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KR100808079B1 - Device for generating and distributing clock signals - Google Patents

Device for generating and distributing clock signals Download PDF

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KR100808079B1
KR100808079B1 KR1020060026466A KR20060026466A KR100808079B1 KR 100808079 B1 KR100808079 B1 KR 100808079B1 KR 1020060026466 A KR1020060026466 A KR 1020060026466A KR 20060026466 A KR20060026466 A KR 20060026466A KR 100808079 B1 KR100808079 B1 KR 100808079B1
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voltage controlled
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resonant voltage
oscillation
wiring
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코우이치 간다
히로타카 다무라
히사카츠 야마구치
준지 오가와
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후지쯔 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 수 ㎓ 이상의 고주파 대역에 있어서도 고정밀도의 클록 신호를 생성하여 분배할 수 있는 클록 생성 분배 장치를 제공하는 것, 또 20 GHz에 달하는 고주파 대역에 있어서도 각 전압 제어 발진기가 동일 위상으로 발진하여, 희망하는 주파수의 클록 신호를 생성할 수 있어, 고주파 클록 신호를 보다 안정적으로 칩 내의 각 부분에 분배하는 분산 VCO형 클록 생성 분배 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

각 전압 제어 발진기로서 LC 공진형 전압 제어 발진기를 채용하고, 또한 그 발진 노드 사이의 접속 배선의 인덕터 성분을 상대적으로 작게 하거나 또는 LC 공진 발진기를 주입 동기에 의해 동기하여 발진시킴으로써, 각 LC 공진형 전압 제어 발진기가 안정적으로 동일 위상으로 발진하도록 한다.

Figure R1020060026466

The present invention provides a clock generation and distribution device capable of generating and distributing a high precision clock signal even in a high frequency band of several kilohertz or more, and each voltage controlled oscillator oscillates in the same phase even in a high frequency band of 20 GHz. An object of the present invention is to provide a distributed VCO-type clock generation and distribution device that can generate a clock signal of a desired frequency and distribute the high frequency clock signal to each part of the chip more stably.

An LC resonant voltage controlled oscillator is employed as each voltage controlled oscillator, and the inductor component of the interconnection wiring between the oscillation nodes is made relatively small, or the LC resonant oscillator is oscillated synchronously by injection synchronization, so that each LC resonant voltage is controlled. Allow the controlled oscillator to reliably oscillate in phase.

Figure R1020060026466

Description

클록 신호의 생성 및 분배 장치{CLOCK SIGNAL GENERATING AND DISTRIBUTING APPARATUS}CLOCK SIGNAL GENERATING AND DISTRIBUTING APPARATUS}

도 1은 본 발명에 의한 분산 VCO형 클록 생성 분배 방법과 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing a distributed VCO type clock generation distribution method according to the present invention and a first embodiment of the present invention.

도 2a는 LC 공진 발진기의 구성예를 도시하는 도면이다.2A is a diagram illustrating a configuration example of an LC resonance oscillator.

도 2b는 배선의 저항치와, LC 공진 발진기의 발진의 안정성의 관계를 도시한 도면이다.2B is a diagram showing the relationship between the resistance of the wiring and the stability of oscillation of the LC resonator oscillator.

도 3a는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 도면이다.3A is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

도 3b는 제2 실시예의 변형예 1을 도시한 도면이다.3B is a diagram showing a modification 1 of the second embodiment.

도 3c는 제2 실시예의 변형예 2를 도시한 도면이다.3C is a diagram showing a modification 2 of the second embodiment.

도 4는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 도면이다.4 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 도면이다.5A is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

도 5b는 제4 실시예의 제1 변형예이다.5B is a first modification of the fourth embodiment.

도 6은 제4 실시예의 제2의 변형예이다.6 is a second modification of the fourth embodiment.

도 7은 제4 실시예의 제3 변형예이다.7 is a third modification of the fourth embodiment.

도 8a는 커플링용 입력 단자를 구비한 LC 공진 발진기의 구성예를 도시하는 도면이다.8A is a diagram showing an example of the configuration of an LC resonator oscillator having an input terminal for coupling.

도 8b는 본 발명에서 이용되는 버퍼 회로의 구성예 1을 도시한 도면이다.8B is a diagram showing a configuration example 1 of the buffer circuit used in the present invention.

도 8c는 본 발명에서 이용되는 버퍼 회로의 구성예 2를 도시한 도면이다.8C is a diagram showing a configuration example 2 of the buffer circuit used in the present invention.

도 9는 클록 신호의 분배를 실현하는 종래의 구성예를 도시하는 도면이다.9 is a diagram showing a conventional configuration example for realizing clock signal distribution.

도 10은 배선이 일차원적인 종래의 분산 VCO형 클록 생성 분배 방법을 도시한 도면이다.10 is a diagram illustrating a conventional distributed VCO type clock generation distribution method in which wiring is one-dimensional.

도 11은 배선이 매트릭스형인 종래의 분산 VCO형 클록 생성 분배 방법을 도시한 도면이다.Fig. 11 is a diagram showing a conventional distributed VCO clock generation distribution method in which the wiring is matrix type.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

20 : LC 공진형 전압 제어 발진기20: LC resonant voltage controlled oscillator

30 : 배선30: wiring

31 : 저항 소자31: resistance element

32 : 신호선32: signal line

33 : 접지선33: ground wire

39 : 접지면39: ground plane

40 : 버퍼40: buffer

51 : 링 발진기를 이용한 전압 제어 발진기51: voltage controlled oscillator using ring oscillator

60 : 분주기60: divider

70 : 위상 비교기(PFD)와 차지 펌프(CP)와 로우패스 필터(LF)70: phase comparator (PFD), charge pump (CP) and low pass filter (LF)

80 : 클록 트리80: clock tree

81 : 버퍼81: buffer

90 : 회로 블록90: circuit block

100 : PLL100: PLL

120 : 커플링용 입력 단자를 구비한 LC 공진형 전압 제어 발진기120: LC resonant voltage controlled oscillator with coupling input terminal

본 발명은 고속 인터페이스 회로, 프로세서 및 고주파 클록 신호를 필요로 하는 아날로그 회로나 디지털 회로를 위한 고속이며 또한 고정밀도의 클록 신호의 생성과 분배를 실행하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high speed interface circuit, a processor, and an apparatus for generating and distributing a high speed and high precision clock signal for an analog circuit or a digital circuit requiring a high frequency clock signal.

최근, 반도체 집적 회로의 급속한 진보에 의해, 클록 신호의 주파수는 계속해서 향상되고 있다. 그 결과, 클록 신호에 요구되는 타이밍 제약 조건은 엄격하게 되고 있다. 또한, LSI의 대규모화에 따라 고정밀도의 클록 신호를 칩 내의 각 부분에 분배하는 것도 곤란하게 되고 있다.In recent years, with the rapid progress of semiconductor integrated circuits, the frequency of the clock signal has been continuously improved. As a result, the timing constraints required for clock signals are becoming strict. In addition, as the LSI increases in size, it is difficult to distribute a high precision clock signal to each part of the chip.

클록 신호의 분배를 실현하는 종래 구성의 예를 도 9에 도시한다. 도 9에 나타낸 구성예에서는 전압 제어 발진기(VCO)(50), 분주기(60) 및 위상 비교기(PFD)와 차지 펌프(CP)와 로우패스 필터(LF)(70)로 구성되는 PLL(100)에서 생성된 클록 신호가, 버퍼(81)로 구성되는 클록 트리(80)를 통해서 회로 블록(90)까지 전송된다. 그런데, 이 예에서는, 클록 신호의 타이밍 정밀도나 전압 진폭이 버퍼(81)를 다단으로 설치한 클록 트리(80)를 지나는 과정에서 열화된다. 특히, 이 문제는 고주파 대역에서 현저하게 된다.9 shows an example of a conventional configuration for realizing clock signal distribution. In the configuration example shown in FIG. 9, a PLL 100 including a voltage controlled oscillator (VCO) 50, a divider 60, a phase comparator (PFD), a charge pump (CP), and a low pass filter (LF) 70 is provided. The clock signal generated by the C1 is transmitted to the circuit block 90 through the clock tree 80 composed of the buffer 81. By the way, in this example, the timing precision and voltage amplitude of a clock signal deteriorate in the process of passing through the clock tree 80 which provided the buffer 81 in multiple stages. In particular, this problem becomes prominent in the high frequency band.

이 문제의 해결 수단으로서 하기 특허 문헌 1에서 제안되어 있는 방법을 도 10 및 도 11에 도시한다. 이 예에서는, 링 발진기로 구성된 다수의 전압 제어 발진기(VCO)(51)가 칩 내의 각 부분에 배치되어 있다. 이들 전압 제어 발진기(VCO)(51)의 발진 노드가 도 10에서는 일차원적으로, 도 11에서는 매트릭스형으로 배선 도체에 의해 결합되어 있다. 또한, 각 전압 제어 발진기(VCO)(51)의 발진 주파수를 제어하기 위해서, 전압 제어 발진기(VCO)(51), 분주기(60) 및 위상 비교기(PFD)와 차지 펌프(CP)와 로우패스 필터(LF)(70)로 구성되는 PLL이 생성하는 제어 신호가 각 전압 제어 발진기(VCO)(51)에 분배되고 있다. 이후, 이 방법에 의한 장치를 「분산 VCO형 클록 생성 분배 장치」라고 부른다.The method proposed by the following patent document 1 as a means of solving this problem is shown to FIG. 10 and FIG. In this example, a number of voltage controlled oscillators (VCOs) 51 composed of ring oscillators are disposed in each part of the chip. The oscillation nodes of these voltage controlled oscillators (VCOs) 51 are coupled by wiring conductors in one dimension in FIG. 10 and in a matrix in FIG. In addition, in order to control the oscillation frequency of each voltage controlled oscillator (VCO) 51, the voltage controlled oscillator (VCO) 51, the divider 60, the phase comparator (PFD), the charge pump (CP), and the low pass. The control signal generated by the PLL composed of the filter (LF) 70 is distributed to each voltage controlled oscillator (VCO) 51. Hereinafter, the device by this method is called "a distributed VCO type clock generation distribution device."

도 10 및 도 11의 분산 VCO형 클록 생성 분배 방법에서는, 링 발진기로 클록 신호를 생성하고 있다. 그러나, 통상, 링 발진기는 전원 잡음에 약하고, 생성되는 클록 신호의 정밀도가 낮기 때문에, 수 ㎓ 이상의 고주파 대역에서의 용도에는 적합하지 않다.In the distributed VCO type clock generation distribution method of FIGS. 10 and 11, a clock signal is generated by a ring oscillator. However, in general, ring oscillators are weak in power supply noise and have low precision in generated clock signals, and thus are not suitable for use in high frequency bands of several kilohertz or more.

<특허 문헌 1><Patent Document 1>

일본 특허 공개 평11-74762호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-74762

그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제의 하나는, 수 ㎓ 이상의 고주파 대역에 있어서도, 고정밀도의 클록 신호를 생성하여 분배할 수 있는 분산형 클록 신호의 생성 및 분배 장치를 제공하는 것이다.Therefore, one of the problems to be solved by the present invention is to provide a distributed clock signal generation and distribution device capable of generating and distributing a high precision clock signal even in a high frequency band of several kilohertz or more.

또한, 전압 제어 발진기(VCO)의 발진 노드 사이를 결합하는 배선은 수백 ㎛ 이상의 길이가 된다고 생각되지만, 20 GHz에 달하는 고주파 대역에서는, 그 인덕터 성분도 무시할 수 없게 된다. 이 때문에, 각 전압 제어 발진기(VCO)가 동일 위상으로 발진하지 않고, 희망하는 주파수의 클록 신호를 생성할 수 없다고 하는 문제가 발생한다.In addition, although the wiring which couples between the oscillation nodes of voltage-controlled oscillator VCO is thought to be several hundred micrometers or more in length, in the high frequency band which reaches 20 GHz, the inductor component also cannot be ignored. For this reason, there arises a problem that each voltage controlled oscillator VCO does not oscillate in the same phase and cannot generate a clock signal of a desired frequency.

그래서, 본 발명이 해결하고자 하는 또 하나의 과제는, 각 전압 제어 발진기(VCO)가 동일 위상으로 발진하여, 희망하는 주파수의 클록 신호를 생성할 수 있고, 고주파 클록 신호를 보다 안정적으로 칩 내의 각 부분에 분배하는 분산 VCO형 클록 신호의 생성 분배 장치를 제공하는 것이다.Therefore, another problem to be solved by the present invention is that each voltage-controlled oscillator (VCO) oscillates in the same phase, thereby generating a clock signal of a desired frequency, and the high frequency clock signal is more stably The present invention provides a distribution device for generating a distributed VCO clock signal to be distributed to a portion.

본 발명에 따르면, 분산 VCO형 클록 생성 분배 장치에 있어서, 각 전압 제어 발진기(VCO)로서 링 발진기가 아니라, LC 공진형 전압 제어 발진기(이하, 단순히 LC 공진 발진기라고 함)를 채용한다.According to the present invention, in the distributed VCO type clock generation distribution apparatus, an LC resonant voltage controlled oscillator (hereinafter simply referred to as an LC resonant oscillator) is employed as each voltage controlled oscillator VCO, not a ring oscillator.

그리고, LC 공진 발진기의 발진 노드 사이에, 저항이나 버퍼 등의 소자, 회로를 삽입함으로써, 상대적으로 접속 배선의 인덕터 성분을 작게 한다. 또는 LC 공진 발진기의 발진 노드 사이를 접속하는 배선에, 인덕터 성분이 작은 구조의 배선을 이용함으로써, 각 LC 공진 발진기가 동일 위상으로 발진하도록 한다. 또는 LC 공진 발진기를 서로 접속하는 배선 상에, 이 배선 이외에는 접속되지 않는 LC 공진 발진기를 하나 또는 복수개 배치하는 구성을 채용한다.Then, an element such as a resistor, a buffer, or a circuit is inserted between the oscillation nodes of the LC resonator oscillator, thereby making the inductor component of the connection wiring relatively small. Alternatively, each LC resonator oscillator is oscillated in the same phase by using a wiring having a structure with a small inductor component in the wiring connecting the oscillation nodes of the LC resonator oscillator. Or the structure which arrange | positions one or more LC resonator oscillators which are not connected other than this wiring on the wiring which mutually connects LC resonator oscillator is employ | adopted.

또한, 본 발명에 따르면, LC 공진 발진기를 주입 동기에 의해 동기하여 발진시킨다.Further, according to the present invention, the LC resonator oscillator is synchronously oscillated by the injection synchronization.

도 1은 각 전압 제어 발진기(VCO)로서 LC 공진 발진기를 채용한 본 발명에 의한 분산 VCO형 클록 생성 분배 장치와 각 LC 공진 발진기(20)의 발진 노드 사이에 저항 소자를 삽입함으로써 각 LC 공진 발진기(20)의 발진 노드 사이의 배선의 인덕턴스의 영향을 경감시킨 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 것이다. 도시한 것에서는, 각 LC 공진 발진기(20)의 발진 노드 사이는 일차원적인 배선에 의해 접속되어 있지만, 메쉬형의 배선에 의해 접속하는 것도 가능하다.Fig. 1 shows each LC resonator oscillator by inserting a resistance element between the distributed VCO type clock generation distribution device according to the present invention employing an LC resonator oscillator as the voltage controlled oscillator (VCO) and the oscillation node of each LC resonator oscillator 20. The first embodiment of the present invention in which the influence of the inductance of the wiring between the oscillation nodes of (20) is reduced is shown. In the figure, although the oscillation nodes of each LC resonator oscillator 20 are connected by one-dimensional wiring, it is also possible to connect by mesh-type wiring.

본 실시예는, 회로 블록(91)과 회로 블록(92)에 버퍼(81)를 통해 각각 클록을 공급하는 동일한 물리적 구성의 LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20), 이들 LC 공진 발진기(20)와 동일한 물리적 구성의 LC 공진 발진기 #0(20)와, 그 출력을 피드백하여 그것을 분주하는 분주기(60), 이 분주기(60)의 분주 출력과 기준 클록의 위상 비교를 행하여 상기 각 LC 공진 발진기(20)에 발진 제어용의 바이어스 신호를 공급하는 위상 비교기(PFD)와 차지 펌프(CP)와 로우패스 필터(LF)(70)로 이루어지는 PLL 및 각 LC 공진 발진기(20)의 발진 노드 사이에 삽입된 저항 소자(31)로 구성된다.In the present embodiment, the LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (20) having the same physical configuration, which supply the clocks to the circuit block 91 and the circuit block 92 through the buffer 81, respectively, LC resonator oscillator # 0 (20) having the same physical configuration as those of these LC resonator oscillators 20, and a divider 60 which feeds back the output thereof and divides it, the divided output of the divider 60 and the phase of the reference clock. A phase comparator (PFD) for supplying a bias signal for oscillation control to each of the LC resonator oscillators 20 and a charge pump (CP) and a low pass filter (LF) 70 by comparison, and each LC resonator oscillator ( It consists of a resistance element 31 inserted between the oscillation nodes of 20).

한편, 저항 소자(31) 대신에, 트랜지스터의 온 저항 등을 이용할 수 있는 것은 당업자에게는 분명하다. 또한, 도시한 것에서는, PLL을 구성하는 LC 공진 발진기 #0(20)은 어떤 회로 블록에도 클록을 분배하지 않고 있지만, PLL을 클록을 분배하는 회로 블록과 근접하여 배치하는 레이아웃이 가능하면, LC 공진 발진기 #0(20)으로부터 그 회로 블록에 클록을 분배하는 것은 가능하다.On the other hand, it is apparent to those skilled in the art that the on-resistance of a transistor or the like can be used instead of the resistance element 31. In addition, although the LC resonator oscillator # 0 (20) constituting the PLL does not distribute the clock to any circuit block in the illustration, it is possible to arrange the PLL close to the circuit block for distributing the clock. It is possible to distribute the clock from the resonator oscillator # 0 (20) to its circuit block.

도 2a에, LC 공진 발진기(20)의 구성예를 도시한다.2A shows an example of the configuration of the LC resonator oscillator 20.

도시한 바와 같이, PMOS 트랜지스터(21)의 소스와 PMOS 트랜지스터(22)의 소스가 공통으로 전원에 접속되어 있다. PMOS 트랜지스터(21)의 드레인과 PMOS 트랜지스터(22)의 드레인이 각각 NMOS 트랜지스터(23)의 드레인과 NMOS 트랜지스터(24)의 드레인에 접속되고, 또한 PMOS 트랜지스터(21)의 게이트와 PMOS 트랜지스터(22)의 게이트가, 각각 NMOS 트랜지스터(23)의 게이트와 NMOS 트랜지스터(24)의 게이트에 접속되어 있다. NMOS 트랜지스터(23)의 소스와 NMOS 트랜지스터(24)의 소스는 공통으로 NMOS 트랜지스터(28)의 드레인에 접속되고, NMOS 트랜지스터(28)의 소스는 어스에 접속되고, NMOS 트랜지스터(28)의 게이트에는 발진 출력 노드의 공통 모드 전위를 결정하는 바이어스 신호 #1이 입력된다. PMOS 트랜지스터(21)의 드레인과 PMOS 트랜지스터(22)의 게이트 및 PMOS 트랜지스터(21)의 게이트와 PMOS 트랜지스터(22)의 드레인이 서로 접속되어 있다.As shown, the source of the PMOS transistor 21 and the source of the PMOS transistor 22 are commonly connected to a power supply. The drain of the PMOS transistor 21 and the drain of the PMOS transistor 22 are connected to the drain of the NMOS transistor 23 and the drain of the NMOS transistor 24, respectively, and the gate of the PMOS transistor 21 and the PMOS transistor 22, respectively. The gate of is connected to the gate of the NMOS transistor 23 and the gate of the NMOS transistor 24, respectively. The source of the NMOS transistor 23 and the source of the NMOS transistor 24 are commonly connected to the drain of the NMOS transistor 28, the source of the NMOS transistor 28 is connected to the earth, and to the gate of the NMOS transistor 28. Bias signal # 1, which determines the common mode potential of the oscillation output node, is input. The drain of the PMOS transistor 21, the gate of the PMOS transistor 22, the gate of the PMOS transistor 21, and the drain of the PMOS transistor 22 are connected to each other.

또한, PMOS 트랜지스터(21)의 드레인과 PMOS 트랜지스터(22)의 드레인의 사이에는 인덕턴스 소자(27)가 접속되고, PMOS 트랜지스터(21)의 드레인에는 가변 용량 소자(25)의 한 쪽 전극이 PMOS 트랜지스터(22)의 드레인에는 가변 용량 소자(26)의 한 쪽의 전극이 접속되어 있고, 가변 용량 소자(25)와 가변 용량 소자(26)의 다른 쪽의 전극에는 LC 공진 발진기(20)의 발진 주파수를 제어하는 바이어스 신호 #2가 입력되고 있다. 이 바이어스 신호 #2는 도 1에 나타내어진 바이어스 신호에 해당하는 것이다.An inductance element 27 is connected between the drain of the PMOS transistor 21 and the drain of the PMOS transistor 22, and one electrode of the variable capacitor 25 is connected to the drain of the PMOS transistor 21. One electrode of the variable capacitor 26 is connected to the drain of the 22, and the oscillation frequency of the LC resonance oscillator 20 is connected to the other electrode of the variable capacitor 25 and the variable capacitor 26. The bias signal # 2 for controlling the signal is input. This bias signal # 2 corresponds to the bias signal shown in FIG.

이어서, 도 1에 도시한 저항 소자(31)의 저항치에 관해서, 도 2b를 참조하여 설명한다.Next, the resistance value of the resistance element 31 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2B.

도 2b는 2개의 LC 공진 발진기(20) 사이를 저항과 인덕터를 갖는 배선으로 접속한 모델에 있어서의 발진 주파수의 시뮬레이션 결과의 그래프이며, LC 공진 발진기(20) 사이의 배선의 저항치(R)와, LC 공진 발진기(20)의 발진의 안정성의 관계를 나타내고 있다.FIG. 2B is a graph of simulation results of oscillation frequencies in the model in which two LC resonator oscillators 20 are connected by a wiring having a resistor and an inductor, and the resistance value R of the wiring between the LC resonator oscillators 20 and FIG. The relationship between the stability of the oscillation of the LC resonator oscillator 20 is shown.

즉, 20 GHz를 조금 초과한 주파수로 안정적으로 발진하고 있었으나, 저항치 R=15 ohm에서는 0.32 nH, 저항치 R=75 ohm에서는 0.67 nH의 인덕터 값을 초과하여 발진 주파수가 급격히 변화하고 있다.In other words, the oscillation was stably at a frequency slightly exceeding 20 GHz, but the oscillation frequency was rapidly changed at an inductor value of 0.32 nH at a resistance value of R = 15 ohm and 0.67 nH at a resistance value of R = 75 ohm.

이 그래프에 따르면, 배선의 인덕터 성분에 대하여 저항의 값이 높으면 발진이 안정적으로 되는 경향이 보인다. 다른 견해에서 보면, 어떤 일정한 저항치에 대하여, 배선의 인덕터 성분이 증가해 가면, 어떤 인덕터 값 이상에서는, 발진이 불안정하게 되는 것을 나타내고 있다. 따라서, 발진의 안정성을 결정하는 하나의 요인은, 저항과 인덕턴스의 비율이라고 할 수 있다. 또한, 어떤 일정한 저항치에 대하여, 배선의 인덕터 성분을 실질적으로 줄일 수 있으면, 발진을 안정시킬 수 있음을 알 수 있다.According to this graph, when the resistance value is high for the inductor component of the wiring, oscillation tends to be stable. From another viewpoint, the oscillation becomes unstable over a certain inductor value as the inductor component of the wiring increases with respect to a certain resistance value. Therefore, one factor that determines the stability of oscillation is the ratio of resistance and inductance. In addition, it can be seen that the oscillation can be stabilized if the inductor component of the wiring can be substantially reduced with respect to a certain resistance value.

배선의 길이가 길어지면, 배선의 인덕턴스와 저항은 대개 길이에 비례하여 증가함으로써, 제1 실시예에 있어서의 LC 공진 발진기(20) 사이에 삽입하여야 할 저항의 값은 배선의 길이에 따라서 결정된다.When the length of the wiring becomes longer, the inductance and resistance of the wiring usually increase in proportion to the length, so that the value of the resistance to be inserted between the LC resonator oscillators 20 in the first embodiment is determined according to the length of the wiring. .

도 3a는 본 발명의 제2 실시예인 LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20)의 발진 노드 사이를 접속하는 배선(30)의 인덕턴스를 작게 하는 물리적 구조를 설명하는 것이다. LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20)의 발진 노 드 사이를 접속하는 배선(30)의 구조는 도 2b의 기재로부터 알 수 있는 것과 같이, 배선 부분의 인덕턴스가 작아지는 것이 바람직하다. 그래서, 도시하는 것과 같이, 신호선과 고정 전위에 접속한 접지면의 거리를 짧게 하고, 또한 신호선의 양측에 마찬가지로 고정 전위에 접속한 접지선을 배치하고 있다.3A illustrates the physical structure of reducing the inductance of the wiring 30 connecting between the oscillation nodes of the LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (20), which is the second embodiment of the present invention. The structure of the wiring 30 connecting between the oscillation nodes of the LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (20) has a small inductance in the wiring portion, as can be seen from the description of FIG. 2B. It is preferable. Thus, as shown in the figure, the distance between the signal line and the ground plane connected to the fixed potential is shortened, and the ground lines connected to the fixed potential are similarly arranged on both sides of the signal line.

도 3b 및 도 3c에 나타내어져 있는 것은, 도 3a에 도시한 배선 구조의 변형예 1, 2이다. 도 3b의 변형예 1은 신호선을 접지면에 매우 근접시킨 것이다. 도 3b의 변형예 1 대신에, 신호선 자체를 마이크로 스트립 라인으로 할 수도 있다.3B and 3C are modified examples 1 and 2 of the wiring structure shown in FIG. 3A. In Modification 1 of FIG. 3B, the signal line is very close to the ground plane. Instead of modification 1 of FIG. 3B, the signal line itself may be a micro strip line.

도 3c의 변형예 2는 신호선의 양측에 접지면을 배치한 것이다. 도 3c의 변형예 2 대신에, 신호선 자체를 스트립 라인으로 할 수도 있다.In Modification 2 of FIG. 3C, ground planes are disposed on both sides of the signal line. Instead of the modification 2 of FIG. 3C, the signal line itself may be a strip line.

도 4는 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 것이다. 본 실시예에서는, LC 공진 발진기 #1(20) 등과 동일한 구성의 보조적인 LC 공진 발진기 #A1(20)와 LC 공진 발진기 #A2(20)를 LC 공진 발진기 #1(20), LC 공진 발진기 #2(20) 및 LC 공진 발진기 #3(20) 사이에 배치하여, 각각의 발진 노드를 접속한 것이다. 그렇게 하면 각 발진 노드 사이의 전기 길이는 보조적인 LC 공진 발진기 #A1(20)와 LC 공진 발진기 #A2(20)가 없는 경우와 비교해서 반으로 할 수 있어, 발진 노드 사이의 인덕턴스를 작게 할 수 있다.4 shows a third embodiment of the present invention. In the present embodiment, the auxiliary LC resonator oscillator # A1 (20) and the LC resonator oscillator # A2 (20) having the same configuration as the LC resonator oscillator # 1 (20) and the like, the LC resonator oscillator # 1 (20), LC resonator oscillator # It arrange | positions between 2 (20) and LC resonator oscillator # 3 (20), and connects each oscillation node. The electrical length between each oscillating node can then be halved compared to the absence of the auxiliary LC resonator oscillator # A1 (20) and LC resonator oscillator # A2 (20), thereby reducing the inductance between the oscillation nodes. have.

도 5a는 LC 공진 발진기를 주입 동기에 의해 동기하여 발진시키는 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 것이다. 본 실시예에서는, LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20)의 발진 노드 사이를 버퍼(40)를 통해 접속하여, LC 공진 발진기 #2(20)를 주입 동기에 의해 발진시키고, LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20)를 동상의 동일 주파수로 발진시킨다.Fig. 5A shows a fourth embodiment of the present invention in which the LC resonator oscillator is synchronously oscillated by injection synchronization. In this embodiment, the LC resonator oscillator # 2 (20) is connected between the oscillation nodes of the LC resonator oscillator # 1 (20) and the oscillation node of the LC resonator oscillator # 2 (20) via the buffer 40 to oscillate by injection synchronization. The LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (20) are oscillated at the same frequency in phase.

또한, 본 실시예에서는, 발진 노드 사이의 배선이 버퍼에 의해 분할되기 때문에, 도 4에 도시한 제4 실시예의 경우와 같이, LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(20)의 발진에 영향을 주는 배선 길이가 줄어들어, 발진 노드 사이의 인덕턴스를 작게 할 수 있다.In this embodiment, since the wiring between the oscillation nodes is divided by the buffer, as in the case of the fourth embodiment shown in FIG. 4, the LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (20). The wiring length affecting the oscillation of is reduced, so that the inductance between the oscillation nodes can be reduced.

도 5b에 도시된 것은, 도 5a에 도시하는 구성의 제1 변형예이며, 커플링용 입력 단자를 갖는 LC 공진 발진기 #2(120)를 적어도 하나 이용하여, LC 공진 발진기 #1(20)의 발진 노드를 버퍼(40)를 통해 커플링용 입력 단자를 갖는 LC 공진 발진기 #2(120)의 커플링용 입력 단자에 접속하고 LC 공진 발진기 #1(20)의 발진 신호를 LC 공진 발진기 #2(120)에 주입하여, LC 공진 발진기 #2(120)를 LC 공진 발진기 #1(20)와 동상의 동일 주파수로 발진시키도록 한 것이다.5B is a first modification of the configuration shown in FIG. 5A and oscillates the LC resonator oscillator # 1 (20) using at least one LC resonator oscillator # 2 120 having an input terminal for coupling. The node is connected to the coupling input terminal of LC resonator oscillator # 2 (120) having the input terminal for coupling via buffer 40 and the oscillation signal of LC resonator oscillator # 1 (20) is transmitted to LC resonator oscillator # 2 (120). It is injected into the LC resonator oscillator # 2 (120) to oscillate at the same frequency in phase with the LC resonator oscillator # 1 (20).

도 6에 도시하는 것은, 도 5b에 있어서서의 버퍼(40)를 복수 개 설치한 제2 변형예이다. 물론, 도 5a의 구성에 있어서도, 버퍼(40)를 복수 개 설치하는 것은 가능하다. 제2 변형예는, 접속되는 예컨대 LC 공진 발진기 #1(20)와 LC 공진 발진기 #2(120) 사이의 배선 길이가 긴 경우에, 실질적인 배선 길이를 짧게 하여 신호의 감쇠를 작게 하는 등의 효과를 얻을 수 있다.6 is a 2nd modification which provided two or more buffers 40 in FIG. 5B. Of course, also in the structure of FIG. 5A, multiple buffer 40 can be provided. The second modification has the effect of reducing the attenuation of the signal by shortening the substantial wiring length, for example, when the wiring length between the LC resonator oscillator # 1 (20) and the LC resonator oscillator # 2 (120) to be connected is long. Can be obtained.

도 7에 도시하는 것은, 제3 변형예이며, 각각 커플링용 입력 단자를 갖는 LC 공진 발진기 #1(120)와 LC 공진 발진기 #2(120)를 적어도 1 세트 이용하여, 이들의 발진 노드와 커플링용 입력 단자를 교대로 버퍼(40)를 통해 대칭적으로 접속한 것이다. 이러한 대칭적인 구성으로 함으로써, 보다 정밀도가 높은 클록을 각 회로 블 록에 분배할 수 있다. 따라서, 예컨대 회로 블록 사이의 동작에 서로 정밀도가 높은 클록이 필요한 회로 블록에 대하여 클록을 공급하는 LC 공진 발진기 #1(120)와 LC 공진 발진기 #2(120) 사이의 동기에 이 변형예를 적용하면 효과적이다.7 is a 3rd modification and couples with these oscillation nodes using at least 1 set of LC resonator oscillator # 1 (120) and LC resonator oscillator # 2 (120) which respectively have an input terminal for coupling. The ring input terminals are alternately connected symmetrically through the buffer 40. With this symmetrical configuration, a higher precision clock can be distributed to each circuit block. Thus, for example, this modification is applied to the synchronization between LC resonator oscillator # 1 120 and LC resonator oscillator # 2 120 that supplies clocks for circuit blocks that require clocks with high precision for operation between circuit blocks. Is effective.

도 8a에 도시된 것은, 커플링용 입력 단자를 갖는 LC 공진 발진기(120)의 구성예이며, 도 2a에 도시한 LC 공진 발진기(20)의 PMOS 트랜지스터(21), NMOS 트랜지스터(23)의 직렬 회로 및 PMOS 트랜지스터(22), NMOS 트랜지스터(24)의 직렬 회로에 대하여, 각각 PMOS 트랜지스터(210), NMOS 트랜지스터(230)의 직렬 회로 및 PMOS 트랜지스터(220), MOS 트랜지스터(240)의 직렬 회로를 병렬로 접속하고, PMOS 트랜지스터(210)와 NMOS 트랜지스터(230)의 접속점, PMOS 트랜지스터(220)와 NMOS 트랜지스터(240)의 접속점의 각각에 차동 신호로서의 발진 신호를 주입하기 위한 커플링용 입력 단자 #1(291) 및 커플링용 입력 단자 #2(292)를 설치한 것이다.8A is an example of the configuration of an LC resonator oscillator 120 having an input terminal for coupling, and a series circuit of the PMOS transistor 21 and the NMOS transistor 23 of the LC resonator oscillator 20 shown in FIG. 2A. And a series circuit of the PMOS transistor 210, the NMOS transistor 230, and a series circuit of the PMOS transistor 220 and the MOS transistor 240 in parallel with respect to the series circuit of the PMOS transistor 22 and the NMOS transistor 24, respectively. Coupling input terminal # 1 for injecting an oscillation signal as a differential signal into each of the connection point of the PMOS transistor 210 and the NMOS transistor 230 and the connection point of the PMOS transistor 220 and the NMOS transistor 240. 291) and coupling input terminal # 2 (292).

도 8b는 본 발명에서 이용하기에 적합한 버퍼 회로의 구성예 1를 도시하는 것이다. 도시한 바와 같이, NMOS 트랜지스터(411)의 드레인과 NMOS 트랜지스터(412)의 드레인은 각각 저항 소자(413), 저항 소자(414)를 통해 전원에 접속되고, 소스는 공통으로 NMOS 트랜지스터(415)의 드레인에 접속되어 있다. NMOS 트랜지스터(415)의 소스는 어스에 접속되고, 게이트에는 버퍼 출력의 공통 모드 전위를 결정하는 바이어스 신호가 입력된다.Fig. 8B shows a structural example 1 of a buffer circuit suitable for use in the present invention. As shown, the drain of the NMOS transistor 411 and the drain of the NMOS transistor 412 are connected to the power supply through the resistor element 413 and the resistor element 414, respectively, and the source is common of the NMOS transistor 415. It is connected to the drain. The source of the NMOS transistor 415 is connected to earth, and a bias signal for determining the common mode potential of the buffer output is input to the gate.

NMOS 트랜지스터(411)의 게이트와 NMOS 트랜지스터(412)의 게이트에 입력 단자가 설치되고, NMOS 트랜지스터(411)의 드레인과 NMOS 트랜지스터(412)의 드레인에는 출력 단자가 설치된다.An input terminal is provided at the gate of the NMOS transistor 411 and a gate of the NMOS transistor 412, and an output terminal is provided at the drain of the NMOS transistor 411 and the drain of the NMOS transistor 412.

도 8c는 본 발명에서 이용하기에 적합한 버퍼 회로의 구성예 2를 도시하는 것이다. 도시한 바와 같이, 게이트끼리가 접속된 PMOS 트랜지스터(421)와 NMOS 트랜지스터(423)의 직렬 회로 및 마찬가지로 게이트끼리가 접속된 PMOS 트랜지스터(422)와 NMOS 트랜지스터(424)의 직렬 회로가, 전원과 NMOS 트랜지스터(425)의 드레인의 사이에 병렬로 접속되어 있다. NMOS 트랜지스터(425)의 소스는 어스에 접속되고, 게이트에는 버퍼 출력의 공통 모드 전위를 결정하는 바이어스 신호가 입력된다.8C shows a structural example 2 of a buffer circuit suitable for use in the present invention. As shown, a series circuit of the PMOS transistor 421 and the NMOS transistor 423 to which the gates are connected, and a series circuit of the PMOS transistor 422 and the NMOS transistor 424 to which the gates are connected similarly, is a power supply and an NMOS. The drains of the transistors 425 are connected in parallel. The source of the NMOS transistor 425 is connected to earth, and a bias signal for determining the common mode potential of the buffer output is input to the gate.

PMOS 트랜지스터(421)와 NMOS 트랜지스터(423)의 게이트 접속점과 PMOS 트랜지스터(422)와 NMOS 트랜지스터(424)의 게이트 접속점에 입력 단자가 설치되고, PMOS 트랜지스터(421)의 드레인과 NMOS 트랜지스터(423)의 드레인의 접속점과 PMOS 트랜지스터(422)의 드레인과 NMOS 트랜지스터(424)의 드레인의 접속점에 출력 단자가 설치된다.An input terminal is provided at the gate connection point of the PMOS transistor 421 and the NMOS transistor 423, and the gate connection point of the PMOS transistor 422 and the NMOS transistor 424, and the drain of the PMOS transistor 421 and the NMOS transistor 423 are respectively provided. An output terminal is provided at the connection point of the drain and the connection point of the drain of the PMOS transistor 422 and the drain of the NMOS transistor 424.

한편, 도 2a, 도 8a, 도 8b 및 도 8c에 도시한 것은 어디까지나 회로예로서, 예시한 것 이외에도 여러 가지 변형예를 채용할 수 있다는 것은 당업자에게 분명하다.2A, 8A, 8B, and 8C are merely circuit examples, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications can be employed in addition to the examples.

(부기 1) PLL의 전압 제어 발진기로서 LC 공진형 전압 제어 발진기를 이용하고, 또한 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기와 동일한 구성의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 칩 내의 각 부분에 배치하는 동시에 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 일차원적인 배선 또는 메쉬형의 배선에 의해 접속하여, 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 분배함 으로써, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기로 클록 신호를 생성하여, 상기 칩 내의 각 부분에 배치한 LC 공진형 전압 제어 발진기가 그 발진 노드로부터 각각 대응하는 회로에 클록 신호를 분배하는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 1) An LC resonant voltage controlled oscillator is used as the voltage controlled oscillator of the PLL, and an LC resonant voltage controlled oscillator having the same configuration as the LC resonant voltage controlled oscillator is arranged in each part of the chip, and the LC The oscillation node of the resonant voltage controlled oscillator is connected by one-dimensional wiring or mesh type wiring, and the oscillation frequency control signal generated in the PLL is distributed to the respective LC resonant voltage controlled oscillators, thereby providing the LC resonant voltage. And a LC resonant voltage controlled oscillator arranged in each part of the chip to distribute a clock signal from the oscillation node to a corresponding circuit, respectively.

(부기 2) 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 접속하는 배선의 인덕턴스는 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기가 동일 위상으로 발진하는 값으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 부기 1에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 2) The clock according to Supplementary Note 1, wherein the inductance of the wiring connecting the oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillators is a value at which the LC resonant voltage controlled oscillators oscillate in the same phase. Device for generating and distributing signals.

(부기 3) 상기 서로 접속되는 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이에 저항 소자를 삽입한 것을 특징으로 하는 부기 2에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 3) A clock signal generation and distribution apparatus according to Supplementary Note 2, wherein a resistance element is inserted between oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillator connected to each other.

(부기 4) 상기 저항 소자의 저항은, 트랜지스터의 온 저항에 의한 것을 특징으로 하는 부기 3에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 4) The clock signal generation and distribution apparatus according to Supplementary Note 3, wherein the resistance of the resistance element is caused by the on resistance of the transistor.

(부기 5) 배선의 물리적 구조에 의해, 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 접속하는 배선의 인덕턴스를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기가 동일 위상으로 발진하는 값으로 한 것을 특징으로 하는 부기 2에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 5) In accordance with the physical structure of the wiring, the inductance of the wiring connecting the oscillation nodes of the respective LC resonant voltage controlled oscillators is set to a value at which the respective LC resonant voltage controlled oscillators oscillate in the same phase. An apparatus for generating and distributing a clock signal according to Appendix 2.

(부기 6) 상기 배선의 물리적 구조는, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이를 접속하는 배선의 근방에 고정 전위에 접속된 접지면 또는 접지선을 배치한 것을 특징으로 하는 부기 5에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 6) The physical structure of the wiring is provided in Supplementary Note 5, wherein a ground plane or a ground line connected to a fixed potential is arranged in the vicinity of the wiring connecting between the oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillator. Apparatus for generating and distributing clock signals.

(부기 7) 상기 배선은 마이크로스트립 라인인 것을 특징으로 하는 부기 5에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 7) The clock signal generation and distribution apparatus according to Supplementary Note 5, wherein the wiring is a microstrip line.

(부기 8) 상기 배선은 스트립 라인인 것을 특징으로 하는 부기 5에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Supplementary Note 8) The clock signal generating and distributing apparatus according to Supplementary Note 5, wherein the wiring is a strip line.

(부기 9) 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호에 의해 발진 주파수가 제어되는 LC 공진형 전압 제어 발진기로서, 그 발진 노드가 상기 일차원적인 배선 또는 메쉬형의 배선에 의해 접속된 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이의 배선에 접속되고, 또한 다른 회로에는 상기 배선을 통하는 일이 없이 접속되지 않는 LC 공진형 전압 제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 하는 부기 2에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 9) LC resonant voltage controlled oscillator whose oscillation frequency is controlled by the oscillation frequency control signal generated by the PLL, wherein the oscillation node is LC resonant voltage control connected by the one-dimensional wiring or mesh-shaped wiring. An apparatus for generating and distributing a clock signal according to Appendix 2, comprising an LC resonant voltage controlled oscillator connected to the wiring between the oscillation nodes of the oscillator and not connected to the other circuit without going through the wiring. .

(부기 10) PLL의 전압 제어 발진기로서 LC 공진형 전압 제어 발진기를 이용하고, 또한 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기와 동일한 구성의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 칩 내의 각 부분에 배치하고, 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 분배하는 동시에 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기를 주입 동기에 의해 동기하여 발진시킴으로써, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기로 클록 신호를 생성하여, 상기 칩 내의 각 부분에 배치한 LC 공진형 전압 제어 발진기가 그 발진 노드로부터 각각 대응하는 회로에 클록 신호를 분배하는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 10) An LC resonant voltage controlled oscillator is used as a voltage controlled oscillator of the PLL, and an LC resonant voltage controlled oscillator having the same configuration as the LC resonant voltage controlled oscillator is disposed in each part of the chip, and in the PLL By distributing the generated oscillation frequency control signal to each LC resonant voltage controlled oscillator and simultaneously oscillating each LC resonant voltage controlled oscillator by injection synchronization, a clock signal is generated by the LC resonant voltage controlled oscillator. And an LC resonant voltage controlled oscillator arranged in each part of the chip distributes clock signals from the oscillation node to corresponding circuits, respectively.

(부기 11) 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 일차원적인 배선 또는 메쉬형의 배선에 의해 접속하고, 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이를 접속하는 배선 중에 적어도 하나의 버퍼를 삽입하여, 그 버퍼의 출력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 그 버퍼의 입력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기와 주입 동기에 의해 동기시키는 것을 특징으로 하는 부기 10에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 11) At least one buffer is connected between the oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillator by one-dimensional wiring or mesh-shaped wiring, and the wirings connected between the oscillation nodes of the respective LC resonant voltage controlled oscillators. Inserting and synchronizing the LC resonant voltage controlled oscillator on the output side of the buffer with the LC resonant voltage controlled oscillator on the input side of the buffer by injection synchronization.

(부기 12) 적어도 하나의 상기 버퍼의 출력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기로서 커플링용 입력 단자를 갖는 것을 이용하여, 상기 버퍼의 출력측의 배선을 발진 노드 대신에 그 커플링용 입력 단자에 접속한 것을 특징으로 하는 부기 11에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 12) The LC resonant voltage controlled oscillator on the output side of at least one of the buffers has a coupling input terminal, and the wiring on the output side of the buffer is connected to the coupling input terminal instead of the oscillation node. An apparatus for generating and distributing a clock signal according to Appendix 11.

(부기 13) 적어도 1 세트의 LC 공진형 전압 제어 발진기로서 함께 커플링용 입력 단자를 갖는 것을 이용하여, 각각 자신의 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드와 상대측의 커플링용 입력 단자를 버퍼를 사이에 삽입한 배선으로 접속한 것을 특징으로 하는 부기 11에 기재한 클록 신호의 생성 및 분배 장치.(Appendix 13) Using at least one set of LC resonant voltage controlled oscillators having coupling input terminals together, each of the oscillating nodes of its LC resonant voltage controlled oscillator and the coupling input terminal of the opposing side is placed between the buffers. A clock signal generation and distribution device according to Appendix 11, which is connected by inserted wiring.

상기 본 발명의 장치에 의해, 고정밀도의 클록 신호의 생성 및 분배를 실현할 수 있다. 또한, 20 GHz 클래스의 초고주파 대역에 있어서도, 각 LC 공진 발진기를 동일 위상 동일 주파수로 발진시킬 수 있다.By the apparatus of the present invention, generation and distribution of clock signals with high accuracy can be realized. In addition, in the ultra-high frequency band of the 20 GHz class, each LC resonator oscillator can be oscillated at the same phase and at the same frequency.

Claims (10)

클록 신호의 생성 및 분배장치에 있어서,In the device for generating and distributing a clock signal, LC 공진형 전압 제어 발진기들과;LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기들의 출력을 피드백하여 분주하는 분주기와;A divider for feeding back the outputs of the LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 분주기의 분주 출력과 기준 클록의 위상 비교를 행하여 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 발진 제어용의 바이어스 신호를 공급하는 위상 비교기(PFD), 차지 펌프(CP) 및 로우패스 필터(LF)를 포함하는 PLL와;A phase comparator (PFD), a charge pump (CP), and a low pass filter (LF) for supplying a bias signal for oscillation control to each of the LC resonant voltage controlled oscillators by performing phase comparison between the divided output of the frequency divider and a reference clock. A PLL comprising; 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이에 삽입된 저항 소자들과;Resistance elements inserted between the oscillation nodes of the respective LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 회로 클럭을 회로에 공급하는 버퍼들Buffers supplying a circuit clock of each LC resonant voltage controlled oscillator to a circuit 을 포함하며,Including; 상기 PLL의 전압 제어 발진기로서 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기를 이용하고, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기와 동일한 구성의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 칩 내의 각 부분에 배치하는 동시에 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 일차원적인 배선 또는 메쉬형의 배선에 의해 접속하여, 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 분배함으로써, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기로 클록 신호를 생성하여, 상기 칩 내의 각 부분에 배치한 LC 공진형 전압 제어 발진기가 그 발진 노드로부터 각각 대응하는 회로에 클록 신호를 분배하는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.The LC resonant voltage controlled oscillator is used as the voltage controlled oscillator of the PLL, and the LC resonant voltage controlled oscillator having the same configuration as the LC resonant voltage controlled oscillator is arranged in each part of the chip, and the respective LC resonant voltages are arranged. The oscillation node of the control oscillator is connected by one-dimensional wiring or mesh-type wiring, and the oscillation frequency control signal generated in the PLL is distributed to each LC resonant voltage controlled oscillator, thereby clocking the LC resonant voltage controlled oscillator. And an LC resonant voltage controlled oscillator arranged in each part of the chip for distributing a clock signal from the oscillation node to a corresponding circuit, respectively. 제1항에 있어서, 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 접속하는 배선의 인덕턴스는 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기가 동일 위상으로 발진하는 값으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.The clock signal generation according to claim 1, wherein the inductance of the wiring connecting the oscillation node of each LC resonant voltage controlled oscillator is a value at which each LC resonant voltage controlled oscillator oscillates in the same phase. And dispensing device. 제2항에 있어서, 서로 접속되는 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이에 저항 소자를 삽입한 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.3. The clock signal generation and distribution device according to claim 2, wherein a resistance element is inserted between oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillator connected to each other. 제2항에 있어서, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이를 접속하는 배선의 근방에 고정 전위에 접속된 접지면 또는 접지선을 배치함으로써, 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 접속하는 배선의 인덕턴스를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기가 동일 위상으로 발진하는 값으로 한 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.The oscillation node of each LC resonant voltage controlled oscillator is connected by arranging a ground plane or a ground line connected to a fixed potential in the vicinity of a wiring connecting the oscillation nodes of the LC resonant voltage controlled oscillator. And the inductance of the wiring is set so that the LC resonant voltage controlled oscillators oscillate in the same phase. 삭제delete 제2항에 있어서, 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호에 의해 발진 주파수가 제어되는 LC 공진형 전압 제어 발진기로서, 그 발진 노드가 상기 일차원적인 배선 또는 메쉬형의 배선에 의해 접속된 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이의 배선에 접속되고, 다른 회로에는 상기 배선을 통하는 일이 없이 접속되지 않는 LC 공진형 전압 제어 발진기를 구비한 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.The LC resonant voltage controlled oscillator according to claim 2, wherein the oscillation frequency is controlled by the oscillation frequency control signal generated by the PLL, wherein the oscillation node is connected by the one-dimensional wiring or mesh-shaped wiring. And an LC resonant voltage controlled oscillator connected to the wiring between the oscillation nodes of the voltage controlled oscillator and not connected to the other circuit without passing through the wiring. 클록 신호의 생성 및 분배장치에 있어서,In the device for generating and distributing a clock signal, LC 공진형 전압 제어 발진기들과;LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기들의 출력을 피드백하여 분주하는 분주기와;A divider for feeding back the outputs of the LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 분주기의 분주 출력과 기준 클록의 위상 비교를 행하여 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 발진 제어용의 바이어스 신호를 공급하는 위상 비교기(PFD), 차지 펌프(CP) 및 로우패스 필터(LF)를 포함하는 PLL와;A phase comparator (PFD), a charge pump (CP), and a low pass filter (LF) for supplying a bias signal for oscillation control to each of the LC resonant voltage controlled oscillators by performing phase comparison between the divided output of the frequency divider and a reference clock. A PLL comprising; 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이에 삽입된 저항 소자들과;Resistance elements inserted between the oscillation nodes of the respective LC resonant voltage controlled oscillators; 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 회로 클럭을 회로에 공급하는 버퍼들Buffers supplying a circuit clock of each LC resonant voltage controlled oscillator to a circuit 을 포함하며,Including; 상기 PLL의 전압 제어 발진기로서 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기를 이용하고, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기와 동일한 구성의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 칩 내의 각 부분에 배치하여, 상기 PLL에서 생성된 발진 주파수 제어 신호를 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기에 분배하는 동시에 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기를 주입 동기에 의해 동기하여 발진시킴으로써, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기로 클록 신호를 생성하여, 상기 칩 내의 각 부분에 배치한 LC 공진형 전압 제어 발진기가 그 발진 노드로부터 각각 대응하는 회로에 클록 신호를 분배하는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.Using the LC resonant voltage controlled oscillator as the voltage controlled oscillator of the PLL, an LC resonant voltage controlled oscillator having the same configuration as the LC resonant voltage controlled oscillator is disposed in each part of the chip, thereby generating the oscillation generated in the PLL. By distributing a frequency control signal to each LC resonant voltage controlled oscillator and simultaneously oscillating each LC resonant voltage controlled oscillator by injection synchronization, a clock signal is generated by the LC resonant voltage controlled oscillator to generate the clock signal. And an LC resonant voltage controlled oscillator disposed in each part of the apparatus distributes clock signals from the oscillation node to corresponding circuits, respectively. 제7항에 있어서, 상기 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드를 일차원적인 배선 또는 메쉬형 배선에 의해 접속하고, 상기 각 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진 노드 사이를 접속하는 배선 중에 적어도 하나의 버퍼를 삽입하여, 그 버퍼의 출력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기를 그 버퍼의 입력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기와 주입 동기에 의해 동기시키는 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.8. The at least one buffer of claim 7, wherein the oscillation node of the LC resonant voltage controlled oscillator is connected by one-dimensional wiring or mesh type wiring, and is connected between the oscillation nodes of each LC resonant voltage controlled oscillator. Inserting and synchronizing the LC resonant voltage controlled oscillator on the output side of the buffer with an injection synchronization with the LC resonant voltage controlled oscillator on the input side of the buffer. 제8항에 있어서, 적어도 하나의 상기 버퍼의 출력측의 LC 공진형 전압 제어 발진기로서 커플링용 입력 단자를 갖는 것을 이용하여, 상기 버퍼의 출력측의 배선을 발진 노드 대신에 그 커플링용 입력 단자에 접속한 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.9. An LC resonant voltage controlled oscillator on the output side of at least one of the buffers having a coupling input terminal, wherein wiring at the output side of the buffer is connected to the coupling input terminal instead of an oscillation node. And a clock signal generation and distribution device. 제8항에 있어서, 적어도 1 세트의 LC 공진형 전압 제어 발진기로서 함께 커플링용 입력 단자를 갖는 것을 이용하여, 각각 자신의 LC 공진형 전압 제어 발진기의 발진노드와 상대측의 커플링용 입력 단자를 버퍼를 사이에 삽입한 배선으로 접속한 것을 특징으로 하는 클록 신호의 생성 및 분배 장치.The method of claim 8, wherein at least one set of LC resonant voltage controlled oscillators having a coupling input terminal together is used to buffer the oscillating node of its LC resonant voltage controlled oscillator and the coupling input terminal of the opposing side, respectively. A clock signal generation and distribution device, characterized in that connected by wiring inserted therebetween.
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