JP2011061518A - Semiconductor integrated circuit and operating method of the same - Google Patents

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雅文 小野内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately suppress speed variations caused by a comparatively small supply voltage, and to speedily suppress speed variations caused by a comparatively large power supply voltage. <P>SOLUTION: A semiconductor integrated circuit includes first and second functional blocks MOD00, MOD01, a clock producing circuit PLL, and a clock supplying circuit CS0. First and second supply voltages VDD00, VDD01 whose voltage values are different form each other are supplied to the first and second functional blocks MOD00, MOD01. The MOD00 includes a first internal circuit BUF00 and a first logical circuit MFF00 capable of supplying one of the power supply voltage VDD01, and the MOD01 includes a second internal circuit BUF01 and a second logical circuit MFF01 capable of supplying the other of the supply voltage VDD00. The clock supply circuit CS0 includes a fine adjustment delay stage circuit FC0 and a rough adjustment delay stage circuit CC0, and a phase difference measuring circuit RSM0 while the RSM0 controls a delay time TF0 of the FC0 and a delay time TC0 of the CC0 according to a phase difference between first and second operation clock signals COUT00, COUT01. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路およびその動作方法に関し、特に半導体チップ内部での動作速度差を低減して同期化を実現するに際して、比較的大きい電源電圧の変動によって生じる信号伝播の速度変動を抑制するためにチップ占有面積の増大を軽減して、また比較的小さな電源電圧の変動による速度変動を高精度で抑制するのに有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method for operating the same, and in particular, when realizing synchronization by reducing an operation speed difference inside a semiconductor chip, suppresses signal speed fluctuation caused by a relatively large power supply voltage fluctuation. Therefore, the present invention relates to a technique effective in reducing an increase in the chip occupation area and suppressing a speed fluctuation due to a relatively small fluctuation in power supply voltage with high accuracy.

半導体集積回路に内蔵されるトランジスタの消費電力は電源電圧の2乗に比例するので、低消費電力化のためには電源電圧を低下することが効果的である。一方、トランジスタのスイッチング動作速度(動作周波数)は電源電圧に略比例する関係があるので、論理回路の動作周波数が高くなくても良い場合に電源電圧を低下するとともに動作周波数を低減することは半導体集積回路において低消費電力化に有効な手段である。このように電源電圧と動作周波数とを制御する技術は、動的電圧周波数制御技術(DVFS:Dynamic Voltage and Frequency Scaling)として知られている。   Since the power consumption of the transistor incorporated in the semiconductor integrated circuit is proportional to the square of the power supply voltage, it is effective to lower the power supply voltage in order to reduce power consumption. On the other hand, since the switching operation speed (operation frequency) of the transistor is substantially proportional to the power supply voltage, when the operation frequency of the logic circuit does not need to be high, reducing the power supply voltage and reducing the operation frequency is a semiconductor. This is an effective means for reducing power consumption in an integrated circuit. A technique for controlling the power supply voltage and the operating frequency in this way is known as a dynamic voltage frequency control technique (DVFS).

さて、このようにDVFS制御は低消費電力化に非常に有効な概念であるが、この技術を半導体チップに実装する上で様々な課題がある。   Thus, although DVFS control is a very effective concept for reducing power consumption, there are various problems in mounting this technology on a semiconductor chip.

その1つの課題としては、半導体チップ内部の複数の電源領域の一部でDVFS制御を実施する場合に、DVFS制御領域とそれ以外の電源領域との間の信号伝達が問題となる。一般的に、電源電圧が変化すると、上述したようにトランジスタの動作周波数は略線形に変化する一方、動作周波数の逆数であるトランジスタの信号伝播遅延時間は電源電圧に反比例で変化する。従って、DVFS制御によって電源電圧を変化するとDVFS制御領域の動作速度とDVFS非制御領域の動作速度とが大きく相違するので、信号の授受に現在一般的となっている同期化設計の対応が困難となる。このような状況で同期化を実現するために、DVFS制御領域に分配されるクロック信号とDVFS非制御領域に分配されるクロック信号の位相を低減する技術が重要である。このように同期化設計は、非同期設計のデメリットである信号授受での待ち時間(レイテンシ)を低減することが可能であり、かつ、信号授受のプロトコルも簡易となるためである。   As one of the problems, when DVFS control is performed in a part of a plurality of power supply regions inside the semiconductor chip, signal transmission between the DVFS control region and other power supply regions becomes a problem. Generally, when the power supply voltage changes, the operating frequency of the transistor changes substantially linearly as described above, while the signal propagation delay time of the transistor, which is the inverse of the operating frequency, changes in inverse proportion to the power supply voltage. Therefore, if the power supply voltage is changed by DVFS control, the operation speed of the DVFS control area and the operation speed of the DVFS non-control area are greatly different, and thus it is difficult to cope with the synchronization design that is generally used for signal transmission / reception. Become. In order to realize synchronization in such a situation, a technique for reducing the phase of the clock signal distributed to the DVFS control area and the clock signal distributed to the DVFS non-control area is important. As described above, the synchronization design can reduce the waiting time (latency) in signal transmission / reception, which is a disadvantage of the asynchronous design, and simplifies the signal transmission / reception protocol.

DVFS制御を半導体チップ上に実装する上でのもう1つの課題としては、電源電圧変更中の同期の維持の問題がある。電源電圧変更に際して電源電圧駆動能力が比較的小さいことが多いので、電源電圧の変更には非常に長い時間が必要となる。従って、電源電圧変更中の同期が維持されない場合には、この期間の動作停止が必要になり大幅な処理性能劣化が生じることとなる。   Another problem in mounting DVFS control on a semiconductor chip is the problem of maintaining synchronization during power supply voltage change. Since the power supply voltage drive capability is often relatively small when changing the power supply voltage, it takes a very long time to change the power supply voltage. Therefore, if the synchronization during the power supply voltage change is not maintained, it is necessary to stop the operation during this period, resulting in a significant deterioration in processing performance.

下記非特許文献1と下記非特許文献2とには、DVFS制御領域に分配されるクロック信号とDVFS非制御領域に分配されるクロック信号の位相を低減する技術としてのダイナミックデスキューイングシステム(DDS)が記載されている。DVFS制御領域には可変電源電圧が供給される一方、DVFS非制御領域には固定電源電圧が供給される。DVFS非制御領域にはクロック信号が直接供給される一方、DVFS制御領域には遅延制御回路(DDC)によって遅延される遅延クロックが供給される。遅延制御回路(DDC)は第1遅延生成ユニットと第2遅延生成ユニットとスキュー測定ユニットとによって構成され、DVFS制御領域からの第1帰還信号はスキュー測定ユニットの第1入力端子に直接供給される一方、DVFS制御領域からの第2帰還信号は第2遅延生成ユニットを介してスキュー測定ユニットの第2入力端子に供給される。スキュー測定ユニットの出力信号により第1と第2の遅延生成ユニットの各遅延量が制御されることによって、DVFS制御領域とDVFS非制御領域との間のクロックスキューが低減される。   Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 below describe a dynamic deskewing system (DDS) as a technique for reducing the phase of the clock signal distributed to the DVFS control area and the clock signal distributed to the DVFS non-control area. Is described. A variable power supply voltage is supplied to the DVFS control area, while a fixed power supply voltage is supplied to the DVFS non-control area. A clock signal is directly supplied to the DVFS non-control area, while a delay clock delayed by a delay control circuit (DDC) is supplied to the DVFS control area. The delay control circuit (DDC) includes a first delay generation unit, a second delay generation unit, and a skew measurement unit, and the first feedback signal from the DVFS control region is directly supplied to the first input terminal of the skew measurement unit. On the other hand, the second feedback signal from the DVFS control region is supplied to the second input terminal of the skew measurement unit via the second delay generation unit. By controlling the delay amounts of the first and second delay generation units by the output signal of the skew measurement unit, the clock skew between the DVFS control area and the DVFS non-control area is reduced.

一方、下記特許文献1には、上述した下記非特許文献1と下記非特許文献2とに記載のクロック信号位相低減技術を実現するためのクロック配線装置とクロック配線方法とが記載されている。   On the other hand, the following Patent Document 1 describes a clock wiring device and a clock wiring method for realizing the clock signal phase reduction technology described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 described above.

また、下記特許文献2には、高しきい値トランジスタブロックと低しきい値トランジスタブロックの電源電圧変動による遅延量の相違を可変遅延回路によって補償するように構成された多電源半導体装置が記載されている。   Patent Document 2 listed below describes a multi-power supply semiconductor device configured to compensate for a difference in delay amount due to power supply voltage fluctuation between a high threshold transistor block and a low threshold transistor block by a variable delay circuit. ing.

更に下記特許文献3には、DVFS制御を採用する半導体集積回路において、可変電源電圧回路ブロックと固定電源電圧回路ブロックとの遅延の相違を、位相比較回路と可変遅延回路によって補償することが記載されている。2つのブロックに供給されるクロック信号の位相を位相比較回路によって検出して、検出結果によって固定電源電圧回路ブロックにクロックを供給する可変遅延回路の遅延が制御されることでクロック遅延の相違が補償される。   Further, Patent Document 3 below describes that in a semiconductor integrated circuit adopting DVFS control, a difference in delay between a variable power supply voltage circuit block and a fixed power supply voltage circuit block is compensated by a phase comparison circuit and a variable delay circuit. ing. The phase of the clock signal supplied to the two blocks is detected by the phase comparison circuit, and the delay of the variable delay circuit that supplies the clock to the fixed power supply voltage circuit block is controlled according to the detection result, thereby compensating for the difference in clock delay. Is done.

また下記特許文献4には、第1電源電圧が供給され第1クロック配線網を有する第1電源領域と第2電源電圧が供給され第2クロック配線網を有する第2電源領域とを具備する半導体集積回路において、基準クロックの位相と第1クロック配線網の終点のクロック信号と第2クロック配線網の終点のクロック信号を一致させることが記載されている。そのために、第1PLL回路に基準クロックの位相と第1クロック配線網の終点のクロック信号が供給される一方、第2PLL回路に基準クロックの位相と第2クロック配線網の終点のクロック信号が供給される。   Patent Document 4 below discloses a semiconductor including a first power supply region supplied with a first power supply voltage and having a first clock wiring network and a second power supply region supplied with a second power supply voltage and having a second clock wiring network. In the integrated circuit, it is described that the phase of the reference clock, the clock signal at the end point of the first clock wiring network, and the clock signal at the end point of the second clock wiring network are matched. For this purpose, the phase of the reference clock and the end clock signal of the first clock wiring network are supplied to the first PLL circuit, while the phase of the reference clock and the end clock signal of the second clock wiring network are supplied to the second PLL circuit. The

更に下記特許文献5には、第1と第2のシステムモジュールと内部電源回路と遅延調整回路とを具備する半導体装置が記載されている。第1のシステムモジュールには内部電源回路から可変可能な内部電源電圧と遅延調整回路から調整可能な内部クロック信号が供給され、第2のシステムモジュールには外部電源電圧と外部クロック信号が直接供給される。遅延調整回路は第1と第2のシステムモジュールから供給される第1と第2のクロック信号のタイミングのずれ量を検出して、内部クロック信号の遅延が調整される。   Further, Patent Document 5 described below describes a semiconductor device including first and second system modules, an internal power supply circuit, and a delay adjustment circuit. The first system module is supplied with the variable internal power supply voltage from the internal power supply circuit and the adjustable internal clock signal from the delay adjustment circuit. The second system module is directly supplied with the external power supply voltage and the external clock signal. The The delay adjustment circuit detects the amount of timing difference between the first and second clock signals supplied from the first and second system modules, and adjusts the delay of the internal clock signal.

また下記特許文献6には、第1と第2のコアとクロック生成回路と電源電圧供給回路とを具備する半導体集積回路が記載されている。第1のコアには電源電圧供給回路から可変可能な電源電圧が供給され、第2のコアには外部の電源電圧が直接供給される。クロック生成回路はPLL回路と第1と第2のバッファとセレクタとを含み、PLL回路の入力にクロック入力信号が供給される。PLL回路の出力クロックは、第2のバッファを介して、1.25Vの外部電源電圧で動作する第2のコアに供給される。それに対して、第1のコアが電源電圧供給回路からの1.00Vで動作する場合にはPLL回路の出力クロックはセレクタによる選択動作によって第1のバッファを介することなく第1のコアに直接供給され、第1のコアが1.25Vの外部電源電圧で動作する場合にはPLL回路の出力クロックはセレクタによる選択動作によって第1のバッファを介して第1のコアに供給される。ここで、第1のバッファの遅延値が、第1のコアの電源電圧が1.00Vから1.25Vに変化した場合のクロック信号の伝播遅延の差と同じになるように設計される。   Patent Document 6 listed below describes a semiconductor integrated circuit including first and second cores, a clock generation circuit, and a power supply voltage supply circuit. A variable power supply voltage is supplied from the power supply voltage supply circuit to the first core, and an external power supply voltage is directly supplied to the second core. The clock generation circuit includes a PLL circuit, first and second buffers, and a selector, and a clock input signal is supplied to an input of the PLL circuit. The output clock of the PLL circuit is supplied to the second core that operates at an external power supply voltage of 1.25 V via the second buffer. On the other hand, when the first core operates at 1.00 V from the power supply voltage supply circuit, the output clock of the PLL circuit is directly supplied to the first core by the selection operation by the selector without passing through the first buffer. When the first core operates with an external power supply voltage of 1.25 V, the output clock of the PLL circuit is supplied to the first core via the first buffer by the selection operation by the selector. Here, the delay value of the first buffer is designed to be the same as the difference in propagation delay of the clock signal when the power supply voltage of the first core is changed from 1.00 V to 1.25 V.

特開2006−293856号 公報JP 2006-293856 A 国際公開第2005/008777号International Publication No. 2005/008777 特開2008−227397号 公報JP 2008-227397 A 特開2006−041129号 公報JP 2006-041129 A 特開2006−086455号 公報JP 2006-086455 A 特開2005−100269号 公報JP 2005-1000026 A

Toshihide Fujiyoshi et al, “A 63−mW H.264/MPEG−4 Audio/Visual Codec LSI With Module −Wise Dynamic Voltage/Frequency Scaling”, IEEE JOURNAL OF SOLID−STATE CIRCUITS, VOL.41, NO.1, JANUARY 2006, PP.54−62.Toshihide Fujiyoshi et al, “A 63-mW H.264 / MPEG-4 Audio / Visual Codec LSI With Module—Wise Dynamic Voltage / Frequency Scaling”, IEIE LIFI OTE IJIT OLIIT 41, NO. 1, JANUARY 2006, PP. 54-62. Takeshi Kitahara et al, “Low−Power Design Methodology for Module −wise Dynamic Voltage and Frequency Scaling with Dynamic De−skewing Systems”, 2006 IEEE Asia and South Pacific Conference on Design Automation, 5D−1, 24−27 Jan. 2006, PP.533−540.Takeshi Kitahara et al, "Low-Power Design Methodology for Module -wise Dynamic Voltage and Frequency Scaling with Dynamic De-skewing Systems", 2006 IEEE Asia and South Pacific Conference on Design Automation, 5D-1, 24-27 Jan. 2006, PP. 533-540.

上述したように、DVFS制御による電源電圧の制御は、半導体集積回路の低消費電力化に非常に有効な技術である。しかしながら、半導体チップの内部ではDVFS制御による電源電圧の変動だけでなく、スイッチング型電源電圧レギュレータのスイッチング動作に起因する電源電圧変動(スイッチングリップル)や、機能回路ブロックの負荷状態が急激に変化することによる電源電圧変動(負荷変動リップル)等が存在する。この3種類の電源電圧変動における電圧変動持続時間と電圧変動幅は、下記の通り一般的に大きく異なる。
(1)DVFS制御による電源電圧の変動:変動周期は1MHz以下、変動幅は数百ミリボルト。
(2)スイッチングリップル:変動周期1MHz程度かそれ以下、変動幅は数十ミリボルト。
(3)負荷変動リップル:変動周期10MHz〜100MHz、変動幅は100ミリボルト程度かそれ以下。
As described above, the control of the power supply voltage by the DVFS control is a very effective technique for reducing the power consumption of the semiconductor integrated circuit. However, not only the fluctuation of the power supply voltage due to DVFS control but also the fluctuation of the power supply voltage (switching ripple) caused by the switching operation of the switching power supply voltage regulator and the load state of the functional circuit block change suddenly inside the semiconductor chip. There is a power supply voltage fluctuation (load fluctuation ripple) due to. The voltage fluctuation duration and voltage fluctuation width in these three types of power supply voltage fluctuations generally differ greatly as follows.
(1) Power supply voltage fluctuation by DVFS control: fluctuation period is 1 MHz or less, fluctuation width is several hundred millivolts.
(2) Switching ripple: The fluctuation period is about 1 MHz or less, and the fluctuation width is several tens of millivolts.
(3) Load fluctuation ripple: The fluctuation period is 10 MHz to 100 MHz, and the fluctuation width is about 100 millivolts or less.

上記非特許文献1と上記非特許文献2に記載の従来技術は、トランジスタの動作速度差を測定するために、電源電圧変動によって生じる動作速度の絶対値を測定する複数段の遅延素子を含む。遅延素子1段当たりの伝播遅延時間が動作速度差の測定精度と遅延量の調整精度を決定するので、例えば、遅延素子1段当たりの伝播遅延時間を5ピコ秒に設定すると、動作速度差の計測精度と遅延量の調整精度はともに5ピコ秒となる。一方、トランジスタの動作速度差が最大3ナノ秒の場合には、最低でも600段の遅延素子が必要となり、動作速度測定回路のチップ占有面積が著しく増加する。そこで、伝播遅延時間の大きな遅延素子を使用することで遅延素子の段数を削減して測定回路のチップ占有面積を削減することができるが、測定精度と遅延量の調整精度が犠牲となると言う問題が本発明者等による検討によって明らかとされた。また更に、上記(2)のスイッチングリップルや上記(3)の負荷変動リップルのような比較的小さい動作速度の差を高精度に抑制することが困難となると言う問題も本発明者等による検討によって明らかとされた。   The prior art described in Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 includes a plurality of stages of delay elements that measure the absolute value of the operating speed caused by power supply voltage fluctuations in order to measure the operating speed difference of the transistors. The propagation delay time per delay element determines the measurement accuracy of the operation speed difference and the adjustment accuracy of the delay amount. For example, if the propagation delay time per delay element is set to 5 picoseconds, Both the measurement accuracy and the delay adjustment accuracy are 5 picoseconds. On the other hand, when the difference in the operation speed of the transistors is 3 nanoseconds at the maximum, 600 delay elements are required at the minimum, and the chip occupation area of the operation speed measurement circuit is remarkably increased. Therefore, by using a delay element having a large propagation delay time, the number of delay element stages can be reduced and the chip occupation area of the measurement circuit can be reduced. However, the measurement accuracy and the adjustment accuracy of the delay amount are sacrificed. However, it has been clarified by studies by the present inventors. Furthermore, the present inventors have also studied the problem that it is difficult to suppress a relatively small difference in operating speed such as the switching ripple of (2) and the load fluctuation ripple of (3). It was made clear.

本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等による検討の結果、なされたものである。   The present invention has been made as a result of the examination by the present inventors prior to the present invention as described above.

従って、本発明の目的とするところは、半導体チップ内部の動作速度差を低減して同期化を実現するのに際して、比較的大きい電源電圧の変動によって生じる信号伝播の速度変動を抑制するためにチップ占有面積の増大を軽減して、また比較的小さな電源電圧の変動による速度変動を高精度で抑制することにある。   Therefore, an object of the present invention is to reduce the speed fluctuation of signal propagation caused by a relatively large fluctuation of the power supply voltage when reducing the operation speed difference inside the semiconductor chip and realizing the synchronization. The object is to reduce the increase of the occupied area and to suppress the speed fluctuation due to the relatively small fluctuation of the power supply voltage with high accuracy.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。   A typical one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路(CHIP0)は、第1の機能ブロック(MOD00)、第2の機能ブロック(MOD01)、クロック生成回路(PLL)、クロック供給回路(CS0)を具備する。   That is, the semiconductor integrated circuit (CHIP0) according to the representative embodiment of the present invention includes a first functional block (MOD00), a second functional block (MOD01), a clock generation circuit (PLL), and a clock supply circuit (CS0). ).

前記クロック生成回路(PLL)から、クロック信号(CRIN0)が生成される。   A clock signal (CRIN0) is generated from the clock generation circuit (PLL).

前記第1の機能ブロック(MOD00)と前記第2の機能ブロック(MOD01)には、電圧値の相違する第1と第2の電源電圧(VDD00、VDD1)が供給される。   First and second power supply voltages (VDD00, VDD1) having different voltage values are supplied to the first functional block (MOD00) and the second functional block (MOD01).

前記第1の機能ブロック(MOD00)は、前記第1と前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の一方の電源電圧(VDD01)が供給可能な第1の内部回路(BUF00)と第1の論理回路(MFF00)とを含む。   The first functional block (MOD00) includes a first internal circuit (BUF00) capable of supplying one power supply voltage (VDD01) of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1) and a first internal block (BUF00). Logic circuit (MFF00).

前記第2の機能ブロック(MOD01)は、前記第1と前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の他方の電源電圧(VDD00)が供給可能な第2の内部回路(BUF01)と第2の論理回路(MFF01)とを含む。   The second functional block (MOD01) includes a second internal circuit (BUF01) capable of supplying the other power supply voltage (VDD00) of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1), and a second function block (MOD01). Logic circuit (MFF01).

前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)と前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達される。   The clock signal (CRIN0) is supplied to the first functional block (MOD00) via the clock supply circuit (CS0) and the first internal circuit (BUF00) of the first functional block (MOD00). The signal is transmitted to the first logic circuit (MFF00) as a first operation clock signal (COUT00).

前記クロック信号(CRIN0)は、前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の内部回路(BUF01)を介して、前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の論理回路(MFF01)に第2の動作クロック信号(COUT01)として伝達される。   The clock signal (CRIN0) is supplied to the second logic circuit (MFF01) of the second functional block (MOD01) through the second internal circuit (BUF01) of the second functional block (MOD01). Is transmitted as a second operation clock signal (COUNT01).

前記クロック供給回路(CS0)は、微調遅延段回路(FC0)と粗調遅延段回路(CC0)と位相差計測回路(RSM0)とを含む。   The clock supply circuit (CS0) includes a fine delay stage circuit (FC0), a coarse delay stage circuit (CC0), and a phase difference measurement circuit (RSM0).

前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の直列経路と前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に前記第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) is connected to the serial path of the fine delay stage circuit (FC0) and the coarse delay stage circuit (CC0) of the clock supply circuit (CS0) and the first function block (MOD00). The first operation clock signal (COUT00) can be transmitted to the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00) via the first internal circuit (BUF00).

前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)の微調遅延時間(TF0)の微調変化幅は、前記クロック供給回路(CS0)の前記粗調遅延段回路(CC0)の粗調遅延時間(TC0)の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされている。   The fine change width of the fine delay time (TF0) of the fine delay stage circuit (FC0) of the clock supply circuit (CS0) is the coarse delay of the coarse delay stage circuit (CC0) of the clock supply circuit (CS0). It can be set to a value smaller than the coarse adjustment range of time (TC0).

前記クロック供給回路(CS0)の前記位相差計測回路(RSM0)は前記第1の動作クロック信号(COUT00)と前記第2の動作クロック信号(COUT01)との間の位相差に応答して前記微調遅延段回路(FC0)の前記微調遅延時間(TF0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の前記粗調遅延時間(TC0)とを制御可能とされたことを特徴とするものである(図1、図2参照)。   The phase difference measuring circuit (RSM0) of the clock supply circuit (CS0) responds to the phase difference between the first operation clock signal (COUT00) and the second operation clock signal (COUT01). The fine delay time (TF0) of the delay stage circuit (FC0) and the coarse delay time (TC0) of the coarse delay circuit (CC0) can be controlled (see FIG. 1, see FIG.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明によれば、半導体チップ内部の動作速度差を低減して同期化を実現するのに際して、比較的大きい電源電圧の変動によって生じる信号伝播の速度変動を抑制するためにチップ占有面積の増大を軽減して、また比較的小さな電源電圧の変動による速度変動を高精度で抑制することができる。   That is, according to the present invention, when the synchronization is realized by reducing the operation speed difference in the semiconductor chip, the chip occupation area is reduced in order to suppress the speed fluctuation of the signal propagation caused by the relatively large power supply voltage fluctuation. It is possible to reduce the increase and to suppress the speed fluctuation due to the relatively small fluctuation of the power supply voltage with high accuracy.

図1は、本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を図1よりも更に詳細に示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention in more detail than FIG. 図3は、図1と図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第2の電源電圧VDD01が変化する際、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する動作を生滅する図である。FIG. 3 shows that when the second power supply voltage VDD01 changes by DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the clock synchronization circuit CS0 changes the fine delay stage circuit FC0. The propagation delay time TF0 of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 is controlled by controlling the propagation delay time TF0 of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 (TM00−TM01). It is a figure which annihilates the operation | movement which absorbs). 図4は、図1と図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の各部の信号変化の様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing how signals change in each part of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and FIG. 図5は、図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の粗調遅延段回路CC0の遅延制御回路DCTL0の位相差情報デコーダDEC0の動作を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the phase difference information decoder DEC0 of the delay control circuit DCTL0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 図6は、本発明の第2の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the semiconductor chip CHIP0 according to the second embodiment of the present invention. 図7は、図6に示した本発明の第2の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第2の電源電圧VDD01が変化する際、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する動作を生滅する図である。FIG. 7 shows the propagation delay of the fine delay stage circuit FC0 when the second power supply voltage VDD01 changes by the DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. Controls the time TF0 and the propagation delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 to absorb the difference (TM00-TM01) between the propagation delay times of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 and the clock buffers BUF00 and BUF01. FIG. 図8は、本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention. 図9は、図8に示した本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第3の電源電圧VDD02が変化する際、クロック同期回路CS1が微調遅延段回路FC1の伝播遅延時間TF1と粗調遅延段回路CC1の伝播遅延時間TC1とを制御して第2と第3の機能ブロックMOD01、MOD02内部のクロックバッファBUF01、BUF02の伝播遅延時間の差(TM01−TM02)を吸収する動作を生滅する図である。FIG. 9 shows the propagation delay of the fine delay stage circuit FC1 when the third power supply voltage VDD02 is changed by the DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. By controlling the time TF1 and the propagation delay time TC1 of the coarse delay stage circuit CC1, the difference between the propagation delay times (TM01-TM02) of the clock buffers BUF01 and BUF02 in the second and third functional blocks MOD01 and MOD02 is absorbed. FIG.

1.実施の形態の概要
まず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. The reference numerals of the drawings referred to with parentheses in the outline description of the representative embodiments merely exemplify what are included in the concept of the components to which the reference numerals are attached.

[1]本発明の代表的な実施の形態による半導体集積回路(CHIP0)は、第1の機能ブロック(MOD00)と、第2の機能ブロック(MOD01)と、クロック生成回路(PLL)と、クロック供給回路(CS0)とを具備する。   [1] A semiconductor integrated circuit (CHIP0) according to a representative embodiment of the present invention includes a first functional block (MOD00), a second functional block (MOD01), a clock generation circuit (PLL), a clock And a supply circuit (CS0).

前記クロック生成回路(PLL)から、クロック信号(CRIN0)が生成可能とされる。   A clock signal (CRIN0) can be generated from the clock generation circuit (PLL).

前記第1の機能ブロック(MOD00)と前記第2の機能ブロック(MOD01)には、電圧値の相違する第1と第2の電源電圧(VDD00、VDD1)が供給可能とされている。   The first functional block (MOD00) and the second functional block (MOD01) can be supplied with first and second power supply voltages (VDD00, VDD1) having different voltage values.

前記第1の機能ブロック(MOD00)は、前記第1と前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の一方の電源電圧(VDD01)が供給可能な第1の内部回路(BUF00)と第1の論理回路(MFF00)とを含む。   The first functional block (MOD00) includes a first internal circuit (BUF00) capable of supplying one power supply voltage (VDD01) of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1) and a first internal block (BUF00). Logic circuit (MFF00).

前記第2の機能ブロック(MOD01)は、前記第1と前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の他方の電源電圧(VDD00)が供給可能な第2の内部回路(BUF01)と第2の論理回路(MFF01)とを含む。   The second functional block (MOD01) includes a second internal circuit (BUF01) capable of supplying the other power supply voltage (VDD00) of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1), and a second function block (MOD01). Logic circuit (MFF01).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)と前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) passes through the clock supply circuit (CS0) and the first internal circuit (BUF00) of the first functional block (MOD00). , And can be transmitted to the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00) as a first operation clock signal (COUNT00).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)は、前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の内部回路(BUF01)を介して、前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の論理回路(MFF01)に第2の動作クロック信号(COUT01)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) passes through the second function block (MOD01) via the second internal circuit (BUF01) of the second function block (MOD01). ) Can be transmitted to the second logic circuit (MFF01) as the second operation clock signal (COUNT01).

前記クロック供給回路(CS0)は、微調遅延段回路(FC0)と粗調遅延段回路(CC0)と位相差計測回路(RSM0)とを含む。   The clock supply circuit (CS0) includes a fine delay stage circuit (FC0), a coarse delay stage circuit (CC0), and a phase difference measurement circuit (RSM0).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の直列経路と前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に前記第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) is connected to the serial path of the fine delay stage circuit (FC0) and the coarse delay stage circuit (CC0) of the clock supply circuit (CS0) and the The first operation clock signal is sent to the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00) via the first internal circuit (BUF00) of the first functional block (MOD00). Transmission is possible as (COUT00).

前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)の微調遅延時間(TF0)の微調変化幅は、前記クロック供給回路(CS0)の前記粗調遅延段回路(CC0)の粗調遅延時間(TC0)の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされている。   The fine change width of the fine delay time (TF0) of the fine delay stage circuit (FC0) of the clock supply circuit (CS0) is the coarse delay of the coarse delay stage circuit (CC0) of the clock supply circuit (CS0). It can be set to a value smaller than the coarse adjustment range of time (TC0).

前記クロック供給回路(CS0)の前記位相差計測回路(RSM0)は前記第1の動作クロック信号(COUT00)と前記第2の動作クロック信号(COUT01)との間の位相差に応答して前記微調遅延段回路(FC0)の前記微調遅延時間(TF0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の前記粗調遅延時間(TC0)とを制御可能とされたことを特徴とするものである(図1、図2参照)。   The phase difference measuring circuit (RSM0) of the clock supply circuit (CS0) responds to the phase difference between the first operation clock signal (COUT00) and the second operation clock signal (COUT01). The fine delay time (TF0) of the delay stage circuit (FC0) and the coarse delay time (TC0) of the coarse delay circuit (CC0) can be controlled (see FIG. 1, see FIG.

前記実施の形態によれば、比較的小さな電源電圧による速度変動を高精度で抑制して比較的大きな電源電圧による速度変動を高速で抑制することができる。   According to the embodiment, speed fluctuation due to a relatively small power supply voltage can be suppressed with high accuracy, and speed fluctuation due to a relatively large power supply voltage can be suppressed at high speed.

好適な実施の形態では、前記第1の機能ブロック(MOD00)に供給される前記一方の電源電圧(VDD01)が低下することによって前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)の第1の伝播遅延時間(TM00)が増大する際に、前記クロック供給回路(CS0)の前記位相差計測回路(RSM0)は前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)の前記微調遅延時間(TF0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の前記粗調遅延時間(TC0)との合計遅延時間を減少させることを特徴とするものである(図3参照)。   In a preferred embodiment, when the one power supply voltage (VDD01) supplied to the first functional block (MOD00) is lowered, the first internal circuit (MOD01) of the first functional block (MOD00) is reduced. When the first propagation delay time (TM00) of BUF00) increases, the phase difference measurement circuit (RSM0) of the clock supply circuit (CS0) causes the fine delay stage circuit (FC0) of the clock supply circuit (CS0). ) Of the fine adjustment delay time (TF0) and the coarse adjustment delay stage circuit (CC0) of the coarse adjustment delay time (TC0) is reduced (see FIG. 3).

他の好適な実施の形態では、前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)の前記微調遅延時間(TF0)の変更の応答速度は、前記クロック供給回路(CS0)の前記粗調遅延段回路(CC0)の前記粗調遅延時間(TC0)の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされている。   In another preferred embodiment, the response speed of the change of the fine delay time (TF0) of the fine delay stage circuit (FC0) of the clock supply circuit (CS0) is the coarse speed of the clock supply circuit (CS0). It is possible to set a higher speed than the response speed for changing the coarse adjustment delay time (TC0) of the adjustment delay stage circuit (CC0).

前記クロック供給回路(CS0)は、前記位相差計測回路(RSM0)と前記微調遅延段回路(FC0)との間に接続された差分シフト回路(DS0)を更に含むものである。   The clock supply circuit (CS0) further includes a differential shift circuit (DS0) connected between the phase difference measurement circuit (RSM0) and the fine delay stage circuit (FC0).

前記クロック同期回路(CS0)の前記粗調遅延段回路(CC0)は、前サイクルの位相差情報(UD0)を前記差分シフト回路(DS0)へ通知するものである。   The coarse delay stage circuit (CC0) of the clock synchronization circuit (CS0) notifies the phase shift information (UD0) of the previous cycle to the difference shift circuit (DS0).

前記差分シフト回路(DS0)は、前記位相差計測回路(RSM0)から供給される現在のサイクルにおける第1の位相差情報(RD0)と前記前サイクルの前記位相差情報(UD0)との減算の演算結果の遅延量制御信号(FD0)を前記微調遅延段回路(FC0)へ通知するものである(図1、図2参照)。   The difference shift circuit (DS0) subtracts the first phase difference information (RD0) in the current cycle supplied from the phase difference measurement circuit (RSM0) and the phase difference information (UD0) in the previous cycle. The calculation result delay amount control signal (FD0) is notified to the fine delay stage circuit (FC0) (see FIGS. 1 and 2).

より好適な実施の形態では、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)は、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に前記第1の動作クロック信号(COUT00)を伝達する第1のクロックバッファ(BUF00)を含むものである。   In a more preferred embodiment, the first internal circuit (BUF00) of the first functional block (MOD00) is connected to the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00). A first clock buffer (BUF00) for transmitting the first operation clock signal (COUT00) is included.

前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の内部回路(BUF01)は、前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の論理回路(MFF01)に前記第2の動作クロック信号(COUT01)として伝達する第2のクロックバッファ(BUF01)を含むものであることを特徴とするものである(図1、図2参照)。   The second internal circuit (BUF01) of the second functional block (MOD01) sends the second operation clock signal (COUNT01) to the second logic circuit (MFF01) of the second functional block (MOD01). ) Is transmitted (see FIG. 1 and FIG. 2).

他のより好適な実施の形態では、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)は、前記第1のクロックバッファ(BUF00)から伝達される前記第1の動作クロック信号(COUT00)がトリガ入力端子に供給される第1のフリップフロップ(MFF00)を含むものである。   In another more preferred embodiment, the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00) receives the first operation clock transmitted from the first clock buffer (BUF00). It includes a first flip-flop (MFF00) to which a signal (COUT00) is supplied to the trigger input terminal.

前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の内部回路(BUF01)は、前記第2のクロックバッファ(BUF01)から伝達される前記第2の動作クロック信号(COUT01)がトリガ入力端子に供給される第2のフリップフロップ(MFF01)を含むものであることを特徴とするものである(図1、図2参照)。   The second internal circuit (BUF01) of the second functional block (MOD01) supplies the second operation clock signal (COUNT01) transmitted from the second clock buffer (BUF01) to the trigger input terminal. The second flip-flop (MFF01) is included (see FIGS. 1 and 2).

具体的な実施の形態による半導体集積回路(CHIP0)は、第3の電源電圧(VDD02)が供給可能とされた第3の機能ブロック(MOD02)を更に具備する。   The semiconductor integrated circuit (CHIP0) according to a specific embodiment further includes a third functional block (MOD02) that can supply a third power supply voltage (VDD02).

前記第3の機能ブロック(MOD02)は、前記第3の電源電圧(VDD02)が供給可能な第3の内部回路(BUF02)と第3の論理回路(MFF02)とを含む。   The third functional block (MOD02) includes a third internal circuit (BUF02) and a third logic circuit (MFF02) that can supply the third power supply voltage (VDD02).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)と前記第3の機能ブロック(MOD02)の前記第3の内部回路(BUF02)とを介して、前記第3の機能ブロック(MOD02)の前記第3の論理回路(MFF02)に第3の動作クロック信号(COUT02)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) passes through the clock supply circuit (CS0) and the third internal circuit (BUF02) of the third functional block (MOD02). The third functional block (MOD02) can be transmitted to the third logic circuit (MFF02) as a third operation clock signal (COUNT02).

前記クロック供給回路(CS0)は、他の微調遅延段回路(FC1)と他の粗調遅延段回路(CC1)と他の位相差計測回路(RSM1)とを更に含む。   The clock supply circuit (CS0) further includes another fine delay stage circuit (FC1), another coarse delay stage circuit (CC1), and another phase difference measurement circuit (RSM1).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)は、前記クロック供給回路(CS0)の前記他の微調遅延段回路(FC1)と前記他の粗調遅延段回路(CC1)の直列経路と前記第3の機能ブロック(MOD02)の前記第3の内部回路(BUF02)とを介して、前記第3の機能ブロック(MOD02)の前記第3の論理回路(MFF02)に前記第3の動作クロック信号(COUT02)として伝達可能とされる。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) is supplied from the other fine delay stage circuit (FC1) of the clock supply circuit (CS0) and the other coarse delay stage circuit (CC1). The third logic circuit (MFF02) of the third functional block (MOD02) is connected to the third logic circuit (MFF02) of the third functional block (MOD02) via a serial path and the third internal circuit (BUF02) of the third functional block (MOD02). The operation clock signal (COUT02) can be transmitted.

前記クロック供給回路(CS0)の前記他の微調遅延段回路(FC1)の微調遅延時間(TF1)の微調変化幅は、前記クロック供給回路(CS0)の前記他の粗調遅延段回路(CC1)の粗調遅延時間(TC1)の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされている。   The fine change width of the fine adjustment delay time (TF1) of the other fine adjustment delay stage circuit (FC1) of the clock supply circuit (CS0) is the other coarse adjustment delay stage circuit (CC1) of the clock supply circuit (CS0). The coarse adjustment delay time (TC1) can be set to a value smaller than the coarse adjustment change width.

前記クロック供給回路(CS0)の前記他の位相差計測回路(RSM1)は前記第2の動作クロック信号(COUT01)と前記第3の動作クロック信号(COUT02)との間の位相差に応答して前記他の微調遅延段回路(FC1)の前記微調遅延時間(TF1)と前記他の粗調遅延段回路(CC1)の前記粗調遅延時間(TC1)とを制御可能とされたことを特徴とするものである(図8参照)。   The other phase difference measurement circuit (RSM1) of the clock supply circuit (CS0) is responsive to the phase difference between the second operation clock signal (COUNT01) and the third operation clock signal (COUNT02). The fine delay time (TF1) of the other fine delay stage circuit (FC1) and the coarse delay time (TC1) of the other coarse delay stage circuit (CC1) can be controlled. (See FIG. 8).

より具体的な実施の形態は、前記第3の機能ブロック(MOD02)に供給される前記第3の電源電圧(VDD02)が増加することによって前記第3の機能ブロック(MOD02)の前記第3の内部回路(BUF02)の第3の伝播遅延時間(TM02)が増大する際に、前記クロック供給回路(CS0)の前記他の位相差計測回路(RSM1)は前記クロック供給回路(CS0)の前記他の微調遅延段回路(FC1)の前記微調遅延時間(TF1)と前記他の粗調遅延段回路(CC1)の前記粗調遅延時間(TC1)との合計遅延時間を減少させることを特徴とするものである(図9参照)。   In a more specific embodiment, the third power supply voltage (VDD02) supplied to the third functional block (MOD02) increases to increase the third functional block (MOD02). When the third propagation delay time (TM02) of the internal circuit (BUF02) is increased, the other phase difference measuring circuit (RSM1) of the clock supply circuit (CS0) is changed to the other of the clock supply circuit (CS0). A total delay time of the fine delay time (TF1) of the fine delay stage circuit (FC1) and the coarse delay time (TC1) of the other coarse delay stage circuit (CC1) is reduced. (See FIG. 9).

他のより具体的な実施の形態では、前記クロック供給回路(CS0)の前記他の微調遅延段回路(FC1)の前記微調遅延時間(TF1)の変更の応答速度は、前記クロック供給回路(CS0)の前記他の粗調遅延段回路(CC1)の前記粗調遅延時間(TC1)の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされている。   In another more specific embodiment, the response speed of changing the fine delay time (TF1) of the other fine delay stage circuit (FC1) of the clock supply circuit (CS0) is the clock supply circuit (CS0). ) Can be set faster than the response speed of the change of the coarse delay time (TC1) of the other coarse delay stage circuit (CC1).

前記クロック供給回路(CS0)は、前記他の位相差計測回路(RSM1)と前記他の微調遅延段回路(FC1)との間に接続された他の差分シフト回路(DS1)を更に含むものである。   The clock supply circuit (CS0) further includes another differential shift circuit (DS1) connected between the other phase difference measurement circuit (RSM1) and the other fine delay stage circuit (FC1).

前記クロック同期回路(CS0)の前記他の粗調遅延段回路(CC1)は、前サイクルの他の位相差情報(UD1)を前記他の差分シフト回路(DS1)へ通知するものである。   The other coarse delay stage circuit (CC1) of the clock synchronization circuit (CS0) notifies the other differential shift circuit (DS1) of other phase difference information (UD1) of the previous cycle.

前記他の差分シフト回路(DS1)は、前記他の位相差計測回路(RSM1)から供給される現在のサイクルにおける第2の位相差情報(RD1)と前記前サイクルの前記他の位相差情報(UD1)との減算の演算結果の他の遅延量制御信号(FD1)を前記他の微調遅延段回路(FC1)へ通知するものである(図9参照)。   The other differential shift circuit (DS1) includes second phase difference information (RD1) in the current cycle supplied from the other phase difference measurement circuit (RSM1) and the other phase difference information in the previous cycle ( The other delay amount control signal (FD1) resulting from the subtraction operation with UD1) is notified to the other fine delay stage circuit (FC1) (see FIG. 9).

最も具体的な実施の形態では、前記第1の機能ブロック(MOD00)と、前記第2の機能ブロック(MOD1)と、前記第3の機能ブロック(MOD02)と、前記クロック生成回路(PLL)と、前記クロック供給回路(CS0)とはCMOS回路によって構成されていることを特徴とするものである。   In the most specific embodiment, the first functional block (MOD00), the second functional block (MOD1), the third functional block (MOD02), and the clock generation circuit (PLL) The clock supply circuit (CS0) is constituted by a CMOS circuit.

〔2〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態は、第1の機能ブロック(MOD00)と、第2の機能ブロック(MOD01)と、クロック生成回路(PLL)と、クロック供給回路(CS0)とを具備する半導体集積回路(CHIP0)の動作方法である。この動作方法は、以下のステップを有する。   [2] A representative embodiment according to another aspect of the present invention includes a first functional block (MOD00), a second functional block (MOD01), a clock generation circuit (PLL), and a clock supply circuit ( CS0) and a semiconductor integrated circuit (CHIP0). This operation method has the following steps.

前記クロック生成回路(PLL)によってクロック信号(CRIN0)を生成するステップ。   Generating a clock signal (CRIN0) by the clock generation circuit (PLL);

前記第1の機能ブロック(MOD00)と前記第2の機能ブロック(MOD01)に、電圧値の相違する第1と第2の電源電圧(VDD00、VDD1)を供給するステップ。   Supplying first and second power supply voltages (VDD00, VDD1) having different voltage values to the first functional block (MOD00) and the second functional block (MOD01);

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)を、前記クロック供給回路(CS0)と前記第1の機能ブロック(MOD00)に含まれる記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)に含まれる第1の論理回路(MFF00)に第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達するステップ。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) is supplied to the clock supply circuit (CS0) and the first internal circuit (BUF00) included in the first functional block (MOD00). And transmitting to the first logic circuit (MFF00) included in the first functional block (MOD00) as the first operation clock signal (COUT00).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)を、前記第2の機能ブロック(MOD01)に含まれる第2の内部回路(BUF01)を介して、前記第2の機能ブロック(MOD01) に含まれる第2の論理回路(MFF01)に第2の動作クロック信号(COUT01)として伝達するステップ。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) is transferred to the second functional block (BUF01) via the second internal circuit (BUF01) included in the second functional block (MOD01). (MOD01) is transmitted to the second logic circuit (MFF01) as the second operation clock signal (COUNT01).

前記クロック生成回路(PLL)から生成される前記クロック信号(CRIN0)を、前記クロック供給回路(CS0)に含まれる微調遅延段回路(FC0)と粗調遅延段回路(CC0)の直列経路と前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)とを介して、前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の論理回路(MFF00)に前記第1の動作クロック信号(COUT00)として伝達するステップ。   The clock signal (CRIN0) generated from the clock generation circuit (PLL) is connected to a series path of a fine delay stage circuit (FC0) and a coarse delay stage circuit (CC0) included in the clock supply circuit (CS0), and The first operation clock signal is sent to the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00) via the first internal circuit (BUF00) of the first functional block (MOD00). Transmitting as (COUNT00).

前記クロック供給回路(CS0)の前記微調遅延段回路(FC0)の微調遅延時間(TF0)の微調変化幅を、前記クロック供給回路(CS0)の前記粗調遅延段回路(CC0)の粗調遅延時間(TC0)の粗調変化幅よりも小さな値に設定するステップ。   The fine change width of the fine delay time (TF0) of the fine delay stage circuit (FC0) of the clock supply circuit (CS0) is set as the coarse delay of the coarse delay stage circuit (CC0) of the clock supply circuit (CS0). A step of setting to a value smaller than the coarse tone change width of time (TC0).

前記クロック供給回路(CS0)に含まれる位相差計測回路(RSM0)によって前記第1の動作クロック信号(COUT00)と前記第2の動作クロック信号(COUT01)との間の位相差に応答して前記微調遅延段回路(FC0)の前記微調遅延時間(TF0)と前記粗調遅延段回路(CC0)の前記粗調遅延時間(TC0)とを制御するステップ。   The phase difference measurement circuit (RSM0) included in the clock supply circuit (CS0) responds to the phase difference between the first operation clock signal (COUT00) and the second operation clock signal (COUT01). Controlling the fine delay time (TF0) of the fine delay circuit (FC0) and the coarse delay time (TC0) of the coarse delay circuit (CC0).

前記第1の機能ブロック(MOD00)の前記第1の内部回路(BUF00)および前記第1の論理回路(MFF00)には、前記第1および前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の一方の電源電圧(VDD01)が供給可能である。   One of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1) is supplied to the first internal circuit (BUF00) and the first logic circuit (MFF00) of the first functional block (MOD00). A power supply voltage (VDD01) can be supplied.

前記第2の機能ブロック(MOD01)の前記第2の内部回路(BUF01)および前記第2の論理回路(MFF01)には、前記第1および前記第2の電源電圧(VDD00、VDD1)の他方の電源電圧(VDD00)が供給可能であることを特徴とするものである(図1、図2参照)。   The second internal circuit (BUF01) and the second logic circuit (MFF01) of the second functional block (MOD01) have the other one of the first and second power supply voltages (VDD00, VDD1). The power supply voltage (VDD00) can be supplied (see FIGS. 1 and 2).

前記実施の形態によれば、比較的小さな電源電圧による速度変動を高精度で抑制して比較的大きな電源電圧による速度変動を高速で抑制することができる。   According to the embodiment, speed fluctuation due to a relatively small power supply voltage can be suppressed with high accuracy, and speed fluctuation due to a relatively large power supply voltage can be suppressed at high speed.

2.実施の形態の詳細
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
2. Details of Embodiment Next, the embodiment will be described in more detail. In all the drawings for explaining the best mode for carrying out the invention, components having the same functions as those in the above-mentioned drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.

[実施の形態1]
《半導体チップの構成》
図1は、本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。
[Embodiment 1]
<Structure of semiconductor chip>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention.

半導体CHIP0は、位相同期回路(フェーズロックドループ)PLLと、クロック同期回路CS0と、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01とから構成されている。更に、クロック同期回路CS0は、微調遅延段回路FC0、粗調遅延段回路CC0、差分シフト回路DS0、相対位相差計測回路RSM0を含んでいる。尚、半導体CHIP0に内蔵された位相同期回路PLLと、クロック同期回路CS0と、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01との各回路は、それぞれNチャンネルMOSトランジスタとPチャンネルMOSトランジスタとを含むCMOS回路によって構成されている。   The semiconductor CHIP0 includes a phase synchronization circuit (phase locked loop) PLL, a clock synchronization circuit CS0, and first and second functional blocks MOD00 and MOD01. Further, the clock synchronization circuit CS0 includes a fine delay stage circuit FC0, a coarse delay stage circuit CC0, a differential shift circuit DS0, and a relative phase difference measurement circuit RSM0. Note that each of the phase synchronization circuit PLL, the clock synchronization circuit CS0, and the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 incorporated in the semiconductor CHIP0 includes an N-channel MOS transistor and a P-channel MOS transistor, respectively. It is constituted by a CMOS circuit.

《クロック同期回路》
位相同期回路PLLで生成されるクロック信号CRIN0は、クロック同期回路CS0の微調遅延段回路FC0と第2の機能ブロックMOD01に直接供給される。クロック同期回路CS0に供給されたクロック信号CRIN0が遅延時間TF0を有する微調遅延段回路FC0で遅延され、微調遅延段回路FC0の出力から生成される微調遅延出力クロック信号CFC0が粗調遅延段回路CC0に供給される。尚、微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0は、差分シフト回路DS0から微調遅延段回路FC0に供給される遅延量制御信号FD0によって指定されることができる。
<Clock synchronization circuit>
The clock signal CRIN0 generated by the phase synchronization circuit PLL is directly supplied to the fine delay stage circuit FC0 and the second functional block MOD01 of the clock synchronization circuit CS0. The clock signal CRIN0 supplied to the clock synchronization circuit CS0 is delayed by the fine delay stage circuit FC0 having the delay time TF0, and the fine delay output clock signal CFC0 generated from the output of the fine delay stage circuit FC0 is the coarse delay stage circuit CC0. To be supplied. The delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0 can be specified by the delay amount control signal FD0 supplied from the differential shift circuit DS0 to the fine delay stage circuit FC0.

微調遅延出力クロック信号CFC0は遅延時間TC0を有する粗調遅延段回路CC0で遅延されて、粗調遅延段回路CC0の出力から生成される粗調遅延出力クロック信号CIN00が第1の機能ブロックMOD00に供給される。尚、粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0は、相対位相差計測回路RSM0から粗調遅延段回路CC0に供給される位相差情報RSによって指定されることができる。   The fine delay output clock signal CFC0 is delayed by the coarse delay stage circuit CC0 having the delay time TC0, and the coarse delay output clock signal CIN00 generated from the output of the coarse delay stage circuit CC0 is supplied to the first functional block MOD00. Supplied. The delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 can be specified by the phase difference information RS supplied from the relative phase difference measurement circuit RSM0 to the coarse delay stage circuit CC0.

《機能ブロック》
第1の機能ブロックMOD00の内部では、クロック同期回路CS0の粗調遅延段回路CC0の出力から生成された第1のクロック信号CIN00が、複数の第1のバッファBUF00で第1の伝播遅延時間TM00の遅延の後に、フリップフロップMFF00のトリガ入力端子に供給される。尚、複数の第1のバッファBUF00の第1の伝播遅延時間TM00は、第1の機能ブロックMOD00に供給される第2の電源電圧VDD01の電圧値に逆比例する。
《Function block》
In the first functional block MOD00, the first clock signal CIN00 generated from the output of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 of the clock synchronization circuit CS0 is transmitted to the first propagation delay time TM00 by the plurality of first buffers BUF00. Is supplied to the trigger input terminal of the flip-flop MFF00. Note that the first propagation delay time TM00 of the plurality of first buffers BUF00 is inversely proportional to the voltage value of the second power supply voltage VDD01 supplied to the first functional block MOD00.

第2の機能ブロックMOD01の内部では、位相同期回路PLLで生成されたクロック信号CRIN0が第2のクロック信号CIN01として、複数の第2のバッファBUF01で第2の伝播遅延時間TM01の遅延の後、フリップフロップMFF01のトリガ入力端子に供給される。尚、複数の第2のバッファBUF01の第2の伝播遅延時間TM01は、第2の機能ブロックMOD01に供給される第1の電源電圧VDD00の電圧値に逆比例する。   Inside the second functional block MOD01, after the delay of the second propagation delay time TM01 in the plurality of second buffers BUF01, the clock signal CRIN0 generated by the phase synchronization circuit PLL is used as the second clock signal CIN01. It is supplied to the trigger input terminal of the flip-flop MFF01. The second propagation delay time TM01 of the plurality of second buffers BUF01 is inversely proportional to the voltage value of the first power supply voltage VDD00 supplied to the second functional block MOD01.

《電源電圧の動的制御》
半導体チップCHIP0に供給される電源電圧は第1の電源電圧VDD00と第2の電源電圧VDD01の2種類があり、第1の電源電圧VDD00の電圧が固定される一方で、機能ブロックの処理負荷(DVFS制御)によって第2の電源電圧VDD01の電圧が動的に制御される。ここでは、第1の機能ブロックMOD00の処理負荷がアプリケーションにより大きく変動する場合を想定して第1の機能ブロックMOD00に可変の第2の電源電圧VDD01が供給され、それ以外の回路部分であるクロック同期回路CS0と第2の機能ブロックMOD01には固定の第1の電源電圧VDD00が供給されている。
<< Dynamic control of power supply voltage >>
There are two types of power supply voltages supplied to the semiconductor chip CHIP0, the first power supply voltage VDD00 and the second power supply voltage VDD01. While the voltage of the first power supply voltage VDD00 is fixed, the processing load of the functional block ( The voltage of the second power supply voltage VDD01 is dynamically controlled by (DVFS control). Here, assuming that the processing load of the first functional block MOD00 varies greatly depending on the application, the variable second power supply voltage VDD01 is supplied to the first functional block MOD00, and the other circuit portion is a clock. A fixed first power supply voltage VDD00 is supplied to the synchronization circuit CS0 and the second functional block MOD01.

《クロック位相差の低減》
第2の機能ブロックMOD01には固定の第1の電源電圧VDD00が供給されるので、第2の機能ブロックMOD01の内部の複数の第2のバッファBUF01の第2の伝播遅延時間TM01は略一定であるのに対して、第1の機能ブロックMOD00には動的に制御される第2の電源電圧VDD01が供給されるので、第1の機能ブロックMOD00の内部の複数の第1のバッファBUF00の第1の伝播遅延時間TM00は動的に変化する。しかし、図1に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0では、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01の内部のフリップフロップMFF00、MFF01に供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01との位相差が変動しないように、クロック同期回路CS0の微調遅延段回路FC0と粗調遅延段回路CC0が第1と第2の伝播遅延時間TM00、TM01の時間差を吸収する。例えば、第1の機能ブロックMOD00に供給される第2の電源電圧VDD01が減少して第1の機能ブロックMOD00内部の複数の第1のバッファBUF00の第1の伝播遅延時間TM00が増加すると、クロック同期回路CS0の微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0の合計遅延時間が減少する。
<Reducing clock phase difference>
Since the fixed first power supply voltage VDD00 is supplied to the second functional block MOD01, the second propagation delay times TM01 of the plurality of second buffers BUF01 in the second functional block MOD01 are substantially constant. On the other hand, since the second power supply voltage VDD01 that is dynamically controlled is supplied to the first functional block MOD00, the first buffers BUF00 of the plurality of first buffers BUF00 inside the first functional block MOD00 are supplied. The propagation delay time TM00 of 1 changes dynamically. However, in the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the first and second supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 inside the first and second functional blocks MOD00 and MOD01. The fine delay stage circuit FC0 and the coarse delay stage circuit CC0 of the clock synchronization circuit CS0 absorb the time difference between the first and second propagation delay times TM00 and TM01 so that the phase difference from the clock signals COUT00 and COUT01 of the clock does not fluctuate. To do. For example, when the second power supply voltage VDD01 supplied to the first functional block MOD00 decreases and the first propagation delay times TM00 of the plurality of first buffers BUF00 in the first functional block MOD00 increase, the clock The total delay time of the delay time TF0 of the fine adjustment delay stage circuit FC0 of the synchronization circuit CS0 and the delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 decreases.

このクロック同期回路CS0の合計遅延時間の制御のために、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01の内部のフリップフロップMFF00、MFF01に供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01の位相差が計測される。すなわち、第1の伝播遅延時間TM00の遅延の後に第1の機能ブロックMOD00の内部のフリップフロップMFF00に供給される第1のクロック信号COUT00と第2の伝播遅延時間TM01の遅延の後に第2の機能ブロックMOD01の内部のフリップフロップMFF01に供給される第2のクロック信号COUT01は、相対位相差計測回路RSM0に供給される。従って、相対位相差計測回路RSM0の出力から、第1のクロック信号COUT00と第2のクロック信号COUT01の間の位相差を示す第1と第2の位相差情報RD、RSが生成される。   In order to control the total delay time of the clock synchronization circuit CS0, the first and second clock signals COUT00 and COUT01 supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 The phase difference is measured. That is, after the delay of the first propagation delay time TM00, the second clock after the delay of the first clock signal COUT00 and the second propagation delay time TM01 supplied to the flip-flop MFF00 in the first functional block MOD00. The second clock signal COUT01 supplied to the flip-flop MFF01 inside the functional block MOD01 is supplied to the relative phase difference measurement circuit RSM0. Accordingly, the first and second phase difference information RD and RS indicating the phase difference between the first clock signal COUT00 and the second clock signal COUT01 are generated from the output of the relative phase difference measurement circuit RSM0.

第2の位相差情報RSは粗調遅延段回路CC0に供給されることによって、粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0が設定される。第1の位相差情報RDの情報は差分シフト回路DS0を介して微調遅延段回路FC0に供給されることによって、微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0が設定される。   The second phase difference information RS is supplied to the coarse delay stage circuit CC0, so that the delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 is set. The information of the first phase difference information RD is supplied to the fine delay stage circuit FC0 via the difference shift circuit DS0, thereby setting the delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0.

微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0の微調変化幅は、粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0の粗調変化幅よりも小さい。更に、微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0の応答速度は、粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0の応答速度より高速である。すなわち、微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0の変更はクロック信号CRIN0の1サイクルの経過時間で終了するのに対して、粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0の変更にはクロック信号CRIN0の2サイクル以上の経過時間が必要である。   The fine change width of the delay time TF0 of the fine adjustment delay stage circuit FC0 is smaller than the coarse adjustment change width of the delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0. Further, the response speed of the delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0 is faster than the response speed of the delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0. That is, the change of the delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0 is completed at the elapsed time of one cycle of the clock signal CRIN0, whereas the change of the delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 is 2 Elapsed time longer than the cycle is required.

このように、相対位相差計測回路RSM0の出力から第1と第2の位相差情報RD、RSが生成されるが、微調遅延段回路FC0では1サイクル後に遅延時間TF0が変更される一方で、粗調遅延段回路CC0では2サイクル後に遅延時間TC0が変更されるので、微調遅延段回路FC0と粗調遅延段回路CC0とで遅延制御レイテンシに差が生じるものとなる。このような場合に、第2の位相差情報RSを使用して粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0を制御するタイミングで第1の位相差情報RDを直接使用して微調遅延段回路FC0の遅延量TF0を制御すると、同一サイクルと同一タイミングで粗調遅延段回路CC0は前サイクルの第2の位相差情報RSに基づいて変更されることになる。その結果、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01の内部のフリップフロップMFF00、MFF01に供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01との位相差がクロック同期回路CS0の微調遅延段回路FC0と粗調遅延段回路CC0とによって正しく吸収されず、結果として、第1の機能ブロックMOD00に供給される第1のクロック信号CIN00のクロックジッタが不要に増加することとなる。   As described above, the first and second phase difference information RD and RS are generated from the output of the relative phase difference measurement circuit RSM0. In the fine delay stage circuit FC0, the delay time TF0 is changed after one cycle. In the coarse delay stage circuit CC0, the delay time TC0 is changed after two cycles, so that there is a difference in delay control latency between the fine delay stage circuit FC0 and the coarse delay stage circuit CC0. In such a case, the first phase difference information RD is directly used at the timing for controlling the delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 using the second phase difference information RS. When the delay amount TF0 is controlled, the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is changed based on the second phase difference information RS of the previous cycle at the same timing as the same cycle. As a result, the phase difference between the first and second clock signals COUT00 and COUT01 supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 is the fine delay stage of the clock synchronization circuit CS0. As a result, the clock jitter of the first clock signal CIN00 supplied to the first functional block MOD00 increases unnecessarily by the circuit FC0 and the coarse delay stage circuit CC0.

そこで、図1に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0では、クロック同期回路CS0の粗調遅延段回路CC0は前サイクルの位相差情報UD0を相対位相差計測回路RSM0と微調遅延段回路FC0との間に接続された差分シフト回路DS0へ通知する。すると差分シフト回路DS0は、現在のサイクルにおける第1の位相差情報RDから前サイクルの位相差情報UD0分の減算の演算結果の遅延量制御信号FD0を、微調遅延段回路FC0へ通知するものである。すなわち、遅延量変更に必要なサイクル数の大きい粗調遅延段回路CC0から遅延量変更に必要なサイクル数の小さい微調遅延段回路FC0へ次サイクルでの遅延変更量UD0を通知して、第1の位相差情報RDから遅延変更量UD0を減算した正味の位相差情報FD0によって微調遅延段回路FC0の遅延量TF0を制御することで、クロックジッタの不要な増加を抑制するものである。   Therefore, in the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the coarse delay stage circuit CC0 of the clock synchronization circuit CS0 finely adjusts the phase difference information UD0 of the previous cycle with the relative phase difference measurement circuit RSM0. The difference shift circuit DS0 connected to the delay stage circuit FC0 is notified. Then, the differential shift circuit DS0 notifies the fine delay stage circuit FC0 of the delay amount control signal FD0 that is the calculation result of the subtraction of the phase difference information UD0 of the previous cycle from the first phase difference information RD in the current cycle. is there. That is, the delay change amount UD0 in the next cycle is notified from the coarse delay stage circuit CC0 having a large number of cycles necessary for changing the delay amount to the fine delay stage circuit FC0 having a small number of cycles necessary for changing the delay amount. By controlling the delay amount TF0 of the fine delay stage circuit FC0 by the net phase difference information FD0 obtained by subtracting the delay change amount UD0 from the phase difference information RD, an unnecessary increase in clock jitter is suppressed.

以上述べたように、遅延時間TF0の微調変化幅が小さく1サイクルの経過時間での遅延量制御が可能な微調遅延段回路FC0と遅延時間TC0の粗調変化幅が大きく2サイクルの経過時間での遅延量制御が可能な粗調遅延段回路CC0を組み合わせ、さらに、前クロックサイクルにおける位相差情報UD0を粗調遅延段回路CC0から微調遅延段回路FC0へ通知して、差分の遅延量を吸収するよう微調遅延段回路FC0を制御することで、電源電圧変更中の機能ブロック間の同期維持を小面積で高精度に実現することができる。   As described above, the fine-adjustment delay stage circuit FC0 capable of controlling the amount of delay in the elapsed time of one cycle with a small fine-adjustment range of the delay time TF0 and the coarse-adjustment change width of the delay time TC0 is large and the elapsed time of two cycles. In addition, the coarse delay stage circuit CC0 capable of controlling the delay amount is combined, and the phase difference information UD0 in the previous clock cycle is notified from the coarse delay stage circuit CC0 to the fine delay stage circuit FC0 to absorb the difference delay amount. By controlling the fine delay stage circuit FC0 so that the synchronization is maintained, the synchronization between the functional blocks during the power supply voltage change can be realized with a small area and high accuracy.

《半導体チップの詳細な構成》
図2は、本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を図1よりも更に詳細に示す図である。
<Detailed configuration of semiconductor chip>
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention in more detail than FIG.

図2に示すように、半導体CHIP0は、位相同期回路PLL、クロック同期回路CS0、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01から構成される。更に、クロック同期回路CS0は、微調遅延段回路FC0、粗調遅延段回路CC0、差分シフト回路DS0、相対位相差計測回路RSM0を含んでいる。   As shown in FIG. 2, the semiconductor CHIP0 includes a phase synchronization circuit PLL, a clock synchronization circuit CS0, and first and second functional blocks MOD00 and MOD01. Further, the clock synchronization circuit CS0 includes a fine delay stage circuit FC0, a coarse delay stage circuit CC0, a differential shift circuit DS0, and a relative phase difference measurement circuit RSM0.

微調遅延段回路FC0は、n個の単位微調遅延段FU00〜FU0n−1とn個の経路切り換えスイッチSWF00〜SWF0n−1とから構成される。   The fine adjustment delay stage circuit FC0 includes n unit fine adjustment delay stages FU00 to FU0n-1 and n path changeover switches SWF00 to SWF0n-1.

差分シフト回路DS0は、シフト型スイッチSS0から構成される。   The differential shift circuit DS0 includes a shift type switch SS0.

相対位相差計測回路RSM0は、2n個の単位微調遅延段FUM00〜FUM0n−1、FUD00〜FUD0n−1、n個の経路切り換えスイッチSWM00〜SWM0n−1、位相差情報デコーダRDEC00〜RDEC0n−1、n個のフリップフロップFFM00〜FFM0n−1、2個のレベルシフタLS00、LS01から構成される。   The relative phase difference measurement circuit RSM0 includes 2n unit fine delay stages FUM00 to FUM0n-1, FUD00 to FUD0n-1, n path changeover switches SWM00 to SWM0n-1, phase difference information decoders RDEC00 to RDEC0n-1, n The flip-flops FFM00 to FFM0n-1 and two level shifters LS00 and LS01 are included.

粗調遅延段回路CC0は、1個の可変遅延段VU0、m個の粗調遅延段CU00〜CU0m−1、m個の経路切り換えスイッチSWC00〜SWC0m−1、遅延制御回路DCTL0から構成される。また、遅延制御回路DCTL0は、可変遅延段制御回路VCTL0、粗調遅延段制御回路CCTL0、位相差情報デコーダDEC0、p個のフリップフロップFF0、減算回路ABS0を含んでいる。   The coarse delay stage circuit CC0 includes one variable delay stage VU0, m coarse delay stages CU00 to CU0m-1, m path changeover switches SWC00 to SWC0m-1, and a delay control circuit DCTL0. The delay control circuit DCTL0 includes a variable delay stage control circuit VCTL0, a coarse delay stage control circuit CCTL0, a phase difference information decoder DEC0, p flip-flops FF0, and a subtraction circuit ABS0.

第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01は、クロックバッファBUF00、BUF01、フリップフロップMFF00、MFF01から構成される。この図2では、クロックバッファBUF00、BUF01、フリップフロップMFF00、MFF01を便宜上数個しか記載していないが、これらは1個以上の何個であっても良い。   The first and second functional blocks MOD00 and MOD01 are composed of clock buffers BUF00 and BUF01, and flip-flops MFF00 and MFF01. In FIG. 2, only a few clock buffers BUF00 and BUF01, and flip-flops MFF00 and MFF01 are shown for convenience, but any number of clock buffers BUF00 and BUF01 may be used.

ここで微調遅延段回路FC0の微調遅延段FU00〜FU0n−1と相対位相差計測回路RSM0の単位微調遅延段FUM00〜FUM0n−1、FUD00〜FUD0n−1とは、1段当たりの伝播遅延時間が十分に小さくなるように高速なバッファや小さなキャパシタ等の容量で構成される。一方、粗調遅延段回路CC0では、可変遅延段VU0は微調遅延段1段当たりの伝播遅延時間を最小単位として、可変遅延段制御回路VCTL0の制御信号VFD0によって可変制御される。更に、粗調遅延段回路CC0では、粗調遅延段制御ブロックCCTL0に供給される繰り上り信号CR0と繰り下り信号CB0によって制御されるm個の粗調遅延段CU00〜CU0m−1とm個の経路切り換えスイッチSWC00〜SWC0m−1とによって遅延時間TC0が制御される。   Here, the fine delay stage FU00 to FU0n-1 of the fine delay stage circuit FC0 and the unit fine delay stages FUM00 to FUM0n-1 and FUD00 to FUD0n-1 of the relative phase difference measuring circuit RSM0 are the propagation delay time per stage. It is configured with a capacity such as a high-speed buffer and a small capacitor so as to be sufficiently small. On the other hand, in the coarse delay stage circuit CC0, the variable delay stage VU0 is variably controlled by the control signal VFD0 of the variable delay stage control circuit VCTL0 with the propagation delay time per fine delay stage as the minimum unit. Further, in the coarse delay stage circuit CC0, m coarse delay stages CU00 to CU0m-1 controlled by the carry signal CR0 and the carry signal CB0 supplied to the coarse delay stage control block CCTL0 and m The delay time TC0 is controlled by the path switch SWC00 to SWC0m-1.

位相同期回路PLLから生成されるクロック信号CRIN0は、微調遅延段回路FC0と第2の機能ブロックMOD01に供給される。微調遅延段回路FC0に供給されたクロック信号CRIN0は、差分シフト回路DS0からの遅延量制御信号FD00〜FD0n−1によって指定された遅延時間TF0遅延され、遅延クロック信号CFC0が粗調遅延段回路CC0に供給される。粗調遅延段回路CC0に供給されたクロック信号CFC0は、遅延量情報UD0、CR0、BR0で指定された遅延時間TC0遅延され、遅延クロック信号CIN00が第1の機能ブロックMOD00に供給される。   The clock signal CRIN0 generated from the phase synchronization circuit PLL is supplied to the fine delay stage circuit FC0 and the second functional block MOD01. The clock signal CRIN0 supplied to the fine delay stage circuit FC0 is delayed by the delay time TF0 designated by the delay amount control signals FD00 to FD0n-1 from the differential shift circuit DS0, and the delayed clock signal CFC0 is coarsely delayed stage circuit CC0. To be supplied. The clock signal CFC0 supplied to the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is delayed by the delay time TC0 specified by the delay amount information UD0, CR0, BR0, and the delayed clock signal CIN00 is supplied to the first functional block MOD00.

最初の遅延量情報UD0は、第2の位相差情報RS00〜RS0n−1の位相差情報デコーダDEC0によるデコード結果であり、可変遅延段VU0の遅延量を制御するものである。すなわち、遅延量情報UD0に応答する可変遅延段制御回路VCTL0から生成される制御信号VFD0によって、可変遅延段VU0の遅延量が可変制御される。次の遅延量情報CR0、BR0も、位相差情報デコーダDEC0のデコード結果であるが、可変遅延段VU0の遅延量が最大遅延量2p−1以上となる場合あるいは最小遅延量0以下となる場合に生成される粗調遅延段回路CC0の繰り上り信号CR0あるいは繰り下り信号BR0である。位相差情報デコーダDEC0からの繰り上り信号CR0または繰り下り信号BR0に応答して粗調遅延段制御回路CCTL0の遅延制御信号CD00〜CD0m−1が変化して、m個の粗調遅延段CU00〜CU0m−1とm個の経路切り換えスイッチSWC00〜SWC0m−1とからなる直列遅延段の段数が制御される。 The first delay amount information UD0 is a decoding result of the second phase difference information RS00 to RS0n-1 by the phase difference information decoder DEC0, and controls the delay amount of the variable delay stage VU0. That is, the delay amount of the variable delay stage VU0 is variably controlled by the control signal VFD0 generated from the variable delay stage control circuit VCTL0 that responds to the delay amount information UD0. The next delay amount information CR0 and BR0 are also the decoding results of the phase difference information decoder DEC0, but when the delay amount of the variable delay stage VU0 is greater than or equal to the maximum delay amount 2p -1 or less than the minimum delay amount 0. This is the carry-up signal CR0 or the carry-down signal BR0 of the coarse delay stage circuit CC0 generated at the same time. In response to the carry signal CR0 or the carry signal BR0 from the phase difference information decoder DEC0, the delay control signals CD00 to CD0m-1 of the coarse adjustment delay stage control circuit CCTL0 change, and m coarse adjustment delay stages CU00 to CU00. The number of serial delay stages composed of CU0m-1 and m path switching switches SWC00 to SWC0m-1 is controlled.

粗調遅延段回路CC0から生成される遅延クロック信号CIN00は、第1の機能ブロックMOD00に供給される。この供給後に遅延クロック信号CIN00が第1の機能ブロックMOD00内部の複数の第1のバッファBUF00を伝播してフリップフロップMFF00に到達するのに必要な時間は、伝播遅延時間TM00である。   The delayed clock signal CIN00 generated from the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is supplied to the first functional block MOD00. After this supply, the time required for the delayed clock signal CIN00 to propagate through the plurality of first buffers BUF00 in the first functional block MOD00 and reach the flip-flop MFF00 is a propagation delay time TM00.

一方、位相同期回路PLLから生成されるクロック信号CRIN00も、第2の機能ブロックMOD01に供給される。この供給後にクロック信号CRIN00が第2の機能ブロックMOD01内部の複数の第1のバッファBUF00BUF01を伝播してフリップフロップMFF01に到達するのに必要な時間は、伝播遅延時間TM01である。第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のフリップフロップMFF00、MFF01にそれぞれ供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01は相対位相差計測回路RSM0に供給され、相対位相差計測回路RSM0から第1の位相差情報RD00〜RD0n−1と第2の位相差情報RS00〜RS0n−1が差分シフト回路DS0と粗調遅延段回路CC0とにそれぞれ供給される。第2の位相差情報RS00〜RS0n−1の位相差情報デコーダDEC0によるデコードの結果である遅延量情報UD0に応答して、粗調遅延段回路CC0のp個のフリップフロップFF0と減算回路ABS0とは前クロックサイクルと現クロックサイクルの位相差情報SP0を差分シフト回路DS0へ通知する。   On the other hand, the clock signal CRIN00 generated from the phase synchronization circuit PLL is also supplied to the second functional block MOD01. After this supply, the time required for the clock signal CRIN00 to propagate through the plurality of first buffers BUF00BUF01 inside the second functional block MOD01 and reach the flip-flop MFF01 is a propagation delay time TM01. The first and second clock signals COUT00 and COUT01 supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the first and second functional blocks MOD00 and MOD01, respectively, are supplied to the relative phase difference measurement circuit RSM0, and the relative phase difference measurement circuit The first phase difference information RD00 to RD0n-1 and the second phase difference information RS00 to RS0n-1 are supplied from the RSM0 to the differential shift circuit DS0 and the coarse delay stage circuit CC0, respectively. In response to the delay amount information UD0 that is the result of decoding by the phase difference information decoder DEC0 of the second phase difference information RS00 to RS0n-1, the p flip-flops FF0 and the subtraction circuit ABS0 of the coarse delay stage circuit CC0 Notifies the difference shift circuit DS0 of the phase difference information SP0 between the previous clock cycle and the current clock cycle.

次に、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する際のクロック同期回路CS0の各部の動作を説明する。   Next, the clock synchronization circuit CS0 controls the propagation delay time TF0 of the fine adjustment delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0, and the clocks inside the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 The operation of each part of the clock synchronization circuit CS0 when absorbing the difference (TM00-TM01) in the propagation delay time between the buffers BUF00 and BUF01 will be described.

まず、現サイクルにおける伝播遅延時間の差((TF0+TC0+TM00)−TM01)が、相対位相差計測回路RSM0で計測される。その計測結果である位相差情報としての第1の位相差情報RD00〜RD0n−1と第2の位相差情報RS00〜RS0n−1とは差分シフト回路DS0と位相差情報デコーダDEC0へ通知される。   First, the difference in propagation delay time in the current cycle ((TF0 + TC0 + TM00) −TM01) is measured by the relative phase difference measuring circuit RSM0. The first phase difference information RD00 to RD0n-1 and the second phase difference information RS00 to RS0n-1 as phase difference information, which are measurement results, are notified to the difference shift circuit DS0 and the phase difference information decoder DEC0.

ここで、第2の位相差情報RS00〜RS0n−1は、MSB信号であるRS0n−1に向かってLSB信号であるRS00側からのハイレベルの本数が位相差を示している。第2の位相差情報RS00〜RS0n−1のハイレベルとローレベルの変化点で第1の位相差情報RD00〜RD0n−1は信号がハイレベルとなり、それ以外の点で信号は全てローレベルとなる。第1の位相差情報RD00〜RD0n−1は、差分シフト回路DS0で前述したように制御レイテンシの違いを吸収するための位相差情報SP0による補正を受けて、新たな位相差情報FD00〜FD0n−1が微調遅延段回路FC0の遅延量TF0を制御する。   Here, in the second phase difference information RS00 to RS0n-1, the number of high levels from the RS00 side that is the LSB signal indicates the phase difference toward RS0n-1 that is the MSB signal. The signal of the first phase difference information RD00 to RD0n-1 is at the high level at the change point between the high level and the low level of the second phase difference information RS00 to RS0n-1, and all the signals are at the low level at other points. Become. The first phase difference information RD00 to RD0n-1 is corrected by the phase difference information SP0 for absorbing the difference in control latency as described above in the difference shift circuit DS0, and new phase difference information FD00 to FD0n- 1 controls the delay amount TF0 of the fine delay stage circuit FC0.

一方、第2の位相差情報RS00〜RS0n−1が供給される粗調遅延段回路CC0の内部の位相差情報デコーダDEC0は、第2の位相差情報RS00〜RS0n−1のハイレベルとローレベルの変化点が丁度第2の位相差情報RS00〜RS0n−1の中央になるように粗調遅延段回路CC0の可変遅延段VU0の遅延量をpビットの制御信号UD0で制御する。この時に、可変遅延段VU0の遅延量が最大遅延量2p−1以上、あるいは、最小遅延量0以下となる場合は、粗調遅延段回路CC0の繰り上り信号CR0、あるいは、繰り下り信号BR0をハイレベルに制御して、粗調遅延段回路CC0の段数を1段増加、または1段減少する。可変遅延段制御回路VCTL0は、可変遅延段VU0の遅延量を2p−1階調で制御できるように任意の増減が可能なp−1ビットのカウンタ等で構成される。また、粗調遅延段制御回路CCTL0は、粗調遅延段CC0の段数を1段ずつ増加または減少できるようシフトレジスタ等で構成される。遅延制御回路DCTL0から位相差情報SP0が供給される差分シフト回路DS0は、第1の位相差情報RD00〜RD0n−1を位相差情報SP0で通知されたビット数だけ右シフトあるいは左シフトした補正位相差情報FD00〜FD0n−1を微調遅延段回路FC0へ供給する。 On the other hand, the phase difference information decoder DEC0 in the coarse delay stage circuit CC0 to which the second phase difference information RS00 to RS0n-1 is supplied is the high level and the low level of the second phase difference information RS00 to RS0n-1. The delay amount of the variable delay stage VU0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is controlled by the p-bit control signal UD0 so that the change point is exactly the center of the second phase difference information RS00 to RS0n-1. At this time, if the delay amount of the variable delay stage VU0 is not less than the maximum delay amount 2p -1 or not more than the minimum delay amount 0, the carry signal CR0 or the carry signal BR0 of the coarse delay stage circuit CC0. Is controlled to a high level, and the number of coarse delay stage circuits CC0 is increased by one or decreased by one. The variable delay stage control circuit VCTL0 is configured by a p-1 bit counter or the like that can be arbitrarily increased or decreased so that the delay amount of the variable delay stage VU0 can be controlled with 2 p-1 gradations. The coarse delay stage control circuit CCTL0 includes a shift register or the like so that the number of coarse delay stages CC0 can be increased or decreased by one stage. The differential shift circuit DS0 to which the phase difference information SP0 is supplied from the delay control circuit DCTL0 is a correction position in which the first phase difference information RD00 to RD0n-1 is right-shifted or left-shifted by the number of bits notified by the phase difference information SP0. The phase difference information FD00 to FD0n-1 is supplied to the fine delay stage circuit FC0.

尚、相対位相差計測回路RSM0には、2個のレベルシフタLS00、LS01が配置されている。最初のレベルシフタLS00は、DVFS制御によって第1の機能モジュールMOD00に供給されるクロック信号COUT00の振幅が変化するために追加されたものである。また次のレベルシフタLS01は、最初のレベルシフタLS00の追加によるクロック信号の位相誤差を抑制するために追加されたものである。   The relative phase difference measurement circuit RSM0 is provided with two level shifters LS00 and LS01. The first level shifter LS00 is added because the amplitude of the clock signal COUT00 supplied to the first functional module MOD00 is changed by DVFS control. The next level shifter LS01 is added to suppress the phase error of the clock signal due to the addition of the first level shifter LS00.

《電源変動による遅延時間の差の吸収動作》
図3は、図1と図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第2の電源電圧VDD01が変化する際、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する動作を生滅する図である。
<< Absorption of delay time difference due to power fluctuation >>
FIG. 3 shows that when the second power supply voltage VDD01 changes by DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the clock synchronization circuit CS0 changes the fine delay stage circuit FC0. The propagation delay time TF0 of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 is controlled by controlling the propagation delay time TF0 of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 (TM00−TM01). It is a figure which annihilates the operation | movement which absorbs).

図3(A)に示すように、第1の機能ブロックMOD00に供給される第2の電源電圧VDD01では全期間TRIP_VR0でスイッチングリップルが生じており、時刻T0までは電圧V1を中心に振動する一方、また時刻T2以降は電圧V2を中心に数十ミリボルトの振幅で振動している。また、第1の機能ブロックMOD00の処理負荷は時刻T0を境界に軽負荷となったと想定して、時刻T0〜T1(期間TRIP_WC0)にて負荷変動リップルが生じて第2の電源電圧VDD01が電圧V1から電圧V0へと急激に増加している。その後の時刻T1〜T2(期間TDVFS0)でDVFS制御による第2の電源電圧VDD01の変化が実行され、第2の電源電圧VDD01が電圧V0から電圧V2へと緩やかに降下している。   As shown in FIG. 3A, in the second power supply voltage VDD01 supplied to the first functional block MOD00, a switching ripple is generated in the entire period TRIP_VR0, and it oscillates around the voltage V1 until time T0. In addition, after time T2, it vibrates with an amplitude of several tens of millivolts around the voltage V2. Further, assuming that the processing load of the first functional block MOD00 becomes a light load at the time T0 as a boundary, a load fluctuation ripple occurs at the time T0 to T1 (period TRIP_WC0), and the second power supply voltage VDD01 is The voltage increases rapidly from V1 to voltage V0. At subsequent times T1 to T2 (period TDVFS0), the change of the second power supply voltage VDD01 by the DVFS control is executed, and the second power supply voltage VDD01 gradually drops from the voltage V0 to the voltage V2.

一方、図3(C)に示すように第2の機能ブロックMOD01に供給される第1の電源電圧VDD00では、スイッチングリップルのみが全期間(期間TRIP_VR0)にて生じており、第1の電源電圧VDD00は電圧V3を中心に数十ミリボルトで振動している。   On the other hand, as shown in FIG. 3C, in the first power supply voltage VDD00 supplied to the second functional block MOD01, only the switching ripple occurs in the entire period (period TRIP_VR0), and the first power supply voltage VDD00 vibrates at several tens of millivolts around the voltage V3.

図3(B)は、図3(A)に示すように第1の機能ブロックMOD00に供給される第2の電源電圧VDD01が変化する際に第1の機能ブロックMOD00のための微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とクロックバッファBUF00の伝播遅延時間TM00の変化の様子を示す図である。   FIG. 3B shows a fine delay stage circuit for the first functional block MOD00 when the second power supply voltage VDD01 supplied to the first functional block MOD00 changes as shown in FIG. It is a figure which shows the mode of change of propagation delay time TF0 of FC0, propagation delay time TC0 of coarse adjustment delay stage circuit CC0, and propagation delay time TM00 of clock buffer BUF00.

図3(B)から理解されるように、図3(A)のように第2の電源電圧VDD01が減少する際に、第1の機能ブロックMOD00のクロックバッファBUF00の伝播遅延時間TM00が増加するのに反比例してクロック同期回路CS0の動作によって微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0との合計遅延時間が減少している。   As understood from FIG. 3B, when the second power supply voltage VDD01 decreases as shown in FIG. 3A, the propagation delay time TM00 of the clock buffer BUF00 of the first functional block MOD00 increases. Inversely, the total delay time of the propagation delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 is reduced by the operation of the clock synchronization circuit CS0.

一方、図3(D)から理解されるように、図3(C)のように第2の機能ブロックMOD01に供給される第1の電源電圧VDD00が略一定の電圧V3であるので、第2の機能ブロックMOD01のクロックバッファBUF01の伝播遅延時間TM01も略一定の遅延量に維持されている。   On the other hand, as can be understood from FIG. 3D, the first power supply voltage VDD00 supplied to the second functional block MOD01 is substantially constant voltage V3 as shown in FIG. The propagation delay time TM01 of the clock buffer BUF01 of the functional block MOD01 is also maintained at a substantially constant delay amount.

その結果、第1の機能ブロックMOD00の全伝播遅延時間TM00+TC0+TF0と第2の機能ブロックMOD01の全伝播遅延時間TM01との間にTM00+TC0+TF0=TM01の関係が常に成立するように、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0の合計遅延時間を動的に制御していることが理解される。このようにして、第1の機能ブロックMOD00に供給される第2の電源電圧VDD01が変化しても、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のフリップフロップMFF00、MFF01にそれぞれ供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01との間の相対位相差を低減することか理解できる。   As a result, the clock synchronization circuit CS0 is finely adjusted so that the relationship TM00 + TC0 + TF0 = TM01 always holds between the total propagation delay time TM00 + TC0 + TF0 of the first functional block MOD00 and the total propagation delay time TM01 of the second functional block MOD01. It is understood that the total delay time of the propagation delay time TF0 of the delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is dynamically controlled. In this way, even if the second power supply voltage VDD01 supplied to the first functional block MOD00 changes, the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 are supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the MOD01, respectively. It can be understood that the relative phase difference between the first and second clock signals COUT00 and COUT01 is reduced.

図4は、図1と図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の各部の信号変化の様子を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing how signals change in each part of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 and FIG.

尚、図4の例では、仮に、微調遅延段回路FC0の段数n=16とし、遅延制御回路DCTL0の位相差情報デコーダDEC0に接続されたフリップフロップFF0の個数pをp=4とし、粗調遅延段回路CCの段数m=51としている。しかし、これらの変数は1またはそれ以上の任意の整数とすることができるが、段数nと個数pは2p=nの関係に設定すると、位相差情報UDの数値が低減され、都合が良い。   In the example of FIG. 4, it is assumed that the number n of the fine adjustment delay stage circuit FC0 is n = 16, and the number p of the flip-flops FF0 connected to the phase difference information decoder DEC0 of the delay control circuit DCTL0 is p = 4. The number of stages m of the delay stage circuit CC is 51. However, these variables can be any integer of 1 or more. However, if the number of stages n and the number p are set to a relationship of 2p = n, the numerical value of the phase difference information UD is advantageously reduced.

図4では、クロック信号COUT00、COUT01の位相が比較され、その結果、第1と第2の位相差情報RD0、RS0、位相差情報UD0が変化する。   In FIG. 4, the phases of the clock signals COUT00 and COUT01 are compared, and as a result, the first and second phase difference information RD0 and RS0 and the phase difference information UD0 change.

図4の例では、時刻T0でクロック信号COUT00、COUT01に位相差がないため、第1と第2の位相差情報RD0、RS0は初期状態のままRD0=16’b00000000_10000000、RS0=16‘b11111111_00000000となり、位相差情報デコーダDEC0のデコード結果の位相差情報UD0=0(粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0の変更なし)となる。   In the example of FIG. 4, since there is no phase difference between the clock signals COUT00 and COUT01 at time T0, the first and second phase difference information RD0 and RS0 remain in the initial state as RD0 = 16′b00000000_10000000 and RS0 = 16′b11111111_00000000. Therefore, the phase difference information UD0 = 0 of the decoding result of the phase difference information decoder DEC0 (the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is not changed).

ところが、次回以降のクロック信号COUT00、COUT01の位相比較では、クロック信号COUT00の立ち上りが時刻T2、T7、T11、T15、T19、T23に対して、クロック信号COUT01の立ち上り時刻はT1、T6、T10、T14、T18、T22であり、クロック信号CIN01の位相がクロック信号COUT00の位相よりも進んでいるので、第1と第2の位相差情報RD0、RS0は位相差を反映して時刻T3、T8、T12、T16、T20、T24において変化する。その結果、第1と第2の位相差情報RD0、RS0の変化を反映して位相差情報デコーダDEC0の位相差情報UD0は、時刻T3、T8、T12、T16、T20、T24の各時刻において−1、−1、−2、−2、−3、−3と変化する。   However, in the subsequent phase comparison of the clock signals COUT00 and COUT01, the rising edge of the clock signal COUT01 is T1, T6, T10, and the rising time of the clock signal COUT01 is T1, T6, T10, and T23. Since the phase of the clock signal CIN01 is ahead of the phase of the clock signal COUT00, the first and second phase difference information RD0 and RS0 reflect the phase difference, and time T3, T8, It changes at T12, T16, T20, and T24. As a result, the phase difference information UD0 of the phase difference information decoder DEC0 reflects the change of the first and second phase difference information RD0 and RS0, and the time difference TUD, the phase difference information UD0 of the phase difference information decoder DEC0 is It changes with 1, -1, -2, -2, -3, -3.

位相差情報デコーダDEC0の位相差情報UD0の変化に応答して前クロックサイクルと現クロックサイクルの位相差情報SP0は、位相同期回路PLLからのクロック信号CRIN0に同期する時刻T5、T9、T13、T17、T21、T25において0、−1、0、−1、0、−1、0と変化する。   In response to the change in the phase difference information UD0 of the phase difference information decoder DEC0, the phase difference information SP0 between the previous clock cycle and the current clock cycle is synchronized with the clock signal CRIN0 from the phase synchronization circuit PLL at times T5, T9, T13, T17. , T21, T25 change to 0, -1, 0, -1, 0, -1, 0.

微調遅延段回路FC0の遅延量TF0を制御する制御信号FD0は、位相差情報SP0の変化に応答して16‘b00000000_10000000、16’b00000000_01000000、…と変化をする。   The control signal FD0 for controlling the delay amount TF0 of the fine delay stage circuit FC0 changes to 16′b00000000_10000000, 16′b00000000_01000000,... In response to the change of the phase difference information SP0.

また、粗調遅延段回路CC0の可変遅延段VU0の遅延量を制御する制御信号VFD0は、位相差情報SP0の変化と制御信号FD0の変化よりもクロック信号CRINの1サイクル遅延して、時刻T9、T13、T17、T21、T25において、2、1、0、14、12、9と変化する。   Further, the control signal VFD0 for controlling the delay amount of the variable delay stage VU0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is delayed by one cycle of the clock signal CRIN from the change of the phase difference information SP0 and the change of the control signal FD0, so , T13, T17, T21, and T25 change to 2, 1, 0, 14, 12, and 9, respectively.

一方、時刻T12で、位相差情報デコーダDEC0のデコード結果の粗調遅延段回路CC0の繰り下り信号BR0がハイレベルとなり、時刻T17で粗調遅延段回路CC0の粗調遅延段CU00〜CU0m−1の段数mを制御する遅延制御信号CD0の値の45から44への減少によって、粗調遅延段回路CC0の可変遅延段VU0の伝播遅延時間を制御する制御信号VFD0のアンダーフローを防止する。尚、遅延制御信号CD0の値の45から44への変更は、51ビットの遅延制信号CD0のハイレベルのビット位置の45ビット目から44ビット目への変更で実行される。   On the other hand, at time T12, the carry-down signal BR0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 of the decoding result of the phase difference information decoder DEC0 becomes high level, and at time T17, the coarse adjustment delay stages CU00 to CU0m−1 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0. By reducing the value of the delay control signal CD0 that controls the number of stages m from 45 to 44, an underflow of the control signal VFD0 that controls the propagation delay time of the variable delay stage VU0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is prevented. The change of the value of the delay control signal CD0 from 45 to 44 is executed by changing the high-level bit position of the 51-bit delay control signal CD0 from the 45th bit to the 44th bit.

図4に示した制御信号の中で、位相情報RS0、RD0、UD0と繰り上り信号CR0と繰り下り信号BR0とはクロック信号COUT00、COUT01に同期する一方、前クロックサイクルと現クロックサイクルの位相差情報SP0と微調遅延段回路FC0の遅延量制御信号FD0と粗調遅延段回路CC0の可変遅延段VU0の制御信号VFD0と粗調遅延段CU00〜CU0m−1の段数mを制御する遅延制御信号CD0とは位相同期回路PLLからのクロック信号CRIN0に同期する。   Among the control signals shown in FIG. 4, the phase information RS0, RD0, UD0, the carry signal CR0 and the carry signal BR0 are synchronized with the clock signals COUT00, COUT01, while the phase difference between the previous clock cycle and the current clock cycle. Information SP0, delay amount control signal FD0 of fine adjustment delay stage circuit FC0, control signal VFD0 of variable delay stage VU0 of coarse adjustment delay stage circuit CC0, and delay control signal CD0 for controlling the number m of coarse adjustment delay stages CU00 to CU0m-1 Is synchronized with the clock signal CRIN0 from the phase synchronization circuit PLL.

図5は、図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0の粗調遅延段回路CC0の遅延制御回路DCTL0の位相差情報デコーダDEC0の動作を説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the phase difference information decoder DEC0 of the delay control circuit DCTL0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 of the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG.

尚、図5の例でも、微調遅延段回路FC0の段数nはn=16に、遅延制御回路DCTL0の位相差情報デコーダDEC0に接続されたフリップフロップFF0の個数pはp=4に、それぞれ設定されている。   In the example of FIG. 5, the number n of fine delay stage circuit FC0 is set to n = 16, and the number p of flip-flops FF0 connected to phase difference information decoder DEC0 of delay control circuit DCTL0 is set to p = 4. Has been.

位相差情報デコーダDEC0は、16ビットの第2の位相差情報RS0に応答して、位相差情報RS0のビット列の1と0の変化点が8ビット位置から何ビットシフトしているかを正負符号の値ΔUDを出力する。この正負符号の値ΔUDは、次サイクルでの微調遅延段回路FC0の遅延量TF0を制御する遅延変更量UD0を決定するものである。   In response to the 16-bit second phase difference information RS0, the phase difference information decoder DEC0 indicates how many bits the change point of 1 and 0 of the bit string of the phase difference information RS0 is shifted from the 8-bit position with a positive or negative sign. The value ΔUD is output. The value ΔUD of the positive / negative sign determines the delay change amount UD0 for controlling the delay amount TF0 of the fine delay stage circuit FC0 in the next cycle.

[実施の形態2]
図6は、本発明の第2の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the semiconductor chip CHIP0 according to the second embodiment of the present invention.

図6に示す本発明の第2の実施の形態による半導体チップCHIP0が図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0と相違するのは、図2に示した半導体チップCHIP0とは、反対に図6に示す半導体チップCHIP0では第1の機能ブロックMOD00に固定の第1の電源電圧VDD00が供給され、第2の機能ブロックMOD01にDVFS制御により電圧が動的に制御される第2の電源電圧VDD01が供給される点である。   The semiconductor chip CHIP0 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 is different from the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 in that the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. In contrast, in the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. 6, the fixed first power supply voltage VDD00 is supplied to the first functional block MOD00, and the voltage is dynamically controlled by the DVFS control to the second functional block MOD01. The second power supply voltage VDD01 is supplied.

次の相違点は、下記の点である。   The following differences are as follows.

すなわち、図6に示す半導体チップCHIP0では、例えば第2の機能ブロックMOD01に供給される第2の電源電圧VDD01が減少して第2の機能ブロックMOD01内部の複数の第2のバッファBUF01の第2の伝播遅延時間TM01が増加すると、クロック同期回路CS0の微調遅延段回路FC0の遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の遅延時間TC0の合計遅延時間が増加する。従って、第1の機能ブロックMOD00の全伝播遅延時間TM00+TC0+TF0の増加と第2の機能ブロックMOD01での伝播遅延時間TM01の増加とが一致するように、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0との合計遅延時間を動的に制御するものである。このようにして、第2の機能ブロックMOD01に供給される第2の電源電圧VDD01が変化しても、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のフリップフロップMFF00、MFF01にそれぞれ供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01との間の相対位相差を低減することか理解できる。   That is, in the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. 6, for example, the second power supply voltage VDD01 supplied to the second functional block MOD01 decreases, and the second of the plurality of second buffers BUF01 inside the second functional block MOD01. When the propagation delay time TM01 increases, the total delay time of the delay time TF0 of the fine adjustment delay stage circuit FC0 of the clock synchronization circuit CS0 and the delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 increases. Therefore, the clock synchronization circuit CS0 propagates the fine delay stage circuit FC0 so that the increase in the total propagation delay time TM00 + TC0 + TF0 in the first functional block MOD00 and the increase in the propagation delay time TM01 in the second functional block MOD01 coincide. The total delay time of the delay time TF0 and the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is dynamically controlled. In this way, even if the second power supply voltage VDD01 supplied to the second functional block MOD01 changes, the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 are supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the MOD01, respectively. It can be understood that the relative phase difference between the first and second clock signals COUT00 and COUT01 is reduced.

《電源変動による遅延時間の差の吸収動作》
図7は、図6に示した本発明の第2の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第2の電源電圧VDD01が変化する際、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する動作を生滅する図である。
<< Absorption of delay time difference due to power fluctuation >>
FIG. 7 shows the propagation delay of the fine delay stage circuit FC0 when the second power supply voltage VDD01 changes by the DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. Controls the time TF0 and the propagation delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 to absorb the difference (TM00-TM01) between the propagation delay times of the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 and the clock buffers BUF00 and BUF01. FIG.

図7(A)に示すように、第2の機能ブロックMOD01に供給される第2の電源電圧VDD01では全期間TRIP_VR0でスイッチングリップルが生じており、時刻T0までは電圧V1を中心に振動する一方、また時刻T2以降は電圧V2を中心に数十ミリボルトの振幅で振動している。また、第2の機能ブロックMOD01の処理負荷は時刻T0を境界に軽負荷となったと想定して、時刻T0〜T1(期間TRIP_WC0)にて負荷変動リップルが生じて第2の電源電圧VDD01が電圧V1から電圧V0へと急激に増加している。その後の時刻T1〜T2(期間TDVFS0)でDVFS制御による第2の電源電圧VDD01の変化が実行され、第2の電源電圧VDD01が電圧V0から電圧V2へと緩やかに降下している。   As shown in FIG. 7A, in the second power supply voltage VDD01 supplied to the second functional block MOD01, a switching ripple is generated in the entire period TRIP_VR0, and it oscillates around the voltage V1 until time T0. In addition, after time T2, it vibrates with an amplitude of several tens of millivolts around the voltage V2. Further, assuming that the processing load of the second functional block MOD01 becomes a light load at the time T0 as a boundary, a load fluctuation ripple occurs at the time T0 to T1 (period TRIP_WC0), and the second power supply voltage VDD01 becomes the voltage. The voltage increases rapidly from V1 to voltage V0. At subsequent times T1 to T2 (period TDVFS0), the change of the second power supply voltage VDD01 by the DVFS control is executed, and the second power supply voltage VDD01 gradually drops from the voltage V0 to the voltage V2.

一方、図7(C)に示すように第1の機能ブロックMOD00に供給される第1の電源電圧VDD00では、スイッチングリップルのみが全期間(期間TRIP_VR0)にて生じており、第1の電源電圧VDD00は電圧V3を中心に数十ミリボルトで振動している。   On the other hand, as shown in FIG. 7C, in the first power supply voltage VDD00 supplied to the first functional block MOD00, only the switching ripple occurs in the entire period (period TRIP_VR0), and the first power supply voltage VDD00 vibrates at several tens of millivolts around the voltage V3.

図7(B)は、図7(A)に示すように第2の機能ブロックMOD01に供給される第2の電源電圧VDD01が変化する際に第2の機能ブロックMOD01内部の変化の様子を示す図である。   FIG. 7B shows how the second functional block MOD01 changes when the second power supply voltage VDD01 supplied to the second functional block MOD01 changes as shown in FIG. 7A. FIG.

図7(B)から理解されるように、図7(A)のように第2の電源電圧VDD01が減少する際に、第2の機能ブロックMOD01のクロックバッファBUF01の伝播遅延時間TM01が増加している。   As can be understood from FIG. 7B, when the second power supply voltage VDD01 decreases as shown in FIG. 7A, the propagation delay time TM01 of the clock buffer BUF01 of the second functional block MOD01 increases. ing.

一方、図7(D)から理解されるように、図7(C)のように第1の機能ブロックMOD00に供給される第1の電源電圧VDD00が略一定の電圧V3であるので、第1の機能ブロックMOD00のクロックバッファBUF00の伝播遅延時間TM00は略一定の遅延量に維持されている。しかし、図7(D)のように、クロック同期回路CS0の動作によって微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0の合計遅延時間が増加しているので、第1の機能ブロックMOD00の全伝播遅延時間TM00+TC0+TF0が増加している。   On the other hand, as can be seen from FIG. 7D, the first power supply voltage VDD00 supplied to the first functional block MOD00 is substantially constant voltage V3 as shown in FIG. The propagation delay time TM00 of the clock buffer BUF00 of the functional block MOD00 is maintained at a substantially constant delay amount. However, as shown in FIG. 7D, the total delay time of the propagation delay time TF0 of the fine delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse delay stage circuit CC0 is increased by the operation of the clock synchronization circuit CS0. The total propagation delay time TM00 + TC0 + TF0 of the first functional block MOD00 is increased.

その結果、第1の機能ブロックMOD00の全伝播遅延時間TM00+TC0+TF0と第2の機能ブロックMOD01の全伝播遅延時間TM01との間にTM00+TC0+TF0=TM01の関係が常に成立するように、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0の合計遅延時間を動的に制御していることが理解される。このようにして、第2の機能ブロックMOD01に供給される第2の電源電圧VDD01が変化しても、第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のフリップフロップMFF00、MFF01にそれぞれ供給される第1と第2のクロック信号COUT00、COUT01との間の相対位相差を低減することか理解できる。   As a result, the clock synchronization circuit CS0 is finely adjusted so that the relationship TM00 + TC0 + TF0 = TM01 always holds between the total propagation delay time TM00 + TC0 + TF0 of the first functional block MOD00 and the total propagation delay time TM01 of the second functional block MOD01. It is understood that the total delay time of the propagation delay time TF0 of the delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is dynamically controlled. In this way, even if the second power supply voltage VDD01 supplied to the second functional block MOD01 changes, the first and second functional blocks MOD00 and MOD01 are supplied to the flip-flops MFF00 and MFF01 in the MOD01, respectively. It can be understood that the relative phase difference between the first and second clock signals COUT00 and COUT01 is reduced.

[実施の形態3]
図8は、本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0の構成を示す図である。尚、半導体CHIP0に内蔵された位相同期回路PLLと、クロック同期回路CS0と、第1と第2の第3の機能ブロックMOD00、MOD01、MOD02との各回路は、それぞれNチャンネルMOSトランジスタとPチャンネルMOSトランジスタとを含むCMOS回路によって構成されている。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention. The phase synchronization circuit PLL, the clock synchronization circuit CS0, and the first and second functional blocks MOD00, MOD01, and MOD02 built in the semiconductor CHIP0 are respectively composed of an N channel MOS transistor and a P channel. A CMOS circuit including a MOS transistor is used.

図8に示す本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0が図2に示した本発明の第1の実施の形態による半導体チップCHIP0と相違するのは、図2に示した半導体チップCHIP0と同様に図8に示す半導体チップCHIP0では第1の機能ブロックMOD00にDVFS制御により電圧が動的に制御される第2の電源電圧VDD01が供給され、第2の機能ブロックMOD01に固定の第1の電源電圧VDD00が供給されるだけではなく、第3の機能ブロックMOD02にもDVFS制御により電圧が動的に制御される第3の電源電圧VDD02が供給される点である。   The semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is different from the semiconductor chip CHIP0 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 in that the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. Similarly to the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. 8, the second power supply voltage VDD01 whose voltage is dynamically controlled by DVFS control is supplied to the first functional block MOD00, and the first functional block MOD01 is fixed to the first functional block MOD01. The third power supply voltage VDD00 is supplied, and the third power supply voltage VDD02 whose voltage is dynamically controlled by the DVFS control is also supplied to the third functional block MOD02.

次の相違点は、下記の点である。   The following differences are as follows.

すなわち、図8に示す半導体チップCHIP0では、第3の機能ブロックMOD02は第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01と同様に、クロックバッファBUF02とフリップフロップMFF02とから構成される。更に、図8に示す半導体チップCHIP0は第3の機能ブロックMOD02のための微調遅延段回路FC1、粗調遅延段回路CC1、差分シフト回路DS1、相対位相差計測回路RSM1を含んでいる。尚、第3の機能ブロックMOD02のための微調遅延段回路FC1、粗調遅延段回路CC1、差分シフト回路DS1、相対位相差計測回路RSM1の構成は、第1の機能ブロックMOD00のための微調遅延段回路FC0、粗調遅延段回路CC0、差分シフト回路DS0、相対位相差計測回路RSM0の構成と同一であるので、詳細な説明は省略する。   That is, in the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. 8, the third functional block MOD02 is composed of the clock buffer BUF02 and the flip-flop MFF02, like the first and second functional blocks MOD00 and MOD01. Further, the semiconductor chip CHIP0 shown in FIG. 8 includes a fine delay stage circuit FC1, a coarse delay stage circuit CC1, a differential shift circuit DS1, and a relative phase difference measurement circuit RSM1 for the third functional block MOD02. Note that the fine delay stage circuit FC1, the coarse delay stage circuit CC1, the differential shift circuit DS1, and the relative phase difference measurement circuit RSM1 for the third functional block MOD02 have the same fine delay for the first functional block MOD00. Since the configuration is the same as that of the stage circuit FC0, the coarse delay stage circuit CC0, the difference shift circuit DS0, and the relative phase difference measurement circuit RSM0, detailed description is omitted.

《電源変動による遅延時間の差の吸収動作》
図9は、図8に示した本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0においてDVFS制御によって第3の電源電圧VDD02が変化する際、クロック同期回路CS1が微調遅延段回路FC1の伝播遅延時間TF1と粗調遅延段回路CC1の伝播遅延時間TC1とを制御して第2と第3の機能ブロックMOD01、MOD02内部のクロックバッファBUF01、BUF02の伝播遅延時間の差(TM01−TM02)を吸収する動作を生滅する図である。
<< Absorption of delay time difference due to power fluctuation >>
FIG. 9 shows the propagation delay of the fine delay stage circuit FC1 when the third power supply voltage VDD02 is changed by the DVFS control in the semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. Controls the time TF1 and the propagation delay time TC1 of the coarse delay stage circuit CC1 to absorb the difference (TM01-TM02) in the propagation delay times of the clock buffers BUF01 and BUF02 in the second and third functional blocks MOD01 and MOD02 FIG.

尚、図9(A)、(B)、(C)、(D)には、図3(A)、(B)、(C)、(D)と同様に、半導体チップCHIP0にて、DVFS制御によって第2の電源電圧VDD01が変化する際、クロック同期回路CS0が微調遅延段回路FC0の伝播遅延時間TF0と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC0とを制御して第1と第2の機能ブロックMOD00、MOD01内部のクロックバッファBUF00、BUF01の伝播遅延時間の差(TM00−TM01)を吸収する動作を生滅する様子が示されている。   9 (A), (B), (C), and (D) show DVFS in the semiconductor chip CHIP0 as in FIGS. 3 (A), (B), (C), and (D). When the second power supply voltage VDD01 is changed by the control, the clock synchronization circuit CS0 controls the propagation delay time TF0 of the fine adjustment delay stage circuit FC0 and the propagation delay time TC0 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 to control the first and second It shows how the operation of absorbing the difference (TM00-TM01) in the propagation delay time between the clock buffers BUF00 and BUF01 in the functional blocks MOD00 and MOD01 is extinguished.

更に図9(E)に示すように、第3の機能ブロックMOD02に供給される第3の電源電圧VDD02では全期間TRIP_VR1でスイッチングリップルが生じており、時刻T3までは電圧V2を中心に振動する。また、第3の機能ブロックMOD02の処理負荷は時刻T3を境界に軽負荷から重負荷に変化したと想定して、時刻T3〜T4(期間TDVFS1)でDVFS制御による第3の電源電圧VDD02の変化が実行され、第3の電源電圧VDD02が電圧V2から電圧V0へと緩やかに上昇している。その後に、時刻T4〜T5(期間TRIP_WC1)にて負荷変動リップルが生じて第3の電源電圧VDD02が電圧V0から電圧V1へと急激に減少している。一方、また時刻T5以降は、第3の電源電圧VDD02が電圧V2を中心に数十ミリボルトの振幅で振動している。   Further, as shown in FIG. 9E, in the third power supply voltage VDD02 supplied to the third functional block MOD02, a switching ripple occurs in the entire period TRIP_VR1, and it oscillates around the voltage V2 until time T3. . Further, assuming that the processing load of the third functional block MOD02 has changed from a light load to a heavy load at time T3 as a boundary, a change in the third power supply voltage VDD02 by DVFS control at times T3 to T4 (period TDVFS1) Is executed, and the third power supply voltage VDD02 gradually rises from the voltage V2 to the voltage V0. Thereafter, a load fluctuation ripple occurs at times T4 to T5 (period TRIP_WC1), and the third power supply voltage VDD02 rapidly decreases from the voltage V0 to the voltage V1. On the other hand, after time T5, the third power supply voltage VDD02 oscillates with an amplitude of several tens of millivolts around the voltage V2.

図9(F)は、図9(E)に示すように第3の機能ブロックMOD02に供給される第3の電源電圧VDD02が変化する際に第3の機能ブロックMOD02のための微調遅延段回路FC1の伝播遅延時間TF1と粗調遅延段回路CC1の伝播遅延時間TC1とクロックバッファBUF02の伝播遅延時間TM02の変化の様子を示す図である。   FIG. 9F shows a fine delay stage circuit for the third functional block MOD02 when the third power supply voltage VDD02 supplied to the third functional block MOD02 changes as shown in FIG. It is a figure which shows the mode of change of propagation delay time TF1 of FC1, propagation delay time TC1 of coarse adjustment delay stage circuit CC1, and propagation delay time TM02 of clock buffer BUF02.

図9(F)から理解されるように、図9(E)のように第3の電源電圧VDD02が増大する際に、第3の機能ブロックMOD02のクロックバッファBUF02の伝播遅延時間TM02が減少するのに反比例してクロック同期回路CS1の動作によって微調遅延段回路FC1の伝播遅延時間TF1と粗調遅延段回路CC1の伝播遅延時間TC1との合計遅延時間が増加している。   As can be understood from FIG. 9F, when the third power supply voltage VDD02 increases as shown in FIG. 9E, the propagation delay time TM02 of the clock buffer BUF02 of the third functional block MOD02 decreases. Inversely, the total delay time of the propagation delay time TF1 of the fine delay stage circuit FC1 and the propagation delay time TC1 of the coarse delay stage circuit CC1 is increased by the operation of the clock synchronization circuit CS1.

その結果、第3の機能ブロックMOD02の全伝播遅延時間TM02+TC1+TF1と第2の機能ブロックMOD01の全伝播遅延時間TM01との間にTM02+TC1+TF1=TM01の関係が常に成立するように、クロック同期回路CS1が微調遅延段回路FC1の伝播遅延時間TF1と粗調遅延段回路CC0の伝播遅延時間TC1の合計遅延時間を動的に制御していることが理解される。このようにして、第3の機能ブロックMOD02に供給される第3の電源電圧VDD02が変化しても、第2と第3の機能ブロックMOD01、MOD02内部のフリップフロップMFF01、MFF02にそれぞれ供給される第2と第3のクロック信号COUT01、COUT02との間の相対位相差を低減することか理解できる。   As a result, the clock synchronization circuit CS1 is finely adjusted so that the relationship TM02 + TC1 + TF1 = TM01 always holds between the total propagation delay time TM02 + TC1 + TF1 of the third functional block MOD02 and the total propagation delay time TM01 of the second functional block MOD01. It is understood that the total delay time of the propagation delay time TF1 of the delay stage circuit FC1 and the propagation delay time TC1 of the coarse adjustment delay stage circuit CC0 is dynamically controlled. In this way, even if the third power supply voltage VDD02 supplied to the third functional block MOD02 changes, the second and third functional blocks MOD01 and MOD02 are supplied to the flip-flops MFF01 and MFF02, respectively. It can be understood that the relative phase difference between the second and third clock signals COUT01 and COUT02 is reduced.

以上説明したように、図8に示した本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0によれば、供給クロック源としての位相同期回路PLLから供給先の複数の機能ブロックフリップフロップまでの伝播遅延時間を略等しく設定することができるため、多数の機能ブロックを内蔵する半導体チップのタイミング設計が容易となると言う効果がある。   As described above, according to the semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8, propagation from the phase synchronization circuit PLL as the supply clock source to the plurality of functional block flip-flops at the supply destination Since the delay times can be set substantially equal, there is an effect that the timing design of a semiconductor chip incorporating a large number of functional blocks becomes easy.

以上、本発明者によってなされた発明を種々の実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on various embodiments. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、図8に示した本発明の第3の実施の形態による半導体チップCHIP0において、機能ブロックの個数を4個またはそれ以上として電源電圧を4種類またはそれ以上とすることができる。   For example, in the semiconductor chip CHIP0 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the number of functional blocks can be four or more, and the power supply voltages can be four or more.

更に、本発明はDVFS制御によって電源電圧が変化される際の半導体チップ内部の複数の機能ブロックの遅延時間の相違を低減できるだけではなく、半導体チップの製造プロセスによる半導体チップ内部の複数の機能ブロックの不均一性または半導体チップ内部の複数の機能ブロックの温度分布の不均一性に依存する遅延時間の相違を低減することが可能である。   Furthermore, the present invention can not only reduce the difference in delay time of the plurality of functional blocks in the semiconductor chip when the power supply voltage is changed by DVFS control, but also can reduce the difference between the plurality of functional blocks in the semiconductor chip by the semiconductor chip manufacturing process. It is possible to reduce a difference in delay time depending on nonuniformity or nonuniformity of temperature distribution of a plurality of functional blocks inside a semiconductor chip.

また更に、半導体チップCHIP0の第1と第2と第3の電源電圧VDD00、VDD01、VDD02は、半導体チップCHIP0の外部から供給されるだけではなく半導体チップCHIP0に内蔵されるオンチップ電圧レギュレータから供給されることも可能である。   Furthermore, the first, second and third power supply voltages VDD00, VDD01 and VDD02 of the semiconductor chip CHIP0 are not only supplied from the outside of the semiconductor chip CHIP0 but also supplied from an on-chip voltage regulator built in the semiconductor chip CHIP0. It is also possible.

CHIP0…半導体チップ
PLL…位相同期回路
VDD00、VDD01、VDD02…電源電圧
FC0…微調遅延段回路
FU00〜FU0n−1…単位微調遅延段
SWF00〜SWF0n−1…経路切り換えスイッチ
TF0…微調遅延段回路FC0のクロック伝播遅延時間
FD00〜FD0n−1…微調遅延段制御信号
DS0…差分シフト回路
SS0…シフト型スイッチ
RSM0…相対位相差計測回路
FDR0…微調遅延段調整回路
FUM00〜FUM0n−1…単位微調遅延段
SWM00〜SWM0n−1…経路切り換えスイッチ
LS0、LS1…レベルシフタ
RD、RS…位相差情報
FFM00〜FFMM0n−1…位相差情報保持フリップフロップ
FUD00〜FUD0n−1…単位微調遅延段
CC0…粗調遅延段回路
VU0…可変遅延段回路
CU0…単位粗調遅延段回路
TC0…粗調遅延段回路CC0のクロック伝播遅延時間
VFD0…可変遅延段制御信号
CD00〜CD0m−1…粗調遅延段制御信号
ABS0…減算回路
VCTL0…可変遅延段制御回路
CCTL0…粗調遅延段制御回路
CR0…繰り上り信号
BR0…繰り下がり信号
DE0C…位相差情報デコーダ
SP0…位相差情報
FF0…位相差情報保持用フリップフロップ
DCTL0…粗調遅延段制御部
MOD0、1、2…機能ブロック
CHIP0 ... semiconductor chip PLL ... phase synchronization circuit VDD00, VDD01, VDD02 ... power supply voltage FC0 ... fine adjustment delay stage circuit FU00-FU0n-1 ... unit fine adjustment delay stage SWF00-SWF0n-1 ... path switch TF0 ... fine adjustment delay stage circuit FC0 Clock propagation delay time FD00 to FD0n-1 ... fine adjustment delay stage control signal DS0 ... difference shift circuit SS0 ... shift type switch RSM0 ... relative phase difference measurement circuit FDR0 ... fine adjustment delay stage adjustment circuit FUM00 to FUM0n-1 ... unit fine adjustment delay stage SWM00 ~ SWM0n-1 ... path changeover switch LS0, LS1 ... level shifter RD, RS ... phase difference information FFM00 to FFMM0n-1 ... phase difference information holding flip-flop FUD00 to FUD0n-1 ... unit fine adjustment delay stage CC0 ... coarse adjustment delay stage circuit VU0: variable delay stage circuit CU0: unit coarse adjustment delay stage circuit TC0: coarse propagation delay stage circuit CC0 clock propagation delay time VFD0: variable delay stage control signal CD00-CD0m-1 ... coarse adjustment delay stage control signal ABS0: subtraction circuit VCTL0 ... variable delay stage control circuit CCTL0 ... coarse delay stage control circuit CR0 ... carry-up signal BR0 ... carry-down signal DE0C ... phase difference information decoder SP0 ... phase difference information FF0 ... phase difference information holding flip-flop DCTL0 ... coarse delay Stage control unit MOD0, 1, 2, ... function block

Claims (18)

第1の機能ブロックと、第2の機能ブロックと、クロック生成回路と、クロック供給回路とを具備して、
前記クロック生成回路から、クロック信号が生成可能とされ、
前記第1の機能ブロックと前記第2の機能ブロックには、電圧値の相違する第1と第2の電源電圧が供給可能とされており、
前記第1の機能ブロックは、前記第1と前記第2の電源電圧の一方の電源電圧が供給可能な第1の内部回路と第1の論理回路とを含み、
前記第2の機能ブロックは、前記第1と前記第2の電源電圧の他方の電源電圧が供給可能な第2の内部回路と第2の論理回路とを含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路と前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路とを介して、前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路に第1の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路を介して、前記第2の機能ブロックの前記第2の論理回路に第2の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路は、微調遅延段回路と粗調遅延段回路と位相差計測回路とを含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路と前記粗調遅延段回路の直列経路と前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路とを介して、前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路に前記第1の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の微調遅延時間の微調変化幅は、前記クロック供給回路の前記粗調遅延段回路の粗調遅延時間の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされており、
前記クロック供給回路の前記位相差計測回路は前記第1の動作クロック信号と前記第2の動作クロック信号との間の位相差に応答して前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間とを制御可能とされる
ことを特徴とする半導体集積回路。
A first functional block, a second functional block, a clock generation circuit, and a clock supply circuit;
A clock signal can be generated from the clock generation circuit,
The first functional block and the second functional block can be supplied with first and second power supply voltages having different voltage values,
The first functional block includes a first internal circuit and a first logic circuit capable of supplying one of the first and second power supply voltages,
The second functional block includes a second internal circuit and a second logic circuit capable of supplying the other power supply voltage of the first and second power supply voltages,
The clock signal generated from the clock generation circuit is transferred to the first logic circuit of the first functional block via the clock supply circuit and the first internal circuit of the first functional block. It can be transmitted as the first operation clock signal,
The clock signal generated from the clock generation circuit is supplied to the second logic circuit of the second functional block via the second internal circuit of the second functional block. Can be communicated as
The clock supply circuit includes a fine delay stage circuit, a coarse delay stage circuit, and a phase difference measurement circuit,
The clock signal generated from the clock generation circuit passes through the series path of the fine delay stage circuit and the coarse delay stage circuit of the clock supply circuit and the first internal circuit of the first functional block. The first functional block can be transmitted to the first logic circuit as the first operation clock signal.
The fine change width of the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit can be set to a value smaller than the coarse change width of the coarse delay time of the coarse delay stage circuit of the clock supply circuit. And
The phase difference measurement circuit of the clock supply circuit responds to a phase difference between the first operation clock signal and the second operation clock signal, and the fine delay time and the coarse adjustment of the fine delay stage circuit. A semiconductor integrated circuit characterized in that the coarse delay time of a delay stage circuit can be controlled.
請求項1に記載の半導体集積回路であって、
前記第1の機能ブロックに供給される前記一方の電源電圧が低下することによって前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路の第1の伝播遅延時間が増大する際に、前記クロック供給回路の前記位相差計測回路は前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間との合計遅延時間を減少させる
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 1,
The clock supply circuit when the first propagation delay time of the first internal circuit of the first functional block increases due to a decrease in the one power supply voltage supplied to the first functional block The phase difference measuring circuit reduces a total delay time of the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit and the coarse delay time of the coarse delay stage circuit. circuit.
請求項2に記載の半導体集積回路であって、
前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間の変更の応答速度は、前記クロック供給回路の前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされており、
前記クロック供給回路は、前記位相差計測回路と前記微調遅延段回路との間に接続された差分シフト回路を更に含むものであり、
前記クロック同期回路の前記粗調遅延段回路は、前サイクルの位相差情報を前記差分シフト回路へ通知するものであり、
前記差分シフト回路は、前記位相差計測回路から供給される現在のサイクルにおける第1の位相差情報と前記前サイクルの前記位相差情報との減算の演算結果の遅延量制御信号を前記微調遅延段回路へ通知するものである
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 2,
The response speed of changing the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit can be set faster than the response speed of changing the coarse delay time of the coarse delay stage circuit of the clock supply circuit And
The clock supply circuit further includes a difference shift circuit connected between the phase difference measurement circuit and the fine delay stage circuit,
The coarse delay stage circuit of the clock synchronization circuit notifies the difference shift circuit of the phase difference information of the previous cycle,
The difference shift circuit outputs a delay amount control signal as a result of subtraction between the first phase difference information in the current cycle supplied from the phase difference measurement circuit and the phase difference information in the previous cycle, to the fine delay stage. A semiconductor integrated circuit characterized by notifying a circuit.
請求項3に記載の半導体集積回路であって、
前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路は、前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路に前記第1の動作クロック信号を伝達する第1のクロックバッファを含むものであり、
前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路は、前記第2の機能ブロックの前記第2の論理回路に前記第2の動作クロック信号として伝達する第2のクロックバッファを含むものである
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 3,
The first internal circuit of the first functional block includes a first clock buffer that transmits the first operation clock signal to the first logic circuit of the first functional block;
The second internal circuit of the second functional block includes a second clock buffer that transmits the second operation circuit to the second logic circuit of the second functional block as the second operation clock signal. A semiconductor integrated circuit.
請求項4に記載の半導体集積回路であって、
前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路は、前記第1のクロックバッファから伝達される前記第1の動作クロック信号がトリガ入力端子に供給される第1のフリップフロップを含むものであり、
前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路は、前記第2のクロックバッファから伝達される前記第2の動作クロック信号がトリガ入力端子に供給される第2のフリップフロップを含むものである
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 4,
The first logic circuit of the first functional block includes a first flip-flop to which the first operation clock signal transmitted from the first clock buffer is supplied to a trigger input terminal. ,
The second internal circuit of the second functional block includes a second flip-flop in which the second operation clock signal transmitted from the second clock buffer is supplied to a trigger input terminal. A semiconductor integrated circuit.
請求項5に記載の半導体集積回路であって、
第3の電源電圧が供給可能とされた第3の機能ブロックを更に具備して、
前記第3の機能ブロックは、前記第3の電源電圧が供給可能な第3の内部回路と第3の論理回路とを含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路と前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路とを介して、前記第3の機能ブロックの前記第3の論理回路に第3の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路は、他の微調遅延段回路と他の粗調遅延段回路と他の位相差計測回路とを更に含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路と前記他の粗調遅延段回路の直列経路と前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路とを介して、前記第3の機能ブロックの前記第3の論理回路に前記第3の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の微調遅延時間の微調変化幅は、前記クロック供給回路の前記他の粗調遅延段回路の粗調遅延時間の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされており、
前記クロック供給回路の前記他の位相差計測回路は前記第2の動作クロック信号と前記第3の動作クロック信号との間の位相差に応答して前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間とを制御可能とされる
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 5,
A third functional block capable of supplying a third power supply voltage;
The third functional block includes a third internal circuit capable of supplying the third power supply voltage and a third logic circuit,
The clock signal generated from the clock generation circuit is transferred to the third logic circuit of the third functional block via the clock supply circuit and the third internal circuit of the third functional block. It can be transmitted as a third operation clock signal,
The clock supply circuit further includes another fine delay stage circuit, another coarse delay stage circuit, and another phase difference measurement circuit,
The clock signal generated from the clock generation circuit includes a serial path of the other fine adjustment delay stage circuit and the other coarse adjustment delay stage circuit of the clock supply circuit and the third internal of the third functional block. And the third operation clock signal can be transmitted to the third logic circuit of the third functional block via a circuit,
The fine change width of the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit is smaller than the coarse change width of the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit of the clock supply circuit. It can be set,
The other phase difference measurement circuit of the clock supply circuit is responsive to a phase difference between the second operation clock signal and the third operation clock signal, and the fine delay time of the other fine delay stage circuit. And the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit can be controlled.
請求項6に記載の半導体集積回路であって、
前記第3の機能ブロックに供給される前記第3の電源電圧が増加することによって前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路の第3の伝播遅延時間が増大する際に、前記クロック供給回路の前記他の位相差計測回路は前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間との合計遅延時間を減少させる
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 6,
The clock supply when the third propagation delay time of the third internal circuit of the third functional block increases due to the increase of the third power supply voltage supplied to the third functional block. The other phase difference measurement circuit of the circuit reduces a total delay time of the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit and the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit. A semiconductor integrated circuit.
請求項7に記載の半導体集積回路であって、
前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間の変更の応答速度は、前記クロック供給回路の前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされており、
前記クロック供給回路は、前記他の位相差計測回路と前記他の微調遅延段回路との間に接続された他の差分シフト回路を更に含むものであり、
前記クロック同期回路の前記他の粗調遅延段回路は、前サイクルの他の位相差情報を前記他の差分シフト回路へ通知するものであり、
前記他の差分シフト回路は、前記他の位相差計測回路から供給される現在のサイクルにおける第2の位相差情報と前記前サイクルの前記他の位相差情報との減算の演算結果の他の遅延量制御信号を前記他の微調遅延段回路へ通知するものである
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 7,
The response speed of changing the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit is higher than the response speed of changing the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit of the clock supply circuit. It can be set at high speed,
The clock supply circuit further includes another difference shift circuit connected between the other phase difference measurement circuit and the other fine delay stage circuit,
The other coarse delay stage circuit of the clock synchronization circuit notifies the other phase shift information of the other phase difference information of the previous cycle,
The other difference shift circuit is a second delay of the subtraction result of the second phase difference information in the current cycle supplied from the other phase difference measurement circuit and the other phase difference information in the previous cycle. A semiconductor integrated circuit characterized in that a quantity control signal is notified to said other fine delay stage circuit.
請求項8に記載の半導体集積回路であって、
前記第1の機能ブロックと、前記第2の機能ブロックと、前記第3の機能ブロックと、前記クロック生成回路と、前記クロック供給回路とはCMOS回路によって構成されている
ことを特徴とする半導体集積回路。
The semiconductor integrated circuit according to claim 8, comprising:
The semiconductor integrated circuit wherein the first functional block, the second functional block, the third functional block, the clock generation circuit, and the clock supply circuit are constituted by a CMOS circuit. circuit.
第1の機能ブロックと、第2の機能ブロックと、クロック生成回路と、クロック供給回路とを具備する半導体集積回路の動作方法であって、
前記クロック生成回路によってクロック信号を生成するステップと、
前記第1の機能ブロックと前記第2の機能ブロックに、電圧値の相違する第1と第2の電源電圧を供給するステップと、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号を、前記クロック供給回路と前記第1の機能ブロックに含まれる第1の内部回路とを介して、前記第1の機能ブロックに含まれる第1の論理回路に第1の動作クロック信号として伝達するステップと、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号を、前記第2の機能ブロックに含まれる第2の内部回路を介して、前記第2の機能ブロックに含まれる第2の論理回路に第2の動作クロック信号として伝達するステップと、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号を、前記クロック供給回路に含まれる微調遅延段回路と粗調遅延段回路の直列経路と前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路とを介して、前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路に前記第1の動作クロック信号として伝達するステップと、
前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の微調遅延時間の微調変化幅を、前記クロック供給回路の前記粗調遅延段回路の粗調遅延時間の粗調変化幅よりも小さな値に設定するステップと、
前記クロック供給回路に含まれる位相差計測回路によって前記第1の動作クロック信号と前記第2の動作クロック信号との間の位相差に応答して前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間とを制御するステップと
を有し、
前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路および前記第1の論理回路には、前記第1および第2の電源電圧の一方の電源電圧が供給可能であり、
前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路および前記第2の論理回路には、前記第1および第2の電源電圧の他方の電源電圧が供給可能である
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
An operation method of a semiconductor integrated circuit comprising a first functional block, a second functional block, a clock generation circuit, and a clock supply circuit,
Generating a clock signal by the clock generation circuit;
Supplying first and second power supply voltages having different voltage values to the first functional block and the second functional block;
The first logic block included in the first functional block receives the clock signal generated from the clock generation circuit via the clock supply circuit and the first internal circuit included in the first functional block. Transmitting to the circuit as a first operating clock signal;
The clock signal generated from the clock generation circuit is supplied to the second logic circuit included in the second functional block via the second internal circuit included in the second functional block. Transmitting as a clock signal;
The clock signal generated from the clock generation circuit is passed through a series path of a fine delay stage circuit and a coarse delay stage circuit included in the clock supply circuit and the first internal circuit of the first functional block. Transmitting to the first logic circuit of the first functional block as the first operation clock signal;
Setting a fine change width of the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit to a value smaller than a coarse change width of the coarse delay time of the coarse delay stage circuit of the clock supply circuit; ,
In response to the phase difference between the first operation clock signal and the second operation clock signal by the phase difference measurement circuit included in the clock supply circuit, the fine delay time of the fine delay stage circuit and the coarse delay time Controlling the coarse delay time of the delay stage circuit,
One of the first and second power supply voltages can be supplied to the first internal circuit and the first logic circuit of the first functional block,
The second integrated circuit and the second logic circuit of the second functional block can be supplied with the other power supply voltage of the first and second power supply voltages. How it works.
請求項10に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記第1の機能ブロックに供給される前記一方の電源電圧が低下することによって前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路の第1の伝播遅延時間が増大する際に、前記クロック供給回路の前記位相差計測回路は前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間との合計遅延時間を減少させる
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 10, comprising:
The clock supply circuit when the first propagation delay time of the first internal circuit of the first functional block increases due to a decrease in the one power supply voltage supplied to the first functional block The phase difference measuring circuit reduces a total delay time of the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit and the coarse delay time of the coarse delay stage circuit. How the circuit works.
請求項11に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記クロック供給回路の前記微調遅延段回路の前記微調遅延時間の変更の応答速度は、前記クロック供給回路の前記粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされており、
前記クロック供給回路は、前記位相差計測回路と前記微調遅延段回路との間に接続された差分シフト回路を更に含むものであり、
前記クロック同期回路の前記粗調遅延段回路は、前サイクルの位相差情報を前記差分シフト回路へ通知するものであり、
前記差分シフト回路は、前記位相差計測回路から供給される現在のサイクルにおける第1の位相差情報と前記前サイクルの前記位相差情報との減算の演算結果の遅延量制御信号を前記微調遅延段回路へ通知するものである
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 11, comprising:
The response speed of changing the fine delay time of the fine delay stage circuit of the clock supply circuit can be set faster than the response speed of changing the coarse delay time of the coarse delay stage circuit of the clock supply circuit And
The clock supply circuit further includes a difference shift circuit connected between the phase difference measurement circuit and the fine delay stage circuit,
The coarse delay stage circuit of the clock synchronization circuit notifies the difference shift circuit of the phase difference information of the previous cycle,
The difference shift circuit outputs a delay amount control signal as a result of subtraction between the first phase difference information in the current cycle supplied from the phase difference measurement circuit and the phase difference information in the previous cycle, to the fine delay stage. A method of operating a semiconductor integrated circuit, characterized by notifying a circuit.
請求項12に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記第1の機能ブロックの前記第1の内部回路は、前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路に前記第1の動作クロック信号を伝達する第1のクロックバッファを含むものであり、
前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路は、前記第2の機能ブロックの前記第2の論理回路に前記第2の動作クロック信号として伝達する第2のクロックバッファを含むものである
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 12, comprising:
The first internal circuit of the first functional block includes a first clock buffer that transmits the first operation clock signal to the first logic circuit of the first functional block;
The second internal circuit of the second functional block includes a second clock buffer that transmits the second operation circuit to the second logic circuit of the second functional block as the second operation clock signal. A method for operating a semiconductor integrated circuit.
請求項13に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記第1の機能ブロックの前記第1の論理回路は、前記第1のクロックバッファから伝達される前記第1の動作クロック信号がトリガ入力端子に供給される第1のフリップフロップを含むものであり、
前記第2の機能ブロックの前記第2の内部回路は、前記第2のクロックバッファから伝達される前記第2の動作クロック信号がトリガ入力端子に供給される第2のフリップフロップを含むものである
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 13, comprising:
The first logic circuit of the first functional block includes a first flip-flop to which the first operation clock signal transmitted from the first clock buffer is supplied to a trigger input terminal. ,
The second internal circuit of the second functional block includes a second flip-flop in which the second operation clock signal transmitted from the second clock buffer is supplied to a trigger input terminal. A method for operating a semiconductor integrated circuit.
請求項14に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
第3の電源電圧が供給可能とされた第3の機能ブロックを更に具備して、
前記第3の機能ブロックは、前記第3の電源電圧が供給可能な第3の内部回路と第3の論理回路とを含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路と前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路とを介して、前記第3の機能ブロックの前記第3の論理回路に第3の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路は、他の微調遅延段回路と他の粗調遅延段回路と他の位相差計測回路とを更に含み、
前記クロック生成回路から生成される前記クロック信号は、前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路と前記他の粗調遅延段回路の直列経路と前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路とを介して、前記第3の機能ブロックの前記第3の論理回路に前記第3の動作クロック信号として伝達可能とされ、
前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の微調遅延時間の微調変化幅は、前記クロック供給回路の前記他の粗調遅延段回路の粗調遅延時間の粗調変化幅よりも小さな値に設定可能とされており、
前記クロック供給回路の前記他の位相差計測回路は前記第2の動作クロック信号と前記第3の動作クロック信号との間の位相差に応答して前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間とを制御可能とされる
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
15. A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 14, comprising:
A third functional block capable of supplying a third power supply voltage;
The third functional block includes a third internal circuit capable of supplying the third power supply voltage and a third logic circuit,
The clock signal generated from the clock generation circuit is transferred to the third logic circuit of the third functional block via the clock supply circuit and the third internal circuit of the third functional block. It can be transmitted as a third operation clock signal,
The clock supply circuit further includes another fine delay stage circuit, another coarse delay stage circuit, and another phase difference measurement circuit,
The clock signal generated from the clock generation circuit includes a serial path of the other fine adjustment delay stage circuit and the other coarse adjustment delay stage circuit of the clock supply circuit and the third internal of the third functional block. And the third operation clock signal can be transmitted to the third logic circuit of the third functional block via a circuit,
The fine change width of the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit is smaller than the coarse change width of the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit of the clock supply circuit. It can be set,
The other phase difference measurement circuit of the clock supply circuit is responsive to a phase difference between the second operation clock signal and the third operation clock signal, and the fine delay time of the other fine delay stage circuit. And the coarse adjustment delay time of the other coarse adjustment delay stage circuit can be controlled.
請求項15に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記第3の機能ブロックに供給される前記第3の電源電圧が増加することによって前記第3の機能ブロックの前記第3の内部回路の第3の伝播遅延時間が増大する際に、前記クロック供給回路の前記他の位相差計測回路は前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間と前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間との合計遅延時間を減少させる
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 15, comprising:
The clock supply when the third propagation delay time of the third internal circuit of the third functional block increases due to the increase of the third power supply voltage supplied to the third functional block. The other phase difference measurement circuit of the circuit reduces a total delay time of the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit and the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit. A method for operating a semiconductor integrated circuit.
請求項16に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記クロック供給回路の前記他の微調遅延段回路の前記微調遅延時間の変更の応答速度は、前記クロック供給回路の前記他の粗調遅延段回路の前記粗調遅延時間の変更の応答速度よりも高速に設定可能とされており、
前記クロック供給回路は、前記他の位相差計測回路と前記他の微調遅延段回路との間に接続された他の差分シフト回路を更に含むものであり、
前記クロック同期回路の前記他の粗調遅延段回路は、前サイクルの他の位相差情報を前記他の差分シフト回路へ通知するものであり、
前記他の差分シフト回路は、前記他の位相差計測回路から供給される現在のサイクルにおける第2の位相差情報と前記前サイクルの前記他の位相差情報との減算の演算結果の他の遅延量制御信号を前記他の微調遅延段回路へ通知するものである
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method for operating a semiconductor integrated circuit according to claim 16, comprising:
The response speed of changing the fine delay time of the other fine delay stage circuit of the clock supply circuit is higher than the response speed of changing the coarse delay time of the other coarse delay stage circuit of the clock supply circuit. It can be set at high speed,
The clock supply circuit further includes another difference shift circuit connected between the other phase difference measurement circuit and the other fine delay stage circuit,
The other coarse delay stage circuit of the clock synchronization circuit notifies the other phase shift information of the other phase difference information of the previous cycle,
The other difference shift circuit is a second delay of the subtraction result of the second phase difference information in the current cycle supplied from the other phase difference measurement circuit and the other phase difference information in the previous cycle. A method of operating a semiconductor integrated circuit, characterized in that a quantity control signal is notified to said other fine delay stage circuit.
請求項17に記載の半導体集積回路の動作方法であって、
前記第1の機能ブロックと、前記第2の機能ブロックと、前記第3の機能ブロックと、前記クロック生成回路と、前記クロック供給回路とはCMOS回路によって構成されている
ことを特徴とする半導体集積回路の動作方法。
A method of operating a semiconductor integrated circuit according to claim 17,
The semiconductor integrated circuit wherein the first functional block, the second functional block, the third functional block, the clock generation circuit, and the clock supply circuit are constituted by a CMOS circuit. How the circuit works.
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