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JP2003115750A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JP2003115750A
JP2003115750A JP2001308354A JP2001308354A JP2003115750A JP 2003115750 A JP2003115750 A JP 2003115750A JP 2001308354 A JP2001308354 A JP 2001308354A JP 2001308354 A JP2001308354 A JP 2001308354A JP 2003115750 A JP2003115750 A JP 2003115750A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
delay
circuit
semiconductor device
characteristic
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001308354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Seki
毅裕 関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001308354A priority Critical patent/JP2003115750A/en
Publication of JP2003115750A publication Critical patent/JP2003115750A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】汎用性があり、回路規模の増加を最小限に抑
え、フレキシブルに効率良く遅延特性を調整可能な半導
体装置を提供する。 【解決手段】第1のイネーブル信号S121を受けて発
振可能な第1のリングオシレータ131と、第2のイネ
ーブル信号S122を受けて発振可能で第1のリングオ
シレータ131と発振サイクルの異なる第2のリングオ
シレータ132とを備え、その発振サイクル差を累算す
ることでクリティカルパスと等価または相似な遅延特性
を生成する遅延特性合成回路13と、遅延特性合成回路
13において累算によって生成された遅延量を検出する
遅延検出回路14と、遅延検出回路14の検出信号S1
4に基づいて電源電圧供給回路16に対して遅延特性合
成回路13およびターゲット回路11に供給すべき電源
電圧VDDを指示する制御信号S152を出力する制御回
路15とを設ける。
(57) [Problem] To provide a semiconductor device which is versatile, can minimize an increase in circuit scale, and can adjust delay characteristics flexibly and efficiently. A first ring oscillator 131 that can oscillate in response to a first enable signal S121 and a second ring that can oscillate in response to a second enable signal S122 and have an oscillation cycle different from that of the first ring oscillator 131. A delay oscillator 13 that includes a ring oscillator 132 and accumulates the oscillation cycle difference to generate a delay characteristic equivalent or similar to the critical path; and a delay amount generated by the accumulation in the delay characteristic synthesizer 13 And a detection signal S1 from the delay detection circuit 14.
4, a control circuit 15 for outputting a control signal S152 indicating a power supply voltage VDD to be supplied to the delay characteristic synthesizing circuit 13 and the target circuit 11 to the power supply voltage supply circuit 16 is provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲット回路の
クリティカルパス遅延特性を把握するための機構を有
し、LSIに供給する電源電圧を適応的に制御して低消
費電力化を図る半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a mechanism for grasping a critical path delay characteristic of a target circuit and adaptively controlling a power supply voltage supplied to an LSI to reduce power consumption. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体回路では、低電力化のため
に、電源電圧を下げる方法が一般的に取られている。こ
れは半導体回路(LSI)の消費電力のAC成分が電源
電圧の2乗に比例するためで、LSIの低消費電力化に
は電源電圧の低減が最も効果的であるからである。この
ような観点から、近年、LSIの動作周波数やプロセス
ばらつき等に対して、電源電圧をダイナミックに制御
し、常に最低電圧を供給する方法が報告されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor circuits, a method of lowering a power supply voltage has been generally adopted in order to reduce power consumption. This is because the AC component of the power consumption of the semiconductor circuit (LSI) is proportional to the square of the power supply voltage, and the reduction of the power supply voltage is most effective for reducing the power consumption of the LSI. From such a viewpoint, in recent years, a method has been reported in which the power supply voltage is dynamically controlled with respect to the operating frequency of the LSI, process variations, and the like, and the minimum voltage is always supplied.

【0003】図16は、従来用いられてきたクリティカ
ルパスの遅延特性をモニタするためのレプリカ回路を構
成例を示す図である。このレプリカ回路1は、ゲート遅
延素子2−1〜2−nを多段(縦続)接続し、入力パル
スPIを伝搬させ、遅延設定信号DSETにより設定さ
れた接続する遅延素子2の段数をセレクタ3によって変
更することで所望の遅延特性を得るものである。このレ
プリカ回路の動作をモニタすることで動作可能な最低限
の電圧をLSIに供給する。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of a replica circuit for monitoring the delay characteristic of a critical path which has been used conventionally. In the replica circuit 1, the gate delay elements 2-1 to 2-n are connected in multiple stages (cascade), the input pulse PI is propagated, and the number of stages of the connected delay elements 2 set by the delay setting signal DSET is set by the selector 3. A desired delay characteristic is obtained by changing the delay characteristic. By monitoring the operation of the replica circuit, the minimum operable voltage is supplied to the LSI.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレプリカ回路では、クリティカルパスと等価な
特性を得るために、ゲート素子を複数段接続して実現し
ていることから、大きな遅延を得ようとすると、回路規
模が大きくなるという不利益がある。
However, in the conventional replica circuit described above, since a plurality of gate elements are connected in order to obtain a characteristic equivalent to that of a critical path, it is possible to obtain a large delay. Then, there is a disadvantage that the circuit scale becomes large.

【0005】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、汎用性があり、回路規模の増加
を最小限に抑え、フレキシブルに効率良く遅延特性を調
整可能な半導体装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a semiconductor device which has versatility, minimizes an increase in circuit scale, and can flexibly and efficiently adjust delay characteristics. To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点は、ターゲット回路のクリティ
カルパスの遅延特性を把握するための機能を有する半導
体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニットと、上
記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる第2の遅
延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅
延ユニットとの発振サイクル差を累算することでクリテ
ィカルパスと等価または相似な遅延特性を生成する遅延
特性合成回路を有する。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a semiconductor device having a function of grasping the delay characteristic of a critical path of a target circuit and capable of oscillating. It includes a first delay unit and a second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit, and is critical by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. It has a delay characteristic synthesizing circuit that generates a delay characteristic equivalent to or similar to the path.

【0007】本発明の第2の観点は、ターゲット回路の
クリティカルパスの遅延特性を把握するための機能を有
する半導体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニッ
トと、上記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる
第2の遅延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと
第2の遅延ユニットとの発振サイクル差を累算すること
でクリティカルパスと等価または相似な遅延特性を生成
する遅延特性合成回路と、上記ターゲット回路および遅
延特性合成回路に電源電圧を供給する電源電圧供給回路
と、上記遅延特性合成回路において累算によって生成さ
れた遅延量を検出する遅延検出回路と、遅延検出回路の
検出信号に基づいて電源電圧供給回路に対して遅延特性
合成回路およびターゲット回路に供給すべき電源電圧値
を指示する制御回路とを有する。
A second aspect of the present invention is a semiconductor device having a function of grasping the delay characteristic of a critical path of a target circuit, which is capable of oscillating a first delay unit and the first delay unit. And a second delay unit having a different oscillation cycle, and a delay characteristic for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. A combination circuit, a power supply voltage supply circuit for supplying a power supply voltage to the target circuit and the delay characteristic combination circuit, a delay detection circuit for detecting a delay amount generated by accumulation in the delay characteristic combination circuit, and a delay detection circuit A control circuit for instructing the power supply voltage supply circuit based on the detection signal of the power supply voltage value to be supplied to the delay characteristic combining circuit and the target circuit. With the door.

【0008】第1または第2の観点では、上記第1およ
び第2の遅延ユニットが、リングオシレータを含む。
In the first or second aspect, the first and second delay units include a ring oscillator.

【0009】第1または第2の観点では、上記遅延特性
合成回路は、上記第1の遅延ユニットの発振出力をカウ
ントする第1のカウンタと、上記第2の遅延ユニットの
発振出力をカウントする第2のカウンタとを有し、上記
第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第1お
よび第2のリングオシレータによって生成される遅延差
を所望の回数累算することで目標遅延量を得る。
In the first or second aspect, the delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillation output of the first delay unit and the oscillation output of the second delay unit. 2 counters, and a target delay amount is obtained by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. .

【0010】第1または第2の観点では、上記遅延特性
合成回路は、上記累算回数が、外部より任意に設定可能
で、当該設定値と上記第1および第2のカウンタ出力と
を比較して目標累算回数に到達したことを検知する比較
回路を有する。
In the first or second aspect, in the delay characteristic synthesizing circuit, the number of times of accumulation can be arbitrarily set from outside, and the set value is compared with the outputs of the first and second counters. And a comparison circuit for detecting that the target number of accumulations has been reached.

【0011】第1または第2の観点では、クロック周波
数に応じた目標遅延量を示す位相の異なる2つのパルス
信号であって上記遅延特性合成回路を活性化させる基準
信号を発生するパルス発生回路を有する。
According to the first or second aspect, there is provided a pulse generation circuit which generates two reference pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency and which activates the delay characteristic synthesizing circuit. Have.

【0012】第1または第2の観点では、上記第1のリ
ングオシレータと、上記第2のリングオシレータの発振
サイクル差が、所望の遅延特性を有する遅延要素によっ
て生成される。
In the first or second aspect, the oscillation cycle difference between the first ring oscillator and the second ring oscillator is generated by a delay element having a desired delay characteristic.

【0013】第1または第2の観点では、上記第1のリ
ングオシレータに含まれる第1の遅延要素が生成する遅
延と、上記第2のリングオシレータに含まれる第2の遅
延要素が生成する遅延の差分が、所望の遅延特性を有す
る遅延となるように、上記第1および第2の遅延要素が
構成されている。
In the first or second aspect, the delay generated by the first delay element included in the first ring oscillator and the delay generated by the second delay element included in the second ring oscillator. The first and second delay elements are configured such that the difference between the two becomes a delay having a desired delay characteristic.

【0014】また、第2の観点では、上記制御回路は、
上記遅延検出回路が上記遅延特性合成回路から出力され
る遅延量の検出を終了した後、上記遅延特性合成回路の
動作を停止させる。
Further, in a second aspect, the control circuit is
After the delay detecting circuit finishes detecting the delay amount output from the delay characteristic synthesizing circuit, the operation of the delay characteristic synthesizing circuit is stopped.

【0015】本発明の第3の観点は、ターゲット回路の
クリティカルパスの遅延特性を把握するための機能を有
する半導体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニッ
トと、上記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる
第2の遅延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと
第2の遅延ユニットとの発振サイクル差を累算すること
でクリティカルパスと等価または相似な遅延特性を生成
する遅延特性合成回路を複数有し、上記各遅延特性合成
回路が含む第1および第2の遅延ユニットが、異なる遅
延特性を有する遅延を生成するための遅延要素を含み、
上記各遅延特性合成回路が縦続接続されて、複数の異な
る遅延特性を有する遅延を所望の比率で合成し、クリテ
ィカルパスと等価または相似な遅延特性を得る。
A third aspect of the present invention is a semiconductor device having a function of grasping the delay characteristic of a critical path of a target circuit, wherein the first delay unit capable of oscillating and the first delay unit. And a second delay unit having a different oscillation cycle, and a delay characteristic for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. A plurality of combining circuits, each of the delay characteristic combining circuits includes a first delay unit and a second delay unit that includes a delay element for generating a delay having a different delay characteristic;
The respective delay characteristic synthesizing circuits are connected in cascade to synthesize a plurality of delays having different delay characteristics at a desired ratio to obtain a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path.

【0016】本発明の第4の観点は、ターゲット回路の
クリティカルパスの遅延特性を把握するための機能を有
する半導体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニッ
トと、上記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる
第2の遅延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと
第2の遅延ユニットとの発振サイクル差を累算すること
でクリティカルパスと等価または相似な遅延特性を生成
する遅延特性合成回路を複数有し、上記各遅延特性合成
回路が含む第1および第2の遅延ユニットが、異なる遅
延特性を有する遅延を生成するための遅延要素を含み、
上記各遅延特性合成回路が縦続接続されて、複数の異な
る遅延特性を有する遅延を所望の比率で合成し、クリテ
ィカルパスと等価または相似な遅延特性を得、さらに、
上記ターゲット回路および遅延特性合成回路に電源電圧
を供給する電源電圧供給回路と、上記最終段の遅延特性
合成回路において累算によって生成された遅延量を検出
する遅延検出回路と、遅延検出回路の検出信号に基づい
て電源電圧供給回路に対して遅延特性合成回路およびタ
ーゲット回路に供給すべき電源電圧値を指示する制御回
路とを有する。
A fourth aspect of the present invention is a semiconductor device having a function for grasping the delay characteristic of a critical path of a target circuit, wherein the first delay unit capable of oscillating and the first delay unit. And a second delay unit having a different oscillation cycle, and a delay characteristic for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. Each of the delay characteristic combining circuits includes a delay element for generating a delay having a different delay characteristic;
The delay characteristic synthesizing circuits are cascaded to synthesize delays having a plurality of different delay characteristics at a desired ratio to obtain a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path.
A power supply voltage supply circuit that supplies a power supply voltage to the target circuit and the delay characteristic synthesis circuit, a delay detection circuit that detects the delay amount generated by accumulation in the delay characteristic synthesis circuit at the final stage, and a detection of the delay detection circuit. And a control circuit for instructing the power supply voltage supply circuit based on the signal to instruct the power supply voltage value to be supplied to the delay characteristic combining circuit and the target circuit.

【0017】第3または第4の観点では、上記第1およ
び第2の遅延ユニットが、リングオシレータを含む。
In the third or fourth aspect, the first and second delay units include a ring oscillator.

【0018】第3または第4の観点では、上記各遅延特
性合成回路は、上記第1の遅延ユニットの発振出力をカ
ウントする第1のカウンタと、上記第2の遅延ユニット
の発振出力をカウントする第2のカウンタとを有し、上
記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第1
および第2のリングオシレータによって生成される遅延
差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る。
In the third or fourth aspect, each of the delay characteristic synthesizing circuits counts the oscillation output of the first delay unit and the oscillation output of the second delay unit. A second counter and based on the outputs of the first and second counters, the first counter
The target delay amount is obtained by accumulating the delay difference generated by the second ring oscillator a desired number of times.

【0019】第3または第4の観点では、上記各遅延特
性合成回路は、上記累算回数が、外部より任意に設定可
能で、当該設定値と上記第1および第2のカウンタ出力
とを比較して目標累算回数に到達したことを検知する比
較回路を有する。
In the third or fourth aspect, in each of the delay characteristic synthesizing circuits, the number of accumulations can be arbitrarily set from the outside, and the set value is compared with the first and second counter outputs. Then, it has a comparison circuit for detecting that the target number of times of accumulation is reached.

【0020】第3または第4の観点では、クロック周波
数に応じた目標遅延量を示す位相の異なる2つのパルス
信号であって初段の上記遅延特性合成回路を活性化させ
る基準信号を発生するパルス発生回路を有する。
According to the third or fourth aspect, pulse generation for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit of the first stage, which is two pulse signals having different phases indicating the target delay amount according to the clock frequency. It has a circuit.

【0021】第3または第4の観点では、上記縦続接続
された複数の遅延特性合成回路において、前段の遅延特
性合成回路の出力信号が、次段の遅延特性合成回路を活
性化させる信号となっている。
In a third or a fourth aspect, in the plurality of cascaded delay characteristic synthesizing circuits, the output signal of the delay characteristic synthesizing circuit of the preceding stage becomes a signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit of the next stage. ing.

【0022】また、第4の観点では、上記制御回路は、
上記遅延検出回路が最終段の遅延特性合成回路から出力
される遅延量の検出を終了した後、上記直列接続された
全ての遅延特性合成回路の動作を停止させる。
According to a fourth aspect, the control circuit is
After the delay detection circuit finishes detecting the delay amount output from the delay characteristic combining circuit at the final stage, the operation of all the delay characteristic combining circuits connected in series is stopped.

【0023】本発明の第5の観点は、ターゲット回路の
クリティカルパスの遅延特性を把握するための機能を有
する半導体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニッ
トと、上記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる
第2の遅延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと
第2の遅延ユニットとの発振サイクル差を累算すること
でクリティカルパスと等価または相似な遅延特性を生成
する遅延特性合成回路を複数有し、上記遅延特性合成回
路が含む第1および第2の遅延ユニットが、異なる遅延
特性を有する遅延を生成するための複数の遅延要素を含
み、上記遅延特性合成回路は、異なる複数の遅延成分を
同時に累算すると共に、目標累算回数に到達した遅延要
素を順次回路が選択的に切り離していくことで複数の遅
延成分を所望の比率で合成し、クリティカルパスと等価
または相似な遅延特性を得る。
A fifth aspect of the present invention is a semiconductor device having a function for grasping the delay characteristic of a critical path of a target circuit, which is capable of oscillating a first delay unit and the first delay unit. And a second delay unit having a different oscillation cycle, and a delay characteristic for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The delay characteristic combining circuit includes a plurality of delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuit includes different delay elements. A plurality of delay components are accumulated at the same time, and the delay elements that have reached the target number of accumulations are sequentially separated by the circuit to selectively separate the plurality of delay components to a desired ratio. In combined to obtain the critical path equivalent or similar delay characteristics.

【0024】本発明の第6の観点は、ターゲット回路の
クリティカルパスの遅延特性を把握するための機能を有
する半導体装置であって、発振可能な第1の遅延ユニッ
トと、上記第1の遅延ユニットと発振サイクルの異なる
第2の遅延ユニットを含み、上記第1の遅延ユニットと
第2の遅延ユニットとの発振サイクル差を累算すること
でクリティカルパスと等価または相似な遅延特性を生成
する遅延特性合成回路を複数有し、上記遅延特性合成回
路が含む第1および第2の遅延ユニットが、異なる遅延
特性を有する遅延を生成するための複数の遅延要素を含
み、上記遅延特性合成回路は、異なる複数の遅延成分を
同時に累算すると共に、目標累算回数に到達した遅延要
素を順次回路が選択的に切り離していくことで複数の遅
延成分を所望の比率で合成し、クリティカルパスと等価
または相似な遅延特性を得、さらに、上記ターゲット回
路および遅延特性合成回路に電源電圧を供給する電源電
圧供給回路と、上記遅延特性合成回路において累算によ
って生成された遅延量を検出する遅延検出回路と、遅延
検出回路の検出信号に基づいて電源電圧供給回路に対し
て遅延特性合成回路およびターゲット回路に供給すべき
電源電圧値を指示する制御回路とを有する。
A sixth aspect of the present invention is a semiconductor device having a function of grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, wherein the first delay unit capable of oscillating and the first delay unit. And a second delay unit having a different oscillation cycle, and a delay characteristic for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The delay characteristic combining circuit includes a plurality of delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuit includes different delay elements. A plurality of delay components are accumulated at the same time, and the delay elements that have reached the target number of accumulations are sequentially separated by the circuit to selectively separate the plurality of delay components to a desired ratio. Generated by accumulating in the power supply voltage supply circuit that supplies the power supply voltage to the target circuit and the delay characteristic synthesis circuit, and the delay characteristic synthesis circuit. It has a delay detection circuit for detecting the delay amount, and a control circuit for instructing the power supply voltage supply circuit based on the detection signal of the delay detection circuit to instruct the delay characteristic combining circuit and the power supply voltage value to be supplied to the target circuit.

【0025】第5または第6の観点では、上記遅延特性
合成回路は、上記第1の遅延ユニットの発振出力をカウ
ントする第1のカウンタと、上記第2の遅延ユニットの
発振出力をカウントする第2のカウンタとを有し、上記
第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第1お
よび第2のリングオシレータによって生成される遅延差
を所望の回数累算することで目標遅延量を得る。
In the fifth or sixth aspect, the delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillating output of the first delay unit and the oscillating output of the second delay unit. 2 counters, and a target delay amount is obtained by accumulating a desired number of delay differences generated by the first and second ring oscillators based on the outputs of the first and second counters. .

【0026】第5または第6の観点では、上記遅延特性
合成回路は、上記累算回数が、外部より任意に設定可能
で、当該設定値と上記第1および第2のカウンタ出力と
を比較して目標累算回数に到達したことを検知する比較
回路を有する。
In the fifth or sixth aspect, in the delay characteristic synthesizing circuit, the number of times of accumulation can be arbitrarily set from the outside, and the set value is compared with the outputs of the first and second counters. And a comparison circuit for detecting that the target number of accumulations has been reached.

【0027】第5または第6の観点では、クロック周波
数に応じた目標遅延量を示す位相の異なる2つのパルス
信号であって上記遅延特性合成回路を活性化させる基準
信号を発生するパルス発生回路を有する。
According to a fifth or sixth aspect, there is provided a pulse generation circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. Have.

【0028】また、第6の観点では、上記制御回路は、
上記遅延検出回路が、上記遅延特性合成回路から出力さ
れる遅延量の検出を終了した後、上記遅延特性合成回路
の動作を停止させる。
Further, in a sixth aspect, the control circuit is
After the delay detection circuit finishes detecting the delay amount output from the delay characteristic synthesizing circuit, the operation of the delay characteristic synthesizing circuit is stopped.

【0029】本発明によれば、たとえは制御回路から動
作を開始するためのスタート信号がパルス発生回路に送
出される。パルス発生回路では、スタート信号を受け
て、クロック信号の1サイクル分の遅延差を持った2つ
のパルス信号である基準信号が生成され、遅延特性合成
回路に出力される。遅延特性合成回路においては、基準
信号を受けて遅延ユニットに含まれる第1および第2の
リングオシレータの発振が開始されると共に、第1およ
び第2のカウンタカウント動作が開始される。また、比
較回路において、第1および第2のカウンタの出力信号
と累算回数設定値との比較が開始される。このとき、た
とえば第1のリングオシレータの発振サイクルτ1は、
第2のリングオシレータの発振サイクルτ2よりも、遅
延要素によって生じる遅延差(τ1−τ2)だけ長いサ
イクルで発振する。これにより、第1および第2の両リ
ングオシレータの発振サイクル差(τ1−τ2)が毎サ
イクル累算されていく。そして、第1および第2のカウ
ンタの出力値が累算回数設定値に一致した時点で、比較
回路から2つの信号が遅延検出回路に出力される。
According to the present invention, a start signal for starting the operation is sent from the control circuit to the pulse generating circuit. The pulse generation circuit receives the start signal, generates a reference signal which is two pulse signals having a delay difference of one cycle of the clock signal, and outputs the reference signal to the delay characteristic combining circuit. In the delay characteristic synthesizing circuit, the first and second ring oscillators included in the delay unit start oscillating in response to the reference signal, and the first and second counter counting operations start. Further, the comparison circuit starts the comparison between the output signals of the first and second counters and the cumulative number setting value. At this time, for example, the oscillation cycle τ1 of the first ring oscillator is
It oscillates in a cycle longer than the oscillation cycle τ2 of the second ring oscillator by the delay difference (τ1-τ2) generated by the delay element. As a result, the oscillation cycle difference (τ1−τ2) between the first and second ring oscillators is accumulated every cycle. Then, when the output values of the first and second counters match the cumulative number setting value, the comparison circuit outputs two signals to the delay detection circuit.

【0030】比較回路の2つの出力信号受けた遅延検出
回路では、たとえば両信号の立ち上がりエッジ同士が比
較され、両エッジ間の遅延差が遅延情報として制御回路
に出力される。制御回路では、得られた遅延情報を基に
電源電圧供給回路に対して電源電圧を上げる、下げるま
たは維持するといった指示するための制御信号が生成さ
れて電源電圧供給回路に出力される。これにより、電源
電圧供給回路からターゲット回路および遅延特性合成回
路に供給される電源電圧Vが変化する。また、制御回路
では、遅延検出回路からの遅延情報を取得した時点で、
スタート信号の出力が停止される。これにより、パルス
発生回路では、基準信号の非アクティブに設定されて、
遅延特性合成回路の動作が停止される。以上の処理が繰
り返し実行され、最終的に所望の値となるように電源電
圧が制御される。
In the delay detection circuit which receives the two output signals of the comparison circuit, for example, the rising edges of both signals are compared with each other, and the delay difference between both edges is output to the control circuit as delay information. The control circuit generates a control signal for instructing the power supply voltage supply circuit to increase, decrease, or maintain the power supply voltage based on the obtained delay information, and outputs the control signal to the power supply voltage supply circuit. As a result, the power supply voltage V supplied from the power supply voltage supply circuit to the target circuit and the delay characteristic combining circuit changes. Further, in the control circuit, when the delay information from the delay detection circuit is acquired,
Output of the start signal is stopped. As a result, in the pulse generation circuit, the reference signal is set to inactive,
The operation of the delay characteristic combining circuit is stopped. The above processing is repeatedly executed, and the power supply voltage is controlled so as to finally reach a desired value.

【0031】また、遅延特性合成回路では、累算回数
が、外部より任意に設定可能で、比較回路は設定値とカ
ウンタ出力とを比較して目標累算回数に到達したことを
検知する機能を有することから、生成される遅延特性を
LSI製造後に調整することが可能となる。
Further, in the delay characteristic synthesizing circuit, the number of accumulations can be arbitrarily set from the outside, and the comparator circuit has a function of comparing the set value with the counter output and detecting that the target number of accumulations has been reached. Since it has, it becomes possible to adjust the generated delay characteristic after the LSI is manufactured.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】第1実施形態 図1は、本発明に係る半導体装置の第1の実施形態を示
す回路図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【0033】図1に本発明の第1の実施形態を示す。本
半導体装置10は、伝送パスを有し、遅延特性がモニタ
されるターゲット回路11、パルス発生回路12、遅延
特性合成回路13、遅延検出回路14、制御回路15、
および電源電圧供給回路16を有している。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. The semiconductor device 10 includes a target circuit 11, a pulse generation circuit 12, a delay characteristic synthesis circuit 13, a delay detection circuit 14, a control circuit 15, which has a transmission path and whose delay characteristics are monitored.
And a power supply voltage supply circuit 16.

【0034】なお、ここでパルス発生回路12、遅延特
性合成回路13、遅延検出回路14、制御回路15、電
源電圧供給回路16を、ターゲット回路11と同一チッ
プ上に集積してもよいし、電源電圧供給回路16は外付
けとしてもよい。
Here, the pulse generating circuit 12, the delay characteristic synthesizing circuit 13, the delay detecting circuit 14, the control circuit 15, and the power supply voltage supply circuit 16 may be integrated on the same chip as the target circuit 11, or the power supply may be integrated. The voltage supply circuit 16 may be externally attached.

【0035】パルス発生回路12は、制御回路15によ
るスタート信号S151を受けて、クロック信号CLK
のクロック周波数に応じた目標遅延量を示す位相の異な
る2つのパルスである第1の基準信号(イネーブル信
号)S121および第2の基準信号(イネーブル信号)
S122を生成し、遅延特性合成回路13に出力する。
これら位相の異なる2つのパルスが、遅延特性合成回路
13を活性化させる制御信号となっている。
The pulse generation circuit 12 receives the start signal S151 from the control circuit 15 and receives the clock signal CLK.
First reference signal (enable signal) S121 and second reference signal (enable signal), which are two pulses having different phases indicating the target delay amount according to the clock frequency of
S122 is generated and output to the delay characteristic synthesizing circuit 13.
These two pulses having different phases are control signals for activating the delay characteristic synthesizing circuit 13.

【0036】遅延特性合成回路13は、第1の遅延ユニ
ットとしての第1のリングオシレータ131、第2のリ
ングオシレータ132、第2の遅延ユニットとしての第
1のリングオシレータ131の出力信号S131により
駆動される第1のカウンタ133、第2のリングオシレ
ータ132の出力信号S132により駆動される第2の
カウンタ134、図示しないレジスタまたは外部ピンで
設定された累算回数設定値ACVと第1のカウンタ13
3の出力信号S133とを比較し、比較結果を第1の一
致検出信号S135として遅延検出回路14に出力する
第1の比較回路135、同様にレジスタまたは外部ピン
で設定された累算回数設定値ACVと第2のカウンタ1
34の出力信号S134とを比較し、比較結果を第2の
一致検出信号S136として遅延検出回路14に出力す
る第2の比較回路136を有している。
The delay characteristic synthesizing circuit 13 is driven by the output signal S131 of the first ring oscillator 131, the second ring oscillator 132, which is the first delay unit, and the first ring oscillator 131, which is the second delay unit. First counter 133, a second counter 134 driven by the output signal S132 of the second ring oscillator 132, a cumulative count setting value ACV set by a register (not shown) or an external pin, and the first counter 13
3 output signal S133 and outputs the comparison result to the delay detection circuit 14 as the first coincidence detection signal S135, similarly the accumulation count set value set by the register or the external pin. ACV and second counter 1
It has a second comparison circuit 136 that compares the output signal S134 of the S.34 and the comparison result as a second coincidence detection signal S136 to the delay detection circuit 14.

【0037】第1のリングオシレータ131は、図1に
示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12によ
る第1のイネーブル信号S121の供給ラインに接続さ
れた2入力NANDゲートNA131と、NANDゲー
トNA131の出力端子と他方の入力端子間に直列接続
された遅延素子D131−1,D131−2,D131
−3,D131−4,D131−5,D131−6およ
びD131−7により発振可能に構成され、第1の発振
信号S131をカウンタ133に出力する。
As shown in FIG. 1, the first ring oscillator 131 has a two-input NAND gate NA131 whose one input terminal is connected to the supply line of the first enable signal S121 by the pulse generation circuit 12, and a NAND gate. Delay elements D131-1, D131-2, D131 connected in series between the output terminal of NA131 and the other input terminal
-3, D131-4, D131-5, D131-6 and D131-7 are configured to oscillate, and output the first oscillation signal S131 to the counter 133.

【0038】第2のリングオシレータ132は、図1に
示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12によ
る第2のイネーブル信号S122の供給ラインに接続さ
れた2入力NANDゲートNA132と、NANDゲー
トNA132の出力端子と他方の入力端子間に直列接続
された遅延素子D132−1,D132−2,D132
−3,D133−4,D132−5,D132−6およ
びD132−7により発振可能に構成され、第2の発振
信号S132をカウンタ134に出力する。
As shown in FIG. 1, the second ring oscillator 132 has a two-input NAND gate NA132 whose one input terminal is connected to the supply line of the second enable signal S122 by the pulse generation circuit 12, and a NAND gate. Delay elements D132-1, D132-2, and D132 connected in series between the output terminal of NA132 and the other input terminal
-3, D133-4, D132-5, D132-6 and D132-7 are configured to oscillate and output a second oscillation signal S132 to the counter 134.

【0039】第1のリングオシレータ131に含まれる
遅延要素としてのNANDゲートNA131、遅延素子
D131−1〜D131−7と第2のリングオシレータ
132に含まれる遅延要素とてのNANDゲートNA1
32、遅延素子D132−1〜D132−7のうち、第
1のリングオシレータ131に含まれる遅延素子D13
1−5は、第2のリングオシレータ132に含まれる遅
延素子D132−5よりもΔτだけ大きな遅延を持つよ
うに構成されている。遅延素子D131−5およびD1
32−5以外の遅延要素は、全て同じ遅延特性を持つよ
うに構成されている。たとえば、NANDゲートNA1
31とNANDゲートNA132、遅延素子D131−
1と遅延素子D132−1、遅延素子D131−2と遅
延素子D132−2、遅延素子D131−3と遅延素子
D132−3、遅延素子D131−4と遅延素子D13
2−4、遅延素子D131−6と遅延素子D132−
6、遅延素子D131−7と遅延素子D132−7は互
いに同じ遅延特性を持つように構成されている。
NAND gate NA131 as a delay element included in first ring oscillator 131, NAND gate NA1 as a delay element included in delay elements D131-1 to D131-7 and second ring oscillator 132.
32, the delay element D13 included in the first ring oscillator 131 among the delay elements D132-1 to D132-7
1-5 is configured to have a delay larger by Δτ than the delay element D132-5 included in the second ring oscillator 132. Delay elements D131-5 and D1
All the delay elements other than 32-5 are configured to have the same delay characteristic. For example, NAND gate NA1
31, NAND gate NA132, delay element D131-
1 and delay element D132-1, delay element D131-2 and delay element D132-2, delay element D131-3 and delay element D132-3, delay element D131-4 and delay element D13
2-4, delay element D131-6 and delay element D132-
6. The delay element D131-7 and the delay element D132-7 are configured to have the same delay characteristic.

【0040】これにより、第1のリングオシレータ13
1は、第2のリングオシレータ132よりも2Δτだけ
長いサイクルで発振することとなり、両リングオシレー
タ間の発振サイクル差2Δτが毎サイクル累算されてい
く。そして、遅延特性合成回路13において、この累算
回数をカウンタでカウントし、目標累算回数に一致する
まで累算を行うことで所望の遅延を生成することができ
る。
As a result, the first ring oscillator 13
1 oscillates in a cycle longer than the second ring oscillator 132 by 2Δτ, and the oscillation cycle difference 2Δτ between both ring oscillators is accumulated every cycle. Then, in the delay characteristic synthesizing circuit 13, a desired delay can be generated by counting the number of times of accumulation with a counter and performing accumulation until the target number of times of accumulation is reached.

【0041】図2および図3は、第1および第2のリン
グオシレータ131、132の発振サイクルに遅延差を
生成するための遅延要素D131−5、D132−5の
第1および第2の構成例を示す図である。
FIGS. 2 and 3 show first and second configuration examples of the delay elements D131-5 and D132-5 for generating a delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators 131 and 132. FIG.

【0042】第1の構成例では、図2(A)に示すよう
に、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要素
D131−5が、バッファ131−5−1、131−5
−2の2段構成、第2のリングオシレータ132に含ま
れる遅延要素D132−5が、バッファ132−5−1
の1段構成となっている。この第1の構成例では、第1
のリングオシレータ131の発振サイクルは、第2のリ
ングオシレータ132よりもバッファ131−5−2の
遅延分だけ長くなるため、ゲート遅延成分を生成するこ
とができる。
In the first configuration example, as shown in FIG. 2A, the delay element D131-5 included in the first ring oscillator 131 includes the buffers 131-5-1 and 131-5.
-2 stage configuration, the delay element D132-5 included in the second ring oscillator 132 is the buffer 132-5-1.
It has a one-stage configuration. In this first configuration example, the first
Since the oscillation cycle of the ring oscillator 131 is longer than that of the second ring oscillator 132 by the delay of the buffer 131-5-2, it is possible to generate the gate delay component.

【0043】第2の構成例では、図3(A)および
(B)に示すように、遅延要素D131−5が配線13
1−5−3により構成され、遅延要素D132−5が配
線132−5−3により構成されている。配線131−
5−3および132−5−3は、総配線長が同じ長さ
(L1+L2)に設定されており、配線を駆動するドラ
イバ131−4、132−4およびレシーバ131−
6、132−6も同じサイズである。そして、配線13
1−5−3は、図3(A)に示すように、配線の終端か
ら信号が出力され、一方、配線132−5−3は、図3
(B)に示すように、図中の左端から長さL1の位置か
ら信号が出力される。したがって、第1のリングオシレ
ータ131の発振サイクルは、第2のリングオシレータ
132の発振サイクルよりも配線長L2の遅延分だけ長
くなり、配線遅延成分を生成することが可能となる。
In the second configuration example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the delay element D131-5 is connected to the wiring 13.
1-5-3, and the delay element D132-5 is formed by the wiring 132-5-3. Wiring 131-
The total wiring length of 5-3 and 132-5-3 is set to the same length (L1 + L2), and drivers 131-4 and 132-4 and a receiver 131- that drive the wiring.
6, 132-6 also have the same size. And the wiring 13
3-5A, a signal is output from the end of the wiring, as shown in FIG.
As shown in (B), a signal is output from a position having a length L1 from the left end in the figure. Therefore, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than the oscillation cycle of the second ring oscillator 132 by the delay of the wiring length L2, and the wiring delay component can be generated.

【0044】なお、ここでは以上2種類の遅延要素を例
に示したが、実現方法はこれに限定されるものではな
く、必要な条件は、遅延要素D131−5とD132−
5を、所望の遅延特性を持った遅延差が発生するように
構成し、その遅延差を累算することで所望の遅延特性を
有する遅延を生成することである。
Although two types of delay elements are shown as an example here, the implementation method is not limited to this, and the necessary conditions are delay elements D131-5 and D132-.
5 is configured so that a delay difference having a desired delay characteristic is generated, and the delay difference is accumulated to generate a delay having a desired delay characteristic.

【0045】遅延検出回路14は、遅延特性合成回路1
3の第1の比較回路135の出力信号S135および第
2の比較回路136の出力信号S136を受けて、累算
によって生成された遅延量を検出し、検出信号S14と
して制御回路15に出力する。
The delay detecting circuit 14 is the delay characteristic synthesizing circuit 1
The third output signal S135 of the first comparison circuit 135 and the output signal S136 of the second comparison circuit 136 are received to detect the delay amount generated by the accumulation and output to the control circuit 15 as a detection signal S14.

【0046】制御回路15は、遅延検出回路14の検出
信号S14に基づいて電源電圧供給回路16に対して遅
延特性合成回路13およびターゲット回路11に供給す
べき電源電圧VDDを指示する制御信号S152を出力す
る。
The control circuit 15 controls the power supply voltage supply circuit 16 based on the detection signal S14 of the delay detection circuit 14 to instruct the power supply voltage V DD to be supplied to the delay characteristic synthesizing circuit 13 and the target circuit 11. Is output.

【0047】電源電圧供給回路16は、制御回路15に
よる制御信号S15に応じた値に電源電圧値を調整して
遅延特性合成回路14およびターゲット回路11に供給
する。
The power supply voltage supply circuit 16 adjusts the power supply voltage value to a value according to the control signal S15 from the control circuit 15 and supplies it to the delay characteristic synthesizing circuit 14 and the target circuit 11.

【0048】次に、第1の実施形態に係る動作を、図4
のタイミングチャートに関連付けて説明する。
Next, the operation according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
Will be described in association with the timing chart of FIG.

【0049】まず、図4(B)に示すように、制御回路
15から動作を開始するためのスタート信号S151が
パルス発生回路12に送出される。パルス発生回路12
では、スタート信号S151を受けて、図4(A),
(C)および(G)に示すように、クロック信号CLK
の1サイクル分の遅延差を持った第1のイネーブル信号
S121および第2のイネーブル信号S122が生成さ
れ、遅延特性合成回路13に出力される。
First, as shown in FIG. 4B, the start signal S151 for starting the operation is sent from the control circuit 15 to the pulse generation circuit 12. Pulse generation circuit 12
Then, in response to the start signal S151, as shown in FIG.
As shown in (C) and (G), the clock signal CLK
The first enable signal S121 and the second enable signal S122 having a delay difference of one cycle are generated and output to the delay characteristic synthesizing circuit 13.

【0050】遅延特性合成回路13においては、第1の
イネーブル信号S121が、第1のリングオシレータ1
31、カウンタ133、および比較回路135に入力さ
れる。一方、第2のイネーブル信号S122が、第2の
リングオシレータ132、カウンタ134、および比較
回路136に入力される。これにより、第1および第2
のリングオシレータ131,132の発振が開始される
と共に、カウンタ133,134のリセットが解除され
てカウント動作が開始される。また、比較回路135,
136において、それぞれ図4(E)および(I)に示
すように、カウンタ133,134の出力信号S13
3,S134と累算回数設定値ACVとの比較が開始さ
れる。
In the delay characteristic synthesizing circuit 13, the first enable signal S121 is applied to the first ring oscillator 1
31, the counter 133, and the comparison circuit 135. On the other hand, the second enable signal S122 is input to the second ring oscillator 132, the counter 134, and the comparison circuit 136. Thereby, the first and second
The ring oscillators 131 and 132 start to oscillate, and the counters 133 and 134 are released from reset, and the counting operation is started. In addition, the comparison circuit 135,
At 136, the output signals S13 of the counters 133, 134, as shown in FIGS. 4 (E) and (I), respectively.
3, S134 is started to be compared with the cumulative number setting value ACV.

【0051】このとき、第1のリングオシレータ131
の発振サイクルτ1は、第2のリングオシレータ132
の発振サイクルτ2よりも、遅延要素131−5と13
2−5によって生じる遅延差(τ1−τ2)だけ長いサ
イクルで発振する。これにより、第1および第2の両リ
ングオシレータ131,132の発振サイクル差(τ1
−τ2)が毎サイクル累算されていく。そして、図4
(E),(I),(F)、および(J)に示すように、
第1および第2のカウンタ133、134の出力値が累
算回数設定値ACVに一致した時点で、第1および第2
の比較回路135および136から第1および第2の一
致検出信号S135、S136が遅延検出回路14に出
力される。
At this time, the first ring oscillator 131
Oscillation cycle τ1 of the second ring oscillator 132
Than the oscillation cycle τ2 of the delay elements 131-5 and 13-5.
It oscillates in a cycle longer by the delay difference (τ1-τ2) caused by 2-5. As a result, the oscillation cycle difference (τ1) between the first and second ring oscillators 131 and 132 is increased.
−τ2) is accumulated every cycle. And FIG.
As shown in (E), (I), (F), and (J),
When the output values of the first and second counters 133 and 134 match the cumulative number set value ACV, the first and second counters
The first and second coincidence detection signals S135 and S136 are output from the comparison circuits 135 and 136 to the delay detection circuit 14.

【0052】ここで、図4(C)および(F)に示すよ
うに、第1のイネーブル信号S121の立ち上がりエッ
ジから第1の一致検出信号S135の立ち上がりエッジ
までの時間τdと、図4(G)および(J)に示すよう
に、イネーブル信号S132の立ち上がりエッジから第
2の一致検出信号S136の立ち上がりエッジまでの時
間τcの差(τd−τc)が得られた遅延量となり、両
立ち上がりエッジ間の遅延差が目標遅延量(クロック1
サイクル)に対する遅延差(1cycle−(τd−τ
c))となる。
Here, as shown in FIGS. 4C and 4F, the time τd from the rising edge of the first enable signal S121 to the rising edge of the first match detection signal S135 and FIG. ) And (J), the difference (τd−τc) in the time τc from the rising edge of the enable signal S132 to the rising edge of the second coincidence detection signal S136 is the obtained delay amount, and between both rising edges. Is the target delay amount (clock 1
Delay difference (1cycle- (τd-τ
c)).

【0053】第1および第2の比較回路135,136
による第1および第2の一致検出信号S135、S13
6を受けた遅延検出回路14では、第1の一致検出信号
S135の立ち上がりエッジと第2の一致検出信号S1
36の立ち上がりエッジとが比較され、両エッジ間の遅
延差が遅延情報S14として制御回路15に出力され
る。制御回路15では、得られた遅延情報S14を基に
電源電圧供給回路16に対して電源電圧を上げる、下げ
るまたは維持するといった指示するための制御信号S1
52が生成されて電源電圧供給回路16に出力される。
これにより、電源電圧供給回路16からターゲット回路
11および遅延特性合成回路13に供給される電源電圧
DDが変化する。また、制御回路15では、遅延検出回
路14からの遅延情報を取得した時点で、図4(B)に
示すように、スタート信号S151がローレベルに切り
替えられる。これにより、パルス発生回路12では、第
1および第2のイネーブル信号S121、S122がロ
ーレベルに切り替えられて、遅延特性合成回路13の動
作が停止される。
First and second comparison circuits 135 and 136
The first and second coincidence detection signals S135, S13
In the delay detection circuit 14 which has received 6, the rising edge of the first match detection signal S135 and the second match detection signal S1
The rising edge of 36 is compared, and the delay difference between both edges is output to the control circuit 15 as delay information S14. In the control circuit 15, the control signal S1 for instructing the power supply voltage supply circuit 16 to increase, decrease or maintain the power supply voltage based on the obtained delay information S14.
52 is generated and output to the power supply voltage supply circuit 16.
As a result, the power supply voltage V DD supplied from the power supply voltage supply circuit 16 to the target circuit 11 and the delay characteristic synthesis circuit 13 changes. Further, in the control circuit 15, when the delay information from the delay detection circuit 14 is acquired, the start signal S151 is switched to the low level as shown in FIG. 4 (B). As a result, in the pulse generating circuit 12, the first and second enable signals S121 and S122 are switched to the low level, and the operation of the delay characteristic synthesizing circuit 13 is stopped.

【0054】以上の処理が繰り返し実行され、最終的に
τd−τc=1cycleとなるように電源電圧が制御
される。第1および第2のリングオシレータ131,1
32の発振サイクルは、制御される電源電圧によって変
化するため、遅延特性合成回路13が活性化してから、
遅延検出回路14で遅延量が検出されるまでの時間も電
源電圧によって変化する。
The above processing is repeatedly executed, and the power supply voltage is controlled so that τd-τc = 1 cycle is finally obtained. First and second ring oscillators 131, 1
Since the oscillation cycle of 32 changes depending on the controlled power supply voltage, after the delay characteristic synthesizing circuit 13 is activated,
The time until the delay amount is detected by the delay detection circuit 14 also changes depending on the power supply voltage.

【0055】本方式では、遅延特性合成回路13を活性
化/停止させるタイミングを制御回路15が行うため、
遅延検出回路14からの遅延情報を取得した直後に遅延
特性合成回路13を停止させる、つまり電源電圧に応じ
た最小の時間で1回の遅延生成/検出を行うといった制
御や、あるいは決まった固定のサイクルで1回の遅延生
成/検出を行うといった制御を柔軟に行うことができ
る。これは遅延生成のレイテンシ制御や電源電圧制御ル
ープの安定性を確保するうえで非常に有効である。
In this method, since the control circuit 15 carries out the timing for activating / stopping the delay characteristic synthesizing circuit 13,
Immediately after the delay information from the delay detection circuit 14 is acquired, the delay characteristic synthesizing circuit 13 is stopped, that is, the delay generation / detection is performed once in the minimum time according to the power supply voltage, or a fixed fixed operation is performed. It is possible to flexibly perform control such as performing delay generation / detection once in a cycle. This is very effective in controlling the latency of the delay generation and ensuring the stability of the power supply voltage control loop.

【0056】以上説明したように、本第1の実施形態に
よれば、制御回路15によるスタート信号S151を受
けて、クロック信号CLKのクロック周波数に応じた目
標遅延量を示す位相の異なる第1のイネーブル信号S1
21および第2のイネーブル信号S122を生成するパ
ルス発生回路12と、第1のイネーブル信号S121を
受けて発振可能な第1のリングオシレータ131と、第
2のイネーブル信号S122を受けて発振可能で第1の
リングオシレータ131と発振サイクルの異なる第2の
リングオシレータ132とを備え、その発振サイクル差
を累算することでクリティカルパスと等価または相似な
遅延特性を生成する遅延特性合成回路13と、遅延特性
合成回路13において累算によって生成された遅延量を
検出する遅延検出回路14と、遅延検出回路14の検出
信号S14に基づいて電源電圧供給回路16に対して遅
延特性合成回路13およびターゲット回路11に供給す
べき電源電圧VDDを指示する制御信号S152を出力す
る制御回路15とを設けたので、回路規模の増加を抑制
しつつ、遅延特性の細かな調整が可能となる。また、異
なる複数の基本遅延要素(遅延成分)を用意し、それら
を合成するため、汎用性があり、あらゆるターゲット回
路の遅延特性に合わせ込むことができる。また、遅延生
成/検出のタイミングを制御回路で制御するため、電源
電圧制御ループの安定性を柔軟に調整できる利点があ
る。
As described above, according to the first embodiment, the control circuit 15 receives the start signal S151 and the first phase having a different phase indicating the target delay amount according to the clock frequency of the clock signal CLK. Enable signal S1
21 and the pulse generation circuit 12 that generates the second enable signal S122, the first ring oscillator 131 that can oscillate by receiving the first enable signal S121, and the first ring oscillator 131 that can oscillate by receiving the second enable signal S122. A delay characteristic synthesizing circuit 13 that includes a first ring oscillator 131 and a second ring oscillator 132 having a different oscillation cycle, and accumulates the oscillation cycle difference to generate a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path; The delay detection circuit 14 for detecting the delay amount generated by the accumulation in the characteristic combination circuit 13, and the delay characteristic combination circuit 13 and the target circuit 11 for the power supply voltage supply circuit 16 based on the detection signal S14 of the delay detection circuit 14. a control circuit 15 for outputting a control signal S152 to instruct the power supply voltage V DD to be supplied to Since there is provided, while suppressing the increase in circuit scale, it is possible to finely adjust the delay characteristics. In addition, since a plurality of different basic delay elements (delay components) are prepared and combined, there is versatility and it is possible to match the delay characteristics of all target circuits. Further, since the delay generation / detection timing is controlled by the control circuit, there is an advantage that the stability of the power supply voltage control loop can be flexibly adjusted.

【0057】第2実施形態 図5は、本発明に係る半導体装置の第2の実施形態を示
す回路図である。
Second Embodiment FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【0058】本第2の実施形態が上述した第1の実施形
態と異なる点は、図1の第1の実施形態に係る遅延要素
131−5,132−5が、図2(A)および(B)で
示されるゲート遅延要素で構成された第1の遅延特性合
成回路13Aと、図4(A)および(B)で示される配
線遅延要素で構成された第2の遅延特性合成回路13B
とを、パルス発生回路13と遅延検出回路14間に直列
に接続したことにある。
The second embodiment differs from the first embodiment described above in that the delay elements 131-5 and 132-5 according to the first embodiment of FIG. B) a first delay characteristic synthesizing circuit 13A composed of gate delay elements and a second delay characteristic synthesizing circuit 13B composed of wiring delay elements shown in FIGS. 4A and 4B.
And are connected in series between the pulse generation circuit 13 and the delay detection circuit 14.

【0059】第1の遅延特性合成回路13Aは、第1の
リングオシレータ131A、第2のリングオシレータ1
32A、第1のリングオシレータ131Aの出力信号S
131Aにより駆動される第1のカウンタ133A、第
2のリングオシレータ132Aの出力信号S132Aに
より駆動される第2のカウンタ134A、図示しないレ
ジスタまたは外部ピンで設定されたゲート累算回数設定
値ACV−Aと第1のカウンタ133Aの出力信号S1
33Aとを比較し、比較結果を第1の一致検出信号S1
35Aとして第2の遅延特性合成回路13Bに出力する
第1の比較回路135A、同様にレジスタまたは外部ピ
ンで設定された累算回数設定値ACV−Aと第2のカウ
ンタ134Aの出力信号S134Aとを比較し、比較結
果を第2の一致検出信号S136Aとして第2の遅延特
性合成回路13Bに出力する第2の比較回路136Aを
有している。
The first delay characteristic synthesizing circuit 13A includes a first ring oscillator 131A and a second ring oscillator 1.
32A, the output signal S of the first ring oscillator 131A
A first counter 133A driven by 131A, a second counter 134A driven by an output signal S132A of the second ring oscillator 132A, a gate accumulation number set value ACV-A set by a register (not shown) or an external pin. And the output signal S1 of the first counter 133A
33A and compares the comparison result with the first match detection signal S1.
35A, the first comparison circuit 135A for outputting to the second delay characteristic synthesizing circuit 13B, the accumulation number setting value ACV-A similarly set by the register or the external pin, and the output signal S134A of the second counter 134A. The second comparison circuit 136A for comparing and outputting the comparison result as the second coincidence detection signal S136A to the second delay characteristic combining circuit 13B is included.

【0060】第1のリングオシレータ131Aは、図5
に示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12に
よる第1のイネーブル信号S121の供給ラインに接続
された2入力NANDゲートNA131Aと、NAND
ゲートNA131Aの出力端子と他方の入力端子間に直
列接続された遅延素子D131−1,D131−2,D
131−3,D131−4,D131−5−1,D13
1−5−2,D131−6およびD131−7により発
振可能に構成され、第1の発振信号S131Aを第1の
カウンタ133Aに出力する。
The first ring oscillator 131A is shown in FIG.
, A NAND gate NA131A having one input terminal connected to the supply line of the first enable signal S121 by the pulse generation circuit 12 and a NAND gate NA131A
Delay elements D131-1, D131-2, D connected in series between the output terminal of the gate NA131A and the other input terminal
131-3, D131-4, D131-5-1, D13
1-5-2, D131-6 and D131-7 are configured to oscillate and output a first oscillation signal S131A to a first counter 133A.

【0061】第2のリングオシレータ132Aは、図5
に示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12に
よる第2のイネーブル信号S122の供給ラインに接続
された2入力NANDゲートNA132Aと、NAND
ゲートNA132Aの出力端子と他方の入力端子間に直
列接続された遅延素子D132−1,D132−2,D
132−3,D132−4,D132−5−1,D13
2−6およびD132−7により発振可能に構成され、
第2の発振信号S132Aを第2のカウンタ134Aに
出力する。
The second ring oscillator 132A is shown in FIG.
, A two-input NAND gate NA132A whose one input terminal is connected to the supply line of the second enable signal S122 by the pulse generation circuit 12 and a NAND
Delay elements D132-1, D132-2, and D connected in series between the output terminal of the gate NA132A and the other input terminal
132-3, D132-4, D132-5-1, D13
2-6 and D132-7 are configured to oscillate,
The second oscillation signal S132A is output to the second counter 134A.

【0062】第1のリングオシレータ131Aに含まれ
る遅延要素としてのNANDゲートNA131、遅延素
子D131−1〜D131−7と第2のリングオシレー
タ132に含まれる遅延要素としてのNANDゲートN
A132、遅延素子D132−1〜D132−7のう
ち、第1のリングオシレータ131Aに含まれる遅延素
子D131−5(−1,−2)は、第2のリングオシレ
ータ132Aに含まれる遅延素子D132−5−1より
もΔτだけ大きな遅延を持つように構成されている。こ
れにより、第1のリングオシレータ131Aの発振サイ
クルは、第2のリングオシレータ132Aよりもバッフ
ァ131−5−2の遅延分だけ長くなるため、ゲート遅
延成分を生成することができる。
The NAND gate NA131 as a delay element included in the first ring oscillator 131A, the delay elements D131-1 to D131-7 and the NAND gate N as a delay element included in the second ring oscillator 132.
Among A132 and delay elements D132-1 to D132-7, the delay element D131-5 (-1, -2) included in the first ring oscillator 131A is the delay element D132- included in the second ring oscillator 132A. The delay is larger than that of 5-1 by Δτ. As a result, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131A is longer than that of the second ring oscillator 132A by the delay of the buffer 131-5-2, so that the gate delay component can be generated.

【0063】第2の遅延特性合成回路13Bは、第3の
リングオシレータ131B、第4のリングオシレータ1
32B、第3のリングオシレータ131Bの出力信号S
131Bにより駆動される第3のカウンタ133B、第
4のリングオシレータ132Bの出力信号S132Bに
より駆動される第4のカウンタ134B、図示しないレ
ジスタまたは外部ピンで設定された配線累算回数設定値
ACV−Bと第3のカウンタ133Bの出力信号S13
3Bとを比較し、比較結果を第3の一致検出信号S13
5Bとして遅延検出回路14に出力する第3の比較回路
135B、同様にレジスタまたは外部ピンで設定された
累算回数設定値ACV−Bと第4のカウンタ134Bの
出力信号S134Bとを比較し、比較結果を第4の一致
検出信号S136Bとして遅延検出回路14に出力する
第4の比較回路136Bを有している。
The second delay characteristic synthesizing circuit 13B includes a third ring oscillator 131B and a fourth ring oscillator 1.
32B, the output signal S of the third ring oscillator 131B
The third counter 133B driven by 131B, the fourth counter 134B driven by the output signal S132B of the fourth ring oscillator 132B, and the wiring accumulation number set value ACV-B set by a register (not shown) or an external pin. And the output signal S13 of the third counter 133B
3B and compares the comparison result with the third match detection signal S13.
The third comparison circuit 135B, which outputs 5B to the delay detection circuit 14, compares the accumulated number setting value ACV-B similarly set by the register or the external pin with the output signal S134B of the fourth counter 134B, and compares It has a fourth comparison circuit 136B which outputs the result to the delay detection circuit 14 as a fourth match detection signal S136B.

【0064】第3のリングオシレータ131Bは、図5
に示すように、一方の入力端子が第1の遅延特性合成回
路13Aの第1の比較回路135Aによる第1の一致検
出信号S135Aの供給ラインに接続された2入力NA
NDゲートNA131Bと、NANDゲートNA131
Bの出力端子と他方の入力端子間に直列接続された遅延
素子D131−1,D131−2,D131−3,D1
31−4,D131−5−3,D131−6およびD1
31−7により発振可能に構成され、第3の発振信号S
131Bを第3のカウンタ133Bに出力する。
The third ring oscillator 131B is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, one input terminal is connected to the supply line of the first coincidence detection signal S135A by the first comparison circuit 135A of the first delay characteristic synthesizing circuit 13A.
ND gate NA131B and NAND gate NA131
Delay elements D131-1, D131-2, D131-3, D1 connected in series between the output terminal of B and the other input terminal
31-4, D131-5-3, D131-6 and D1
31-7 makes it possible to oscillate, and the third oscillation signal S
131B is output to the third counter 133B.

【0065】第4のリングオシレータ132Bは、図5
に示すように、一方の入力端子が第1の遅延特性合成回
路13Aの第2の比較回路136Aによる第2の一致検
出信号S136Bの供給ラインに接続された2入力NA
NDゲートNA132Bと、NANDゲートNA132
Bの出力端子と他方の入力端子間に直列接続された遅延
素子D132−1,D132−2,D132−3,D1
32−4,D132−5−1,D132−6およびD1
32−7により発振可能に構成され、第4の発振信号S
132Bを第4のカウンタ134Bに出力する。
The fourth ring oscillator 132B is shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a two-input NA whose one input terminal is connected to the supply line of the second coincidence detection signal S136B by the second comparison circuit 136A of the first delay characteristic combination circuit 13A.
ND gate NA132B and NAND gate NA132
Delay elements D132-1, D132-2, D132-3, D1 connected in series between the B output terminal and the other input terminal
32-4, D132-5-1, D132-6 and D1
32-7 is configured to oscillate, and the fourth oscillation signal S
132B is output to the fourth counter 134B.

【0066】第3のリングオシレータ131Bに含まれ
る遅延要素としてのNANDゲートNA131B、遅延
素子D131−1〜D131−7と第4のリングオシレ
ータ132Bに含まれる遅延要素としてのNANDゲー
トNA132B、遅延素子D132−1〜D132−7
のうち、第3のリングオシレータ131Bに含まれる遅
延要素としての配線131−5−3は、配線の終端から
信号が出力され、一方、第4のリングオシレータ132
Bに含まれる配線132−5−3は、長さL1の位置か
ら信号が出力されることから、第3のリングオシレータ
131Bの発振サイクルは、第4のリングオシレータ1
32Bの発振サイクルよりも配線長L2の遅延分だけ長
くなり、配線遅延成分を生成することが可能となってい
る。
NAND gate NA131B as a delay element included in the third ring oscillator 131B, NAND elements NA131B and delay element D132 as delay elements included in the delay elements D131-1 to D131-7 and fourth ring oscillator 132B. -1 to D132-7
Among them, the wiring 131-5-3 as a delay element included in the third ring oscillator 131B outputs a signal from the end of the wiring, while the fourth ring oscillator 132.
Since the signal is output from the position of the length L1 to the wiring 132-5-3 included in B, the oscillation cycle of the third ring oscillator 131B is the same as that of the fourth ring oscillator 1B.
It becomes longer than the oscillation cycle of 32B by the delay of the wiring length L2, and the wiring delay component can be generated.

【0067】次に、第2の実施形態に係る動作を、図6
のタイミングチャートに関連付けて説明する。
Next, the operation according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
Will be described in association with the timing chart of FIG.

【0068】まず、図6(B)に示すように、制御回路
15から動作を開始するためのスタート信号S151が
パルス発生回路12に送出される。パルス発生回路12
では、スタート信号S151を受けて、図6(C),
(J)に示すように、クロック信号CLKの1サイクル
分の遅延差を持った第1のイネーブル信号S121およ
び第2のイネーブル信号S122が生成され、第1の遅
延特性合成回路13Aに出力される。
First, as shown in FIG. 6B, the control circuit 15 sends a start signal S 151 for starting the operation to the pulse generation circuit 12. Pulse generation circuit 12
Then, in response to the start signal S151, as shown in FIG.
As shown in (J), a first enable signal S121 and a second enable signal S122 having a delay difference of one cycle of the clock signal CLK are generated and output to the first delay characteristic synthesizing circuit 13A. .

【0069】第1の遅延特性合成回路13Aにおいて
は、第1のイネーブル信号S121が、第1のリングオ
シレータ131A、第1のカウンタ133A、および第
1の比較回路135Aに入力される。一方、第2のイネ
ーブル信号S122が、第2のリングオシレータ132
A、第2のカウンタ134A、および第2の比較回路1
36Aに入力される。これにより、第1および第2のリ
ングオシレータ131A,132Aの発振が開始される
と共に、第1および第2のカウンタ133A,134A
のリセットが解除されてカウント動作が開始される。ま
た、第1および第2の比較回路135A,136Aにお
いて、それぞれ図6(E)および(L)に示すように、
カウンタ133A,134Aの出力信号S133A,S
134Aと累算回数設定値ACV−Aとの比較が開始さ
れる。
In the first delay characteristic synthesizing circuit 13A, the first enable signal S121 is input to the first ring oscillator 131A, the first counter 133A, and the first comparing circuit 135A. On the other hand, the second enable signal S122 causes the second ring oscillator 132 to
A, the second counter 134A, and the second comparison circuit 1
36A is input. As a result, the oscillation of the first and second ring oscillators 131A and 132A is started, and the first and second counters 133A and 134A are also activated.
The reset operation is released and the counting operation starts. Further, in the first and second comparison circuits 135A and 136A, as shown in FIGS. 6E and 6L, respectively,
Output signals S133A, S of counters 133A, 134A
The comparison between 134A and the cumulative number setting value ACV-A is started.

【0070】そして、図6(E),(L),(F)、お
よび(M)に示すように、第1および第2のカウンタ1
33A,134Aでは、ゲート遅延成分の累算が行わ
れ、第1および第2のカウンタ133A、134Aの出
力値が累算回数設定値ACV−Aに一致した時点で、第
1および第2の比較回路135Aおよび136Aから第
1および第2の一致検出信号S135A、S136Aが
第2の遅延特性合成回路13Bに出力される。
Then, as shown in FIGS. 6 (E), (L), (F), and (M), the first and second counters 1
In 33A and 134A, the gate delay components are accumulated, and when the output values of the first and second counters 133A and 134A match the accumulation number set value ACV-A, the first and second comparisons are performed. The first and second coincidence detection signals S135A and S136A are output from the circuits 135A and 136A to the second delay characteristic synthesizing circuit 13B.

【0071】ここで、図6(C)および(F)に示すよ
うに、第1のイネーブル信号S121の立ち上がりエッ
ジから第1の一致検出信号S135Aの立ち上がりエッ
ジまでの時間τgtdと、図6(J)および(M)に示
すように、第2のイネーブル信号S122の立ち上がり
エッジから第2の一致検出信号S136Aの立ち上がり
エッジまでの時間τgtcの差が得られたゲート遅延と
なる。
Here, as shown in FIGS. 6C and 6F, the time τgtd from the rising edge of the first enable signal S121 to the rising edge of the first match detection signal S135A and FIG. ) And (M), the gate delay is the difference in time τgtc from the rising edge of the second enable signal S122 to the rising edge of the second match detection signal S136A.

【0072】これら第1および第2の一致検出信号S1
35A,S136Aは、次段の第2の遅延特性合成回路
13Bのイネーブル信号となっている。そして、第1の
一致検出信号S135Aは、第2の遅延特性合成回路1
3Bの第3のリングオシレータ131B、第3のカウン
タ133B、および第3の比較回路135Bに入力され
る。同様に、第2の一致検出信号136Aは、第2の遅
延特性合成回路13Bの第4のリングオシレータ132
B、第4のカウンタ134B、および第4の比較回路1
36Bに入力される。これにより、第3および第4のリ
ングオシレータ131B,132Bの発振が開始される
と共に、第3および第4のカウンタ133B,134B
のリセットが解除されてカウント動作が開始される。ま
た、第3および第4の比較回路135B,136Bにお
いて、それぞれ図6(H)および(O)に示すように、
カウンタ133B,134Bの出力信号S133B,S
134Bと累算回数設定値ACV−Bとの比較が開始さ
れる。
These first and second coincidence detection signals S1
35A and S136A are enable signals for the second delay characteristic synthesizing circuit 13B at the next stage. Then, the first coincidence detection signal S135A is output to the second delay characteristic combining circuit 1
It is input to the 3B third ring oscillator 131B, the third counter 133B, and the third comparison circuit 135B. Similarly, the second match detection signal 136A is the fourth ring oscillator 132 of the second delay characteristic synthesizing circuit 13B.
B, the fourth counter 134B, and the fourth comparison circuit 1
36B is input. As a result, the oscillations of the third and fourth ring oscillators 131B and 132B are started, and the third and fourth counters 133B and 134B are also activated.
The reset operation is released and the counting operation starts. Further, in the third and fourth comparison circuits 135B and 136B, as shown in FIGS. 6H and 6O, respectively,
Output signals S133B, S of counters 133B, 134B
The comparison between 134B and the cumulative number setting value ACV-B is started.

【0073】そして、図6(H),(O),(I)、お
よび(P)に示すように、第3および第4のカウンタ1
33B,134Bでは、ゲート遅延成分の累算が行わ
れ、第3および第4のカウンタ133B、134Bの出
力値が累算回数設定値ACV−Bに一致した時点で、第
3および第4の比較回路135Bおよび136Bから第
3および第4の一致検出信号S135B、S136Bが
遅延検出回路14に出力される。
Then, as shown in FIGS. 6 (H), (O), (I), and (P), the third and fourth counters 1
In 33B and 134B, the gate delay components are accumulated, and when the output values of the third and fourth counters 133B and 134B match the accumulated number setting value ACV-B, the third and fourth comparisons are performed. Third and fourth coincidence detection signals S135B and S136B are output from the circuits 135B and 136B to the delay detection circuit 14.

【0074】ここで、図6(F)および(I)に示すよ
うに、第1の一致検出信号S135Aの立ち上がりエッ
ジから第3の一致検出信号S135Bの立ち上がりエッ
ジまでの時間τrcdと、図6(M)および(P)に示
すように、第2の一致検出信号S136Aの立ち上がり
エッジから第4の一致検出信号S136Bの立ち上がり
エッジまでの時間τrccの差が得られた配線遅延とな
り、信号S135BとS136Bの立ち上がりエッジの
遅延差が、目標遅延量(クロック1サイクル)に対する
最終的な遅延差となる。以後の処理に関しては、第1の
実施形態と同様に行われる。
Here, as shown in FIGS. 6F and 6I, the time τrcd from the rising edge of the first match detection signal S135A to the rising edge of the third match detection signal S135B and FIG. As shown in M) and (P), the wiring delay is the difference in the time τrcc from the rising edge of the second match detection signal S136A to the rising edge of the fourth match detection signal S136B, and the signals S135B and S136B The delay difference of the rising edge of is the final delay difference with respect to the target delay amount (1 clock cycle). The subsequent processing is performed in the same manner as in the first embodiment.

【0075】すなわち、第3および第4の比較回路13
5B,136Bによる第3および第4の一致検出信号S
135B、S136Bを受けた遅延検出回路14では、
第3の一致検出信号S135Bの立ち上がりエッジと第
4の一致検出信号S136Bの立ち上がりエッジとが比
較され、両エッジ間の遅延差が遅延情報S14として制
御回路15に出力される。制御回路15では、得られた
遅延情報S14を基に電源電圧供給回路16に対して電
源電圧を上げる、下げるまたは維持するといった指示を
するための制御信号S152が生成されて電源電圧供給
回路16に出力される。これにより、電源電圧供給回路
16からターゲット回路11および遅延特性合成回路1
3A,13Bに供給される電源電圧VDDが変化する。ま
た、制御回路15では、遅延検出回路14からの遅延情
報を取得した時点で、図6(B)に示すように、スター
ト信号S151がローレベルに切り替えられる。これに
より、パルス発生回路12では、第1および第2のイネ
ーブル信号S121、S122がローレベルに切り替え
られて、遅延特性合成回路13Aの動作が停止される。
That is, the third and fourth comparison circuits 13
Third and fourth coincidence detection signals S by 5B and 136B
In the delay detection circuit 14 receiving 135B and S136B,
The rising edge of the third match detection signal S135B and the rising edge of the fourth match detection signal S136B are compared, and the delay difference between the both edges is output to the control circuit 15 as delay information S14. In the control circuit 15, a control signal S152 for instructing the power supply voltage supply circuit 16 to increase, decrease or maintain the power supply voltage is generated based on the obtained delay information S14, and the power supply voltage supply circuit 16 is generated. Is output. As a result, from the power supply voltage supply circuit 16 to the target circuit 11 and the delay characteristic synthesis circuit 1
The power supply voltage V DD supplied to 3A and 13B changes. Further, in the control circuit 15, when the delay information from the delay detection circuit 14 is acquired, the start signal S151 is switched to the low level as shown in FIG. 6 (B). As a result, in the pulse generating circuit 12, the first and second enable signals S121 and S122 are switched to the low level, and the operation of the delay characteristic synthesizing circuit 13A is stopped.

【0076】本第2の実施形態によれば、ゲートおよび
配線遅延成分の累算回数を独立に設定することで、各遅
延成分を任意の比率で合成して所望の遅延を生成するこ
とが可能となり、ターゲット回路のクリティカルパス特
性に対して、より柔軟に合わせこむことが可能となる。
According to the second embodiment, by independently setting the number of times the gate and wiring delay components are accumulated, the delay components can be combined at an arbitrary ratio to generate a desired delay. Therefore, it is possible to more flexibly match the critical path characteristics of the target circuit.

【0077】また、本第2の実施形態では、ゲート遅延
成分と配線遅延成分の2つの遅延成分を合成する例を示
したが、これに限定するものではない。より多くの異な
る遅延特性を有する遅延要素を同様の構成で導入するこ
とで、より多くの遅延成分を合成することが可能とな
る。必要な条件は、異なる遅延特性を有する遅延要素で
構成した遅延特性合成回路を複数段直列に接続すること
で、複数の遅延成分を任意の比率で合成し、所望の遅延
特性を生成することにある。
Further, in the second embodiment, an example in which the two delay components of the gate delay component and the wiring delay component are combined is shown, but the present invention is not limited to this. By introducing more delay elements having different delay characteristics with the same configuration, it becomes possible to combine more delay components. The necessary condition is that a plurality of delay characteristic synthesizing circuits each composed of delay elements having different delay characteristics are connected in series to synthesize a plurality of delay components at an arbitrary ratio to generate a desired delay characteristic. is there.

【0078】第3実施形態 図7は、本発明に係る半導体装置の第3の実施形態を示
す回路図である。
Third Embodiment FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【0079】本第3の実施形態が、上述した第1の実施
形態と異なる点は、遅延特性合成回路を構成する第1お
よび第2のリングオシレータ内に、図2および図3で示
したゲート遅延要素と配線遅延要素の両方を持ち、ゲー
ト遅延成分と配線遅延成分の両遅延成分を同時に累算で
きる構成としたことにある。そして、本3の実施形態に
係る遅延特性合成回路20では、各遅延成分の累算値が
累算回数設定値に到達した時点で、セレクタによって両
リングオシレータ間に遅延差が発生しない伝送パスに切
り替える機能を持たせることで、複数の遅延成分の同時
累算を実現している。
The third embodiment is different from the above-mentioned first embodiment in that the gates shown in FIGS. 2 and 3 are provided in the first and second ring oscillators constituting the delay characteristic synthesizing circuit. It is configured to have both delay elements and wiring delay elements and to be able to simultaneously accumulate both delay components of the gate delay component and the wiring delay component. Then, in the delay characteristic synthesizing circuit 20 according to the third exemplary embodiment, when the cumulative value of each delay component reaches the cumulative number set value, the selector selects a transmission path in which a delay difference does not occur between both ring oscillators. By providing a switching function, simultaneous accumulation of multiple delay components is realized.

【0080】具体的には、本第3の実施形態に係る遅延
特性合成回路20は、第1のリングオシレータ201、
第2のリングオシレータ202、第1のリングオシレー
タ201の出力信号S201により駆動される第1のカ
ウンタ203、第2のリングオシレータ202の出力信
号S202により駆動される第2のカウンタ204、図
示しないレジスタまたは外部ピンで設定されたゲート累
算回数設定値ACV−Aと第1のカウンタ203の出力
信号S203とを比較し、比較結果を第1の一致検出信
号S205として出力する第1の比較回路205、同様
にレジスタまたは外部ピンで設定されたゲート累算回数
設定値ACV−Aと第2のカウンタ204の出力信号S
204とを比較し、比較結果を第2の一致検出信号S2
06として出力する第2の比較回路206、図示しない
レジスタまたは外部ピンで設定された配線累算回数設定
値ACV−Bと第1のカウンタ203の出力信号S20
3とを比較し、比較結果を第3の一致検出信号S207
として出力する第3の比較回路207、同様にレジスタ
または外部ピンで設定された配線回数設定値ACV−B
と第2のカウンタ204の出力信号S204とを比較
し、比較結果を第4の一致検出信号S208として出力
する第4の比較回路208、第1の一致検出信号S20
5と第3の一致検出信号S207との論理積をとり、そ
の結果を信号S209として遅延検出回路14に出力す
る第1のANDゲート209、および第2の一致検出信
号S206と第4の一致検出信号S208との論理積を
とり、その結果を信号S210として遅延検出回路14
に出力する第2のANDゲート210を有している。
Specifically, the delay characteristic synthesizing circuit 20 according to the third embodiment includes a first ring oscillator 201,
Second ring oscillator 202, first counter 203 driven by output signal S201 of first ring oscillator 201, second counter 204 driven by output signal S202 of second ring oscillator 202, register not shown Alternatively, the first comparison circuit 205 which compares the gate accumulation number setting value ACV-A set by the external pin with the output signal S203 of the first counter 203 and outputs the comparison result as the first match detection signal S205. Similarly, the gate accumulation number setting value ACV-A set by the register or the external pin and the output signal S of the second counter 204.
204 and compares the comparison result with the second match detection signal S2.
The second comparison circuit 206 which outputs as 06, the wiring accumulation number setting value ACV-B set by a register (not shown) or an external pin, and the output signal S20 of the first counter 203.
3 and the comparison result is the third match detection signal S207.
The third comparison circuit 207 which outputs as, similarly, the wiring number set value ACV-B set by the register or the external pin.
And the output signal S204 of the second counter 204 are compared, and the fourth comparison circuit 208 for outputting the comparison result as the fourth match detection signal S208, the first match detection signal S20.
5 and the third coincidence detection signal S207 are ANDed, and the result is output to the delay detection circuit 14 as the signal S209, and the second coincidence detection signal S206 and the fourth coincidence detection. The logical product of the delay detection circuit 14 and the signal S208 is obtained, and the result is used as a signal S210.
It has a second AND gate 210 for outputting to.

【0081】第1のリングオシレータ201は、図7に
示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12によ
る第1のイネーブル信号S121の供給ラインに接続さ
れた2入力NANDゲートNA201と、NANDゲー
トNA201の出力端子と他方の入力端子間に直列接続
された遅延素子D201−1,D201−2,D201
−3,D201−4,D201−5,D201−6,D
201−7,D201−8,D201−9、伝送パスP
201−1およびP201−2、セレクタSL201−
1、伝送パスP201−3およびP201−4、セレク
タSL201−2、および遅延素子D201−10によ
り発振可能に構成され、第1の発振信号S201を第1
のカウンタ203に出力する。
As shown in FIG. 7, the first ring oscillator 201 has a two-input NAND gate NA201 whose one input terminal is connected to the supply line of the first enable signal S121 by the pulse generation circuit 12, and a NAND gate NA201. Delay elements D201-1, D201-2, D201 connected in series between the output terminal of NA201 and the other input terminal
-3, D201-4, D201-5, D201-6, D
201-7, D201-8, D201-9, transmission path P
201-1 and P201-2, selector SL201-
1, the transmission paths P201-3 and P201-4, the selector SL201-2, and the delay element D201-10 are configured to oscillate, and the first oscillation signal S201
To the counter 203.

【0082】伝送パスP201−1は、たとえば図3
(A)に示す配線遅延要素D131−5−3により構成
されている。また、伝送パスP201−2は、たとえば
図2(B)に示すゲート遅延要素132−5−1により
構成されている。伝送パスP201−3は、たとえば図
2(A)に示すゲート遅延要素131−5−1,131
−5−2により構成されている。また、伝送パスP20
1−4は、たとえば図2(B)に示すゲート遅延要素1
32−5−1により構成されている。
The transmission path P201-1 is, for example, shown in FIG.
The wiring delay element D131-5-3 shown in FIG. Further, the transmission path P201-2 is composed of, for example, the gate delay element 132-5-1 shown in FIG. The transmission path P201-3 is, for example, the gate delay elements 131-5-1 and 131-131 shown in FIG.
-5-2. In addition, the transmission path P20
1-4 are gate delay elements 1 shown in FIG. 2B, for example.
32-5-1.

【0083】伝送パスP201−1およびP201−2
の一端側が、遅延素子D201−9の出力に対して並列
に接続され、伝送パスP201−1の他端がセレクタS
L201−1のセレクト端子Aに接続され、伝送パスP
201−2の他端がセレクタSL201−1のセレクト
端子Bに接続されている。伝送パスP201−3および
P201−4の一端側が、セレクタSL201−1の出
力に対して並列に接続され、伝送パスP201−3の他
端がセレクタSL201−2のセレクト端子Aに接続さ
れ、伝送パスP201−4の他端がセレクタSL201
−2のセレクト端子Bに接続されている。
Transmission paths P201-1 and P201-2
Is connected in parallel to the output of the delay element D201-9, and the other end of the transmission path P201-1 is connected to the selector S.
It is connected to the select terminal A of L201-1, and the transmission path P
The other end of 201-2 is connected to the select terminal B of the selector SL201-1. One ends of the transmission paths P201-3 and P201-4 are connected in parallel to the output of the selector SL201-1, and the other ends of the transmission paths P201-3 are connected to the select terminal A of the selector SL201-2. The other end of P201-4 is the selector SL201
-2 select terminal B is connected.

【0084】セレクタSL201−1は、第3の比較回
路207による第3の一致検出信号S207に応じて、
端子AまたはBを出力端子に接続する。たとえばセレク
タSL201−1は、第3の比較回路207による第3
の一致検出信号S207がローレベルの場合には、端子
Aを出力端子に接続し、第3の一致検出信号S207が
ハイレベルの場合には、端子Bを出力端子に接続する。
セレクタSL201−2は、第1の比較回路205によ
る第1の一致検出信号S205に応じて、端子Aまたは
Bを出力端子に接続する。たとえばセレクタSL201
−2は、第1の比較回路205による第1の一致検出信
号S205がローレベルの場合には、端子Aを出力端子
に接続し、第1の一致検出信号S205がハイレベルの
場合には、端子Bを出力端子に接続する。
The selector SL201-1 responds to the third coincidence detection signal S207 from the third comparison circuit 207.
Connect terminal A or B to the output terminal. For example, the selector SL201-1 has the third comparison circuit 207
When the coincidence detection signal S207 is low level, the terminal A is connected to the output terminal, and when the third coincidence detection signal S207 is high level, the terminal B is connected to the output terminal.
The selector SL201-2 connects the terminal A or B to the output terminal according to the first match detection signal S205 from the first comparison circuit 205. For example, selector SL201
-2 connects terminal A to the output terminal when the first match detection signal S205 by the first comparison circuit 205 is at low level, and when the first match detection signal S205 is at high level, Connect terminal B to the output terminal.

【0085】第2のリングオシレータ202は、図7に
示すように、一方の入力端子がパルス発生回路12によ
る第1のイネーブル信号S121の供給ラインに接続さ
れた2入力NANDゲートNA202と、NANDゲー
トNA202の出力端子と他方の入力端子間に直列接続
された遅延素子D202−1,D202−2,D202
−3,D202−4,D202−5,D202−6,D
202−7,D202−8,D202−9、伝送パスP
202−1およびP202−2、セレクタSL202−
1、伝送パスP202−3およびP202−4、セレク
タSL202−2、および遅延素子D202−10によ
り発振可能に構成され、第2の発振信号S202を第2
のカウンタ204に出力する。
As shown in FIG. 7, the second ring oscillator 202 has a two-input NAND gate NA202 whose one input terminal is connected to the supply line of the first enable signal S121 by the pulse generation circuit 12, and a NAND gate NA202. Delay elements D202-1, D202-2, D202 connected in series between the output terminal of the NA202 and the other input terminal
-3, D202-4, D202-5, D202-6, D
202-7, D202-8, D202-9, transmission path P
202-1 and P202-2, selector SL202-
1, the transmission paths P202-3 and P202-4, the selector SL202-2, and the delay element D202-10 so that they can oscillate, and the second oscillation signal S202
To the counter 204.

【0086】伝送パスP202−1は、たとえば図3
(B)に示す配線遅延要素D132−5−3により構成
されている。また、伝送パスP202−2は、たとえば
図2(B)に示すゲート遅延要素132−5−1により
構成されている。伝送パスP202−3は、たとえば図
2(B)に示すゲート遅延要素132−5−1により構
成されている。同様に、伝送パスP202−4は、たと
えば図2(B)に示すゲート遅延要素132−5−1に
より構成されている。
The transmission path P202-1 is, for example, as shown in FIG.
It is composed of a wiring delay element D132-5-3 shown in FIG. Further, the transmission path P202-2 is composed of, for example, the gate delay element 132-5-1 shown in FIG. The transmission path P202-3 is composed of, for example, the gate delay element 132-5-1 shown in FIG. Similarly, the transmission path P202-4 is composed of, for example, the gate delay element 132-5-1 shown in FIG.

【0087】伝送パスP202−1およびP202−2
の一端側が、遅延素子D202−9の出力に対して並列
に接続され、伝送パスP202−1の他端がセレクタS
L202−1のセレクト端子Aに接続され、伝送パスP
202−2の他端がセレクタSL202−1のセレクト
端子Bに接続されている。伝送パスP202−3および
P202−4の一端側が、セレクタSL202−1の出
力に対して並列に接続され、伝送パスP202−3の他
端がセレクタSL202−2のセレクト端子Aに接続さ
れ、伝送パスP202−4の他端がセレクタSL202
−2のセレクト端子Bに接続されている。
Transmission paths P202-1 and P202-2
Of the transmission path P202-1 is connected in parallel to the output of the delay element D202-9, and the other end of the transmission path P202-1 is connected to the selector S.
The transmission path P is connected to the select terminal A of L202-1.
The other end of 202-2 is connected to the select terminal B of the selector SL202-1. One ends of the transmission paths P202-3 and P202-4 are connected in parallel to the output of the selector SL202-1 and the other ends of the transmission paths P202-3 are connected to the select terminal A of the selector SL202-2. The other end of P202-4 is the selector SL202
-2 select terminal B is connected.

【0088】セレクタSL202−1は、第4の比較回
路208による第4の一致検出信号S208に応じて、
端子AまたはBを出力端子に接続する。たとえばセレク
タSL202−1は、第4の比較回路208による第4
の一致検出信号S208がローレベルの場合には、端子
Aを出力端子に接続し、第4の一致検出信号S208が
ハイレベルの場合には、端子Bを出力端子に接続する。
セレクタSL202−2は、第2の比較回路206によ
る第2の一致検出信号S206に応じて、端子Aまたは
Bを出力端子に接続する。たとえばセレクタSL202
−2は、第2の比較回路206による第2の一致検出信
号S206がローレベルの場合には、端子Aを出力端子
に接続し、第2の一致検出信号S206がハイレベルの
場合には、端子Bを出力端子に接続する。
The selector SL202-1 responds to the fourth coincidence detection signal S208 from the fourth comparison circuit 208.
Connect terminal A or B to the output terminal. For example, the selector SL202-1 has a fourth comparison circuit 208
When the coincidence detection signal S208 is low level, the terminal A is connected to the output terminal, and when the fourth coincidence detection signal S208 is high level, the terminal B is connected to the output terminal.
The selector SL202-2 connects the terminal A or B to the output terminal according to the second match detection signal S206 from the second comparison circuit 206. For example, selector SL202
-2 connects terminal A to the output terminal when the second match detection signal S206 by the second comparison circuit 206 is at low level, and when the second match detection signal S206 is at high level, Connect terminal B to the output terminal.

【0089】次に、第3の実施形態に係る動作を、図8
のタイミングチャートに関連付けて説明する。なお、こ
こでは、ゲート遅延累算回数ACV−AはM回、配線遅
延累算回数ACV−BはN回(M<N)として示してい
る。
Next, the operation according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
Will be described in association with the timing chart of FIG. Here, the gate delay accumulation number ACV-A is shown as M times, and the wiring delay accumulation number ACV-B is shown as N times (M <N).

【0090】まず、制御回路15から動作を開始するた
めのスタート信号S151がパルス発生回路12に送出
される。パルス発生回路12では、スタート信号S15
1を受けて、図8(A),(C)および(I)に示すよ
うに、クロック信号CLKの1サイクル分の遅延差を持
った第1のイネーブル信号S121および第2のイネー
ブル信号S122が生成され、遅延特性合成回路20に
出力される。
First, the start signal S 151 for starting the operation is sent from the control circuit 15 to the pulse generation circuit 12. In the pulse generation circuit 12, the start signal S15
In response to 1, the first enable signal S121 and the second enable signal S122 having a delay difference of one cycle of the clock signal CLK are received as shown in FIGS. It is generated and output to the delay characteristic synthesizing circuit 20.

【0091】遅延特性合成回路20においては、第1の
イネーブル信号S121が第1のリングオシレータ20
1、第1のカウンタ203、第1の比較回路205、第
3の比較回路207、および第1のANDゲート209
に入力される。一方、第2のイネーブル信号S122が
第2のリングオシレータ202、第2のカウンタ20
4、第2の比較回路206、第4の比較回路208、お
よび第2のANDゲート210に入力される。これによ
り、第1および第2のリングオシレータ201,202
の発振が開始されると共に、第1および第2のカウンタ
203,204のリセットが解除されてカウント動作が
開始される。また、第1および第2の比較回路205,
206において、それぞれ図8(E),(F)、
(K),(L)に示すように、カウンタ205,206
の出力信号S205,S206とゲート遅延累算回数設
定値ACV−Aとの比較が開始される。同様に、第3お
よび第4の比較回路207,208において、それぞれ
図8(E),(G)、(K),(M)に示すように、カ
ウンタ207,208の出力信号S207,S208と
配線遅延累算回数設定値ACV−Bとの比較が開始され
る。
In the delay characteristic synthesizing circuit 20, the first enable signal S121 is applied to the first ring oscillator 20.
1, the first counter 203, the first comparison circuit 205, the third comparison circuit 207, and the first AND gate 209.
Entered in. On the other hand, the second enable signal S122 indicates that the second ring oscillator 202 and the second counter 20
4, the second comparison circuit 206, the fourth comparison circuit 208, and the second AND gate 210. Thereby, the first and second ring oscillators 201, 202
Is started, the reset of the first and second counters 203 and 204 is released, and the counting operation is started. In addition, the first and second comparison circuits 205,
At 206, FIG. 8 (E), (F),
As shown in (K) and (L), counters 205 and 206
The comparison between the output signals S205, S206 and the gate delay accumulation number setting value ACV-A is started. Similarly, in the third and fourth comparison circuits 207 and 208, as shown in FIGS. The comparison with the wiring delay accumulation number setting value ACV-B is started.

【0092】このとき、第1の比較回路205の出力信
号S205、および第2の比較回路206の出力信号S
206は、図8(F),(L)に示すように、ローレベ
ルであることから、第1および第2のリングオシレータ
201,202内のセレクタSL201−1,SL20
1−2、およびSL202−1,SL202−2では、
全てA側の伝送パスP201−1,P201−3、およ
びP202−1,P202−3が選択されて、出力端子
と接続されている。第1および第2のリングオシレータ
201,202では、ゲート遅延要素131−5−1と
132−5−1および配線遅延要素131−5−3と1
32−5−3の配線長差L2によって生じる遅延差を持
って発振している。つまり、τ1−τ2=ゲート遅延成
分+配線遅延成分となり、ゲート遅延と配線遅延が同時
に累算される。
At this time, the output signal S205 of the first comparison circuit 205 and the output signal S of the second comparison circuit 206
Since 206 is at a low level as shown in FIGS. 8F and 8L, the selectors SL201-1 and SL20 in the first and second ring oscillators 201 and 202, respectively.
1-2 and SL202-1, SL202-2,
All the transmission paths P201-1, P201-3 and P202-1, P202-3 on the A side are selected and connected to the output terminal. In the first and second ring oscillators 201 and 202, the gate delay elements 131-5-1 and 132-5-1 and the wiring delay elements 131-5-3 and 1 are included.
Oscillation occurs with a delay difference caused by the wiring length difference L2 of 32-5-3. That is, τ1−τ2 = gate delay component + wiring delay component, and the gate delay and the wiring delay are accumulated at the same time.

【0093】第1および第2のリングオシレータ20
1,202での累算回数がM回に到達した時点で、図8
(F),(L)に示すように、第1の比較回路205の
出力信号S205および第2の比較回路206の出力信
号S206がローレベルからハイレベルに切り替わる。
これにより、第1のリングオシレータ201のセレクタ
SL201−2および第2のリングオシレータ202の
セレクタSL202−2の出力端子との接続がB側の伝
送パスP201−4およびP202−4に切り替わる。
B側のの伝送パスP201−4とP202−4とは同じ
構成であるため、両伝送パス間に遅延差は発生しない。
したがってこれ以降は、ゲート遅延の累算は行われず、
配線遅延のみが累算される。つまり、τ3−τ4=配線
遅延成分となる。
First and second ring oscillators 20
At the time when the number of accumulations at 1,202 reaches M times,
As shown in (F) and (L), the output signal S205 of the first comparison circuit 205 and the output signal S206 of the second comparison circuit 206 switch from low level to high level.
As a result, the connection with the output terminals of the selector SL201-2 of the first ring oscillator 201 and the selector SL202-2 of the second ring oscillator 202 is switched to the B-side transmission paths P201-4 and P202-4.
Since the transmission paths P201-4 and P202-4 on the B side have the same configuration, no delay difference occurs between both transmission paths.
Therefore, after that, the gate delay is not accumulated,
Only wire delays are accumulated. That is, τ3−τ4 = wiring delay component.

【0094】そして、累算回数がN回に到達した時点
で、図8(G),(M)に示すように、第3の比較回路
207の出力信号S207および第4の比較回路208
の出力信号S208がローレベルからハイレベルに切り
替わる。これにより、第1のリングオシレータ201の
セレクタSL201−1および第2のリングオシレータ
202のセレクタSL202−1の出力端子との接続が
B側の伝送パスP201−2およびP202−2に切り
替わり、配線遅延の累算も終了する。
When the number of times of accumulation reaches N times, as shown in FIGS. 8G and 8M, the output signal S207 of the third comparison circuit 207 and the fourth comparison circuit 208 are output.
The output signal S208 of is switched from the low level to the high level. As a result, the connection with the output terminals of the selector SL201-1 of the first ring oscillator 201 and the selector SL202-1 of the second ring oscillator 202 is switched to the B-side transmission paths P201-2 and P202-2, and the wiring delay Also ends the accumulation of.

【0095】また、第1の比較回路205の出力信号S
205および第3の比較回路207の出力信号S207
は、第1のANDゲート209に入力され、図8(H)
に示すように、最後にハイレベルとなって、最終的な遅
延信号S209として遅延検出回路14に出力される。
同様に、第2の比較回路206の出力信号S206およ
び第4の比較回路208の出力信号S208は、第2の
ANDゲート210に入力され、図8(N)に示すよう
に、最後にハイレベルとなって、最終的な遅延信号S2
10として遅延検出回路14に出力される。遅延信号S
209とS210の立ち上がりエッジの遅延差が目標遅
延量(クロック1サイクル)に対する最終的な遅延差と
なる。以後の処理に関しては、第1の実施形態と同様に
行われる。
In addition, the output signal S of the first comparison circuit 205
205 and the output signal S207 of the third comparison circuit 207
Is input to the first AND gate 209 and is input to FIG.
As shown in, the final high level is output to the delay detection circuit 14 as the final delay signal S209.
Similarly, the output signal S206 of the second comparison circuit 206 and the output signal S208 of the fourth comparison circuit 208 are input to the second AND gate 210 and finally set to the high level as shown in FIG. And the final delayed signal S2
It is output as 10 to the delay detection circuit 14. Delay signal S
The delay difference between the rising edges of 209 and S210 is the final delay difference with respect to the target delay amount (1 clock cycle). The subsequent processing is performed in the same manner as in the first embodiment.

【0096】すなわち、第1および第2のANDゲート
209,210による遅延信号S209、S210を受
けた遅延検出回路14では、遅延信号S209の立ち上
がりエッジと遅延信号S210の立ち上がりエッジとが
比較され、両エッジ間の遅延差が遅延情報S14として
制御回路15に出力される。制御回路15では、得られ
た遅延情報S14を基に電源電圧供給回路16に対して
電源電圧を上げる、下げるまたは維持するといった指示
をするための制御信号S152が生成されて電源電圧供
給回路16に出力される。これにより、電源電圧供給回
路16からターゲット回路11および遅延特性合成回路
20に供給される電源電圧VDDが変化する。また、制御
回路15では、遅延検出回路14からの遅延情報を取得
した時点で、図8(B)に示すように、スタート信号S
151がローレベルに切り替えられる。これにより、パ
ルス発生回路12では、第1および第2のイネーブル信
号S121、S122がローレベルに切り替えられて、
遅延特性合成回路20の動作が停止される。
That is, in the delay detection circuit 14 which receives the delay signals S209 and S210 by the first and second AND gates 209 and 210, the rising edge of the delay signal S209 and the rising edge of the delay signal S210 are compared, and both The delay difference between the edges is output to the control circuit 15 as delay information S14. In the control circuit 15, a control signal S152 for instructing the power supply voltage supply circuit 16 to increase, decrease or maintain the power supply voltage is generated based on the obtained delay information S14, and the power supply voltage supply circuit 16 is generated. Is output. As a result, the power supply voltage V DD supplied from the power supply voltage supply circuit 16 to the target circuit 11 and the delay characteristic combining circuit 20 changes. Further, in the control circuit 15, at the time when the delay information from the delay detection circuit 14 is acquired, as shown in FIG.
151 is switched to the low level. As a result, in the pulse generation circuit 12, the first and second enable signals S121 and S122 are switched to the low level,
The operation of the delay characteristic synthesizing circuit 20 is stopped.

【0097】本第3の実施形態によれば、全ての遅延成
分の累算を同時に実行するため、各遅延成分を順次累算
していく第2の実施形態と比較して、動作開始から最終
遅延値が得られるまでの時間(レイテンシ)を大幅に短
縮できるメリットがある。
According to the third embodiment, since all delay components are accumulated at the same time, compared with the second embodiment in which each delay component is sequentially accumulated, from the start of operation to the final operation. There is an advantage that the time (latency) until the delay value is obtained can be greatly shortened.

【0098】また、本第3の実施形態では、ゲート遅延
成分と配線遅延成分の2つの遅延成分を合成する例を示
したが、これに限定されるものではない。より多くの異
なる遅延特性を有する遅延要素を同様の構成で導入する
ことで、より多くの遅延成分を合成することが可能とな
る。必要な条件は、異なる遅延特性を有する複数の遅延
要素でリングオシレータを構成し、目標累算回数に到達
した遅延要素を順次削除していくことで複数の遅延成分
を任意の比率で合成し、所望の遅延特性を生成すること
ができる。
Further, in the third embodiment, an example in which the two delay components of the gate delay component and the wiring delay component are combined has been shown, but the present invention is not limited to this. By introducing more delay elements having different delay characteristics with the same configuration, it becomes possible to combine more delay components. The necessary condition is to configure a ring oscillator with a plurality of delay elements having different delay characteristics, and sequentially delete the delay elements that have reached the target number of accumulations to synthesize a plurality of delay components at an arbitrary ratio, A desired delay characteristic can be generated.

【0099】なお、上述した第1〜第3の実施形態にお
いて、第1および第2のリングオシレータの発振サイク
ルに遅延差を生成するための遅延要素としては、図2お
よび図3に示すゲート遅延要素および配線遅延要素を例
に説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、種々の態様が可能であり、多様な遅延成分を有する
遅延を生成することが可能であることはいうまでもな
い。
In the first to third embodiments described above, the delay elements for generating the delay difference between the oscillation cycles of the first and second ring oscillators are the gate delays shown in FIGS. 2 and 3. Although the element and the wiring delay element have been described as an example, the present invention is not limited to this, and various aspects are possible, and it is possible to generate a delay having various delay components. There is no end.

【0100】以下に、第1および第2のリングオシレー
タの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素の
第3〜第9の構成例について、図9〜図15に関連付け
て説明する。なお、ここでは第1の実施形態に係る図1
の第1のリングオシレータ131および第2のリングオ
シレータ132を例に説明する。
The third to ninth configuration examples of the delay element for producing the delay difference in the oscillation cycles of the first and second ring oscillators will be described below with reference to FIGS. 9 to 15. Note that here, FIG. 1 according to the first embodiment is used.
The first ring oscillator 131 and the second ring oscillator 132 will be described as examples.

【0101】図9は、本発明に係る遅延ユニットとして
の第1および第2のリングオシレータの発振サイクルに
遅延差を生成するための遅延要素の第3の構成例を示す
回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a third structural example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0102】第3の構成例では、図9(A)に示すよう
に、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要素
131−5が、NMOS遅延要素を用いた第1のインバ
ータBF131−5−1とCMOSインバータからなる
第2のインバータBF131−5−2を縦続接続した構
成を有し、図9(B)に示すように、第2のリングオシ
レータ132に含まれる遅延要素132−5が、NMO
S遅延要素を用いた第1のインバータBF132−5−
1とCMOSインバータからなる第2のインバータBF
132−5−2を縦続接続した構成を有している。
In the third configuration example, as shown in FIG. 9A, the delay element 131-5 included in the first ring oscillator 131 is the first inverter BF131-5 using the NMOS delay element. 1 and a second inverter BF131-5-2 composed of a CMOS inverter are cascade-connected, and as shown in FIG. 9B, the delay element 132-5 included in the second ring oscillator 132 is NMO
First inverter BF132-5-using S delay element
Second inverter BF consisting of 1 and CMOS inverter
It has the structure which connected 132-5-2 in cascade.

【0103】第1のリングオシレータ131の第1のイ
ンバータBF131−5−1は、図9(A)に示すよう
に、PMOSトランジスタPT131−1,PT131
−2、およびNMOSトランジスタNT131−1,N
T131−2により構成されている。PMOSトランジ
スタPT131−1,PT131−2のソースが電源電
圧V DDの供給ラインに接続され、PMOSトランジスタ
PT131−1,PT131−2のドレイン同士が接続
され、両ゲートが信号入力ラインINに共通に接続され
ている。NMOSトランジスタNT131−1,NT1
31−2のソースが接地ラインGNDに接続され、NM
OSトランジスタNT131−1,NT131−2のド
レイン同士が接続され、NMOSトランジスタNT13
1−1のゲートが信号入力ラインINに接続され、NM
OSトランジスタNT131−2のゲートがNMOSト
ランジスタNT131−1,NT131−2のソース、
すなわちが接地ラインGNDに接続されている。そし
て、PMOSトランジスタPT131−1,PT131
−2のドレイン同士の接続点およびNMOSトランジス
タNT131−1,NT131−2のドレイン同士の接
続点が接続され、この接続ノードND131−1が次段
のインバータBF131−5−2の入力ノードND13
1−2に接続されている。また、第2のインバータBF
131−5−2は、電源電圧VDDの供給ラインと接地ラ
インGNDとの間にPMOSトランジスタPT131−
3とNMOSトランジスタNT131−3が直列に接続
され、両トランジスタのゲートが入力ノードND131
−2に接続され、PMOSトランジスタPT131−3
とNMOSトランジスタNT131−3のドレイン同士
の接続点により出力ノードND131−3が構成されて
いる。
The first ring oscillator 131 has a first
The inverter BF131-5-1 is as shown in FIG.
And PMOS transistors PT131-1, PT131
-2, and NMOS transistors NT131-1, N
It is composed of T131-2. PMOS transistor
The sources of the converters PT131-1 and PT131-2 are power sources.
Pressure V DDConnected to the supply line of the PMOS transistor
The drains of PT131-1 and PT131-2 are connected to each other
Both gates are commonly connected to the signal input line IN.
ing. NMOS transistors NT131-1, NT1
The source of 31-2 is connected to the ground line GND, and NM
OS transistors NT131-1, NT131-2
The rains are connected to each other, and the NMOS transistor NT13
The gate of 1-1 is connected to the signal input line IN, and NM
The gate of the OS transistor NT131-2 is NMOS
Sources of Transistor NT131-1, NT131-2,
That is, is connected to the ground line GND. That
The PMOS transistors PT131-1, PT131
-2 drain connection point and NMOS transistor
The connection between the drains of the NT131-1 and NT131-2
The connection point is connected, and this connection node ND131-1 is the next stage.
Inverter BF131-5-2 input node ND13
It is connected to 1-2. In addition, the second inverter BF
131-5-2 is the power supply voltage VDDSupply line and ground
PMOS transistor PT131-
3 and NMOS transistor NT131-3 are connected in series
The gates of both transistors are connected to the input node ND131.
-2, and the PMOS transistor PT131-3
And the drains of the NMOS transistor NT131-3
The output node ND131-3 is configured by the connection point of
There is.

【0104】第2のリングオシレータ132の第1のイ
ンバータBF132−5−1は、図9(B)に示すよう
に、PMOSトランジスタPT132−1,PT132
−2、およびNMOSトランジスタNT132−1,N
T132−2により構成されている。PMOSトランジ
スタPT132−1,PT132−2のドレインが電源
電圧VDDの供給ラインに接続され、PMOSトランジス
タPT132−1,PT132−2のドレイン同士が接
続され、両ゲートが信号入力ラインINに共通に接続さ
れている。NMOSトランジスタNT132−1,NT
132−2のドレインが接地ラインGNDに接続され、
NMOSトランジスタNT132−1,NT132−2
のドレイン同士が接続され、両ゲートが信号入力ライン
INに共通に接続されている。そして、PMOSトラン
ジスタPT132−1,PT132−2のドレイン同士
の接続点およびNMOSトランジスタNT132−1,
NT132−2のドレイン同士の接続点が接続され、こ
の接続ノードND132−1が次段のインバータBF1
32−5−2の入力ノードND132−2に接続されて
いる。また、第2のインバータBF132−5−2は、
電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDとの間に
PMOSトランジスタPT132−3とNMOSトラン
ジスタNT132−3が直列に接続され、両トランジス
タのゲートが入力ノードND132−2に接続され、P
MOSトランジスタPT132−3とNMOSトランジ
スタNT132−3のドレイン同士の接続点により出力
ノードND132−3が構成されている。
As shown in FIG. 9B, the first inverter BF132-5-1 of the second ring oscillator 132 has the PMOS transistors PT132-1 and PT132.
-2, and NMOS transistors NT132-1, N
It is composed of T132-2. The drains of the PMOS transistors PT132-1 and PT132-2 are connected to the supply line of the power supply voltage V DD , the drains of the PMOS transistors PT132-1 and PT132-2 are connected to each other, and both gates are commonly connected to the signal input line IN. Has been done. NMOS transistors NT132-1, NT
The drain of 132-2 is connected to the ground line GND,
NMOS transistors NT132-1, NT132-2
Drains are connected to each other, and both gates are commonly connected to the signal input line IN. The connection point between the drains of the PMOS transistors PT132-1, PT132-2 and the NMOS transistor NT132-1,
The connection points between the drains of the NT132-2 are connected, and this connection node ND132-1 is the inverter BF1 of the next stage.
It is connected to the input node ND132-2 of 32-5-2. In addition, the second inverter BF132-5-2,
A PMOS transistor PT132-3 and an NMOS transistor NT132-3 are connected in series between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND, the gates of both transistors are connected to the input node ND132-2, and P
An output node ND132-3 is configured by the connection point between the drains of the MOS transistor PT132-3 and the NMOS transistor NT132-3.

【0105】ここで信号遅延について考察すると、第1
のリングオシレータ131においては、入力信号がハイ
レベルの場合に、NMOSトランジスタNT131−1
がオン状態となり、ノードND131−1,ND131
−2の電位を接地レベルに引き下げる。このとき、NM
OSトランジスタNT131−2のゲートは接地ライン
GNDに接続されていることから、オン状態とはなら
ず、ノードND131−1,ND131−2の電荷の放
出は、NMOSトランジスタNT131−1のみにより
緩やかに行われる。これに対して、第2のリングオシレ
ータ132においては、入力信号がハイレベルの場合
に、NMOSトランジスタNT132−1およびNT1
32−2の両トランジスタがオン状態となり、ノードN
D132−1,ND132−2の電位を接地レベルに引
き下げる。したがって、第1のリングオシレータ131
の場合に比べてノードND132−1,ND132−2
の電荷の放出は、速やかに行われる。すなわち、第1の
リングオシレータ131の発振サイクルは、第2のリン
グオシレータ132の発振サイクルよりも、NMOSト
ランジスタNT131−2に係る信号伝搬遅延分だけ長
くなる。
Considering the signal delay here,
In the ring oscillator 131 of the NMOS transistor NT131-1 when the input signal is at the high level.
Is turned on, and the nodes ND131-1 and ND131
-2 potential is pulled down to ground level. At this time, NM
Since the gate of the OS transistor NT131-2 is connected to the ground line GND, the OS transistor NT131-2 is not turned on, and the charges of the nodes ND131-1 and ND131-2 are slowly released only by the NMOS transistor NT131-1. Be seen. On the other hand, in the second ring oscillator 132, when the input signal is at the high level, the NMOS transistors NT132-1 and NT1
Both transistors 32-2 are turned on, and the node N
The potentials of D132-1 and ND132-2 are pulled down to the ground level. Therefore, the first ring oscillator 131
Nodes ND132-1, ND132-2 compared to
The discharge of the electric charge of is performed promptly. That is, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than the oscillation cycle of the second ring oscillator 132 by the signal propagation delay related to the NMOS transistor NT131-2.

【0106】図10は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第4の構成例を示
す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a fourth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0107】第4の構成例では、図10(A)に示すよ
うに、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要
素131−5が、PMOS遅延要素を用いた第1のイン
バータBF131−5−3とCMOSインバータからな
る第2のインバータBF131−5−4を縦続接続した
構成を有し、図10(B)に示すように、第2のリング
オシレータ132に含まれる遅延要素132−5が、P
MOS遅延要素を用いた第1のインバータBF132−
5−3とCMOSインバータからなる第2のインバータ
BF132−5−4を縦続接続した構成を有している。
In the fourth configuration example, as shown in FIG. 10A, the delay element 131-5 included in the first ring oscillator 131 is the first inverter BF131-5 using the PMOS delay element. 3 and a second inverter BF131-5-4 composed of a CMOS inverter are cascade-connected, and as shown in FIG. 10B, the delay element 132-5 included in the second ring oscillator 132 is P
First inverter BF132-using MOS delay element
5-3 and a second inverter BF132-5-5 composed of a CMOS inverter are connected in cascade.

【0108】第1のリングオシレータ131の第1のイ
ンバータBF131−5−3は、図10(A)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT131−4,PT13
1−5、およびNMOSトランジスタNT131−4,
NT131−5により構成されている。PMOSトラン
ジスタPT131−4,PT131−5のソースが電源
電圧V DDの供給ラインに接続され、PMOSトランジス
タPT131−4,PT131−5のドレイン同士が接
続され、PMOSトランジスタPT131−4のゲート
が信号入力ラインINに接続され、PMOSトランジス
タPT131−5のゲートがPMOSトランジスタPT
131−4のソースおよび自身のソース、すなわち電源
電圧VDDの供給ラインに接続されている。NMOSトラ
ンジスタNT131−4,NT131−5のソースが接
地ラインGNDに接続され、NMOSトランジスタNT
131−4,NT131−5のドレイン同士が接続さ
れ、NMOSトランジスタNT131−4,NT131
−5のゲートが信号入力ラインINに共通に接続されて
いる。そして、PMOSトランジスタPT131−4,
PT131−5のドレイン同士の接続点およびNMOS
トランジスタNT131−4,NT131−5のドレイ
ン同士の接続点が接続され、この接続ノードND131
−4が次段のインバータBF131−5−4の入力ノー
ドND131−5に接続されている。また、第2のイン
バータBF131−5−4は、電源電圧VDDの供給ライ
ンと接地ラインGNDとの間にPMOSトランジスタP
T131−6とNMOSトランジスタNT131−6が
直列に接続され、両トランジスタのゲートが入力ノード
ND131−5に接続され、PMOSトランジスタPT
131−6とNMOSトランジスタNT131−6のド
レイン同士の接続点により出力ノードND131−6が
構成されている。
The first ring oscillator 131 has a first
The inverter BF131-5-3 is shown in FIG.
As described above, the PMOS transistors PT131-4 and PT13
1-5, and NMOS transistor NT131-4,
It is composed of NT131-5. PMOS transistor
The sources of transistors PT131-4 and PT131-5 are power supplies
Voltage V DDConnected to the supply line of the PMOS transistor
The drains of the PT131-4 and PT131-5 contact each other.
And the gate of the PMOS transistor PT131-4
Is connected to the signal input line IN,
The gate of the PT131-5 is a PMOS transistor PT
131-4 source and own source, ie power supply
Voltage VDDConnected to the supply line. NMOS Tiger
Sources of transistors NT131-4 and NT131-5 are connected.
An NMOS transistor NT connected to the ground line GND
The drains of 131-4 and NT131-5 are connected to each other.
NMOS transistors NT131-4 and NT131
The gate of -5 is commonly connected to the signal input line IN
There is. Then, the PMOS transistors PT131-4,
Connection point between drains of PT131-5 and NMOS
Drain of transistors NT131-4 and NT131-5
Connection points are connected to each other, and this connection node ND131
-4 is the input node of the inverter BF131-5-4 at the next stage
ND131-5. Also, the second in
The barter BF131-5-4 has a power supply voltage VDDSupply of
PMOS transistor P between the ground line and the ground line GND.
T131-6 and NMOS transistor NT131-6
Connected in series, the gates of both transistors are input nodes
Connected to ND131-5, PMOS transistor PT
131-6 and NMOS transistor NT131-6
The output node ND131-6 becomes
It is configured.

【0109】第2のリングオシレータ132の第1のイ
ンバータBF132−5−4は、図10(B)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT132−4,PT13
2−5、およびNMOSトランジスタNT132−4,
NT132−5により構成されている。PMOSトラン
ジスタPT132−4,PT132−5のソースが電源
電圧V DDの供給ラインに接続され、PMOSトランジス
タPT132−4,PT132−5のドレイン同士が接
続され、両ゲートが信号入力ラインINに共通に接続さ
れている。NMOSトランジスタNT132−4,NT
132−5のソースが接地ラインGNDに接続され、N
MOSトランジスタNT132−4,NT132−5の
ドレイン同士が接続され、両ゲートが信号入力ラインI
Nに共通に接続されている。そして、PMOSトランジ
スタPT132−4,PT132−5のドレイン同士の
接続点およびNMOSトランジスタNT132−4,N
T132−5のドレイン同士の接続点が接続され、この
接続ノードND132−4が次段のインバータBF13
2−5−4の入力ノードND132−5に接続されてい
る。また、第2のインバータBF132−5−4は、電
源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDとの間にP
MOSトランジスタPT132−6とNMOSトランジ
スタNT132−6が直列に接続され、両トランジスタ
のゲートが入力ノードND132−5に接続され、PM
OSトランジスタPT132−6とNMOSトランジス
タNT132−6のドレイン同士の接続点により出力ノ
ードND132−6が構成されている。
The first ring oscillator 132 has a first
The inverter BF132-5-4 is shown in FIG. 10 (B).
As described above, the PMOS transistors PT132-4 and PT13
2-5, and NMOS transistor NT132-4,
It is composed of NT132-5. PMOS transistor
The sources of transistors PT132-4 and PT132-5 are power supplies
Voltage V DDConnected to the supply line of the PMOS transistor
The drains of the PT132-4 and PT132-5 are in contact with each other.
And both gates are commonly connected to the signal input line IN.
Has been. NMOS transistors NT132-4, NT
The source of 132-5 is connected to the ground line GND, and N
Of the MOS transistors NT132-4 and NT132-5
The drains are connected to each other and both gates are connected to the signal input line I.
Commonly connected to N. And the PMOS transistor
Between the drains of the star PT132-4, PT132-5
Connection point and NMOS transistors NT132-4, N
The connection point between the drains of T132-5 is connected.
The connection node ND132-4 is the next-stage inverter BF13.
2-5-4 is connected to the input node ND132-5
It In addition, the second inverter BF132-5-4 is a
Source voltage VDDBetween the supply line and the ground line GND of
MOS transistor PT132-6 and NMOS transistor
Both transistors are connected in series.
Of the PM is connected to the input node ND132-5 and PM
OS transistor PT132-6 and NMOS transistor
Output from the connection point between the drains of the
ND132-6 is configured.

【0110】ここで信号遅延について考察すると、第1
のリングオシレータ131においては、入力信号がロー
レベルの場合に、PMOSトランジスタPT131−4
がオン状態となり、ノードND131−4,ND131
−5の電位を電源電圧VDDレベルに引き上げる。このと
き、PMOSトランジスタPT131−5のゲートは電
源電圧VDDに接続されていることから、オン状態とはな
らず、ノードND131−4,ND131−5への電荷
の供給が、PMOSトランジスタPT131−4のみに
より緩やかに行われる。これに対して、第2のリングオ
シレータ132においては、入力信号がローレベルの場
合に、PMOSトランジスタPT132−4およびPT
132−5の両トランジスタがオン状態となり、ノード
ND132−4,ND132−5の電位を電源電圧VDD
レベルに引き上げる。したがって、第1のリングオシレ
ータ131の場合に比べてノードND132−4,ND
132−5への電荷の供給は、速やかに行われる。すな
わち、第1のリングオシレータ131の発振サイクル
は、第2のリングオシレータ132の発振サイクルより
も、PMOSトランジスタPT131−5に係る信号伝
搬遅延分だけ長くなる。
Considering the signal delay here,
In the ring oscillator 131 of, when the input signal is at the low level, the PMOS transistor PT131-4
Is turned on, and the nodes ND131-4, ND131
The potential of -5 is raised to the power supply voltage VDD level. At this time, since the gate of the PMOS transistor PT131-5 is connected to the power supply voltage V DD , the PMOS transistor PT131-5 is not turned on, and the charges are supplied to the nodes ND131-4 and ND131-5. Only done loosely. On the other hand, in the second ring oscillator 132, when the input signal is low level, the PMOS transistors PT132-4 and PT132
Both transistors 132-5 are turned on, and the potentials of the nodes ND132-4 and ND132-5 are set to the power supply voltage V DD.
Raise to a level. Therefore, as compared with the case of the first ring oscillator 131, the nodes ND132-4, ND
The charge is supplied to 132-5 promptly. That is, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than the oscillation cycle of the second ring oscillator 132 by the signal propagation delay of the PMOS transistor PT131-5.

【0111】図11は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第5の構成例を示
す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a fifth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0112】第5の構成例では、図11(A)に示すよ
うに、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要
素131−5が、スタックNMOS遅延要素を用いた第
1のインバータBF131−5−5とCMOSインバー
タからなる第2のインバータBF131−5−6を縦続
接続した構成を有し、図11(B)に示すように、第2
のリングオシレータ132に含まれる遅延要素132−
5が、CMOSインバータからなる第1のインバータB
F132−5−5とCMOSインバータからなる第2の
インバータBF132−5−6を縦続接続した構成を有
している。
In the fifth configuration example, as shown in FIG. 11A, the delay element 131-5 included in the first ring oscillator 131 is the first inverter BF131-5 using the stacked NMOS delay element. -5 and a second inverter BF131-5-6 composed of a CMOS inverter are cascade-connected, and as shown in FIG.
Delay element 132- included in the ring oscillator 132 of
5 is a first inverter B composed of a CMOS inverter
It has a configuration in which the F132-5-5 and a second inverter BF132-5-6 composed of a CMOS inverter are connected in cascade.

【0113】第1のリングオシレータ131の第1のイ
ンバータBF131−5−5は、図11(A)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT131−7、およびN
MOSトランジスタNT131−7〜NT131−10
により構成されている。PMOSトランジスタPT13
1−7のソースが電源電圧VDDの供給ラインに接続さ
れ、PMOSトランジスタPT131−1のドレインが
ノードND131−7に接続され、ゲートが信号入力ラ
インINに接続されている。NMOSトランジスタNT
131−7〜NT131−10がノードND131−7
と接地ラインGNDとの間に直列に接続され、NMOS
トランジスタNT131−7のゲートが信号入力ライン
INに接続され、NMOSトランジスタNT131−8
〜NT131−10のゲートが電源電圧VDDの供給ライ
ンに接続されている。そして、PMOSトランジスタP
T131−7とNMOSトランジスタNT131−7の
ドレイン同士の接続ノードND131−7が次段のイン
バータBF131−5−6の入力ノードND131−8
に接続されている。また、第2のインバータBF131
−5−6は、電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインG
NDとの間にPMOSトランジスタPT131−8とN
MOSトランジスタNT131−11が直列に接続さ
れ、両トランジスタのゲートが入力ノードND131−
8に接続され、PMOSトランジスタPT131−8と
NMOSトランジスタNT131−11のドレイン同士
の接続点により出力ノードND131−9が構成されて
いる。
As shown in FIG. 11A, the first inverter BF131-5-5 of the first ring oscillator 131 has PMOS transistors PT131-7 and N.
MOS transistors NT131-7 to NT131-10
It is composed by. PMOS transistor PT13
The source of 1-7 is connected to the supply line of the power supply voltage V DD , the drain of the PMOS transistor PT131-1 is connected to the node ND131-7, and the gate is connected to the signal input line IN. NMOS transistor NT
131-7 to NT131-10 are nodes ND131-7
Is connected in series between the ground line and the ground line GND, and an NMOS
The gate of the transistor NT131-7 is connected to the signal input line IN, and the NMOS transistor NT131-8
~ The gate of NT131-10 is connected to the supply line of power supply voltage V DD . Then, the PMOS transistor P
The connection node ND131-7 between the drains of T131-7 and the NMOS transistor NT131-7 is the input node ND131-8 of the inverter BF131-5-6 at the next stage.
It is connected to the. In addition, the second inverter BF131
-5-6 is a supply line of the power supply voltage V DD and a ground line G
PMOS transistor PT131-8 and N between ND and
MOS transistors NT131-11 are connected in series, and the gates of both transistors are input node ND131-.
8 and the output node ND131-9 is formed by the connection point between the drains of the PMOS transistor PT131-8 and the NMOS transistor NT131-11.

【0114】第2のリングオシレータ132の第1のイ
ンバータBF132−5−5は、図11(B)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT132−7およびNM
OSトランジスタNT132−7により構成されてい
る。電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDとの
間にPMOSトランジスタPT132−7とNMOSト
ランジスタNT132−7が直列に接続され、両トラン
ジスタのゲートが信号入力ラインINにに接続され、P
MOSトランジスタPT132−7とNMOSトランジ
スタNT132−7のドレイン同士の接続点によりノー
ドND132−7が構成され、ノードND132−7が
次段のインバータBF132−5−6の入力ノードND
132−8に接続されている。また、第2のインバータ
BF132−5−6は、電源電圧VDDの供給ラインと接
地ラインGNDとの間にPMOSトランジスタPT13
2−8とNMOSトランジスタNT132−8が直列に
接続され、両トランジスタのゲートが入力ノードND1
32−8に接続され、PMOSトランジスタPT132
−8とNMOSトランジスタNT132−8のドレイン
同士の接続点により出力ノードND132−9が構成さ
れている。
As shown in FIG. 11B, the first inverter BF132-5-5 of the second ring oscillator 132 has the PMOS transistors PT132-7 and NM.
It is composed of an OS transistor NT132-7. A PMOS transistor PT132-7 and an NMOS transistor NT132-7 are connected in series between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND, the gates of both transistors are connected to the signal input line IN, and P
A node ND132-7 is configured by the connection point between the drains of the MOS transistor PT132-7 and the NMOS transistor NT132-7, and the node ND132-7 is the input node ND of the inverter BF132-5-6 at the next stage.
132-8. In addition, the second inverter BF132-5-6 has the PMOS transistor PT13 between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND.
2-8 and the NMOS transistor NT132-8 are connected in series, and the gates of both transistors are input node ND1.
32-8 connected to the PMOS transistor PT132
An output node ND132-9 is formed by the connection point between the drains of −8 and the NMOS transistor NT132-8.

【0115】ここで信号遅延について考察すると、第1
のリングオシレータ131においては、入力信号がハイ
レベルの場合に、NMOSトランジスタNT131−7
がオン状態となり、また、電源電圧VDDによりバイアス
されたNMOSトランジスタNT131−8〜NT13
1−10を通してノードND131−7,ND131−
8の電位を接地レベルに引き下げる。このとき、NMO
SトランジスタNT131−7のみならずNMOSトラ
ンジスタNT131−8〜NT131−10を介するこ
とから、ノードND131−7,ND131−8の電荷
の放出は、緩やかに行われる。これに対して、第2のリ
ングオシレータ132においては、入力信号がハイレベ
ルの場合に、NMOSトランジスタNT132−7がオ
ン状態となり、ノードND132−7,ND132−8
の電位を接地レベルに引き下げる。したがって、第1の
リングオシレータ131の場合に比べてノードND13
2−7,ND132−8の電荷の放出は、速やかに行わ
れる。すなわち、第1のリングオシレータ131の発振
サイクルは、第2のリングオシレータ132の発振サイ
クルよりも、NMOSトランジスタNT131−8〜N
T131−10に係る信号伝搬遅延分だけ長くなる。
Considering the signal delay here,
In the ring oscillator 131 of, when the input signal is at the high level, the NMOS transistor NT131-7
Is turned on and the NMOS transistors NT131-8 to NT13 are biased by the power supply voltage V DD.
1-10 through nodes ND131-7, ND131-
The potential of 8 is pulled down to the ground level. At this time, NMO
Since not only the S-transistor NT131-7 but also the NMOS transistors NT131-8 to NT131-10 are passed through, the charges of the nodes ND131-7 and ND131-8 are released gently. On the other hand, in the second ring oscillator 132, when the input signal is at the high level, the NMOS transistor NT132-7 is turned on and the nodes ND132-7 and ND132-8 are turned on.
Pull the potential of to the ground level. Therefore, as compared with the case of the first ring oscillator 131, the node ND13
2-7 and ND132-8 are quickly discharged. That is, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than that of the second ring oscillator 132, that is, the NMOS transistors NT131-8 to N.
It becomes longer by the signal propagation delay related to T131-10.

【0116】図12は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第6の構成例を示
す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a sixth structural example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0117】第6の構成例では、図12(A)に示すよ
うに、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要
素131−5が、スタックPMOS遅延要素を用いた第
1のインバータBF131−5−7とCMOSインバー
タからなる第2のインバータBF131−5−8を縦続
接続した構成を有し、図12(B)に示すように、第2
のリングオシレータ132に含まれる遅延要素132−
5が、CMOSインバータからなる第1のインバータB
F132−5−7とCMOSインバータからなる第2の
インバータBF132−5−8を縦続接続した構成を有
している。
In the sixth configuration example, as shown in FIG. 12A, the delay element 131-5 included in the first ring oscillator 131 is a first inverter BF131-5 using a stacked PMOS delay element. -7 and a second inverter BF131-5-8 composed of a CMOS inverter are cascade-connected, and as shown in FIG.
Delay element 132- included in the ring oscillator 132 of
5 is a first inverter B composed of a CMOS inverter
It has a configuration in which F132-5-7 and a second inverter BF132-5-8 composed of a CMOS inverter are connected in cascade.

【0118】第1のリングオシレータ131の第1のイ
ンバータBF131−5−7は、図12(A)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT131−9〜PT1
2、およびNMOSトランジスタNT131−12によ
り構成されている。電源電圧VDDの供給ラインとノード
ND131−10との間にPMOSトランジスタPT1
31−9〜PT131−12が直列に接続され、PMO
SトランジスタPT131−12ゲートが信号入力ライ
ンINに接続され、PMOSトランジスタPT131−
9〜PT131−11のゲートが基準電位Vss(GN
D)に接続されている。NMOSトランジスタNT13
1−12がノードND131−10と接地ラインGND
との間に直列に接続され、NMOSトランジスタNT1
31−12のゲートが信号入力ラインINに接続されて
いる。そして、PMOSトランジスタPT131−12
とNMOSトランジスタNT131−12のドレイン同
士の接続ノードND131−10が次段のインバータB
F131−5−8の入力ノードND131−11に接続
されている。また、第2のインバータBF131−5−
8は、電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDと
の間にPMOSトランジスタPT131−13とNMO
SトランジスタNT131−13が直列に接続され、両
トランジスタのゲートが入力ノードND131−11に
接続され、PMOSトランジスタPT131−13とN
MOSトランジスタNT131−13のドレイン同士の
接続点により出力ノードND131−12が構成されて
いる。
As shown in FIG. 12A, the first inverter BF131-5-7 of the first ring oscillator 131 has PMOS transistors PT131-9 to PT1.
2 and an NMOS transistor NT131-12. The PMOS transistor PT1 is provided between the supply line of the power supply voltage V DD and the node ND131-10.
31-9 to PT131-12 are connected in series, and PMO
The gate of the S transistor PT131-12 is connected to the signal input line IN, and the PMOS transistor PT131-
The gates of 9 to PT131-11 have the reference potential Vss (GN
D). NMOS transistor NT13
1-12 is the node ND131-10 and the ground line GND
And NMOS transistor NT1 connected in series between
The gate of 31-12 is connected to the signal input line IN. Then, the PMOS transistor PT131-12
And the connection node ND131-10 between the drains of the NMOS transistor NT131-12 and the drain of the NMOS transistor NT131-12 is the inverter B of the next stage.
It is connected to the input node ND131-11 of the F131-5-8. In addition, the second inverter BF131-5-
Reference numeral 8 denotes a PMOS transistor PT131-13 and NMO between the supply line of the power supply voltage VDD and the ground line GND.
The S transistor NT131-13 is connected in series, the gates of both transistors are connected to the input node ND131-11, and the PMOS transistors PT131-13 and N are connected.
The output node ND131-12 is configured by the connection point between the drains of the MOS transistors NT131-13.

【0119】第2のリングオシレータ132の第1のイ
ンバータBF132−5−7は、図12(B)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT132−9およびNM
OSトランジスタNT132−9により構成されてい
る。電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDとの
間にPMOSトランジスタPT132−9とNMOSト
ランジスタNT132−9が直列に接続され、両トラン
ジスタのゲートが信号入力ラインINに接続され、PM
OSトランジスタPT132−9とNMOSトランジス
タNT132−9のドレイン同士の接続点によりノード
ND132−10構成され、ノードND132−10が
次段のインバータBF132−5−8の入力ノードND
132−11に接続されている。また、第2のインバー
タBF132−5−8は、電源電圧VDDの供給ラインと
接地ラインGNDとの間にPMOSトランジスタPT1
32−10とNMOSトランジスタNT132−10が
直列に接続され、両トランジスタのゲートが入力ノード
ND132−11に接続され、PMOSトランジスタP
T132−10とNMOSトランジスタNT132−1
0のドレイン同士の接続点により出力ノードND132
−12が構成されている。
As shown in FIG. 12B, the first inverter BF132-5-7 of the second ring oscillator 132 has the PMOS transistors PT132-9 and NM.
It is composed of an OS transistor NT132-9. The PMOS transistor PT132-9 and the NMOS transistor NT132-9 are connected in series between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND, the gates of both transistors are connected to the signal input line IN, and PM
A node ND132-10 is configured by a connection point between the drains of the OS transistor PT132-9 and the NMOS transistor NT132-9, and the node ND132-10 is an input node ND of the inverter BF132-5-8 of the next stage.
132-11. In addition, the second inverter BF132-5-8 has the PMOS transistor PT1 between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND.
32-10 and the NMOS transistor NT132-10 are connected in series, the gates of both transistors are connected to the input node ND132-11, and the PMOS transistor P
T132-10 and NMOS transistor NT132-1
Output node ND132 depending on the connection point between the drains of 0
-12 is configured.

【0120】ここで信号遅延について考察すると、第1
のリングオシレータ131においては、入力信号がロー
レベルの場合に、PMOSトランジスタPT131−1
2がオン状態となり、また、基準電位Vssによりバイ
アスされたPMOSトランジスタPT131−9〜PT
131−11を通してノードND131−10,ND1
31−11の電位を電源電圧VDDレベルに引き上げる。
このとき、PMOSトランジスタPT131−12のみ
ならずPMOSトランジスタPT131−9〜PT13
1−11を介することから、ノードND131−10,
ND131−11への電荷の供給は、緩やかに行われ
る。これに対して、第2のリングオシレータ132にお
いては、入力信号がローレベルの場合に、PMOSトラ
ンジスタPT132−9がオン状態となり、ノードND
132−10,ND132−11の電位を電源電圧VDD
レベルに引き上げる。したがって、第1のリングオシレ
ータ131の場合に比べてノードND132−10,N
D132−11への電荷の供給は、速やかに行われる。
すなわち、第1のリングオシレータ131の発振サイク
ルは、第2のリングオシレータ132の発振サイクルよ
りも、PMOSトランジスタPT131−9〜PT13
1−11に係る信号伝搬遅延分だけ長くなる。
Considering the signal delay here,
In the ring oscillator 131 of, when the input signal is low level, the PMOS transistor PT131-1
2 is turned on, and the PMOS transistors PT131-9 to PT are biased by the reference potential Vss.
Nodes ND131-10 and ND1 through 131-11
The potential of 31-11 is raised to the power supply voltage VDD level.
At this time, not only the PMOS transistors PT131-12 but also the PMOS transistors PT131-9 to PT13.
1-11, the nodes ND131-10,
The electric charge is slowly supplied to the ND131-11. On the other hand, in the second ring oscillator 132, when the input signal is at the low level, the PMOS transistor PT132-9 is turned on and the node ND
132-10, ND132-11 potential is the power supply voltage V DD
Raise to a level. Therefore, compared to the case of the first ring oscillator 131, the nodes ND132-10, N
The electric charge is quickly supplied to D132-11.
That is, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than that of the second ring oscillator 132, that is, the PMOS transistors PT131-9 to PT13.
It becomes longer by the signal propagation delay related to 1-11.

【0121】図13は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第7の構成例を示
す回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a seventh configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0122】第7の構成例では、図13(A)に示すよ
うに、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要
素131−5が、ゲート長Lの大きなゲートのCMOS
遅延要素を用いた第1のインバータBF131−5−9
とCMOSインバータからなる第2のインバータBF1
31−5−10を縦続接続した構成を有し、図13
(B)に示すように、第2のリングオシレータ132に
含まれる遅延要素132−5が、第1のインバータBF
131−5−9よりゲート長Lの短いCMOSインバー
タからなる第1のインバータBF132−5−9とCM
OSインバータからなる第2のインバータBF132−
5−10を縦続接続した構成を有している。
In the seventh configuration example, as shown in FIG. 13A, the delay element 131-5 included in the first ring oscillator 131 is a gate CMOS with a large gate length L.
First Inverter BF131-5-9 Using Delay Element
And a second inverter BF1 including a CMOS inverter
31-5-10 has a configuration in which cascade connection of 31-5-10 is performed.
As shown in (B), the delay element 132-5 included in the second ring oscillator 132 includes the delay element 132-5.
131-5-9, a first inverter BF132-5-9 composed of a CMOS inverter having a gate length L shorter than CM and CM
Second inverter BF132- which is an OS inverter
It has a configuration in which 5-10 are connected in cascade.

【0123】第1のリングオシレータ131の第1のイ
ンバータBF131−5−9は、図13(A)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT131−14、および
NMOSトランジスタNT131−14により構成され
ている。電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGND
との間にPMOSトランジスタPT131−14とNM
OSトランジスタNT131−14が直列に接続され、
両トランジスタのゲートが信号入力ラインINにに接続
され、PMOSトランジスタPT131−14とNMO
SトランジスタNT131−14のドレイン同士の接続
点によりノードND131−13構成され、ノードND
131−13が次段のインバータBF131−5−10
の入力ノードND131−14に接続されている。ま
た、第2のインバータBF131−5−10は、電源電
圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDとの間にPMO
SトランジスタPT131−15とNMOSトランジス
タNT131−15が直列に接続され、両トランジスタ
のゲートが入力ノードND131−14に接続され、P
MOSトランジスタPT131−15とNMOSトラン
ジスタNT131−15のドレイン同士の接続点により
出力ノードND131−15が構成されている。
The first inverter BF131-5-9 of the first ring oscillator 131 is composed of a PMOS transistor PT131-14 and an NMOS transistor NT131-14, as shown in FIG. 13 (A). Supply line of power supply voltage V DD and ground line GND
Between the PMOS transistor PT131-14 and NM
OS transistors NT131-14 are connected in series,
The gates of both transistors are connected to the signal input line IN, and the PMOS transistors PT131-14 and NMO are connected.
A node ND131-13 is configured by a connection point between drains of the S transistor NT131-14, and a node ND131
131-13 is the next stage inverter BF131-5-10
Of the input node ND131-14. In addition, the second inverter BF131-5-10 has a PMO between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND.
The S transistor PT131-15 and the NMOS transistor NT131-15 are connected in series, the gates of both transistors are connected to the input node ND131-14, and P
An output node ND131-15 is configured by the connection point between the drains of the MOS transistor PT131-15 and the NMOS transistor NT131-15.

【0124】第2のリングオシレータ132の第1のイ
ンバータBF132−5−9は、図13(B)に示すよ
うに、PMOSトランジスタPT132−11およびN
MOSトランジスタNT132−11により構成されて
いる。電源電圧VDDの供給ラインと接地ラインGNDと
の間にPMOSトランジスタPT132−11とNMO
SトランジスタNT132−11が直列に接続され、両
トランジスタのゲートが信号入力ラインINにに接続さ
れ、PMOSトランジスタPT132−11とNMOS
トランジスタNT132−11のドレイン同士の接続点
によりノードND132−13構成され、ノードND1
32−13が次段のインバータBF132−5−10の
入力ノードND132−14に接続されている。また、
第2のインバータBF132−5−10は、電源電圧V
DDの供給ラインと接地ラインGNDとの間にPMOSト
ランジスタPT132−12とNMOSトランジスタN
T132−12が直列に接続され、両トランジスタのゲ
ートが入力ノードND132−14に接続され、PMO
SトランジスタPT132−12とNMOSトランジス
タNT132−12のドレイン同士の接続点により出力
ノードND132−15が構成されている。
As shown in FIG. 13B, the first inverter BF132-5-9 of the second ring oscillator 132 has the PMOS transistors PT132-11 and N.
It is composed of a MOS transistor NT132-11. Between the supply line of the power supply voltage V DD and the ground line GND, the PMOS transistors PT132-11 and NMO are connected.
The S transistor NT132-11 is connected in series, the gates of both transistors are connected to the signal input line IN, and the PMOS transistor PT132-11 and NMOS are connected.
A node ND132-13 is configured by a connection point between drains of the transistor NT132-11, and a node ND1
32-13 is connected to the input node ND132-14 of the inverter BF132-5-10 at the next stage. Also,
The second inverter BF132-5-10 has a power supply voltage V
A PMOS transistor PT132-12 and an NMOS transistor N are provided between the DD supply line and the ground line GND.
T132-12 are connected in series, the gates of both transistors are connected to the input node ND132-14, and the PMO
An output node ND132-15 is configured by a connection point between drains of the S transistor PT132-12 and the NMOS transistor NT132-12.

【0125】ここで信号遅延について考察すると、第1
のリングオシレータ131の第1のインバータBF13
1−5−9を構成するPMOSトランジスタPT131
−14のゲート長が、第2のリングオシレータ132の
第1のインバータBF132−5−9を構成するPMO
SトランジスタPT132−11のゲート長より大きく
(長く)設定されている。同様に、第1のリングオシレ
ータ131の第1のインバータBF131−5−9を構
成するNMOSトランジスタNT131−14のゲート
長が、第2のリングオシレータ132の第1のインバー
タBF132−5−9を構成するNMOSトランジスタ
PT132−11のゲート長より大きく(長く)設定さ
れている。したがって、第1のリングオシレータ131
の第1のインバータBF131−5−9において、ノー
ドND131−13,ND131−14の電荷の充放電
は、第2のリングオシレータ132の第1のインバータ
BF132−5−9に比べて、緩やかに行われる。すな
わち、第1のリングオシレータ131の発振サイクル
は、第2のリングオシレータ132の発振サイクルより
も、PMOSトランジスタPT131−14,NMOS
トランジスタNT131−14に係る信号伝搬遅延分だ
け長くなる。
Considering the signal delay here,
First inverter BF13 of the ring oscillator 131 of
1-5-9 PMOS transistor PT131
The gate length of −14 constitutes the first inverter BF132-5-9 of the second ring oscillator 132.
It is set to be longer (longer) than the gate length of the S transistor PT132-11. Similarly, the gate length of the NMOS transistor NT131-14 forming the first inverter BF131-5-9 of the first ring oscillator 131 forms the first inverter BF132-5-9 of the second ring oscillator 132. The gate length of the NMOS transistor PT132-11 is set to be longer (longer). Therefore, the first ring oscillator 131
In the first inverter BF131-5-9, the charges and discharges of the nodes ND131-13 and ND131-14 are performed more slowly than the first inverter BF132-5-9 of the second ring oscillator 132. Be seen. That is, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than that of the second ring oscillator 132.
It becomes longer by the signal propagation delay related to the transistor NT131-14.

【0126】図14は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第8の構成例を示
す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an eighth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0127】第8の構成例では、図14(A)に示すよ
うに、第1のリングオシレータ131に含まれる遅延要
素D131−5が、バッファ131−5−4、131−
5−5の2段構成に加えて、両者の接続点と接地ライン
との間に大負荷容量C131を接続した構成をとり、図
14(B)に示すように、第2のリングオシレータ13
2−5に含まれる遅延要素D132−5が、バッファ1
32−5−4、132−5−5の2段構成となってい
る。この第8の構成例では、第1のリングオシレータ1
31の発振サイクルは、第2のリングオシレータ132
よりも大負荷容量C131に係る遅延分だけ長くなるた
め、ゲート遅延成分を生成することができる。
In the eighth configuration example, as shown in FIG. 14A, the delay element D131-5 included in the first ring oscillator 131 is the buffer 131-5-4, 131-.
In addition to the two-stage configuration of 5-5, a configuration in which a large load capacitance C131 is connected between the connection point of the two and the ground line is adopted, and as shown in FIG.
The delay element D132-5 included in 2-5 is the buffer 1
It has a two-stage configuration of 32-5-4 and 132-5-5. In the eighth configuration example, the first ring oscillator 1
The oscillation cycle of 31 is the second ring oscillator 132.
Since it becomes longer than the delay related to the large load capacitance C131, the gate delay component can be generated.

【0128】図15は、本発明に係る遅延ユニットとし
ての第1および第2のリングオシレータの発振サイクル
に遅延差を生成するための遅延要素の第9の構成例を示
す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a ninth configuration example of the delay element for generating a delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators as the delay unit according to the present invention.

【0129】第9の構成例では、図15(A)および
(B)に示すように、遅延要素D131−5が配線13
1−5−6により構成され、遅延要素D132−5が配
線132−5−6を含むがバイアスして前段の遅延要素
132−4の出力を次段の遅延要素132−6に接続し
た構成となっている。したがって、第1のリングオシレ
ータ131の発振サイクルは、第2のリングオシレータ
132の発振サイクルよりも配線長の遅延分だけ長くな
り、配線遅延成分を生成することが可能となる。
In the ninth configuration example, as shown in FIGS. 15A and 15B, the delay element D131-5 is connected to the wiring 13.
1-5-6, the delay element D132-5 includes the wiring 132-5-6, but is biased to connect the output of the delay element 132-4 in the previous stage to the delay element 132-6 in the next stage. Has become. Therefore, the oscillation cycle of the first ring oscillator 131 is longer than the oscillation cycle of the second ring oscillator 132 by the delay of the wiring length, and the wiring delay component can be generated.

【0130】[0130]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発振サイクルの異なるリングオシレータ間の発振サイク
ル差を累算することで、回路規模の増加を抑制しつつ、
遅延特性の細かな調整が可能となる。また、異なる複数
の基本遅延要素(遅延成分)を用意し、それらを合成す
るため、汎用性があり、あらゆるターゲット回路の遅延
特性に合わせ込むことができる。また、遅延生成/検出
のタイミングを制御回路で制御するため、電源電圧制御
ループの安定性を柔軟に調整できる。
As described above, according to the present invention,
While suppressing the increase in circuit scale by accumulating the difference in oscillation cycle between ring oscillators with different oscillation cycles,
The delay characteristics can be finely adjusted. In addition, since a plurality of different basic delay elements (delay components) are prepared and combined, there is versatility and it is possible to match the delay characteristics of all target circuits. Further, since the delay generation / detection timing is controlled by the control circuit, the stability of the power supply voltage control loop can be flexibly adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の第1の実施形態を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明に係る図1の第1および第2のリングオ
シレータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延
要素の第1の構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a first configuration example of a delay element for generating a delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators of FIG. 1 according to the present invention.

【図3】本発明に係る図1の第1および第2のリングオ
シレータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延
要素の第2の構成例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second configuration example of a delay element for generating a delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators of FIG. 1 according to the present invention.

【図4】第1の実施形態に係る半導体装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図5】本発明に係る半導体装置の第2の実施形態を示
す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a second embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図6】第2の実施形態に係る半導体装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図7】本発明に係る半導体装置の第3の実施形態を示
す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図8】第3の実施形態に係る半導体装置の動作を説明
するためのタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor device according to the third embodiment.

【図9】本発明に係る第1および第2のリングオシレー
タの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素の
第3の構成例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a third configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図10】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第4の構成例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a fourth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図11】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第5の構成例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a fifth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycles of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図12】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第6の構成例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a sixth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図13】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第7の構成例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a seventh configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycles of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図14】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第8の構成例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an eighth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycle of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図15】本発明に係る第1および第2のリングオシレ
ータの発振サイクルに遅延差を生成するための遅延要素
の第9の構成例を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a ninth configuration example of the delay element for generating the delay difference in the oscillation cycles of the first and second ring oscillators according to the present invention.

【図16】従来用いられてきたクリティカルパスの遅延
特性をモニタするためのレプリカ回路の構成例を示す図
である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration example of a replica circuit for monitoring the delay characteristic of a critical path which has been used conventionally.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,10A,10B…半導体装置、11…ターゲット
回路、12…パルス発生回路、13,13A,13B,
20…遅延特性合成回路、131…第1のリングオシレ
ータ、NA131…NANDゲート、D131−1〜D
131−7…遅延素子(遅延要素)、131−5−1,
131−5−1…バッファ、D131−5−3…配線、
BF131−5−1〜BF131−5−10…バッフ
ァ、132…第2のリングオシレータ、NA132…N
ANDゲート、D132−1〜D132−7…遅延素子
(遅延要素)、D132−5−1…バッファ、D132
−5−3…配線、BF132−5−1〜BF132−5
−10…バッファ、133…第1のカウンタ、134…
第2のカウンタ、135…第1の比較回路、136…第
2の比較回路、14…遅延検出回路、15…制御回路、
16…電源電圧供給回路、201…第1のリングオシレ
ータ、202…第2のリングオシレータ、203…第1
のカウンタ、204…第2のカウンタ、205…第1の
比較回路、206…第2の比較回路、207…第3の比
較回路、208…第4の比較回路、209…第1のAN
Dゲート、210…第2のANDゲート。
10, 10A, 10B ... Semiconductor device, 11 ... Target circuit, 12 ... Pulse generation circuit, 13, 13A, 13B,
20 ... Delay characteristic combining circuit, 131 ... First ring oscillator, NA131 ... NAND gate, D131-1 to D131-1.
131-7 ... Delay element (delay element), 131-5-1,
131-5-1 ... buffer, D131-5-3 ... wiring,
BF131-5-1 to BF131-5-10 ... Buffer, 132 ... Second ring oscillator, NA132 ... N
AND gate, D132-1 to D132-7 ... Delay element (delay element), D132-5-1 ... Buffer, D132
-5-3 ... Wiring, BF132-5-1 to BF132-5
-10 ... buffer, 133 ... first counter, 134 ...
2nd counter, 135 ... 1st comparison circuit, 136 ... 2nd comparison circuit, 14 ... Delay detection circuit, 15 ... Control circuit,
16 ... Power supply voltage supply circuit, 201 ... First ring oscillator, 202 ... Second ring oscillator, 203 ... First
, 204 ... Second counter, 205 ... First comparison circuit, 206 ... Second comparison circuit, 207 ... Third comparison circuit, 208 ... Fourth comparison circuit, 209 ... First AN
D gate, 210 ... Second AND gate.

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲット回路のクリティカルパスの遅
延特性を把握するための機能を有する半導体装置であっ
て、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路を
有する半導体装置。
1. A semiconductor device having a function for grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. And a delay characteristic synthesizing circuit for generating a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path by accumulating an oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit.
【請求項2】 上記第1および第2の遅延ユニットが、
リングオシレータを含む請求項1記載の半導体装置。
2. The first and second delay units include:
The semiconductor device according to claim 1, further comprising a ring oscillator.
【請求項3】 上記遅延特性合成回路は、上記第1の遅
延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウンタ
と、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項1に記載の半導体装置。
3. The delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillation output of the first delay unit, and the second counter counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 2. The semiconductor device according to item 1.
【請求項4】 上記遅延特性合成回路は、上記累算回数
が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記第1
および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回数に
到達したことを検知する比較回路を有する請求項3記載
の半導体装置。
4. The delay characteristic synthesizing circuit is capable of arbitrarily setting the number of accumulations from the outside, and the set value and the first
4. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a comparison circuit that compares the output of the second counter with the output of the second counter to detect that the target number of accumulations has been reached.
【請求項5】 クロック周波数に応じた目標遅延量を示
す位相の異なる2つのパルス信号であって上記遅延特性
合成回路を活性化させる基準信号を発生するパルス発生
回路を有する請求項1に記載の半導体装置。
5. The pulse generation circuit according to claim 1, further comprising a pulse generation circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. Semiconductor device.
【請求項6】 上記第1のリングオシレータと、上記第
2のリングオシレータの発振サイクル差が、所望の遅延
特性を有する遅延要素によって生成される請求項2記載
の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 2, wherein an oscillation cycle difference between the first ring oscillator and the second ring oscillator is generated by a delay element having a desired delay characteristic.
【請求項7】 上記第1のリングオシレータに含まれる
第1の遅延要素が生成する遅延と、上記第2のリングオ
シレータに含まれる第2の遅延要素が生成する遅延の差
分が、所望の遅延特性を有する遅延となるように、上記
第1および第2の遅延要素が構成されている請求項2記
載の半導体装置。
7. A difference between a delay generated by a first delay element included in the first ring oscillator and a delay generated by a second delay element included in the second ring oscillator is a desired delay. The semiconductor device according to claim 2, wherein the first and second delay elements are configured so as to have a delay having characteristics.
【請求項8】 ターゲット回路のクリティカルパスの遅
延特性を把握するための機能を有する半導体装置であっ
て、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路
と、 上記ターゲット回路および遅延特性合成回路に電源電圧
を供給する電源電圧供給回路と、 上記遅延特性合成回路において累算によって生成された
遅延量を検出する遅延検出回路と、 遅延検出回路の検出信号に基づいて電源電圧供給回路に
対して遅延特性合成回路およびターゲット回路に供給す
べき電源電圧値を指示する制御回路とを有する半導体装
置。
8. A semiconductor device having a function for grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. Delay unit combining circuit for generating delay characteristics equivalent to or similar to a critical path by accumulating oscillation cycle differences between the first delay unit and the second delay unit, and the target circuit And a power supply voltage supply circuit that supplies a power supply voltage to the delay characteristic synthesis circuit, a delay detection circuit that detects the delay amount generated by the accumulation in the delay characteristic synthesis circuit, and a power supply voltage based on the detection signal of the delay detection circuit. Semiconductor having delay circuit synthesizing circuit for supply circuit and control circuit for instructing power supply voltage value to be supplied to target circuit Location.
【請求項9】 上記第1および第2の遅延ユニットが、
リングオシレータを含む請求項8記載の半導体装置。
9. The first and second delay units include:
The semiconductor device according to claim 8, further comprising a ring oscillator.
【請求項10】 上記遅延特性合成回路は、上記第1の
遅延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウンタ
と、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項8に記載の半導体装置。
10. The delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillation output of the first delay unit, and the second counter counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 9. The semiconductor device according to item 8.
【請求項11】 上記遅延特性合成回路は、上記累算回
数が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記第
1および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回数
に到達したことを検知する比較回路を有する請求項10
記載の半導体装置。
11. The delay characteristic synthesizing circuit can arbitrarily set the number of accumulations from outside, and compares the set value with the outputs of the first and second counters to reach a target number of accumulations. 11. A comparison circuit for detecting the fact that
The semiconductor device described.
【請求項12】 クロック周波数に応じた目標遅延量を
示す位相の異なる2つのパルス信号であって上記遅延特
性合成回路を活性化させる基準信号を発生するパルス発
生回路を有する請求項8記載の半導体装置。
12. A semiconductor device according to claim 8, further comprising a pulse generation circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. apparatus.
【請求項13】 上記第1のリングオシレータと、上記
第2のリングオシレータの発振サイクル差が、所望の遅
延特性を有する遅延要素によって生成される請求項9記
載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 9, wherein an oscillation cycle difference between the first ring oscillator and the second ring oscillator is generated by a delay element having a desired delay characteristic.
【請求項14】 上記第1のリングオシレータに含まれ
る第1の遅延要素が生成する遅延と、上記第2のリング
オシレータに含まれる第2の遅延要素が生成する遅延の
差分が、所望の遅延特性を有する遅延となるように、上
記第1および第2の遅延要素が構成されている請求項9
記載の半導体装置。
14. A difference between a delay generated by a first delay element included in the first ring oscillator and a delay generated by a second delay element included in the second ring oscillator is a desired delay. 10. The first and second delay elements are configured to provide a characteristic delay.
The semiconductor device described.
【請求項15】 上記制御回路は、上記遅延検出回路が
上記遅延特性合成回路から出力される遅延量の検出を終
了した後、上記遅延特性合成回路の動作を停止させる請
求項8記載の半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 8, wherein the control circuit stops the operation of the delay characteristic synthesizing circuit after the delay detection circuit finishes detecting the delay amount output from the delay characteristic synthesizing circuit. .
【請求項16】 ターゲット回路のクリティカルパスの
遅延特性を把握するための機能を有する半導体装置であ
って、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路を
複数有し、 上記各遅延特性合成回路が含む第1および第2の遅延ユ
ニットが、異なる遅延特性を有する遅延を生成するため
の遅延要素を含み、 上記各遅延特性合成回路が縦続接続されて、複数の異な
る遅延特性を有する遅延を所望の比率で合成し、クリテ
ィカルパスと等価または相似な遅延特性を得る半導体装
置。
16. A semiconductor device having a function for grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. And a plurality of delay characteristic synthesizing circuits that generate delay characteristics equivalent to or similar to a critical path by accumulating the oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The first and second delay units included in each of the delay characteristic combining circuits include delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuits are cascaded to form a plurality of different delays. A semiconductor device in which delays having characteristics are combined at a desired ratio to obtain delay characteristics equivalent to or similar to a critical path.
【請求項17】 上記第1および第2の遅延ユニット
が、リングオシレータを含む請求項16記載の半導体装
置。
17. The semiconductor device according to claim 16, wherein the first and second delay units include a ring oscillator.
【請求項18】 上記各遅延特性合成回路は、上記第1
の遅延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウン
タと、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項16に記載の半導体装置。
18. The delay characteristic synthesizing circuit comprises:
A first counter that counts the oscillation output of the second delay unit, and a second counter that counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 17. The semiconductor device according to item 16.
【請求項19】 上記各遅延特性合成回路は、上記累算
回数が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記
第1および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回
数に到達したことを検知する比較回路を有する請求項1
8記載の半導体装置。
19. The delay characteristic synthesizing circuit can arbitrarily set the number of accumulations from the outside, and compares the set value with the outputs of the first and second counters to obtain a target number of accumulations. 2. A comparison circuit for detecting arrival of the signal.
8. The semiconductor device according to item 8.
【請求項20】 クロック周波数に応じた目標遅延量を
示す位相の異なる2つのパルス信号であって初段の上記
遅延特性合成回路を活性化させる基準信号を発生するパ
ルス発生回路を有する請求項16に記載の半導体装置。
20. A pulse generating circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit in the first stage, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. The semiconductor device described.
【請求項21】 上記縦続接続された複数の遅延特性合
成回路において、前段の遅延特性合成回路の出力信号
が、次段の遅延特性合成回路を活性化させる信号となっ
ている請求項16記載の半導体装置。
21. In the plurality of cascaded delay characteristic synthesizing circuits, the output signal of the delay characteristic synthesizing circuit of the preceding stage is a signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit of the next stage. Semiconductor device.
【請求項22】 ターゲット回路のクリティカルパスの
遅延特性を把握するための機能を有する半導体装置であ
って、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路を
複数有し、 上記各遅延特性合成回路が含む第1および第2の遅延ユ
ニットが、異なる遅延特性を有する遅延を生成するため
の遅延要素を含み、 上記各遅延特性合成回路が縦続接続されて、複数の異な
る遅延特性を有する遅延を所望の比率で合成し、クリテ
ィカルパスと等価または相似な遅延特性を得、さらに、 上記ターゲット回路および遅延特性合成回路に電源電圧
を供給する電源電圧供給回路と、 上記最終段の遅延特性合成回路において累算によって生
成された遅延量を検出する遅延検出回路と、 遅延検出回路の検出信号に基づいて電源電圧供給回路に
対して遅延特性合成回路およびターゲット回路に供給す
べき電源電圧値を指示する制御回路とを有する半導体装
置。
22. A semiconductor device having a function for grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. And a plurality of delay characteristic synthesizing circuits that generate delay characteristics equivalent to or similar to a critical path by accumulating the oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The first and second delay units included in each of the delay characteristic combining circuits include delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuits are cascaded to form a plurality of different delays. A delay having characteristics is synthesized at a desired ratio to obtain a delay characteristic equivalent to or similar to a critical path, and the target circuit and the delay characteristic described above are further added. A power supply voltage supply circuit that supplies a power supply voltage to the synthesis circuit, a delay detection circuit that detects the amount of delay generated by accumulation in the delay characteristic combining circuit at the final stage, and a power supply voltage based on the detection signal of the delay detection circuit A semiconductor device comprising: a supply circuit; a delay characteristic synthesizing circuit;
【請求項23】 上記第1および第2の遅延ユニット
が、リングオシレータを含む請求項22記載の半導体装
置。
23. The semiconductor device according to claim 22, wherein the first and second delay units include a ring oscillator.
【請求項24】 上記各遅延特性合成回路は、上記第1
の遅延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウン
タと、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項22に記載の半導体装置。
24. Each of the delay characteristic synthesizing circuits comprises:
A first counter that counts the oscillation output of the second delay unit, and a second counter that counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 23. The semiconductor device according to Item 22.
【請求項25】 上記各遅延特性合成回路は、上記累算
回数が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記
第1および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回
数に到達したことを検知する比較回路を有する請求項2
4記載の半導体装置。
25. In each of the delay characteristic synthesizing circuits, the number of accumulations can be arbitrarily set from the outside, and the set value is compared with outputs of the first and second counters to obtain a target number of accumulations. 3. A comparison circuit for detecting the arrival of the signal.
4. The semiconductor device according to 4.
【請求項26】 クロック周波数に応じた目標遅延量を
示す位相の異なる2つのパルス信号であって初段の上記
遅延特性合成回路を活性化させる基準信号を発生するパ
ルス発生回路を有する請求項22に記載の半導体装置。
26. A pulse generating circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit in the first stage, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. The semiconductor device described.
【請求項27】 上記縦続接続された複数の遅延特性合
成回路において、前段の遅延特性合成回路の出力信号
が、次段の遅延特性合成回路を活性化させる信号となっ
ている請求項22記載の半導体装置。
27. In the plurality of cascaded delay characteristic synthesizing circuits, the output signal of the delay characteristic synthesizing circuit of the preceding stage is a signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit of the next stage. Semiconductor device.
【請求項28】 上記制御回路は、上記遅延検出回路が
最終段の遅延特性合成回路から出力される遅延量の検出
を終了した後、上記直列接続された全ての遅延特性合成
回路の動作を停止させる請求項22記載の半導体装置。
28. The control circuit stops the operation of all the delay characteristic combining circuits connected in series after the delay detecting circuit finishes detecting the delay amount output from the delay characteristic combining circuit at the final stage. 23. The semiconductor device according to claim 22, wherein
【請求項29】 ターゲット回路のクリティカルパスの
遅延特性を把握するための機能を有する半導体装置であ
って、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路を
複数有し、 上記遅延特性合成回路が含む第1および第2の遅延ユニ
ットが、異なる遅延特性を有する遅延を生成するための
複数の遅延要素を含み、 上記遅延特性合成回路は、異なる複数の遅延成分を同時
に累算すると共に、目標累算回数に到達した遅延要素を
順次回路が選択的に切り離していくことで複数の遅延成
分を所望の比率で合成し、クリティカルパスと等価また
は相似な遅延特性を得る半導体装置。
29. A semiconductor device having a function of grasping delay characteristics of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. And a plurality of delay characteristic synthesizing circuits that generate delay characteristics equivalent to or similar to a critical path by accumulating the oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The first and second delay units included in the delay characteristic combining circuit include a plurality of delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuit simultaneously accumulates a plurality of different delay components. In addition to the calculation, the delay elements that have reached the target number of accumulations are sequentially separated by the circuit to combine multiple delay components at the desired ratio and A semiconductor device that obtains delay characteristics equivalent to or similar to the optical path.
【請求項30】 上記遅延特性合成回路は、上記第1の
遅延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウンタ
と、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項29に記載の半導体装置。
30. The delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillation output of the first delay unit, and the second counter counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 32. The semiconductor device according to item 29.
【請求項31】 上記遅延特性合成回路は、上記累算回
数が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記第
1および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回数
に到達したことを検知する比較回路を有する請求項30
記載の半導体装置。
31. In the delay characteristic synthesizing circuit, the number of accumulations can be arbitrarily set from the outside, and the set value is compared with the outputs of the first and second counters to reach a target number of accumulations. 31. A comparison circuit for detecting that the operation has been performed
The semiconductor device described.
【請求項32】 クロック周波数に応じた目標遅延量を
示す位相の異なる2つのパルス信号であって上記遅延特
性合成回路を活性化させる基準信号を発生するパルス発
生回路を有する請求項29に記載の半導体装置。
32. The pulse generation circuit according to claim 29, further comprising a pulse generation circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. Semiconductor device.
【請求項33】 ターゲット回路のクリティカルパスの
遅延特性を把握するための機能を有する半導体装置であ
って、 発振可能な第1の遅延ユニットと、上記第1の遅延ユニ
ットと発振サイクルの異なる第2の遅延ユニットを含
み、上記第1の遅延ユニットと第2の遅延ユニットとの
発振サイクル差を累算することでクリティカルパスと等
価または相似な遅延特性を生成する遅延特性合成回路を
複数有し、 上記遅延特性合成回路が含む第1および第2の遅延ユニ
ットが、異なる遅延特性を有する遅延を生成するための
複数の遅延要素を含み、 上記遅延特性合成回路は、異なる複数の遅延成分を同時
に累算すると共に、目標累算回数に到達した遅延要素を
順次回路が選択的に切り離していくことで複数の遅延成
分を所望の比率で合成し、クリティカルパスと等価また
は相似な遅延特性を得、さらに、 上記ターゲット回路および遅延特性合成回路に電源電圧
を供給する電源電圧供給回路と、 上記遅延特性合成回路において累算によって生成された
遅延量を検出する遅延検出回路と、 遅延検出回路の検出信号に基づいて電源電圧供給回路に
対して遅延特性合成回路およびターゲット回路に供給す
べき電源電圧値を指示する制御回路とを有する半導体装
置。
33. A semiconductor device having a function for grasping a delay characteristic of a critical path of a target circuit, the first delay unit capable of oscillating, and the second delay unit having an oscillation cycle different from that of the first delay unit. And a plurality of delay characteristic synthesizing circuits that generate delay characteristics equivalent to or similar to a critical path by accumulating the oscillation cycle difference between the first delay unit and the second delay unit. The first and second delay units included in the delay characteristic combining circuit include a plurality of delay elements for generating delays having different delay characteristics, and the delay characteristic combining circuit simultaneously accumulates a plurality of different delay components. In addition to the calculation, the delay elements that have reached the target number of accumulations are sequentially separated by the circuit to combine multiple delay components at the desired ratio and A delay characteristic equivalent to or similar to that of the optical path, and further, a power supply voltage supply circuit for supplying a power supply voltage to the target circuit and the delay characteristic combining circuit, and a delay amount generated by accumulation in the delay characteristic combining circuit are detected. A semiconductor device having a delay detection circuit and a control circuit for instructing a power supply voltage supply circuit based on a detection signal of the delay detection circuit to instruct a power supply voltage value to be supplied to a delay characteristic combining circuit and a target circuit.
【請求項34】 上記遅延特性合成回路は、上記第1の
遅延ユニットの発振出力をカウントする第1のカウンタ
と、 上記第2の遅延ユニットの発振出力をカウントする第2
のカウンタとを有し、 上記第1および第2のカウンタ出力に基づいて、上記第
1および第2のリングオシレータによって生成される遅
延差を所望の回数累算することで目標遅延量を得る請求
項33に記載の半導体装置。
34. The delay characteristic synthesizing circuit counts the oscillation output of the first delay unit, and the second counter counts the oscillation output of the second delay unit.
A counter, and obtains a target delay amount by accumulating the delay difference generated by the first and second ring oscillators a desired number of times based on the outputs of the first and second counters. Item 34. The semiconductor device according to Item 33.
【請求項35】 上記遅延特性合成回路は、上記累算回
数が、外部より任意に設定可能で、当該設定値と上記第
1および第2のカウンタ出力とを比較して目標累算回数
に到達したことを検知する比較回路を有する請求項34
記載の半導体装置。
35. In the delay characteristic synthesizing circuit, the number of accumulations can be arbitrarily set from the outside, and the target accumulation number is reached by comparing the set value with the outputs of the first and second counters. 35. A comparison circuit for detecting that the operation has been performed
The semiconductor device described.
【請求項36】 クロック周波数に応じた目標遅延量を
示す位相の異なる2つのパルス信号であって上記遅延特
性合成回路を活性化させる基準信号を発生するパルス発
生回路を有する請求項33に記載の半導体装置。
36. The pulse generation circuit according to claim 33, further comprising a pulse generation circuit for generating a reference signal for activating the delay characteristic synthesizing circuit, which is two pulse signals having different phases indicating a target delay amount according to a clock frequency. Semiconductor device.
【請求項37】 上記制御回路は、上記遅延検出回路
が、上記遅延特性合成回路から出力される遅延量の検出
を終了した後、上記遅延特性合成回路の動作を停止させ
る請求項33に記載の半導体装置。
37. The control circuit stops the operation of the delay characteristic synthesizing circuit after the delay detecting circuit finishes detecting the amount of delay output from the delay characteristic synthesizing circuit. Semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012195751A (en) * 2011-03-16 2012-10-11 Seiko Epson Corp Semiconductor integrated circuit
US9344073B2 (en) 2013-12-16 2016-05-17 Fujitsu Limited Semiconductor device

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