CN102237873A - 集成电路的频率设定电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种集成电路的频率设定电路及方法，以与其他功能共享一支接脚。该集成电路包含振荡器提供时钟并根据频率设定信号决定该时钟的频率，该频率设定电路包括：模拟数字转换器，连接该集成电路的接脚，侦测该接脚上的第一电压产生第一数字信号；储存单元，连接该模拟数字转换器，根据该第一数字信号决定第二数字信号，并且储存该第二数字信号；以及数字模拟转换器，连接该储存单元，根据该第二数字信号产生该频率设定信号。该频率设定方法包括：侦测该集成电路的一接脚上频率设定组件的值以决定第二数字信号；储存该第二数字信号；以及根据该第二数字信号决定该频率设定信号。

Description

集成电路的频率设定电路及方法
技术领域
本发明涉及一种集成电路的频率设定电路及方法，特别是关于一种使用数字电路实现的频率设定电路及方法。
背景技术
现有的集成电路的频率设定电路及方法，如图1所示，集成电路10具有接脚RT供连接外部的电阻RRT，频率设定电路12根据电阻RRT的电阻值决定频率设定信号Iosc，振荡器14根据频率设定信号Iosc决定时钟CLK的频率
Fclk＝k1×Iosc，                              公式1
其中k1为比例系数。频率设定电路12包括运算放大器16、晶体管M1以及由晶体管M2及M3组成的电流镜18。运算放大器16及晶体管M1与电阻RRT组成电压电流转换器，将电压Vref转换为电流
IRT＝Vref/RRT，                               公式2
电流镜18镜射电流IRT产生频率设定信号
Iosc＝N×IRT，                                公式3
其中N为晶体管M2及M3的尺寸比。将公式2及公式3代入公式1可得
Fclk＝k1×N×Vref/RRT，                       公式4
因此，频率Fclk与电阻值RRT具有反比关系，其关系曲线如图2所示。
在图1所示的这类设计中，要从集成电路10的外部设定时钟CLK的频率Fclk，需要一支接脚RT，而且要维持设定的频率Fclk需要持续使用接脚RT。随着集成电路的功能的增加，其接脚越来越不敷使用，特别是低接脚数的集成电路，因此有越来越多让多项功能共享一支接脚的技术被提出来，例如美国专利号7,196,589使用一支接脚实现频率设定及频率同步。
发明内容
本发明的目的在于提出一种使用数字电路实现应用于集成电路的频率设定电路及方法，以与其他功能共享一支接脚。
根据本发明，一种集成电路的频率设定电路，该集成电路包含振荡器提供时钟并根据频率设定信号决定该时钟的频率，该频率设定电路包括：
模拟数字转换器，连接该集成电路的接脚，侦测该接脚上的第一电压产生第一数字信号；
储存单元，连接该模拟数字转换器，根据该第一数字信号决定第二数字信号，并且储存该第二数字信号；以及
数字模拟转换器，连接该储存单元，根据该第二数字信号产生该频率设定信号。
根据本发明，一种集成电路的频率设定方法，该集成电路包含振动器提供时钟并根据频率设定信号决定该时钟的频率，该频率设定方法包括：
(a)侦测该集成电路的一接脚上频率设定组件的值以决定第二数字信号；
(b)储存该第二数字信号；以及
(c)根据该第二数字信号决定该频率设定信号。
本发明的频率设定电路由数字电路组成，因此可储存该频率设定信号，在完成频率设定后，该频率设定电路可以根据其储存的该频率设定信号控制频率的频率，无需持续侦测该接脚，故在完成频率设定后，该接脚可以用来实现其它功能。
附图说明
图1是现有的频率设定电路；
图2是图1中时钟CLK的频率Fclk与电阻RRT之间的关系曲线；
图3是应用本发明的电源集成电路；
图4用以说图3中频率设定电路的操作；
图5是图3中ADC、储存单元以DAC的第一实施例；
图6是图5中时钟CLK的频率Fclk与电阻RRT之间的关系曲线；以及
图7是图3中ADC、储存单元以DAC的第二实施例。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细描述。
如图3所示，电源集成电路20具有接脚RT供连接作为频率设定组件的电阻RRT，频率设定电路22侦测接脚RT上的电压以判断电阻RRT的电阻值，并据以产生频率设定信号Iosc，振荡器14根据频率设定信号Iosc决定时钟CLK的频率Fclk。频率设定电路22包括模拟数字转换器(ADC)24、N位储存单元26以及数字模拟转换器(DAC)28。ADC 24在频率设定期间侦测接脚RT上的第一电压VRT，该频率设定期间可以是电源集成电路20的电源软启动期间，例如图4中的时间t1至t2。当电源重开机信号POR在时间t1转为高准位时，电源集成电路20被启动并进入电源软启动以及频率设定状态，此时频率设定电路22中的ADC 24也被致能以侦测接脚RT上的第一电压VRT而产生第一数字信号Sd1，储存单元26根据第一数字信号Sd1产生及储存第二数字信号Sd2，DAC 28根据第二数字信号Sd2决定频率设定信号Iosc。DAC 28可以利用预设的输入对应表来决定频率设定信号Iosc。当软启动结束信号PORD在时间t2转为高准位时，电源集成电路20结束软启动及频率设定状态进入正常操作状态，此时ADC 24失能。由于储存单元26储存第二数字信号Sd2，故DAC 28能保持频率设定信号Iosc，频率设定电路22无需再继续侦测接脚RT。因此在电源集成电路20结束频率设定模式后，接脚RT可以用来实现其它功能，例如，接脚RT可以输出控制信号控制低位侧功率开关。如此，电源集成电路20需求的接脚数量减少了。
在其它实施例中，接脚RT上的电阻RRT可以用电容或二极管取代，例如改变二极管串联的数量来决定接脚RT上的电压VRT。
图5是图3的ADC 24、储存单元26以DAC 28的第一实施例。在ADC 24中，电流源30提供固定电流IRT给接脚RT，因而产生固定的第一电压
VRT＝IRT×RRT，                                   公式5
比较器32比较第一电压VRT及临界值Vth产生第一数字信号Sd1。储存单元26包括计数器34根据第一数字信号Sd1调整第二数字信号Sd2，并因应取样信号SH储存第二数字信号Sd2。取样信号SH可以使用图4中的软启动结束信号PORD，当软启动结束信号PORD在时间t2由低准位转为高准位时，计数器34储存第二数字信号Sd2。DAC 28根据第二数字信号Sd2产生频率设定信号Iosc及临界值Vth。计数器34根据第一数字信号Sd1调整第二数字信号Sd2，进而使临界值Vth朝第一电压VRT变化。假设电流设定信号
Iosc＝k2×Vth，                                   公式6
其中，k2为比例系数，而临界值Vth等于第一电压VRT，将公式5及公式6代入公式1可得时钟CLK的频率
Fclk＝k1×k2×IRT×RRT，                          公式7
因此频率Fclk正比于电阻值RRT。如果计数器34及DAC 28的位数N够大，频率设定电路22可以达成如传统模拟电路般的无步阶(stepless)频率设定，就如同图6所示的关系曲线。
图7是图3的ADC 24、储存单元2及DAC 28的第二实施例。ADC 24包含比较器32，储存单元26包含计数器34，DAC 28根据第二数字信号Sd2产生电流IRT及频率设定信号Iosc，电流IRT经接脚RT流向电阻RRT，因而产生第一电压VRT如公式5所示。在此实施例中，电流IRT随第二数字信号Sd2变化，因此第一电压VRT也随第二数字信号Sd2变化。在ADC 24中，比较器32比较第一电压VRT及参考电压Vref产生第一数字信号Sd1，储存单元26的计数器34根据第一数字信号Sd1调整第二数字信号Sd2，进而使第一电压VRT朝参考电压Vref变化。假设频率设定信号Iosc等于电流IRT，而第一电压VRT等于参考电压Vref，则可推得
Iosc＝IRT＝Vref/RRT。                             公式8
将公式8代入公式1，可得时钟CLK的频率
Fclk＝k1×Vref/RRT，                              公式9
因此频率Fclk反比于电阻RRT。如果计数器34及DAC 28的位数N够大，则频率设定电路22可以达成如传统模拟电路般的无步阶频率设定，就如同图2所示的关系曲线。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种集成电路的频率设定电路，其特征在于，该集成电路包含振荡器提供时钟并根据频率设定信号决定该时钟的频率，该频率设定电路包括：
模拟数字转换器，连接该集成电路的接脚，侦测该接脚上的第一电压产生第一数字信号；
储存单元，连接该模拟数字转换器，根据该第一数字信号决定第二数字信号，并且储存该第二数字信号；以及
数字模拟转换器，连接该储存单元，根据该第二数字信号产生该频率设定信号。
2.如权利要求1所述的频率设定电路，其特征在于，该模拟数字转换器在频率设定期间致能，在该频率设定期间结束时失能。
3.如权利要求1所述的频率设定电路，其特征在于，该模拟数字转换器包括：
电流源，连接该接脚，提供固定电流给该接脚以产生该第一电压；以及
比较器，连接该接脚，比较该第一电压及一临界值以产生该第一数字信号。
4.如权利要求3所述的频率设定电路，其特征在于，该储存单元包括计数器连接该比较器，根据该第一数字信号调整该第二数字信号并根据取样信号储存该第二数字信号。
5.如权利要求4所述的频率设定电路，其特征在于，该数字模拟转换器连接该计数器，根据该第二数字信号产生该临界值及频率设定信号。
6.如权利要求1所述的频率设定电路，其特征在于，该模拟数字转换器包括比较器连接该接脚，比较该第一电压及一参考电压产生该第一数字信号。
7.如权利要求6所述的频率设定电路，其特征在于，该储存单元包括计数器连接该比较器，根据该第一数字信号调整该第二数字信号并根据取样信号储存该第二数字信号。
8.如权利要求7所述的频率设定电路，其特征在于，该数字模拟转换器连接该计数器及接脚，根据该第二数字信号产生电流至该接脚以产生该第一电压，并根据该第二数字信号产生该频率设定信号。
9.一种集成电路的频率设定方法，其特征在于，该集成电路包含振动器提供时钟并根据频率设定信号决定该时钟的频率，该频率设定方法包括：
(a)侦测该集成电路的一接脚上频率设定组件的值以决定第二数字信号；
(b)储存该第二数字信号；以及
(c)根据该第二数字信号决定该频率设定信号。
10.如权利要求9所述的频率设定方法，其特征在于，该步骤a包括在频率设定期间侦测该频率设定组件，在该频率设定期间结束时停止侦测该频率设定组件。
11.如权利要求9所述的频率设定方法，其特征在于，该步骤a包括：
提供固定电流给该频率设定组件以产生第一电压；
根据该第二数字信号决定一临界值；
比较该第一电压及该临界值以产生第一数字信号；以及
根据该第一数字信号调整该第二数字信号。
12.如权利要求9所述的频率设定方法，其特征在于，该步骤a包括：
根据该第二数字信号产生电流给该频率设定组件以产生第一电压；
比较该第一电压及一参考电压产生该第一数字信号；以及
根据该第一数字信号调整该第二数字信号。
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