. That is, the current mirror unit 5123 uses a mirror current determined by the total number of the main mirror transistor 603 and the operating auxiliary mirror transistor 604 with respect to the current I REF supplied from the current source 601 as an offset current I OFFSET (n). , Operates so as to be pulled in from the proportional portion 23. The transistor 602, the main mirror transistor 603, and the auxiliary mirror transistor 604 are, for example, N-channel MOSFETs. Each switch 605 is disposed between the gate terminal of the transistor 602 and the gate terminal of each auxiliary mirror transistor 604.

キャリブレーション部5124は、例えば初回動作時に、カレントミラー部5123を較正するための較正値を求める。具体的には、キャリブレーション部5124は、例えば、フリップフロップ回路5121から出力されるカウント信号COUNT、基準クロックREFCLK、アップ信号UP、及びダウン信号DNに基づき、キャリブレーション信号CALを生成すし、これをデコード回路5122へ出力する。   The calibration unit 5124 obtains a calibration value for calibrating the current mirror unit 5123 at the time of the first operation, for example. Specifically, the calibration unit 5124 generates a calibration signal CAL based on, for example, the count signal COUNT, the reference clock REFCLK, the up signal UP, and the down signal DN output from the flip-flop circuit 5121. The data is output to the decode circuit 5122.

図7Aは、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるキャリブレーション部によるデコード回路のキャリブレーション方法を示すフローチャートである。なお、キャリブレーション部5124によるデコード回路5122のキャリブレーションは、オフセット電流生成部512において生成するオフセット電流IOFFSET(n)の値を適正な値とするために、例えば、クロック生成回路500の初回動作時などに実行される。 FIG. 7A is a flowchart illustrating a decoding circuit calibration method by the calibration unit in the clock generation circuit according to an embodiment of the present invention. Note that the calibration of the decoding circuit 5122 by the calibration unit 5124 is performed, for example, for the initial operation of the clock generation circuit 500 in order to set the offset current I OFFSET (n) generated in the offset current generation unit 512 to an appropriate value. It is executed at times.

同図に示すように、キャリブレーション部5124は、デコード回路5122における変更係数αの値を初期値(例えば“1”)に設定するキャリブレーション信号CALを生成し、デコード回路5122に出力する(S701)。ここで、変更係数αは、デコード回路5122が、カウント信号COUNTの値の1つあたりに(すなわち、基準クロックREFCLKの1クロックあたりに)、動作状態を変更する補助ミラートランジスタ604の個数を示す。すなわち、デコード回路5122は、変更係数αの値が1である場合、カウント信号COUNTの値が1つ変化した際に、動作する補助ミラートランジスタ604の個数が1つ変化するように選択信号SELを生成し、カレントミラー部5123を動作させる。なお、デコード回路5122は、基準クロックREFCLKの周期が長くなっていく際に、カウント信号COUNTの値が1つ変化するごとに動作する補助ミラートランジスタ604の個数を変更係数αの値だけ減少させる。また、デコード回路5122は、基準クロックREFCLKの周期が短くなっていく際に、カウント信号COUNTの値が1つ変化するごとに動作する補助ミラートランジスタ604の個数を変更係数αの値だけ増加させる。   As shown in the figure, the calibration unit 5124 generates a calibration signal CAL that sets the value of the change coefficient α in the decoding circuit 5122 to an initial value (eg, “1”), and outputs it to the decoding circuit 5122 (S701). ). Here, the change coefficient α indicates the number of auxiliary mirror transistors 604 whose operation state is changed by the decode circuit 5122 per one value of the count signal COUNT (that is, per one clock of the reference clock REFCLK). That is, when the value of the change coefficient α is 1, the decoding circuit 5122 outputs the selection signal SEL so that the number of the auxiliary mirror transistors 604 that are operated changes by one when the value of the count signal COUNT changes by one. And the current mirror unit 5123 is operated. Note that the decode circuit 5122 decreases the number of auxiliary mirror transistors 604 that operate each time the value of the count signal COUNT changes by the value of the change coefficient α as the cycle of the reference clock REFCLK increases. Further, the decode circuit 5122 increases the number of auxiliary mirror transistors 604 that are operated each time the value of the count signal COUNT changes by the value of the change coefficient α when the cycle of the reference clock REFCLK is shortened.

続いて、SSCG10は、基準クロックREFCLKを作成して、PLL回路510に供給する(S702)。なお、このキャリブレーション実行時、SSCG10は、基準周期Tから、1周期ごとに時間Dだけ長くなるように基準クロックREFCLKを作成する。SSCG10が作成する基準クロックREFCLKの作成数は、例えば図11に示すように5つとされる。これは、図8Aに示すウント信号COUNTの値が2nから2n+4の期間に相当する。   Subsequently, the SSCG 10 creates a reference clock REFCLK and supplies it to the PLL circuit 510 (S702). At the time of executing this calibration, the SSCG 10 creates the reference clock REFCLK so as to be longer from the reference period T by the time D every period. For example, the number of reference clocks REFCLK created by the SSCG 10 is five as shown in FIG. This corresponds to a period in which the value of the count signal COUNT shown in FIG. 8A is 2n to 2n + 4.

図7に戻り、キャリブレーション部5124は、上述の基準クロックREFCLKにより、PLL回路510が動作されている間のアップ信号UP及びダウン信号DNの各々の数をカウントする(S703)。   Returning to FIG. 7, the calibration unit 5124 counts the number of each of the up signal UP and the down signal DN while the PLL circuit 510 is operated by the reference clock REFCLK (S703).

キャリブレーション部5124は、カウントしたアップ信号UP及びダウン信号DNの各々の数を比較する(S704)。ダウン信号DNの数がアップ信号UPより多い場合(S704のYes)、キャリブレーション部5124は、デコード回路5122における変更係数αの値を1つ増加させるキャリブレーション信号CALを作成し、デコード回路5122に出力する(S705)。これにより、デコード回路5122は、カウント信号COUNT信号の値が1つ変化した際に、動作する補助ミラートランジスタ604の個数が、従前より1つ多く変化するように選択信号SELを生成し、カレントミラー部5123を動作させる。ここで、ダウン信号DNの数がアップ信号UPより多いということは、帰還クロックFBCLKの周期が基準クロックREFCLKより短いことを意味する。この状態は、例えば、図7Bに示す変更係数αを1とした場合であり、図示するように、帰還クロックFBCLKは、基準クロックREFCLKに比べて、大幅に周期が短くなっている。この状態を解消するため、キャリブレーション部5124は、上述のように、デコード回路5122における変更係数αの値を1つ増加させる。これにより、デコード回路5122は、カウント信号COUNTの値が1つ変化するごとに、従前より1つ多く補助ミラートランジスタ604の動作状態を変更するので、その分、カウント信号COUNTの値が1つ変化するごとのオフセット電流IOFFSET(n)の変化量を大きくし、帰還クロックFBCLKの周期を長くできる。なお、図7Bは、図7AのS702でPLL回路510に供給した基準クロックREFCLKの周期と、その際の帰還クロックFBCLKの周期の一例を表すグラフである。 The calibration unit 5124 compares the numbers of the counted up signal UP and down signal DN (S704). When the number of down signals DN is larger than the up signal UP (Yes in S704), the calibration unit 5124 creates a calibration signal CAL that increases the value of the change coefficient α in the decoding circuit 5122 by one, and sends the calibration signal CAL to the decoding circuit 5122. It outputs (S705). As a result, when the value of the count signal COUNT signal changes by one, the decode circuit 5122 generates the selection signal SEL so that the number of auxiliary mirror transistors 604 that operate is changed by one more than before, and the current mirror The unit 5123 is operated. Here, the fact that the number of the down signals DN is larger than the up signal UP means that the cycle of the feedback clock FBCLK is shorter than the reference clock REFCLK. This state is, for example, when the change coefficient α shown in FIG. 7B is set to 1, and as shown in the figure, the period of the feedback clock FBCLK is significantly shorter than that of the reference clock REFCLK. In order to eliminate this state, the calibration unit 5124 increases the value of the change coefficient α in the decoding circuit 5122 by one as described above. Thus, every time the value of the count signal COUNT changes, the decode circuit 5122 changes the operating state of the auxiliary mirror transistor 604 by one more than before, so that the value of the count signal COUNT changes by one. Each time the offset current I OFFSET (n) is increased, the period of the feedback clock FBCLK can be lengthened. FIG. 7B is a graph showing an example of the period of the reference clock REFCLK supplied to the PLL circuit 510 in S702 of FIG. 7A and the period of the feedback clock FBCLK at that time.

図7Aに戻り、キャリブレーション部5124は、上述したS705の処理を行ったのち、キャリブレーションを継続するため、S702に戻る。   Returning to FIG. 7A, the calibration unit 5124 returns to S <b> 702 in order to continue calibration after performing the processing of S <b> 705 described above.

一方、ダウン信号DNの数がアップ信号UPより少ない場合(S704のNo)、キャリブレーション部5124は、デコード回路5122における変更係数αの値を1つ減少させるキャリブレーション信号CALを作成し、デコード回路5122に出力する(S706)。これにより、デコード回路5122は、カウント信号COUNT信号の値が1つ変化した際に、動作する補助ミラートランジスタ604の個数が、従前より1つ少なく変化するように選択信号SELを生成し、カレントミラー部5123を動作させる。ここで、キャリブレーション部5124がこのような動作を行う理由は、ダウン信号DNの数がアップ信号UPより少ない場合は、図7Bに示す変更係数αの値を4とした場合のように、基準クロックREFCLKに比べて帰還クロックFBCLKの周期が長くなった状態となっている。すなわち、変更係数αの値を増加させ過ぎた状態であり、キャリブレーション部5124は、それを解消するために上述の動作を行う。なお、キャリブレーション部5124がS706の処理を行うことで、基準クロックREFCLKに比べて帰還クロックFBCLKの周期が若干短くなった状態となるが、クロック生成回路500は、このような状態の方が実動作時に安定しやすくなる。以上により、キャリブレーション部5124によるデコード回路5122のキャリブレーションは終了する。   On the other hand, when the number of the down signals DN is smaller than the up signal UP (No in S704), the calibration unit 5124 creates a calibration signal CAL that decreases the value of the change coefficient α in the decoding circuit 5122 by one, and generates the decoding circuit. It outputs to 5122 (S706). As a result, when the value of the count signal COUNT signal changes by one, the decode circuit 5122 generates the selection signal SEL so that the number of auxiliary mirror transistors 604 to operate changes by one less than before, and the current mirror The unit 5123 is operated. Here, the reason why the calibration unit 5124 performs such an operation is that when the number of down signals DN is smaller than the up signal UP, the value of the change coefficient α shown in FIG. The period of the feedback clock FBCLK is longer than that of the clock REFCLK. That is, the value of the change coefficient α has been increased too much, and the calibration unit 5124 performs the above-described operation to eliminate it. Note that the calibration unit 5124 performs the process of S706, so that the period of the feedback clock FBCLK is slightly shorter than the reference clock REFCLK. However, the clock generation circuit 500 is more likely to be in this state. It becomes easier to stabilize during operation. Thus, the calibration of the decoding circuit 5122 by the calibration unit 5124 is completed.

図8Aは、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路のSSCGによる周波数変調を説明するための図であり、具体的には、カウント信号COUNTの値と基準クロックREFCLKの周波数との関係の一例を示している。図中、縦軸は、基準クロックREFCLKの周波数を示し、横軸は、カウント信号COUNTの値を示す。   FIG. 8A is a diagram for explaining frequency modulation by SSCG of the clock generation circuit according to one embodiment of the present invention, and specifically, an example of the relationship between the value of the count signal COUNT and the frequency of the reference clock REFCLK. Is shown. In the figure, the vertical axis indicates the frequency of the reference clock REFCLK, and the horizontal axis indicates the value of the count signal COUNT.

同図に示すように、基準クロックREFCLKの周波数は、カウント信号COUNTの値が1つ増分するごとに、所定の周波数Δfだけ変化する。言い換えれば、基準クロックREFCLKが0Δf(基準周波数)からnΔfまで増加することに対応して、カウント信号COUNTの値は0からnまで変化する。また、基準クロックREFCLKがnΔfから0Δfまで減少することに対応して、カウント信号COUNTの値はnから2nまで変化する。   As shown in the figure, the frequency of the reference clock REFCLK changes by a predetermined frequency Δf each time the value of the count signal COUNT is incremented by one. In other words, the value of the count signal COUNT changes from 0 to n in response to the increase of the reference clock REFCLK from 0Δf (reference frequency) to nΔf. Further, the value of the count signal COUNT changes from n to 2n corresponding to the decrease of the reference clock REFCLK from nΔf to 0Δf.

さらに、基準クロックREFCLKが0Δfから−nΔfまで減少することに対応して、カウント信号COUNTの値は2nから3nまで変化する。また、基準クロックREFCLKが−nΔfから0Δfまで増加することに対応して、カウント信号COUNTの値は3nから4nまで変化する。つまり、基準クロックREFCLKの周波数と、カウント信号COUNTの値とは、対応関係を有している。なお、カウント信号COUNTの値は、4nに到達すると0にリセットされる。   Further, the value of the count signal COUNT changes from 2n to 3n corresponding to the decrease of the reference clock REFCLK from 0Δf to −nΔf. Further, the value of the count signal COUNT changes from 3n to 4n in response to the increase of the reference clock REFCLK from −nΔf to 0Δf. That is, the frequency of the reference clock REFCLK and the value of the count signal COUNT have a correspondence relationship. Note that the value of the count signal COUNT is reset to 0 when it reaches 4n.

図8Bは、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるカウント信号COUNTの値と動作させる補助ミラートランジスタ604の個数との関係を示す図である。図中、縦軸は、動作させる補助ミラートランジスタ604の個数であり、横軸は、カウント信号COUNTの値を示す。なお、以下では、カレントミラー部5123における補助ミラートランジスタ604とスイッチ605は、2m個ずつ設けられていると仮定して説明する。   FIG. 8B is a diagram showing a relationship between the value of the count signal COUNT and the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated in the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention. In the figure, the vertical axis represents the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated, and the horizontal axis represents the value of the count signal COUNT. In the following description, it is assumed that 2m auxiliary mirror transistors 604 and switches 605 in the current mirror unit 5123 are provided.

同図に示すように、動作させる補助ミラートランジスタ604の個数は、基準クロックREFCLKの基準周波数のときのm個を中心にして、カウント信号COUNTの値に応じて変化する。具体的には、動作させる補助ミラートランジスタ604の個数は、カウント信号COUNTの値が0からnまでの間、m個からm+nα個まで順次増加し、カウント信号COUNTの値がnから2nまでの間、m+nα個からm個まで順次減少する。   As shown in the figure, the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated changes according to the value of the count signal COUNT, centering on m transistors at the reference frequency of the reference clock REFCLK. Specifically, the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated increases sequentially from m to m + nα between 0 and n in the count signal COUNT, and between n and 2n in the count signal COUNT. , M + nα to m.

さらに、動作させる補助ミラートランジスタ604の個数は、カウント信号COUNTの値が2nから3nまでの間、m個からm−nα個まで順次減少し、カウント信号COUNTの値が3nから4nまでの間、m−nα個からm個まで順次増加する。ここで、変更係数αは、上述の通り、デコード回路5122が、カウント信号COUNTの値の1つあたりに、動作状態を変更する補助ミラートランジスタ604の個数を示し、m/n以下の値となる。   Furthermore, the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated decreases sequentially from m to m−nα between 2n and 3n in the count signal COUNT, and between 3n and 4n in the count signal COUNT. Sequentially increases from m-nα to m. Here, as described above, the change coefficient α indicates the number of auxiliary mirror transistors 604 whose decoding state is changed by the decode circuit 5122 per one value of the count signal COUNT, and is a value of m / n or less. .

以上説明した図8A及び図8Bに基づけば、動作させる補助ミラートランジスタ604の数は、カウント信号COUNTを参照することで、基準クロックREFCLKの周波数の増減に対応して増減できることとなる。   Based on FIGS. 8A and 8B described above, the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated can be increased or decreased by referring to the count signal COUNT in accordance with the increase or decrease of the frequency of the reference clock REFCLK.

デコード回路5122は、カウント信号COUNTをデコードして、動作させる補助ミラートランジスタ604の個数を決定し、対応する選択信号SELを生成し、これをスイッチ605に出力する。選択信号SELは、例えば、2mビット列([2m:1])からなる。   The decode circuit 5122 decodes the count signal COUNT, determines the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated, generates a corresponding selection signal SEL, and outputs this to the switch 605. The selection signal SEL is composed of, for example, a 2m bit string ([2m: 1]).

図9は、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路におけるデコード回路が生成する選択信号SELの一例を説明するテーブルであり、変更係数αを1とし、かつ、n及びmを同じ値とした場合を示している。同図に示すように、動作させるべき補助ミラートランジスタ604の個数は、選択信号SELのイネーブルなビットの数で示されている。例えば、基準クロックREFCLKの基準周波数では、m個の補助ミラートランジスタ604が動作するように、下位mビットの全てが“1”となる選択信号SELが生成される。選択信号SELの各ビットに対応するスイッチ605は、その値に応じて、オン又はオフ動作を行い、これにより、補助ミラートランジスタ604の動作が制御される。なお、以下では、m個目の補助ミラートランジスタ604は補助ミラートランジスタ604[m]と表すことがあり、m個目のスイッチ605はスイッチ605[m]と表すことがある。   FIG. 9 is a table for explaining an example of the selection signal SEL generated by the decoding circuit in the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention, where the change coefficient α is 1, and n and m are the same value. Shows the case. As shown in the figure, the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated is indicated by the number of enabled bits of the selection signal SEL. For example, at the reference frequency of the reference clock REFCLK, the selection signal SEL in which all the lower m bits are “1” is generated so that the m auxiliary mirror transistors 604 operate. The switch 605 corresponding to each bit of the selection signal SEL performs an on or off operation according to the value, and thereby the operation of the auxiliary mirror transistor 604 is controlled. Hereinafter, the m-th auxiliary mirror transistor 604 may be represented as an auxiliary mirror transistor 604 [m], and the m-th switch 605 may be represented as a switch 605 [m].

例えば、図8Bに示すように、カウント信号COUNTの値がnである場合、動作させるべき補助ミラートランジスタ604の個数はm+nα個であるため、デコード回路5122は、補助ミラートランジスタ604[1]〜604[m+nα]を動作させるべく、ビット[m+nα:1]を“1”とする選択信号SELを生成する。これにより、スイッチ605[1]〜605[m+nα]はオンとなり、補助ミラートランジスタ604[1]〜604[m+nα]が動作する。   For example, as shown in FIG. 8B, when the value of the count signal COUNT is n, since the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated is m + nα, the decode circuit 5122 includes auxiliary mirror transistors 604 [1] to 604. In order to operate [m + nα], a selection signal SEL with the bit [m + nα: 1] set to “1” is generated. Accordingly, the switches 605 [1] to 605 [m + nα] are turned on, and the auxiliary mirror transistors 604 [1] to 604 [m + nα] are operated.

また、例えば、カウント信号COUNTの値が2n+2である場合、動作させるべき補助ミラートランジスタ604の個数はm−2α個となるため、デコード回路5122は、補助ミラートランジスタ604[1]〜604[m−2α]を動作させるべく、ビット[m−2α:1]を“1”とする選択信号SELを生成する。これにより、スイッチ605[1]〜605[m−2α]はオンとなり、補助ミラートランジスタ604[1]〜604[m−2α]が動作する。   For example, when the value of the count signal COUNT is 2n + 2, since the number of auxiliary mirror transistors 604 to be operated is m−2α, the decode circuit 5122 includes the auxiliary mirror transistors 604 [1] to 604 [m− In order to operate 2α], the selection signal SEL with the bit [m−2α: 1] set to “1” is generated. As a result, the switches 605 [1] to 605 [m-2α] are turned on, and the auxiliary mirror transistors 604 [1] to 604 [m-2α] operate.

以上のように、クロック生成回路500では、オフセット電流生成部512において、デコード回路5122が、SSCG10で生成する基準クロックREFCLKの周波数変調を示すカウント信号COUNT信号をデコードし、基準クロックREFCLKの周波数に対応するために動作させることが必要な補助ミラートランジスタ604の個数に応じて、スイッチ605をオンオフ制御する選択信号SELを生成する。これにより、クロック生成回路500では、オフセット電流生成部512のカレントミラー部5123におけるミラー比が変化し、基準クロックREFCLKの周波数に応じた値のオフセット電流IOFFSET(n)を生成できる。 As described above, in the clock generation circuit 500, in the offset current generation unit 512, the decoding circuit 5122 decodes the count signal COUNT signal indicating the frequency modulation of the reference clock REFCLK generated by the SSCG 10, and corresponds to the frequency of the reference clock REFCLK. The selection signal SEL for controlling on / off of the switch 605 is generated according to the number of auxiliary mirror transistors 604 that need to be operated. Thereby, in the clock generation circuit 500, the mirror ratio in the current mirror unit 5123 of the offset current generation unit 512 changes, and the offset current I OFFSET (n) having a value corresponding to the frequency of the reference clock REFCLK can be generated.

クロック生成回路500では、比例部23から発振周波数制御部25へ出力する第2出力電流Iを、上記のように生成されたオフセット電流IOFFSET(n)から第2チャージポンプ電流Icp_pを減じた第2出力電流Iとするので、基準クロックREFCLKの周波数変調に追従した出力クロックCLKを出力することができる。 In the clock generation circuit 500, the second output current I P to be output from the proportional unit 23 to the oscillation frequency control unit 25, by subtracting the second charge pump current Icp_p from the generated offset current I OFFSET (n) as described above since the second output current I P, it is possible to output the output clock CLK which follows the frequency modulation of the reference clock REFCLK.

図10は、本発明の一実施形態に係るクロック生成方法を説明するフローチャートである。かかるクロック生成方法は、クロック生成回路500において実行される処理である。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a clock generation method according to an embodiment of the present invention. Such a clock generation method is a process executed in the clock generation circuit 500.

同図に示すように、SSCG10は、基準クロックREFCLKを生成し、位相検出回路21及びオフセット電流生成部512に出力するとともに、カウント信号COUNTを生成してオフセット電流生成部512に出力する(S1001)。続いて、オフセット電流生成部512は、デコード回路5122において、カウント信号COUNTの値に基づく選択信号SEL信号を生成する(S1002)。   As shown in the figure, the SSCG 10 generates a reference clock REFCLK, outputs it to the phase detection circuit 21 and the offset current generator 512, and generates a count signal COUNT and outputs it to the offset current generator 512 (S1001). . Subsequently, the offset current generator 512 generates a selection signal SEL signal based on the value of the count signal COUNT in the decode circuit 5122 (S1002).

そして、デコード回路5122は、生成した選択信号SELをカレントミラー部5123のスイッチ605に送ることで、該スイッチ605をオンオフ制御する。これにより、カレントミラー部5123のミラー比が変化し、基準クロックREFCLKの周波数に応じた値のオフセット電流IOFFSET(n)を生成される(S1003)。 Then, the decode circuit 5122 sends the generated selection signal SEL to the switch 605 of the current mirror unit 5123, thereby controlling the on / off of the switch 605. As a result, the mirror ratio of the current mirror unit 5123 changes, and an offset current I OFFSET (n) having a value corresponding to the frequency of the reference clock REFCLK is generated (S1003).

続いて、比例部23は、生成されたオフセット電流IOFFSET(n)を引き込み、第2チャージポンプ電流Icp_pを減じて第2出力電流Iを生成して、積分部22が生成した第1出力電流IINTとともに、発振周波数制御部25に出力し、発振周波数制御部25にバッファ26を介して出力クロックCLKを生成させる(S1004)。なお、発振周波数制御部25で生成される出力クロックCLKは、基準クロックREFCLKの周波数変調に追従したものとなる。 Subsequently, the proportional part 23 draws the generated offset current I OFFSET (n), a first which generates a second output current I P by subtracting the second charge pump currents I Cp_p, the integral unit 22 generates The output current I INT is output to the oscillation frequency control unit 25 and the oscillation frequency control unit 25 generates the output clock CLK via the buffer 26 (S1004). The output clock CLK generated by the oscillation frequency control unit 25 follows the frequency modulation of the reference clock REFCLK.

続いて、SSCG10による基準クロックREFCLK及びカウント信号COUNTの生成が終了している場合には(S1005のYes)、クロック生成回路500によるクロック生成を終了する。一方、SSCG10による基準クロックREFCLK及びカウント信号COUNTの生成が終了していない場合には(S1005のNo)、S1002に戻り処理を続行する。   Subsequently, when the generation of the reference clock REFCLK and the count signal COUNT by the SSCG 10 is finished (Yes in S1005), the clock generation by the clock generation circuit 500 is finished. On the other hand, if the generation of the reference clock REFCLK and the count signal COUNT by the SSCG 10 has not been completed (No in S1005), the process returns to S1002 and continues.

図11は、本発明の一実施形態に係るクロック生成回路における各種の信号のタイミングチャートである。より具体的には、同図は、クロック生成回路500において発生し得るジッタを示している。   FIG. 11 is a timing chart of various signals in the clock generation circuit according to the embodiment of the present invention. More specifically, this figure shows jitter that may occur in the clock generation circuit 500.

同図に示すように、ある時点t0において、基準周期Tである基準クロックREFCLKは、1周期ごとに時間Dだけ長くなるように、周波数変調されている。   As shown in the figure, at a certain time point t0, the reference clock REFCLK, which is the reference period T, is frequency-modulated so as to become longer by the time D for each period.

クロック生成回路500では、上述のように、基準クロックREFCLKの周波数変調に追従した出力クロックCLKを生成できるので、基準クロックREFCLKと、帰還クロックFBCLKとの間に位相ずれが生じない。したがって、位相検出回路21よりダウン信号DN信号は出力されない。クロック生成回路500では、基準クロックREFCLKの周波数変調に追従して、出力クロックCLKの周期が変化し、この変化量がジッタとなる。このジッタは、図4に示したような大きなジッタと異なり大幅に小さい。すなわち、クロック生成回路500では、大幅なジッタの低減を実現できる。   Since the clock generation circuit 500 can generate the output clock CLK following the frequency modulation of the reference clock REFCLK as described above, no phase shift occurs between the reference clock REFCLK and the feedback clock FBCLK. Therefore, the down signal DN signal is not output from the phase detection circuit 21. In the clock generation circuit 500, the period of the output clock CLK changes following the frequency modulation of the reference clock REFCLK, and this change amount becomes jitter. This jitter is much smaller than the large jitter shown in FIG. That is, the clock generation circuit 500 can realize a significant reduction in jitter.

上記各実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな形態で実施することができる。   Each of the above embodiments is an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the present invention only to these embodiments. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.

例えば、本明細書に開示される方法においては、その結果に矛盾が生じない限り、ステップ、動作又は機能を並行して又は異なる順に実施しても良い。説明されたステップ、動作及び機能は、単なる例として提供されており、ステップ、動作及び機能のうちのいくつかは、発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略でき、また、互いに結合させることで一つのものとしてもよく、また、他のステップ、動作又は機能を追加してもよい。   For example, in the method disclosed herein, steps, operations, or functions may be performed in parallel or in a different order, as long as the results do not conflict. The steps, operations, and functions described are provided as examples only, and some of the steps, operations, and functions may be omitted and combined with each other without departing from the spirit of the invention. There may be one, and other steps, operations or functions may be added.

また、本明細書では、さまざまな実施形態が開示されているが、一の実施形態における特定のフィーチャ(技術的事項)を、適宜改良しながら、他の実施形態に追加し、又は該他の実施形態における特定のフィーチャと置換することができ、そのような形態も本発明の要旨に含まれる。   Further, although various embodiments are disclosed in this specification, specific features (technical matters) in one embodiment are added to other embodiments while appropriately improving the other features, or other Specific features in the embodiments can be replaced, and such forms are also included in the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、キャリブレーション部5124におけるデコード回路5122のキャリブレーションにおいて、ダウン信号DNの数がアップ信号UPより少ない場合(図7におけるS704のNo)、キャリブレーション部5124は、デコード回路5122における変更係数αの値を1つ減少させるキャリブレーション信号CALを作成し、デコード回路5122に出力するとしたが、バイナリーサーチなどの手法を用いて、変更係数αの小数点以下の値を算出してキャリブレーション信号CALを作成し、デコード回路5122に出力するとしてよい。このようにすることで、キャリブレーション部5124は、一層高精度にデコード回路5122をキャリブレーションできる。   For example, in the above-described embodiment, when the number of down signals DN is smaller than the up signal UP in the calibration of the decoding circuit 5122 in the calibration unit 5124 (No in S704 in FIG. 7), the calibration unit 5124 The calibration signal CAL for reducing the value of the change coefficient α in 5122 by 1 is generated and output to the decoding circuit 5122. However, the value after the decimal point of the change coefficient α is calculated using a technique such as binary search. A calibration signal CAL may be generated and output to the decoding circuit 5122. In this way, the calibration unit 5124 can calibrate the decoding circuit 5122 with higher accuracy.

なお、例えば、上述のようなキャリブレーション部5124の動作の結果、デコード回路5122における変更係数αの値を3.5としたならば、デコード回路5122は、変更係数αの値を4、3、4、3、・・・・と、平均3.5となるように変化させつつ動作する。   For example, if the value of the change coefficient α in the decode circuit 5122 is set to 3.5 as a result of the operation of the calibration unit 5124 as described above, the decode circuit 5122 sets the value of the change coefficient α to 4, 3, The operation is performed while changing the average value to 4, 3,...

本発明は、クロック生成回路を備える電子デバイスの分野に広く利用することができる。   The present invention can be widely used in the field of electronic devices including a clock generation circuit.

10…SSCG
11…発振器
12…カウンタ
13…可変遅延制御回路
131…遅延素子
132…セレクタ
20…PLL回路
21…位相検出回路
22…積分部
221…第1チャージポンプ
222…ループフィルタ
222a…コンデンサ
223…トランジスタ
23…比例部
231…第2チャージポンプ
232…トランジスタ
233…トランジスタ
24…オフセット電流生成部
241…電流源
242…トランジスタ
243…トランジスタ
25…発振周波数制御部
26…バッファ
27…分周器
500…クロック生成回路
510…PLL回路
512…オフセット電流生成部
5121…フリップフロップ回路
5122…デコード回路
5123…カレントミラー部
601…電流源
602…トランジスタ
603…メインミラートランジスタ
604…補助ミラートランジスタ
605…スイッチ
5124…キャリブレーション部
10 ... SSCG
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Oscillator 12 ... Counter 13 ... Variable delay control circuit 131 ... Delay element 132 ... Selector 20 ... PLL circuit 21 ... Phase detection circuit 22 ... Integration part 221 ... First charge pump 222 ... Loop filter 222a ... Capacitor 223 ... Transistor 23 ... Proportional unit 231 ... second charge pump 232 ... transistor 233 ... transistor 24 ... offset current generation unit 241 ... current source 242 ... transistor 243 ... transistor 25 ... oscillation frequency control unit 26 ... buffer 27 ... frequency divider 500 ... clock generation circuit 510 ... PLL circuit 512 ... Offset current generation unit 5121 ... Flip-flop circuit 5122 ... Decode circuit 5123 ... Current mirror unit 601 ... Current source 602 ... Transistor 603 ... Main mirror transistor 604 ... Auxiliary Error transistor 605 ... switch 5124 ... calibration unit

Claims (8)

発振器により生成された標準クロックに対して周波数変調を行い、基準クロックを生成するスペクトラム拡散クロック発振器と、
前記基準クロックに従って出力クロックを生成し出力するPLL回路とを備えるクロック生成回路であって、
前記PLL回路は、入力される駆動電流の値に応じて前記出力クロックの発振周波数を制御する発振周波数制御部を備え、
前記駆動電流は、
前記基準クロックと、前記出力クロックを分周した帰還クロックとの位相差に基づく信号により駆動される第1チャージポンプから出力される電流の累積に基づき制御される第1出力電流と、
前記第1チャージポンプと同様に駆動される第2チャージポンプから出力される電流を、前記標準クロックに対する周波数変調を行うための所定のカウント信号に基づいて変化させるオフセット電流から減じた第2出力電流と、
を含む、
クロック生成回路。
A spread spectrum clock oscillator that performs frequency modulation on a standard clock generated by an oscillator and generates a reference clock;
A PLL circuit that generates and outputs an output clock according to the reference clock,
The PLL circuit includes an oscillation frequency control unit that controls an oscillation frequency of the output clock according to a value of an input drive current,
The drive current is
A first output current controlled based on a cumulative current output from a first charge pump driven by a signal based on a phase difference between the reference clock and a feedback clock obtained by dividing the output clock;
The second output current obtained by subtracting the current output from the second charge pump driven in the same manner as the first charge pump from the offset current that changes based on a predetermined count signal for frequency modulation with respect to the standard clock. When,
including,
Clock generation circuit.
前記オフセット電流は、前記基準クロックの周波数の増加に伴い増加し、減少に伴い減少する、請求項1記載のクロック生成回路。   The clock generation circuit according to claim 1, wherein the offset current increases with an increase in frequency of the reference clock and decreases with a decrease. 前記オフセット電流を生成するオフセット電流生成部、を含み、
前記オフセット電流生成部は、
複数のミラートランジスタを含む多段式のカレントミラー回路を含むカレントミラー部と、
前記カウント信号に応じて、前記多段式のカレントミラー回路のミラー比を決定し、前記オフセット電流の値を変化させるデコード回路と、を備える
請求項2記載のクロック生成回路。
An offset current generator for generating the offset current,
The offset current generator is
A current mirror unit including a multi-stage current mirror circuit including a plurality of mirror transistors;
The clock generation circuit according to claim 2, further comprising: a decoding circuit that determines a mirror ratio of the multistage current mirror circuit according to the count signal and changes a value of the offset current.
前記PLL回路は、
前記第1チャージポンプを含み、前記第1出力電流を生成する積分部と、
前記第2チャージポンプを含み、前記第2出力電流を生成する比例部と、
を備える請求項1記載のクロック生成回路。
The PLL circuit includes:
An integrator that includes the first charge pump and generates the first output current;
A proportional unit that includes the second charge pump and generates the second output current;
The clock generation circuit according to claim 1.
前記オフセット電流生成部は、
前記カレントミラー部の出力を較正するキャリブレーション部、を含み、
前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った場合における、前記基準クロックと前記帰還クロックとの位相差に基づく信号に応じて、前記デコード回路が前記カウント信号の値が1つ変化するごとに動作を変更する前記ミラートランジスタの個数である変更係数を定める、
請求項3記載のクロック生成回路。
The offset current generator is
A calibration unit for calibrating the output of the current mirror unit,
The calibration unit changes the value of the count signal by one according to a signal based on a phase difference between the reference clock and the feedback clock when the PLL circuit receives the reference clock. A change coefficient that is the number of the mirror transistors whose operation is changed every time is determined.
The clock generation circuit according to claim 3.
前記PLL回路は、
前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が遅れている場合にアップ信号を出力し、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が進んでいるときにダウン信号を出力する位相検出回路、を含み、
前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った際の前記ダウン信号の数が、前記アップ信号の数を上回るまで、前記変更係数の値を初期値から所定の値ずつ増加させ、前記ダウン信号の数が前記アップ信号の数を上回った後に、現状の前記変更係数の値から前記所定の値を差し引くことで、最終的な前記変更係数の値を定める、
請求項5記載のクロック生成回路。
The PLL circuit includes:
A phase detection circuit that outputs an up signal when the phase of the feedback clock is delayed with respect to the reference clock and outputs a down signal when the phase of the feedback clock is advanced with respect to the reference clock; Including
The calibration unit increases the value of the change coefficient by a predetermined value from an initial value until the number of the down signals when the PLL circuit receives the reference clock exceeds the number of the up signals, After the number of the down signals exceeds the number of the up signals, the final value of the change coefficient is determined by subtracting the predetermined value from the current value of the change coefficient.
The clock generation circuit according to claim 5.
前記PLL回路は、
前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が遅れている場合にアップ信号を出力し、前記基準クロックに対して前記帰還クロックの位相が進んでいるときにダウン信号を出力する位相検出回路、を含み、
前記キャリブレーション部は、前記PLL回路が前記基準クロックを受け取った際の前記ダウン信号の数が、前記アップ信号の数を上回るまで、前記変更係数の値を初期値から所定の値ずつ増加させ、前記ダウン信号の数が前記アップ信号の数を上回った後に、所定の手法を用いて、現状の前記変更係数の値から小数点以下の値を算出することで、最終的な前記変更係数の値を定める、
請求項5記載のクロック生成回路。
The PLL circuit includes:
A phase detection circuit that outputs an up signal when the phase of the feedback clock is delayed with respect to the reference clock and outputs a down signal when the phase of the feedback clock is advanced with respect to the reference clock; Including
The calibration unit increases the value of the change coefficient by a predetermined value from an initial value until the number of the down signals when the PLL circuit receives the reference clock exceeds the number of the up signals, After the number of the down signals exceeds the number of the up signals, the final value of the change coefficient is calculated by calculating a value after the decimal point from the current value of the change coefficient using a predetermined method. Define
The clock generation circuit according to claim 5.
発振器により生成された標準クロックに対して周波数変調を行い、基準クロックを生成するスペクトラム拡散クロック発振器と、前記基準クロックにしたがって出力クロックを生成し出力するPLL回路とを用いたクロック生成方法であって、
駆動電流を、前記基準クロックと前記基準クロックを分周した帰還クロックとの位相差に基づく信号により駆動される第1チャージポンプから出力される電流の累積に基づき制御される第1出力電流と、前記第1チャージポンプと同様に駆動される第2チャージポンプから出力される電流を、前記標準クロックに対する周波数変調を行うための所定のカウント信号に基づいて変化させるオフセット電流から減じた第2出力電流とにより生成することと、
前記駆動電流を、前記PLLが備えて、入力される電流値に応じて前記出力クロックの発振周波数を制御する発振周波数制御部に入力することと、
を含むクロック生成方法。
A clock generation method using a spread spectrum clock oscillator that performs frequency modulation on a standard clock generated by an oscillator and generates a reference clock, and a PLL circuit that generates and outputs an output clock according to the reference clock. ,
A first output current controlled based on a cumulative current output from a first charge pump driven by a signal based on a phase difference between the reference clock and a feedback clock obtained by dividing the reference clock; The second output current obtained by subtracting the current output from the second charge pump driven in the same manner as the first charge pump from the offset current that changes based on a predetermined count signal for frequency modulation with respect to the standard clock. And generating with
Inputting the drive current to an oscillation frequency control unit that is provided in the PLL and controls the oscillation frequency of the output clock according to the input current value;
Clock generation method including:
JP2016053976A 2016-03-17 2016-03-17 Clock generation circuit and clock generation method Pending JP2017169109A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016053976A JP2017169109A (en) 2016-03-17 2016-03-17 Clock generation circuit and clock generation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016053976A JP2017169109A (en) 2016-03-17 2016-03-17 Clock generation circuit and clock generation method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017169109A true JP2017169109A (en) 2017-09-21

Family

ID=59910316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016053976A Pending JP2017169109A (en) 2016-03-17 2016-03-17 Clock generation circuit and clock generation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017169109A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464182A (en) * 2020-04-29 2020-07-28 四川玖越机器人科技有限公司 Inspection robot
CN114400889A (en) * 2022-01-25 2022-04-26 上海感与执技术有限公司 Output voltage control circuit and method for charge pump
CN115033051A (en) * 2022-07-06 2022-09-09 深圳前海维晟智能技术有限公司 Linear adjustable RC clock circuit and device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001119296A (en) * 1999-10-19 2001-04-27 Nec Corp Pll circuit
JP2010273320A (en) * 2009-04-23 2010-12-02 Renesas Electronics Corp PLL circuit
JP2013126146A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Renesas Electronics Corp Pll circuit
JP2015061255A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社メガチップス PLL circuit

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001119296A (en) * 1999-10-19 2001-04-27 Nec Corp Pll circuit
JP2010273320A (en) * 2009-04-23 2010-12-02 Renesas Electronics Corp PLL circuit
JP2013126146A (en) * 2011-12-15 2013-06-24 Renesas Electronics Corp Pll circuit
JP2015061255A (en) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社メガチップス PLL circuit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111464182A (en) * 2020-04-29 2020-07-28 四川玖越机器人科技有限公司 Inspection robot
CN114400889A (en) * 2022-01-25 2022-04-26 上海感与执技术有限公司 Output voltage control circuit and method for charge pump
CN115033051A (en) * 2022-07-06 2022-09-09 深圳前海维晟智能技术有限公司 Linear adjustable RC clock circuit and device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101227189B (en) Frequency synthesizer, automatic frequency correction circuit and frequency correction method
US8085101B2 (en) Spread spectrum clock generation device
US7791415B2 (en) Fractional-N synthesized chirp generator
US7741886B2 (en) Frequency divider
KR20170141794A (en) Reconstructable fractional-N frequency generation for phase-locked loop
US7750696B2 (en) Phase-locked loop
JP2010252289A (en) Compensation circuit for voltage-controlled oscillator
US9577646B1 (en) Fractional phase locked loop (PLL) architecture
EP2571165B1 (en) Accumulator type fractional-n pll synthesizer and control method thereof
US8259774B2 (en) Spread spectrum clock signal generator
JP2017169109A (en) Clock generation circuit and clock generation method
US9374038B2 (en) Phase frequency detector circuit
US7323942B2 (en) Dual loop PLL, and multiplication clock generator using dual loop PLL
KR100939289B1 (en) Prescaler for a fractional-n synthesizer
JP6312197B2 (en) Clock generation circuit
US8502574B2 (en) Device and method for generating a signal of parametrizable frequency
CN104702277A (en) Phase-locked loop circuit
JP2007288375A (en) Semiconductor integrated circuit
JP6453541B2 (en) Clock generation circuit
JP2007053685A (en) Semiconductor integrated circuit device
JP2015222918A (en) Fractional PLL circuit
JP2004153332A (en) Clock generating circuit
JP5223823B2 (en) PLL circuit
JP2006129399A (en) Pll circuit
JP3267945B2 (en) Frequency synthesizer device and frequency generation method

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20180207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20180216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180216

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180719

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20180802

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191108

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200421

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20201027