CN104242876B - 用于大量制造的管芯上可微调无源部件 - Google Patents

用于大量制造的管芯上可微调无源部件 Download PDF

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Abstract

说明的是一种用以微调管芯上无源部件的装置。所述装置包括：电阻器‑电容器（RC）控制振荡器，其独立于一阶的晶体管速度依赖性，其中，RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器用于产生输出信号，所述输出信号的频率实质上依赖于可编程电阻和电容的值；以及可微调电阻器或电容器，所述可微调电阻器或电容器能够进行操作以被微调，从而根据与RC控制振荡器的可编程电阻和电容相关的编程码来补偿工艺变化。

Description

用于大量制造的管芯上可微调无源部件
优先权的要求
本申请要求于2013年3月15日提交的标题为“Integrated Voltage Regulators”的美国临时申请61,799,833和于2013年3月31日提交的标题为“On-Chip Compensator foran Integrated Voltage Regulator”的美国临时申请61,829,992的优先权，通过引用的方式将其整体并入本申请中。
背景技术
为了大量制造诸如稳压器（VR）之类的复杂的模拟部件，在器件和无源部件上的硅工艺变化的情况下，希望传递恒定的性能。无源部件包括电感器、电阻器和电容器。这些无源部件在同一晶圆的多个管芯上的特性有所不同。例如，无源电阻器的电阻在不同管芯之间可以改变4倍。这种变化对这些复杂的模拟电路的性能存在负面影响。
附图说明
根据以下给出的详细说明以及根据本公开内容的多个实施例的附图，将更充分地理解本公开内容的实施例，然而，它们不应当用来将本公开内容局限于特定实施例，而仅用于解释和理解。
图1A是根据本公开内容的一个实施例的用于为可微调无源器件确定微调码的RC（电阻器－电容器）控制振荡器。
图1B是根据本公开内容的一个实施例的具有由RC控制振荡器产生的波形的曲线图，所述RC控制振荡器用于为可微调无源器件确定微调码。
图1C示出了根据本公开内容的一个实施例如何将能够精细调节的二进制电容器用于选择预期的电容而不论工艺如何变化。
图2是根据本公开内容的一个实施例的具有可微调电阻器单位单元的电阻器。
图3是根据本公开内容的另一个实施例的可微调电阻器。
图4是根据本公开内容的一个实施例的具有可编程电阻的可微调电阻器。
图5是根据本公开内容的一个实施例的具有可编程电容的可微调电容器。
图6是根据本公开内容的一个实施例的用于对无源器件进行微调的流程图。
图7是根据本公开内容的一个实施例的RC配置流程，所述流程采用查找表（LUT）和/或公式以使用来自图1A的RC控制振荡器的代码来微调电路的电容器和电阻器（例如，稳压器的补偿器）。
图8是根据一个实施例的具有使用图7的RC配置流程而被微调的可微调无源器件的补偿器。
图9是根据本公开内容的一个实施例的具有可微调无源器件的智能设备或计算机系统或SoC（片上系统），以及用于对无源器件进行微调的装置/方法。
具体实施方式
为了在存在硅工艺变化的情况下保持具有公知性能等级的电路动态可编程，描述了用以使得无源部件性能标准化方法和装置。实施例描述了方法和装置，用以使用RC无源部件微调的创新方案来实施具有标准化的管芯到管芯性能的可编程无源部件，其中，“R”是电阻，“C”是电容。
根据一个实施例，为了在存在硅工艺变化的情况下提供恒定的性能，其中R和C都可以改变多达+/-40％，使用可微调无源元件构建用于模拟电路（例如稳压器）中的无源元件。在一个实施例中，可以将R和C的值微调为标准化的RC乘积。在一个实施例中，在电路必须额外保持以可变但标准化的时间常数而能够编程的能力的情况下，那些电路能够以独立于微调设定的方式来选择无源器件值，所述微调设定使得管芯间的无源器件的值归一化。
例如，额定指标为10KΩ的电阻器在同一或不同晶圆中的管芯之间可以最终呈现6KΩ或14KΩ的电阻。在一个实施例中，以可以从额定值添加或扣除的段来实现电阻器。在一个实施例中，取决于最终电阻值需要增大还是减小，电阻器的微调设定配置对电阻器添加或扣除的段的数量。在一个实施例中，电阻器值可以从0.6x变化到1.4x的典型工艺值。
在一个实施例中，以能够被微调的值来构建电容器。分配以微调电阻器和电容器的比特数量取决于所需的修正精度。在一个实施例中，总共4比特用于微调无源器件。在其他实施例中，可以将其他数量的比特用于微调无源器件。
在一个实施例中，为了找到修正工艺变化所需的微调设定，使用了RC控制振荡器。由用于所用无源器件的典型工艺值的设计获知了这个振荡器的振荡频率。在一个实施例中，通过将这个振荡器的振荡频率于外部频率参考相比较来确定微调设定。在一个实施例中，振荡器开关频率由RC乘积绝对值来设定，并随着微调设定改变而增大和/或减小。在一个实施例中，微调FSM（有限状态机）通过无源元件的微调输入设定步进，直到其频率与参考频率源（例如100MHz）匹配。
在以下说明中，论述了多个细节，以便提供对本公开内容的实施例的更透彻的解释。但对于本领域技术人员来说，显然，可以在无需这些具体细节的情况下实现本公开内容的实施例。在其他实例中，以框图形式而不是详细地显示了公知的结构和设备，以避免使得本公开内容的实施例模糊不清。
应当注意，在实施例的相应附图中，将信号表示为线。一些线可以较粗，用以指示更多的组成信号路径，和/或在一个端或多个端具有箭头，用以指示主要信息流方向。这种指示并非旨在是限制性的。相反，结合一个或多个示例性实施例来使用线以便易于理解电路或逻辑单元。按照设计需要或优选方式所规定的那样，任何所示的信号实际上都可以包括一个或多个信号，其可以在任意方向上传输，并可以用任何适合类型的信号方案来实施。
在说明书和权利要求书全文中，术语“连接”表示在相连事物之间的直接电连接，没有任何中间器件。术语“耦合”表示在相连事物之间的直接电连接，或者通过一个或多个无源或有源中间器件的间接连接。术语“电路”表示一个或多个无源和/或有源部件，将其设置为彼此协作，以提供预期的功能。术语“信号”表示电流信号、电压信号或数据/时钟信号中的至少一个。“一”和“所述”的意思包括复数引用。“在……中”的意思包括“在……中”和“在……上”。
术语“缩放”通常指代将设计（方案和布局）从一个工艺技术转变为另一个工艺技术。术语“缩放”通常还指代在相同技术节点内缩小布局和器件的尺寸。术语“缩放”还可以指代相对于另一个参数，例如电源电平，调整（例如减慢）信号频率。术语“基本上”、“接近于”、“大约”、“附近”、和“约”通常指代在目标值的+/-20%内。
除非另有指明，使用序数词“第一”、“第二”、和“第三”等来说明共同的对象，仅仅指示指代了相似对象的不同实例，并非旨在暗示如此说明的对象必须在时间、空间、排序或任何其他方式上处于给定的顺序。
对实施例而言，晶体管是金属氧化物半导体（MOS）晶体管，其包括漏极、源极、栅极和体端。晶体管还包括三栅极和FinFet晶体管、全环栅圆柱形晶体管或实现了晶体管功能的其他器件，如碳纳米管或自旋电子器件。源极和漏极端可以是相同的端子，本文中可互换地使用。本领域技术人员会意识到，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以使用其他晶体管，例如双极结型晶体管—BJT PNP/NPN、BiCMOS、CMOS、eFET等。术语“MN”指示n型晶体管（例如，NMOS、NPN BJT等），术语“MP”指示p型晶体管（例如，PMOS、PNT BJT等）。
图1A是根据本公开内容的一个实施例的用于为可微调无源器件确定微调码的RC控制振荡器100。在一个实施例中，RC控制振荡器100与晶体管速度和工艺变化无关，即振荡器频率基本上由无源器件的R和C来确定。例如，用于RC控制振荡器100中的晶体管对晶体管速度贡献为0或基本为0的一阶依赖性。RC控制振荡器100是一个此类振荡器的实例。通过将无源器件（R和C）与晶体管耦合，可以使用具有对晶体管速度为0或基本为0的一阶依赖性的其他振荡器。
在一个实施例中，RC控制振荡器100包括可变电容器C1，可变电阻器R1、R2和R3，反相器inv1、inv2、inv3、inv4、inv5和inv6。在一个实施例中，为了RC控制振荡器100振荡，在节点Vx上的电压达到反相器inv1的跳变点。在一个实施例中，R1=Rt.k、R2=Rt.(1-k)且R3=Rs。在一个实施例中，对于100MHz的振荡频率，C1=3.12pF，k=0.778，Rs=2277Ω，Rt=16025Ω。在其他实施例中，可以将其他值用于实现目标振荡器频率。
在一个实施例中，RC控制振荡器100中的每一个或一些无源器件是可微调的。在该实例中，将7比特用于微调电容器C1。在一个实施例中，节点Vo提供RC控制振荡器100的输出。在一个实施例中，RC控制振荡器100的RC时间常数确定振荡频率，其中，RC时间常数与R1、R2、R3和C1的电阻和电容直接相关。在一个实施例中，为了RC控制振荡器100的预期目标振荡频率，微调（针对工艺变化）电阻器和电容器。在一个实施例中，微调比特用于确定用于微调管芯中的其他无源器件的编程码。
图1B是根据本公开内容的一个实施例的具有由RC控制振荡器100产生的波形的曲线图120，所述RC控制振荡器100用于为可微调无源器件确定微调码的。应当指出，图1B的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
x轴是时间，y轴是电压。曲线图120显示了两个波形，在节点Vx和Vo上的电压。在曲线图120的右侧显示了一部分RC控制振荡器100。VINV表示反相器inv1的跳变点。如参考图1论述的，R1=Rt.k、R2=Rt.(1-k)且R3=Rs，其中：
0<k<1
RO＝RS||RT
τ＝ROC
Tosc＝(tf1-to1)+(tf2-to2)
在一个实施例中，如果VINV=0.5×VCC，那么：
to1=to2
tf1=tf2
其中，1/TOSC是RC控制振荡器100的振荡频率。
图1C示出了根据本公开内容的一个实施例的用于图1A的电容器C1的代码130的实例。应当指出，图1C的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
在该实例中，7个二进制比特用于配置图1A的电容器C1的实际电容。随着C1的电容增大，振荡的频率减小，直到它跨过参考频率。在一个实施例中，达到这个目标频率所需的二进制码中的变化是RC乘积与预期值的偏差的直接指示。
图2是根据本公开内容的一个实施例的具有可微调电阻器单位单元201的电阻器200。应当指出，图2的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
在一个实施例中，电阻器200包括第一传输门PG1。在一个实施例中，PG1可操作（借助控制信号Cr21和Cr21_b，其中，Cr21_b是Cr21的反相）以短路节点n21和n23，或者保持它们不短路。在一个实施例中，单位单元201包括第一电阻器Rt1、第二电阻器Rt2和第二传输门PG2。在一个实施例中，第二传输门PG2可操作（借助控制信号Cr22和Cr22_b，其中，Cr22_b是Cr22的反相）以短路节点n22和n23，或者保持它们不短路。在一个实施例中，PG2用于对电阻器200的电阻进行微调，同时PG1用于对电阻器的额定值进行编程。
在该实例中，当PG1导通时，电阻器200的额定值为0欧姆，当PG1截止时，电阻器200的额定值为Rt1+Rt2或者Rt1（取决于PG2是导通还是截止）。在这个实施例中，电阻器200可由一比特微调（因为PG2中的一个传输门），并可由一比特（因为PG1中的一个传输门）编程为额定值。在一个实施例中，RC控制振荡器100的电阻器R1、R2和R3具有与电阻器200相同的电阻器。在一个实施例中，微调码用于（直接或间接地，例如通过使用查找表和/或公式）经由PG2来微调电阻器200，所述微调码用于微调R1、R2和R3。
图3是根据本公开内容的另一个实施例的可微调电阻器300。在这个实施例中，可微调电阻器300具有第一端n31和第二端n36。可微调电阻器300的示例性实施例是2比特可微调电阻器（具有4－1解码器），其中，两比特用于控制传输门。例如，传输门PG31可由微调信号Cr31（及其反相比特Cr31_b）控制，传输门PG32可由微调信号Cr32（及其反相比特Cr32_b）控制，传输门PG33可由微调信号Cr33（及其反相比特Cr33_b）控制，传输门PG34可由微调信号Cr34（及其反相比特Cr34_b）控制。在其他实施例中，可以使用其他数量的可微调比特。在一个实施例中，使用解码器或查找表来将微调信号解码为微调比特。
在一个实施例中，可微调电阻器300的单位单元包括耦合到传输门的电阻器。例如，耦合到传输门PG31的电阻器R31构成第一单位单元，耦合到传输门PG32的电阻器R32构成第二单位单元，耦合到传输门PG33的电阻器R33构成第三单位单元，耦合到传输门PG34的电阻器R34构成第四单位单元。在这个实施例中，PG31耦合到节点n36和n32，PG32耦合到节点n36和n33，PG33耦合到节点n36和n34，PG34耦合到节点n36和n35。在一个实施例中，RC控制振荡器100的电阻器R1、R2和R3使用相同的可微调电阻器300。在一个实施例中，用于RC控制振荡器100的R1、R2和R3的微调码还施加到传输门PG31、PG32、PG33和PG34。
图4是根据本公开内容的一个实施例的具有可编程电阻的可微调电阻器400。在这个实施例中，可微调电阻器400的第一端是节点n41，可微调电阻器400的第二端是节点n455。在一个实施例中，可微调电阻器400包括单位单元401、402、403、404和40N，其中“N”是大于4的整数。在一个实施例中，每一个单位单元都与图2的单位单元201相似。
返回来参考图4，在一个实施例中，RC控制振荡器100的电阻器R1、R2和R3使用相同的可微调电阻器单位单元401。在一个实施例中，用于RC控制振荡器100的R1、R2和R3的微调码还施加（直接或间接地，例如通过使用查找表和/或公式）到单位单元401、402、403、404和40N的传输门，即PG42、PG44、PG46和PG48和PG4N2。在这个实施例中，到传输门的控制信号相同，即由相同的信号控制Cr42（和Cr42的反相Cr42_b），Cr44（和Cr44的反相Cr44_b），Cr46（和Cr46的反相Cr46_b），Cr48（和Cr48的反相Cr48_b），和Cr4N2（和Cr4N2的反相Cr4N2_b）。
在一个实施例中，为了对电阻器400的额定值进行编程，使用了传输门PG41（耦合在节点n41与n43之间），传输门PG43（耦合在节点n43与n44之间），传输门PG45（耦合在节点n43与n45之间），传输门PG47（耦合在节点n43与n46之间），和传输门PG4N1（耦合在节点n41与n4N之间），其中“N”是大于6的整数。在一个实施例中，到传输门的控制信号不同且用于为电阻器400调整额定值，即由不同的信号来控制Cr41（和Cr41的反相Cr41_b），Cr43（和Cr43的反相Cr43_b），Cr45（和Cr45的反相Cr45_b），Cr47（和Cr47的反相Cr47_b），和Cr4N1（和Cr4N1的反相Cr4N1_b）。
图5是根据本公开内容的一个实施例的具有可编程电容的可微调电容器500。可微调电容器500的第一端是n41，第二端是n52。在一个实施例中，可微调电容器500包括单位单元501－504。在其他实施例中，可以使用其他数量的单位单元。为了不使得实施例模糊不清，说明了单位单元501。相同的说明适用于其他单位单元，即502－504。
在一个实施例中，单位单元501包括电容器C50，用以提供基准电容，电容器51耦合到传输门PG51，电容器52耦合到传输门PG52，电容器53耦合到传输门PG53。在这个实施例中，单位单元501是使用3个传输门的3比特可微调单位单元。在其他实施例中，可以使用其他数量的可微调比特。在一个实施例中，电容器C50耦合到节点n51和n53.
在一个实施例中，传输门PG51可由信号Cr51和Cr51_b控制（其中Cr51_b是Cr51的反相），并且可操作以将电容器C51耦合到节点n53，以使得电容器C51与电容器C50并联。在一个实施例中，传输门PG52可由信号Cr52和Cr52_b控制（其中Cr52_b是Cr52的反相），并且可操作以将电容器C52耦合到节点n53，以使得电容器C52与电容器C50并联。在一个实施例中，传输门PG53可由信号Cr53和Cr53_b控制（其中Cr53_b是Cr53的反相），并且可操作以将电容器C53耦合到节点n53，以使得电容器C53与电容器C50并联。在一个实施例中，其他单位单元（即单位单元502、503和504）使得它们的传输门可由与单位单元501的传输门相同的信号控制。在这个实施例中，用于控制传输门PG51、PG52和PG53的信号针对工艺变化而微调可微调电容器。在一个实施例中，这些信号与从RC控制振荡器100获得的编程码（也称为微调码）相关联。
在一个实施例中，将电容器C51、C52和C53二进制加权。在另一个实施例中，将电容器C51、C52和C53温度计加权。在一个实施例中，传输门PG51、PG52和PG53与它们耦合到的电容器的尺寸成比例地确定尺寸。例如，当电容器C51、C52和C53二进制加权时，传输门PG51、PG52和PG53的尺寸也二进制加权。
在一个实施例中，可微调电容器500包括耦合在节点n53与n52之间的传输门PG54，耦合在节点n54与n52之间的传输门PG55，耦合在节点n55与n52之间的传输门PG56，和耦合在节点n56与n52之间的传输门PG57。在该实施例中，传输门PG54、PG55、PG56和PG57用于对可微调电容器500的额定值进行编程。
在一个实施例中，传输门PG54由信号Cr54和Cr54_b（Cr54_b是Cr54的反相）控制，以将单位单元501与节点n52耦合或者去耦合。在一个实施例中，传输门PG55由信号Cr55和Cr55_b（Cr55_b是Cr55的反相）控制，以将单位单元502与节点n52耦合或者去耦合。在一个实施例中，传输门PG56由信号Cr56和Cr56_b（Cr56_b是Cr56的反相）控制，以将单位单元503与节点n52耦合或者去耦合。在一个实施例中，传输门PG57由信号Cr57和Cr57_b（Cr57_b是Cr57的反相）控制，以将单位单元504与节点n52耦合或者去耦合。
图6是根据本公开内容的一个实施例的用于微调无源器件的流程图600。应指出，图6的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
尽管以特定顺序显示了参考图6的流程图中的块，但可以修改操作的顺序。这样，可以以不同的顺序执行所示的实施例，一些操作/块可以并行执行。根据某些实施例，图6中列出的一些块和/或操作是可任选的。呈现的块的编号是为了清楚，并非旨在规定多个块必须进行的操作的顺序。另外，可以在各种组合中使用来自多个流程的操作。
在一个实施例中，在块601处，为RC控制振荡器100确定目标振荡器频率。在一个实施例中，不同管芯具有相同的RC控制振荡器100。在块602处，确定微调码，它与RC控制振荡器100的R和C相关联，用以实现目标振荡器频率。在一个实施例中，为在其他管芯中的其他RC控制振荡器100确定微调码，以实现相同的目标频率。如在背景技术部分中论述的，由于电阻器和电容器的电阻和电容在管芯之间有差异（例如多达4x），用于RC控制振荡器100的微调码对于不同管芯也不同，以实现相同的目标振荡频率。在一个实施例中，用于RC控制振荡器的微调码由参考图7所述的测试器来确定。
返回来参考图6，在块603处，微调码（与RC控制振荡器100相关联）和用于R和C的预期额定值输入到公式或查找表（LUT）中，以确定用于微调可微调电阻器（例如可微调电阻器200、300、400）和/或电容器（例如可微调电容器500）的R和C的编程码。参考图7说明了一个此类LUT和/或公式。
返回来参考图6，在块604处，应用用于微调可微调电阻器（例如可微调电阻器200、300、400）和/或电容器（例如可微调电容器500）的R和C的编程码以补偿工艺变化。
在一个实施例中，方法600循环工作，其中，在每一次通过时，将振荡器频率与参考频率相比较，取决于振荡器更快还是更慢，递增或递减微调码，以减小或增大振荡器频率，使其更接近于参考（非常类似于模数转换器）。
执行以实施公开主题的实施例的与流程图600相关联的程序软件代码/指令可以实现为部分操作系统或特定应用、部件、程序、对象、模块、例程或其他指令序列或指令序列的组织，称为“程序软件代码/指令”、“操作系统程序软件代码/指令”、“应用程序软件代码/指令”或简称为“软件”。
与流程图600相关联的程序软件代码/指令通常包括一条或多条指令，多次存储在计算设备内或外的各种实体存储器和存储设备中，如本文定义的，当它被计算设备取回/读取并执行时，使得计算设备执行执行方法所必需的功能、功能实体和操作，以便执行要素，其涉及构成公开主题的方案的方法的功能、功能实体和操作的多个方案。
对本公开内容而言，模块是软件、硬件或固件（或其组合）系统、过程或功能实体，或其部件，其执行或促进本文所述的过程、特征、和/或功能、功能实体、和/或操作（有或没有人机交互或增进），如同由所识别的模块执行的。模块可以包括子模块。模块的软件部件可以存储在实体机器可读介质上。模块可以集成到一个或多个服务器，或者由一个或多个服务器加载并执行。一个或多个模块可以分组到引擎或应用中。
实体机器可读介质可以用于存储程序软件代码/指令和数据，当由计算设备执行时，其使得计算设备执行在针对公开主题的一个或多个权利要求中表述的方法。实体机器可读介质可以包括可执行软件程序代码/指令和数据在各种实体位置的存储，例如包括ROM、易失性RAM、非易失性存储器和/或高速缓存器和/或本申请中提及的其他实体存储器。这个程序软件代码/指令和/或数据的部分可以存储在这些存储设备和存储器设备的任意一个中。此外，可以从其他存储设备获得程序软件代码/指令，例如包括，通过中央服务器或对等网络等，包括互联网。可以在不同时间和在不同通信会话中或在相同通信会话中获得程序软件代码/指令和数据的不同部分。
可以在由计算设备执行各自的软件程序或应用之前，整体上获得软件程序代码/指令和数据。或者，例如，在需要执行时，及时动态地获得部分软件程序代码/指令和数据。或者，例如，作为实例，对于不同应用、部件、程序、对象、模块、例程或其他指令序列或指令序列的组织，可以存在获得软件程序代码/指令和数据的这些方式的一些组合。这样，无需数据和指令在特定时刻整体都在实体机器可读介质上。
实体计算机可读介质的实例包括但不限于，可记录和不可记录型介质，除了别的以外，例如易失性和非易失性存储器设备、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、闪存设备、软盘及其他可移动盘、磁盘存储介质、光存储介质（例如光盘只读存储器（CD ROM）、数字多用途盘（DVD）等）。在实现电、光、声或其他形式的传播信号时，软件程序代码/指令可以暂时存储在数字实体通信链路中，例如通过这种实体通信链路的载波、红外信号、数字信号等。
通常，实体机器可读介质包括任何实体机制，其以可由机器（即计算设备）存取的形式提供（即以数字形式，例如数据包，存储和/或发送）信息，其例如可以包括在通信设备、计算设备、网络设备、个人数字助理、制造工具、移动通信设备中，无论是否能够从诸如互联网的通信网络下载并运行应用和资助应用，例如 等，或者任何其他设备，包括计算设备。在一个实施例中，基于处理器的系统（例如图8所示的）是PDA、蜂窝电话、上网本电脑、平板电脑、游戏机、机顶盒、嵌入式系统、TV、个人台式计算机等的形式或包括于其中。或者，在公开的主题的一些实施例中可以使用传统通信应用和资助应用。
图7是根据本公开内容的一个实施例的RC配置流程700，所述流程采用查找表（LUT）和/或公式以使用来自图1A的RC控制振荡器100的代码来微调电路的电容器和电阻器（例如，稳压器的补偿器）。应当指出，图7的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
在一个实施例中，测试器701使用RC微调FSM（有限状态机）为RC控制振荡器100的电阻器产生微调码“x”。例如，RC微调FSM在控制比特中递增，以调整图1A的电阻器R1、R2和/或R3的电阻，用以实现在Vo的目标振荡频率。在一个实施例中，将微调码“x”与微调码“y”相比较，以为可变“rtrim”设定值。微调码“y”是如果RC乘积（其确定RC控制振荡器100的目标振荡频率）在目标值，RC微调FSM会产生的微调码（也称为默认微调码）。在一个实施例中，当RC乘积在已经目标了（例如偶然地），那么FSM就最终到达默认微调码，即无需调整RC。
在一个实施例中，微调码“x”和可变“rtrim”由LUT或公式接收，以便为管芯中的电阻器和/或电容器产生微调码。在一个实施例中，LUT和/或公式由功率控制单元（PCU）管理并存储。在其他实施例中，LUT和/或公式由另一个逻辑单元管理并存储。在一个实施例中，PCU702接收配置输入－C1config[3:0]、C2config[2:0]、C3config[4:0]，其中，C1config、C2config和C3config是一些补偿器无源器件的目标值（或额定值）。
参考图1A和图1C的电容器C1，在一个实施例中，在PCU702的LUT中保存了以下常数。
C1a=356.4/47=7.584
C1b=230.7/47=4.909
C1c=257/47=5.4681
其中：
a=ConfigBase/LSB
b=ConfigLSB/LSB
c=Base/LSB。
这里，Base和LSB是持续连接基础电容器的额定方案值和二进制可选择电容器的LSB；ConfigBase和ConfigLSB是设计者使用包含Base和LSB电容器的电路想要定为目标的电容值。在一个实施例中，不管工艺变化如何，借助Base和LSB都可以实现任意电容值，因为设计方案从RC微调FSM的结果获知了工艺如何变化的。在一个实施例中，ConfigBase和ConfigLSB相对于Base和LSB分别更大（即更粗略）。
在一个实施例中，为了计算选择码（即用于无源器件的可微调比特），由PCU702将以下微调常数存储在存储介质（即ROM）中：
ΔR[i],i∈{0,1}
其中，ΔR是因子，在已知了RC微调结果后，借助它来修改额定电阻器值。例如，ΔR[0]=sqrt(2)，且ΔR[1]=1/sqrt(2)。在该实例中，R[0]一直等于2xR[1]。在一个实施例中，基于RC微调结果是大于还是小于目标代码来选择索引“i”。
继续这个实例，假定理想微调码“y”=55，实际微调码为“x”。于是将“M”和“N”确定为：
其中，“M”和“N”是从图1A的电容器C1的结构和额定微调码得到的常数。
则PCU702存储：
M=0.09043,
N=0.01654,
ΔR[0]=0.7071,
ΔR[1]=1.414。
在一个实施例中，保存或合并以下rtrim值：如果“x”小于或等于“y”，那么rtrim=0，如果“x”大于“y”，那么rtrim=1。继续这个实例，由PCU702计算随后的ΔR：如果rtrim=0，那么ΔR＝ΔR[0]，如果rtrim=1，那么ΔR＝ΔR[1]。在一个实施例中，给出用于计算Cselect的公式：
继续RC配置流程700，rtrim值、Cselect值（用于微调电容器）和R config值（用于微调电阻器）用于微调具有电阻器和电容器的电路的电容器和电阻器。在该示例性实施例中，电路是用于稳压器中的补偿器703。
图8示出了补偿器电路800的示例性实施例（与703相同，还称为差分式－3补偿器），所述补偿器电路包括根据所述实施例而被微调的可微调无源器件。
在一个实施例中，差分式－3补偿器800包括差分放大器（AMP）、具有值R1a、R1b的无源电阻器、副无源电阻器R2和R3、副无源电容器C1、C2和C3，统一门缓冲器（UGB）。在一个实施例中，UGB是可任选的。在一个实施例中，R1b=R1/2且R1a=R1。
在一个实施例中，由无源器件接收用于Vout和Vref的差分输入（信号和地），并最终作为到差分放大器的输入。术语“dacgrndsense”指代接近使用稳压器的数模转换器的接地节点。术语“loadvolagesense”指代接近稳压器的负载的节点Vout。术语“loadgndsense”指代接近负载的接地节点。术语“dacvidvoltage”指代参考电压Vref。
在一个实施例中，电阻器网络包括无源电阻器，具有值R1a和R1b，以使得Vout=Vref×R1a/R1b。在一个实施例中，(R1a/R1b)=2，Vout大于Vccags时的条件，其中Vccags是模拟电源。在其他实施例中，可以使用R1a/R1b的其他比例。
在一个实施例中，如图8所示，复无源器件（duplicate passive devie）（即R2、R3、C1、C2和C3）耦合在一起。在一个实施例中，复无源器件的耦合使得保持了频率响应（即Vout/Vfb的）。在一个实施例中，复无源器件的耦合使得消除了电压感应/地感应或参考电压/参考地节点上的任何共模噪声。
在一个实施例中，复无源器件的耦合使得通过无源器件的寄生效应耦合到放大器（AMP）正和负输入的任何衬底或电源噪声都大致相等，以使得它对于Vfb无净效应（或净效应基本为0）。在一个实施例中，微调无源器件以确保任何RC时间常数都约在目标值而无论工艺变化如何，例如系统性工艺变化。
在一个实施例中，UGB用于减小在放大器输出上的电容性负载。在这个实施例中，单级放大器设计可以用于差分放大器，用以保持相位余量。在一个实施例中，使用了具有选通输出级的放大器的多实例设计，以使得补偿器带宽可以被配置为减小功耗。
返回来参考图7，Cselect包括C1sel[6:0]、C2sel[4:0]和C3sel[7:0]，它们由PCU702提供给补偿器703。R配置值包括R1config[1:0]、R2config[3:0]、R3config[2:0]。Rsel值取决于rtrim。如果rtrim=0，Rsel=Rconfig，如果rtrim=1，Rsel=2x Rconfig，其中Rsel是参考图7所述的“ΔR[i]”。
图9是根据本公开内容的一个实施例的具有可微调无源器件的智能设备或计算机系统或SoC（片上系统），以及用于这些无源器件进行微调的装置/方法。应当指出，图9的具有与任何其他附图的元件相同的参考标记（或名称）的那些元件可以以类似于所说明的任何方式操作或运行，但不限于此。
图9示出了移动设备的实施例的框图，其中可以使用平面接口连接器。在一个实施例中，计算设备1600代表移动计算设备，例如平板电脑、移动电话或智能电话、有无线能力的电子阅读器或者其他无线移动设备。应当理解，大体上显示了某些部件，而并非在计算设备1600中显示了这个设备的全部部件。
在一个实施例中，计算设备1600包括具有根据所述实施例的可微调无源器件的第一处理器1610。计算设备1600的其他块也可以包括实施例的可微调无源器件。本公开内容的多个实施例还可以包括1670内的网络接口，例如无线接口，以使得系统实施例可以包含在无线设备中，例如蜂窝电话或个人数字助理。
在一个实施例中，处理器1610（和处理器1690）可以包括一个或多个物理设备，例如微处理器、应用处理器、微控制器、可编程逻辑器件、或者其他处理模块。由处理器1610执行的处理操作包括操作平台或操作系统的执行，在其上执行应用程序和/或设备功能。处理操作包括同用户或其他设备的与I/O（输入/输出）有关的操作，与功率管理有关的操作，和/或与将计算设备1600连接到另一个设备有关的操作。处理操作还可以包括与音频I/O和/或显示I/O有关的操作。
在一个实施例中，计算设备1600包括音频子系统1620，其表示硬件（例如音频硬件和音频电路）和软件（例如驱动器、编码解码器）部件，与向计算设备提供音频功能相关联。音频功能可以包括扬声器和/或耳机输出，以及话筒输入。用于这种功能的设备可以集成到设备1600中，或者连接到计算设备1600。在一个实施例中，用户通过提供由处理器1610接收并处理的音频命令来与计算设备1600交互作用。
显示子系统1630表示硬件（例如显示设备）和软件（例如驱动器）部件，其为用户提供视觉和/或触觉显示，以与计算设备1600交互作用。显示子系统1630包括显示接口1632，其包括特定屏幕或硬件设备，用于向用户提供显示。在一个实施例中，显示接口1632包括与处理器1610分离的逻辑，以执行与显示有关的至少一些处理。在一个实施例中，显示子系统1630包括向用户提供输出和输入两者的触控屏（或触控板）设备。
I/O控制器1640表示与同用户的交互有关的硬件设备和软件部件。I/O控制器1640可操作以管理硬件，其是音频子系统1620和/或显示子系统1630的一部分。另外，I/O控制器1640示出了用于连接到计算设备1600的附加设备的连接点，通过它，用户可以与系统交互作用。例如，可以附接到计算设备1600的设备可以包括话筒设备、扬声器或立体声系统、视频系统或其他显示设备、键盘或辅助键盘设备、或者与特定应用一起使用的其他I/O设备，例如读卡器或其他设备。
如上所述，I/O控制器1640可以与音频子系统1620和/或显示子系统1630交互作用。例如，通过话筒或其他音频设备的输入可以为计算设备1600的一个或多个应用或功能提供输入或命令。另外，代替显示输出，或者另外增加的，可以提供音频输出。在另一个实例中，如果显示子系统1630包括触控屏，那么显示设备也可以充当输入设备，其可以至少部分地由I/O控制器1640来管理。计算设备1600上还可以有额外的按钮或开关，以提供由I/O控制器1640管理的I/O功能。
在一个实施例中，I/O控制器1640管理设备，例如加速度计、相机、光传感器或其他环境传感器，或者可以包括在计算设备1600中的其他硬件。输入可以是部分直接用户交互，以及向系统提供环境输入，以影响其操作（例如，对噪声的滤波、针对亮度检测调整显示、为相机使用闪光灯或其他特征）。
在一个实施例中，计算设备1600包括功率管理1650，其管理电池功率使用、电池的充电、和与节省功率操作有关的特征。存储器子系统1660包括存储器设备，用于在计算设备1600中存储信息。存储器可以包括非易失性的（如果中断对存储器设备的供电，状态不改变）和/或易失性的（如果中断对存储器设备的供电，状态不确定）存储器设备。存储器子系统1660可以存储应用数据、用户数据、音乐、相片、文档或其他数据，以及与计算设备1600的应用或功能的执行有关的系统数据（长期或者暂时的）。
还作为机器可读介质（例如存储器1660）提供了实施例的元件，用于存储计算机可执行指令（例如，用以实现本文所述的任何其他过程的指令）。机器可读介质（例如存储器1660）可以包括但不限于，闪存、光盘、CD-ROM、DVD ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、相变存储器（PCM），或者适合于存储电子或计算机可执行指令的其他类型的机器可读介质。例如，本发明的实施例可以作为计算机程序（例如BIOS）下载，其可以经由通信链路（例如调制解调器或网络连接）借助数据信号从远程计算机（例如服务器）传送到请求计算机（例如客户机）。
连接1670包括硬件设备（例如无线和/或有线连接器和通信硬件）和软件部件（例如驱动器、协议堆栈），以使得计算设备1600能够与外部设备通信。计算设备1600可以是分离的设备，例如其他计算设备、无线接入点或基站，以及外围设备，例如耳机、打印机或其他设备。
连接1670能够包括多个不同类型的连接。概括地说，以蜂窝连接1672和无线连接1674示出了计算设备1600。蜂窝连接1672通常指代由无线载波提供的蜂窝网络连接，例如经由GSM（全球移动通信系统）或变体或派生物、CDMA（码分多址）或变体或派生物、TDM（时分复用）或变体或派生物，或者其他蜂窝业务标准提供的。无线连接（或无线接口）1674指代不是蜂窝的无线连接，可以包括个域网（例如蓝牙、近场等）、局域网（例如Wi-Fi）和/或广域网（例如WiMax），或者其他无线通信。
外设连接1680包括硬件接口和连接器，以及软件部件（例如驱动器、协议堆栈），以进行外设连接。应理解，计算设备1600可以是到其他计算设备的外围设备（“至”1682），以及具有连接到它的外围设备（“自”1684）。计算设备1600通常具有“扩展坞”连接器，用以连接到其他计算设备，例如为了管理（例如下载和/或上载、改变、同步）设备1600上的内容。另外，扩展坞连接器可以允许计算设备1600连接到特定外围设备，其允许计算设备1600控制例如到影音或其他系统的内容输出。
除了专用扩展坞连接器或其他专用连接硬件以外，计算设备1600可以经由常见或基于标准的连接器进行外设连接1680。常见类型可以包括通用串行总线（USB）连接器（其可以包括任意数量的不同硬件接口）、包括MiniDisplayPort(MDP)的DisplayPort、高清晰度多媒体接口（HDMI）、火线或其他类型。
说明书中提及“实施例”、“一个实施例”、“某些实施例”、或“其他实施例”表示结合实施例所说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，而不必包含在全部实施例中。“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的多处出现不一定全都指代同一的实施例。如果说明书陈述部件、特征、结构或特性时包括“可以”、“可能”或“能够”，则该特定部件、特征、结构或特性不是必需被包括的。如果说明书或权利要求书提及“一”元件，则并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求书提及“一附加”元件，则并不排除存在多于一个的附加元件。
进一步，特定特征、结构、功能或特性可以以任何适合的方式组合到一个或多个实施例中。例如，第一实施例可以结合第二实施例，只要与这两个实施例相关联的特定特征、结构、功能或特性不互相排斥。
尽管结合其特定实施例说明了本发明，但按照前述说明，对于本领域普通技术人员来说，这种实施例的许多替换、修改和变化也是显而易见的。例如，其他存储器架构，例如动态RAM（DRAM），可以使用所述的实施例。本公开内容的实施例旨在包含所有这种替换、变型或变化，如同属于所附权利要求书的宽泛范围内。
另外，为了例示或论述的简单，在呈现的附图中可以显示或未显示到集成电路（IC）芯片或其他部件的公知的功率/接地连接，从而不使得本发明模糊不清。此外，为了避免使得本公开内容模糊不清，还鉴于相对于这种框图布置的实现方式的细节与实现本公开内容的平台极为相关的事实（即这种细节应完全在本领域技术人员的见识内），可以以框图形式显示布置。在阐明了特定细节（例如电路）以便说明本公开内容的示例性实施例的情况下，对于本领域技术人员来说，显然可以在无需这些特定细节或者加以改变的情况下来实践本发明。说明书因此被认为是说明性而非限制性的。
以下实例属于进一步的实施例。实例中的细节可以用于一个或多个实施例中的任何位置。本文所述装置的所有可任选特征也可以相对于方法或过程来实现。
例如，在一个实施例中，装置包括：电阻器-电容器（RC）控制振荡器，其独立于一阶的晶体管速度依赖性，其中，RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器产生输出信号，所述输出信号频率实质上依赖于可编程电阻和电容的值；以及可微调电阻器或电容器，所述可微调电阻器或电容器能够进行操作以被微调，从而根据与RC控制振荡器的可编程电阻和电容相关的编程码来补偿工艺变化。
在一个实施例中，RC控制振荡器的每一个电阻器都包括：第一电阻器；第二电阻器，与所述第一电阻器串联耦合；第一传输门，所述第一传输门能够进行操作以短路第一和第二电阻器；以及第二传输门，所述第二传输门能够进行操作以短路所述第二电阻器。在一个实施例中，所述第一传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。在一个实施例中，所述可微调电阻器包括单位单元，所述单位单元包括：第一电阻器；第二电阻器，与所述第一电阻器串联耦合；传输门，所述传输门能够进行操作以短路所述第二电阻器。
在一个实施例中，所述传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。在一个实施例中，所述可微调电阻器包括单位单元，所述单位单元包括：电阻器；传输门，所述传输门能够进行操作以将所述电阻器与另一个部件耦合。在一个实施例中，所述传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。在一个实施例中，所述RC控制振荡器的每一个电容器都包括：第一电容器；以及多个电容器，所述多个电容器能够进行操作以经由相应的多个传输门与所述第一电容器并联耦合，并且其中，所述多个传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。
在一个实施例中，所述可微调电容器包括单位单元，所述单位单元包括：第一电容器；多个电容器，所述多个电容器能够进行操作以经由相应的多个传输门与所述第一电容器并联耦合，并且其中，所述多个传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。在一个实施例中，所述装置进一步包括查找表（LUT），所述查找表用于将编程码转换为用于微调所述可微调电阻器或电容器的代码。在一个实施例中，进一步包括：在其上具有指令存储介质，当所述指令被执行时，使得逻辑将编程码转换为用于微调所述可微调电阻器或电容器的代码。在一个实施例中，所述可微调电阻器或电容器是稳压器的一部分。
在另一个实例中，在一个实施例中，一种方法包括：确定目标频率；独立于一阶的晶体管速度依赖性而操作电阻器-电容器（RC）控制振荡器以实现目标频率，其中，RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器产生输出信号，其目标频率实质上依赖于可编程电阻和电容的值；以及微调可微调电阻器或电容器，从而根据对应于所述目标频率的编程码来补偿工艺变化，所述编程码与RC控制振荡器的可编程电阻和电容相关。
在一个实施例中，所述可微调电阻器包括：第一电阻器；第二电阻器，与所述第一电阻器串联耦合；以及传输门，所述传输门能够进行操作以短路所述第二电阻器。在一个实施例中，所述方法进一步包括，通过与编程码相关的一个或多个信号来控制所述传输门。在一个实施例中，所述方法进一步包括，使用查找表（LUT）来将编程码转换为用于微调所述可微调电阻器或电容器的代码。
在另一个实例中，在一个实施例中，一种系统，包括：存储器单元；处理器，耦合到所述存储器单元，所述处理包括：电阻器-电容器（RC）控制振荡器独立于一阶的晶体管速度依赖性，其中，RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器产生输出信号，其频率实质上依赖于可编程电阻和电容的值；以及可微调电阻器或电容器，所述可微调电阻器或电容器能够进行操作以被微调，用于根据与RC控制振荡器的可编程电阻和电容相关的编程码来补偿工艺变化；以及无线接口，用于使得所述处理器与另一个设备通信。在一个实施例中，所述可微调电阻器包括单位单元，所述单位单元包括：第一电阻器；第二电阻器，与所述第一电阻器串联耦合；及传输门，可操作以短路所述第二电阻器，其中，所述传输门能够通过与编程码相关的一个或多个信号来控制。
在一个实施例中，所述可微调电容器包括单位单元，所述单位单元包括：第一电容器；以及多个电容器，所述多个电容器能够进行操作以经由相应的多个传输门与所述第一电容器并联耦合，并且其中，所述多个传输门能够由与编程码相关的一个或多个信号来控制。在一个实施例中，所述系统进一步包括显示单元，用以显示由所述处理器处理的内容。
提供摘要以允许读者确定技术公开内容的本质和要旨。在理解为摘要不用于限制权利要求的范围或含义的情况下提交了摘要。以下的权利要求书由此包含在具体实施方式中，其中，每一个权利要求自身都作为单独的实施例。

Claims (18)

1.一种装置，包括：
电阻器-电容器(RC)控制振荡器，其中，所述RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器用于产生输出信号，所述输出信号具有实质上依赖于所述可编程的电阻和电容的值的频率，并且其中所述可编程的电阻和电容中的至少一个值由编程码进行配置以实现所述频率；以及
可微调电阻器或电容器，所述可微调电阻器或电容器能够进行操作以被微调，从而根据与所述RC控制振荡器的所述可编程的电阻和电容相关的所述编程码来补偿工艺变化。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述RC控制振荡器的每一个电阻器都包括：
第一电阻器；
第二电阻器，所述第二电阻器与所述第一电阻器串联耦合；
第一传输门，所述第一传输门能够进行操作以使得所述第一电阻器和所述第二电阻器短路；以及
第二传输门，所述第二传输门能够进行操作以使得所述第二电阻器短路。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一传输门能够由与所述编程码相关的一个或多个信号来控制。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可微调电阻器包括单位单元，所述单位单元包括：
第一电阻器；
第二电阻器，所述第二电阻器与所述第一电阻器串联耦合；以及
传输门，所述传输门能够进行操作以使得所述第二电阻器短路。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述传输门能够由与所述编程码相关的一个或多个信号来控制。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可微调电阻器包括单位单元，所述单位单元包括：
电阻器；以及
传输门，所述传输门能够进行操作以将所述电阻器与另一个部件耦合。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述传输门能够由与所述编程码相关的一个或多个信号来控制。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述RC控制振荡器的每一个电容器都包括：
第一电容器；以及
多个电容器，所述多个电容器能够进行操作以经由相应的多个传输门与所述第一电容器并联耦合，并且其中，所述多个传输门能够由与所述编程码相关的一个或多个信号来控制。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可微调电容器包括单位单元，所述单位单元包括：
第一电容器；以及
多个电容器，所述多个电容器能够进行操作以经由相应的多个传输门与所述第一电容器并联耦合，并且其中，所述多个传输门能够由与所述编程码相关的一个或多个信号来控制。
10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括查找表(LUT)，所述查找表用于将所述编程码转换为用于对所述可微调电阻器或电容器进行微调的代码。
11.根据权利要求1所述的装置，进一步包括在其上具有指令的存储介质，当执行所述指令时，使得逻辑将所述编程码转换为用于对所述可微调电阻器或电容器进行微调的代码。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述可微调电阻器或电容器是稳压器的一部分。
13.一种方法，包括：
确定目标频率；
对电阻器-电容器(RC)控制振荡器进行操作以实现所述目标频率，其中，所述RC控制振荡器包括一个或多个具有可编程的电阻和电容的电阻器和电容器，并且其中，所述RC控制振荡器用于产生输出信号，所述输出信号具有实质上依赖于所述可编程的电阻和电容的值的目标频率，所述可编程的电阻和电容中的至少一个值由编程码进行配置；以及
对可微调电阻器或电容器进行微调，从而根据与所述目标频率相对应的所述编程码来补偿工艺变化，所述编程码与所述RC控制振荡器的所述可编程的电阻和电容相关。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述可微调电阻器包括：
第一电阻器；
第二电阻器，所述第二电阻器与所述第一电阻器串联耦合；以及
传输门，所述传输门能够进行操作以使得所述第二电阻器短路。
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括通过与所述编程码相关的一个或多个信号来控制所述传输门。
16.根据权利要求13所述的方法，进一步包括，使用查找表(LUT)来将所述编程码转换为用于对所述可微调电阻器或电容器进行微调的代码。
17.一种系统，包括：
存储器单元；
处理器，所述处理器耦合到所述存储器单元，根据装置权利要求1至12中的任意一项来进行处理；以及
无线接口，所述无线接口用于使得所述处理器与另一个设备进行通信。
18.根据权利要求17所述的系统，进一步包括显示单元，所述显示单元用于显示由所述处理器处理的内容。
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