CN109873641A - 一种驱动电阻校准电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种驱动电阻校准电路,包括:电压校准单元,其连接一控制端,并根据控制端发送的控制码信号调整驱动内阻的阻值,驱动内阻与一外部参考电阻相连;比较单元,其第一输入端与驱动内阻和外部参考电阻之间的中间电压点相连,第二输入端连接第一外部电源,第三输入端连接第二外部电源,比较器的输出端连接二进制搜索校准器的输入端,以输出比较结果;二进制搜索校准器,用于根据比较单元输出的比较结果向控制端发送控制请求,使控制端根据控制请求形成控制码信号。本发明的技术方案可以实现:使比较器的比较次数大大降低,从而大大缩短了驱动电阻电路的校准时间。

Description

一种驱动电阻校准电路
技术领域
本发明涉及一种标准电路,具体涉及一种驱动电阻校准电路。
背景技术
在采用阻抗匹配解决信号反射的问题时,电路器件的工艺、电压、温度(PVT)的变化会造成驱动电阻发生变化,影响高速信号的传输,因此需要对电路进行校准。
传统的动态随机存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)校准中,将金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor,MOS)电路和外部参考电阻进行比较。分压电路中间电压与一参考电压进行比较,校准器的控制码从全零开始,每个时钟周期增加数值1,当比较器的输出结果从0至1跳变,证明驱动电阻在上一个控制码时的内阻大于参考内阻,在下一个控制码时的内阻小于参考内阻,可以认为此时驱动内阻与参考电阻大约相等,进而锁定控制码。这种基于计数器的校准方法是线性搜索算法,其时间复杂度为0(n),这种校准方法比较耗时,在DRAM芯片启动初始化时尤为明显。
发明内容
本发明提供一种驱动电阻校准电路,以至少解决现有技术中的以上技术问题。
作为本发明的一个方面,本发明提供一种驱动电阻校准电路,包括:
电压校准单元,所述电压校准单元连接一控制端,并根据所述控制端发送的控制码信号调整驱动内阻的阻值,所述驱动内阻与一外部参考电阻相连;比较单元,所述比较单元的第一输入端与所述驱动内阻和所述外部参考电阻之间的中间电压点相连,所述比较单元的第二输入端连接第一外部电源,所述比较单元的第三输入端连接第二外部电源,所述比较器的输出端连接二进制搜索校准器的输入端,以输出比较结果;以及
二进制搜索校准器,用于根据所述比较单元输出的比较结果向所述控制端发送控制请求,使所述控制端根据所述控制请求形成控制码信号。
结合第一方面,在第一方面的第一实施方式中,所述比较单元包括第一比较器和第二比较器,其中所述第一输入端连接所述第一比较器的一输入端和所述电压校准单元的中间电压点,所述第二输入端包括所述第一比较器的另一输入端以连接所述第一外部电源;所述第一输入端还连接所述第二比较器的一输入端和所述电压校准单元的中间电压点,所述第三输入端包括所述第二比较器的另一输入端以连接所述第二外部电源;其中,所述第一外部电源的电压值为参考电压与电压因子之和,以及第二外部电源的电压值为所述参考电压与所述电压因子之差。
结合第一方面的第一实施方式,所述参考电压值为所述驱动电阻校准电路的电压值的二分之一。
结合第一方面,在第一方面的第二实施方式中,所述电压校准单元包括相并联的多个场效应管,多个所述场效应管的源极均与所述驱动内阻的一端相连,所述多个场效应管的漏极相接于一点,每个所述场效应管的栅极连接所述控制端;所述驱动内阻的另一端与所述外部参考电阻的一端连接,所述外部参考电阻的另一端接地。
结合第一方面的第二实施方式,经校准后所述驱动内阻和所述外部参考电阻具有相同的阻值。
结合第一方面的第二实施方式,所述驱动内阻和所述外部参考电阻的阻值包含240欧姆
结合第一方面,在第一方面的第三实施方式中,所述二进制搜索校准器初始化时,使一半数量的所述场效应管导通,当所述比较单元输出结果为1和1时,则使导通的所述场效应管数量减小预定值,当所述比较单元输出结果为0和0时,则使导通的所述场效应管增加预定值,当所述比较单元输出结果为1和0时,则停止校准。
结合第一方面的第三实施方式,所述预定值为上一次场效应管导通数量的一半。
本发明采用上述技术方案,具有如下优点:通过二进制搜索算法来对电压校准单元中的驱动内阻进行校准,比较单元与所述驱动内阻和所述外部参考电阻之间的中间电压点相连,根据二者电阻相等时,比较器输出比较结果,这样比较次数大大降低,大大缩短了驱动电阻电路的校准时间。
上述概述仅仅是为了说明书的目的,并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外,通过参考附图和以下的详细描述,本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本发明范围的限制。
图1为本发明实施例一的驱动电阻电路的示意图;
图2为本发明实施例一的驱动电阻电路的二进制搜索算法原理图;
图3为本发明实施例二的驱动电阻电路的示意图;
图4为本发明实施例二的驱动电阻电路的输入控制码的示意图;
附图标记:
10-电压校准单元;
101-中间电压点;
20-比较单元;
201-第一输入端;
202-第二输入端;
203-第三输入端;
204-第一比较器;
205-第二比较器;
30-二进制搜索校准器;
40-控制端;
50-第一外部电源;
60-第二外部电源。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接,还可以是通信;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
实施例一
本发明实施例提供一种驱动电阻校准电路。如图1所示,为本发明实施例的驱动电阻校准电路的示意图。本实施例的驱动电阻校准电路包括:
电压校准单元10,所述电压校准单元10连接一控制端40,并根据所述控制端40发送的控制码信号调整驱动内阻RP的阻值,所述驱动内阻RP与一外部参考电阻Rext相连;
比较单元20,所述比较单元20的第一输入端201与所述驱动内阻RP和所述外部参考电阻Rext之间的中间电压点101相连,所述比较单元20的第二输入端202连接第一外部电源50,所述比较单元20的第三输入端203连接第二外部电源60,所述比较单元20的输出端连接二进制搜索校准器30的输入端,以输出比较结果;
二进制搜索校准器30,配置为根据所述比较单元20输出的比较结果向所述控制端发送控制请求,使所述控制端40根据所述控制请求形成控制码信号。
具体地,外部参考电阻Rext可以一端连接驱动内阻RP,另一端接地。这样比较单元的第一外部电源50和第二外部电源60的电压为驱动电阻电路的电压值的二分之一,对比第一外部电源50和第二外部电源60和驱动内阻RP与外部参考电阻Rext的中间点的电压,驱动内阻RP与外部参考电阻Rext的中间点电压与外部电源指示的电压相等时,或者说大致相等时,说明驱动内阻RP与外部参考电阻Rext的阻值大致相等。
下面将简单介绍二进制搜索算法,如图2所示,为二进制搜索算法的示意图。例如,电压校准单元中各支路的MOS场效应管的尺寸相等,有32个,它们为MP[31:0]。假设外部参考电阻Rext为240欧姆,在PVT发生变化的情况下,开启11个MOS管时,驱动电阻为240Ω,达到校准效果,采用本技术方案的二进制搜索算法,只需要4步即可完成,而传统线性搜索算法需要依次测试,也就是说需要11步才可以完成,可见本发明实施例的技术方案极大地缩短了驱动电路的校准时间。
通过二进制搜索算法来对电压校准单元中的驱动内阻进行校准,比较单元与所述驱动内阻和所述外部参考电阻之间的中间电压点相连,根据二者电阻相等时,比较器输出比较结果,这样比较次数大大降低,大大缩短了驱动电阻电路的校准时间。
实施例二
本发明实施例提供一种驱动电阻校准电路。如图3所示,为本发明实施例的驱动电阻校准电路的示意图。本实施例的驱动电阻校准电路包括:
所述比较单元20包括第一比较器204和第二比较器205,其中所述第一比较器204的一输入端连接所述电压校准单元10的中间电压点101,另一输入端连接所述第一外部电源50;所述第二比较器205的一输入端连接所述电压校准单元10的中间电压点101,另一输入端连接所述第二外部电源60;其中,所述第一外部电源50的电压值为参考电压与电压因子之和,以及第二外部电源的电压值为所述参考电压与所述电压因子之差。
进一步地,所述参考电压值为所述驱动电阻校准电路的电压值的二分之一。
针对传统校准器的线性算法的耗时长问题,本发明实施例采用二进制搜索算法,该算法使用两个比较器对分压电路的中间点电压和两个参考电压进行比较。具体地,驱动电阻电路的电压为VDD,则参考电压为VDD/2,电压因子为Ve,其中Ve很小,可被比较器分辨出来即可,比较器的两个比较电压分别为VDD/2+Ve和VDD/2-Ve,它们可以从电阻芯片内部电阻分压得到,使用这两个比较器的结果作为二进制搜索算法的依据。当驱动内阻和所述外部参考电阻之间的中间电压点为VDD/2时,说明驱动内阻和所述外部参考电阻相等,考虑到仅要求驱动内阻和所述外部参考电阻大致相等,因此,只需中间电压点电压在VDD/2+Ve和VDD/2-Ve之间即可,即两个比较器输出结果分别为1和0时,则中间电压点的电压范围为[VDD/2-Ve,VDD/2+Ve],从而保证驱动内阻与外部参考电阻大致相等。
进一步地,所述电压校准单元包括相并联的多个场效应管SP(0)、SP(1)……SP(n-3)、SP(n-2)和SP(n-1),所述多个场效应管的源极均与所述驱动内阻的一端相连,所述多个场效应管的漏极相接于一点,每个所述场效应管的栅极连接所述控制端;所述驱动内阻RP的另一端与所述外部参考电阻Rext的一端连接,所述外部参考电阻Rext的另一端接地。
在本发明的其中一个实施例中,所述驱动内阻RP和所述外部参考电阻Rext的阻值均为240欧姆。
进一步地,所述二进制搜索校准器30初始化时,所述控制码信号的值为场效应管数量的二分之一,也就是使一半数量的场效应管导通,当所述比较单元输出结果为1和1时,则改变所述控制码信号,从而减少导通的场效应管,也就是使导通的场效应管数量减小预定值,当所述比较单元输出结果为0和0时,则改变所述控制码信号,增加导通的场效应管,也就是使导通的场效应管增加预定值,当所述比较单元输出结果为1和0时,则停止校准。
进一步地,相应地,预定值为上一次场效应管导通数量的一半。
举例来说,场效应管的数目为n个,多个场效应管为SP(0)、SP(1)……SP(n-3)、SP(n-2)、SP(n-1),n为自然数。有二进制搜索校准器30初始化时设置控制码信号的值为n/2,当两个比较器的结果为00时,则控制码信号的值增加一个变化量,这个变化量是控制码信号的值上一次变化的一半;当两个比较器输出的比较结果为11时,则控制码信号的值减少一个变化量,这个变化量是控制码信号的值上一次变化的一半;当两个比较器的结果为10时,说明中间电压点的电压范围为[VDD/2-Ve,VDD/2+Ve],此时控制码信号的值不变,搜索过程结束,电路已经校准完毕。这个算法的时间复杂度为O(log2n)。
例如,n为64,例如当使11个场效应管导通时,可以实现驱动内阻与外部参考电阻的阻值大致相等,则采用二进制搜索算法校准驱动内阻的过程如下:初始控制码信号使32个场效应管导通,此时两比较器的结果为1和1,改变控制码信号,使得16个场效应管导通,此时两比较器的结果为1和1,改变控制码信号使得8个场效应管导通,此时两比较器的结果为0和0,改变控制码信号使得12个场效应管导通,此时两比较器结果为1和1,改变控制码信号使得10个场效应管导通,此时两比较器结果为0和0,控制器信号的值增加为11,此时两比较器结果为1和0。可见,采用二进制搜索算法仅需要6步即可对电路进行校准。
本实施例采用两比较器对电压校准单元的中间电压点进行比较,然后输出比较结果,这样比较次数大大降低,大大缩短了驱动电阻电路的校准时间。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,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,可轻易想到其各种变化或替换,这些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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种驱动电阻校准电路,其特征在于,包括:
电压校准单元,所述电压校准单元连接一控制端,并根据所述控制端发送的控制码信号调整驱动内阻的阻值,所述驱动内阻与一外部参考电阻相连;
比较单元,所述比较单元的第一输入端与所述驱动内阻和所述外部参考电阻之间的中间电压点相连,所述比较单元的第二输入端连接第一外部电源,所述比较单元的第三输入端连接第二外部电源,所述比较单元的输出端连接二进制搜索校准器的输入端,以输出比较结果;以及
二进制搜索校准器,配置为根据所述比较单元输出的所述比较结果向所述控制端发送控制请求,使所述控制端根据所述控制请求形成控制码信号。
2.根据权利要求1所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述比较单元包括第一比较器和第二比较器,其中所述第一输入端连接所述第一比较器的一输入端和所述电压校准单元的中间电压点,所述第二输入端包括所述第一比较器的另一输入端以连接所述第一外部电源;所述第一输入端还连接所述第二比较器的一输入端和所述电压校准单元的中间电压点,所述第三输入端包括所述第二比较器的另一输入端以连接所述第二外部电源;其中,所述第一外部电源的电压值为参考电压与电压因子之和,以及第二外部电源的电压值为所述参考电压与所述电压因子之差。
3.根据权利要求2所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述参考电压值为所述驱动电阻校准电路的电压值的二分之一。
4.根据权利要求1所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述电压校准单元包括相并联的多个场效应管,多个所述场效应管的源极均与所述驱动内阻的一端相连,所述多个场效应管的漏极相接于一点,每个所述场效应管的栅极连接所述控制端;所述驱动内阻的另一端与所述外部参考电阻的一端连接,所述外部参考电阻的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,经校准后所述驱动内阻和所述外部参考电阻具有相同的阻值。
6.根据权利要求4所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述驱动内阻和所述外部参考电阻的阻值包含240欧姆。
7.根据权利要求4所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述二进制搜索校准器初始化时,使一半数量的所述场效应管导通,当所述比较单元输出结果为1和1时,则使导通的所述场效应管数量减小预定值,当所述比较单元输出结果为0和0时,则使导通的所述场效应管增加预定值,当所述比较单元输出结果为1和0时,则停止校准。
8.根据权利要求7所述的驱动电阻校准电路,其特征在于,所述预定值为上一次场效应管导通数量的一半。
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