A Design of DLL(Delay-Locked-Loop) with Low Power & High Speed locking Algorithm

저전력과 고속 록킹 알고리즘을 갖는 DLL(Delay-Locked LooP) 설계

This paper describes the design of the Register Controlled DLL(Delay-Locked Loop) that achieves fast locking and low Power consumption using a new locking algorithm. A fashion for a fast locking speed is that controls the two controller in sequence. The up/down signal due to clock skew between a internal and a external clock in phase detector, first adjusts a large phase difference in coarse controller and then adjusts a small phase difference in fine controller. A way for a low power consumption is that only operates one controller at once. Moreover the proposed DLL shows better jitter performance Because using the lock indicator circuit. The proposed DLL circuit is operated from 50MHz to 200MHz by SPICE simulation. The estimated power dissipation is 15mA at 200MHz in 3.3V operation. The locking time is within 7 cycle at all of operating frequency.

본 논문에서는 새로운 locking 알고리즘을 사용하여 저전력의 특정을 가지면서 locking 속도가 빠른 Register Controlled DLL(Delay-Locked Loop)을 설계하였다. Locking 속도의 향상을 위해 제안한 알고리즘은 coarse와 fine controller를 각각 동작시키는 것으로, phase detector에서 출력되는 up/down 신호를 먼저 coarse controller에 인가하여 외부 클럭과 내부 클럭의 큰 위상차를 줄이고, coarse controller를 고정시킨 상태에서 up/down 신호를 fine controller에 인가하여 미세 지연 시간을 조정하도록 하는 것이다. 또한 제안한 DLL은 dual controller를 사용하지만 locking 동작시 한 개의 controller만 동작하므로 소비 전력을 줄일 수 있었으며 lock indicator를 사용하여 좋은 지터 특성을 보였다. 제안한 DLL은 0.6 $\mu\textrm{m}$ CMOS 공정 파라메타를 이용하여 설계하였고, SPICE 모의실험결과 50 MHz에서 200MHz가지 동작하였다. 200MHz 동작시 소비되는 전류는 15mA이며 모든 주파수에서 7 주기 이내에 locking 되었다.