CN101197363B - 双接合接地电路和电源电路以及具有其的ic芯片 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于IC芯片内部的双接合接地电路，IC芯片中的多个功能模块各自包括两条接地引线，该两条接地引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的接地引脚。IC芯片包括多个接地引脚，多个功能模块各自的两条接地引线分别双接合至一个接地引脚。本发明还提供了一种用于IC芯片内部的双接合电源电路，IC芯片中的多个功能模块各自包括两条电源引线，该两条电源引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的电源引脚。IC芯片包括多个电源引脚，多个功能模块各自的至少两条电源引线分别双接合至一个电源引脚。本发明还提供了具有该双接合接地电路和/或电源电路的IC芯片。

Description

双接合接地电路和电源电路以及具有其的IC芯片

技术领域

本发明涉及半导体集成芯片(IC)，更具体而言，涉及一种消除地线反馈作用的IC芯片内部双接合接地电路和消除电源噪声干扰的IC芯片内部双接合电源电路，以及具有该双接合接地电路和电源电路的IC芯片。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，在现有的IC芯片中，可以包括多个电路功能模块。图1示出了根据相关技术的IC芯片内部接地电路布局的方框图。

如图1所示，IC芯片100包括多个电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n。每个模块分别具有接地引线G1、G2、...、和Gn，所有接地引线都通过各自的接地引脚接到芯片外部的地。

这种接地电路结构简单，能够有效地降低接地电阻，提高接地保护效果。然而，当来自地线的反馈分别通过各自的接地引脚作用于IC芯片内部的各电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n时，会对敏感模块的部件产生不良影响。

电磁干扰现象由于动态电、磁能量的互换或变化，以波动的形式而存在或表现。随着时间的变化，介质中的电磁波相互感应而传 播杂散信号的现象，称为电磁干扰(Electromagnetic Interference，缩写为EMI)。

由干扰源所产生的电磁干扰(EMI)，通常是对电路的低电平点产生感应，在经放大后变成杂散信号输出，其感应的方式通常包括静电感应、电磁感应、电导感应等......。在很多情况下，形成电磁干扰(EMI)的原因不止一种，且可能不止一处，对于属高频电路的集成电路以及包括多个功能模块的大规模集成电路，电磁干扰的情况尤其不可忽略。

尽管理想的接地电压应该是恒定不变的，然而芯片外部的接地电路上的电压Vss并不是恒定的，总会存在一定的波动。这种波动将通过接地引脚反馈到芯片的内部，从而影响芯片内部功能模块的正常工作。

而且，近年来随着信息产业的蓬勃发展，IC芯片的运用普及到了大量的应用领域，如移动电话、个人计算机、家用电器等，对集成电路的设计则趋向于微型化、高速度、大回路(Loop)，这导致集成电路的工作频率越来越高，IC芯片集成度越来越高，所以电磁干扰现象引起的问题严重性越来越不容忽视。

因为工作频率提高，导致电磁波的波长更短，所以在电路内很容易造成电磁干扰的不规则反射。另外，IC芯片集成度大幅度提高，导致其内部晶体管数量显著增加，晶体管密度越来越大，晶体管、线路等各种器件越来越小，从而一方面增加了电磁干扰源，另一方面晶体管等器件更加脆弱易受损害。

然而，根据图1所示的IC芯片内部布局，所有功能模块通过同一接地电路10连接到一起，从而使得各功能模块产生的电磁干扰可以通过接地电路10而更容易地干扰到对方。

图2示出了根据相关技术的IC芯片内部电源电路布局的方框图。

类似地，在根据图2所示的IC芯片内部布局中，IC芯片200包括多个电路功能模块：模块1、模块2、...、和模块n。每个模块分别具有电源引线V1、V2、...、和Vn，所有电源引线都通过各自的电源引脚VDD接到芯片外部的电源。

同样，在图2中也存在电源线反馈干扰的问题。尽管理想的电源电压应该是恒定不变的，然而芯片外部的电源电路上的电压Vdd并不是恒定的，总会存在一定的波动。这种波动将通过电源引脚反馈到芯片的内部，从而影响芯片内部功能模块的正常工作。

同样，在图2中也存在上述的电磁干扰问题。根据图2所示的IC芯片内部布局，所有功能模块通过同一电源电路20连接到一起，从而使得各功能模块产生的电磁干扰可以通过接地电路20而更容易地干扰到对方。

另外，即使是在同一功能模块中，往往存在对噪声敏感的部分和对噪声不敏感的其他部分。因为同一功能模块是采用同一条电源线和同一条地线，所以对噪声敏感的部分和对噪声不敏感的其他部分会受到相同的外界影响。在进行芯片电路设计时，尽管考虑到了满足对噪声不敏感的其他部分的噪声要求，但可能该设计并不满足对噪声敏感的部分的要求，所以降低了整个芯片的工作性能，甚至影响到其寿命。

因此，如何有效地解决IC芯片内部接地电路受到地线的反馈的影响和电源电路所受到电源线的噪声干扰，成为一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种消除地线反馈作用的IC芯片内部接地电路和消除电源噪声干扰的IC芯片内部电源电路，以及具有该接地电路和电源电路的IC芯片。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于IC芯片内部的双接合接地电路，IC芯片中的多个功能模块各自包括两条接地引线，两条接地引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的接地引脚。在上述的双接合接地电路中，IC芯片包括多个接地引脚，多个功能模块各自的两条接地引线分别双接合至一个接地引脚。

在上述的双接合接地电路中，IC芯片还包括接地环路，用于将多个接地引脚相连接。

根据本发明的另一方面，还提供了一种用于IC芯片内部的双接合电源电路，IC芯片中的多个功能模块各自包括两条电源引线，两条电源引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的电源引脚。在上述的双接合电源电路中，IC芯片包括多个电源引脚，多个功能模块各自的至少两条电源引线分别双接合至一个电源引脚。

在上述的双接合电源电路中，IC芯片还包括电源环路，用于将多个电源引脚相连接。

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合接地电路。

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合电源电路。

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合接地电路和上述的双接合电源电路。

上述的IC芯片是数据通信芯片、接口芯片、运算芯片、编码解码芯片、或通信控制芯片。

通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果：

本发明一方面克服了IC芯片内部接地电路受到地线的反馈的影响，另一方面解决了IC芯片内部电源电路所受到电源线的噪声干扰。从而确保了IC芯片的稳定正常工作。

尤其是，本发明对同一功能模块中的噪声敏感的部分和对噪声不敏感的其他部分，在电源线和接地线上进行了分离，所以提高了整个芯片的工作性能，并延长了其工作寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据相关技术的IC芯片内部接地电路布局的方框图；

图2示出了根据相关技术的IC芯片内部电源电路布局的方框图；

图3示出了根据本发明的IC芯片内部接地电路布局的方框图；

图4示出了根据本发明的IC芯片内部电源电路布局的方框图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的IC芯片内部接地电路布局的方框图；以及

图6示出了根据本发明的一个实施例的IC芯片内部电源电路布局的方框图；

图7示出了根据本发明的一个优选实施例的IC芯片的内部布局的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

本发明提供了一种用于IC芯片内部的双接合接地电路，IC芯片中的至少一个功能模块包括两条接地引线，两条接地引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的接地引脚。

如上所述，在相关技术中，由于所有功能模块通过各自的接地引线，并经由各自的接地引脚接到芯片外部的地，因此IC芯片内部接地电路容易受到地线的反馈的影响。而本发明中，对一个功能模块设置了两条接地引线，从而可以在接地Vss有电流波动时，将该波动电流分解到两条接地引线上，从而减少了对功能模块内部的影响。

可选地，IC芯片包括多个接地引脚，至少一个功能模块各自的两条接地引线分别双接合至一个接地引脚。

可选地，IC芯片还包括接地环路，用于将多个接地引脚相连接。

可选地，接地引线通过防浪涌电流电路连接至接地环路，防浪涌电流电路用于在流过浪涌电流时导通，在流过小电流时断开或消耗小电流。

本发明还提供了一种用于IC芯片内部的双接合电源电路，IC芯片中的至少一个功能模块包括两条电源引线，两条电源引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的电源引脚。

如上所述，在相关技术中，由于所有功能模块通过各自的电源引线，并经由各自的电源引脚接到芯片外部的地，因此IC芯片内部电源电路容易受到地线的反馈的影响。而本发明中，对一个功能模块设置了两条电源引线，从而可以在电源Vdd有电流波动时，将该波动电流分解到两条电源引线上，从而减少了对功能模块内部的影响。

可选地，IC芯片包括多个电源引脚，至少一个功能模块各自的两条电源引线分别双接合至一个电源引脚。

可选地，IC芯片还包括电源环路，用于将多个电源引脚相连接。

可选地，电源引线通过防浪涌电流电路连接至电源环路，防浪涌电流电路用于在流过浪涌电流时导通，在流过小电流时断开或消耗小电流。

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合接地电路

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合电源电路。

本发明还提供了一种IC芯片，其包括上述的双接合接地电路和上述的双接合电源电路。

图3示出了根据本发明的IC芯片内部接地电路布局的方框图。

如图3所示，芯片300包括从模块1到模块n的多个功能模块，这些模块分别具有自己的接地引线G1-1、G1-2；G2-1、G2-2；...、和Gn-1、Gn-2，接地引线G1-1、G1-2；G2-1、G2-2；...、和Gn-1、Gn-2分别相互接合，然后通过各自的接地引脚GND 1、GND 2、...、和GND n接到芯片外部的地。这样当来自地线的反馈影响IC芯片内部接地电路时，由于采用了双接地引线，所以可以分流反馈的影响，从而使得对地敏感的部分可以得到保护。

图5示出了根据本发明的一个实施例的IC芯片内部接地电路布局的方框图。

芯片500包括从模块1到模块n的多个功能模块，这些模块分别具有自己的双接地引线G1-1、G1-2；G2-1、G2-2；...、和Gn-1、Gn-2，接地引线G1-1、G1-2；G2-1、G2-2；...、和Gn-1、Gn-2分别相互接合，然后通过各自的接地引脚GND 1、GND 2、...、和GND n接到芯片外部的地。与图3不同的是，该IC芯片中布置了接地环路，用于将这些接地引脚相连接。

通过上述的实施例解决了相关技术中芯片内部接地电路受到地线的反馈影响的问题。

图4示出了根据本发明的IC芯片内部电源电路布局的方框图。

如图4所示，芯片400包括从模块1到模块n的多个功能模块，这些模块分别具有自己的双接合电源引线V1-1、V1-2；V2-1、V2-2；...、和Vn-1、Vn-2，电源引线V1-1、V1-2；V2-1、V2-2；...、和Vn-1、Vn-2分别相互接合，然后通过各自的电源引脚VDD 1、VDD 2、...、和VDD n接到芯片外部的电源。这样当来自电源线的噪声干扰电源电路时，由于采用了双接电源引线，所以可以分流噪声干扰的影响，使对电源敏感部分可以得到保护。

图6示出了根据本发明的一个实施例的IC芯片内部电源电路布局的方框图。

芯片600包括从模块1到模块n的多个功能模块，这些模块分别具有自己的双接电源引线V1-1、V1-2；V2-1、V2-2；...、和Vn-1、Vn-2，电源引线V1-1、V1-2；V2-1、V2-2；...、和Vn-1、Vn-2分别相互接合，然后通过各自的电源引脚VDD 1、VDD 2、...、和VDD n接到芯片外部的电源。与图4不同的是，该IC芯片中布置了电源环路，用于将这些电源引脚相连接。

下面描述具有上述的接地电路和/或电源电路的IC芯片。

图7示出了根据本发明的一个优选实施例的IC芯片的内部布局的方框图。在图7所示的IC芯片中，具有上述的接地电路和电源电路，其中，各接地引线采用了双接电源引线，各电源引线采用了双接电源引线。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：

本发明一方面避免了IC芯片内部接地电路受到地线的反馈的影响，另一方面避免了IC芯片内部电源电路受到电源线的噪声干扰。从而确保了IC芯片的稳定正常工作。

尤其是，本发明对同一功能模块中的噪声敏感的部分和对噪声不敏感的其他部分，在电源线和接地线上进行了分离，所以提高了整个芯片的工作性能，并延长了其工作寿命。

另外，根据本发明的实施例，上述的接地电路和电源电路可应用于各种IC芯片中，例如包括：数据通信芯片、接口芯片、运算芯片、编码解码芯片、通信控制芯片等。

虽然以上都是例举的每个功能模块设置两条地线和两条电源线，但显然，在不考虑成本显著上升的情况下，也可以设置两条以上的地线和两条以上的电源线。这样性能会有一定上升，但相应地可能会增加成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于IC芯片内部的双接合接地电路，其特征在于，所述IC芯片中的多个功能模块各自包括两条接地引线，所述两条接地引线相接合，并连接至一个伸出到IC芯片外部的接地引脚；以及所述IC芯片包括多个接地引脚，所述多个功能模块各自的两条接地引线分别双接合至一个接地引脚。

2.根据权利要求1所述的双接合接地电路，其特征在于，所述IC芯片还包括接地环路，用于将所述多个接地引脚相连接。

3.一种用于IC芯片内部的双接合电源电路，其特征在于，所述IC芯片中的多个功能模块各自包括两条电源引线，所述两条电源引线相接合，并连接至一个电源引脚伸出到IC芯片外部的电源引脚，以及所述IC芯片包括多个电源引脚，所述多个功能模块各自的两条电源引线分别双接合至一个电源引脚。

4.根据权利要求3所述的双接合电源电路，其特征在于，所述IC芯片还包括电源环路，用于将所述多个电源引脚相连接。

5.一种IC芯片，其特征在于，包括根据权利要求1至2中任一项所述的双接合接地电路。

6.一种IC芯片，其特征在于，包括根据权利要求3至4中任一项所述的双接合电源电路。

7.一种IC芯片，其特征在于，包括根据权利要求1至2中任一项所述的双接合接地电路和根据权利要求3至4中任一项所述的双接合电源电路。

8.根据权利要求7所述的IC芯片，其特征在于，是数据通信芯片、接口芯片、运算芯片、编码解码芯片、或通信控制芯片。

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