DE102014002283B4

DE102014002283B4 - Vorrichtung zum dynamischen Anpassen eines Taktgebers bezüglich Änderungen einer Stromversorgung

Info

Publication number: DE102014002283B4
Application number: DE102014002283.8A
Authority: DE
Inventors: Mohamed A. Abdelmoneum; Nasser A. Kurd; Amr M. Lotfy; Mamdouh O. Abd El-Mejeed; Mohamed A. Abdelsalam
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2019-06-27
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: US20140254734A1; JP2014176090A; CN104038217B; US10020931B2; CN104038217A; DE102014002283A1; JP6195800B2

Abstract

Integrierte Schaltung (integrated circuit (IC)), umfassend:einen Spannungsschwankungsdetektor, der mit einem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Spannungsschwankungsdetektor ein digitales Codewort erzeugen soll, das eine Spannungsschwankung an dem Stromversorgungsknoten darstellt; undeinen Phasenregelkreis (phase locked loop (PLL)), der einen Ringoszillator enthält, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Ringoszillator ein Ausgabetaktsignal erzeugen soll, wobei der Ringoszillator betrieben werden kann, um die Frequenz des Ausgabetaktsignals gemäß dem digitalen Codewort anzupassen,dadurch gekennzeichnet, dassder Ringoszillator das digitale Codewort empfangen soll.

Description

Hintergrund
Taktsignale können durch einen Phasenregelkreis (phase locked loop (PLL)) erzeugt werden. Ein Taktsignal kann in einem Prozessor verbreitet werden, um den Betrieb des Prozessors zu ermöglichen. Beispielsweise können Zustandselemente (beispielsweise Flipflops, Latches etc.), die an unterschiedlichen Orten in dem Prozessorchip angeordnet sind, synchron funktionieren, indem sie gemäß dem Taktsignal arbeiten. Wenn ein plötzlicher Strombedarf auftritt, kann die Spannungsversorgung auf dem Clip, die den Zustandselementen geliefert wird, „schwanken“ (beispielsweise für einige Nanosekunden), während der PLL fortfährt, ein Taktsignal mit einer festen Frequenz zu erzeugen. Es versteht sich, dass andere Spannungsschwankungsereignisse sogar noch länger andauern können. Um zu gewährleisten, dass der Prozessor während dieser Schwankungsereignisse funktioniert, kann für die Zustandselemente sogar im Normalbetrieb ein Hochspannungsabstand geliefert werden (beispielsweise, wenn keine Spannungsschwankung vorliegt). Das heißt, der Prozessor ist eingerichtet, gleichzeitig sowohl bei der größten angegebenen Frequenz als auch bei der niedrigsten potentiellen Spannung zu arbeiten.
Weil Strom quadratisch von Spannung abhängt, kann eine signifikante Strommenge im Normalbetrieb verlorengehen, um während der vereinzelten Frequenzschwankungen Funktionalität zu gewährleisten. Darüber hinaus kann die Strommenge, die benötigt wird, mit steigender Prozessorgeschwindigkeit und -integration ein limitierender Faktor werden. Beispielsweise können die Kosten zum Gestalten und Kühlen eines Prozessors, der eine signifikante Strommenge verbraucht, untragbar werden.
Bestehende analoge PPLs implementieren adaptives Frequenzskalieren (AFS), um Stromversorgungsschwankungen und -überschreitungen zu kompensieren. Eine solche AFS-Technik ist US 6 922 111 B2 in beschrieben. Gegenwärtige analoge Implementationen von AFS-Technik modulieren die VCO-Versorgung direkt durch Widerstandskoppeln der digitalen Stromversorgung. Die gegenwärtige analoge Implementation nutzt die ganzen Vorteile der AFS-Technik bei niedrigeren Spannungen und niedrigeren Frequenzen nicht voll aus.
JP 2002 171 165 A beschreibt eine PLL-Schaltung mit einem VCO („Voltage Controlled Oscillator“), wobei eine Schwankung einer Oszillationsfrequenz begrenzt wird. Hierzu wird eine Frequenzkorrektur eines Ausgangssignals des VCO durchgeführt, wobei eine interne Steuerspannung der PLL-Schaltung über einen Tiefpass einem Spannungs-Strom-Wandler des VCO zugeführt wird. Mehrere PMOS-Transistoren mit unterschiedlichen Gateweiten werden in Reaktion auf Änderungen einer Quellenspannung geeignet angesteuert. Quellenströme zu Inverterschaltungen eines Ringoszillators werden entsprechend geändert. Hierdurch wird die Oszillationsfrequenz korrigiert.
Figurenliste
Die Ausführungsformen der Offenbarung werden aus der ausführlichen untenstehenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen verschiedener Ausführungsformen der Offenbarung besser verstanden, die jedoch nicht so verstanden werden sollen, dass sie die Offenbarung auf bestimmte Ausführungsformen beschränken, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.

1 zeigt eine High-Level-Architektur eines Prozessors, der einen Schwankungsdetektor für einen Taktgeber gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung enthält.
2 zeigt einen Schwankungsdetektor (Droop detector) gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung.
3 zeigt eine Schaltung, die einen Schwankungsdetektor gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zum adaptiven Skalieren einer Ausgangsfrequenz eines analogen Phasenregelkreises (phase locked loop (PLL)) und zum dynamischen Verwalten der Phasenfehlerakkumulierung zeigt, die durch Frequenzänderung hervorgerufen wird.
4 zeigt eine High-Level-Architektur einer Ladungspumpe, die gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung eine Ausgabe des Schwankungsdetektors zum Skalieren von PLL-Kreiseigenschaften verwendet.
5 zeigt eine High-Level-Architektur eines spannungsgesteuerten Oszillators (voltage controlled osczillator (VCO)), gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung der eine Ausgabe des Schwankungsdetektors zum Skalieren einer Frequenzen des PLL verwendet.
6 zeigt eine Schaltung einer VCO-Zelle gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, die eine Ausgabe des Schwankungsdetektors zum Skalieren von Verzögerungen der VCO-Zelle verwendet.
7A zeigt eine Schaltung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung mit einem Schwankungsdetektor zum adaptiven Skalieren einer Ausgangsfrequenz eines digitalen PLL (DPLL) und zum dynamischen Verwalten der Phasenfehlerakkumulierung, die durch Frequenzänderung hervorgerufen wird.
7B zeigt einen digitalen Filter 720 (beispielsweise 704) gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, wobei der Schwankungsdetektor die Phasenfehlerakkumulierung, die durch Frequenzänderung des DPLL 700 hervorgerufen wird, dynamisch verwalten soll.
8 zeigt eine High-Level-Schaltung eines digital gesteuerten Oszillators (digitally controlled osczillator (DCO)) gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, der eine Ausgabe des Schwankungsdetektors zum Skalieren einer Frequenz des DPLL verwendet.
9 zeigt eine Schaltung einer DCO-Zelle gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung, die eine Ausgabe des Schwankungsdetektors zum Skalieren von Verzögerungen der DCO-Zelle verwendet.
10 zeigt ein Mobilgerät oder ein Computersystem oder ein SOC (System On Chip) mit einem Schwankungsdetektor gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zum Skalieren einer Frequenz eines Signals, das durch einen Taktgeber erzeugt wird.

Ausführliche Beschreibung
Die Ausführungsformen beschreiben eine Vorrichtung, die adaptives Frequenzskalieren eines Taktgebers (beispielsweise eines PLL) unter Verwendung eines Schwankungsdetektors ermöglicht. In einer Ausführungsform ist die Ausgabe des Schwankungsdetektors ein digitales Signal, das zum adaptiven Frequenzskalieren von Taktsignalen verwendet werden kann, die durch analoge und/oder digitale PLLs erzeugt werden. In einer Ausführungsform ist die Ausgabe des Schwankungsdetektors ein digitales Codewort mit einer Länge, die proportional zu einer Schwankungsquantisierung ist. In einer Ausführungsform ist das digitale Codewort ein Thermometercode.
In einer Ausführungsform wird der Thermometercode auf einen Oszillator des PLL angewendet, um Verzögerungscharakteristiken der Oszillatorelemente (auch als Verzögerungselemente bezeichnet) anzupassen, was eine schnellere Frequenzanpassung an dem Ausgang des Oszillators ermöglicht. In einer Ausführungsform wird der Thermometercode auch auf eine Ladungspumpe des PLL angewendet, um PLL-Kreischarakteristiken anzupassen, so dass sich der PLL von der Spannungsschwankung oder - Überschreitung so schnell wie möglich erholt. In einer Ausführungsform wird der Thermometercode von einem programmierbaren Filter (beispielsweise im Falle eines digitalen PLL) empfangen, um Filterkoeffizienten anzupassen, somit die PLL-Kreisdynamikcharakteristiken anzupassen, somit auf den akkumulierten Phasenfehler dynamisch zu antworten. In einer Ausführungsform wird der Thermometercode von einer programmierbaren Ladungspumpe (beispielsweise im Falle des analogen PLL) empfangen, um die Stromstärke der Ladungspumpe anzupassen, somit die PLL-Kreisdynamikcharakteristiken anzupassen, somit auf den akkumulierten Phasenfehler dynamisch zu antworten.
In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche Details diskutiert, um eine tiefere Erklärung für Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu liefern. Es versteht sich jedoch für einen Durchschnittsfachmann, dass Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden können. In anderen Beispielen werden wohlbekannte Strukturen und Vorrichtungen in Blockdiagrammform und nicht im Detail gezeigt, um Verschleiern von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
Es wird darauf hingewiesen, dass in den entsprechenden Zeichnungen der Ausführungsformen Signale mit Linien dargestellt sind. Einige Linien können dicker sein, um besondere Signalpfade anzuzeigen, und/oder an einem oder mehreren Enden Pfeile aufweisen, um primäre Informationsflussrichtung anzuzeigen. Solche Angaben sollen nicht einschränken. Vielmehr werden die Linien in Verbindung mit einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen verwendet, um leichteres Verständnis einer Schaltung oder Logikeinheit zu ermöglichen. Jedes dargestellte Signal, das durch Designanforderungen oder -präferenzen vorgegeben ist, kann tatsächlich ein oder mehrere Signale umfassen, die sich in jede Richtung fortbewegen und mit irgendeinem geeigneten Typ von Signalschema implementiert sein können.
In der gesamten Beschreibung und in den Ansprüchen bedeutet der Begriff „verbunden“ eine direkte elektrische Verbindung zwischen den Gegenständen, die verbunden sind, ohne irgendwelche Geräte dazwischen. Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet entweder eine direkte elektrische Verbindung zwischen den Gegenständen, die verbunden sind, oder eine indirekte Verbindung zwischen ein oder mehreren passiven oder aktiven Geräten dazwischen. Der Begriff „Schaltung“ bedeutet eine oder mehrere passive und/oder aktive Komponenten, die angeordnet sind, um miteinander zu kooperieren, um eine gewünschte Funktion bereitzustellen. Der Begriff „Signal“ bedeutet wenigstens ein Stromsignal, Spannungssignal oder Daten-/Taktsignal. Die Bedeutung unbestimmter und bestimmter Artikel schließt Pluralangaben ein. Die Bedeutung von „in“ schließt „in“ und „auf“/„an“ ein.
Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich allgemein auf Konvertieren eines Designs (schematisch und layout bezogen) einer Prozesstechnologie zu einer anderen Prozesstechnologie. Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich allgemein außerdem auf Verkleinern von Layout und von Bauteilen innerhalb des gleichen Technologieknotens. Der Begriff „Skalieren“ kann sich auch auf Anpassen (beispielsweise Verlangsamen) einer Signalfrequenz bezüglich eines anderen Parameters, beispielsweise Stromversorgungspegel, beziehen. Die Begriffe „im wesentlichen“, „nahe“, „näherungsweise“, „fast“ und „etwa“ beziehen sich allgemein auf +/-20% innerhalb eines Zielwerts.
Außer wenn anders angegeben, weist die Verwendung der Ordinalzahlen „erstes“, „zweites“ und „drittes“ etc. zum Beschreiben eines gewöhnlichen Objekts vielmehr darauf hin, dass unterschiedliche Instanzen ähnlicher Objekte bezeichnet werden, und soll nicht andeuten, dass die so beschriebenen Objekte in einer gegebenen Sequenz, weder zeitlich, räumlich, in Rangfolge oder auf irgendeine andere Weise vorliegen müssen.
Für Zwecke der Ausführungsformen sind die Transistoren Metalloxidhalbleiter (metal oxide semiconductor (MOS))-Transistoren, die Drain-, Source-, Gate- und Bulkanschlüsse aufweisen. Die Transistoren schließen außerdem Trigate- und FinFet-Transistoren, Gate-allaround-Zylindertransistoren oder andere Bauteile ein, die Transistorfunktionalität implementieren, wie Kohlenstoffnanoröhren oder Spintronikeinrichtungen. Source- und Drainanschlüsse können identische Anschlüsse sein und werden hier austauschbar verwendet. Durchschnittsfachleuten ist ersichtlich, dass andere Transistoren, beispielsweise Bipolartransistoren - BJT PNP/NPN, BiCMOS, CMOS, eFET, etc. verwendet werden können, ohne von dem Bereich der Offenbarung abzuweichen. Der Begriff „MN“ bezeichnet einen n-leitenden Transistor (beispielsweise NMOS, NPN BJT, etc.), und der Begriff „MP“ bezeichnet einen p-leitenden Transistor (beispielsweise PMOS, PNP BJT, etc.).
1 zeigt eine High-Level-Architektur eines Prozessors 100, der einen Schwankungsdetektor für einen Taktgeber gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält. In einer Ausführungsform umfasst die High-Level-Architektur einen Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 und einen Taktgeber 102. In einer Ausführungsform empfängt der Spannungsversorungsschwankungsdetektor 101 eine Stromversorgung (Vcc), die auch an Taktgeber 102 geliefert wird, und erzeugt ein digitales Codewort 103, das Vcc darstellt (d.h. Stromversorgung an Stromversorgungsknoten). In einer Ausführungsform ist das digitale Codewort 103 ein Thermometer-Codewort, das eine monotone Darstellung irgendeiner Schwankung oder Überschreitungen an Vcc ist. In einer Ausführungsform ist die Antwortzeit (d.h. Zeit, die von dem Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 zum Erzeugen des digitalen Codeworts 103 benötigt wird) des Spannungsversorgungsschwankungsdetektors 101 kurz und durch die Schwankungsdetektorlatenz vorgegeben, so dass der Taktgeber 102 den aktualisierten digitalen Code 103 verwenden kann, um seine Ausgangstakt (output clock (OutClk))-Frequenz anzupassen.
In einer Ausführungsform empfängt der Taktgeber 102 einen Referenztakt (reference clock (RefClk)) und erzeugt OutClk, das dann an Zustandselemente (beispielsweise Flipflops, Latches etc.) und andere Schaltungen geliefert wird. In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein PLL. In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein analoger oder Mischsignal-PLL. Beispielsweise ist der Taktgeber 102 ein Self-Biased-PLL (SBPLL). In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein digitaler PLL (DPLL). In einer Ausführungsform ist der DPLL ein vollständig digitaler PLL (all digital PLL (ADPLL)). In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein Delay-Locked-Loop (DLL). In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein LC-PLL (d.h. Induktions-Kondensator-basierte PLL). In anderen Ausführungsformen kann der Taktgeber 102 irgendeine Vorrichtung zum Erzeugen eines Takts sein, was einen Ringoszillator einschließt. In einer Ausführungsform empfängt der Taktgeber 102 das digitale Wort 103, das durch den Ringoszillator des Taktgebers 102 verwendet wird.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 eine Schwankung der Stromversorgung Vcc detektiert, der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 ein digitales Wort 103, das die Schwankungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform empfängt der Taktgeber 102 das digitale Wort 103 und beschleunigt oder verlangsamt die Oszillationsfrequenz eines Ringoszillators des Taktgebers 102, so dass OutClk die Polarität und Magnitude der Schwankung durch den Wert des digitalen Wortes von Schwankungsdetektor 101 wiedergibt.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Schwankungsdetektor 101 ein Überschreiten der Stromversorgung Vcc detektiert, der Schwankungsdetektor 101 das digitale Wort 103, das die Überschreitungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform empfängt der Taktgeber 102 das digitale Wort 103 und beschleunigt oder verlangsamt die Oszillationsfrequenz des Ringoszillators, so dass OutClk die Spannungsänderung wiedergibt. In einer Ausführungsform passt das digitale Wort 103 von dem Schwankungsdetektor 101 Strom einer Ladungspumpe an, wenn der Taktgeber 102 ein analoger PLL (beispielsweise SBPLL) ist. In einer solchen Ausführungsform werden Kreisdynamiken des analogen PLLs ändert, um auf den akkumulierten Phasenfehler dynamisch zu antworten.
In einer anderen Ausführungsform passt das digitale Wort 103 von den Schwankungsdetektor 101 Koeffizienten eines digitalen Filters (beispielsweise des digitalen Filters 704 aus 7) an, um Kreisdynamiken zu ändern, um auf den akkumulierten Phasenfehler dynamisch zu antworten. In einer solchen Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein digitaler PLL, der den digitalen Filter enthält. In einer Ausführungsform kehrt, nachdem die Versorgungsspannung (Vcc) zu ihrem Nominalwert zurückkehrt, das digitale Wort 103 zu einem stabilen Zustandswert zurück. In einer solchen Ausführungsform oszilliert der Taktgeber 102 im Normalbetrieb (d.h. keine Änderung seiner Charakteristiken wird durch Änderung in dem digitalen Wort 103 erzwungen). In einer Ausführungsform kann, wenn der Oszillator des Taktgebers 102 im Normalbetrieb oszilliert, Ladungspumpenstrom einen Nominalwert durchsetzen (falls der Taktgeber 102 ein analoger PLL ist). In einer Ausführungsform kann, wenn der Oszillator des Taktgebers 102 im Normalbetrieb oszilliert, der digitale Schleifenfilter Nominalkoeffizienten durchsetzen (falls der Taktgeber 102 ein digitaler PLL ist).
2 weist einen Schwankungsdetektor 200 gemäß einer Ausführungsform. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 2, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) besitzen wie die Elemente irgendeiner anderen Figur, auf irgendeine Weise arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst der Schwankungsdetektor 200 eine Vielzahl von Komparatoren 201_1-N , wobei ‚N‘ eine ganze Zahl ist, die größer als zwei ist. In einer Ausführungsform ist die Ausgabe der Vielzahl von Komparatoren 201_1-N ein digitales Wort 202_1-N . In einer Ausführungsform empfängt jeder der Komparatoren der Vielzahl von Komparatoren 201_1-N die Stromversorgung Vcc als eine seiner Eingaben und eine Referenzspannung als seine andere Eingabe. Beispielsweise vergleicht der Komparator 201₁ Vrefl und erzeugt eine Ausgabe 202₁ , vergleicht Komparator 201₂ Vcc und Vref2 und erzeugt eine Ausgabe 202₂ , und vergleicht Komparator 201_N Vcc und VrefN und erzeugt eine Ausgabe 202_N . In einer Ausführungsform ist das digitale Wort 202_1-N (beispielsweise 103) ein Thermometercode.
Beispielsweise kann das digitale Wort 202_1-N beim Fehlen einer Spannungsschwankung eine Zeichenkette der Länge N aus Einsen und Nullen ausgeben. In diesem Beispiel beginnt, wenn der Schwankungsdetektor 200 eine Spannungsschwankung detektiert, das digitale Wort 202_1-N mit Einführen einer ‚1‘ in das digitale Wort 202_1-N . Wenn die Schwankung endet, kann das digitale Wort 202_1-N noch einmal eine Zeichenkette aus Einsen und Nullen erzeugen, die dem stabilen Zustands (Nichtschwankungs-)wert entspricht. Das obige Beispiel kann durch den folgenden Thermometercode 202_1-N dargestellt werden: 0000111 (keine Spannungsschwankung), 0000011 (Beginn einer Spannungsschwankung), 0000011, 0000001, 0000000 (Ende eines Spannungsschwankung), und sobald die Spannung wieder vom Boden der Schwankung zum Nominalwert zu steigen beginnt, beginnt der Schwankungsdetektor mit Inkrementieren des digitalen Wortes von 0000000 zu 0000001 und dann 0000011 und fährt mit Inkrementieren fort, bis das digitale Wort 0000111 wird (keine Spannungsschwankung). Im Falle einer Überschreitung beginnt, wenn der Schwankungsdetektor 200 eine Spannungsüberschreitung detektiert, das digitale Wort 202_1-N mit Einführen einer ‚1‘ in das digitale Wort 202_1-N und inkrementiert es von 0000111, 0001111, 0001111, 0011111, 0111111 und so weiter durch die Schwankung, bis 1111111 am Ende der Überschreitung. Wenn die Spannung beginnt, vom Maximum der Überschreitung zu sinken, wird das digitale Wort von 1111111 zu 0111111, 0011111 sinken, bis es bei der Nominalspannung zu 0000111 wird.
In einer Ausführungsform werden Referenzspannungen Vrefl-N durch ein Spannungsteilernetzwerk (nicht gezeigt) erzeugt. Beispielsweise wird ein Widerstandsteiler verwendet, um Vrefl-N zu erzeugen. In anderen Ausführungsformen können andere Typen von Schaltungen zum Erzeugen von Vrefl-N verwendet werden. Beispielsweise kann eine Bandlückenreferenzschaltung verwendet werden, um eine stabile Referenz zu erzeugen, die dann in eine Anzahl von Referenzspannungen unterteilt wird. In einer Ausführungsform umfasst der Schwankungsdetektor 200 einen Flash-Analog-zu-Digital-Wandler (analog-todigital Converter (ADC)).
3 zeigt eine Schaltung 300, die einen Schwankungsdetektor zum adaptiven Skalieren einer Ausgangsfrequenz eines analogen PLL gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zeigt. Es versteht sich, dass die Elemente der 3, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie Elemente irgendeiner anderen Figur besitzen, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform ist der Taktgeber 102 ein PLL 301, der einen Phasenfrequenzdetektor (PFD) 302, eine Ladungspumpe 303, einen Schleifenfilter 304, einen spannungsgesteuerten Oszillator (voltage controlled oscillator (VCO)) 305 und einen Teiler 306 umfasst. Um die Ausführungsformen nicht zu verschleiern, sind nicht alle Komponenten des PLL 301 gezeigt. In einer Ausführungsform empfängt der PFD 302 RefClk und Rückkopplungstakt (feedback clock (FbClk)) von dem Teiler 306 und erzeugt Auf- (Up) und Abwärts („Dn“)-Signale, die anzeigen, ob FbClk hinsichtlich Phase und Frequenz vor oder hinter RefClk liegt. In einer Ausführungsform werden Up- und Dn-Signale von der Ladungspumpe 303 empfangen, die eine analoge Ausgabe (cpout) an Knoten cpout erzeugt, dessen Spannungspegel entsprechend den Up- und Dn-Signalen angehoben oder abgesenkt wird. Um die Ausführungsformen nicht zu verschleiern, wird der Begriff Knoten und Signal auf diesem Knoten austauschbar verwendet. Beispielsweise kann sich der Begriff „cpout“ auf Spannung an Knoten cpout oder Ausgangssignal cpout beziehen.
In einer Ausführungsform empfängt die Ladungspumpe 303 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ), um die Strommenge zu steuern, die vom Knoten cpout stammt oder dort verbraucht wird. Beispielsweise kann das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) Transistoren der Ladungspumpe 303 ein- oder abschalten, die für Vergrößern und/oder Verkleinern der Strommenge verantwortlich sind, die vom Knoten cpout stammt oder dort verbraucht wird.
In einer Ausführungsform umfasst der Schleifenfilter 304 einen RC (Widerstands-Kondensator)-Filter, der eine gefilterte Version Vcntl der cpouts-Ausgabe erzeugt. Vcntl wird von VCO 305 empfangen und verwendet, um Verzögerungen von VCO-Zellen in VCO 305 anzupassen, um eine Frequenz von OutClk anzupassen. In einer Ausführungsform empfängt VCO 305 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ), um eine Frequenz von OutClk anzupassen. Beispielsweise kann das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) Transistoren von VCO-Zellen zum Vergrößern und/oder Verkleinern von Fortbewegungsverzögerung durch die VCO-Zellen ein- oder ausschalten. Das ausgegebene OutClk wird hinsichtlich Frequenz durch Teiler 306 unterteilt, um FbClk zu erzeugen.
In einer Ausführungsform empfängt lediglich der VCO 305 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In einer anderen Ausführungsform empfangen sowohl der VCO 305 als auch die Ladungspumpe 303 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In anderen Ausführungsformen können auch andere Komponenten des PLL 301 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) empfangen, um PLL-Kreischarakteristiken anzupassen. In einer Ausführungsform verwendet die Ladungspumpe 303 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ), um die Phasenfehlerakkumulierung dynamisch zu verwalten, die durch Frequenzänderung von OutClk von VCO 305 verursacht wird, indem der PLL-Kreis unterdämpft oder überdämpft wird.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 eine Schwankung der Stromversorgung Vcc detektiert, der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101das digitale Wort 103, das die Schwankungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform empfängt der PLL 301 das digitale Wort 103 und passt die Oszillationsfrequenz von VCO 305 proportional zu der Schwankung an (verlangsamt bei Unterschreiten und beschleunigt bei Überschreiten), so dass OutClk unabhängig von der Schwankung seine durchschnittliche Frequenz behält. In einer Ausführungsform empfängt auch die Ladungspumpe 303 den digitalen Code 103 und passt die PLL-Systemantwort an, indem sie die Ladungspumpe 303 verstärkt (d.h. weitere Transistoren werden in der Ladungspumpe 303 eingeschaltet, um mehr Strom von cpout zu entnehmen und/oder verbrauchen) oder abschwächt (d.h. weitere Transistoren werden in der Ladungspumpe 303 abgeschaltet, um weniger Strom von cpout zu entnehmen und/oder zu verbrauchen), um den Phasenakkumulationsfehler, der durch Beschleunigen/Verlangsamen der Oszillationsfrequenz von VCO 305 verursacht wird, dynamisch zu verwalten.
4 zeigt eine High-Level-Architektur einer Ladungspumpe 400 (beispielsweise 303), die eine Ausgabe des Schwankungsdetektors verwendet, um PLL-Kreischarakteristiken gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung anzupassen. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 4, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur besitzen, auf irgendeine Weise funktionieren können, die ähnlich ist wie die beschriebene, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst die Ladungspumpe 400 eine erste Stromquelle 401, zweite Stromquelle 402, Up-Schalter 402 und Dn-Schalter 404. In einer Ausführungsform entnimmt die erste Stromquelle 401 Strom am Knoten cpout, wenn Up-Schalter 403 geschlossen ist. In einer Ausführungsform umfasst die erste Stromquelle 401 Transistoren, die parallel miteinander gekoppelt und durch das digitale Wort 202_1-N steuerbar sind. Beispielsweise empfängt jeder der Transistoren eines der Bits des digitalen Wortes 202_1-N , um den Gate-Anschluss dieses Transistors zu steuern. In einer Ausführungsform besitzt jeder Transistor, der durch das digitale Wort 202_1-N steuerbar ist, die gleiche Größe.
In einer Ausführungsform verbraucht die zweite Stromquelle 204 Strom von Knoten cpout, wenn der Dn-Schalter 404 geschlossen ist. In einer Ausführungsform umfasst die zweite Stromquelle 402 Transistoren, die parallel miteinander gekoppelt und durch das digitale Wort 202b_1-N steuerbar sind, wobei 202b_1-N zu 202_1-N invers ist. Beispielsweise empfängt jeder der Transistoren eines der Bits des digitalen Wortes 202b_1-N , um den Gate-Anschluss dieses Transistors zu steuern. In einer Ausführungsform besitzt jeder Transistor, der durch das digitale Wort 202b_1-N steuerbar ist, die gleiche Größe. In einer Ausführungsform besitzt jeder Transistor, der durch das digitale Wort 202b_1-N steuerbar ist, eine andere Größe, um eine variable Stromstufe zu liefern.
In einer Ausführungsform unterdämpft die Ladungspumpe 400 das PLL-System als Antwort auf eine Spannungsschwankung an Vcc durch Verstärken der Ladungspumpe 400 (d.h. weitere Transistoren werden in der ersten Stromquelle 401 und der zweiten Stromquelle 402 eingeschaltet, um mehr Strom von cpout zu entnehmen und/oder verbrauchen), um den Phasenakkumulierungsfehler zu verwalten, der durch Ändern der Oszillationsfrequenz von VCO 305 verursacht wird. In einer Ausführungsform überdämpt die Ladungspumpe 400 das PLL-System durch Abschwächen der Ladungspumpe 400 (d.h. weitere Transistoren werden in der ersten Stromquelle 401 und der zweiten Stromquelle 402 abgeschaltet, um weniger Strom von cpout zu entnehmen und/oder verbrauchen), um den Phasenakkumulierungsfehler zu verwalten, der durch Ändern der Oszillationsfrequenz von VCO 305 verursacht wird.
5 zeigt eine High-Level-Architektur eines spannungsgesteuerten Oszillators (voltage controlled oscillator (VCO)) 500 (beispielsweise 305), der eine Ausgabe des Schwankungsdetektors verwendet, um eine Frequenz des PLL gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu skalieren. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 5, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur haben, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst der VCO 500 eine Vielzahl von VCO-Zellen 501-1 bis 501-M, wobei ‚M‘ eine ganze Zahl ist, die größer als Zwei ist. In einer Ausführungsform empfängt jede VCO-Zelle (beispielsweise 501-1) eine Bias-Spannung (beispielsweise pbias und/oder nbias), um Fortbewegungsverzögerung der VCO-Zelle festzusetzen. In dieser Ausführungsform ist pbias das gleiche wie Vcntl in 3. In einer Ausführungsform wird nbias von einem Referenzgenerator (nicht gezeigt) erzeugt. In einer Ausführungsform ist jede VCO-Zelle eine Differenzzelle (d.h. sie empfängt Differenzeingaben „in“ und „inb“ und erzeugt Differenzausgabe „outb“ und „out“, wobei „inb“ invers zu „in“ ist, und wobei „outb“ invers zu „out“ ist). In einer Ausführungsform wird „outb“ einer VCO-Zelle an einem „in“-Anschluss der nächsten VCO-Zelle empfangen. Beispielsweise wird „outb“ von VCO 501-1 durch einen „in“-Anschluss der VCO-Zelle 501-2 empfangen, und wird „out“ des VCO 501-1 durch „inb“ der VCO-Zelle 501-2 empfangen. Die Ausgabe der letzten VCO-Zelle 501-1M wird als Eingabe an die erste VCO-Zelle 501-1 rückgekoppelt, so dass sich ein Ringoszillator bildet. In einer Ausführungsform empfängt jede VCO-Zelle das digitale Wort 202_1-N , um Widerstand von p-leitenden Bauteilen anzupassen, die mit Vcc gekoppelt sind. In einer Ausführungsform empfängt jede VCO-Zelle außerdem das digitale Wort 202b_1-N , um die n-leitende Stromquellenstärke jeder VCO-Zelle anzupassen.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 eine Schwankung (Unterschreiten/Überschreiten) an Stromversorgung Vcc detektiert, der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 ein digitales Wort 103, das die Schwankungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform verlangsamen/beschleunigen die digitalen Wörter 202_1-N und 202b_1-N die Oszillationsfrequenz des VCO 500, so dass OutClk unabhängig von der Schwankungsunterschreitung oder -überschreitung seine durchschnittliche Frequenz behält.
6 zeigt eine Schaltung einer VCO-Zelle 600 (beispielsweise 505-1), die Ausgaben des Schwankungsdetektors verwendet, um Verzögerungen der VCO-Zelle gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu skalieren. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 6, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur besitzen, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform ist die VCO-Zelle 600 eine Differenzzelle, die jeweils Eingaben „in“ und „inb“ von n-leitenden Transistoren MN1 und MN2 empfängt. In einer Ausführungsform umfasst die VCO-Zelle 600 p-leitende Bauteile MP1 und MP_1-N , die parallel zusammengekoppelt sind, wobei MP1 als Diode angeschlossen ist und MP2_1-N sich wie ein Widerstandselement mit anpassbarem Widerstand verhält. In einer Ausführungsform kann wenigstens einer der MP2_1-N betrieben werden, mittels pbias (identisch mit vcntl) eingeschaltet zu werden, während die anderen Transistoren durch das digitale Wort 202_1-N von Versorgungsschwankungsdetektor 200 steuerbar sind. In einer Ausführungsform umfasst die VCO-Zelle 600 p-leitende Bauteile MP3 und MP4_1-N , die parallel zusammengekoppelt sind, wobei MP3 als Diode angeschlossen ist und MP4_1-N sich wie ein Widerstandselement mit anpassbarem Widerstand verhält. In einer Ausführungsform ist wenigstens einer der MP3_1-N mittels pbias (identisch mit vcntl) immer eingeschaltet, während die anderen Transistoren über das digitale Wort 202_1-N von Versorgungsschwankungsdetektor 200 steuerbar sind. In einer Ausführungsform bilden die Drain-Anschlüsse von MP1 und MP2_1-N einen „outb“-Knoten, während die Drain-Anschlüsse von MP3 und MP4_1-N „out“-Knoten bilden, wobei ein Signal an „outb“ invers zu dem Signal an „out“ ist.
In einer Ausführungsform umfasst die VCO-Zelle 600 eine anpassbare n-leitende Stromquelle MN3_1-M , wobei ‚M‘ eine ganze Zahl größer als Zwei ist. In einer Ausführungsform empfängt MN3_1-M analoges Signal nbias, um die Stromquelle mit Bias zu belegen. In einer Ausführungsform wird das digitale Wort 202b_1-N , das zu 202_1-N invers ist, verwendet, um die Stärke der Stromquelle MN_1-M anzupassen. Auf der rechten Seite der 6 sind beispielhafte Ausführungsformen von MN3_1-M und MP2_1-N gezeigt.
In einer Ausführungsform umfasst MN3_1-M eine Vielzahl von n-leitenden Transistoren - MN4, MN5, MN6 und MN7_1-M - die in Reihe zusammengekoppelt sind. In einer Ausführungsform sind n-leitende Bauteile MN4, MN5 und MN6 mit einem Bias nbias belegt. In einer Ausführungsform wird MN7_1-M von 202b_1-N gesteuert. Während die Ausführungsform von MN3_1-M drei in Reihe gekoppelte Transistoren zeigt, die mit einem Bias nbias belegt sind, kann irgendeine Anzahl in Reihe gekoppelter Transistoren verwendet werden. Die Position von MN7_1-M kann auch entlang dem Stapel von Transistoren angepasst werden. Beispielsweise kann MN7_1-M oben auf dem Stapel, der mit MN1 und MN2 gekoppelt ist, anstatt unten im Stapel sein wie gezeigt.
In einer Ausführungsform umfasst MP2_1-N eine Vielzahl p-leitender Transistoren - MP5_1-N , MP6, MP7 und MP8 - die in Reihe zusammengekoppelt sind. In einer Ausführungsform sind p-leitende Bauteile MP6, MP7 und MP8 mit einem Bias pbias (identisch mit Vcntl) belegt. In einer Ausführungsform wird MP5_1-N von 202_1-N gesteuert. Während die Ausführungsform von MP2_1-N drei in Reihe gekoppelte Transistoren zeigt, die mit einem Bias pbias belegt sind, kann irgendeine Anzahl von Transistoren verwendet werden. Die Position von MP5_1-N kann auch entlang dem Stapel von Transistoren angepasst werden. Beispielsweise kann MP5_1-N unten an dem Stapel, der mit MN1 und MN2 gekoppelt ist, anstatt oben auf dem Stack sein wie gezeigt.
7A zeigt eine Schaltung 700 mit einem Schwankungsdetektor zum adaptiven Skalieren einer Ausgangsfrequenz eines digitalen PLL (DPLL) gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 7A, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur haben, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst der DPLL 701 (beispielsweise 102) einen Phasenfrequenzdetektor (PFD) 702, digitalen Controller 703, digitalen Filter 704, digital gesteuerten Oszillator (digitally controlled oscillator (DCO)) 705 und Teiler 706. Um die Ausführungsformen nicht zu verschleiern, sind nicht alle Komponenten des DPLL 701 gezeigt. In einer Ausführungsform empfängt der PFD 702 RefClk und Rückkopplungstakt (FbClk) von dem Teiler 706 und erzeugt Auf- (Up) und Abwärts („Dn“)-Signale, die anzeigen, ob FbClk hinsichtlich Phase und Frequenz vor oder hinter RefClk liegt. In einer Ausführungsform werden Up- und Dn-Signale von dem digitalen Controller 703 empfangen, der ein Steuerwort für den digitalen Filter 704 erzeugt. In einer Ausführungsform ist der digitale Controller ein endlicher Automat. In einer Ausführungsform filtert der digitale Filter 704 digitales Rauschen in dem Steuerwort und erzeugt einen gefilterten Code für DCO 705.
In einer Ausführungsform empfängt der digitale Filter 704 auch das digitale Wort 202_1-N (identisch mit 103) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In einer Ausführungsform wird das digitale Wort 202_1-N verwendet, um Filterkoeffizienten anzupassen, um die Charakteristiken des DPLL-Kreis zu ändern. Beispielsweise wird das digitale Wort 202_1-N verwendet, um das DPLL-System zu überdämpfen oder unterdämpfen, um den akkumulierten Phasenfehler dynamisch zu verwalten.
7B zeigt einen digitalen Filter 720 (beispielsweise 704), wobei der Schwankungsdetektor die Phasenfehlerakkumulierung, die durch Änderung einer Frequenzausgabe des DPLL 700 hervorgerufen wird, gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung dynamisch verwalten soll. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 7B, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) besitzen wie die Elemente irgendeiner anderen Figur, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die mit der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst der digitale Filter 720 eine erste Stufe 721, die durch a definiert ist, das ein proportionaler Koeffizient ist, eine zweite Stufe 722, die durch ß definiert ist, das ein Integralkoeffizient ist, einen ersten Addierer 723, einen zweiten Addierer 724 und eine Sequenzeinheit 725. In einer Ausführungsform sind sowohl a als auch ß programmierbar. In einer Ausführungsform empfangen die erste Stufe 721 und die zweite Stufe 722 ein Steuersignal von dem Digital-Controller 703. In dieser Ausführungsform empfangen die erste Stufe 721 und die zweite Stufe 722 auch das digitale Wort 103, das verwendet wird, um a und β jeweils der ersten (721) und zweiten (722) Stufen zu programmieren.
In einer Ausführungsform wird die Transferfunktion des digitalen Filters 720 als $a + [β / (1 - z^{- 1})]$
ausgedrückt.
In einer Ausführungsform werden Ausgaben der ersten Stufe 721 von dem ersten Addierer 723 mit Ausgaben des zweiten Addierers 724 zusammenaddiert, um ein Signal OUT (identisch mit dem Signal Code in 7A) zu erzeugen. In einer Ausführungsform addiert der zweite Addierer 724 eine Ausgabe der zweiten Stufe 722 zu einem vorherigen Ausgabewert des zweiten Addierers 724. In einer Ausführungsform wird in jedem RefClk-Zyklus eine Ausgabe des zweiten Addierers 724 durch die Sequenzeinheit 725 (beispielsweise Flipflop) gespeichert, um einen vorherigen Ausgabewert des zweiten Addierers 724 zu erzeugen. In einer Ausführungsform passt, wenn der Versorgungskreisdetektor 101 eine Schwankung in Vcc detektiert, der digitale Filter 703 die Kreisbandbreite des DPLL 701 durch Ändern der Werte für a- und β-Koeffizienten gemäß dem digitalen Wort 103 an.
Erneut bezugnehmend auf 7A, empfängt der DCO 705 in einer Ausführungsform das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ), um eine Frequenz von Outclk anzupassen. Beispielsweise kann das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) Transistoren von DCO-Zellen ein- oder ausschalten, um Fortbewegungsverzögerungen durch die DCO-Zellen zu vergrößern und/oder verkleinern. Das Ausgabe-OutClk wird hinsichtlich Frequenz von dem Teiler 706 unterteilt, um FbClk zu erzeugen. In einer Ausführungsform empfängt lediglich der DCO 705 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In einer anderen Ausführungsform empfangen sowohl der DCO 705 als auch der digitale Filter 704 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In anderen Ausführungsformen können auch andere Komponenten des DPLL 701 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) empfangen und DPLL-Kreischarakteristiken anpassen.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 eine Schwankung (Überschreiten/Unterschreiten) an der Stromversorgung Vcc detektiert, der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 das digitale Wort 103, das die Schwankungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform empfängt die DPLL 701 das digitale Wort 103 und beschleunigt die Oszillationsfrequenz des DCO 705 im Falle des Überschreitens und verlangsamt ihn dann, während die Überschreitung beginnt, zu dem Nominalwert zurückzukehren, so dass OutClk seine durchschnittliche Frequenz unabhängig von dem Schwankungsereignis behält. Im Falle der Unterschreitung empfängt der DPLL 701 das digitale Wort 103 und verlangsamt die Oszillationsfrequenz des DCO 705 und beschleunigt ihn dann, während die Unterschreitung beginnt, zu dem Nominalwert zurückzukehren, so dass OutClk seine durchschnittliche Frequenz unabhängig von dem Schwankungsereignis behält.
Erneut bezugnehmend auf 7A empfängt DCO 705 in einer Ausführungsform das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ), um eine Frequenz von OutClk anzupassen. Beispielsweise kann das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) Transistoren von DCO-Zellen zum Vergrößern und/oder Verkleinern von Fortbewegungsverzögerung durch die DCO-Zellen ein- oder ausschalten. Das Ausgangs-OutClk wird hinsichtlich Frequenz durch den Teiler 706 unterteilt, um FbClk zu erzeugen. In einer Ausführungsform empfängt lediglich der DCO 705 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von Versorgungsschwankungsdetektor 101. In einer anderen Ausführungsform empfangen sowohl der DCO 705 als auch der digitale Filter 704 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101. In anderen Ausführungsformen können auch andere Komponenten des DPLL 701 das digitale Wort 103 (beispielsweise 202_1-N ) empfangen, um DPLL-Kreischarakteristiken anzupassen.
In einer Ausführungsform erzeugt, wenn der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 eine Schwankung (Überschreitung/Unterschreitung) an der Stromversorgung Vcc detektiert, der Spannungsversorgungsschwankungsdetektor 101 das digitale Wort 103, das die Schwankungscharakteristiken in der Form eines Thermometercodes darstellt. In einer solchen Ausführungsform empfängt der DPLL 701 das digitale Wort 103 und beschleunigt die Oszillationsfrequenz des DCO 705 im Falle der Überschreitung und verlangsamt ihn dann, während die Überschreitung beginnt, zu der Nominalspannung zurückzukehren, so dass OutClk seine durchschnittliche Frequenz unabhängig von dem Schwankungsereignis behält. Im Falle der Unterschreitung empfängt der DPLL 701 das digitale Wort 103 und verlangsamt die Oszillationsfrequenz des DCO 705 und beschleunigt ihn dann, während die Unterschreitung beginnt, zu der Nominalspannung zurückzukehren, so dass OutClk seine durchschnittliche Frequenz unabhängig von dem Schwankungsereignis behält.
8 zeigt eine High-Level-Schaltung eines DCO 800 (beispielsweise 705), der Ausgaben des Schwankungsdetektors verwendet, um eine Frequenz des PLL gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu skalieren. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 8, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur haben, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst der DCO 800 eine Vielzahl von DCO-Zellen 801-1 bis 801-M, die zusammengekoppelt sind, um einen Ringoszillator zu bilden, wobei ‚M‘ eine ganze Zahl ist, die größer als Zwei ist. In einer Ausführungsform ist jede der DCO-Zellen eine invertierende Zelle, so dass ihre Ausgabe „out“ zu seiner Eingabe „in“ invers ist. Ausgaben der letzten DCO-Zelle 801-M sind mit dem Eingang der ersten DCO-Zelle 801-1 gekoppelt. In einer Ausführungsform empfängt jede DCO-Zelle ein Bit des digitalen Wortes 202_1-N zum Anpassen einer Verzögerung dieser DCO-Zelle. In einer Ausführungsform empfängt jede DCO-Zelle außerdem mehrere Bits eines digitalen Wortes 202b_1-N zum Anpassen einer Verzögerung dieser DCO-Zelle, wobei das digitale Wort 202b_1-N zu dem digitalen Wort 202_1-N invers ist.
9 zeigt eine Schaltung einer DCO-Zelle 900 (beispielsweise 801-1), die Ausgaben des Schwankungsdetektors verwendet, um Verzögerung der DCO-Zelle gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung zu skalieren. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der Figur, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur besitzen, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die der beschriebenen ähnlich ist, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
In einer Ausführungsform umfasst die DCO-Zelle 900 den p-leitenden Transistor MP1, der betrieben werden kann, um eingeschaltet zu werden. In einer Ausführungsform ist MP1 parallel mit einer Vielzahl von p-leitenden Transistoren MP3_1-M gekoppelt, die durch einen Code_1-M von dem digitalen Filter 704 steuerbar sind, wobei ‚M‘ eine ganze Zahl ist. In einer Ausführungsform ist MP1 auch parallel mit einer Vielzahl von p-leitenden Transistoren MP4_1-N gekoppelt, die durch das digitale Wort 202_1-N von dem Versorgungsschwankungsdetektor 101 steuerbar sind.
In einer Ausführungsform umfasst die DCO-Zelle 900 einen Invertierer, der Transistoren MP2 und MN2 enthält, die eine Eingabe „In“ empfangen und eine Ausgabe „Out“ erzeugen, wobei „Out“ zu „In“ invers ist. In einer Ausführungsform ist MP2 mit MP1 gekoppelt. In einer Ausführungsform ist MN2 mit MN1 gekoppelt, der betrieben werden kann, um eingeschaltet zu werden. In einer Ausführungsform ist MN1 parallel mit einer Vielzahl von n-leitenden Transistoren MN3_1-M gekoppelt, die durch Codeb_1-M von dem digitalen Filter 704 steuerbar sind, wobei Codeb_1-M zu Code_1-M invers ist. In einer Ausführungsform ist MN1 außerdem parallel mit einer Vielzahl n-leitender Transistoren MN4_1-N gekoppelt, die durch das digitale Wort 202b_1-N von Versorgungsschwankungsdetektor 101 steuerbar sind.
10 zeigt ein Mobilgerät oder ein Computersystem oder ein SOC (System On Chip) mit digitalem adaptivem Schwankungsdetektor zum Skalieren einer Frequenz eines Taktgebers im Falle einer Schwankung oder Überschreitung an einer Stromversorgung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung. Es versteht sich, dass diejenigen Elemente der 10, die die gleichen Bezugszeichen (oder -namen) wie die Elemente irgendeiner anderen Figur besitzen, auf irgendeine Art arbeiten oder funktionieren können, die ähnlich ist wie die beschriebene, jedoch nicht auf diese beschränkt sind.
10 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Mobilgeräts, in dem flache Oberflächenschnittstellenanschlüsse verwendet werden könnten. In einer Ausführungsform stellt die Rechenvorrichtung 1600 eine mobile Rechenvorrichtung dar, wie etwa ein Rechentablet, ein Mobiltelefon oder Smartphone, einen drahtlos arbeitenden E-Reader oder ein anderes drahtloses Mobilgerät. Es versteht sich, dass bestimmte Komponenten allgemein gezeigt sind, und nicht alle Komponenten einer solchen Vorrichtung in der Rechenvorrichtung 1600 gezeigt sind.
In einer Ausführungsform enthält die Rechenvorrichtung 1600 einen ersten Prozessor 1610 mit dem Versorgungsschwankungsdetektor 101 und Taktgeber 102 gemäß den diskutierten Ausführungsformen. Andere Blöcke der Rechenvorrichtung 1600 können ebenfalls den Versorgungsschwankungsdetektor 101 und Taktgeber 102 enthalten. Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können auch eine Netzwerkschnittstelle innerhalb von 1670 umfassen, wie etwa eine drahtlose Schnittstelle, so dass eine Systemausführungsform in einer drahtlosen Vorrichtung, beispielsweise einen Mobiltelefon oder einem Personal Digital Assistent, eingebaut sein kann.
In einer Ausführungsform kann der Prozessor 1610 (und Prozessor 1690) eine oder mehrere physikalische Vorrichtungen, wie etwa Mikroprozessoren, Anwendungsprozessoren, Mikrocontroller, programmierbare Logikeinrichtungen oder andere Verarbeitungsmittel einschließen. Die Verarbeitungsoperationen, die durch den Prozessor 1610 durchgeführt werden, schließen die Ausführung einer Betriebsplattform oder Betriebssystems ein, auf dem Anwendungen und/oder Vorrichtungsfunktionen ausgeführt werden. Die Verarbeitungsoperationen schließen Operationen, die auf I/O (input/output) mit einem menschlichen Benutzer oder mit anderen Vorrichtungen bezogen sind, Operationen, die auf Stromverwaltung bezogen sind, und/oder Operationen, die auf Verbinden der Rechenvorrichtung 1600 mit einer anderen Vorrichtung bezogen sind, ein. Die Verarbeitungsoperationen können auch Operationen einschließen, die auf Audio-I/O und/oder Anzeige-I/O bezogen sind.
In einer Ausführungsform enthält die Rechenvorrichtung 1600 ein Audio-Subsystem 1620, das Hardware (beispielsweise Audio-Hardware und Audio-Schaltungen)- und Software (beispielsweise Treiber, Codecs)-Komponenten darstellt, die mit Bereitstellen von Audio-Funktionen für die Rechenvorrichtung assoziiert sind. Audio-Funktionen können Lautsprecher- und/oder Köpfhörerausgabe ebenso wie Mikrofoneingabe einschließen. Vorrichtungen für solche Funktionen können in die Rechenvorrichtung 1600 integriert oder mit der Rechenvorrichtung 1600 verbunden sein. In einer Ausführungsform interagiert ein Benutzer mit der Rechenvorrichtung 1600 durch Bereitstellen von Audio-Befehlen, die durch den Prozessor 1610 empfangen und verarbeitet werden.
Das Anzeigesubsystem 1630 stellt Hardware (beispielsweise Anzeigegeräte)- und Software (beispielsweise Treiber)-Komponenten dar, die eine visuelle und/oder taktile Anzeige bereitstellen, damit ein Benutzer mit der Rechenvorrichtung 1600 interagieren kann. Das Anzeigesubsystem 1630 enthält die Anzeigeschnittstelle 1320, die das jeweilige Bildschirm- oder Hardwaregerät enthält, die verwendet wird, um dem Benutzer eine Anzeige bereitzustellen. In einer Ausführungsform enthält die Anzeigeschnittstelle 1632 Logik, die von dem Prozessor 1610 separat ist, um wenigstens etwas Verarbeitung durchzuführen, die auf die Anzeige bezogen ist. In einer Ausführungsform enthält das Anzeigesubsystem 1630 eine Touchscreen (oder Touchpad)-Vorrichtung, die einem Benutzer sowohl Ausgaben als auch Eingaben liefert.
Der I/O-Controller 1640 stellt Hardwaregeräte und Softwarekomponenten dar, die auf Interaktion mit einem Benutzer bezogen sind. Der I/O-Controller 1640 kann betrieben werden, um Hardware zu verwalten, die teil des Audio-Subsystems 1620 und/oder Anzeigesubsystems 1630 ist. Zusätzlich zeigt der I/O-Controller 1640 einen Verbindungspunkt für weitere Vorrichtungen, die sich mit der Rechenvorrichtung 1600 verbinden, durch die ein Benutzer mit dem System interagieren kann. Beispielsweise könnten Vorrichtungen, die mit der Rechenvorrichtung 1600 verbunden werden können, Mikrofonvorrichtungen, Lautsprecher- oder Stereosysteme, Videosysteme oder andere Anzeigegeräte, Tastatur- oder Keypad-Vorrichtungen oder andere I/O-Vorrichtungen zur Verwendung mit bestimmten Anwendungen, wie etwa Kartenlesern oder anderen Vorrichtungen, einschließen.
Wie oben erwähnt kann der I/O-Controller 1640 mit dem Audio-Subsystem 1620 und/oder Anzeigesubsystem 1630 interagieren. Beispielsweise können Eingaben durch ein Mikrofon oder anderes Audiogerät Eingaben oder Befehle für eine oder mehrere Anwendungen oder Funktionen der Rechenvorrichtung 1600 bereitstellen. Zusätzlich können Audioausgaben bereitgestellt werden anstelle oder zusätzlich zu Anzeigeausgaben. In einem weiteren Beispiel kann, falls das Anzeigesubsystem 1630 ein Touchscreen enthält, das Anzeigegerät auch als ein Eingabegerät dienen, das wenigstens teilweise durch den I/O-Controller 1640 verwaltet wird. Es können auch weitere Tastelemente oder Schalter an der Rechenvorrichtung 1600 vorliegen, um I/O-Funktionen bereitzustellen, die durch I/O-Controller 1640 verwaltet werden.
In einer Ausführungsform verwaltet der I/O-Controller 1640 Geräte wie etwa Beschleunigungssensoren, Kameras, Lichtsensoren oder andere Umgebungssensoren oder andere Hardware, die in der Rechenvorrichtung 1600 enthalten sein kann. Die Eingabe kann teil direkter Benutzerinteraktivität sein und ebenso dem System Umgebungseingaben liefern, um dessen Operationen (wie etwa Filtern hinsichtlich Rauschen, Anpassen von Anzeigen zur Helligkeitsdetektion, Anwenden eines Blitzes für eine Kamera oder andere Strukturen) zu beeinflussen.
In einer Ausführungsform enthält die Rechenvorrichtung 1600 eine Stromverwaltung 1650, die Batterieleistungsverbrauch, Laden der Batterie und Strukturen, die auf Stromeinsparoperationen bezogen sind, verwaltet. Das Speichersubsystem 1660 enthält Speichergeräte zum Speichern von Information in der Rechenvorrichtung 1600. Speicher kann nichtflüchtige (Zustand ändert sich nicht, wenn Strom für das Speichergerät unterbrochen wird) und/oder flüchtige (Zustand ist unbestimmt, wenn Strom für das Speichergerät unterbrochen wird) Speichergeräte umfassen. Das Speichersubsystem 1660 kann Anwendungsdaten, Benutzerdaten, Musik, Fotos, Dokumente oder andere Daten, ebenso wie Systemdaten (langfristige oder kurzzeitige), die auf die Ausführung der Anwendungen und Funktionen der Rechenvorrichtung 1600 bezogen sind, speichern.
Elemente von Ausführungsformen werden auch als maschinenlesbares Medium (beispielsweise Speicher 1660) zum Speichern der computerausführbaren Befehle (beispielsweise Befehle zum Implementieren irgendwelcher anderen hier diskutierten Prozesse) bereitgestellt. Das maschinenlesbare Medium (beispielsweise Speicher 1660) kann Flashspeicher, optische Plattenspeicher, CD-ROMs, DVD-ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, magnetische oder optische Karten, Phasenwechselspeicher (phase change memory (PCM)) oder andere Typen maschinenlesbarer Medien enthalten, die zum Speichern elektronischer oder computerausführbarer Befehle geeignet sind, ist jedoch nicht auf diese beschränkt. Beispielsweise können Ausführungsformen der Offenbarung als ein Computerprogramm (beispielsweise BIOS) heruntergeladen werden, das von einem entfernten Computer (beispielsweise einem Server) an einen anfordernden Computer (beispielsweise einen Client) mittels Datensignalen über eine Kommunikationsverbindung (beispielsweise ein Modem oder eine Netzwerkverbindung) übertragen werden kann.
Die Verbindungseinrichtung 1670 schließt Hardwaregeräte (beispielsweise drahtlose und/oder drahtgebundene Verbindungseinrichtungen und Kommunikationshardware) und Softwarekomponenten (beispielsweise Treiber, Protokollstapel) ein, um die Rechenvorrichtung 1600 in die Lage zu versetzen, mit externen Geräten zu kommunizieren. Die Rechenvorrichtung 1600 könnte separate Geräte umfassen, wie etwa andere Rechenvorrichtungen, drahtlose Zugangspunkte oder Basisstationen, ebenso wie Peripheriegeräte wie etwa Kopfhörer, Drucker oder andere Geräte.
Die Verbindungseinrichtung 1670 kann mehrere unterschiedliche Typen von Verbindungseinrichtung einschließen. Allgemein ist die Rechenvorrichtung 1600 mit einer mobilen Verbindungseinrichtung 1672 und einer drahtlosen Verbindungseinrichtung 1674 gezeigt. Die mobile Verbindungseinrichtung 1672 bezieht sich allgemein auf mobile Netzwerkverbindungseinrichtungen, die von drahtlosen Übertragungsmitteln bereitgestellt werden, wie etwa solche, die über GSM (global system for mobile communications) oder Varianten und abgeleiteten Formen, CDMA (code division multiple access) oder Varianten und abgeleiteten Formen, TDM (time division multiplexing) oder Varianten oder abgeleiteten Formen oder anderen mobilen Servicestandards bereitgestellt werden. Die drahtlose Verbindungseinrichtung (oder drahtlose Schnittstelle) 1674 bezieht sich auf drahtlose Verbindungseinrichtungen, die keine Mobilgeräte sind und kann Personennetzwerke (wie etwa Bluetooth, Near-Field etc.), lokale Netzwerke (wie etwa Wi-Fi) und/oder Großraumnetzwerke (wie etwa WiMax) oder andere drahtlose Kommunikation einschließen.
Peripherieverbindungen 1680 schließen Hardwareschnittstellen und -Verbindungselement, ebenso wie Softwarekomponenten (beispielsweise Treiber, Protokollstapel) ein, und Peripherieverbindungen herzustellen. Es versteht sich, dass die Rechenvorrichtung 1600 sowohl ein Peripheriegerät („zu“ 1682) zu anderen Rechenvorrichtungen sein könnte, ebenso wie es Peripheriegeräte („von“ 1684) aufweisen könnte, die damit verbunden sind. Die Rechenvorrichtung 1600 weist gewöhnlich ein „Docking“-Verbindungselement auf, um sich mit anderen Rechenvorrichtungen zu Zwecken wie etwa Verwalten (beispielsweise Herunterladen und/oder Hochladen, Ändern, Synchronisieren) von Inhalten auf der Rechenvorrichtung 1600 zu verbinden. Zusätzlich kann ein Docking-Verbindungselement der Rechenvorrichtung 1600 ermöglichen, sich mit bestimmten Peripheriegeräten zu verbinden, die der Rechenvorrichtung 1600 ermöglichen, die Ausgabe von Inhalten beispielsweise an audiovisuelle oder andere System zu steuern.
Zusätzlich zu einem proprietären Dockingverbindungselement oder anderer proprietärer Verbindungshardware kann die Recheneinrichtung 1600 Peripherieverbindungen 1680 über gewöhnliche oder standardbasierte Verbindungselemente herstellen. Gewöhnliche Typen können ein Universal Serial Bus (USB)-Verbindungselement (das irgendeine Anzahl unterschiedlicher Hardwareschnittstellen), DisplayPort einschließlich MiniDisplayPort (MDP), High-Definition Multimedia Interface (HDMI), Firewire oder andere Typen einschließen.
Bezugnahme in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „eine (1) Ausführungsform“, „irgendwelche Ausführungsformen“ oder „andere Ausführungsformen“ bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine Struktur oder eine Charakteristik, das/die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben ist, in wenigstens einigen Ausführungsformen, jedoch nicht notwendigerweise in allen Ausführungsformen enthalten ist. Die verschiedenen Erscheinungsformen von „einer Ausführungsform“, „einer (1) Ausführungsform“ oder „irgendwelchen Ausführungsformen“ beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf die gleichen Ausführungsformen. Falls die Beschreibung besagt, dass eine Komponente, ein Merkmal, eine Struktur oder eine Charakteristik enthalten sein „könnte“ oder „kann“, muß diese(s) genaue Komponente, Merkmal, Struktur oder Charakteristik nicht enthalten sein. Falls die Beschreibung oder ein Anspruch sich auf „ein“ Element bezieht, bedeutet dies nicht, dass lediglich eines der Elemente vorliegt. Falls die Beschreibung oder Ansprüche sich auf „ein weiteres“ Element bezieht, schließt dies nicht aus, dass mehr als eines des weiteren Elements vorliegt.
Darüber hinaus können die jeweiligen Merkmale, Strukturen, Funktionen oder Charakteristiken auf irgendeine Weise miteinander in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. Beispielsweise kann eine erste Ausführungsform mit einer zweiten Ausführungsform überall kombiniert werden, wo sich die jeweiligen Merkmale, Strukturen, Funktionen oder Charakteristiken, die mit den beiden Ausführungsformen assoziiert sind, nicht gegenseitig ausschließen.
Während die Offenbarung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, sind Durchschnittsfachleuten im Lichte der vorangehenden Beschreibung zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Varianten solcher Ausführungsformen ersichtlich. Beispielsweise können andere Speicherarchitekturen, beispielsweise Dynamic RAM (DRAM) die diskutierten Ausführungsformen verwenden. Die Ausführungsformen der Offenbarung sollen sämtliche solche Alternativen, Modifikationen und Varianten umfassen, die innerhalb des breiten Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche fallen.
Ferner können wohlbekannte Strom-/Erdungsverbindungen zu integrierten Schaltungs (integrated circuit (IC))-Chips und anderen Komponenten innerhalb der dargestellten Figuren zur Einfachheit der Darstellung und Diskussion gezeigt sein oder nicht, und um die Offenbarung nicht zu verschleiern. Ferner können Anordnungen in Blockdiagrammform gezeigt sein, um Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden, und auch hinsichtlich der Tatsache, dass Angaben bezüglich der Implementation solcher Blockdiagrammanordnungen stark abhängen von der Plattform, in der die vorliegende Offenbarung implementiert werden soll (d.h. solche Angaben sollten wohl innerhalb der Kenntnis eines Durchschnittsfachmanns liegen). Wo spezifische Details (beispielsweise Schaltungen) dargelegt werden, um beispielhafte Ausführungsformen der Offenbarung zu beschreiben, sollte einem Durchschnittsfachmann ersichtlich sein, dass die Offenbarung ohne oder mit Varianten dieser spezifischen Details umgesetzt werden kann. Die Beschreibung sollte daher als illustrativ anstatt einschränkend betrachtet werden.
Die folgenden Beispiele gehören zu weiteren Ausführungsformen. Angaben in den Beispielen können überall in den ein oder mehreren Ausführungsformen verwendet werden. Sämtliche optionalen Merkmale der hier beschriebenen Vorrichtung können auch bezüglich eines Verfahrens oder Prozesses implementiert werden.
Beispielsweise umfasst in einer Ausführungsform eine integrierte Schaltung (IC): einen Spannungsschwankungsdetektor, der mit einem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Spannungsschwankungsdetektor ein digitales Codewort erzeugen soll, das eine Spannungsschwankung an dem Stromversorgungsknoten darstellt, und einen PLL, der einen Ringoszillator enthält, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Ringoszillator ein Ausgabetaktsignal erzeugen soll, wobei der Ringoszillator betrieben werden kann, um eine Frequenz des Ausgabetaktsignals gemäß dem digitalen Codewort anzupassen.
In einer Ausführungsform umfasst der PLL eine Ladungspumpe, die betrieben werden kann, um das digitale Codewort zu empfangen. In einer Ausführungsform umfasst die Ladungspumpe eine Vielzahl von Transistoren, von denen einige durch das digitale Codewort steuerbar sind, um Stromstärke der Ausgabe der Ladungspumpe anzupassen. In einer Ausführungsform umfasst der PLL einen digitalen Filter, der betrieben werden kann, um das digitale Codewort zu empfangen. In einer Ausführungsform wird der digitale Filter durch Koeffizienten charakterisiert, von dem einige durch das digitale Codewort angepasst werden. In einer Ausführungsform ist der Ringoszillator ein VCO. In einer Ausführungsform umfasst der VCO eine Vielzahl von Verzögerungszellen, von denen jede einen Transistor enthält, der das digitale Codewort empfängt. In einer Ausführungsform ist der Ringoszillator ein DCO. In einer Ausführungsform umfasst der DCO eine Vielzahl von Verzögerungszellen, von denen jede einen Transistor enthält, der das digitale Codewort empfängt. In einer Ausführungsform umfasst der Spannungsschwankungsdetektor einen Analog-zu-Digital-Wandler (Analog to Digital Converter (ADC)).
In einem weiteren Beispiel umfasst in einer Ausführungsform eine Vorrichtung: einen Stromversorgungsknoten; einen Schwankungsdetektor, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Schwankungsdetektor eine digitale Ausgabe erzeugen soll, die eine Spannung des Stromversorgungsknoten darstellt; und einen PLL zum Anpassen ihrer Charakteristiken gemäß der digitalen Ausgabe von dem Schwankungsdetektor. In einer Ausführungsform ist der PLL wenigstens einen Self-Biased-PLL; digitalen PLL; oder LC PLL.
In einer Ausführungsform umfasst die PLL einen Ringoszillator, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Ringoszillator die digitale Ausgabe empfangen soll. In einer Ausführungsform umfasst die PLL eine Ladungspumpe, die mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei die Ladungspumpe die digitale Ausgabe empfangen soll. In einer Ausführungsform umfasst die PLL einen digitalen Filter, der die digitale Ausgabe empfängt.
In einem weiteren Beispiel umfasst ein System in einer Ausführungsform: einen Speicher; einen Prozessor, der mit dem Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor umfasst: einen Spannungsschwankungsdetektor, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Spannungsschwankungsdetektor ein digitales Codewort erzeugen soll, das eine Spannungsschwankung an dem Stromversorgungsknoten darstellt; und einen PLL, die einen Ringoszillator enthält, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Ringoszillator ein Ausgabetaktsignal erzeugen soll, wobei der Ringoszillator betrieben werden kann, um eine Frequenz des Ausgabetaktsignals gemäß dem digitalen Codewort anzupassen; eine drahtlose Schnittstelle, um dem Prozessor zu ermöglichen, mit anderen Geräten zu kommunizieren; und eine Anzeigeeinheit.
In einer Ausführungsform ist der Prozessor ein Mehrkernprozessor, der mehrere Prozessorkerne enthält, und wobei jeder Prozessorkern einen Spannungsschwankungsdetektor enthält. In einer Ausführungsform umfasst der PLL eine Ladungspumpe, die betrieben werden kann, um das digitale Codewort zu empfangen. In einer Ausführungsform umfasst der PLL einen digitalen Filter, der betrieben werden kann, um das digitale Codewort zu empfangen. In einer Ausführungsform umfasst der Spannungsschwankungsdetektor einen ADC.
Eine Zusammenfassung wird bereitgestellt, die dem Leser ermöglich, die Natur und den Charakter der technischen Offenbarung zu erkennen. Die Zusammenfassung wird eingereicht mit dem Verständnis, dass sie nicht verwendet wird, den Schutzbereich oder die Bedeutung der Ansprüche einzuschränken. Die folgenden Ansprüche werden hierdurch in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich als eine separate Ausführungsform steht.

Claims

Integrierte Schaltung (integrated circuit (IC)), umfassend: einen Spannungsschwankungsdetektor, der mit einem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Spannungsschwankungsdetektor ein digitales Codewort erzeugen soll, das eine Spannungsschwankung an dem Stromversorgungsknoten darstellt; und einen Phasenregelkreis (phase locked loop (PLL)), der einen Ringoszillator enthält, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Ringoszillator ein Ausgabetaktsignal erzeugen soll, wobei der Ringoszillator betrieben werden kann, um die Frequenz des Ausgabetaktsignals gemäß dem digitalen Codewort anzupassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator das digitale Codewort empfangen soll.
IC nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL eine Ladungspumpe umfasst, die betrieben werden kann, das digitale Codewort zu empfangen.
IC nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungspumpe eine Vielzahl von Transistoren umfasst, von denen einige durch das digitale Codewort steuerbar sind, um eine Stromstärke der Ausgabe der Ladungspumpe anzupassen.
IC nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL einen digitalen Filter umfasst, der betrieben werden kann, um das digitale Codewort zu empfangen.
IC nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der digitale Filter durch Koeffizienten charakterisiert ist, von denen einige durch das digitale Codewort angepasst werden.
IC nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator (voltage controlled oscillator (VCO)) ist.
IC nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der VCO eine Vielzahl von Verzögerungszellen umfasst, von denen jede einen Transistor enthält, der das digitale Codewort empfängt.
IC nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator ein digital gesteuerter Oszillator (digitally controlled oscillator (DCO)) ist.
IC nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der DCO eine Vielzahl von Verzögerungszellen umfasst, von denen jede einen Transistor enthält, der das digitale Codewort empfängt.
IC nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsschwankungsdetektor einen Analog-zu-Digital-Wandler (Analog to Digital Converter (ADC)) umfasst.
Vorrichtung, umfassend: einen Stromversorgungsknoten; einen Schwankungsdetektor, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der Schwankungsdetektor eine digitale Ausgabe erzeugen soll, die eine Spannung des Stromversorgungsknotens darstellt; und einen Phasenregelkreis (PLL), der mit dem Schwankungsdetektor und dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der PLL einen Ringoszillator umfasst, der mit dem Stromversorgungsknoten gekoppelt ist, wobei der PLL seine Charakteristiken gemäß der digitalen Ausgabe des Schwankungsdetektors anpassen soll, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator die digitale Ausgabe empfangen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL wenigstens eines der folgenden ist: Self-Biased-PLL; digitaler PLL; oder LC PLL.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator von Zellen eines VCO oder DCO gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL eine Ladungspumpe umfasst, wobei die Ladungspumpe die digitale Ausgabe empfangen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der PLL einen digitalen Filter umfasst, der die digitale Ausgabe empfängt.
System, umfassend: einen Speicher; einen Prozessor, der mit dem Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine integrierte Schaltung (IC) gemäß einem der IC-Ansprüche 1 bis 10 enthält; ein drahtlose Schnittstelle zum Ermöglichen, dass der Prozessor mit anderen Geräten kommunizieren kann; und eine Anzeigeeinheit.
System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor ein Mehrkernprozessor ist, der mehrere Prozessorkerne enthält, und wobei jeder Prozessorkern einen Spannungsschwankungsdetektor enthält.
System, umfassend: einen Speicher; einen Prozessor, der mit dem Speicher gekoppelt ist, wobei der Prozessor eine Vorrichtung gemäß einem der Vorrichtungsansprüche 11 bis 15 enthält; eine drahtlose Schnittstelle zum Ermöglichen, dass der Prozessor mit anderen Geräten kommuniziert; und eine Anzeigeeinheit.
System nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor ein Mehrkernprozessor ist, der mehrere Prozessorkerne enthält, und wobei jeder Prozessorkern einen Spannungsschwankungsdetektor enthält.