본 논문에서는 CMOS 회로를 이용하여 디스플레이포트(DisplayPort)에 사용 가능한 스프레드 스펙트럼 클록 발생기(SSCG)를 제안하고 구현하였다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기를 1-1 MASH 시그마-델타 변조기(Sigma-delta modular)를 이용한 분수형 분주기를 사용하여 분주비를 변화시켜 확산시키는 구조를 사용하였다. MASH 1-1 시그마-델타 변조기를 사용하게 되면 회로구성이 용이해지고 면적일 줄일 수 있는 장점이 있다. 시그마 델타 변조기를 이용한 스프레드스펙트럼 생성기의 장점은 확산비율과 변조율을 시그마 델타 변조기의 입력 값을 변조하여 정확하게 조절할 수 있다는 것이다. 확산비율과 변조율은 디스플레이포트 표준 스펙에 만족되도록 설계하였고, 디스플레이포트 링크심볼클록인 270MHz/162MHz 듀얼 모드 클록에서도 만족하도록 설계하였다. 그리고 변조파형은 33KHz의 삼각파의 형태를 취하고 있고, 0.25%의 다운스프레드 스펙트럼 클록이 발생한다. 스프레드 스펙트럼 클록 발생기의 세부 설계블록들은 모두 풀커스텀 방식으로 설계하였다. 또한 0.18$mu$m 1P-6M CMOS 공정을 사용하여 설계 및 제작되었으며, 레이아웃 된 전체 블록의 면적은 0.620mm $ imes$ 0.780mm이었다. 칩 측정결과 디스플레이포트 동작기준을 잘 만족함을 보였다.
This paper describes design and implementation of a spread spectrum clock generator (SSCG) for the DisplayPort. The proposed architecture generates the spread spectrum clock using a sigma-delta fractional-N PLL. The SSCG uses a digital End order MASH 1-1 sigma-delta modulator and a 9bit Up/Dn counter. By using MASH 1-1 sigma-delta modulator, complexity of circuit and chip area can be reduced. The advantage of sigma-delta modulator is the better control over modulation frequency and spread ratio. The SSCG generates dual clock rates which are 270MHz and 162MHz with 0.25% down-spreading and triangular waveform frequency modulation of 33kHz. The peak power reduction is 11.1dBm at 270MHz. The circuit has been designed and fabricated using in 0.18$mu$m CMOS technology. The chip occupies 0.620mm$ imes$0.780mm. The measurement results show that the fabricated chip satisfies the DispalyPort standard.
