한국정보처리학회논문지 (The Transactions of the Korea Information Processing Society)

한국정보처리학회 (Korea Information Processing Society)
권호 표지

PLL을 이용한 고속 마이크로프로세서용 32MHz~1GHz 광대역 클럭발생회로

A PLL Based 32MHz~1GHz Wide Band Clock Generator Circuit for High Speed Microprocessors

  • 김상규 (성균관대학교 대학원 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 이재형 (성균관대학교 대학원 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 이수형 (성균관대학교 대학원 전기전자 및 컴퓨터공학부) ;
  • 정강민 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학부)
  • 발행 : 2000.01.01
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초록

본 연구에서 PLL을 이용한 고속 마이크로프로세서용 클럭발생회로를 설계하였다. 이 회로는 32MHz${\sim}$1GHz 클럭을 발생시키며 마이크로프로세서내에 내장될 수 있다. 동적 차동래치를 사용하여 고속 D Flip-Flop을 설게하였고 이에 의거한 새로운 형태의 위상주파수 검출기를 제시하였다. 이 검출기는 위상민감도오차가 매우 적으며 이를 사용한 PLL은 위상오차가 적은 우수한 위상특성을 지닌다. 또한 전압제어발진기 VCO의 선형적 제어를 위하여 전압-전류 변환기가 구동하는 전류제어 발진기로 구성된 새로운 구조의 VCO를 제시하였다. 이러한 PLL에서 제어전압 범위를 1V${\sim}$5V로 넓히고 발생클럭의 주파수를 32 MHz${\sim}$1 GHz로 증가시킬 수 있었다. 클럭발생회로는 $0.65\;{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하여 설계하였다. 이 회로는 $1.1\;{\mu}s$의 lock-in 시간과 20mW 이하의 전력소비를 갖는다.

This paper presents a low power PLL based clock geneator circuit for microprocessors. It generates 32MHz${\sim}$1GHz clocks and can be integrated inside microprocessor chips. A high speed D Flip-Flop is designed using dynamic differential latch and a new Phase Frequency Detector(PFD) based on this FF is presented. The PFD enjoys low error characteristics in phase sensitivity and the PLL using this PFD has a low phase error. To improve the linearity of voltage controlled oscillator(VCO) in PLL, the voltage to current converter and current controlled oscillator combination is suggested. The resulting PLL provides wide lock range and extends frequency of generated clocks over 1 GHz. The clock generator is designed by using $0.65\;{\mu}m$ CMOS full custom technology and operates with $11\;{\mu}s$ lock-in time. The power consumption is less than 20mW.

키워드

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