DE112017005105B4 - Devices and methods for frequency tuning of rotary traveling wave oscillators - Google Patents

Devices and methods for frequency tuning of rotary traveling wave oscillators Download PDF

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Abstract

Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500), der Folgendes aufweist:einen ersten RTWO-Ring (601, 602, 603, 604);mehrere Segmente (100), die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren (92) aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern; undeine Decodierschaltungsanordnung, die dazu eingerichtet ist, die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren basierend auf einem oder mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, wobei die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren über die mehreren Segmente hinweg quantisiert ist;wobei die Decodierschaltungsanordnung mehrere lokale Decodierer (402), die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl ausgewählter Kondensatoren für ein entsprechendes Segment der mehreren Segmente zu steuern, und mehrere Abstimmungsdecodierer (404), die dazu ausgebildet sind, die mehreren lokalen Decodierer (402) basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, aufweist.A rotary traveling wave oscillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) comprising:a first RTWO ring (601, 602, 603, 604);a plurality of segments (100) positioned around the first RTWO ring and comprising a plurality of tuning capacitors (92) selectable to control an oscillation frequency of the RTWO; anddecoding circuitry configured to control the selection of the plurality of tuning capacitors based on one or more frequency tuning codes, the selection of the plurality of tuning capacitors being quantized across the plurality of segments;wherein the decoding circuitry comprises a plurality of local decoders (402), each configured to control a number of selected capacitors for a corresponding segment of the plurality of segments, and a plurality of tuning decoders (404) configured to control the plurality of local decoders (402) based on the one or more frequency tuning codes.

Description

Gebiet der OffenbarungArea of Revelation

Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf elektronische Systeme und insbesondere auf Dreh-Wanderwellen-Oszillatoren (Rotary Traveling-Wave Oscillatoren bzw. RTWOs).Embodiments of the invention relate to electronic systems and in particular to rotary traveling-wave oscillators (RTWOs).

Hintergrundbackground

Dreh-Wanderwellen-Oszillatoren (RTWOs) können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, einschließlich beispielsweise Telekommunikationssystemen, optischen Netzen und/oder einer Chip-zu-Chip-Kommunikation. Zum Beispiel kann ein RTWO in einem Frequenzsynthesizer verwendet werden, um ein Ausgangstaktsignal, das eine gesteuerte Phasen- und Frequenzbeziehung zu einem Referenztaktsignal aufweist, zu erzeugen.Rotary traveling wave oscillators (RTWOs) can be used in a variety of applications including, for example, telecommunications systems, optical networks, and/or chip-to-chip communications. For example, an RTWO can be used in a frequency synthesizer to generate an output clock signal having a controlled phase and frequency relationship to a reference clock signal.

US 2010/0 066 416 A1 offenbart einen digital gesteuerten Oszillator, einen Frequenzsynthesizer und eine Funkkommunikations-Vorrichtung. US 2010/0 066 416 A1 discloses a digitally controlled oscillator, a frequency synthesizer and a radio communication device.

US 2012/0 133 445 A1 offenbart einen elektronischen Pulsgenerator und Oszillator. US 2012/0 133 445 A1 discloses an electronic pulse generator and oscillator.

US 2013/0 093 523 A1 offenbart eine digital gesteuerte Oszillatorvorrichtung und eine Hochfrequenzsignalverarbeitungsvorrichtung. US 2013/0 093 523 A1 discloses a digitally controlled oscillator device and a high frequency signal processing device.

Kurzfassung der OffenbarungSummary of Revelation

Die beanspruchten Gegenstände sind in den unabhängigen Ansprüchen definiert. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The claimed subject matter is defined in the independent claims. Advantageous further developments are described in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt wird ein RTWO geschaffen. Der RTWO weist einen RTWO-Ring mit einem ersten Übertragungsleitungsleiter und einem zweiten Übertragungsleitungsleiter, die zum Führen einer Wanderwelle ausgebildet sind, und mehrere Segmente, die um den RTWO-Ring herum angeordnet sind, auf. Zusätzlich weist ein erstes Segment der mehreren Segmente ein Paar Metallstichleitung, das eine erste Metallstichleitung, die mit dem ersten Übertragungsleitungsleiter elektrisch verbunden ist, und eine zweite Metallstichleitung, die mit dem zweiten Übertragungsleitungsleiter elektrisch verbunden ist, enthält, und eine oder mehrere Kondensatorabstimmungsbanken, die mit dem Paar Metallstichleitungen elektrisch verbunden sind und betreibbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern, auf.According to one aspect, an RTWO is provided. The RTWO includes an RTWO ring having a first transmission line conductor and a second transmission line conductor configured to guide a traveling wave, and a plurality of segments disposed around the RTWO ring. Additionally, a first segment of the plurality of segments includes a pair of metal stubs including a first metal stub electrically connected to the first transmission line conductor and a second metal stub electrically connected to the second transmission line conductor, and one or more capacitor tuning banks electrically connected to the pair of metal stub conductors and operable to control an oscillation frequency of the RTWO.

In einigen Ausführungsformen weist das erste Segment ferner ein TDC-Latch, das zwischen der ersten Metallstichleitung und der zweiten Metallstichleitung elektrisch angeschlossen ist und betreibbar ist, um den Durchgang der Wanderwelle zu detektieren, auf.In some embodiments, the first segment further comprises a TDC latch electrically connected between the first metal stub and the second metal stub and operable to detect passage of the traveling wave.

In einer Reihe von Ausführungsformen haben die erste Metallstichleitung und die zweite Metallstichleitung im Wesentlichen die gleiche Länge.In a number of embodiments, the first metal stub and the second metal stub have substantially the same length.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen haben die erste Metallstichleitung und die zweite Metallstichleitung jeweils eine Länge von mindestens einem Faktor von 0,05 einer Wellenlänge der Wanderwelle.According to various embodiments, the first metal stub and the second metal stub each have a length of at least a factor of 0.05 of a wavelength of the traveling wave.

In einigen Ausführungsformen haben die erste Metallstichleitung und die zweite Metallstichleitung jeweils eine Länge von mindestens etwa 25 µm.In some embodiments, the first metal stub and the second metal stub each have a length of at least about 25 μm.

Gemäß einer Reihe von Ausführungsformen weist das erste Segment ferner einen ersten Abgriffpuffer mit einem Eingang, der elektrisch mit der ersten Metallstichleitung verbunden ist, und einen zweiten Abgriffpuffer mit einem Eingang, der elektrisch mit der zweiten Metallstichleitung verbunden ist, auf.According to a number of embodiments, the first segment further comprises a first tap buffer having an input electrically connected to the first metal stub and a second tap buffer having an input electrically connected to the second metal stub.

In mehreren Ausführungsformen weist das erste Segment ferner eine Regenerationsschaltung, die zwischen der ersten Metallstichleitung und der zweiten Metallstichleitung elektrisch angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, der Wanderwelle Energie zu liefern, um einen Verlust der differenziellen Übertragungsleitung zu kompensieren.In several embodiments, the first segment further comprises a regeneration circuit electrically connected between the first metal stub and the second metal stub and configured to provide energy to the traveling wave to compensate for a loss of the differential transmission line.

In verschiedenen Ausführungsformen weist jedes der mehreren Segmente mehrere Abstimmungskondensatorbanken auf, die betreibbar sind, um eine LSB-Abstimmungsauflösung von 50 kHz/LSB oder weniger und einen Abstimmungsbereich von 4 GHz oder mehr bereitzustellen.In various embodiments, each of the plurality of segments includes a plurality of tuning capacitor banks operable to provide an LSB tuning resolution of 50 kHz/LSB or less and a tuning range of 4 GHz or more.

In einigen Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren Kondensatorabstimmungsbanken eine Feinabstimmungskondensatorbank, die zwischen der ersten Metallstichleitung und der zweiten Metallstichleitung elektrisch angeschlossen ist, und eine Grobstimmungskondensatorbank, die zwischen der ersten Metallstichleitung und der zweiten Metallstichleitung elektrisch angeschlossen ist, auf. Gemäß einer Reihe von Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren Kondensatorabstimmungsbanken ferner eine PVT-Abstimmungskondensatorbank, die zwischen der ersten Metallstichleitung und der zweiten Metallstichleitung elektrisch angeschlossen ist, auf.In some embodiments, the one or more capacitor tuning banks include a fine tuning capacitor bank electrically connected between the first metal stub and the second metal stub and a coarse tuning capacitor bank electrically connected between the first metal stub and the second metal stub. According to a number of embodiments, the one or more capacitor tuning banks further include a PVT tuning capacitor bank electrically connected between the first metal stub and the second metal stub.

In verschiedenen Ausführungsformen weist jedes der Segmente ein TDC-Latch auf und der RTWO weist ferner einen Taktverteilungsbaum und einen Referenztaktpuffer, der dazu ausgebildet ist, an das TDC-Latch jedes der Segmente über den Taktverteilungsbaum ein Referenztaktsignal zu liefern.In various embodiments, each of the segments includes a TDC latch and the RTWO further includes a clock distribution tree and a reference clock buffer configured to provide a reference clock signal to the TDC latch of each of the segments via the clock distribution tree.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine PLL geschaffen. Die PLL weist einen PLL-Kern, der dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere Frequenzabstimmungscodes zu erzeugen, und einen RTWO, der einen Ring, der einen ersten Übertragungsleitungsleiter und einen zweiten Übertragungsleitungsleiter aufweist und dazu ausgebildet ist, eine Wanderwelle zu führen, und mehrere Segmente, die um den Ring herum angeordnet sind, enthält, auf. Jedes der Segmente weist ein Paar Metallstichleitungen, das eine erste Metallstichleitung, die mit dem ersten Übertragungsleitungsleiter elektrisch verbunden ist, und eine zweite Metallstichleitung, die mit dem zweiten Übertragungsleitungsleiter elektrisch verbunden ist, enthält, und eine oder mehrere Kondensatorabstimmungsbanken, die mit dem Paar Metallstichleitungen elektrisch verbunden sind und betreibbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, auf.According to another aspect, a PLL is provided. The PLL includes a PLL core configured to generate one or more frequency tuning codes, and an RTWO including a ring having a first transmission line conductor and a second transmission line conductor configured to guide a traveling wave, and a plurality of segments disposed around the ring. Each of the segments includes a pair of metal stubs including a first metal stub electrically connected to the first transmission line conductor and a second metal stub electrically connected to the second transmission line conductor, and one or more capacitor tuning banks electrically connected to the pair of metal stubs and operable to control an oscillation frequency of the RTWO based on the one or more frequency tuning codes.

In einigen Ausführungsformen haben die erste Metallstichleitung und die zweite Metallstichleitung jeweils eine Länge von mindestens einem Faktor von 0,05 einer Wellenlänge der Wanderwelle.In some embodiments, the first metal stub and the second metal stub each have a length of at least a factor of 0.05 of a wavelength of the traveling wave.

In verschiedenen Ausführungsformen ist der RTWO dazu ausgebildet, in der PLL sowohl als digital gesteuerter Oszillator als auch als Zeit-Digital-Umsetzer zu fungieren.In various embodiments, the RTWO is designed to function both as a digitally controlled oscillator and as a time-to-digital converter in the PLL.

In einer Reihe von Ausführungsformen enthalten die eine oder die mehreren Kondensatorabstimmungsbanken eine Feinabstimmungskondensatorbank und eine Grobabstimmungskondensatorbank und der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes enthalten einen Grobabstimmungscode und einen Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode.In a number of embodiments, the one or more capacitor tuning banks include a fine tuning capacitor bank and a coarse tuning capacitor bank, and the one or more frequency tuning codes include a coarse tuning code and a fine integer tuning code.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein RTWO geschaffen. Der RTWO weist mindestens einen RTWO-Ring, mehrere Segmente, die um den mindestens einen RTWO-Ring herum positioniert sind, und ein Segmentdecodiersystem auf. Jedes der mehreren Segmente weist eine oder mehrere konfigurierbare Schaltungen auf und das Segmentdecodiersystem ist mit den mehreren Segmenten elektrisch verbunden und ist dazu ausgebildet, ein Schreiben von Konfigurationsdaten in die eine oder die mehreren konfigurierbaren Schaltungen basierend auf einem Segmentadressensignal zu steuern.According to another aspect, an RTWO is provided. The RTWO comprises at least one RTWO ring, a plurality of segments positioned around the at least one RTWO ring, and a segment decoding system. Each of the plurality of segments comprises one or more configurable circuits, and the segment decoding system is electrically connected to the plurality of segments and is configured to control writing of configuration data to the one or more configurable circuits based on a segment address signal.

In einigen Ausführungsformen ist jedes der mehreren Segmente über das Segmentadressensignal individuell adressierbar.In some embodiments, each of the plurality of segments is individually addressable via the segment address signal.

In verschiedenen Ausführungsformen weist das Segmentdecodiersystem mehrere Segmentdecodierer auf, von denen jeder mit einem entsprechenden Segment der mehreren Segmente verbunden ist.In various embodiments, the segment decoding system comprises a plurality of segment decoders, each of which is connected to a corresponding segment of the plurality of segments.

In mehreren Ausführungsformen weist der RTWO ferner eine serielle Schnittstelle auf, die dazu ausgebildet ist, ein Segmentdatensignal und das Segmentadressensignal an das Segmentdecodiersystem zu liefern. In einer Reihe von Ausführungsformen ist das Segmentdecodiersystem dazu ausgebildet, ein Segment der mehreren Segmente basierend auf einem Wert des Segmentadressensignals auszuwählen und mehrere Bits des Segmentdatensignals in das ausgewählte Segment zu schreiben. Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Segmentdecodiersystem dazu ausgebildet, die mehreren Bits des Segmentdatensignals in mehreren Taktzyklen über einen oder mehrere Drähte mit einer geringeren Anzahl als die mehreren Bits in das ausgewählte Segment zu schreiben. In verschiedenen Ausführungsformen ist das Segmentdecodiersystem dazu ausgebildet, ein Segment der mehreren Segmente basierend auf einem Wert des Segmentadressensignals auszuwählen und ein oder mehrere Bits aus dem ausgewählten Segment zu lesen. In einer Reihe von Ausführungsformen weist die serielle Schnittstelle eine lokale SPI auf.In several embodiments, the RTWO further comprises a serial interface configured to provide a segment data signal and the segment address signal to the segment decoding system. In a number of embodiments, the segment decoding system is configured to select a segment of the plurality of segments based on a value of the segment address signal and to write a plurality of bits of the segment data signal to the selected segment. According to some embodiments, the segment decoding system is configured to write the plurality of bits of the segment data signal to the selected segment in a plurality of clock cycles over one or more wires having a fewer number than the plurality of bits. In various embodiments, the segment decoding system is configured to select a segment of the plurality of segments based on a value of the segment address signal and to write a plurality of bits of the segment data signal to the selected segment. sensignal and read one or more bits from the selected segment. In a number of embodiments, the serial interface comprises a local SPI.

In einigen Ausführungsformen weisen die eine oder die mehreren konfigurierbaren Schaltungen eine Regenerationsschaltung, ein Latch, einen Abstimmungskondensator und/oder einen Abgriffpuffer auf.In some embodiments, the one or more configurable circuits include a regeneration circuit, a latch, a tuning capacitor, and/or a tap buffer.

In verschiedenen Ausführungsformen sind die Konfigurationsdaten so betreibbar, dass sie einen Vorstrom, einen Widerstandswert, einen Kapazitätswert und/oder eine Transistorbreite der einen oder der mehreren konfigurierbaren Schaltungen steuern.In various embodiments, the configuration data is operable to control a bias current, a resistance value, a capacitance value, and/or a transistor width of the one or more configurable circuits.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein RTWO geschaffen. Der RTWO weist einen ersten RTWO-Ring, mehrere Segmente, die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern, und eine Decodierschaltung, die betreibbar ist, um eine Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren basierend auf einem oder mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, auf. Die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren wird über die mehreren Segmente hinweg quantisiert.According to another aspect, an RTWO is provided. The RTWO includes a first RTWO ring, a plurality of segments positioned around the first RTWO ring and including a plurality of tuning capacitors selectable to control an oscillation frequency of the RTWO, and a decoding circuit operable to control a selection of the plurality of tuning capacitors based on one or more frequency tuning codes. The selection of the plurality of tuning capacitors is quantized across the plurality of segments.

In einigen Ausführungsformen weist die Decodierschaltung mehrere lokale Decodierer, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl ausgewählter Kondensatoren für ein entsprechendes Segment der mehreren Segmente zu steuern, und mehrere Abstimmungsdecodierer, die dazu ausgebildet sind, die mehreren lokalen Decodierer basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, auf.In some embodiments, the decoding circuit includes a plurality of local decoders, each configured to control a number of selected capacitors for a corresponding segment of the plurality of segments, and a plurality of tuning decoders configured to control the plurality of local decoders based on the one or more frequency tuning codes.

In einer Reihe von Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf, wobei die Decodierschaltung so implementiert ist, dass eine Auswahl von einem oder mehreren Abstimmungsdecodierern als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungcodes dynamisch ausgewählt wird. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Decodierschaltung so implementiert, dass eine Sequenz des Auswählens jedes der mehrehren Abstimmungsdecodierer für eine erste Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes relativ zu einer zweiten Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes verschieden ist. In mehreren Ausführungsformen rotiert die Auswahlsequenz durch mehrere verschiedene Auswahlsequenzen. Gemäß mehreren Ausführungsformen wird die Auswahlsequenz zufällig oder pseudozufällig ausgewählt.In a number of embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, wherein the decoding circuit is implemented such that a selection of one or more tuning decoders is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code. In various embodiments, the decoding circuit is implemented such that a sequence of selecting each of the plurality of tuning decoders for a first ramp of the fine frequency tuning code relative to a second ramp of the fine frequency tuning code is different. In various embodiments, the selection sequence rotates through a plurality of different selection sequences. According to various embodiments, the selection sequence is selected randomly or pseudorandomly.

In mehreren Ausführungsformen ist die Decodierschaltung so implementiert, dass eine Auswahl eines oder mehrerer Abstimmungskondensatoren als Antwort auf einen gegebenen Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes dynamisch ausgewählt wird.In several embodiments, the decoding circuit is implemented such that a selection of one or more tuning capacitors is dynamically selected in response to a given value of the one or more frequency tuning codes.

In einigen Ausführungsformen weist der erste RTWO-Ring mehrere Seiten auf und die Decodierschaltung ist ferner dazu ausgebildet, eine Anzahl ausgewählter Abstimmungskondensatoren für jede Seite des RTWO-Rings abzugleichen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die Decodierschaltung so implementiert, dass die Anzahl der ausgewählten Abstimmungskondensatoren pro Seite des RTWO-Rings höchstens einen Abstimmungskondensator für jeden Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes beträgt.In some embodiments, the first RTWO ring has multiple sides and the decoding circuit is further configured to adjust a number of selected tuning capacitors for each side of the RTWO ring. According to various embodiments, the decoding circuit is implemented such that the number of selected tuning capacitors per side of the RTWO ring is at most one tuning capacitor for each value of the one or more frequency tuning codes.

In verschiedenen Ausführungsformen weist der RTWO ferner einen zweiten RTWO-Ring, der mit dem ersten RTWO-Ring gekoppelt bzw. verrastet (Englisch „locked“ bzw. phasengekoppelt) ist, auf und die Decodierschaltung steuert separat eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings und des zweiten RTWO-Rings. Gemäß einer Reihe von Ausführungsformen ist die Decodierschaltung ferner dazu ausgebildet, eine Anzahl ausgewählter Abstimmungskondensatoren für den ersten und den zweiten RTWO-Ring abzugleichen. Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Decodierschaltung so implementiert, dass eine Anzahl ausgewählter Abstimmungskondensatoren pro RTWO-Ring höchstens einen Abstimmungskondensator für jeden Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes beträgt.In various embodiments, the RTWO further comprises a second RTWO ring locked to the first RTWO ring, and the decoding circuit separately controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring and the second RTWO ring. According to a number of embodiments, the decoding circuit is further configured to adjust a number of selected tuning capacitors for the first and second RTWO rings. According to some embodiments, the decoding circuit is implemented such that a number of selected tuning capacitors per RTWO ring is at most one tuning capacitor for each value of the one or more frequency tuning codes.

In einer Reihe von Ausführungsformen weisen die mehreren Abstimmungskondensatoren mehrere Grobabstimmungskondensatoren, mehrere Feinabstimmungskondensatoren und/oder mehrere PVT-Abstimmungskondensatoren auf.In a number of embodiments, the plurality of tuning capacitors comprises a plurality of coarse tuning capacitors, a plurality of fine tuning capacitors, and/or a plurality of PVT tuning capacitors.

In mehreren Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf und die Decodierschaltung ist ferner dazu ausgebildet, einen Versatzcode zu empfangen, der betreibbar ist, um durch Einstellen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes eine Kapazitätsanpassung an einem bestimmten Segment der mehreren Segmente bereitzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Versatzcode dazu ausgebildet, eine dynamische Kapazitätsanpassung für die mehreren Segmente bereitzustellen, während der RTWO betreibbar ist, um den RTWO zu linearisieren.In several embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code and the decoding circuit is further configured to receive an offset code operable to adjust a value of the fine frequency tuning codes to provide a capacity adjustment at a particular segment of the plurality of segments. In various embodiments, the offset code is configured to provide a dynamic capacity adjustment for the plurality of segments while the RTWO is operable to linearize the RTWO.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine PLL mit feiner Frequenzabstimmungsauflösung geschaffen. Die PLL weist einen PLL-Kern, der zum Erzeugen eines oder mehrerer Frequenzabstimmungscodes ausgebildet ist, und einen RTWO auf. Der RTWO weist einen ersten RTWO-Ring, mehrere Segmente, die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern, und eine Decodierschaltung, die betreibbar ist, um eine Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, auf. Die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren wird über die mehreren Segmente hinweg quantisiert.According to another aspect, a PLL with fine frequency tuning resolution is provided. The PLL includes a PLL core configured to generate one or more frequency tuning codes and an RTWO. The RTWO includes a first RTWO ring, a plurality of segments positioned around the first RTWO ring and including a plurality of tuning capacitors selectable to control an oscillation frequency of the RTWO, and a decoding circuit operable to control a selection of the plurality of tuning capacitors based on the one or more frequency tuning codes. The selection of the plurality of tuning capacitors is quantized across the plurality of segments.

In verschiedenen Ausführungsformen weist die Decodierschaltung mehrere lokale Decodierer, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl ausgewählter Kondensatoren für ein entsprechendes Segment der mehreren Segmente zu steuern, und mehrere Abstimmungsdecodierer, die dazu ausgebildet sind, die mehreren lokalen Decodierer basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, auf.In various embodiments, the decoding circuit includes a plurality of local decoders, each configured to control a number of selected capacitors for a corresponding segment of the plurality of segments, and a plurality of tuning decoders configured to control the plurality of local decoders based on the one or more frequency tuning codes.

In einigen Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf, wobei die Decodierschaltung so implementiert ist, dass eine Auswahl eines oder mehrerer Abstimmungsdecodierer als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungscodes dynamisch ausgewählt wird. In mehreren Ausführungsformen ist die Decodierschaltung so implementiert, dass eine Sequenz des Auswählens jedes der mehreren Abstimmungsdecodierer für eine erste Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes relativ zu einer zweiten Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes verschieden ist.In some embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, wherein the decoding circuit is implemented such that a selection of one or more tuning decoders is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code. In several embodiments, the decoding circuit is implemented such that a sequence of selecting each of the plurality of tuning decoders is different for a first ramp of the fine frequency tuning code relative to a second ramp of the fine frequency tuning code.

In einer Reihe von Ausführungsformen weist die PLL ferner einen zweiten RTWO-Ring, der mit dem ersten RTWO-Ring gekoppelt bzw. verrastet ist, auf und die Decodierschaltung steuert eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings und des zweiten RTWO-Rings separat. In verschiedenen Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf und die Decodierschaltung ist ferner dazu ausgebildet, einen Versatzcode zu empfangen, der betreibbar ist, um durch Einstellen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes eine Kapazitätsanpassung an einem bestimmten Segment der mehreren Segmente bereitzustellen.In a number of embodiments, the PLL further comprises a second RTWO ring locked to the first RTWO ring, and the decoding circuit controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring and the second RTWO ring separately. In various embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, and the decoding circuit is further configured to receive an offset code operable to provide capacitance adjustment to a particular segment of the plurality of segments by adjusting a value of the fine frequency tuning code.

In einigen Ausführungsformen ist der PLL-Kern dazu ausgebildet, den Wert des Versatzcodes zu steuern, um eine Kapazität der mehreren Segmente dynamisch zu ändern, um den RTWO zu linearisieren.In some embodiments, the PLL core is configured to control the value of the offset code to dynamically change a capacity of the plurality of segments to linearize the RTWO.

In einer Reihe von Ausführungsformen entspricht die Frequenzschrittgröße des RTWO einer Frequenzänderung, die sich aus einer Auswahl eines Abstimmungskondensators eines Segments ergibt.In a number of embodiments, the frequency step size of the RTWO corresponds to a frequency change resulting from a selection of a tuning capacitor of a segment.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein RTWO geschaffen. Der RTWO weist einen ersten RTWO-Ring, mehrere Segmente, die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern, und eine Decodierschaltung, die mehrere lokale Decodierer aufweist, die jeweils zum Steuern einer Anzahl von ausgewählten Abstimmungskondensatoren in einem jeweiligen der mehreren Segmente ausgebildet sind, auf. Außerdem sind mehrere Eingabecodes für die mehreren lokalen Decodierer separat steuerbar.According to another aspect, an RTWO is provided. The RTWO includes a first RTWO ring, a plurality of segments positioned around the first RTWO ring and including a plurality of tuning capacitors selectable to control an oscillation frequency of the RTWO, and a decoding circuit including a plurality of local decoders each configured to control a number of selected tuning capacitors in a respective one of the plurality of segments. Additionally, a plurality of input codes for the plurality of local decoders are separately controllable.

In einigen Ausführungsformen weist die Decodierschaltung ferner mehrere Abstimmungsdecodierer auf, die zum Steuern der mehreren Eingabecodes basierend auf einem oder mehreren Frequenzabstimmungscodes ausgebildet sind.In some embodiments, the decoding circuit further comprises a plurality of tuning decoders configured to control the plurality of input codes based on one or more frequency tuning codes.

In einer Reihe von Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf und die Decodierschaltung ist so implementiert, dass eine Auswahl eines oder mehrerer Abstimmungsdecodierer als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungcodes dynamisch ausgewählt wird.In a number of embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, and the decoding circuit is implemented such that a selection of one or more tuning decoders is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code.

In mehreren Ausführungsformen weist der RTWO ferner einen zweiten RTWO-Ring, der mit dem ersten RTWO-Ring gekoppelt bzw. verrastet ist, auf und die Decodierschaltung steuert eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings und des zweiten RTWO-Rings separat.In several embodiments, the RTWO further comprises a second RTWO ring locked to the first RTWO ring, and the decoding circuit controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring and the second RTWO ring separately.

Gemäß einigen Ausführungsformen weisen der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode auf und die Decodierschaltung ist ferner dazu ausgebildet, einen Versatzcode zu empfangen, der betreibbar ist, um eine Kapazitätsanpassung an einem bestimmten Segment der mehreren Segmente durch Anpassen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes bereitzustellen.According to some embodiments, the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code and the decoding circuit is further configured to receive an offset code operable to provide capacity adjustment at a particular segment of the plurality of segments by adjusting a value of the fine frequency tuning code.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

  • 1 ist eine schematische Darstellung einer vollständig digitalen Phasenregelschleife (ADPLL, all-digital phase-locked loop) gemäß einer Ausführungsform. 1 is a schematic diagram of an all-digital phase-locked loop (ADPLL) according to one embodiment.
  • 2 ist ein Beispiel eines Diagramms des Phasenrauschens über der Versatzfrequenz für eine Implementierung der ADPLL von 1. 2 is an example of a phase noise versus offset frequency plot for an implementation of the ADPLL of 1 .
  • 3 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung eines Dreh-Wanderwellen-Oszillators (RTWO). 3 is a schematic representation of an implementation of a rotary traveling wave oscillator (RTWO).
  • 4 zeigt eine Implementierung einer segmentierten Abstimmung für einen RTWO. 4 shows an implementation of segmented voting for an RTWO.
  • 5 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung eines RTWO mit überlagerten Transitwellenformen einer Wanderwelle. 5 is a schematic representation of an implementation of an RTWO with superimposed transit waveforms of a traveling wave.
  • 6A ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines RTWO mit Segmenten, die Metallstichleitungen aufweisen. 6A is a schematic representation of an embodiment of an RTWO with segments having metal stubs.
  • 6B ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Taktverteilungsbaums für einen RTWO. 6B is a schematic representation of one embodiment of a clock distribution tree for an RTWO.
  • 7 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines RTWO-Segments mit Metallstichleitungen. 7 is a schematic representation of an embodiment of an RTWO segment with metal stubs.
  • 8A bis 8R zeigen eine RTWO-Abstimmungskondensatorsequenz zur Prozess-, Spannungs- und Temperatur-Abstimmung (PVT-Abstimmung) gemäß einer Ausführungsform. 8A until 8R show an RTWO tuning capacitor sequence for process, voltage, and temperature tuning (PVT tuning) according to one embodiment.
  • 9A bis 9J zeigen eine RTWO-Abstimmungskondensatorsequenz zum Fein-Ganzzahl-Abstimmung gemäß einer Ausführungsform. 9A until 9J show an RTWO tuning capacitor sequence for fine integer tuning according to an embodiment.
  • 10 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO mit segmentierter Decodierung. 10 shows an embodiment of an RTWO with segmented decoding.
  • 11 zeigt eine Ausführungsform von Abstimmungsdecodierern für einen Mehrring-RTWO. 11 shows an embodiment of voting decoders for a multi-ring RTWO.
  • 12 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO-Abstimmungsdecodierers. 12 shows an embodiment of an RTWO voting decoder.
  • 13A-1 und 13A-2 zeigen eine Ausführungsform eines dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. 13A-1 and 13A-2 show an embodiment of a dynamic element matching for the segment selection of an RTWO.
  • 13B-1 und 13B-2 zeigen eine weitere Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. 13B-1 and 13B-2 show another embodiment of dynamic element matching for segment selection of an RTWO.
  • 13C-1 und 13C-2 zeigen eine weitere Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. 13C-1 and 13C-2 show another embodiment of dynamic element matching for segment selection of an RTWO.
  • 14 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO mit segmentierter digitaler Adressierung. 14 shows an embodiment of an RTWO with segmented digital addressing.
  • 15 zeigt verschiedene Ausführungsformen von programmierbaren Segmentschaltungen. 15 shows various embodiments of programmable segment circuits.
  • 16 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO-basierten PLL-Systems. 16 shows an embodiment of an RTWO-based PLL system.

Genaue Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

Die folgende ausführliche Beschreibung bestimmter Ausführungsformen präsentiert verschiedene Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung kann jedoch auf zahlreiche verschiedene Arten verkörpert sein, wie sie durch die Ansprüche definiert und abgedeckt sind. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente bezeichnen können. Es versteht sich, dass in den Figuren dargestellte Elemente nicht unbedingt maßstabsgerecht gezeichnet sind. Darüber hinaus versteht es sich, dass bestimmte Ausführungsformen mehr Elemente als in einer Zeichnung dargestellt und/oder eine Teilmenge der in einer Zeichnung dargestellten Elemente aufweisen können. Ferner können einige Ausführungsformen eine beliebige geeignete Kombination von Merkmalen aus zwei oder mehr Zeichnungen aufweisen.The following detailed description of certain embodiments presents various descriptions of specific embodiments of the invention. However, the invention may be embodied in many different ways as defined and covered by the claims. In this description, reference is made to the drawings, in which like reference characters may designate identical or functionally similar elements. It is to be understood that elements shown in the figures are not necessarily drawn to scale. Furthermore, it is to be understood that certain Embodiments may include more elements than shown in a drawing and/or a subset of the elements shown in a drawing. Furthermore, some embodiments may include any suitable combination of features from two or more drawings.

Wie Fachleute auf dem Gebiet erkennen werden, kann ein Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) eine differenzielle Übertragungsleitung, die in einem Ring mit einer ungeraden Anzahl von einer oder mehreren Überkreuzungen verschaltet ist, und mehrere Regenerationsschaltungen, die entlang eines Pfads der differenziellen Übertragungsleitung elektrisch angeschlossen sind, aufweisen. Zusätzlich kann jede Überkreuzung die Polarität einer Welle, die sich entlang der differenziellen Übertragungsleitung ausbreitet, umkehren und die Regenerationsschaltungen können der Welle Energie zuführen, um die Verluste der differenziellen Übertragungsleitung zu kompensieren. Zusätzliche Einzelheiten von RTWOs können so ausgestaltet sein, wie sie in dem US-Patent Nr. 6556089 mit dem Titel „ELECTRONIC CIRCUITRY“ beschrieben sind, das am 29. April 2003 erteilt wurde und das hiermit durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen wird.As will be appreciated by those skilled in the art, a rotating traveling wave oscillator (RTWO) may include a differential transmission line connected in a ring with an odd number of one or more crossovers and a plurality of regeneration circuits electrically connected along a path of the differential transmission line. In addition, each crossover may reverse the polarity of a wave propagating along the differential transmission line and the regeneration circuits may add energy to the wave to compensate for the losses of the differential transmission line. Additional details of RTWOs may be as described in the US Patent No. 6556089 entitled “ELECTRONIC CIRCUITRY”, which issued on April 29, 2003, and which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Vorrichtungen und Verfahren für RTWOs werden hierin geschaffen.Apparatus and methods for RTWOs are provided herein.

Gemäß einem ersten Aspekt weist ein RTWO eine differenzielle Übertragungsleitung, die in einem Ring verschaltet ist, und mehrere Segmente, die um den Ring herum verteilt sind. auf. Die Segmente weisen Metallstichleitungen auf, die von der differenziellen Übertragungsleitung des RTWO ausgehen. Die Metallstichleitungen ermöglichen den Zugriff auf zusätzliche Gestaltungsressourcen zum Abstimmen von Kondensatoren und anderen Schaltungen der RTWO-Segmente und ermöglichen gleichzeitig, dass die Länge des RTWO-Rings relativ kurz ist. Somit verhindern die Metallstichleitungen nicht, dass der RTWO mit einer relativ hohen Schwingungsfrequenz, beispielsweise 10 GHz oder mehr, arbeitet, und sorgen gleichzeitig für eine Verbindungsfähigkeit zu Abstimmungskondensatoren, die die Schwingungsfrequenz des RTWO über einen weiten Abstimmungsbereich abstimmen und/oder eine feine Frequenzschrittweite bereitstellen. In bestimmten Implementierungen ist der RTWO mittels Grob- und Feinabstimmungskondensatoren abstimmungsbar, um einen weiten Abstimmungsbereich, eine Temperaturnachführung und Frequenzrampen mit großer Bandbreite, beispielsweise Rampen von bis zu etwa 1 GHz bei 10 GHz, bereitzustellen.According to a first aspect, an RTWO comprises a differential transmission line interconnected in a ring and a plurality of segments distributed around the ring. The segments comprise metal stubs extending from the differential transmission line of the RTWO. The metal stubs provide access to additional design resources for tuning capacitors and other circuits of the RTWO segments while allowing the length of the RTWO ring to be relatively short. Thus, the metal stubs do not prevent the RTWO from operating at a relatively high oscillation frequency, e.g. 10 GHz or more, while providing connectivity to tuning capacitors that tune the oscillation frequency of the RTWO over a wide tuning range and/or provide a fine frequency step size. In certain implementations, the RTWO is tunable using coarse and fine tuning capacitors to provide a wide tuning range, temperature tracking, and wide bandwidth frequency ramps, for example ramps up to about 1 GHz at 10 GHz.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein verteiltes quantisiertes Schema zum Abstimmen einer Frequenz des RTWO geschaffen. Der RTWO weist mehrere Segmente auf, die um den Ring des RTWO verteilt sind, und die Segmente enthalten Abstimmungskondensatoren und andere Schaltungen. Die verteilte quantisierte Frequenzabstimmung wird verwendet, um die Abstimmungskondensatoren in den RTWO-Segmenten unter Verwendung separat steuerbarer Codewerte zu steuern, wodurch die Frequenzschrittweite oder -auflösung des RTWO verbessert wird. In Konfigurationen mit mehreren RTWO-Ringen, die zur Reduzierung von Phasenrauschen miteinander gekoppelt sind, kann die verteilte quantisierte Frequenzabstimmung verwendet werden, um die Abstimmungskondensatoren über mehrere miteinander gekoppelte RTWO-Ringe hinweg, z. B. eine RTWO-Konfiguration mit 4 gekoppelten Ringen, separat einzustellen. Durch Implementieren des RTWO mit verteilter quantisierter Frequenzabstimmung wird eine relativ feine Frequenzauflösung erreicht, beispielsweise eine Abstimmungsauflösung für das niedrigstwertige Bit (LSB-Abstimmungsauflösung) von 50 kHz/LSB oder weniger und ein relativ weiter Abstimmungsbereich, beispielsweise 4 GHz oder mehr. Das verteilte quantisierte Schema kann für eine Vielzahl von Abstimmungsweisen verwendet werden, einschließlich Grobabstimmung, Feinabstimmung und Prozess-, Spannungs- und Temperaturabstimmung (PVT-Abstimmung).According to a second aspect, a distributed quantized scheme is provided for tuning a frequency of the RTWO. The RTWO has multiple segments distributed around the ring of the RTWO, and the segments include tuning capacitors and other circuitry. The distributed quantized frequency tuning is used to control the tuning capacitors in the RTWO segments using separately controllable code values, thereby improving the frequency step size or resolution of the RTWO. In configurations with multiple RTWO rings coupled together to reduce phase noise, the distributed quantized frequency tuning may be used to separately adjust the tuning capacitors across multiple RTWO rings coupled together, e.g., an RTWO configuration with 4 coupled rings. By implementing the RTWO with distributed quantized frequency tuning, a relatively fine frequency resolution is achieved, for example, a least significant bit (LSB) tuning resolution of 50 kHz/LSB or less and a relatively wide tuning range, for example, 4 GHz or more. The distributed quantized scheme can be used for a variety of tuning modes, including coarse tuning, fine tuning, and process, voltage, and temperature (PVT) tuning.

Gemäß einem dritten Aspekt wird ein segmentiertes Decodierschema für RTWO-Frequenzabstimmungscodes geschaffen, um die Decodierungskomplexität zu reduzieren. Das segmentierte Decodierschema kann unter Verwendung einer Kombination aus globaler und lokaler Decodierung für die Frequenzabstimmungscodes aus einem PLL-Kern (Phasenregelschleifen-Kern) arbeiten, um die Anzahl von Drähten oder Leitern zwischen dem PLL-Kern und dem RTWO um einen relativ großen Faktor zu reduzieren, beispielsweise einen Faktor von 10 oder mehr.According to a third aspect, a segmented decoding scheme for RTWO frequency tuning codes is provided to reduce decoding complexity. The segmented decoding scheme may operate using a combination of global and local decoding for the frequency tuning codes from a PLL (phase locked loop) core to reduce the number of wires or conductors between the PLL core and the RTWO by a relatively large factor, for example a factor of 10 or more.

Gemäß einem vierten Aspekt wird ein dynamisches Elementabgleichsschema geschaffen, um die Feinabstimmungsverstärkungseigenschaften des RTWO zu linearisieren. Beispielsweise kann ein dynamischer Elementabgleich verwendet werden, um die Periodizität einer festen Sequenz der Segmentauswahl, die bei dem segmentierten Decodierschema für den RTWO verwendet wird, zu reduzieren oder zu beseitigen. Durch Reduzieren oder Beseitigen der Periodizität bei der Auswahl der Segmentsequenz können unerwünschte Störfrequenzkomponenten geschwächt werden. Im Gegensatz dazu kann eine feste Sequenz des Auswählens von RTWO-Segmenten die spektrale Integrität verschlechtern, da aufgrund der Nichtlinearität der Feinabstimmungseigenschaften des RTWO Störfrequenzkomponenten erzeugt werden.According to a fourth aspect, a dynamic element balancing scheme is provided to linearize the fine-tuning gain characteristics of the RTWO. For example, dynamic element balancing may be used to reduce or eliminate the periodicity of a fixed sequence of segment selection used in the segmented decoding scheme for the RTWO. By reducing or eliminating the periodicity in the selection of the segment sequence, unwanted spurious frequency components may be attenuated. In contrast, a fixed sequence of selecting RTWO segments may degrade spectral integrity because spurious frequency components are generated due to the nonlinearity of the fine-tuning characteristics of the RTWO.

Gemäß einem fünften Aspekt wird ein segmentiertes digitales Adressierungsschema geschaffen, um Parameter von RTWO-Segmenten individuell zu steuern. In bestimmten Implementierungen kommuniziert eine serielle Schnittstelle mit den Segmenten über Segmentdecodierer, die mit geteilten oder gemeinsamen Drähten arbeiten, um die Verlegungsdichte zu reduzieren. Die steuerbaren Parameter können Voreinstellungen (beispielsweise einen Vorstrompegel) der in den Regenerationsschaltungen des RTWO verwendeten Verstärker, Voreinstellungen eines Abtast-Latch des RTWO (beispielsweise für eine Zeit-Digital-Umsetzer-Funktion) und / oder das Bereitstellen einer segmentspezifischen Kapazitätsanpassung, um eine Linearitätskorrektur bereitzustellen, enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Somit können die Einstellungen eines bestimmten RTWO-Segments ausgewählt werden, um Anpassungen oder Korrekturen für die Linearität oder andere Betriebseigenschaften zu liefern, wodurch die Leistungsfähigkeit verbessert wird.According to a fifth aspect, a segmented digital addressing scheme is provided to individually control parameters of RTWO segments. In certain implementations, a serial interface communicates with the segments via segment decoders that operate with shared or common wires to reduce routing density. The controllable parameters may include, but are not limited to, presets (e.g., a bias current level) of the amplifiers used in the regeneration circuits of the RTWO, presets of a sampling latch of the RTWO (e.g., for a time-to-digital converter function), and/or providing a segment-specific capacitance adjustment to provide a linearity correction. Thus, the settings of a particular RTWO segment may be selected to provide adjustments or corrections for linearity or other operating characteristics, thereby improving performance.

Die Lehren hierin können verwendet werden, um eine Reihe von Vorteilen bereitzustellen. Gemäß einem Beispiel arbeitet eine RTWO-basierte vollständig digitale Phasenregelschleife (ADPLL) mit einem relativ weiten Frequenzabstimmungsbereich und/oder einer feinen Frequenzabstimmungsauflösung. Darüber hinaus kann die RTWO-basierte ADPLL mit überlegener Robustheit arbeiten, um die Verrastung bei Prozess-, Temperatur- und/oder Spannungsschwankungen aufrechtzuerhalten.The teachings herein can be used to provide a number of advantages. According to one example, an RTWO-based all-digital phase-locked loop (ADPLL) operates with a relatively wide frequency tuning range and/or fine frequency tuning resolution. In addition, the RTWO-based ADPLL can operate with superior robustness to maintain lock during process, temperature, and/or voltage variations.

Die RTWOs hierin können relativ geringes Phasenrauschen aufweisen. Gemäß einem Beispiel erreicht ein RTWO mit vier gekoppelten Ringen ein Einseitenband-Phasenrauschen (SSB-Phasenrauschen) von -121 dBc/Hz bei 8,8 GHz.The RTWOs herein can have relatively low phase noise. According to one example, an RTWO with four coupled rings achieves a single sideband (SSB) phase noise of -121 dBc/Hz at 8.8 GHz.

Die RTWOs hierin können auch auf einer relativ kompakten Fläche implementiert werden und eine relativ geringe Verlustleistung aufweisen. Gemäß einem Beispiel verbraucht ein RTWO mit vier gekoppelten Ringen weniger als etwa 190 mW, wenn er bei etwa 0,9 V betrieben wird, und nimmt eine Fläche von weniger als etwa 1,2 mm2 ein.The RTWOs herein can also be implemented in a relatively compact area and have relatively low power dissipation. According to one example, an RTWO with four coupled rings consumes less than about 190 mW when operating at about 0.9 V and occupies an area of less than about 1.2 mm 2 .

Die RTWOs hierin können auch einen relativ weiten Abstimmungsbereich aufweisen. Gemäß einem Beispiel ist ein RTWO über einen Frequenzbereich von mehr als 3 GHz, beispielsweise zwischen etwa 8,8 GHz und 12 GHz für eine Implementierung mit vier gekoppelten Ringen, abstimmbar.The RTWOs herein may also have a relatively wide tuning range. According to one example, an RTWO is tunable over a frequency range greater than 3 GHz, for example between about 8.8 GHz and 12 GHz for a four coupled ring implementation.

Der weite Abstimmungsbereich kann eine Reihe von Vorteilen bieten. Zum Beispiel kann ein RTWO in einer PLL verwendet werden, die über einen weiten Temperaturschwankungsbereich gekoppelt bzw. verrastet bleiben kann. Zum Beispiel kann der RTWO bis an dem äußersten Ende eines Betriebstemperaturbereichs kalibriert sein und die PLL-Schleife kann gekoppelt bleiben, wenn die Temperatur bis zu dem entgegengesetzten Ende des Temperaturbereichs schwankt. Gemäß einem Beispiel ist der RTWO an einem unteren Ende eines Temperaturbereichs, beispielsweise -40 °C, kalibriert, und die PLL bleibt gekoppelt, wenn die Temperatur allmählich bis zu einem oberen Ende des Temperaturbereichs, beispielsweise 125 °C, erhöht wird. Gemäß einem weiteren Beispiel ist der RTWO an dem oberen Ende des Temperaturbereichs kalibriert und die PLL bleibt gekoppelt, wenn die Temperatur allmählich bis zu dem unteren Ende des Temperaturbereichs gesenkt wird. In solchen Beispielen kann der RTWO als Antwort auf die Änderung der Betriebstemperatur beispielsweise 40 % oder weniger des Feinabstimmungsbereichs des RTWO nutzen.The wide tuning range can provide a number of advantages. For example, an RTWO can be used in a PLL that can remain locked over a wide range of temperature variations. For example, the RTWO can be calibrated to the extreme end of an operating temperature range and the PLL loop can remain locked as the temperature varies to the opposite end of the temperature range. According to one example, the RTWO is calibrated at a lower end of a temperature range, for example -40°C, and the PLL remains locked as the temperature is gradually increased to an upper end of the temperature range, for example 125°C. According to another example, the RTWO is calibrated at the upper end of the temperature range and the PLL remains locked as the temperature is gradually decreased to the lower end of the temperature range. In such examples, the RTWO can utilize, for example, 40% or less of the RTWO's fine tuning range in response to the change in operating temperature.

Bei Verwendung in einer PLL kann der RTWO eine relativ geringe Menge an Jitter in dem Ausgangstakt bieten. In einer beispielhaften Implementierung erzielte eine ADPLL über den Abstimmungsbereich des RTWO einen Jitter im quadratischen Mittel (RMS-Jitter) von etwa 240 fs oder weniger, wenn sie zwischen etwa 1 kHz und 100 MHz in einem Temperaturbereich von etwa -40 °C bis etwa 125 °C betrieben wurde.When used in a PLL, the RTWO can provide a relatively low amount of jitter in the output clock. In an example implementation, an ADPLL achieved root mean square (RMS) jitter of about 240 fs or less over the tuning range of the RTWO when operating between about 1 kHz and 100 MHz in a temperature range of about -40 °C to about 125 °C.

Beispiel einer vollständig digitalen Phasenregelschleife mit einem Dreh-Wanderwellen-OszillatorExample of a fully digital phase-locked loop with a rotary traveling wave oscillator

In bestimmten Konfigurationen hierin wird eine vollständig digitale Phasenregelschleife (ADPLL) bereitgestellt, die einen Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) aufweist. Die ADPLL kann in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, einschließlich Telekommunikation, Chip-zu-Chip-Kommunikation und/ oder automatischer Testausrüstung, ohne darauf beschränkt zu sein. Gemäß einem Beispiel erzeugt die ADPLL ein Ausgangstaktsignal mit einer großen Vielfalt von Frequenzrampenprofilen und / oder -raten.In certain configurations herein, an all-digital phase locked loop (ADPLL) is provided that includes a rotary traveling wave oscillator (RTWO). The ADPLL may be used in a variety of applications including, but not limited to, telecommunications, chip-to-chip communications, and/or automatic test equipment. According to one example, the ADPLL generates an output clock signal with a wide variety of frequency ramp profiles and/or rates.

Im Gegensatz dazu kann eine analoge PLL mit Ladungspumpen unter Versorgungsspannungsschwankungen, einem schmalen Abstimmungsspannungsbereich und/oder Schwankungen der Schleifendynamik leiden. Diese Nachteile können in Implementierungen mit Prozessen relativ kleiner Geometrie, beispielsweise Feinlinien-CMOS-Prozessen, noch verstärkt werden. Obwohl eine ADPLL-Architektur eine Reihe von Vorteilen bieten kann, sind die Lehren hierin auch auf RTWOs anwendbar, die in anderen elektronischen Systemen verwendet werden, wie beispielsweise analogen PLLs, die RTWOs verwenden.In contrast, an analog PLL with charge pumps may suffer from supply voltage variations, a narrow tuning voltage range and/or variations in loop dynamics. These disadvantages may be exacerbated in implementations with relatively small geometry processes, such as fine-line CMOS processes. Although an ADPLL architecture has a can offer a number of advantages, the teachings herein are also applicable to RTWOs used in other electronic systems, such as analog PLLs that use RTWOs.

In bestimmten Implementierungen weist eine ADPLL einen RTWO auf, der sowohl als digital gesteuerter Oszillator (DCO) als auch als Zeit-Digital-Umsetzer (TDC) fungiert. Die Implementierung des RTWO zum Bereitstellen einer Vielzahl von Funktionen verbessert die Kompaktheit eines Entwurfs, da der RTWO für mehrere Zwecke verwendet wird.In certain implementations, an ADPLL includes an RTWO that functions as both a digitally controlled oscillator (DCO) and a time-to-digital converter (TDC). Implementing the RTWO to provide a variety of functions improves the compactness of a design because the RTWO is used for multiple purposes.

Durch Verwenden eines RTWO in der ADPLL kann eine niedrige Gütezahl (FOM) erreicht werden. Die überlegene FOM wird zum Teil durch eine feine Auflösung des TDC der RTWO erreicht.By using an RTWO in the ADPLL, a low figure of merit (FOM) can be achieved. The superior FOM is achieved in part by a fine resolution of the TDC of the RTWO.

Obwohl die hierin beschriebenen RTWOs in ADPLLs verwendet werden können, kann ein gemäß den hierin beschriebenen Lehren implementierter RTWO in einem weiten Bereich von elektronischen Systemen und Anwendungen verwendet werden.Although the RTWOs described herein may be used in ADPLLs, an RTWO implemented according to the teachings described herein may be used in a wide range of electronic systems and applications.

1 ist eine schematische Darstellung einer ADPLL 10 gemäß einer Ausführungsform. Die ADPLL 10 weist einen Bruchakkumulator 1, ein Digitalfilter 2, einen kombinierten digital gesteuerten Oszillator (DCO) und Zeit-Digital-Umsetzer (TDC) 4, einen Zähler 5, Zähler-Latches 6, einen Multiplizierer 7, einen Subtraktionsblock 11 und einen Additionsblock 12 auf. Der kombinierte DCO und TDC 4 weist einen RTWO 15 und TDC-Latches 16 auf. 1 is a schematic diagram of an ADPLL 10 according to one embodiment. The ADPLL 10 includes a fractional accumulator 1, a digital filter 2, a combined digitally controlled oscillator (DCO) and time-to-digital converter (TDC) 4, a counter 5, counter latches 6, a multiplier 7, a subtraction block 11, and an addition block 12. The combined DCO and TDC 4 includes an RTWO 15 and TDC latches 16.

Wie es in 1 gezeigt ist, weist die ADPLL 10 den Bruchakkumulator 1 auf, der ein digitales Abstimmungswort oder einen digitalen Abstimmungscode Nfreq mit der Rate eines Referenztaktsignals CLKREF akkumuliert. Der digitale Abstimmungscode Nfreq kann verwendet werden, um eine Ausgangsfrequenz der ADPLL 10 zu steuern. In der dargestellten Ausführungsform erzeugt der Subtraktionsblock 11 für jeden Zyklus des Referenztaktsignals CLKREF ein Differenzsignal auf der Basis einer Differenz zwischen einer Ausgabe des Bruchakkumulators 1 und einer Anzahl von DCO-Takten NUM_DCO, die zum Teil von dem RTWO 15 erzeugt werden. Die Anzahl der DCO-Takte NUM_DCO entspricht einem digitalen Code, der in Ganzzahl- und Bruchform dargestellt ist.As it is in 1 As shown, the ADPLL 10 includes the fractional accumulator 1 which accumulates a digital tuning word or code N freq at the rate of a reference clock signal CLK REF . The digital tuning code N freq may be used to control an output frequency of the ADPLL 10. In the illustrated embodiment, the subtraction block 11 generates, for each cycle of the reference clock signal CLK REF, a difference signal based on a difference between an output of the fractional accumulator 1 and a number of DCO clocks NUM_DCO generated in part by the RTWO 15. The number of DCO clocks NUM_DCO corresponds to a digital code represented in integer and fractional form.

Wie es in 1 gezeigt ist, fungieren der RTWO 15 und die TDC-Latches 16 so, dass sie eine Bruchzahl von DCO-Takten FRAC_DCO erzeugen, die der Additionsblock 12 mit einer Ganzzahl von DCO-Takten INT_DCO kombiniert, um die Anzahl von DCO-Takten NUM_DCO zu erzeugen. Insbesondere erzeugt der RTWO 15 K Taktphasen, die an die TDC-Latches 16 geliefert werden. Die TDC-Latches 16 verarbeiten die K-Taktphasen aus dem RTWO 15 auf der Basis der Zeitvorgabe des Referenztaktsignals CLKREF, um die Bruchzahl der DCO-Takte FRAC_DCO zu bestimmen. Die K Taktphasen haben die gleiche Schwingungsfrequenz, aber unterschiedliche Phasen. In einer Ausführungsform gibt der RTWO 64 oder mehr Phasen an die TDC-Latches 16 aus. Es sind jedoch auch andere Implementierungen möglich.As it is in 1 As shown, the RTWO 15 and the TDC latches 16 function to generate a fractional number of DCO clocks FRAC_DCO, which the summation block 12 combines with an integer number of DCO clocks INT_DCO to generate the number of DCO clocks NUM_DCO. Specifically, the RTWO 15 generates K clock phases that are provided to the TDC latches 16. The TDC latches 16 process the K clock phases from the RTWO 15 based on the timing of the reference clock signal CLK REF to determine the fractional number of DCO clocks FRAC_DCO. The K clock phases have the same oscillation frequency but different phases. In one embodiment, the RTWO outputs 64 or more phases to the TDC latches 16. However, other implementations are possible.

Obwohl die TDC-Latches 16 als ein von dem RTWO 15 separater Block dargestellt sind, sind die TDC-Latches 16 in bestimmten Implementierungen in einen Entwurf des RTWO 15 integriert, beispielsweise in den Entwurf der RTWO-Segmente.Although the TDC latches 16 are shown as a separate block from the RTWO 15, in certain implementations the TDC latches 16 are integrated into a design of the RTWO 15, for example into the design of the RTWO segments.

Unter weiterer Bezugnahme auf 1 gibt der RTWO 15 ein DCO-Taktsignal CLKDCO aus, das in bestimmten Implementierungen einer der K Taktphasen entsprechen kann. In der dargestellten Ausführungsform dient das DCO-Taktsignal CLKDCO als Eingabe für den Multiplizierer 7, der das DCO-Taktsignal CLKDCO mit einem Multiplikationsfaktor M multipliziert, um ein Ausgangstaktsignal CLKOUT zu erzeugen. Das Aufnehmen des Multiplizierers 7 erhöht die Flexibilität der ADPLL 10 durch Erweitern eines Frequenzbereichs, in dem das Ausgangstaktsignal CLKOUT gesteuert werden kann. Zum Beispiel kann der Multiplizierer 7 verwendet werden, um das Ausgangstaktsignal CLKOUT auf Frequenzen zu steuern, die größer als eine maximale Schwingungsfrequenz des RTWO 15 sind, und kann somit als Frequenzvervielfacher dienen.With further reference to 1 the RTWO 15 outputs a DCO clock signal CLK DCO , which in certain implementations may correspond to one of the K clock phases. In the illustrated embodiment, the DCO clock signal CLK DCO serves as an input to the multiplier 7, which multiplies the DCO clock signal CLK DCO by a multiplication factor M to produce an output clock signal CLK OUT . The inclusion of the multiplier 7 increases the flexibility of the ADPLL 10 by extending a frequency range over which the output clock signal CLK OUT can be controlled. For example, the multiplier 7 can be used to control the output clock signal CLK OUT to frequencies greater than a maximum oscillation frequency of the RTWO 15, and thus can serve as a frequency multiplier.

Gemäß einem Beispiel wird ein RTWO mit einem Multiplikationsfaktor M multipliziert. Gemäß einem anderen Beispiel entfällt ein Multiplizierer.According to one example, an RTWO is multiplied by a multiplication factor M. According to another example, a multiplier is omitted.

Wie es in 1 gezeigt ist, wird das DCO-Taktsignal CLKDCO an den Ganzzahlzähler 5 geliefert, der in Kombination mit den Zähler-Latches 6 arbeitet, um die Ganzzahl der DCO-Zyklen INT_DCO zu erzeugen. In der dargestellten Ausführungsform zählt der Ganzzahlzähler 5 eine Anzahl von Zyklen des DCO-Taktsignals CLKDCO. Beispielsweise kann der Ganzzahlzähler 5 mit einem Anfangswert von 1 geladen werden und danach für jeden Zyklus des DCO-Taktsignals CLKDCO um 1 erhöhen.As it is in 1 As shown, the DCO clock signal CLK DCO is provided to the integer counter 5 which operates in combination with the counter latches 6 to generate the integer number of DCO cycles INT_DCO. In the illustrated embodiment, the integer counter 5 counts a number of cycles of the DCO clock signal CLK DCO . For example, the integer counter 5 may be loaded with an initial value of 1 and thereafter increment by 1 for each cycle of the DCO clock signal CLK DCO .

Das von dem Subtraktionsblock 11 erzeugte Differenzsignal wird durch das Digitalfilter 2 gefiltert. Zudem wird das gefilterte Differenzsignal in dieser Ausführungsform verwendet, um den RTWO 15 sowohl mit einem ganzzahligen digitalen Abstimmungscode INT als auch einem bruchteiligen digitalen Abstimmungscode F abzustimmen.The difference signal generated by the subtraction block 11 is filtered by the digital filter 2. In addition, the filtered difference signal is used in this embodiment to tune the RTWO 15 with both an integer digital tuning code INT and a fractional digital tuning code F.

Der RTWO 15 von 1 wird durch den ganzzahligen digitalen Abstimmungscode INT und den bruchteiligen digitalen Abstimmungscode F abgestimmt, um die Grundschwingungsfrequenz des RTWO zu ändern. In bestimmten Implementierungen kann der RTWO 15 eine zusätzliche Abstimmung verwenden, einschließlich beispielsweise einer Grobabstimmung und/oder Prozess-, Spannungs- und Temperaturabstimmung (PVT-Abstimmung).The RTWO 15 from 1 is tuned by the integer digital tuning code INT and the fractional digital tuning code F to change the fundamental oscillation frequency of the RTWO. In certain implementations, the RTWO 15 may use additional tuning, including, for example, coarse tuning and/or process, voltage, and temperature (PVT) tuning.

Dementsprechend bietet der bruchteilige digitale Abstimmungscode F in bestimmten Implementierungen eine feine bruchteilige Abstimmung des RTWO 15 und der ganzzahlige digitale Abstimmungscode INT bietet eine feine ganzzahlige Abstimmung.Accordingly, in certain implementations, the fractional digital tuning code F provides fine fractional tuning of the RTWO 15 and the integer digital tuning code INT provides fine integer tuning.

Der RTWO 15 kann so implementiert sein, dass er ein oder mehrere hierin offenbarte Merkmale aufweist. In einer Ausführungsform ist der RTWO 15 mit verteilter quantisierter Abstimmung, segmentierter Decodierung, dynamischem Elementabgleich, segmentierter digitaler Adressierung und/oder Segmenten mit Metallstichleitungen implementiert.The RTWO 15 may be implemented to include one or more features disclosed herein. In one embodiment, the RTWO 15 is implemented with distributed quantized tuning, segmented decoding, dynamic element matching, segmented digital addressing, and/or metal stub segments.

Die ADPLL 10 stellt ein Beispiel eines elektronischen Systems dar, das einen RTWO enthalten kann, der gemäß den hierin enthaltenen Lehren implementiert ist. Die hierin beschriebenen RTWOs können jedoch in einer großen Vielzahl von elektronischen Systemen verwendet werden, einschließlich einer Vielzahl von Datenumsetzern und/oder Frequenzsynthesizern, ohne darauf beschränkt zu sein.ADPLL 10 illustrates an example of an electronic system that may include an RTWO implemented in accordance with the teachings herein. However, the RTWOs described herein may be used in a wide variety of electronic systems, including, but not limited to, a variety of data converters and/or frequency synthesizers.

2 ist ein Beispiel eines Graphen 20, in dem für eine Implementierung der ADPLL 10 von 1 Phasenrauschen über der Versatzfrequenz aufgetragen ist. 2 is an example of a graph 20 in which for an implementation of the ADPLL 10 of 1 Phase noise is plotted against the offset frequency.

Der Graph 20 enthält eine erste Kurve 21 von intrinsischem DCO-Phasenrauschen für den kombinierten DCO und TDC 4, eine zweite Kurve 22 von TDC-Phasenrauschen für den kombinierten DCO und TDC 4 und eine dritte Kurve 23 des gesamten ADPLL-Phasenrauschens .The graph 20 contains a first curve 21 of intrinsic DCO phase noise for the combined DCO and TDC 4, a second curve 22 of TDC phase noise for the combined DCO and TDC 4 and a third curve 23 of the total ADPLL phase noise.

Wie es in 2 gezeigt ist, dominieren die RTWO-TDC- und -DCO-Funktionen im Wesentlichen das ADPLL-Phasenrauschen bei Niederfrequenz- bzw. Hochfrequenz-Versätzen.As it is in 2 As shown, the RTWO TDC and DCO functions essentially dominate the ADPLL phase noise at low frequency and high frequency offsets, respectively.

Obwohl ein beispielhafter Graph des Phasenrauschens für die Versatzfrequenz in 2 gezeigt ist, sind andere Phasenrauschen- Versatzfrequenz-Kennlinien möglich.Although an example graph of the phase noise for the offset frequency in 2 As shown, other phase noise offset frequency characteristics are possible.

3 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung eines RTWO 30. Der RTWO 30 weist eine differenzielle Übertragungsleitung auf, die einen ersten Leiter 31 und einen zweiten Leiter 32 aufweist. Wie es in 3 gezeigt ist, ist die differenzielle Übertragungsleitung 31, 32 in einer geschlossenen Schleife oder einem Ring verschaltet und die differenzielle Übertragungsleitung weist eine Überkreuzung 33 auf, um eine Umkehrung für eine Wanderwelle, die sich um den Ring herum fortpflanzt, bereitzustellen. Der RTWO 30 von 3 weist ferner mehrere Segmente 35 auf, die jeweils eine Regenerationsschaltung aufweisen. 3 is a schematic representation of an implementation of an RTWO 30. The RTWO 30 comprises a differential transmission line having a first conductor 31 and a second conductor 32. As shown in 3 As shown, the differential transmission line 31, 32 is connected in a closed loop or ring and the differential transmission line has a crossover 33 to provide a reversal for a traveling wave propagating around the ring. The RTWO 30 of 3 further comprises a plurality of segments 35, each of which has a regeneration circuit.

Der dargestellte RTWO 30 weist eine Überkreuzung und zweiunddreißig Regenerationsschaltungen, die in diesem Beispiel jeweils unter Verwendung von hintereinandergeschalteten Wechselrichtern implementiert sind, auf. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, einschließlich beispielsweise Konfigurationen, die eine andere Anzahl von Überkreuzungen, mehr oder weniger Segmenten, mehr oder weniger Regenerationsschaltungen und/oder auf andere Weise implementierte Regenerationsschaltungen verwenden. Ferner kann der RTWO 30 andere Schaltungen aufweisen, einschließlich Abstimmungskondensatoren, Latches, Puffer und/oder andere Schaltungen in den Segmenten 35, ohne darauf beschränkt zu sein.The illustrated RTWO 30 includes one crossover and thirty-two regeneration circuits, each implemented using series-connected inverters in this example. However, other configurations are possible, including, for example, configurations using a different number of crossovers, more or fewer segments, more or fewer regeneration circuits, and/or regeneration circuits implemented in other ways. Furthermore, the RTWO 30 may include other circuitry, including, but not limited to, tuning capacitors, latches, buffers, and/or other circuitry in the segments 35.

Wie es in 3 gezeigt ist, ist die differenzielle Übertragungsleitung des RTWO in einer geschlossenen Schleife verschaltet und an jeder der vier Ecken gefaltet. Die differenzielle Übertragungsleitung des RTWO kann jedoch auch auf andere Weise implementiert sein, einschließlich beispielsweise unterschiedlicher Implementierungen des Faltens und/oder Verlegens der Leiter 31, 32. Zum Beispiel sind die Lehren hierin nicht nur auf RTWOs anwendbar, die unter Verwendung von rechteckigen oder quadratischen Ringen implementiert sind, aber auch auf RTWOs, die anders geformte Übertragungsleitungen aufweisen. Obwohl der dargestellte RTWO vier Seiten aufweist, sind die Lehren hierin auf RTWOs, die mehr oder weniger Seiten aufweisen, sowie auf RTWOs mit gekrümmten Ringen anwendbar.As it is in 3 As shown, the differential transmission line of the RTWO is connected in a closed loop and folded at each of the four corners. However, the differential transmission line of the RTWO may be implemented in other ways, including, for example, different implementations of folding and/or routing the conductors 31, 32. For example, the teachings herein are applicable not only to RTWOs implemented using rectangular or square rings, but also to RTWOs having differently shaped transmission lines. Although the RTWO illustrated has four sides, the teachings herein are applicable to RTWOs having more or fewer sides, as well as to RTWOs having curved rings.

In der dargestellten Ausführungsform weist der RTWO 30 Segmente 35 auf, die jeweils eine Regenerationsschaltung aufweisen und die im Wesentlichen in regelmäßigen Intervallen um die differenzielle Übertragungsleitung herum verteilt sind. Das gleichmäßige Verteilen der Regenerationsschaltungen trägt dazu bei, eine gleichförmige charakteristische Impedanz der differenziellen Übertragungsleitung und eine im Wesentlichen konstante Wellengeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Obwohl jedes Segment 35 ein Paar von hintereinandergeschalteten Wechselrichtern aufweist, sind die Lehren hierin auf Segmente anwendbar, die andere Anzahlen von Regenerationsschaltungen und/oder andere Implementierungen der Regenerationsschaltungen aufweisen.In the illustrated embodiment, the RTWO 30 includes segments 35, each including a regeneration circuit, that are distributed at substantially regular intervals around the differential transmission line. Evenly distributing the regeneration circuits helps maintain a uniform differential transmission line characteristic impedance and a substantially constant wave speed. Although each segment 35 includes a pair of series-connected inverters, the teachings herein are applicable to segments having other numbers of regeneration circuits and/or other implementations of the regeneration circuits.

In der dargestellten Ausführungsform ist der RTWO 30 in 8 Segmente pro Seite unterteilt. Da jeder der Leiter 31, 32 eine Taktsignalphase liefert, arbeiten die 32 dargestellten Segmente 35 mit insgesamt 64 Taktsignalphasen. Andere Implementierungen sind jedoch möglich.In the illustrated embodiment, the RTWO 30 is divided into 8 segments per side. Since each of the conductors 31, 32 provides a clock signal phase, the 32 illustrated segments 35 operate with a total of 64 clock signal phases. However, other implementations are possible.

Die Schwingungsfrequenz fosc des RTWO 30 basiert auf einer Geschwindigkeit einer sich entlang der Übertragungsleitung fortpflanzenden Wanderwelle, geteilt durch eine Gesamtlänge oder Strecke, die die Welle in einem Zyklus zurücklegt. In bestimmten Implementierungen ist die Schwingungsfrequenz fosc des RTWO 30 durch die nachstehende Gleichung 1 gegeben, wobei vp die Wellenphasengeschwindigkeit, I die Länge der Übertragungsleitungsschleife oder des Übertragungsleitungsrings, LTL die Übertragungsleitungsinduktivität und CTL die Übertragungsleitungskapazität ist. ƒ O S C = v p 2 l = 1 2 L T L C T L

Figure DE112017005105B4_0001
The oscillation frequency fosc of the RTWO 30 is based on a speed of a traveling wave propagating along the transmission line divided by a total length or distance the wave travels in one cycle. In certain implementations, the oscillation frequency fosc of the RTWO 30 is given by Equation 1 below, where v p is the wave phase velocity, I is the length of the transmission line loop or ring, L TL is the transmission line inductance, and C TL is the transmission line capacitance. ƒ O S C = v p 2 l = 1 2 L T L C T L
Figure DE112017005105B4_0001

In bestimmten Konfigurationen hierin weisen Segmente eines RTWOs (beispielsweise die Segmente 35 des RTWO 30) einen oder mehrere Abstimmungskondensatoren mit einer Kapazität, die digital steuerbar ist, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO einzustellen.In certain configurations herein, segments of an RTWO (e.g., segments 35 of RTWO 30) include one or more tuning capacitors having a capacitance that is digitally controllable to adjust an oscillation frequency of the RTWO.

Es kann schwierig sein, RTWO-Spezifikationen in Bezug auf den Abstimmungsbereich und die Frequenzabstimmungsschrittgröße zu erfüllen. Solche Herausforderungen können sich in Konfigurationen verschärfen, in denen der RTWO so spezifiziert ist, dass es mit einer relativ hohen Schwingungsfrequenz arbeitet. Beispielsweise kann ein RTWO mit einer relativ hohen Schwingungsfrequenz eine relativ kurze Übertragungsleitungsschleife aufweisen und kann somit durch verfügbare Gestaltungsressourcen wie etwa verfügbare aktive Bereiche des Transistors und/oder Metallführungskanäle eingeschränkt sein.It can be difficult to meet RTWO specifications in terms of tuning range and frequency tuning step size. Such challenges can be exacerbated in configurations where the RTWO is specified to operate at a relatively high oscillation frequency. For example, an RTWO with a relatively high oscillation frequency may have a relatively short transmission line loop and thus may be constrained by available design resources such as available transistor active areas and/or metal routing channels.

Zum Beispiel kann der RTWO 30 in der ADPLL 10 von 1 enthalten sein. In bestimmten Anwendungen kann es jedoch wünschenswert sein, dass die ADPLL 10 mit einer relativ hohen Schwingungsfrequenz fosc (z. B. 10 GHz oder mehr), mit einem relativ weiten Abstimmungsbereich (z. B. 625 MHz oder mehr) und mit einer relativ feinen Abstimmungsauflösung (z. B. 200 kHz oder weniger) arbeiten.For example, the RTWO 30 in the ADPLL 10 can be 1 However, in certain applications it may be desirable for the ADPLL 10 to operate at a relatively high oscillation frequency fosc (e.g. 10 GHz or more), with a relatively wide tuning range (e.g. 625 MHz or more) and with a relatively fine tuning resolution (e.g. 200 kHz or less).

4 zeigt eine Implementierung einer segmentierten Abstimmung für einen RTWO. Die segmentierte Abstimmung enthält die PVT-Abstimmung (in diesem Beispiel 3 Bits), die Grobabstimmung (in diesem Beispiel 7 Bits), die Fein-Ganzzahl-Abstimmung (in diesem Beispiel 31 Bits) und die Fein-Bruchzahl-Abstimmung (in diesem Beispiel 7 Bits). 4 shows an implementation of a segmented tuning for an RTWO. The segmented tuning contains the PVT tuning (in this example 3 bits), the coarse tuning (in this example 7 bits), the fine integer tuning (in this example 31 bits) and the fine fractional tuning (in this example 7 bits).

Wie es in 4 gezeigt ist, wird die PVT-Abstimmung durch einen PVT-Abstimmungscode mit einem Wert im Bereich von 0 bis Npvt gesteuert, die Grobabstimmung durch einen Grobabstimmungscode mit einem Wert im Bereich von 0 bis Ncoarse gesteuert, die Fein-Ganzzahl-Abstimmung wird durch einen Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode mit einem mit einem Wert im Bereich von 0 bis Nfinei gesteuert und die Fein-Bruchzahl-Abstimmung durch einen Fein-Bruchzahl-Abstimmungscode mit einem Wert im Bereich von 0 bis Nfinef gesteuert.As it is in 4 As shown, PVT tuning is controlled by a PVT tuning code with a value in the range of 0 to N pvt , coarse tuning is controlled by a coarse tuning code with a value in the range of 0 to N coarse , fine integer tuning is controlled by a fine integer tuning code with a value in the range of 0 to N finei , and fine fractional tuning is controlled by a fine fractional tuning code with a value in the range of 0 to N finef .

Obwohl eine spezifische Implementierung der segmentierten Abstimmung gezeigt ist, können die RTWOs hierin mit einem weiten Bereich von segmentierten Abstimmungsschemata implementiert sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Segmentierungen, die mehr oder weniger Bits und/oder mehr oder weniger Abstimmungscodes verwenden.Although a specific implementation of segmented voting is shown, the RTWOs herein may be implemented with a wide range of segmented voting schemes, including, but not limited to, segmentations using more or fewer bits and/or more or fewer voting codes.

Wie es in Kasten 41 von 4 gezeigt ist, kann der RTWO mit einer Schwingungsfrequenz arbeiten, die durch die nachstehende Gleichung 2 gegeben ist, wobei frtwo die Schwingungsfrequenz des RTWO ist, wenn alle Abstimmungskondensatoren abgewählt sind, npvt der ausgewählte Wert der PVT-Abstimmung ist, Δfpvt,isb die PVT-LSB-Frequenzauflösung (z. B. 16 MHz) ist, ncoarse der ausgewählte Wert der Grobabstimmung ist, Δfcoarse,lsb die Grob-LSB-Frequenzauflösung (z. B. 9 MHz) ist, nfinei der ausgewählte Wert der Fein-Ganzzahl-Abstimmung ist, Δffine,lsb die Fein-Ganzzahl-LSB-Frequenzauflösung (z. B. 200 kHz) ist, nfinef der ausgewählte Wert der Fein-Bruchzahl-Abstimmung ist und Δffinef,lsb die Fein-Bruchzahl-LSB-Frequenzauflösung (z. B. 200 kHz) ist. ƒ o s c = ƒ r t w o + n p v t Δ ƒ p v t ,   l s b + n c o a r s e Δ ƒ c o a r s e ,   l s b + n f i n e i Δ ƒ f i n e i ,   l s b + n f i n e f Δ ƒ f i n e f ,   l s b

Figure DE112017005105B4_0002
As shown in Box 41 of 4 As shown, the RTWO can operate at an oscillation frequency given by equation 2 below, where f rtwo is the oscillation frequency of the RTWO when all tuning capacitors are deselected, n pvt is the selected value of the PVT tuning, Δf pvt,isb is the PVT LSB frequency resolution (e.g. 16 MHz), n coarse is the selected value of the coarse tuning, Δf coarse,lsb is the coarse LSB frequency resolution (e.g. 9 MHz), n finei is the selected value of the fine integer tuning, Δf fine,lsb is the fine integer LSB frequency resolution (e.g. 200 kHz), n finef is the selected value of the fine fractional tuning, and Δf finef,lsb is the fine fractional LSB frequency resolution (e.g. 200 kHz). ƒ O s c = ƒ r t w O + n p v t Δ ƒ p v t , l s b + n c O a r s e Δ ƒ c O a r s e , l s b + n e i n e i Δ ƒ e i n e i , l s b + n e i n e e Δ ƒ e i n e e , l s b
Figure DE112017005105B4_0002

Das Implementieren eines RTWO unter Verwendung einer segmentierten Abstimmung kann eine Anzahl von Abstimmungskondensatoren pro Segment bei der Gestaltung des RTWO reduzieren. Zum Beispiel kann für Spezifikationen mit einem Abstimmungsbereich von 625 MHz und einer Abstimmungsauflösung von 200 kHz ein RTWO, der mit gleich großen Abstimmungskondensatoren und ohne Segmentierung implementiert ist, etwa 12 Bit und 212 = 4096 Abstimmungskondensatoren pro Segment zusätzlich zu Abstimmungskondensatoren für PVT-Schwankungen haben. Im Hinblick auf die Gestaltungsressourcenbeschränkungen wäre das Verschalten und Steuern dieser Anzahl von Abstimmungskondensatoren pro Segment nicht durchführbar. Im Gegensatz dazu kann ein RTWO, das die segmentierte Abstimmung von 4 verwendet, diese Spezifikationen mit etwa 38 Abstimmungskondensatoren pro Segment für die Grob- und Fein-Ganzzahlabstimmung, 3 Abstimmungskondensatoren pro Segment für PVT-Schwankungen und zusätzlichen 7 Abstimmungskondensatoren, die für Fein-Bruchzahl-Abstimmung mit dem RTWO-Ring verbunden sind, erfüllen.Implementing an RTWO using segmented tuning can reduce a number of tuning capacitors per segment in the RTWO design. For example, for specifications with a tuning range of 625 MHz and a tuning resolution of 200 kHz, an RTWO implemented with equal-sized tuning capacitors and without segmentation can have about 12 bits and 2 12 = 4096 tuning capacitors per segment in addition to tuning capacitors for PVT variations. In view of the design resource constraints, interconnecting and controlling this number of tuning capacitors per segment would not be feasible. In contrast, an RTWO using segmented tuning of 4 used to meet these specifications with approximately 38 tuning capacitors per segment for coarse and fine integer tuning, 3 tuning capacitors per segment for PVT variations, and an additional 7 tuning capacitors connected to the RTWO ring for fine fractional tuning.

Die Auswahl von Werten für die segmentierte Abstimmung kann auf verschiedene Weisen vorgesehen sein. Gemäß einem Beispiel wird zuerst ein PVT-Code ausgewählt, um die PVT-Schwankungen auszugleichen. Danach kann ein Grobabstimmungscode ausgewählt werden. Darüber hinaus können sowohl fein-Ganzzahl- als auch Fein-Bruchzahl-Abstimmungscodes in einer Schleife gesteuert werden (beispielsweise durch die ADPLL 10 von 1). Dementsprechend kann eine Auflösung der Fein-Bruchzahl-Abstimmungs-Kondensatorbank eine Gesamtfrequenzauflösung des RTWO steuern. Somit kann das Bereitstellen einer Segmentierung die Vorteile sowohl einer feinen Frequenzabstimmauflösung als auch einer verringerten Anzahl von Abstimmungskondensatoren pro Segment bieten.The selection of values for the segmented tuning can be provided in different ways. According to one example, a PVT code is first selected to smooth out the PVT fluctuations. After that, a coarse tuning code can be selected. In addition, both fine integer and fine fractional tuning codes can be controlled in a loop (for example by the ADPLL 10 of 1 ). Accordingly, resolution of the fine fractional tuning capacitor bank can control an overall frequency resolution of the RTWO. Thus, providing segmentation can offer the benefits of both fine frequency tuning resolution and a reduced number of tuning capacitors per segment.

In bestimmten Implementierungen wird ein RTWO auf eine Zielfrequenz abgestimmt, indem erstens ein Wert des PVT-Abstimmungscodes ausgewählt wird, zweitens ein Wert des Grobstimmungscodes ausgewählt wird und schließlich Werte des Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes und des Fein-Bruchzahl-Abstimmungscodes über eine PLL-Schleife (beispielsweise die ADPLL 10 von 1) ausgewählt werden. Zum Beispiel kann ein Algorithmus verwendet werden, um einen Wert des PVT-Abstimmungscodes auszuwählen, der einen Frequenzschritt gleich npvt*Δfpvt,lsb liefert. Der ausgewählte PVT-Code kann größer oder kleiner als der ursprüngliche PVT-Code Npvt,start sein. Als Nächstes wird für diesen ausgewählten PVT-Code der Algorithmus erneut durchlaufen, beginnend mit einem Start-Grobabstimmungscode Ncoarse,start und wählt einen Grobabstimmungscode aus, der einen Frequenzschritt liefert, der gleich ncoarse*Δfcoarse,lsb ist. Der ausgewählte Grobabstimmungscode kann größer oder kleiner als der anfängliche PVT-Code Npvt,start sein. Danach wird die ADPLL-Schleife geschlossen und über die Schleifenrückkopplung der ADPLL werden der korrekte Fein-Ganzzahl-Code und Fein-Bruchzahl-Code erreicht, um den RTWO auf die richtige Frequenz abzustimmen.In certain implementations, an RTWO is tuned to a target frequency by first selecting a value of the PVT tuning code, second selecting a value of the coarse tuning code, and finally selecting values of the fine integer tuning code and the fine fractional tuning code via a PLL loop (for example, the ADPLL 10 of 1 ). For example, an algorithm can be used to select a value of the PVT tuning code that provides a frequency step equal to n pvt *Δf pvt,lsb . The selected PVT code can be larger or smaller than the initial PVT code N pvt,start . Next, for this selected PVT code, the algorithm is run again, starting with a starting coarse tuning code N coarse,start and selects a coarse tuning code that provides a frequency step equal to n coarse *Δf coarse,lsb . The selected coarse tuning code can be larger or smaller than the initial PVT code N pvt,start . After that, the ADPLL loop is closed and via the loop feedback of the ADPLL the correct fine integer code and fine fractional code are achieved to tune the RTWO to the correct frequency.

In bestimmten Implementierungen weist eine RTWO mehrere Segmente auf, die um den Ring der RTWO herum verteilt sind. Darüber hinaus weist jedes der Segmente des RTWO eine PVT-Abstimmungskondensatorbank, eine Grobabstimmungskondensatorbank und eine Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatorbank auf. In bestimmten Implementierungen weist ein RTWO eine Instanziierung einer Fein-Bruchzahl-Abstimmungskondensatorbank und mehrere Instanziierungen von Fein-Ganzzahl- Abstimmungskondensatorbanken, Grobabstimmungskondensatorbanken und PVT-Abstimmungskondensatorbanken auf. Andere Implementierungen sind jedoch möglich.In certain implementations, an RTWO has multiple segments distributed around the ring of the RTWO. In addition, each of the segments of the RTWO has a PVT tuning capacitor bank, a coarse tuning capacitor bank, and a fine integer tuning capacitor bank. In certain implementations, an RTWO has one instantiation of a fine fractional tuning capacitor bank and multiple instantiations of fine integer tuning capacitor banks, coarse tuning capacitor banks, and PVT tuning capacitor banks. However, other implementations are possible.

5 ist eine schematische Darstellung einer Implementierung eines RTWO 60 mit überlagerten Transitwellenformen einer Wanderwelle. Der RTWO 60 weist eine differenzielle Übertragungsleitung mit einem ersten Leiter 31, einem zweiten Leiter 32 und einer Überkreuzung 33 auf. Der RTWO 60 weist ferner mehrere Segmente 65 auf, die jeweils ein TDC-Latch aufweisen. 5 is a schematic representation of an implementation of an RTWO 60 with superimposed transit waveforms of a traveling wave. The RTWO 60 comprises a differential transmission line having a first conductor 31, a second conductor 32 and a crossover 33. The RTWO 60 further comprises a plurality of segments 65, each having a TDC latch.

Obwohl eine spezifische RTWO-Implementierung gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf RTWO anwendbar, die auf eine Vielzahl von Arten implementiert sind. Obwohl die dargestellten Segmente 65 jeweils als TDC-Latch dargestellt sind, weisen die Segmente 65 zusätzliche Schaltungen auf, die der Klarheit der Figuren halber in 5 weggelassen sind.Although a specific RTWO implementation is shown, the teachings herein are applicable to RTWO implemented in a variety of ways. Although the illustrated segments 65 are each shown as a TDC latch, the segments 65 include additional circuitry that is not shown in the figures for clarity. 5 are omitted.

Der dargestellte RTWO 60 arbeitet als Zeit-Digital-Umsetzer (TDC). Die Zeit-Digital-Umsetzungsfunktion wird über eine Verzögerung der Wanderwelle, die sich um den RTWO-Ring fortpflanzt, geliefert. Beispielsweise ist der dargestellte RTWO 60 in zweiunddreißig Segmente 65 unterteilt. Außerdem handelt es sich um einen RTWO-Zyklus, wenn eine sich entlang der Übertragungsleitung des RTWO fortpflanzende Wanderwelle jedes der Segmente 65 zweimal durchläuft.The illustrated RTWO 60 operates as a time-to-digital converter (TDC). The time-to-digital conversion function is provided by delaying the traveling wave propagating around the RTWO ring. For example, the illustrated RTWO 60 is divided into thirty-two segments 65. In addition, an RTWO cycle occurs when a traveling wave propagating along the RTWO transmission line passes through each of the segments 65 twice.

Zum Beispiel läuft die Wanderwelle während des Betriebs eine Runde um die Übertragungsleitung herum und vollendet die Hälfte eines RTWO-Zyklus (180° der Phase), indem sie alle Segmente 65 durchläuft. Nach der Umkehrung durchläuft die Welle jedes der Segmente 65 erneut, um eine zweite Runde um die Übertragungsleitung zu vollenden und den RTWO-Zyklus (360° der Phase) abzuschließen.For example, during operation, the traveling wave makes one lap around the transmission line and completes half of an RTWO cycle (180° of phase) by passing through all of the segments 65. After reversing, the wave passes through each of the segments 65 again to complete a second lap around the transmission line and complete the RTWO cycle (360° of phase).

Wie es in 5 gezeigt ist, erfährt die Wanderwelle an jedem Segment 65 der RTWO eine feste Zeitverzögerung. Die Zeitverzögerung der Welle an einem Segment entspricht einer Zeit-Digital-Umsetzungsauflösung, die etwa der Hälfte der RTWO-Periode dividiert durch eine Anzahl der Segmente 65 entspricht.As it is in 5 As shown, the traveling wave experiences a fixed time delay at each segment 65 of the RTWO. The time delay of the wave at a segment corresponds to a time-to-digital conversion resolution that is approximately half the RTWO period divided by a number of segments 65.

Dementsprechend kann eine Anzahl von Segmenten 65 ausgewählt werden, um eine Auflösung eines RTWO, der eine Zeit-Digital-Umsetzungsfunktion bietet, zu steuern.Accordingly, a number of segments 65 may be selected to control a resolution of an RTWO providing a time-to-digital conversion function.

Gemäß einem Beispiel arbeitet ein RTWO mit einer Periode von ungefähr 1/10 GHz, weist 32 Segmente auf und hat eine entsprechende Zeit-Digital-Umsetzungsauflösung Δttdc von ungefähr 1,56 ps.According to an example, an RTWO operates with a period of approximately 1/10 GHz, has 32 segments and has a corresponding time-to-digital conversion resolution Δt tdc of approximately 1.56 ps.

In der dargestellten Konfiguration weist jedes der Segmente 65 ein TDC-Latch auf, das zum Abtasten der RTWO-Phasen mit einer Frequenz eines Referenztaktsignals CLKREF verwendet wird. Außerdem wird das Referenztaktsignal CLKREF des Referenztaktsignals über einen Taktleiter 66, der in diesem Beispiel als Ring verschaltet ist, an die TDC-Latches der Segmente 65 geliefert.In the illustrated configuration, each of the segments 65 includes a TDC latch used to sample the RTWO phases at a frequency of a reference clock signal CLK REF . In addition, the reference clock signal CLK REF of the reference clock signal is provided to the TDC latches of the segments 65 via a clock conductor 66, which is connected as a ring in this example.

Unter Bezugnahme auf 3-5 und Gleichung 1 basiert die RTWO-Schwingungsfrequenz auf einer Länge der RTWO-Schleife oder des RTWO-Rings. Um einen RTWO mit hoher Schwingungsfrequenz zu schaffen, ist eine relativ kurze Übertragungsleitungsschleife erwünscht. Um einen weiten Frequenzabstimmungsbereich und eine feine Frequenzabstimmungsauflösung bereitzustellen, ist jedoch eine relativ große Anzahl von Abstimmungskondensatoren erwünscht. Darüber hinaus ist eine große Anzahl von Segmenten erwünscht, um eine Zeit-Digital-Umsetzungsfunktion mit feiner Auflösung bereitzustellen.With reference to 3-5 and Equation 1, the RTWO oscillation frequency is based on a length of the RTWO loop or ring. To provide a high oscillation frequency RTWO, a relatively short transmission line loop is desired. However, to provide a wide frequency tuning range and fine frequency tuning resolution, a relatively large number of tuning capacitors are desired. In addition, a large number of segments are desired to provide a fine resolution time-to-digital conversion function.

Dementsprechend liegt ein komplexer Kompromiss zwischen RTWO-Frequenzcharakteristiken (z. B. Schwingungsfrequenz, Abstimmungsbereich und/oder Frequenzschrittweite) und der Implementierung von RTWO-Segmenten (beispielsweise Anzahl von Segmenten, Gestaltung von Segmenten und/oder Schaltungen von Segmenten) vor.Accordingly, there is a complex trade-off between RTWO frequency characteristics (e.g., oscillation frequency, tuning range, and/or frequency step size) and the implementation of RTWO segments (e.g., number of segments, design of segments, and/or switching of segments).

Beispiel von Dreh-Wanderwellen-Oszillatoren mit MetallstichleitungenExample of rotary traveling wave oscillators with metal stubs

Segmente eines RTWO können eine Vielzahl von Schaltungen aufweisen, einschließlich beispielsweise Regenerationsschaltungen (beispielsweise Erhaltungsverstärker), Abstimmungskondensatoren, Latches, Puffern und/oder anderen Schaltungen. Um einen ausreichenden Abstimmungsbereich zu erreichen, kann Gemäß einem ersten Beispiel jedes RTWO-Segment mehrere Abstimmungskondensatorbänke aufweisen, beispielsweise drei oder mehr Abstimmungskondensatorbänke, wie es zuvor unter Bezugnahme auf 4 erörtert worden ist. Gemäß einem zweiten Beispiel weisen die Segmente eines RTWO TDC-Latches auf, um Zeit-zu-Digital-Umsetzung bereitzustellen. Gemäß einem dritten Beispiel weisen die RTWO-Segmente jeweils mindestens einen Abgriffpuffer (z. B. einen nichtinvertierenden oder invertierenden Puffer) auf, der verwendet wird, um ein Taktsignal einer bestimmten Phase aus dem Ring des RTWO zu erhalten oder zu extrahieren.Segments of an RTWO may include a variety of circuits, including, for example, regeneration circuits (e.g., maintenance amplifiers), tuning capacitors, latches, buffers, and/or other circuits. In order to achieve a sufficient tuning range, according to a first example, each RTWO segment may include multiple tuning capacitor banks, for example, three or more tuning capacitor banks, as previously described with reference to 4 has been discussed. According to a second example, the segments of an RTWO include TDC latches to provide time-to-digital conversion. According to a third example, the RTWO segments each include at least one tap buffer (e.g., a non-inverting or inverting buffer) used to obtain or extract a clock signal of a particular phase from the ring of the RTWO.

Obwohl es wünschenswert ist, dass die Segmente eines RTWO eine große Anzahl von Schaltungen und/oder Schaltungen von relativ großer Größe aufweisen, kann der RTWO durch verfügbare Gestaltungsressourcen wie etwa verfügbare aktive Bereiche und/oder Verlegungsbahnen eingeschränkt sein. Wenn zusätzliche Gestaltungsressourcen bereitgestellt werden, indem die Länge der RTWO-Segmente erhöht wird, kann dies unerwünschterweise die Länge des RTWO-Rings erhöhen, was wiederum die Schwingungsfrequenz des RTWO verringert.Although it is desirable for the segments of an RTWO to have a large number of circuits and/or circuits of relatively large size, the RTWO may be limited by available design resources such as available active areas and/or routing traces. If additional design resources are provided by increasing the length of the RTWO segments this may undesirably increase the length of the RTWO ring, which in turn reduces the oscillation frequency of the RTWO.

In bestimmten Konfigurationen hierin weist ein RTWO Segmente mit Metallstichleitungen auf, die sich von der differenziellen Übertragungsleitung des RTWO ausgehen. Die Metallstichleitungen bieten Verbindungsmöglichkeiten zu zusätzlichen Gestaltungsressourcen. Zum Beispiel können die Segmententwürfe relativ breit sein (beispielsweise in einer ersten Dimension, die im Wesentlichen senkrecht zu einem lokalen Abschnitt der Übertragungsleitung des RTWO ist) und können Abstimmungskondensatoren und andere Schaltungen aufweisen, die mit den Metallstichleitungen verbunden sind. Die Segmententwürfe haben jedoch eine relativ kurze Länge (beispielsweise in einer zweiten Dimension, die im Wesentlichen parallel zu einem lokalen Abschnitt der Übertragungsleitung des RTWO ist), so dass die Übertragungsleitungsschleife des RTWO relativ kurz ist, um eine hohe Schwingungsfrequenz von beispielsweise 10 GHz oder mehr zu liefern.In certain configurations herein, an RTWO includes segments with metal stubs extending from the RTWO's differential transmission line. The metal stubs provide connection opportunities to additional design resources. For example, the segment designs may be relatively wide (e.g., in a first dimension that is substantially perpendicular to a local portion of the RTWO's transmission line) and may include tuning capacitors and other circuitry connected to the metal stubs. However, the segment designs have a relatively short length (e.g., in a second dimension that is substantially parallel to a local portion of the RTWO's transmission line) such that the RTWO's transmission line loop is relatively short to provide a high oscillation frequency of, for example, 10 GHz or more.

Dementsprechend erstrecken sich die Metallstichleitungen aus der differenziellen Übertragungsleitung des RTWO, um eine Verbindung zu Abstimmungskondensatoren und/oder anderen Schaltungen herzustellen, die die Implementierung eines weiten Abstimmungsbereichs, einer feinen Frequenzschrittweite, einer hohen Schwingungsfrequenz und/oder den RTWO mit zusätzlicher Funktionalität wie z. B. Zeit-Digital-Umsetzungsfunktionalität und/oder Segmentprogrammierbarkeit versehen.Accordingly, the metal stubs extend from the differential transmission line of the RTWO to connect to tuning capacitors and/or other circuits that enable implementation of a wide tuning range, a fine frequency step size, a high oscillation frequency, and/or provide the RTWO with additional functionality such as time-to-digital conversion functionality and/or segment programmability.

6A ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines RTWO 70 mit Segmenten, die Metallstichleitungen aufweisen. Der RTWO 70 weist eine differenzielle Übertragungsleitung mit einem ersten Leiter 31, einem zweiten Leiter 32 und einer Überkreuzung 33 auf. Der RTWO 70 weist ferner mehrere Segmente 75 auf. 6A is a schematic representation of an embodiment of an RTWO 70 having segments comprising metal stubs. The RTWO 70 comprises a differential transmission line having a first conductor 31, a second conductor 32 and a crossover 33. The RTWO 70 further comprises a plurality of segments 75.

In der dargestellten Ausführungsform weist der RTWO 70 ein Überkreuzungssegment und zweiunddreißig Segmente auf. Es sind jedoch auch andere Konfigurationen möglich, beispielsweise Konfigurationen, die eine andere Anzahl von Überkreuzungen und/oder mehr oder weniger Segmente verwenden. Zusätzlich ist in der dargestellten Ausführungsform die differenzielle Übertragungsleitung des RTWO in einer geschlossenen Schleife verschaltet und an jeder der vier Ecken gefaltet. Die differenzielle Übertragungsleitung des RTWO kann jedoch auch auf andere Weise implementiert sein, einschließlich beispielsweise anderer Implementierungen des Faltens und/oder Verlegens der Leiter 31, 32. Zum Beispiel sind die Lehren hierin nicht nur auf RTWOs anwendbar, die unter Verwendung von rechteckigen oder quadratischen Schleifen implementiert sind, sondern auch auf RTWOs mit anders geformten Übertragungsleitungen. Obwohl der dargestellte RTWO 70 vier Seiten aufweist, sind die Lehren hierin auf RTWOs anwendbar, die mehr oder weniger Seiten aufweisen.In the illustrated embodiment, the RTWO 70 has one crossover segment and thirty-two segments. However, other configurations are possible, such as configurations using a different number of crossovers and/or more or fewer segments. Additionally, in the illustrated embodiment, the differential transmission line of the RTWO is connected in a closed loop and folded at each of the four corners. However, the differential transmission line of the RTWO may be implemented in other ways, including, for example, other implementations of folding and/or routing the conductors 31, 32. For example, the teachings herein are applicable not only to RTWOs implemented using rectangular or square loops, but also to RTWOs with differently shaped transmission lines. Although the illustrated RTWO 70 has four sides, the teachings herein are applicable to RTWOs having more or fewer sides.

In der dargestellten Ausführungsform weist der RTWO 70 Segmente 75 auf, die jeweils eine erste Metallstichleitung 81 und eine zweite Metallstichleitung 82 aufweisen, die von dem ersten Leiter 31 bzw. von dem zweiten Leiter 32 ausgehen. Die erste und die zweite Metallstichleitung 81, 82 werden verwendet, um lokale Taktphasensignale aus der differenziellen Übertragungsleitung des RTWO an die Schaltungen der Segmente 75 zu liefern.In the illustrated embodiment, the RTWO 70 includes segments 75 each having a first metal stub 81 and a second metal stub 82 extending from the first conductor 31 and the second conductor 32, respectively. The first and second metal stub 81, 82 are used to provide local clock phase signals from the RTWO's differential transmission line to the circuits of the segments 75.

In der dargestellten Ausführungsform weist jedes Segment 75 ein TDC-Latch 91, Abstimmungskondensatoren 92 und eine Regenerationsschaltung 93 auf, die unter Verwendung sowohl einer Taktsignalphase von dem ersten Leiter 31 als auch einer Taktsignalphase von dem zweiten Leiter 32 arbeiten. Andere Implementierungen sind jedoch möglich. Obwohl dargestellt ist, dass die Regenerationsschaltung 93 zwischen dem ersten und dem zweiten Leiter 31, 32 des RTWO-Rings angeschlossen ist, ist sie gemäß einem anderen Beispiel zwischen der ersten und der zweiten Metallstichleitung 81, 82 angeschlossen. In der dargestellten Ausführungsform weist jedes Segment 75 einen ersten Abgriffpuffer 94, der den ersten Leiter 31 abgreift, um eine erste Taktsignalphase zu erhalten, und einen zweiten Abgriffpuffer 95, der den zweiten Leiter 32 abgreift, um eine zweite Taktsignalphase zu erhalten, auf.In the illustrated embodiment, each segment 75 includes a TDC latch 91, tuning capacitors 92, and a regeneration circuit 93 that operate using both a clock signal phase from the first conductor 31 and a clock signal phase from the second conductor 32. However, other implementations are possible. Although the regeneration circuit 93 is shown as being connected between the first and second conductors 31, 32 of the RTWO ring, according to another example, it is connected between the first and second metal stub lines 81, 82. In the illustrated embodiment, each segment 75 includes a first tap buffer 94 that taps the first conductor 31 to obtain a first clock signal phase and a second tap buffer 95 that taps the second conductor 32 to obtain a second clock signal phase.

Obwohl eine spezifische Implementierung der Segmentschaltungsanordnung in 6A gezeigt ist, sind andere Implementierungen der Segmentschaltungsanordnung möglich, einschließlich Konfigurationen mit mehr oder weniger Schaltungen und/oder anderen Schaltungen. In einer weiteren Ausführungsform sind beispielsweise eine erste Menge und eine zweite Menge von Abstimmungskondensatoren mit dem ersten bzw. dem zweiten Leiter 31, 32 verbunden. In noch einer weiteren Ausführungsform weisen die Segmente eine Schaltungsanordnung auf, die Segmentprogrammierbarkeit bietet.Although a specific implementation of the segment circuit arrangement in 6A As shown, other implementations of the segment circuitry are possible, including configurations with more or fewer circuits and/or different circuits. For example, in another embodiment, a first set and a second set of tuning capacitors are connected to the first and second conductors 31, 32, respectively. In yet another embodiment, the segments comprise circuitry that provides segment programmability.

Durch Aufnehmen der ersten und zweiten Metallstichleitung 81, 82, die von der differenziellen Übertragungsleitung 31, 32 des RTWO ausgehen, können die Segmente 75 des RTWO mit einem breiten Design implementiert werden, das einen aktiven Bereich und Gestaltungsressourcen bietet, die für die Segmentschaltungsanordnung geeignet sind. Zusätzlich weist der RTWO eine differenzielle Übertragungsleitung 31, 32 in einer relativ kurzen Schleife auf und somit hat der RTWO 70 eine relativ hohe Schwingungsfrequenz.By incorporating the first and second metal stub lines 81, 82 extending from the differential transmission line 31, 32 of the RTWO, the segments 75 of the RTWO can be implemented with a wide design that provides an active area and design resources suitable for the segment circuit arrangement. In addition, the RTWO has a differential transmission line 31, 32 in a relatively short loop and thus the RTWO 70 has a relatively high oscillation frequency.

In einer Ausführungsform weist ein RTWO eine Gesamtschleifenlänge von weniger als 7500 µm auf und die Stichleitungslänge der ersten und der zweiten Metallstichleitung 81, 82 beträgt jeweils mindestens 25 µm. In Bezug auf die in 6A gezeigte rechteckige Schleife hat der RTWO von 6A beispielsweise eine erste Länge LRING-X von weniger als ungefähr 1875 µm und eine zweite Länge LRING-Y von weniger als ungefähr 1875 µm.In one embodiment, an RTWO has a total loop length of less than 7500 µm and the stub length of the first and second metal stub lines 81, 82 is at least 25 µm each. With respect to the 6A The rectangular loop shown has the RTWO from 6A for example, a first length L RING-X of less than about 1875 µm and a second length L RING-Y of less than about 1875 µm.

Die Stichleitungslänge kann als ein Bruchteil einer Wellenlänge der Wanderwelle des RTWO ausgedrückt werden. In einer Ausführungsform haben die erste und zweite Metallstichleitung 81, 82 jeweils eine Länge von mindestens etwa 0,05 λ, wobei λ die Wellenlänge des RTWO ist. Wie Fachleute erkennen werden, kann die Wellenlänge eines RTWO als Verhältnis der Wellenphasengeschwindigkeit des RTWO zu der Schwingungsfrequenz des RTWO oder vp/fosc ausgedrückt werden.The stub length may be expressed as a fraction of a wavelength of the traveling wave of the RTWO. In one embodiment, the first and second metal stub lines 81, 82 each have a length of at least about 0.05 λ, where λ is the wavelength of the RTWO. As those skilled in the art will appreciate, the wavelength of an RTWO may be expressed as a ratio of the wave phase velocity of the RTWO to the oscillation frequency of the RTWO, or v p /f osc .

In einer Ausführungsform haben die Segmente 75 eine Länge von weniger als etwa 25 µm und eine Breite von mindestens etwa 25 µm.In one embodiment, segments 75 have a length of less than about 25 µm and a width of at least about 25 µm.

In einer Ausführungsform weist ein RTWO mindestens 1 Segment pro 25 µm Schleife auf.In one embodiment, an RTWO has at least 1 segment per 25 µm loop.

6B ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Taktverteilungsbaums 87 für einen RTWO 80. Der RTWO 80 weist eine differenzielle Übertragungsleitung auf, die in einer Schleife verschaltet ist und einen ersten Leiter 31, einen zweiten Leiter 32 und eine Überkreuzung 33 aufweist. Der RTWO 80 weist ferner Segmente 85 und einen Referenztaktpuffer 86 auf. Der Klarheit der Figuren halber ist die Schaltungsanordnung der Segmente 85 in 6B nicht dargestellt. 6B is a schematic representation of an embodiment of a clock distribution tree 87 for an RTWO 80. The RTWO 80 comprises a differential transmission line connected in a loop and comprising a first conductor 31, a second conductor 32 and a crossover 33. The RTWO 80 further comprises segments 85 and a reference clock buffer 86. For clarity of the figures, the circuit arrangement of the segments 85 in 6B not shown.

Wie es in 6B gezeigt ist, liefert der Referenztaktpuffer 86 ein Referenztaktsignal an jedes der Segmente 85. Der Referenztaktpuffer 86 liefert das Referenztaktsignal an den Taktverteilungsbaum 87, der das Referenztaktsignal an jedes der Segmente 85 verteilt. Der Taktverteilungsbaum 87 kann verwendet werden, um das Referenztaktsignal an TDC-Latches und/oder andere Schaltungen der Segmente 85 zu liefern, die unter Verwendung des Referenztaktsignals arbeiten.As it is in 6B As shown, reference clock buffer 86 provides a reference clock signal to each of segments 85. Reference clock buffer 86 provides the reference clock signal to clock distribution tree 87, which distributes the reference clock signal to each of segments 85. Clock distribution tree 87 may be used to provide the reference clock signal to TDC latches and/or other circuits of segments 85 that operate using the reference clock signal.

Der dargestellte Taktverteilungsbaum 87 ist unter Verwendung einer Verzweigung derart implementiert, dass eine Länge eines Taktleiters von einem Ausgang des Referenztaktpuffers 86 zu jedem Segment 85 im Wesentlichen gleich ist. Das Implementieren des Taktverteilungsbaums 87 auf diese Weise hilft dabei, eine Zeit, zu der das Referenztaktsignal die TDC-Latches und/oder andere Schaltungen der Segmente 85 erreicht, im Wesentlichen anzugleichen.The illustrated clock distribution tree 87 is implemented using branching such that a length of a clock conductor from an output of the reference clock buffer 86 to each segment 85 is substantially equal. Implementing the clock distribution tree 87 in this manner helps to substantially equalize a time at which the reference clock signal reaches the TDC latches and/or other circuits of the segments 85.

Weitere Einzelheiten des RTWO 80 von 6B können den zuvor beschriebenen ähnlich sein.Further details of the RTWO 80 from 6B may be similar to those described previously.

7 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines RTWO-Segments 100 mit Metallstichleitungen. Das RTWO-Segment 100 ist mit einem ersten Übertragungsleitungsleiter 101 und einem zweiten Übertragungsleitungsleiter 102 eines Rings eines RTWO verbunden. 7 is a schematic representation of an embodiment of an RTWO segment 100 with metal stubs. The RTWO segment 100 is connected to a first transmission line conductor 101 and a second transmission line conductor 102 of a ring of an RTWO.

Der Klarheit der Figuren halber ist in 7 nur ein Teil des ersten Übertragungsleitungsleiters 101 und des zweiten Übertragungsleitungsleiters 102 gezeigt. Der erste Übertragungsleitungsleiter 101 und der zweite Übertragungsleitungsleiter 102 arbeiten jedoch als ein Abschnitt einer differenziellen Übertragungsleitung eines RTWO, die in einem Ring verschaltet ist.For the sake of clarity of the figures, 7 only a portion of the first transmission line conductor 101 and the second transmission line conductor 102 is shown. However, the first transmission line conductor 101 and the second transmission line conductor 102 operate as a portion of a differential transmission line of an RTWO connected in a ring.

Das RTWO-Segment 100 von 7 weist eine PVT-Abstimmungskondensatorbank 111, eine Grobabstimmungskondensatorbank 112, eine Feinabstimmungskondensatorbank 113, eine Regenerationsschaltung 115, ein TDC-Latch 117, einen ersten Abgriffpuffer 118a, einen zweiten Abgriffpuffer 118b, eine erste Metallstichleitung 131 und eine zweite Metallstichleitung 132 auf.The RTWO segment 100 of 7 comprises a PVT tuning capacitor bank 111, a coarse tuning capacitor bank 112, a fine tuning capacitor bank 113, a regeneration circuit 115, a TDC latch 117, a first tap buffer 118a, a second tap buffer 118b, a first metal stub 131, and a second metal stub 132.

Die PVT-Abstimmungskondensatorbank 111 weist auswählbare Kondensatoren auf, die zum Kompensieren von Prozess-, Temperatur- und/oder Spannungsschwankungen verwendet werden. Zusätzlich weist die Grobabstimmungskondensatorbank 112 auswählbare Kondensatoren auf, die zum Bereitstellen der Grobabstimmung der Schwingungsfrequenz des RTWO verwendet werden. Ferner weist die Feinabstimmungskondensatorbank 113 auswählbare Kondensatoren auf, die zum Bereitstellen der Feinabstimmung der Schwingungsfrequenz des RTWO verwendet werden. Die Abstimmungskondensatorbanken können unter Verwendung einer beliebigen geeigneten abstimmbaren Kondensatorstruktur implementiert sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, Banken paralleler Kondensatorelemente, die über Schalter digital auswählbar sind.The PVT tuning capacitor bank 111 includes selectable capacitors used to compensate for process, temperature and/or voltage variations. In addition, the coarse tuning capacitor bank 112 includes selectable capacitors used to provide the coarse tuning of the oscillation frequency of the RTWO. Further, the fine tuning capacitor bank 113 includes selectable capacitors used to provide fine tuning of the oscillation frequency of the RTWO. The tuning capacitor banks may be implemented using any suitable tunable capacitor structure, including, but not limited to, banks of parallel capacitor elements that are digitally selectable via switches.

Obwohl ein Beispiel eines RTWO-Segments mit drei Abstimmungskondensatorbänken in 7 dargestellt ist, sind die Lehren hierin auf RTWOs anwendbar, die unter Verwendung von mehr oder weniger Kondensatorbatterien abgestimmt werden.Although an example of an RTWO segment with three tuning capacitor banks in 7 As shown, the teachings herein are applicable to RTWOs tuned using more or fewer capacitor banks.

In der dargestellten Ausführungsform arbeitet die PVT-Abstimmungskondensatorbank 111 unter Verwendung eines PVT-Abstimmungscodes aus drei Bits, die Grobabstimmungskondensatorbank 112 unter Verwendung eines Grobstimmungscodes aus sieben Bits und die Feinabstimmungskondensatorbank 113 unter Verwendung eines Feinabstimmungscodes aus einunddreißig Bits. Obwohl ein spezifisches Beispiel für Bitbreiten gezeigt ist, sind die Lehren hierin zum Abstimmen mit einer großen Vielfalt an Bitbreiten anwendbar. Dementsprechend sind andere Implementierungen möglich. In bestimmten Implementierungen wird die Feinabstimmungskondensatorbank 113 über eine PLL-Rückkopplungsschleife gesteuert. Zum Beispiel kann der Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode durch ein Digitalfilter einer PLL gesteuert werden.In the illustrated embodiment, the PVT tuning capacitor bank 111 operates using a three-bit PVT tuning code, the coarse tuning capacitor bank 112 operates using a seven-bit coarse tuning code, and the fine tuning capacitor bank 113 operates using a thirty-one-bit fine tuning code. Although a specific example of bit widths is shown, the teachings herein are applicable to tuning with a wide variety of bit widths. Accordingly, other implementations are possible. In certain implementations, the fine tuning capacitor bank 113 is controlled via a PLL feedback loop. For example, the fine integer tuning code may be controlled by a digital filter of a PLL.

Das dargestellte RTWO-Segment 100 weist ferner das TDC-Latch 117 auf, das verwendet wird, um den Durchgang einer sich entlang des ersten und zweiten Übertragungsleitungsleiters 101, 102 fortpflanzenden Wanderwelle zu detektieren. Zum Beispiel können die Ausgaben der TDC-Latches um den RTWO-Ring herum verarbeitet werden, um eine digitale Darstellung von Zeitpunkten zu erzeugen, zu denen die Wanderwelle verschiedene Positionen um die Schleife herum durchläuft. Die Ausgabe der TDC-Latches kann beispielsweise verwendet werden, um eine Bruchzahl von verstrichenen Taktzyklen zu bestimmen.The illustrated RTWO segment 100 further includes the TDC latch 117, which is used to detect the passage of a traveling wave propagating along the first and second transmission line conductors 101, 102. For example, the outputs of the TDC latches around the RTWO ring can be processed to produce a digital representation of times at which the traveling wave passes through various positions around the loop. The output of the TDC latches can be used, for example, to determine a fractional number of clock cycles elapsed.

Wie es in 7 gezeigt ist, empfängt das TDC-Latch 117 ein Referenztaktsignal CLKREF. In bestimmten Implementierungen wird das Referenztaktsignal CLKREF über einen Taktverteilungsbaum wie etwa den Taktverteilungsbaum 87 von 6B an das RTWO-Segment 100 geliefert.As it is in 7 As shown, the TDC latch 117 receives a reference clock signal CLK REF . In certain implementations, the reference clock signal CLK REF is distributed via a clock distribution tree, such as the clock distribution tree 87 of 6B delivered to RTWO segment 100.

In der dargestellten Ausführungsform sind der erste Abgriffpuffer 118a und der zweite Abgriffpuffer 118b unter Verwendung von Wechselrichtern implementiert. Der erste Abgriffpuffer 118a und der zweite Abgriffpuffer 118b werden verwendet, um Taktsignalphasen zu erzeugen, die um etwa 180° voneinander getrennt sind. Durch das Bereitstellen von Abgriffpuffern entlang verschiedener Positionen entlang des RTWO-Rings kann eine Menge von Taktsignalen gewünschter Phasen erhalten werden. Obwohl 7 eine Konfiguration darstellt, in der Wechselrichter verwendet werden, um einen Abgriff bereitzustellen, kann ein RTWO Abgriffpufferschaltungen aufweisen, die auf vielfältige Weise implementiert sind.In the illustrated embodiment, the first tap buffer 118a and the second tap buffer 118b are implemented using inverters. The first tap buffer 118a and the second tap buffer 118b are used to generate clock signal phases that are separated by approximately 180°. By providing tap buffers along various positions along the RTWO ring, a set of clock signals of desired phases can be obtained. Although 7 represents a configuration in which inverters are used to provide a tap, an RTWO may have tap buffer circuits implemented in a variety of ways.

In der dargestellten Ausführungsform weist die Regenerationsschaltung 115 einen ersten Wechselrichter 116a und einen zweiten Wechselrichter 116b auf. Zusätzlich ist ein Eingang des ersten Wechselrichters 116a mit einem Ausgang des zweiten Wechselrichters 116b elektrisch verbunden und ein Ausgang des ersten Wechselrichters 116a mit einem Eingang des zweiten Wechselrichters 116b elektrisch verbunden. Ein RTWO-Segment kann jedoch Regenerationschaltungen aufweisen, die auf andere Weise implementiert sind.In the illustrated embodiment, the regeneration circuit 115 includes a first inverter 116a and a second inverter 116b. In addition, an input of the first inverter 116a is electrically connected to an output of the second inverter 116b and an output of the first inverter 116a is electrically connected to an input of the second inverter 116b. However, an RTWO segment may include regeneration circuits implemented in other ways.

Die erste und zweite Metallstichleitung 131, 132 liefern lokale Taktphasen aus der RTWO-Schleife an die Schaltungsanordnung des RTWO-Segments 100. Bei Verwenden der ersten und zweiten Metallstichleitung 131, 132 kann die Länge des RTWO-Segments 100 relativ kurz sein, was wiederum zu einem relativ kurzen RTWO-Ring und einer entsprechend hohen RTWO-Schwingungsfrequenz führt.The first and second metal stub lines 131, 132 provide local clock phases from the RTWO loop to the circuitry of the RTWO segment 100. Using the first and second metal stub lines 131, 132, the length of the RTWO segment 100 can be relatively short, which in turn results in a relatively short RTWO ring and a correspondingly high RTWO oscillation frequency.

In bestimmten Konfigurationen hierin weist ein RTWO-Segment einen Routingkanal 133 auf, der verwendet wird, um den Durchgang von Verlegungsbahnen durch das RTWO-Segment bereitzustellen.In certain configurations herein, an RTWO segment includes a routing channel 133 that is used to provide passage of routing lanes through the RTWO segment.

Wie es in 7 gezeigt ist, bieten die erste und die zweite Metallstichleitung 131, 132 Verbindungen von dem ersten Übertragungsleitungsleiter 101 bzw. dem zweiten Übertragungsleitungsleiter 102 zu einer Schaltungsanordnung des RTWO-Segments 100. Zum Beispiel verbinden die erste und zweite Metallstichleitung 131, 132 den Ring des RTWO mit Abstimmungskondensatoren und anderen Schaltungen des RTWO-Segments 100.As it is in 7 As shown, the first and second metal stub lines 131, 132 provide connections from the first transmission line conductor 101 and the second transmission line conductor 102, respectively, to circuitry of the RTWO segment 100. For example, the first and second metal stub lines 131, 132 connect the ring of the RTWO to tuning capacitors and other circuitry of the RTWO segment 100.

Die erste und zweite Metallstichleitung 131, 132 liefern eine kapazitive Last, die als Teil der charakteristischen Impedanz Zo der Übertragungsleitung fungiert. In bestimmten Implementierungen können die Metallstichleitungen mit ungefähr gleicher Länge implementiert sein und können im Wesentlichen in gleichmäßigen Intervallen um den Ring der RTWO verteilt sein. Obwohl die Stichleitungen für jedes Segment im Wesentlichen identisch dargestellt sind, können die Stichleitungen in anderen Konfigurationen für eines oder mehrere der Segmente verschieden implementiert sein. Gemäß einem Beispiel beschränken die Entwurfsregeln des Prozesses die Gestaltung der Transistoren auf eine Richtung und die Stichleitungen entlang der oberen und unteren Seite eines RTWO sind anders als Stichleitungen auf der linken und rechten Seite des RTWO implementiert.The first and second metal stubs 131, 132 provide a capacitive load that acts as part of the characteristic impedance Zo of the transmission line. In certain implementations, the metal stubs may be implemented with approximately equal length and may be distributed at substantially even intervals around the ring of the RTWO. Although the stubs for each segment are shown to be substantially identical, in other configurations the stubs may be implemented differently for one or more of the segments. According to one example, the design rules of the process restrict the layout of the transistors to one direction, and the stubs along the top and bottom sides of an RTWO are implemented differently than stubs on the left and right sides of the RTWO.

Wie es in 7 gezeigt ist, ist die erste Metallstichleitung 131 mit dem ersten Übertragungsleitungsleiter 101 verbunden (beispielsweise über eine Durchkontaktierung) und erstreckt sich von dem ersten Übertragungsleitungsleiter 131 aus, um Verbindungen zu der Schaltungsanordnung des RTWO-Segments 100 zu bieten. In der dargestellten Ausführungsform ist die erste Metallstichleitung 131 mit einem ersten Anschluss der PVT-Abstimmungskondensatorbank 111, mit einem ersten Anschluss der Grobabstimmungskondensatorbank 112, mit einem ersten Anschluss der Feinabstimmungskondensatorbank 113, mit einem Eingang des ersten Abgriffpuffers 118a und mit einem ersten Eingang des TDC-Latch 117 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform biegt sich ein Endabschnitt der ersten Metallstichleitung 131, bevor er mit dem ersten Eingang des TDC-Latch 117 verbunden wird. Andere Implementierungen sind möglich.As it is in 7 As shown, the first metal stub 131 is connected to the first transmission line conductor 101 (e.g., via a via) and extends from the first transmission line conductor 131 to provide connections to the circuitry of the RTWO segment 100. In the illustrated embodiment, the first metal stub 131 is connected to a first terminal of the PVT tuning capacitor bank 111, to a first terminal of the coarse tuning capacitor bank 112, to a first terminal of the fine tuning capacitor bank 113, to an input of the first tap buffer 118a, and to a first input of the TDC latch 117. In the illustrated embodiment, an end portion of the first metal stub 131 bends before being connected to the first input of the TDC latch 117. Other implementations are possible.

Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 7 ist die zweite Metallstichleitung 132 mit dem zweiten Übertragungsleitungsleiter 102 verbunden (beispielsweise über eine Durchkontaktierung). Nach einer anfänglichen Kurve oder Biegung erstreckt sich die zweite Metallstichleitung 132 aus dem zweiten Übertragungsleitungsleiter 132, um Verbindungen zur Schaltungsanordnung des RTWO-Segments 100 zu bieten. In der dargestellten Ausführungsform ist die zweite Metallstichleitung 132 mit einem zweiten Anschluss der PVT-Abstimmungskondensatorbank 111, mit einem zweiten Anschluss der Grobabstimmungskondensatorbank 112, mit einem zweiten Anschluss der Feinabstimmungskondensatorbank 113, mit einem Eingang des zweiten Abgriffpuffers 118b und mit einem zweiten Eingang des TDC-Latch 117 verbunden. Andere Implementierungen sind möglich.With continued reference to 7 the second metal stub 132 is connected to the second transmission line conductor 102 (e.g., via a via). After an initial curve or bend, the second metal stub 132 extends from the second transmission line conductor 102 to provide connections to the circuitry of the RTWO segment 100. In the illustrated embodiment, the second metal stub 132 is connected to a second terminal of the PVT tuning capacitor bank 111, to a second terminal of the coarse tuning capacitor bank 112, to a second terminal of the fine tuning capacitor bank 113, to an input of the second tap buffer 118b, and to a second input of the TDC latch 117. Other implementations are possible.

In einer Ausführungsform haben die erste Metallstichleitung 101 und die zweite Metallstichleitung 102 jeweils eine Länge (einschließlich Biegungen) von mindestens etwa 25 µm. Gemäß einem Beispiel haben die Stichleitungen 101, 102 eine Länge von etwa 95 µm, was etwa 6 % einer Wellenlänge (oder 0,06 λ) eines mit 10 GHz arbeitenden RTWO entspricht.In one embodiment, the first metal stub 101 and the second metal stub 102 each have a length (including bends) of at least about 25 µm. According to one example, the stubs 101, 102 have a length of about 95 µm, which corresponds to about 6% of a wavelength (or 0.06 λ) of an RTWO operating at 10 GHz.

Wie es in 7 gezeigt ist, haben die Übertragungsleitungsleiter 101, 102 des RTWO-Rings eine Breite W und sind um einen Abstand S voneinander beabstandet. Die Breite W und der Abstand S können einen beliebigen geeigneten Wert haben, z. B. W = 12 µm und S = 8 µm.As it is in 7 As shown, the transmission line conductors 101, 102 of the RTWO ring have a width W and are spaced apart by a distance S. The width W and the distance S may have any suitable value, e.g. W = 12 µm and S = 8 µm.

In bestimmten Implementierungen sind die Übertragungsleitungsleiter 101, 102 relativ zu den Metallstichleitungen 131, 132 auf anderen Metallschichten positioniert. Gemäß einem Beispiel sind die Übertragungsleitungsleiter 101, 102 der differenziellen Übertragungsleitung des RTWO auf zwei oder mehr benachbarten oberen Metallschichten (z. B. ein Stapel aus Metall-8 und Metall-9) implementiert und die Stichleitungen sind auf einer unteren Metallschicht (zum Beispiel Metall-7) implementiert. Wie Fachleute erkennen werden, liegt eine untere Metallschicht relativ zu einer oberen Metallschicht näher an einem Halbleitersubstrat.In certain implementations, the transmission line conductors 101, 102 are positioned on different metal layers relative to the metal stubs 131, 132. According to one example, the transmission line conductors 101, 102 of the differential transmission line of the RTWO are implemented on two or more adjacent upper metal layers (e.g., a stack of metal-8 and metal-9) and the stubs are implemented on a lower metal layer (e.g., metal-7). As those skilled in the art will appreciate, a lower metal layer is closer to a semiconductor substrate relative to an upper metal layer.

Wie in 7 gezeigt ist einen Grundrissentwurf 120 des RTWO-Segments 100 dargestellt. Der Grundrissentwurf 120 enthält einen PVT-Abstimmungskondensatorbankentwurf 121, einen Grobabstimmungskondensatorbankentwurf 122, einen Feinabstimmungskondensatorbankentwurf 123, einen Regenerationsverstärkerentwurf 125, einen TDC-Latch-Entwurf 127, einen Abgriffpufferentwurf 128 und einen Entkopplungskondensatorentwurf 129.As in 7 shown is a floor plan design 120 of the RTWO segment 100. The floor plan design 120 includes a PVT tuning capacitor bank design 121, a coarse tuning capacitor bank design 122, a fine tuning capacitor bank design 123, a regeneration amplifier design 125, a TDC latch design 127, a tap buffer design 128, and a decoupling capacitor design 129.

Der PVT-Abstimmungskondensatorbankentwurf 121 entspricht einer Grenze eines aktiven Bereichs (z. B. Transistorentwürfen und/oder Kondensatorgrößen) der PVT-Abstimmungskondensatorbank 111, der Grobabstimmungskondensatorbankentwurf 122 entspricht einer Grenze eines aktiven Bereichs der Grobabstimmungskondensatorbank 112 und der Feinabstimmungskondensatorbankentwurf 123 entspricht einer Grenze des aktiven Bereichs der Feinabstimmungskondensatorbank 113. Ferner entspricht der Abgriffpufferentwurf 128 einer Grenze des aktiven Bereichs der Abgriffpuffer 118a, 118b und der TDC-Latch-Entwurf 127 einer Grenze des aktiven Bereichs des TDC-Latch 117. Außerdem entspricht der Regenerationsverstärkerentwurf 125 einer Grenze des aktiven Bereichs für die Wechselrichter 116a, 116b und der Entkopplungskondensatorentwurf 129 einer Grenze der aktiven Fläche eines Entkopplungskondensators zwischen Leistungsversorgung und Masse für die Regenerationsschaltung 115.The PVT tuning capacitor bank design 121 corresponds to a boundary of an active region (e.g., transistor designs and/or capacitor sizes) of the PVT tuning capacitor bank 111, the coarse tuning capacitor bank design 122 corresponds to a boundary of an active region of the coarse tuning capacitor bank 112, and the fine tuning capacitor bank design 123 corresponds to a boundary of the active region of the fine tuning capacitor bank 113. Furthermore, the tap buffer design 128 corresponds to a boundary of the active region of the tap buffers 118a, 118b, and the TDC latch design 127 corresponds to a boundary of the active region of the TDC latch 117. In addition, the regeneration amplifier design 125 of a boundary of the active area for the inverters 116a, 116b and the decoupling capacitor design 129 of a boundary of the active area of a decoupling capacitor between power supply and ground for the regeneration circuit 115.

In einer Ausführungsform hat das RTWO-Segment 100 eine Länge SL von weniger als etwa 25 µm und eine Breite SW von mindestens etwa 25 µm. In bestimmten Implementierungen hat das RTWO-Segment 100 eine Breite, die größer als die Länge ist, so dass zahlreiche Segmente um den RTWO-Ring herum verteilt werden können und gleichzeitig eine relativ kurze RTWO-Leiterschleifenlänge und eine entsprechende hohe Schwingungsfrequenz aufrechterhalten werden.In one embodiment, the RTWO segment 100 has a length S L of less than about 25 μm and a width S W of at least about 25 μm. In certain implementations, the RTWO segment 100 has a width that is greater than the length so that numerous segments can be distributed around the RTWO ring while maintaining a relatively short RTWO conductor loop length and a corresponding high oscillation frequency.

In einer Ausführungsform weist ein RTWO mindestens 1 Segment pro 25 µm Schleife auf.In one embodiment, an RTWO has at least 1 segment per 25 µm loop.

Obwohl vorstehend eine spezifische Implementierung einer RTWO-Segmentschaltungsanordnung und eines Grundrissentwurfs beschrieben worden ist, sind die Lehren hierin auf eine Vielzahl von Implementierungen von RTWO-Segmenten anwendbar.Although a specific implementation of an RTWO segment circuit arrangement and floor plan design has been described above, the teachings herein are applicable to a variety of RTWO segment implementations.

Beispiel von verteilter quantisierter FrequenzabstimmungExample of distributed quantized frequency tuning

Segmente eines RTWO weisen eine oder mehrere Abstimmungskondensatorbänke auf, um eine Steuerung der Schwingungsfrequenz des RTWO bereitzustellen. Beispielsweise kann ein RTWO-Segment eine PVT-Abstimmungskondensatorbank, eine Grobabstimmungskondensatorbank und/oder eine Feinabstimmungskondensatorbank aufweisen.Segments of an RTWO include one or more tuning capacitor banks to provide control of the oscillation frequency of the RTWO. For example, an RTWO segment may include a PVT tuning capacitor bank, a coarse tuning capacitor bank, and/or a fine tuning capacitor bank.

Die Abstimmungskondensatorbänke können über die RTWO-Segmente hinweg unter Verwendung gemeinsamer Abstimmungscodewerte gesteuert werden. Zum Beispiel kann eine PVT-Abstimmungskondensatorbank jedes Segments unter Verwendung eines gemeinsamen PVT-Abstimmungscodes gesteuert werden. Ebenso kann eine Grobabstimmungskondensatorbank jedes RTWO-Segments unter Verwendung eines gemeinsamen Grobabstimmungscodes gesteuert werden und eine Feinabstimmungskondensatorbank jedes RTWO-Segments unter Verwendung eines gemeinsamen Feinabstimmungscodes gesteuert werden.The tuning capacitor banks may be controlled across the RTWO segments using common tuning code values. For example, a PVT tuning capacitor bank of each segment may be controlled using a common PVT tuning code. Similarly, a coarse tuning capacitor bank of each RTWO segment may be controlled using a common coarse tuning code and a fine tuning capacitor bank of each RTWO segment may be controlled using a common fine tuning code.

Wenn Abstimmungskondensatorbänke auf diese Weise gesteuert werden, liefern die RTWO-Segmente jeweils im Wesentlichen den gleichen Betrag an Abstimmungskapazität und der Wert der Abstimmungskapazität kann durch Inkrementieren oder Dekrementieren des Abstimmungskapazitätscodes zum Erreichen einer gewünschten RTWO-Schwingungsfrequenz gesteuert werden. In solchen Konfigurationen ändern sich die Abstimmungskapazitätswerte der Segmente im Gleichschritt.When tuning capacitor banks are controlled in this manner, the RTWO segments each provide substantially the same amount of tuning capacitance, and the value of the tuning capacitance can be controlled by incrementing or decrementing the tuning capacitance code to achieve a desired RTWO oscillation frequency. In such configurations, the tuning capacitance values of the segments change in lockstep.

Obwohl das Implementieren der RTWO-Segmente auf diese Weise den RTWO mit einer gut gesteuerten und einheitlichen charakteristischen Übertragungsleitungs-Impedanz versehen kann, führt das Implementieren der RTWO-Segmente auf diese Weise zu einer relativ schlechten Schrittweite für die Frequenzabstimmung. In einem mit N Segmenten implementierten RTWO entspricht beispielsweise die Schrittweite der LSB-Kapazität des RTWO einer LSB-Abstimmungskapazität eines mit N Segmenten multiplizierten Segments. Gemäß einem Beispiel beträgt die LSB-Abstimmungskapazität in jedem der 32 Segmente 18,5 fF und die Schrittweite der LSB-Kapazität des RTWO entspricht 32 * 18,5 fF, da alle 32 Segmente gemeinsam schalten. Wenn die Frequenzschrittweite aufgrund der einzelnen LSB-Abstimmungskapazitäten 16 MHz beträgt, dann beträgt die LSB-Frequenzschrittgröße des RTWO 32 × 16 MHz, was einem relativ großen Wert von 512 MHz entspricht.Although implementing the RTWO segments in this way can provide the RTWO with a well-controlled and uniform transmission line characteristic impedance, implementing the RTWO segments in this way results in a relatively poor step size for frequency tuning. For example, in an RTWO implemented with N segments, the step size of the LSB capacitance of the RTWO corresponds to an LSB tuning capacitance of a segment multiplied by N segments. According to an example, the LSB tuning capacitance in each of the 32 segments is 18.5 fF, and the step size of the LSB capacitance of the RTWO corresponds to 32 * 18.5 fF because all 32 segments switch together. If the frequency step size is 16 MHz due to the individual LSB tuning capacitances, then the LSB frequency step size of the RTWO is 32 × 16 MHz, which is a relatively large value of 512 MHz.

Eine relativ große Frequenzschrittweite kann jedoch für Hochleistungs-RTWOs wie beispielsweise RTWOs, die digital gesteuerte Schwingungen und Zeit-Digital-Umsetzungsfunktionen in Hochgeschwindigkeitsanwendungen bereitstellen, ungeeignet sein.However, a relatively large frequency step size may be unsuitable for high-performance RTWOs, such as RTWOs that provide digitally controlled oscillations and time-to-digital conversion functions in high-speed applications.

Obwohl eine Größe von LSB-Kondensatoren in jedem Segment um einen Faktor N reduziert werden kann, um eine feinere LSB-Kapazitätsschrittweite bereitzustellen, kann das Reduzieren der Kapazität auf diese Weise undurchführbar sein. Beispielsweise können Einschränkungen in der Verarbeitungstechnologie und/oder in den Konstruktionsregeln eine minimale Geometrie von Bauelementen und/oder Strukturen einschränken und somit ist es vielleicht unmöglich, Kondensatoren mit relativ kleinen Kapazitätswerten abzustimmen.Although a size of LSB capacitors in each segment can be reduced by a factor of N to provide a finer LSB capacitance step size, reducing the capacitance in this way may be impractical. For example, limitations in processing technology and/or design rules may restrict a minimum geometry of devices and/or structures and thus it may be impossible to match capacitors with relatively small capacitance values.

In bestimmten Konfigurationen hierin ist ein verteiltes quantisiertes Schema zum Abstimmen einer Frequenz eines RTWO bereitgestellt. Der RTWO weist Segmente auf, die um den Ring des RTWO verteilt sind, und die Segmente weisen Abstimmungskondensatoren, Regenerationsschaltungen und andere Schaltungen auf. Die verteilte quantisierte Frequenzabstimmung wird verwendet, um die Abstimmungskondensatoren in den RTWO-Segmenten unter Verwendung separat steuerbarer Codewerte zu steuern, wodurch die Schrittweite oder Auflösung der RTWO-Frequenz verbessert wird. Darüber hinaus kann bei Konfigurationen mit mehreren RTWO-Ringen, die zur Reduzierung von Phasenrauschen miteinander gekoppelt bzw. verrastet sind, die verteilte quantisierte Frequenzabstimmung verwendet werden, um die Abstimmungskondensatoren über mehrere miteinander gekoppelte RTWO-Ringe hinweg separat einzustellen. Daher kann eine verteilte quantisierte Abstimmung nicht nur über Segmente eines RTWO-Rings hinweg, sondern auch über Segmente von zwei oder mehr RTWO-Ringen hinweg verwendet werden.In certain configurations herein, a distributed quantized scheme is provided for tuning a frequency of an RTWO. The RTWO has segments distributed around the ring of the RTWO and the segments include tuning capacitors, regeneration circuits, and other circuits. Distributed quantized frequency tuning is used to control the tuning capacitors in the RTWO segments using separately controllable code values, thereby improving the step size or resolution of the RTWO frequency. In addition, in configurations with multiple RTWO rings that are locked together to reduce phase noise, distributed quantized frequency tuning can be used to separately adjust the tuning capacitors across multiple RTWO rings that are coupled together. Therefore, distributed quantized tuning can be used not only across segments of one RTWO ring, but also across segments of two or more RTWO rings.

Anstatt die Abstimmungskondensatorbank jedes Segments mit einem gemeinsamen Abstimmungscode zu steuern, werden daher zumindest einige der Abstimmungskondensatoren über Segmente hinweg quantisiert. Somit sind Abstimmungskondensatoren der Segmente des RTWO individuell aktivierbar und entsprechende Abstimmungskondensatoren müssen nicht über verschiedene Segmente hinweg gleichzeitig eingeschaltet werden. Somit arbeitet der RTWO mit einer feineren Frequenzschrittweite für die Frequenzabstimmung.Therefore, instead of controlling the tuning capacitor bank of each segment with a common tuning code, at least some of the tuning capacitors are quantized across segments. This means that tuning capacitors of the RTWO segments can be activated individually and corresponding tuning capacitors do not have to be switched on simultaneously across different segments. This means that the RTWO operates with a finer frequency step size for frequency tuning.

8A bis 8R zeigen eine RTWO-Abstimmungskondensatorsequenz zur PVT-Abstimmung gemäß einer Ausführungsform. 8A until 8R show an RTWO tuning capacitor sequence for PVT tuning according to an embodiment.

Die RTWO-Abstimmsequenz zeigt einen RTWO, der mit Anmerkungen versehen ist, um die Anzahl der aktiven PVT-Abstimmungskondensatoren in einem bestimmten Segment zu zeigen, wenn der Wert des Abstimmungscodes inkrementiert wird, beginnend mit einem niedrigsten Wert eines PVT-Codes. Zur Klarheit der Beschreibung wird der niedrigste Wert des PVT-Codes von null ausgewählt und entspricht dem kleinsten Wert der PVT-Abstimmungskapazität. Ein Abstimmungscode kann jedoch auf vielfältige Weise implementiert sein.The RTWO tuning sequence shows an RTWO annotated to show the number of active PVT tuning capacitors in a particular segment as the tuning code value is incremented starting with a lowest value of a PVT code. For clarity of description, the lowest value of the PVT code is selected from zero and corresponds to the smallest value of the PVT tuning capacitance. However, a tuning code can be implemented in a variety of ways.

Die RTWO-Abstimmungssequenz ist im Zusammenhang mit einem RTWO mit 32 Segmenten dargestellt, die jeweils eine PVT-Abstimmungskondensatorbank zum Kompensieren von Temperatur-, Prozess- und/oder Versorgungsspannungsschwankungen aufweisen. Zudem ist die PVT-Abstimmungskondensatorbank in diesem Beispiel 3 Bit, was 96 Abstimmungskondensatoren für die PVT-Kompensation ergibt. Obwohl ein spezifisches Beispiel mit 32 Segmenten und 96 Abstimmungskondensatoren bereitgestellt ist, sind die Lehren hierin auf eine Vielzahl von RTWOs anwendbar, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt auf, RTWOs mit weniger Segmenten und/oder mehr oder weniger Abstimmungskondensatoren.The RTWO tuning sequence is illustrated in the context of an RTWO with 32 segments, each having a PVT tuning capacitor bank for compensating for temperature, process, and/or supply voltage variations. Additionally, the PVT tuning capacitor bank in this example is 3 bits, resulting in 96 tuning capacitors for PVT compensation. Although a specific example is provided with 32 segments and 96 tuning capacitors, the teachings herein are applicable to a variety of RTWOs, including, but not limited to, RTWOs with fewer segments and/or more or fewer tuning capacitors.

Obwohl es im Zusammenhang mit der PVT-Abstimmung beschrieben ist, kann das verteilte quantisierte Abstimmungsschema von 8A bis 8R für andere Arten von RTWO-Abstimmungskondensatorbänken verwendet werden, einschließlich beispielsweise Grob- und / oder Feinabstimmung.Although it is described in the context of PVT voting, the distributed quantized voting scheme of 8A until 8R be used for other types of RTWO tuning capacitor banks, including for example coarse and/or fine tuning.

8A zeigt eine erste PVT-Abstimmungskonfiguration 201 mit PVT-Code 0, bei dem alle PVT-Abstimmungskondensatoren ausgeschaltet sind. 8A shows a first PVT tuning configuration 201 with PVT code 0, where all PVT tuning capacitors are turned off.

8B zeigt eine zweite PVT-Abstimmungskonfiguration 202, in der der PVT-Code relativ zu der ersten PVT-Abstimmungskonfiguration 201 von 8A inkrementiert ist. Wie es in 8B gezeigt ist, führt das Inkrementieren des Abstimmungskondensatorcodes auf einen Wert von 1 dazu, dass der Abstimmungskondensator eines Segments aktiviert wird. 8B shows a second PVT tuning configuration 202 in which the PVT code relative to the first PVT tuning configuration 201 of 8A is incremented. As in 8B As shown, incrementing the tuning capacitor code to a value of 1 causes the tuning capacitor of a segment to be activated.

Das Aktivieren eines Abstimmungskondensators jeweils eines Segments auf einmal führt zu einer relativ kleinen Änderung der Frequenzschrittweite. Beispielsweise entspricht eine Kapazitätsänderung ΔC entlang des RTWO-Rings einer LSB-Abstimmungskapazität CLSB der Abstimmungskondensatorbank des Segments. Somit entspricht eine Frequenzänderung Δf des RTWO dem LSB-Frequenzschritt fLSB der LSB-Abstimmungskapazität CLSB. Wenn in einem Beispiel ein LSB-Abstimmungskondensator einen Wert von 18,5 fF und eine entsprechende Frequenzschrittweite von 16 MHz aufweist, beträgt die LSB-Abstimmungskapazität des RTWO etwa 18,5 fF und die Frequenzschrittweite des RTWO etwa 16 MHz.Activating a tuning capacitor one segment at a time results in a relatively small change in frequency step size. For example, a capacitance change ΔC along the RTWO ring corresponds to an LSB tuning capacitance C LSB of the tuning capacitor bank of the segment. Thus, a frequency change Δf of the RTWO corresponds to the LSB frequency step f LSB of the LSB tuning capacitance C LSB . In an example, if an LSB tuning capacitor has a value of 18.5 fF and a corresponding frequency step size of 16 MHz, the LSB tuning capacitance of the RTWO is about 18.5 fF and the frequency step size of the RTWO is about 16 MHz.

In 8C ist eine dritte PVT-Abstimmungskonfiguration 203 zum Inkrementieren des PVT-Codes auf 2 gezeigt. In dem dargestellten Beispiel wird der Abstimmungskondensator eines Segments, das acht Positionen von dem ersten Segment entfernt ist, aktiviert. Dies bewirkt wiederum etwa die doppelte LSB-Kapazitätsänderung (2 * CLSB) und etwa die doppelte Frequenzschrittänderung (beispielsweise 2 * fLSB).In 8C a third PVT tuning configuration 203 is shown for incrementing the PVT code to 2. In the example shown, the tuning capacitor of a segment eight positions away from the first segment is activated. This in turn causes approximately twice the LSB capacitance change (2 * C LSB ) and approximately twice the frequency step change (e.g., 2 * f LSB ).

In 8D ist eine vierte PVT-Abstimmungskonfiguration 204 zum Inkrementieren des PVT-Codes auf 3 gezeigt. Wie es in 8D gezeigt ist, wird ein drittes Segment, das acht Segmente von dem zweiten Segment entfernt positioniert ist, um 1 inkrementiert, wodurch etwa die dreifache LSB-Kapazitätsänderung (3 * CLSB) und etwa die dreifache Frequenzsprungänderung (beispielsweise 3 * fLSB) verursacht wird.In 8D a fourth PVT tuning configuration 204 is shown for incrementing the PVT code to 3. As shown in 8D As shown, a third segment positioned eight segments away from the second segment is incremented by 1, causing approximately three times the LSB capacitance change (3 * C LSB ) and approximately three times the frequency hopping change (e.g., 3 * f LSB ).

Wie es in 8E bis 8Q gezeigt ist, kann der Algorithmus wiederholt werden. 8E zeigt eine fünfte PVT-Abstimmungskonfiguration 205, bei der der PVT-Code 4 ist. 8F zeigt eine sechste PVT-Abstimmungskonfiguration 206, bei der der PVT-Code 5 ist. 8G zeigt eine siebte PVT-Abstimmungskonfiguration 207, bei der der PVT-Code 6 ist. 8H zeigt eine achte PVT-Abstimmungskonfiguration 208, bei der der PVT-Code 7 ist. 8I zeigt eine neunte PVT-Abstimmungskonfiguration 209, bei der der PVT-Code 8 ist. 8J zeigt eine zehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 210, bei der der PVT-Code 9 ist. 8K zeigt eine elfte PVT-Abstimmungskonfiguration 211, bei der der PVT-Code 10 ist. 8L zeigt eine zwölfte PVT-Abstimmungskonfiguration 212, bei der der PVT-Code 11 ist. 8M zeigt eine dreizehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 213, bei der der PVT-Code 12 ist. 8N zeigt eine vierzehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 214, bei der der PVT-Code 13 ist. 8O zeigt eine fünfzehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 215, bei der der PVT-Code 14 ist. 8P zeigt eine sechzehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 216, bei der der PVT-Code 15 ist. 8Q zeigt eine siebzehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 217, bei der der PVT-Code 16 ist.As shown in 8E to 8Q, the algorithm can be repeated. 8E shows a fifth PVT tuning configuration 205 where the PVT code is 4. 8F shows a sixth PVT tuning configuration 206 where the PVT code is 5. 8G shows a seventh PVT tuning configuration 207 where the PVT code is 6. 8H shows an eighth PVT tuning configuration 208 where the PVT code is 7. 8I shows a ninth PVT tuning configuration 209 where the PVT code is 8. 8J shows a tenth PVT tuning configuration 210 where the PVT code is 9. 8K shows an eleventh PVT tuning configuration 211 where the PVT code is 10. 8L shows a twelfth PVT tuning configuration 212 where the PVT code is 11. 8M shows a thirteenth PVT tuning configuration 213 where the PVT code is 12. 8N shows a fourteenth PVT tuning configuration 214 where the PVT code is 13. 8O shows a fifteenth PVT tuning configuration 215 where the PVT code is 14. 8P shows a sixteenth PVT tuning configuration 216 where the PVT code is 15. 8Q shows a seventeenth PVT tuning configuration 217 where the PVT code is 16.

Wie es in 8Q gezeigt ist, weist die Hälfte der Segmente einen aktivierten Kondensator auf. Wenn der PVT-Code weiter inkrementiert wird, können zusätzliche Kondensatoren auf ähnliche Weise wie zuvor beschrieben aktiviert werden.As it is in 8Q As shown, half of the segments have one capacitor activated. As the PVT code continues to increment, additional capacitors can be activated in a similar manner as previously described.

In 8R ist eine achtzehnte PVT-Abstimmungskonfiguration 218 gezeigt, bei der der PVT-Code 32 ist und jedes Segment einen aktivierten Kondensator aufweist.In 8R An eighteenth PVT tuning configuration 218 is shown in which the PVT code is 32 and each segment has one activated capacitor.

Die Abfolge, in der die Abstimmungskondensatoren der RTWO-Segmente um die RTWO-Schleife herum aktiviert werden, kann so gewählt werden, dass das Ungleichgewicht des RTWO aufgrund der Verteilung der Segmentauswahl um den Ring herum verringert oder minimiert wird. In einer Ausführungsform hat der RTWO eine rechteckige Gestaltung und ein Segment auf jeweils der unteren (z. B. südlichen), linken (z. B. westlichen), oberen (z. B. nördlichen) und rechten (z. B. östlichen) Seite des Rings wird in einer Folge von vier aufeinanderfolgenden PVT-Codes für PVT ausgewählt, beispielsweise PVT-Codes 1 bis 4.The sequence in which the tuning capacitors of the RTWO segments around the RTWO loop are activated may be chosen to reduce or minimize the imbalance of the RTWO due to the distribution of segment selection around the ring. In one embodiment, the RTWO has a rectangular design and one segment on each of the lower (e.g., southern), left (e.g., western), upper (e.g., northern), and right (e.g., eastern) sides of the ring is selected for PVT in a sequence of four consecutive PVT codes, for example, PVT codes 1 through 4.

In bestimmten Implementierungen wird die Abfolge so ausgewählt, dass sich der nächste ausgewählte Kondensator in einer Codesequenz auf einer anderen Seite des RTWO befindet als der letzte ausgewählte Kondensator.In certain implementations, the sequence is selected such that the next selected capacitor in a code sequence is on a different side of the RTWO than the last selected capacitor.

In dem dargestellten Beispiel sind beim Inkrementieren von PVT-Codes 1 bis 4 die ausgewählten Kondensatoren äquidistant (z. B. 32/4 = 8 Segmente voneinander entfernt). Für die PVT-Codes 5 bis 8 wird zusätzlich ein Segment in dem Mittelpunkt der Süd-, West-, Nord- und Ostseite ausgewählt. Die ausgewählten Segmente sind in diesem Fall von den Segmenten, die für die PVT-Codes 1 bis 4 ausgewählt wurden, äquidistant (3 Segmente) und äquidistant (8 Segmente) voneinander.In the example shown, when incrementing PVT codes 1 to 4, the selected capacitors are equidistant (e.g. 32/4 = 8 segments apart). For PVT codes 5 to 8, an additional segment is selected at the midpoint of the south, west, north and east sides. The selected segments in this case are equidistant (3 segments) from the segments selected for PVT codes 1 to 4 and equidistant (8 segments) from each other.

Die AbstimmungsSequenz des Auswählens von Segmenten um den RTWO-Ring herum wird für die Codes 9 bis 16 fortgesetzt, wobei die Segmente für die PVT-Codes 9 bis 16 von den Segmenten, die für die PVT-Codes 5 bis 8 ausgewählt werden, äquidistant (1 Segment) sind und äquidistant (8 Segmente) voneinander sind.The tuning sequence of selecting segments around the RTWO ring continues for codes 9 to 16, with the segments for PVT codes 9 to 16 being equidistant (1 segment) from the segments selected for PVT codes 5 to 8 and equidistant (8 segments) from each other.

Dieser Auswahlalgorithmus wird für die PVT-Codes 17 bis 32 fortgesetzt, bei dem schließlich ein Kondensator aus jedem Segment für den Code 32 ausgewählt ist.This selection algorithm is continued for PVT codes 17 to 32, eventually selecting one capacitor from each segment for code 32.

In bestimmten Implementierungen wird dann, wenn der PVT-Code 32 erreicht ist, die Sequenz der Segmentauswahl wiederholt und das für den PVT-Code 1 ausgewählte Segment wird für den PVT-Code 33 ausgewählt. Für den PVT-Code 33 wird jedoch die PVT-Abstimmungskondensatorbank so inkrementiert, dass 2 Kondensatoren aktiviert sind. Somit wird der Auswahlalgorithmus für PVT-Codes über 32 hinaus bis zu einem Maximalwert des PVT-Codes fortgesetzt.In certain implementations, when PVT code 32 is reached, the segment selection sequence is repeated and the segment selected for PVT code 1 is selected for PVT code 33. However, for PVT code 33, the PVT tuning capacitor bank is incremented so that 2 capacitors are activated. Thus, the selection algorithm for PVT codes beyond 32 continues up to a maximum value of the PVT code.

Obwohl im Zusammenhang mit der PVT-Abstimmung beschrieben, ist das Abstimmungsschema auf andere Abstimmungskondensatorbänke anwendbar. In einer weiteren Ausführungsform wird beispielsweise die Quantisierungstechnik auf eine Grobabstimmungskondensatorbank angewendet.Although described in the context of PVT tuning, the tuning scheme is applicable to other tuning capacitor banks. For example, in another embodiment, the quantization technique is applied to a coarse tuning capacitor bank.

Es können zwei oder mehr RTWO-Ringe miteinander gekoppelt sein, um das Phasenrauschen zu reduzieren. Wenn beispielsweise zwei RTWO-Ringe gekoppelt sind, kann das Phasenrauschen des sich ergebenden Oszillators um etwa 3 dB kleiner sein als das Phasenrauschen jedes einzelnen RTWO. Eine weitere Verringerung des Phasenrauschens kann durch die Kopplung von drei oder mehr RTWO-Ringen erreicht werden. Das Koppeln von vier RTWO-Ringen kann das Rauschen beispielsweise um etwa 6 dB reduzieren.Two or more RTWO rings can be coupled together to reduce phase noise. For example, if two RTWO rings are coupled, the phase noise of the resulting oscillator can be about 3 dB smaller than the phase noise of each RTWO individually. Further reduction in phase noise can be achieved by coupling three or more RTWO rings. For example, coupling four RTWO rings can reduce noise by about 6 dB.

9A-9J zeigen eine RTWO-Abstimmungskondensatorsequenz zur Fein-Ganzzahl-Abstimmung gemäß einer Ausführungsform. Die RTWO-Abstimmsequenz zeigt vier gekoppelte RTWO-Ringe, die mit Anmerkungen versehen sind, um die Anzahl der aktiven Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatoren in einem bestimmten Segment eines bestimmten RTWO-Rings zu zeigen, wenn der Wert des Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes inkrementiert wird, beginnend mit einem niedrigsten Wert eines Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes. Zur Verdeutlichung der Beschreibung wird der niedrigste Wert des Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes als null ausgewählt und entspricht dem kleinsten Wert der Fein-Ganzzahl-Abstimmungskapazität. Ein Abstimmungscode kann jedoch auf vielfältige Weise implementiert sein. 9A-9J show an RTWO tuning capacitor sequence for fine integer tuning according to an embodiment. The RTWO tuning sequence shows four coupled RTWO rings annotated to show the number of active fine integer tuning capacitors in a particular segment of a particular RTWO ring as the value of the fine integer tuning code is incremented starting with a lowest value of a fine integer tuning code. For clarity of description, the lowest value of the fine integer tuning code is selected as zero and corresponds to the smallest value of the fine integer tuning capacitance. However, a tuning code can be implemented in a variety of ways.

In der dargestellten Ausführungsform sind die RTWO-Ringe unter Verwendung von Phasenverrastungsleitern gekoppelt, die die RTWO-Ringe elektrisch miteinander verbinden. Obwohl ein Beispiel der Phasenverrastung gezeigt ist, können RTWO-Ringe auf vielfältige Weise gekoppelt sein.In the illustrated embodiment, the RTWO rings are coupled using phase-locking conductors that electrically connect the RTWO rings together. Although an example of phase-locking is shown, RTWO rings can be coupled in a variety of ways.

Die RTWO-Abstimmungssequenz wird im Zusammenhang mit vier gekoppelten RTWO-Ringen mit jeweils 32 Segmenten veranschaulicht. Darüber hinaus ist die Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatorbank jedes RTWO-Segments in diesem Beispiel 31 Bit, was 3968 Abstimmungskondensatoren ergibt. Obwohl ein spezifisches Beispiel mit 4 Ringen, 32 Segmenten, 31 Bits und 3 968 Abstimmungskondensatoren bereitgestellt ist, sind die Lehren hierin auf eine Vielzahl von RTWOs anwendbar, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, mit mehr oder weniger gekoppelten RTWO-Ringen, mehr oder mehr weniger Segmenten, mehr oder weniger Bits und/oder mehr oder weniger Abstimmungskondensatoren.The RTWO tuning sequence is illustrated in the context of four coupled RTWO rings with 32 segments each. Furthermore, the fine integer tuning capacitor bank of each RTWO segment in this example is 31 bits, resulting in 3968 tuning capacitors. Although a specific example is provided with 4 rings, 32 segments, 31 bits, and 3968 tuning capacitors, the teachings herein are applicable to a variety of RTWOs, including, but not limited to, with more or fewer coupled RTWO rings, more or fewer segments, more or fewer bits, and/or more or fewer tuning capacitors.

Obwohl es im Zusammenhang mit der Feinabstimmung beschrieben ist, kann das verteilte quantisierte Abstimmungsschema von 9A-9J für andere Arten von RTWO-Abstimmungskondensatorbänken verwendet werden, einschließlich beispielsweise einer Grob- und / oder PVT-Abstimmung.Although it is described in the context of fine-tuning, the distributed quantized tuning scheme of 9A-9J be used for other types of RTWO tuning capacitor banks, including for example coarse and/or PVT tuning.

9A zeigt eine erste Feinabstimmungskonfiguration 301 mit Feinabstimmungscode 0, bei dem alle Feinabstimmungskondensatoren ausgeschaltet sind. 9A shows a first fine-tuning configuration 301 with fine-tuning code 0, where all fine-tuning capacitors are turned off.

9B zeigt eine zweite Feinabstimmungskonfiguration 302 mit Feinabstimmungscode 1. Wie es in 9B gezeigt, führt das Inkrementieren des Feinabstimmungscodes zu einer Aktivierung eines Abstimmungskondensators eines Segments eines RTWO-Rings (des unteren linken Rings in diesem Beispiel). 9B shows a second fine-tuning configuration 302 with fine-tuning code 1. As shown in 9B As shown, incrementing the fine-tuning code activates a tuning capacitor of a segment of an RTWO ring (the lower left ring in this example).

Durch Aktivieren eines Abstimmungskondensators jeweils eines Segments eines RTWO-Rings auf einmal wird eine relativ feine Schrittweite erreicht.By activating a tuning capacitor of one segment of an RTWO ring at a time, a relatively fine step size is achieved.

Wenn beispielsweise jeder Abstimmungskondensator eines jeden RTWO-Segments einen Wert von 1,5 fF hat, dann versieht das Aktivieren der Abstimmungskondensatoren auf diese Weise den RTWO mit einer LSB-Abstimmungskapazität CLSB von 1,5 fF/4 = 0,375 fF. Bei bestimmten Prozessen wie beispielsweise bei Feinlinien-CMOS-Prozessen, sorgt eine Kapazität von 0,375 fF für eine feinere Kapazitätsauflösung als für den kleinsten abstimmbaren LSB-Kondensator, der unter Verwendung des Prozesses hergestellt werden kann. In einer Implementierung, in der 1,5 fF einer Frequenzschrittweite von 800 kHz entspricht, arbeitet der RTWO zudem mit einem LSB-Frequenzschritt fLSB von 200 kHz, wenn auf diese Weise abgestimmt wird. Wenn im Gegensatz dazu ein Abstimmungskondensator jedes Segments jedes RTWO gemeinsam eingeschaltet werden würde, würde die LSB-Schrittgröße etwa 25,6 MHz betragen, wenn alle Segmente aller Ringe gleichzeitig abgestimmt werden.For example, if each tuning capacitor of each RTWO segment has a value of 1.5 fF, then enabling the tuning capacitors in this way provides the RTWO with an LSB tuning capacitance C LSB of 1.5 fF/4 = 0.375 fF. In certain processes, such as fine-line CMOS processes, a capacitance of 0.375 fF provides finer capacitance resolution than the smallest tunable LSB capacitor that can be made using the process. In addition, in an implementation where 1.5 fF corresponds to a frequency step size of 800 kHz, the RTWO operates with an LSB frequency step f LSB of 200 kHz when tuned in this way. In contrast, if a tuning capacitor of each segment of each RTWO were turned on together, the LSB step size would be about 25.6 MHz if all segments of all rings were tuned simultaneously.

Dementsprechend wird in der dargestellten Ausführungsform eine Fein-Ganzzahl-Abstimmung über mehrere RTWO-Ringe hinweg quantisiert.Accordingly, in the illustrated embodiment, a fine integer tuning is quantized across multiple RTWO rings.

9C zeigt eine dritte Feinabstimmungskonfiguration 303 mit Feinabstimmungscode 2. Wie es in 9C gezeigt ist, führt das Inkrementieren des Feinabstimmungscodes zu einer Aktivierung eines Abstimmungskondensators eines Segments für einen RTWO-Ring (den unteren rechten Ring in diesem Beispiel). In dem dargestellten Beispiel ist der zweite ausgewählte Abstimmungskondensator an einer Stelle positioniert, die achsensymmetrisch (oder spiegelbildlich) in Bezug auf den ersten ausgewählten Abstimmungskondensator ist. Die Aktivierung des zweiten ausgewählten Abstimmungskondensators bewirkt etwa die doppelte LSB-Kapazität-Änderung und etwa den doppelten Frequenzschritt. 9C shows a third fine-tuning configuration 303 with fine-tuning code 2. As shown in FIG. 9C, incrementing the fine-tuning code results in activation of a tuning capacitor of a segment for an RTWO ring (the lower right ring in this example). In the example shown, the second selected tuning capacitor is positioned at a location that is axisymmetric (or mirror image) with respect to the first selected tuning capacitor. capacitor. Activating the second selected tuning capacitor results in approximately twice the LSB capacitance change and approximately twice the frequency step.

9D zeigt eine vierte Feinabstimmungskonfiguration 304 mit Feinabstimmungscode 3. Das Inkrementieren des Feinabstimmungscodes führt zu einer Aktivierung eines Abstimmungskondensators eines Segments für einen RTWO-Ring (in diesem Beispiel den rechten oberen Ring). 9D shows a fourth fine-tuning configuration 304 with fine-tuning code 3. Incrementing the fine-tuning code results in activation of a tuning capacitor of a segment for an RTWO ring (in this example, the upper right ring).

9E zeigt eine fünfte Feinabstimmungskonfiguration 305 mit Feinabstimmungscode 4. Das Inkrementieren des Feinabstimmungscodes führt zu einer Aktivierung eines Abstimmungskondensators eines Segments für einen RTWO-Ring (in diesem Beispiel den rechten linken Ring). 9E shows a fifth fine-tuning configuration 305 with fine-tuning code 4. Incrementing the fine-tuning code results in activation of a tuning capacitor of a segment for an RTWO ring (in this example, the right-left ring).

Wie es in 9A-9E gezeigt, führt das Inkrementieren des Feinabstimmungscodes über einen Wertebereich von 0 bis 4 dazu, dass ein Kondensator in einem Segment jedes RTWO aktiviert wird. Somit weist für aufeinanderfolgende Feinfrequenzabstimmungscodes ein jeweiliger der RTWO-Ringe höchstens einen aktivierten Kondensator mehr als die anderen RTWO-Ringe auf.As it is in 9A-9E As shown, incrementing the fine tuning code over a range of values from 0 to 4 results in a capacitor in one segment of each RTWO being activated. Thus, for successive fine frequency tuning codes, a respective one of the RTWO rings has at most one more activated capacitor than the other RTWO rings.

Die Aktivierung der abstimmbaren Kondensatoren auf diese Weise hält die freilaufenden Schwingungsfrequenzen jedes der RTWO-Ringe im Wesentlichen zueinander gleich. Somit kann der Fein-Ganzzahl-Code inkrementiert oder dekrementiert werden und gleichzeitig die Verrastung zwischen den RTWO-Ringen aufrechterhalten werden.Activating the tunable capacitors in this manner keeps the free-running oscillation frequencies of each of the RTWO rings substantially equal to each other. Thus, the fine integer code can be incremented or decremented while maintaining the lock between the RTWO rings.

Wie es in 9F-9I gezeigt ist, fährt der Algorithmus fort. 9F zeigt eine sechste Feinabstimmungskonfiguration 306, in der der Feinabstimmungscode 5 ist. 9G zeigt eine siebte Feinabstimmungskonfiguration 307, in der der Feinabstimmungscode 6 ist. 9H zeigt eine achte Feinabstimmungskonfiguration 308, in der der Feinabstimmungscode 7 ist. 9I zeigt eine neunte Feinabstimmungskonfiguration 309, in der der Feinabstimmungscode 8 ist.As it is in 9F-9I shown, the algorithm continues. 9F shows a sixth fine-tuning configuration 306 in which the fine-tuning code is 5. 9G shows a seventh fine-tuning configuration 307 in which the fine-tuning code is 6. 9H shows an eighth fine-tuning configuration 308 in which the fine-tuning code is 7. 9I shows a ninth fine-tuning configuration 309 in which the fine-tuning code is 8.

In 9J ist eine zehnte Feinabstimmungskonfiguration 310 gezeigt, in der der Feincode 128 ist und jedes Segment jedes RTWO einen aktivierten Kondensator aufweist. Der Auswahlalgorithmus wird für Feincodes über 128 hinaus bis zu einem Maximalwert des Feincodes fortgesetzt. Somit ist die Auswahl der Abstimmungskondensatoren bis zu der Gesamtzahl der Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatoren, die in diesem speziellen Beispiel 31 Kondensatoren pro Segment × 32 Segmente × 4 Ringe = 3968 Abstimmungskondensatoren beträgt, über die vier RTWO-Ringe verteilt. Obwohl das dargestellte Beispiel mit 3968 Abstimmungskondensatoren arbeitet, sind andere Implementierungen möglich.In 9J A tenth fine tuning configuration 310 is shown in which the fine code is 128 and each segment of each RTWO has one activated capacitor. The selection algorithm continues for fine codes beyond 128 up to a maximum value of the fine code. Thus, the selection of tuning capacitors is distributed across the four RTWO rings up to the total number of fine integer tuning capacitors, which in this particular example is 31 capacitors per segment × 32 segments × 4 rings = 3968 tuning capacitors. Although the example shown operates with 3968 tuning capacitors, other implementations are possible.

Obwohl verschiedene Beispiele für die verteilte quantisierte Abstimmung beschrieben worden sind, kann die verteilte quantisierte Abstimmung auf RTWOs angewendet werden, die auf vielfältige Weise implementiert sind. Zum Beispiel kann ein RTWO einen oder mehrere Ringe mit verschiedenen Formen und Größen aufweisen und der RTWO kann Segmente aufweisen, die auf eine Vielzahl von Arten implementiert sind. Dementsprechend sind die Lehren hierin auf RTWOs anwendbar, die auf vielfältige Weise implementiert sind.Although various examples of distributed quantized tuning have been described, distributed quantized tuning may be applied to RTWOs implemented in a variety of ways. For example, an RTWO may include one or more rings of various shapes and sizes, and the RTWO may include segments implemented in a variety of ways. Accordingly, the teachings herein are applicable to RTWOs implemented in a variety of ways.

Beispiel von segmentierter Decodierung für einen Dreh-Wanderwellen-OszillatorExample of segmented decoding for a rotary traveling wave oscillator

In bestimmten Konfigurationen hierin ist ein segmentiertes Decodierungsschema für RTWO-Frequenzabstimmungscodes bereitgestellt, um die Decodierungskomplexität zu reduzieren. Das segmentierte Decodierungsschema kann unter Verwendung einer Kombination aus globaler Decodierung und lokaler Decodierung arbeiten, um die Frequenzabstimmungscodes zu verarbeiten. Durch Verwenden der segmentierten Decodierung kann eine Anzahl von Signalwegen, die Frequenzabstimmungscodes zugeordnet sind, reduziert werden.In certain configurations herein, a segmented decoding scheme for RTWO frequency tuning codes is provided to reduce decoding complexity. The segmented decoding scheme may operate using a combination of global decoding and local decoding to process the frequency tuning codes. By using segmented decoding, a number of signal paths associated with frequency tuning codes may be reduced.

Ein RTWO kann mit einer großen Anzahl von Abstimmungskondensatoren arbeiten, einschließlich Abstimmungskondensatoren für die PVT-Abstimmung, Grobabstimmung und Feinabstimmung (was z. B. sowohl Fein-Ganzzahl- als auch Fein-Bruchzahl-Abstimmung einschließt). Die Anzahl der Abstimmungskondensatoren kann bei Implementierungen unter Verwendung mehrerer miteinander gekoppelter Ringe zur Verringerung des Phasenrauschens weiter erhöht werden. Die große Anzahl von Abstimmungskondensatoren kann zu einer großen Anzahl von Signalwegen oder Drähten führen.An RTWO can operate with a large number of tuning capacitors, including tuning capacitors for PVT tuning, coarse tuning, and fine tuning (which includes, for example, both fine integer and fine fractional tuning). The number of tuning capacitors can be further increased in implementations using multiple rings coupled together to reduce phase noise. The large number of tuning capacitors can result in a large number of signal paths or wires.

Gemäß einem Beispiel weist ein 4-Ring-RTWO 32 Segmente pro Ring auf, wobei jedes Segment eine PVT-Abstimmungskondensatorbank mit 2 Bits, eine Grobstimmkondensatorbank mit 3 Bits und eine Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatorbank mit 5 Bits aufweist. Zusätzlich weist jeder Ring eine Instanziierung einer Fein-Bruchzahl-Abstimmungskondensatorbank mit 5 Bits auf. In diesem Beispiel arbeiten die PVT-Abstimmungskondensatorbanken ohne segmentierte Decodierung mit 256 Drähten (2 Bits * 32 Segmente * 4 Ringe), die Grobabstimmungskondensatorbanken mit 384 Drähten (3 Bits * 32 Segmente * 4 Ringe), die Fein-Ganzzahl Abstimmungskondensatorbanken mit 640 Drähten (5 Bits * 32 Segmente * 4 Ringe) und die Fein-Bruchzahl-Abstimmungskondensatorbanken mit 20 Drähten (5 Bits * 4 Ringe). Somit kann eine Gesamtzahl von Drähten in diesem Beispiel 256 + 384 + 640 + 20 = 1300 Drähte betragen.According to one example, a 4-ring RTWO has 32 segments per ring, with each segment containing a 2-bit PVT tuning capacitor bank, a 3-bit coarse tuning capacitor bank, and a Fine integer tuning capacitor bank with 5 bits. Additionally, each ring has an instantiation of a fine fractional tuning capacitor bank with 5 bits. In this example, the PVT tuning capacitor banks without segmented decoding operate with 256 wires (2 bits * 32 segments * 4 rings), the coarse tuning capacitor banks operate with 384 wires (3 bits * 32 segments * 4 rings), the fine integer tuning capacitor banks operate with 640 wires (5 bits * 32 segments * 4 rings), and the fine fractional tuning capacitor banks operate with 20 wires (5 bits * 4 rings). Thus, a total number of wires in this example can be 256 + 384 + 640 + 20 = 1300 wires.

Das Verlegen einer umfangreichen Menge von Drähten führt jedoch zu einem Verlegungsengpass. Darüber hinaus können die Wege zu einer elektrischen Umgebung führen, in der möglicherweise digitale Störkomponenten mit dem RTWO gekoppelt werden. Zum Beispiel kann eine große Ansammlung von Drähten auf einen Halbleiterchip als große Antenne wirken. Darüber hinaus kann die Flexibilität und/oder Skalierbarkeit des RTWO-Entwurfs eingeschränkt werden. Beispielsweise kann ein solcher Verlegungsengpass eine maximale Anzahl von RTWO-Ringen begrenzen, die zur Verbesserung des Phasenrauschens miteinander gekoppelt werden können.However, routing a large amount of wires results in a routing bottleneck. In addition, the paths may result in an electrical environment that may couple digital noise components to the RTWO. For example, a large collection of wires on a semiconductor chip may act as a large antenna. In addition, the flexibility and/or scalability of the RTWO design may be limited. For example, such a routing bottleneck may limit a maximum number of RTWO rings that can be coupled together to improve phase noise.

In bestimmten Konfigurationen hierin werden Abstimmungskondensatoren über RTWO-Segmente hinweg so quantisiert, dass die Abstimmungskondensatoren jedes RTWO-Segments separat von Abstimmungskondensatoren anderer Segmente gesteuert werden können. Zusätzlich verarbeitet ein globaler Decodierer Frequenzabstimmungscodes (beispielsweise einen PVT-Abstimmungscode, einen Grobabstimmungscode und/oder einen Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode), um Eingabecodes für lokale Decodierer des RTWO zu erzeugen. In bestimmten Implementierungen wird die Thermometerdecodierung lokal für jedes Segment mittels der lokalen Decodierer durchgeführt. Bei Mehrring-Implementierungen können die Frequenzabstimmungscodes an globale Decodierer geleitet werden, die jedem der RTWO-Ringe zugeordnet sind.In certain configurations herein, tuning capacitors are quantized across RTWO segments such that the tuning capacitors of each RTWO segment can be controlled separately from tuning capacitors of other segments. Additionally, a global decoder processes frequency tuning codes (e.g., a PVT tuning code, a coarse tuning code, and/or a fine integer tuning code) to generate input codes for local decoders of the RTWO. In certain implementations, thermometer decoding is performed locally for each segment using the local decoders. In multi-ring implementations, the frequency tuning codes may be routed to global decoders associated with each of the RTWO rings.

Durch Verwendung eines segmentierten Decodierungsschemas kann eine Anzahl von Metallwegen oder Drähten reduziert werden.By using a segmented decoding scheme, a number of metal paths or wires can be reduced.

In dem oben beschriebenen spezifischen Beispiel wurden zum Beispiel 1300 Drähte für einen 4-Ring-RTWO verwendet, der ohne segmentierte Decodierung arbeitete. Im Gegensatz dazu kann die segmentierte Decodierung in diesem speziellen Beispiel verwendet werden, um eine PVT-Abstimmung mit 7 Bits (beispielsweise 3 Thermometer-Bits pro Segment * 32 Segmente = 96 LSB < 27) und eine Grobabstimmung mit 8 Bits (beispielsweise 7 Thermometer-Bits pro Segment * 32 Segmente = 224 LSB < 28) und eine Fein-Ganzzahl-Abstimmung mit 12 Bits (beispielsweise 31 Thermometer-Bits pro Segment * 32 Segmente * 4 Ringe = 3968 LSB < 212) bereitzustellen. Somit arbeitet die PVT-Abstimmung mit 28 Drähten (7 Bit * 4 Ringe), die Grobeinstellung mit 32 Drähten (8 Bit * 4 Ringe) und die Fein-Ganzzahl-Abstimmung mit 48 Drähten (12 Bit * 4 Ringe). Somit kann eine Gesamtzahl von Drähten in diesem Beispiel 28 + 32 + 48 + 20 = 128 Drähte betragen, was ungefähr eine Größenordnung geringer ist als bei der Implementierung ohne segmentierte Decodierung.For example, in the specific example described above, 1300 wires were used for a 4-ring RTWO operating without segmented decoding. In contrast, in this particular example, segmented decoding can be used to provide 7-bit PVT tuning (e.g., 3 thermometer bits per segment * 32 segments = 96 LSB < 2 7 ), 8-bit coarse tuning (e.g., 7 thermometer bits per segment * 32 segments = 224 LSB < 2 8 ), and 12-bit fine integer tuning (e.g., 31 thermometer bits per segment * 32 segments * 4 rings = 3968 LSB < 2 12 ). Thus, PVT tuning operates with 28 wires (7 bits * 4 rings), coarse tuning with 32 wires (8 bits * 4 rings) and fine integer tuning with 48 wires (12 bits * 4 rings). Thus, a total number of wires in this example can be 28 + 32 + 48 + 20 = 128 wires, which is approximately an order of magnitude less than the implementation without segmented decoding.

10 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO 400 mit segmentierter Decodierung. In bestimmten Konfigurationen hierin ist eine segmentierte Decodierung bereitgestellt, um eine Anzahl von Drähten zum Leiten zu einem RTWO zu reduzieren, beispielsweise eine Anzahl von digitalen Signalwegen von einem ADPLL-Kern zu einem RTWO. 10 shows an embodiment of an RTWO 400 with segmented decoding. In certain configurations herein, segmented decoding is provided to reduce a number of wires for routing to an RTWO, for example, a number of digital signal paths from an ADPLL core to an RTWO.

Der RTWO 400 weist eine differenzielle Übertragungsleitung auf, die in einer geschlossenen Schleife oder einem Ring verschaltet ist. Die differenzielle Übertragungsleitung weist einen ersten Leiter 31, einen zweiten Leiter 32 und eine Überkreuzung 33 auf. Der RTWO 400 weist ferner Segmente 100 auf, die wie zuvor unter Bezugnahme auf 7 beschrieben vorliegen können. In der dargestellten Ausführungsform sind zweiunddreißig Instanziierungen des Segments 100 um den Ring herum angeordnet, mit acht Segmenten pro Seite des Rings. Wie es in 10 gezeigt ist, sind die zweiunddreißig Segmente mit Indizes zwischen 0 und 31 gekennzeichnet.The RTWO 400 comprises a differential transmission line connected in a closed loop or ring. The differential transmission line comprises a first conductor 31, a second conductor 32 and a crossover 33. The RTWO 400 further comprises segments 100, which are connected as previously described with reference to 7 In the illustrated embodiment, thirty-two instantiations of the segment 100 are arranged around the ring, with eight segments per side of the ring. As shown in 10 As shown, the thirty-two segments are labeled with indices between 0 and 31.

Der RTWO 400 weist ferner ein globales Decodiersystem 401, ein lokales Decodiersystem 402, einen digitalen Routingbus 405, eine serielle Schnittstelle 406 und eine Fein-Bruchzahl- Abstimmungskondensatorbank 410 auf.The RTWO 400 further includes a global decoding system 401, a local decoding system 402, a digital routing bus 405, a serial interface 406, and a fine fractional tuning capacitor bank 410.

Obwohl eine spezifische RTWO-Implementierung gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf RTWOs anwendbar, die auf vielfältige Weise implementiert sind, einschließlich RTWOs mit anderen Ringimplementierungen, anderen Segmentimplementierungen und/oder anderen Decodiererimplementierungen, ohne darauf beschränkt zu sein.Although a specific RTWO implementation is shown, the teachings herein are applicable to RTWOs implemented in a variety of ways, including RTWOs with other ring implementations izations, other segment implementations, and/or other decoder implementations.

Das globale Decodiersystem 401 weist ein Segmentdecodiersystem 403 und ein Abstimmungsdecodiersystem 404 auf. Das globale Decodiersystem 401 kann unter Verwendung einer digitalen Logikschaltung wie beispielsweise einer digitalen Logik, die mittels Digitalsynthese erzeugt wird, implementiert sein. Beispielsweise können das Segmentdecodiersystem 403 und/oder das Abstimmungsdecodiersystem 404 mittels einer Hardwarebeschreibungssprache wie Verilog beschrieben sein, die zur Erzeugung digitaler Logikschaltungen synthetisiert werden kann. Andere Implementierungen sind jedoch möglich. Obwohl sie als auf Segmente verteilt dargestellt sind, können ein oder mehrere Decodierer so ausgebildet sein, dass sie für mehrere Segmente Decodierung bereitstellen. Beispielsweise kann ein Decodierer pro RTWO-Seite verwendet werden, wie es in 11 dargestellt ist.The global decoding system 401 includes a segment decoding system 403 and a voting decoding system 404. The global decoding system 401 may be implemented using digital logic circuitry, such as digital logic generated using digital synthesis. For example, the segment decoding system 403 and/or the voting decoding system 404 may be described using a hardware description language such as Verilog, which may be synthesized to generate digital logic circuits. However, other implementations are possible. Although shown as distributed across segments, one or more decoders may be configured to provide decoding for multiple segments. For example, one decoder may be used per RTWO page, as shown in 11 is shown.

Das Abstimmungsdecodiersystem 404 dient zum Decodieren von Frequenzabstimmungscodes (z. B. PVT-, Grob- und/oder Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes), um Eingangscodes für das lokale Decodiersystem 402 zu erzeugen. Die Eingangscodes werden von dem lokalen Decodiersystem 402 verarbeitet, um geeignete Abstimmungskondensatoren der RTWO-Segmente zu aktivieren.The tuning decoding system 404 is operable to decode frequency tuning codes (e.g., PVT, coarse and/or fine integer tuning codes) to generate input codes for the local decoding system 402. The input codes are processed by the local decoding system 402 to activate appropriate tuning capacitors of the RTWO segments.

In der dargestellten Ausführungsform weist das Abstimmungsdecodiersystem 404 einen Abstimmungsdecodierer (TD) für jedes Segment 100 auf. Zusätzlich weist das lokale Decodiersystem 402 einen lokalen Decodierer (LD) für jedes Segment 100 auf. In bestimmten Implementierungen wird ein LD verwendet, um einen binären Eingabecode aus einem entsprechenden TD in einen thermometercodierten Ausgabecode umzuwandeln, der zum Auswählen einer Anzahl von aktiven Abstimmungskondensatoren eines bestimmten RTWO-Segments 100 verwendet wird.In the illustrated embodiment, the voting decoding system 404 includes a voting decoder (TD) for each segment 100. In addition, the local decoding system 402 includes a local decoder (LD) for each segment 100. In certain implementations, an LD is used to convert a binary input code from a corresponding TD into a thermometer-encoded output code that is used to select a number of active voting capacitors of a particular RTWO segment 100.

Wie es in 10 gezeigt ist, umgibt der digitale Routingbus 405 einen Umfang des RTWO 400. Der digitale Routingbus 405 kann verwendet werden, um eine Vielzahl von Eingangssignalen zu dem globalen Decodiersystem 401 zu leiten.As it is in 10 As shown, the digital routing bus 405 surrounds a perimeter of the RTWO 400. The digital routing bus 405 may be used to route a variety of input signals to the global decoding system 401.

Beispielsweise ist das globale Decodiersystem 4101 des RTWO 400 mit Anmerkungen versehen, um die Eingangssignale 411-412 zu veranschaulichen, die zur Frequenzabstimmung verwendet werden, einschließlich eines PVT-Abstimmungscodes (pvt_code <6:0>), eines Grob-Abstimmungscodes (coarse_code) <7:0>), eines Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes (fineint_code <7:0>) und eines Fein-Bruchzahl-Abstimmungscodes (finefrac_code <2:0>). Obwohl dies der Übersichtlichkeit halber in 10 nicht dargestellt ist, kann der RTWO 400 ein oder mehrere Taktsignale empfangen, die zum Angeben der Zeitvorgabe der Abstimmungscodes verwendet werden.For example, the global decoding system 4101 of the RTWO 400 is annotated to illustrate the input signals 411-412 used for frequency tuning, including a PVT tuning code (pvt_code <6:0>), a coarse tuning code (coarse_code <7:0>), a fine integer tuning code (fineint_code <7:0>), and a fine fractional tuning code (finefrac_code <2:0>). Although this is shown in 10 Not shown, the RTWO 400 may receive one or more clock signals used to specify the timing of the voting codes.

In der dargestellten Ausführungsform liefert der digitale Routingbus 405 den PVT-Abstimmungscode, den Grobabstimmungscode und den Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode an das Abstimmungsdecodiersystem 404, das die Codes verarbeitet, um Eingabecodes zum Steuern des lokalen Decodiersystems 402 zu erzeugen. Das lokale Decodiersystem 402 verarbeitet die Eingabecodes, um PVT-Abstimmungsbanken, Grobabstimmungsbanken und Fein-Ganzzahl-Abstimmungsbanken der RTWO-Segmente 100 zu steuern.In the illustrated embodiment, digital routing bus 405 provides the PVT tuning code, coarse tuning code, and fine integer tuning code to tuning decoding system 404, which processes the codes to generate input codes for controlling local decoding system 402. Local decoding system 402 processes the input codes to control PVT tuning banks, coarse tuning banks, and fine integer tuning banks of RTWO segments 100.

Wie es in 10 gezeigt ist, ist eine Instanziierung der Fein-Bruchzahl-Abstimmungsbank 410 in dem dargestellten RTWO 400 enthalten und der Fein-Bruchzahl- Abstimmungscode (finefrac_code <2:0>) wird an Fein-Bruchzahl-Abstimmungsbank 410 geliefert, um die Fein-Bruchzahl-Abstimmung zu steuern. Somit umgeht der Fein-Bruchzahl-Abstimmungscode in diesem Beispiel das Abstimmungsdecodiersystem 404. In bestimmten Implementierungen ist ein LD enthalten, um den Fein-Bruchzahl-Abstimmungscode zu decodieren, um Thermometer-Bits zu erzeugen, um die Fein-Bruchzahl-Abstimmungsbank 410 zu steuern.As it is in 10 As shown, an instantiation of fine fractional tuning bank 410 is included in the illustrated RTWO 400 and the fine fractional tuning code (finefrac_code <2:0>) is provided to fine fractional tuning bank 410 to control fine fractional tuning. Thus, in this example, the fine fractional tuning code bypasses the tuning decoding system 404. In certain implementations, an LD is included to decode the fine fractional tuning code to generate thermometer bits to control fine fractional tuning bank 410.

Obwohl eine spezifische Implementierung von Frequenzabstimmungscodes und Decodierung gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf eine Vielzahl von Implementierungen anwendbar.Although a specific implementation of frequency tuning codes and decoding is shown, the teachings herein are applicable to a variety of implementations.

Das Segmentdecodiersystem 403 weist einen Segmentdecodierer (SD) für jedes Segment 100 auf. Das Segmentdecodiersystem 403 dient zum Decodieren von über die serielle Schnittstelle 406 empfangenen Daten an die RTWO-Segmente 100.The segment decoding system 403 includes a segment decoder (SD) for each segment 100. The segment decoding system 403 is used to decode data received via the serial interface 406 to the RTWO segments 100.

Wie es in 10 gezeigt ist, empfängt die serielle Schnittstelle 406 Eingangssignale 413, die ein Segmentdatensignal (rtwo_seg_data <7:0>), ein Segmentadressensignal (rtwo_seg_addr <4:0>), ein Schreibfreigabesignal (rtwo_wr_en), ein serielles Schnittstellentaktsignal (rtwo_sclk) und ein Lesedatensignal (rtwo_rd_data <7:0>) enthalten. In bestimmten Implementierungen ist die serielle Schnittstelle 406 als lokale serielle Peripherieschnittstelle (SPI) implementiert.As it is in 10 As shown, the serial interface 406 receives input signals 413 that include a segment data signal (rtwo_seg_data <7:0>), a segment address signal (rtwo_seg_addr <4:0>), a write enable signal (rtwo_wr_en), a serial interface clock signal (rtwo_sclk), and a read data signal (rtwo_rd_data <7:0>). In certain implementations, serial port 406 is implemented as a local serial peripheral interface (SPI).

In der dargestellten Ausführungsform leitet der digitale Routingbus 405 die Eingangssignale 413 zu jedem SD des Segmentdecodiersystems 403 zum Decodieren.In the illustrated embodiment, the digital routing bus 405 routes the input signals 413 to each SD of the segment decoding system 403 for decoding.

Es kann erwünscht sein, dass die Segmente eines RTWO, wie beispielsweise die RTWO-Segmente 100, konfigurierbar sind. Um Konfigurierbarkeit zu bieten, können die RTWO-Segmente 100 über die serielle Schnittstelle 406 gelesen oder beschrieben werden.It may be desirable for the segments of an RTWO, such as RTWO segments 100, to be configurable. To provide configurability, RTWO segments 100 may be read or written to via serial interface 406.

Der dargestellte RTWO 400 weist das Segmentdecodiersystem 401 auf, das eine Anzahl von Wegen reduziert, die der Kommunikation mit den RTWO-Segmenten 100 zugeordnet sind. In bestimmten Implementierungen arbeitet das Segmentdecodiersystem 403 unter Verwendung einer lokalen Registerkarte. Die lokale Registerkarte wird verwendet, um Bitadressen für jedes der Segmente bereitzustellen, und wird verwendet, um zu bestimmen, wann die serielle Schnittstelle 406 mit einem bestimmten der RTWO-Segmente 100 kommuniziert.The illustrated RTWO 400 includes the segment decoding system 401, which reduces a number of paths associated with communication with the RTWO segments 100. In certain implementations, the segment decoding system 403 operates using a local tab. The local tab is used to provide bit addresses for each of the segments and is used to determine when the serial interface 406 is communicating with a particular one of the RTWO segments 100.

Durch Aufnehmen des Segmentdecodiersystems 401 kann eine Anzahl der Daten- und Adressbusbits, die dem Routing von der seriellen Schnittstelle 406 zu den RTWO-Segmenten 100 zugeordnet sind, reduziert werden.By including the segment decoding system 401, a number of data and address bus bits associated with routing from the serial interface 406 to the RTWO segments 100 can be reduced.

In einer spezifischen Implementierung weist ein 4-Ring-RTWO mit 32 Segmenten pro Ring beispielsweise einen Datenbus, der mittels 8 Bits, die 4 Ringen gemeinsam sind, arbeitet, und einen Adressbus, der mittels 5 Bits, die 4 Ringen gemeinsam sind, arbeitet, auf. Gemäß einem solchen Beispiel arbeitet der 4-Ring-RTWO mit 13 Bits und Drähten.For example, in a specific implementation, a 4-ring RTWO with 32 segments per ring has a data bus that operates on 8 bits common to 4 rings and an address bus that operates on 5 bits common to 4 rings. According to such an example, the 4-ring RTWO operates on 13 bits and wires.

Dagegen kann ein ähnlicher 4-Ring-RTWO, der mit einem Segmentdecodiersystem implementiert ist, 2048 Bits und Drähte (16 Bits pro Segment* 32 Segmente * 4 Ringe) aufweisen. Somit kann eine Reduzierung um mehr als das Hundertfache erreicht werden, indem ein Segmentdecodiersystem in dieses spezielle Beispiel aufgenommen wird.In contrast, a similar 4-ring RTWO implemented with a segment decoding system can have 2048 bits and wires (16 bits per segment * 32 segments * 4 rings). Thus, a reduction of more than 100 times can be achieved by including a segment decoding system in this particular example.

Zusätzliche Einzelheiten des Segmentdecodiersystems 403 können wie nachstehend unter Bezugnahme auf 14-15 erläutert ausgeführt sein.Additional details of the segment decoding system 403 may be described below with reference to 14-15 explained.

11 zeigt eine Ausführungsform von Abstimmungsdecodierern für einen Mehrring-RTWO 600. Der Mehrring-RTWO 600 weist einen südwestlichen RTWO-Ring 601 (R0), einen südöstlichen RTWO-Ring 602 (R1), einen nordöstlichen RTWO-Ring 603 (R2) und einen nordwestlichen RTWO-Ring 604 (R3) auf. Obwohl eine Konfiguration unter Verwendung von vier rechteckigen RTWO-Ringen gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf Implementierungen anwendbar, bei denen mehr oder weniger Ringe und/oder Ringe, die mit anderen Formen implementiert sind, verwendet werden. 11 shows an embodiment of voting decoders for a multi-ring RTWO 600. The multi-ring RTWO 600 includes a southwest RTWO ring 601 (R0), a southeast RTWO ring 602 (R1), a northeast RTWO ring 603 (R2), and a northwest RTWO ring 604 (R3). Although a configuration using four rectangular RTWO rings is shown, the teachings herein are applicable to implementations using more or fewer rings and/or rings implemented with other shapes.

Obwohl Begriffe, die sich auf Himmelsrichtungen beziehen (Norden, Süden, Osten, Westen, Nordosten, Nordwesten, Südwesten, Südwesten), bei der Beschreibung des Mehrring-RTWO verwendet werden, werden Fachleute erkennen, dass die Begriffe hier zum Verständnis relativer Orientierungen verwendet werden und sich nicht auf geographische Richtungen beziehen. Beispielsweise ist der Mehrring-RTWO 600 typischerweise zumindest teilweise auf einer integrierten Schaltung (IC) oder einem Halbleiterchip implementiert und die Ausrichtung des Mehrring-RTWO 600 ändert sich, wenn sich die Position oder der Winkel des IC ändert. In ähnlicher Weise werden Begriffe, die sich auf oben, unten, links und rechts beziehen, zur Beschreibung von relativen Richtungen verwendet.Although terms referring to cardinal directions (north, south, east, west, northeast, northwest, southwest, southwest) are used in describing the multi-ring RTWO, those skilled in the art will recognize that the terms are used here to understand relative orientations and do not refer to geographic directions. For example, the multi-ring RTWO 600 is typically implemented at least partially on an integrated circuit (IC) or semiconductor chip, and the orientation of the multi-ring RTWO 600 changes as the position or angle of the IC changes. Similarly, terms referring to up, down, left, and right are used to describe relative directions.

Wie in 11 gezeigt ist, sind PVT-Abstimmungsdecodierer, Grobabstimmungsdecodierer und Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer um die Seiten jedes der RTWO-Ringe 601 bis 604 bereitgestellt.As in 11 As shown, PVT tuning decoders, coarse tuning decoders, and fine integer tuning decoders are provided around the sides of each of the RTWO rings 601 to 604.

In Bezug auf den nordwestlichen RTWO-Ring 604 sind ein Nord-PVT-Decodierer 614a, ein Nord-Grobdecodierer 624a und ein Nord-Fein-Ganzzahl-Decodierer 634a auf einer ersten oder oberen Seite positioniert. Zusätzlich sind ein Süd-PVT-Decodierer 614b, ein Süd-Grobdecodierer 624b und ein Süd-Fein-Ganzzahl-Decodierer 634b auf einer zweiten oder unteren Seite positioniert. Ferner sind ein West-PVT-Decodierer 614c, ein West-Grobdecodierer 624c und ein West-Fein-Ganzzahl-Decodierer 634c auf einer dritten oder linken Seite positioniert. Außerdem sind ein Ost-PVT-Decodierer 614d, ein Ost-Grobdecodierer 624d und ein Ost-Fein-Ganzzahl-Decodierer 634d auf einer vierten oder rechten Seite positioniert.With respect to the northwest RTWO ring 604, a north PVT decoder 614a, a north coarse decoder 624a, and a north fine integer decoder 634a are positioned on a first or upper side. Additionally, a south PVT decoder 614b, a south coarse decoder 624b, and a south fine integer decoder 634b are positioned on a second or lower side. Further, a west PVT decoder 614c, a west coarse decoder 624c, and a west fine integer decoder 634c are positioned on a third or left side. Additionally, an east PVT decoder 614d, an east coarse decoder 624d, and an east fine integer decoder 634d are positioned on a fourth or right side.

Darüber hinaus sind die Orientierungen entsprechender Abstimmungsdecodierer des nordöstlichen RTWO-Rings 603 achsensymmetrisch in Bezug auf den nordwestlichen RTWO-Ring 604. Zum Beispiel sind in Bezug auf den nordöstlichen RTWO-Ring 603 ein Nord-PVT-Decodierer 613a, ein Nord-Grobdecodierer 623a und ein Nord-Fein-Ganzzahl-Decodier 633a auf einer Oberseite positioniert. Außerdem sind ein Süd-PVT-Decodierer 613b, ein Süd-Grobdecodierer 623b und ein Süd-Fein-Ganzzahl-Decodierer 633b auf einer Unterseite positioniert. Ferner sind ein West-PVT-Decodierer 613c, ein West-Grobdecodierer 623c und ein West-Fein-Ganzzahl-Decodierer 633c auf einer rechten Seite positioniert. Zusätzlich sind ein Ost-PVT-Decodierer 613d, ein Ost-Grobdecodierer 623d und ein Ost-Fein-Ganzzahl-Decodierer 633d auf einer linken Seite positioniert.Moreover, the orientations of respective tuning decoders of the northeast RTWO ring 603 are axisymmetric with respect to the northwest RTWO ring 604. For example, with respect to the northeast RTWO ring 603, a north PVT decoder 613a, a north coarse decoder 623a, and a north fine integer decoder 633a are positioned on a top side. In addition, a south PVT decoder 613b, a south coarse decoder 623b, and a south fine integer decoder 633b are positioned on a bottom side. Further, a west PVT decoder 613c, a west coarse decoder 623c, and a west fine integer decoder 633c are positioned on a right side. In addition, an east PVT decoder 613d, an east coarse decoder 623d, and an east fine integer decoder 633d are positioned on a left side.

Ferner sind Orientierungen entsprechender Abstimmungsdecodierer des südwestlichen RTWO-Rings 601 achsensymmetrisch in Bezug auf den nordwestlichen RTWO-Ring 604. Zum Beispiel sind in Bezug auf den südwestlichen RTWO-Ring 601 ein Nord-PVT-Decodierer 611a ein Nord-Grobdecodier 621a und ein Nord- Fein-Ganzzahl-Decodier 631a auf einer Unterseite positioniert. Außerdem sind ein Süd-PVT-Decodierer 611b, ein Süd-Grobdecodierer 621b und ein Süd-Fein-Ganzzahl-Decodierer 631b auf einer Oberseite angeordnet. Weiterhin sind ein West-PVT-Decodierer 611 c, ein West-Grobdecodierer 621c und ein West-Fein-Ganzzahl-Decodierer 631c auf einer linken Seite positioniert. Zusätzlich sind ein Ost-PVT-Decodierer 611 d, ein Ost-Grobdecodierer 621 d und ein Ost-Fein-Ganzzahl-Decodierer 631 d auf einer rechten Seite positioniert.Furthermore, orientations of respective tuning decoders of the southwest RTWO ring 601 are axisymmetric with respect to the northwest RTWO ring 604. For example, with respect to the southwest RTWO ring 601, a north PVT decoder 611a, a north coarse decoder 621a, and a north fine integer decoder 631a are positioned on a bottom side. In addition, a south PVT decoder 611b, a south coarse decoder 621b, and a south fine integer decoder 631b are arranged on a top side. Furthermore, a west PVT decoder 611c, a west coarse decoder 621c, and a west fine integer decoder 631c are positioned on a left side. In addition, an east PVT decoder 611 d, an east coarse decoder 621 d and an east fine integer decoder 631 d are positioned on a right side.

Außerdem sind die Orientierungen entsprechender Abstimmungsdecodierer des südöstlichen RTWO-Rings 602 achsensymmetrisch in Bezug auf sowohl den südwestlichen RTWO-Ring 601 als auch auf den nordöstlichen RTWO-Ring 603. Zum Beispiel sind in Bezug auf den südöstlichen RTWO-Ring 602 ein Nord-PVT-Decodierer 612a, ein Nord-Grobdecodierer 622a und ein Nord- Fein-Ganzzahl-Decodierer 632a auf einer Unterseite positioniert. Zusätzlich sind ein Süd-PVT-Decodierer 612b, ein Süd-Grobdecodierer 622b und ein Süd-Fein-Ganzzahl-Decodierer 632b auf einer Oberseite angeordnet. Ferner sind ein West-PVT-Decodierer 612c, ein West-Grobdecodierer 622c und ein West-Fein-Ganzzahl-Decodierer 632c auf einer rechten Seite positioniert. Zusätzlich sind ein Ost-PVT-Decodierer 612d, ein Ost-Grobdecodierer 622d und ein Ost-Fein-Ganzzahl-Decodierer 632d auf einer linken Seite positioniert.In addition, the orientations of respective tuning decoders of the southeast RTWO ring 602 are axisymmetric with respect to both the southwest RTWO ring 601 and the northeast RTWO ring 603. For example, with respect to the southeast RTWO ring 602, a north PVT decoder 612a, a north coarse decoder 622a, and a north fine integer decoder 632a are positioned on a bottom side. In addition, a south PVT decoder 612b, a south coarse decoder 622b, and a south fine integer decoder 632b are arranged on a top side. Further, a west PVT decoder 612c, a west coarse decoder 622c, and a west fine integer decoder 632c are positioned on a right side. In addition, an east PVT decoder 612d, an east coarse decoder 622d, and an east fine integer decoder 632d are positioned on a left side.

Das Implementieren von Abstimmungsdecodierern eines RTWO-Rings mit Achsensymmetrie in Bezug auf die Abstimmungsdecodierer eines anderen RTWO-Rings liefert eine Symmetrie, die eine Fehlanpassung zwischen den Ringen verringert.Implementing voting decoders of one RTWO ring with axisymphology with respect to the voting decoders of another RTWO ring provides a symmetry that reduces mismatch between the rings.

In der dargestellten Ausführungsform sind Abstimmungsdecodierer auf jeder Seite des RTWO-Rings angeordnet. Außerdem steuern die Abstimmungsdecodierer Abstimmungskondensatoren benachbarter RTWO-Segmente, wodurch Verbindungen zwischen den Ausgängen der Abstimmungsdecodierer und den RTWO-Segmenten reduziert werden. In einer Implementierung mit 32 Segmenten pro RTWO-Ring stellen beispielsweise die Nord-Abstimmungsdecodierer 8 entsprechende Segmente des RTWO-Rings bereit. Dementsprechend werden Weglängen reduziert. Somit können die dargestellten Abstimmungsdecodierer eine Ansammlung von TD-Blöcken veranschaulichen, wie sie in 10 dargestellt ist. Es sind jedoch auch andere Implementierungen möglich. Beispielsweise kann für jedes RTWO-Segment ein separater TD-Block bereitgestellt sein.In the illustrated embodiment, voting decoders are arranged on each side of the RTWO ring. In addition, the voting decoders control voting capacitors of adjacent RTWO segments, thereby reducing connections between the outputs of the voting decoders and the RTWO segments. For example, in an implementation with 32 segments per RTWO ring, the North voting decoders provide 8 corresponding segments of the RTWO ring. Accordingly, path lengths are reduced. Thus, the illustrated voting decoders can illustrate a collection of TD blocks as shown in 10 However, other implementations are also possible. For example, a separate TD block can be provided for each RTWO segment.

Wie es in 11 gezeigt ist, werden die PVT-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Ringe 601-604 mit den Textbezeichnungen pvt_decoder_north, pvt_decoder_west, pvt_decoder_south und pvt_decoder_east bezeichnet. Zusätzlich sind die Grobabstimmungsdecodierer mit den Textbezeichnungen coarse decoder north, coarse_decoder_west, coarse_decoder_south und coarse_decoder_east bezeichnet. In bestimmten Implementierungen sind die PVT-Abstimmungsdecodierer für jeden der RTWO-Ringe und jedes der Segmente im Wesentlichen identisch und die PVT-Abstimmungsdecodierer arbeiten mit üblichen PVT-Abstimmungscodes. Außerdem sind in bestimmten Implementierungen die Grobabstimmungsdecodierer für jeden der RTWO-Ringe und jedes der Segmente im Wesentlichen identisch und die Grobabstimmungsdecodierer arbeiten mit gemeinsamen Grobabstimmungscodes.As it is in 11 As shown, the PVT tuning decoders of RTWO rings 601-604 are referred to with the text labels pvt_decoder_north, pvt_decoder_west, pvt_decoder_south, and pvt_decoder_east. Additionally, the coarse tuning decoders are referred to with the text labels coarse decoder north, coarse_decoder_west, coarse_decoder_south, and coarse_decoder_east. In certain implementations, the PVT tuning decoders for each of the RTWO rings and each of the segments are substantially identical, and the PVT tuning decoders operate using common PVT tuning codes. Additionally, in certain implementations, the coarse tuning decoders for each of the RTWO rings and each of the segments are substantially identical, and the coarse tuning decoders operate using common coarse tuning codes.

In einer Ausführungsform arbeiten die PVT- und/oder Grobabstimmungsdecodierer mit verteilter quantisierter Abstimmung, wie es zuvor mit Bezug auf 8A-8R erörtert wurde.In one embodiment, the PVT and/or coarse tuning decoders operate with distributed quantized tuning as previously described with reference to 8A-8R was discussed.

Wie es in 11 gezeigt ist, sind die Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Rings 601-604 mit Textbezeichnungen fineint_decoder_r0_north, fineint_decoder_r0_west, fineint_decoder_r0_south, fineint_decoder_r0_east, fineint_decoder_r1_north, fineint_decoder_r1_west, fineint_decoder_r1_south, fineint_decoder_r1_east, fineint_decoder_r2_north, fineint_decoder_r2_west, fineint_decoder_r2_south, fineint_decoder_r2_east, fineint_decoder_r3_north, fineint_decoder_r3_west, fineint_decoder_r3_south und fineint_decoder_r3_east bezeichnet.As it is in 11 shown are the fine integer tuning decoders of RTWO rings 601-604 with text labels fineint_decoder_r0_north, fineint_decoder_r0_west, fineint_decoder_r0_south, fineint_decoder_r0_east, fineint_decoder_r1_north, fineint_decoder_r1_west, fineint_decoder_r1_south, fineint_decoder_r1_east, fineint_decoder_r2_north, fineint_decoder_r2_west, fineint_decoder_r2_south, fineint_decoder_r2_east, fineint_decoder_r3_north, fineint_decoder_r3_west, fineint_decoder_r3_south and fineint_decoder_r3_east.

In bestimmten Implementierungen sind die Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer unter Verwendung von im Wesentlichen identischer Hardware (beispielsweise im Wesentlichen identischem Verilog) implementiert, arbeiten jedoch mit unterschiedlichen Werten von rtwo_location <3:0> und weisen somit unterschiedliche Ausgangswerte auf. Durch die Implementierung der Decodierer auf diese Weise werden Skalierbarkeit und Flexibilität verbessert.In certain implementations, the fine integer tuning decoders are implemented using essentially identical hardware (for example, essentially identical Verilog), but operate on different values of rtwo_location <3:0> and thus have different output values. Implementing the decoders in this way improves scalability and flexibility.

In einer Ausführungsform arbeiten die Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer mit verteilter quantisierter Abstimmung von Abstimmungscodes über beide Segmente und Ringe hinweg, wie es zuvor mit Bezug auf 9A-9J erörtert wurde. Durch Bereitstellen separater Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer können Feinabstimmungsfähigkeiten für jedes der RTWO-Segmente sowie für jeden RTWO-Ring bereitgestellt werden. Dies erleichtert wiederum die individuelle Steuerung jedes Abstimmungselements jedes Segments jedes RTWO-Rings. Dementsprechend wird in bestimmten Implementierungen eine Fein-Ganzzahl-Abstimmung über jedes der RTWO-Segmente und über jeden RTWO-Ring hinweg durchgeführt.In one embodiment, the fine integer tuning decoders operate with distributed quantized tuning of tuning codes across both segments and rings, as previously described with reference to 9A-9J discussed. By providing separate fine integer tuning decoders, fine tuning capabilities can be provided for each of the RTWO segments as well as for each RTWO ring. This in turn facilitates individual control of each tuning element of each segment of each RTWO ring. Accordingly, in certain implementations, fine integer tuning is performed across each of the RTWO segments and across each RTWO ring.

Obwohl 11 eine Ausführungsform von Abstimmungsdecodierern für einen Mehrring-RTWO darstellt, können Abstimmungsdecodierer auf eine Vielzahl von Arten implementiert sein.Although 11 represents an embodiment of voting decoders for a multi-ring RTWO, voting decoders can be implemented in a variety of ways.

12 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO-Abstimmungsdecodierers 700. Mehrere Instanziierungen des RTWO-Abstimmungsdecodierers 700 können entlang der RTWO-Seiten positioniert sein. Beispielsweise zeigt der RTWO-Abstimmungsdecodierer 700 eine Implementierung der Abstimmungsdecodierer von 11, die auf einer Seite eines RTWO-Rings positioniert sind. 12 shows an embodiment of an RTWO voting decoder 700. Multiple instantiations of the RTWO voting decoder 700 can be positioned along the RTWO pages. For example, the RTWO voting decoder 700 shows an implementation of the voting decoders of 11 positioned on one side of an RTWO ring.

In der dargestellten Ausführungsform weist der RTWO-Abstimmungsdecodierer 700 einen PVT-Abstimmungsdecodierer 701, einen Grobabstimmungsdecodierer 702 und einen Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer 703 auf.In the illustrated embodiment, the RTWO tuning decoder 700 includes a PVT tuning decoder 701, a coarse tuning decoder 702, and a fine integer tuning decoder 703.

Wie es in 12 gezeigt ist, empfängt der PVT-Abstimmungsdecodierer 701 einen PVT-Abstimmungscode (pvt_code <6:0>) und einen Ortscode (rtwo_location <3:0>) und erzeugt Segment-PVT-Abstimmungscodes (pvt_tune0 <1:0>),..., pvt_tune7 <1:0». Die Segment-PVT-Abstimmungscodes werden von lokalen Decodierern (LDs) entsprechender Segmente verwendet, um die Auswahl von PVT-Abstimmungskondensatoren zu steuern.As it is in 12 As shown, the PVT tuning decoder 701 receives a PVT tuning code (pvt_code <6:0>) and a location code (rtwo_location <3:0>) and generates segment PVT tuning codes (pvt_tune0 <1:0>, ..., pvt_tune7 <1:0». The segment PVT tuning codes are used by local decoders (LDs) of corresponding segments to control the selection of PVT tuning capacitors.

Der Grobabstimmungsdecodierer 702 von 12 empfängt einen Grobabstimmungscode (coarse_code <7:0>) und den Ortscode (rtwo_location <3:0>) und erzeugt Segment-Grobabstimmungscodes (coarse_tune0 <2:0>),..., coarse_tune7 <2:0>). Die Segment-Grobabstimmungscodes werden von LDs der entsprechenden Segmente verwendet, um die Auswahl von Grobabstimmungskondensatoren zu steuern.The coarse tuning decoder 702 of 12 receives a coarse tuning code (coarse_code <7:0>) and the location code (rtwo_location <3:0>) and generates segment coarse tuning codes (coarse_tune0 <2:0>,..., coarse_tune7 <2:0>). The segment coarse tuning codes are used by LDs of the corresponding segments to control the selection of coarse tuning capacitors.

Wie es in 12 gezeigt ist, empfängt der Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer 703 einen Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode (fineint_code <11:0>), den Ortscode (rtwo_location <3:0>) und einen LSB-Versatzcode (offset_lsb <1:0>), einen Versatzortscode (offset-location <2:0>) und einen Testmoduscode (test_mode <1:0>) und erzeugt Segment-Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes (fineint_tune0 <4:0>,..., fineint_tune7) <4:0>). Die Segment-Feinabstimmungscodes werden von LDs der entsprechenden Segmente verwendet, um die Auswahl von Feinabstimmungskondensatoren zu steuern.As it is in 12 As shown, the fine integer tuning decoder 703 receives a fine integer tuning code (fineint_code <11:0>), the location code (rtwo_location <3:0>), an LSB offset code (offset_lsb <1:0>), an offset location code (offset-location <2:0>), and a test mode code (test_mode <1:0>), and generates segment fine integer tuning codes (fineint_tune0 <4:0>,..., fineint_tune7 <4:0>). The segment fine tuning codes are used by LDs of the corresponding segments to control the selection of fine tuning capacitors.

Mehrere Instanziierungen des RTWO-Abstimmungsdecodierers 700 können entlang der Seiten der RTWO-Ringe 601-604 von 11 positioniert sein und der Ortscode (rtwo_location <3:0>) kann verwendet werden, um die Antwort der Abstimmungsdecodierer auf einen bestimmten Abstimmungscodewert zu steuern. In einer Ausführungsform ist der ausgewählte Abstimmungsdecodiererort für verschiedene Werte des Ortscodes (rtwo_location <3:0>) durch die nachstehende Tabelle 1 gegeben. Tabelle 1 rtwo_location<3:0> Ausgewählter Abstimmungsdecodierer <3> <2> <1> <0> 0 0 0 0 West, R0 0 0 0 1 Süd, R0 0 0 1 0 Ost, R0 0 0 1 1 Nord, R0 0 1 0 0 West, R1 0 1 0 1 Süd, R1 0 1 1 0 Ost, R1 0 1 1 1 Nord, R1 1 0 0 0 West, R2 1 0 0 1 Süd, R2 1 0 1 0 Ost, R2 1 0 1 1 Nord, R2 1 1 0 0 West, R3 1 1 0 1 Süd, R3 1 1 1 0 Ost, R3 1 1 1 1 Nord, R3 Multiple instantiations of the RTWO voting decoder 700 can be placed along the sides of the RTWO rings 601-604 of 11 and the location code (rtwo_location <3:0>) can be used to control the response of the voting decoders to a particular voting code value. In one embodiment, the selected voting decoder location for different values of the location code (rtwo_location <3:0>) is given by Table 1 below. Table 1 rtwo_location<3:0> Selected voting decoder <3> <2> <1> <0> 0 0 0 0 West, R0 0 0 0 1 South, R0 0 0 1 0 East, R0 0 0 1 1 North, R0 0 1 0 0 West, R1 0 1 0 1 South, R1 0 1 1 0 East, R1 0 1 1 1 North, R1 1 0 0 0 West, R2 1 0 0 1 South, R2 1 0 1 0 East, R2 1 0 1 1 North, R2 1 1 0 0 West, R3 1 1 0 1 South, R3 1 1 1 0 East, R3 1 1 1 1 North, R3

In bestimmten Implementierungen ist die Adresse eines bestimmten Abstimmungsdecodierers fest verdrahtet, wenn der Abstimmungsdecodierer an einem bestimmten Ort um einen RTWO-Ring herum instanziiert wird.In certain implementations, the address of a particular voting decoder is hard-wired when the voting decoder is instantiated at a specific location around an RTWO ring.

Die Abstimmungsdecodierer, die um die RTWO-Ringe herum positioniert sind, decodieren den PVT-Abstimmungscode (pvt_code <6:0>), den Grobabstimmungscode (coarse_code <7:0>) und den Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode (fineint_code <11:0) >). Die Abstimmungscodes geben die Gesamtzahl der Abstimmungskondensatoren in dem RTWO an, die aktiviert oder ausgewählt werden sollen.The voting decoders positioned around the RTWO rings decode the PVT voting code (pvt_code <6:0>), the coarse voting code (coarse_code <7:0>) and the fine integer voting code (fineint_code <11:0>). The voting codes indicate the total number of voting capacitors in the RTWO to be activated or selected.

In der dargestellten Ausführungsform erzeugt jeder der Abstimmungsdecodierer Segmentabstimmungscodes für mehrere RTWO-Segmente. Beispielsweise gibt der PVT-Abstimmungsdecodierer 701 Segment-PVT-Abstimmungscodes (pvt_tune0 <1:0>, ..., pvt_tune7 <1:0>) für acht RTWO-Segmente aus. Zusätzlich gibt der Grobabstimmungsdecodierer 702 Segment-Grobabstimmungscodes (grob_tune0 <2:0>, ..., grob_tune7 <2:0>) für acht RTWO-Segmente aus. Ferner gibt der Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer 703 Segment-Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes (fineint_tune0 <4:0>, ..., fineint_tune7 <4:0>) für acht RTWO-Segmente aus. Obwohl die dargestellten Abstimmungsdecodierer SegmentAbstimmungscodes für acht Segmente ausgeben, sind andere Implementierungen möglich.In the illustrated embodiment, each of the tuning decoders generates segment tuning codes for a plurality of RTWO segments. For example, the PVT tuning decoder 701 outputs segment PVT tuning codes (pvt_tune0 <1:0>, ..., pvt_tune7 <1:0>) for eight RTWO segments. Additionally, the coarse tuning decoder 702 outputs segment coarse tuning codes (coarse_tune0 <2:0>, ..., coarse_tune7 <2:0>) for eight RTWO segments. Furthermore, the fine integer tuning decoder 703 outputs segment fine integer tuning codes (fineint_tune0 <4:0>, ..., fineint_tune7 <4:0>) for eight RTWO segments. Although the voting decoders shown output segment voting codes for eight segments, other implementations are possible.

In der dargestellten Ausführungsform repräsentieren die Ausgaben der Abstimmungsdecodierer eine binäre Darstellung der Abstimmungskondensatoren, die für jede der Abstimmungskondensatorbänke ausgewählt werden. Entsprechende lokale Decodierer (LDs) werden verwendet, um die Ausgabe der Abstimmungsdecodierer zu verarbeiten, um die Auswahl der Abstimmungskondensatoren der entsprechenden Segmente zu steuern. In bestimmten Implementierungen erzeugen die LDs einen Thermometercode für jede der Abstimmungskondensatorbanken auf der Basis der binären Ausgaben der Abstimmungsdecodierer.In the illustrated embodiment, the outputs of the tuning decoders represent a binary representation of the tuning capacitors selected for each of the tuning capacitor banks. Corresponding local decoders (LDs) are used to process the output of the tuning decoders to control the selection of the tuning capacitors of the corresponding segments. In certain implementations, the LDs generate a thermometer code for each of the tuning capacitor banks based on the binary outputs of the tuning decoders.

Gemäß einem Beispiel weist eine PVT-Abstimmungskondensatorbankjedes Segments 3 PVT-Kondensatoren auf, die durch 2 binäre Bits dargestellt sind, und der LD verarbeitet die 2 binären Bits, um einen Thermometercode zum Steuern der Auswahl der 3 PVT-Kondensatoren zu erzeugen. Gemäß einem weiteren Beispiel weist eine Grobabstimmungsbank jedes Segments 7 Grobabstimmungskondensatoren auf, die durch 3 binäre Bits dargestellt sind, und der LD verarbeitet die 3 binären Bits, um einen Thermometercode zum Steuern der Auswahl der 7 Grobabstimmungskondensatoren zu erzeugen. In noch einem weiteren Beispiel hat eine Fein-Ganzzahl-Abstimmungsbank 31 Kondensatoren, die durch 5 binäre Bits dargestellt sind, und der LD verarbeitet die 5 binären Bits, um einen Thermometercode zum Steuern der Auswahl der 31 Kondensatoren zu erzeugen.According to one example, a PVT tuning capacitor bank of each segment has 3 PVT capacitors represented by 2 binary bits, and the LD processes the 2 binary bits to generate a thermometer code for controlling the selection of the 3 PVT capacitors. According to another example, a coarse tuning bank of each segment has 7 coarse tuning capacitors represented by 3 binary bits, and the LD processes the 3 binary bits to generate a thermometer code for controlling the selection of the 7 coarse tuning capacitors. In yet another example, a fine integer tuning bank has 31 capacitors represented by 5 binary bits, and the LD processes the 5 binary bits to generate a thermometer code for controlling the selection of the 31 capacitors.

In der dargestellten Ausführungsform empfängt der Fein-Ganzzahl-Abstimmungsdecodierer 703 ferner den LSB-Versatzcode (offset_lsb <1:0>), den Versatzortscode (offset-location <2:0>) und den Testmoduscode (test_mode < 1:0>).In the illustrated embodiment, the fine integer tuning decoder 703 also receives the LSB offset code (offset_lsb <1:0>), the offset location code (offset-location <2:0>), and the test mode code (test_mode <1:0>).

In einer Ausführungsform steuert der Testmoduscode, ob die Fein-Bruchzahl-Abstimmung über Segmente und über mehrere Ringe hinweg quantisiert wird (wie es beispielsweise in 9A bis 9J gezeigt ist) oder nicht oder über Segmente hinweg quantisiert ist, jedoch nicht über mehrere Ringe ist. Durch das Quantisieren über Segmente und über mehrere Ringe hinweg wird die Auflösung verbessert.In one embodiment, the test mode code controls whether the fine fractional tuning is quantized across segments and across multiple rings (as is done, for example, in 9A to 9J shown) or not, or is quantized across segments but not across multiple rings. Quantizing across segments and across multiple rings improves resolution.

Der LSB-Versatzcode (offset_lsb <1:0>) und der Versatzortscode (offset-location <2:0>) können verwendet werden, um eine Anzahl von Versatz-LSBs zu dem Fein-Ganzzahl-Abstimmungscode (fineint_code <11:0>) hinzuzufügen. Vorteilhafterweise können die Versatz-LSBs durch Anpassen eines Werts des Fein-Ganzzahl-Abstimmungscodes anstelle der Auswahl von Abstimmungskondensatoren einer speziellen Abstimmungsbank addiert werden. Durch Bereitstellen eines Versatzes kann eine Nichtlinearität über einen RTWO-Ring hinweg kompensiert werden, wobei insbesondere an Segmenten in der Nähe von Ecken und/oder Überkreuzungen Kapazitätsfehlanpassungen auftreten können. Somit kann eine Kapazitätsfehlanpassung kompensiert werden, indem ein digitaler Versatzcode zu einem bestimmten Segment addiert wird, das aus irgendeinem der Segmente eines der Ringe des RTWO genommen wird (beispielsweise aus einem von 128 Segmenten für einen 4-Ring-RTWO mit 32 Segmenten pro Ring). Der digitale Versatzcode wird zu dem Segment addiert, das durch den Versatzortscode (offset-location <2:0>) identifiziert wird.The LSB offset code (offset_lsb <1:0>) and the offset-location code (offset-location <2:0>) may be used to add a number of offset LSBs to the fine integer tuning code (fineint_code <11:0>). Advantageously, the offset LSBs may be added by adjusting a value of the fine integer tuning code rather than selecting tuning capacitors of a particular tuning bank. By providing an offset, nonlinearity across an RTWO ring can be compensated for, where capacitance mismatches may occur particularly at segments near corners and/or crossovers. Thus, capacitance mismatch may be compensated for by adding a digital offset code to a particular segment taken from any of the segments of one of the rings of the RTWO (e.g., from one of 128 segments for a 4-ring RTWO with 32 segments per ring). The digital offset code is added to the segment identified by the offset-location code (offset-location <2:0>).

Eine Ausführungsform der addierten Anzahl von LSBs für verschiedene Werte des LSB-Versatzcodes (offset_lsb <1:0>) ist in der nachstehenden Tabelle 2 angegeben. Andere Implementierungen sind jedoch möglich. Tabelle 2 offset_lsb<1> offset_lsb<0> Addierte Anzahl von LSBs 0 0 2 0 1 4 1 0 6 1 1 10 One embodiment of the added number of LSBs for different values of the LSB offset code (offset_lsb <1:0>) is given in Table 2 below. However, other implementations are possible. Table 2 offset_lsb<1> offset_lsb<0> Added number of LSBs 0 0 2 0 1 4 1 0 6 1 1 10

Der LSB-Versatzcode (offset_lsb<1:0>) kann auch verwendet werden, um die Empfindlichkeit eines Mehrring-RTWO für die Fehlanpassung in einem der Segmente zu bewerten. Somit dient der LSB-Versatzcode (offset_lsb<1:0>) als leistungsfähiges Untersuchungswerkzeug zur Beurteilung der Qualität des physischen Entwurfs eines RTWO. Zum Beispiel können die 2, 4, 6 oder 10 LSBs zu jedem der 128 Segmente in der RTWO addiert werden, indem ein digitaler Code programmiert wird, ohne dass zusätzliche feste Abstimmungskondensatoren in jedem der RTWO-Segmente erforderlich sind.The LSB offset code (offset_lsb<1:0>) can also be used to evaluate the sensitivity of a multi-ring RTWO to the mismatch in one of the segments. Thus, the LSB offset code (offset_lsb<1:0>) serves as a powerful investigation tool to assess the quality of the physical design of an RTWO. For example, the 2, 4, 6 or 10 LSBs can be added to each of the 128 segments in the RTWO by programming a digital code without the need for additional fixed tuning capacitors in each of the RTWO segments.

Eine Ausführungsform des ausgewählten Segments für verschiedene Werte des Versatzortscodes (offset_location<2:0>) ist in der nachstehenden Tabelle 3 angegeben. Andere Implementierungen sind jedoch möglich. Tabelle 3 offset_location<2:0> Ausgewähltes Segment <2> <1> <0> 0 0 0 Segment[0] 0 0 1 Segment[1] 0 1 0 Segment[2] 0 1 1 Segment[3] 1 0 0 Segment[4] 1 0 1 Segment[5] 1 1 0 Segment[6] 1 1 1 Segment[7] An embodiment of the selected segment for different values of the offset location code (offset_location<2:0>) is given in Table 3 below. However, other implementations are possible. Table 3 offset_location<2:0> Selected segment <2> <1> <0> 0 0 0 Segments[0] 0 0 1 Segments[1] 0 1 0 Segments[2] 0 1 1 Segments[3] 1 0 0 Segments[4] 1 0 1 Segments[5] 1 1 0 Segments[6] 1 1 1 Segments[7]

Der LSB-Versatzcode (offset_lsb<1:0>) und der Versatzortscode (offset_location<2:0>) können verwendet werden, um eine gewünschte Anzahl von LSBs in eines der Segmente des RTWO zu schreiben. In bestimmten Ausführungsformen wird der Versatz mittels eines Segmentdecodiersystems (beispielsweise das segmentierte digitale Adressierungssystem von 14) anstatt mittels eines Decodierers bereitgestellt. In Bezug auf die Ausführungsform von 10 kann beispielsweise die SPI-Schnittstelle 406 verwendet werden, um eine gewünschte Anzahl von LSBs in ein bestimmtes Segment zu schreiben.The LSB offset code (offset_lsb<1:0>) and the offset location code (offset_location<2:0>) can be used to write a desired number of LSBs into one of the segments of the RTWO. In certain embodiments, the offset is determined using a segment decoding system (for example, the segmented digital addressing system of 14 ) rather than by means of a decoder. With respect to the embodiment of 10 For example, the SPI interface 406 can be used to write a desired number of LSBs to a specific segment.

In einer Ausführungsform wird regelmäßig eine Zufalls- oder Pseudozufallszahl von Versatz-LSBs geschrieben, während der RTWO in Betrieb ist. Der Prozess des Schreibens einer zufälligen Anzahl von Versatz-LSBs kann mit einer beliebigen Geschwindigkeit durchgeführt werden, während der RTWO mit seiner Grundfrequenz schwingt. Durch Implementieren des RTWO auf diese Weise wird die Linearität des RTWO verbessert, indem die Fehlanpassungen in Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatoren randomisiert werden. Zum Beispiel können der LSB-Versatzcode (offset_lsb<1:0>) und der Versatzortscode (offset_location<2:0>) verwendet werden, um eine dynamische Anpassung der Kapazitätswerte der Segmente bereitzustellen, wodurch die Feinabstimmungs-Verstärkungseigenschaften linearisiert werden.In one embodiment, a random or pseudorandom number of offset LSBs are written periodically while the RTWO is operating. The process of writing a random number of offset LSBs can be performed at any speed while the RTWO oscillates at its fundamental frequency. By implementing the RTWO in this manner, the linearity of the RTWO is improved by randomizing the mismatches in fine integer tuning capacitors. For example, the LSB offset code (offset_lsb<1:0>) and the offset location code (offset_location<2:0>) can be used to provide dynamic adjustment of the capacitance values of the segments, thereby linearizing the fine tuning gain characteristics.

Obwohl 12 eine Ausführungsform eines RTWO-Abstimmungsdecodierers zeigt, können RTWO-Abstimmungsdecodierer auf viele verschiedene Arten implementiert sein.Although 12 shows an embodiment of an RTWO voting decoder, RTWO voting decoders can be implemented in many different ways.

Nachfolgend sind Beispiele von Algorithmen für ein Abstimmungsdecodiersystem gegeben. Der Abstimmungsdecodierungsalgorithmus kann verwendet werden, um die Abstimmungsdecodierer des Mehrring-RTWO 700 von 11 zu implementieren, wenn die Abstimmungsdecodierer unter Verwendung der in 12 gezeigten Ausführungsform implementiert werden. In bestimmten Konfigurationen kann die Hardwarebeschreibungssprache, die die Algorithmen beschreibt, synthetisiert werden, um digitale Logikschaltungen zu erzeugen. Andere Implementierungen sind jedoch möglich.Examples of algorithms for a voting decoding system are given below. The voting decoding algorithm can be used to control the voting decoders of the multi-ring RTWO 700 of 11 to implement if the voting decoders are configured using the 12 shown embodiment. In certain configurations, the hardware description language describing the algorithms can be synthesized to produce digital logic circuits. However, other implementations are possible.

Obwohl spezifische Abstimmungsdecodieralgorithmen beschrieben sind, sind die Lehren hierin auf eine Vielzahl von Abstimmungsdecodieralgorithmen anwendbar.Although specific voting decoding algorithms are described, the teachings herein are applicable to a variety of voting decoding algorithms.

Ein Abstimmungsdecodierer kann implementiert werden, um die binären Abstimmungscodes (z. B. pvt_code<6:0>, coarse_code<7:0> und fineint_code<11:0>>) auf die Segmente einer RTWO abzubilden.A voting decoder can be implemented to map the binary voting codes (e.g. pvt_code<6:0>, coarse_code<7:0> and fineint_code<11:0>) to the segments of an RTWO.

Gemäß einem Beispiel sind die PVT-Abstimmungs- und Grobabstimmungsalgorithmen so implementiert, dass sie unterschiedliche maximale Codewerte haben (z. B. 96 Codes für PVT gegenüber 224 Codes für die Grobabstimmung), ansonsten jedoch im Wesentlichen identisch sind.According to one example, the PVT tuning and coarse tuning algorithms are implemented to have different maximum code values (e.g., 96 codes for PVT versus 224 codes for coarse tuning), but are otherwise essentially identical.

Obwohl sich das folgende Beispiel auf die quantisierte PVT-Abstimmung konzentriert, kann ein Grobabstimmungsalgorithmus auf ähnliche Weise implementiert sein.Although the following example focuses on quantized PVT tuning, a coarse tuning algorithm can be implemented in a similar way.

Wenn ein PVT-Code inkrementiert wird, bestimmen die Berechnungen, die in der nachstehenden Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 1“) beschrieben sind, welche der vier Seiten (West, Süd, Ost und Nord) des RTWO-Rings ausgewählt wird. Sobald eine Seite ausgewählt ist, stellt der Algorithmus die Segmente innerhalb dieser Seite ein. Die Versatzzahlen 1, 2, 3 und 4 wählen eine der West-, Süd-, Ost- oder Nordseite des RTWO aus, wenn der PVT-Code um 1 inkrementiert wird. pvt _ seg _ counter _ west = mod ( pvt _ code ,   32 ) 1 pvt _ seg _ counter _ south = mod ( pvt _ code ,   32 ) 2 pvt _ seg _ counter _ east = mod ( pvt _ code ,   32 ) 3 pvt _ seg _ counter _ north = mod ( pvt _ code ,   32 ) 4

Figure DE112017005105B4_0003
When a PVT code is incremented, the calculations described in the Hardware Description Language below (hereinafter "Hardware Description 1") determine which of the four sides (West, South, East, and North) of the RTWO ring is selected. Once a side is selected, the algorithm adjusts the segments within that side. Offset numbers 1, 2, 3, and 4 select one of the West, South, East, or North sides of the RTWO as the PVT code is incremented by 1. pvt _ seg _ counter _ west = mod ( pvt _ code , 32 ) 1 pvt _ seg _ counter _ south = mod ( pvt _ code , 32 ) 2 pvt _ seg _ counter _ east = mod ( pvt _ code , 32 ) 3 pvt _ seg _ counter _ north = mod ( pvt _ code , 32 ) 4
Figure DE112017005105B4_0003

Der Modulus von 32 gibt an, dass ein Zyklus von 32 Segmenten in einem RTWO-Ring verstreicht, bevor diese Berechnungen auf null zurückgesetzt werden. Dies entspricht zum Beispiel dem Zeitpunkt, zu dem alle 32 Segmente in dem RTWO-Ring um 1 LSB aktiviert wurden (siehe beispielsweise 8R). Dementsprechend haben dann, wenn pvt_code = 32 ist, alle PVT-Abstimmungskondensatoren in jedem der Segmente eine Kapazität von 1 LSB, und dann, wenn pvt_code = 2 × 32 ist, alle PVT-Abstimmungskondensatoren in jedem der Segmente eine Kapazität von 2 LSB und dann, wenn pvt_code = 3 × 32, alle PVT-Abstimmungskondensatoren in jedem der Segmente eine Kapazität von 3 LSB.The modulus of 32 indicates that a cycle of 32 segments in an RTWO ring elapses before these calculations are reset to zero. This corresponds, for example, to the time when all 32 segments in the RTWO ring have been activated by 1 LSB (see, for example, 8R) . Dem accordingly, if pvt_code = 32, all PVT tuning capacitors in each of the segments have a capacitance of 1 LSB, and then if pvt_code = 2 × 32, all PVT tuning capacitors in each of the segments have a capacitance of 2 LSB, and then if pvt_code = 3 × 32, all PVT tuning capacitors in each of the segments have a capacitance of 3 LSB.

Die obigen Berechnungen dienen als Eingabe für die Blockzählerberechnungen, die durch die unten beschriebene Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 2“) beschrieben sind. Wie in der Hardwarebeschreibung 2 ausgeführt, erhöht sich der Blockzähler alle 4 Codes des pvt_seg_counter um 1. Dies gibt an, dass auf jeder Seite der RTWO-Ringe eine gleiche Anzahl von LSB-Kondensatoren aktiviert worden ist oder dass ein vollständiger Zyklus um die West-, Süd-, Ost- und Nordseite des RTWO (in dieser Reihenfolge in diesem Beispiel) abgeschlossen ist. Bei der 5. Zählung gibt der Blockzähler an, dass es Zeit ist, zu der Westseite der RTWO zurückzukehren und ein LSB an einem anderen Segment auf dieser Seite zu addieren. pvt _ seg _ block _ counter _ west _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ west / 4 ) + 1 pvt _ seg _ block _ counter _ south _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ south / 4 ) + 1

Figure DE112017005105B4_0004
pvt _ seg _ block _ counter _ eat _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ east / 4 ) + 1 pvt _ seg _ block _ counter _ north _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ north / 4 ) + 1
Figure DE112017005105B4_0005
The above calculations serve as input to the block counter calculations described by the hardware description language described below (hereinafter "Hardware Description 2"). As detailed in Hardware Description 2, the block counter increments by 1 every 4 codes of the pvt_seg_counter. This indicates that an equal number of LSB capacitors have been activated on each side of the RTWO rings, or that a full cycle around the west, south, east, and north sides of the RTWO (in that order in this example) has been completed. At the 5th count, the block counter indicates that it is time to return to the west side of the RTWO and add an LSB to another segment on that side. pvt _ seg _ block _ counter _ west _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ west / 4 ) + 1 pvt _ seg _ block _ counter _ south _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ south / 4 ) + 1
Figure DE112017005105B4_0004
pvt _ seg _ block _ counter _ eat _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ east / 4 ) + 1 pvt _ seg _ block _ counter _ north _ decoder = floor ( pvt _ seg _ counter _ north / 4 ) + 1
Figure DE112017005105B4_0005

Der jedem der 32 Segmente zugewiesene PVT-Code wird durch die nachstehende Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 3“) berechnet. Zusätzlich ist für die ersten 32 PVT-Codes der PVT-Code, der einem der 32 Segmente zugewiesen ist, 1, was angibt, dass zu den Abstimmungskondensatorbanken in einem der Segmente 1 LSB addiert wird. Für die nächsten 32 PVT-Codes (und so weiter) ist der PVT-Code, der einem der 32 Segmente zugewiesen ist, 2, was angibt, dass zu den Abstimmungskondensatorbanken in jedem der Segmente 2 LSB addiert werden. Der Wert von pvt_code_assign liegt in diesem Beispiel zwischen 1 und 3. pvt _ code _ assign = floor ( pvt _ code / 32 ) + 1

Figure DE112017005105B4_0006
The PVT code assigned to each of the 32 segments is calculated by the hardware description language below (hereinafter "Hardware Description 3"). In addition, for the first 32 PVT codes, the PVT code assigned to any of the 32 segments is 1, indicating that 1 LSB is added to the tuning capacitor banks in any of the segments. For the next 32 PVT codes (and so on), the PVT code assigned to any of the 32 segments is 2, indicating that 2 LSB are added to the tuning capacitor banks in each of the segments. The value of pvt_code_assign in this example is between 1 and 3. pvt _ code _ assign = floor ( pvt _ code / 32 ) + 1
Figure DE112017005105B4_0006

Basierend auf dem Wert des Blockzählers, der in der Hardwarebeschreibung 2 angegeben ist, werden die einzelnen Abstimmungskondensatorbanken auf jeweils der West-, Süd-, Ost- und Nordseite des RTWO-Rings gemäß der nachstehenden Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 4“) eingestellt. Obwohl die Hardwarebeschreibung 4 nur Berechnungen für den West-Abstimmungsdecodierer zeigt, können die Süd-, Ost- und Nord-Decodierer ähnliche Berechnungen verwenden. Wenn beispielsweise pvt_seg_block_counter_west_decoder = 0 und pvt_code_assign = 1, besteht der PVT-Code für die Abstimmungskondensatorbänke auf der Westseite des RTWO-Rings nur aus Nullen und die Abstimmungskondensatoren werden ausgeschaltet. Wenn pvt_seg_block_counter_west_decoder = 1 ist, werden ferner alle außer PVT des Segments 0 auf der Westseite des RTWO auf 1 oder 1 LSB der Abstimmungskapazität gesetzt. Wenn pvt_seg_block_counter_west_decoder = 2 ist, werden zudem der PVT-Code für das Segment 0 und das Segment 4 der Abstimmungskondensatorbanken auf der Westseite des RTWO-Rings auf 1 gesetzt. Zu dem Zeitpunkt zu dem pvt_seg_block_counter_west_decoder = 2 ist, ist die Eingabe pvt_code 5, was angibt, dass der Blockzähler nach dem Addieren eines LSB auf jeder der 4 RTWO-Seiten zu der Westseite der RTWO zurückkehrte.

       if pvt_seg_block_counter_west_decoder == 0
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 1
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 2
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 3
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1 
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 4
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 5
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 6
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 7
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign 
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 8
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign
       endif
Based on the value of the block counter specified in Hardware Description 2, each tuning capacitor bank on each of the west, south, east, and north sides of the RTWO ring is set according to the hardware description language below (hereinafter "Hardware Description 4"). Although Hardware Description 4 only shows calculations for the west tuning decoder, the south, east, and north decoders may use similar calculations. For example, if pvt_seg_block_counter_west_decoder = 0 and pvt_code_assign = 1, the PVT code for the tuning capacitor banks on the west side of the RTWO ring is all zeros and the tuning capacitors are turned off. Furthermore, if pvt_seg_block_counter_west_decoder = 1, all but PVT of segment 0 on the west side of the RTWO are set to 1 or 1 LSB of tuning capacitance. Additionally, when pvt_seg_block_counter_west_decoder = 2, the PVT code for segment 0 and segment 4 of the tuning capacitor banks on the west side of the RTWO ring are set to 1. At the time pvt_seg_block_counter_west_decoder = 2, the input pvt_code is 5, indicating that the block counter returned to the west side of the RTWO after adding one LSB on each of the 4 RTWO sides.
 if pvt_seg_block_counter_west_decoder == 0
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 1
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign - 1
pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 2
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 3
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1 
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 4
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 5
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 6
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign - 1
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 7
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign 
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
                  pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign - 1
              elseif pvt_seg_block_counter_west_decoder == 8
                  pvt_tune0 = pvt_code_assign
                  pvt_tune1 = pvt_code_assign
pvt_tune2 = pvt_code_assign
                  pvt_tune3 = pvt_code_assign
                  pvt_tune4 = pvt_code_assign
                  pvt_tune5 = pvt_code_assign
                  pvt_tune6 = pvt_code_assign
                  pvt_tune7 = pvt_code_assign
       endif

Unter Verwendung des oben beschriebenen PVT-Abstimmungsalgorithmus inkrementiert der Blockzähler alle 4 PVT-Codes an dem Eingang des Decodierers. An dem Ende dieser 4 PVT-Codes wird 1 LSB bei den Segmenten 0, 8, 16 und 24 eingestellt. Bei dem PVT-Code 32 wird der Blockzähler zurückgesetzt und jedes der 32 Segmente hat eine Abstimmungskapazität von 1 LSB (allen Segmenten von 0 bis 31 ist der Code 1 zugewiesen). Bei Code 33 beginnen die Blockzähler zu inkrementieren und Segment 0 hat 2 LSB. Der Algorithmus wird fortgesetzt, bis der PVT-Code 64 erreicht ist, bei dem alle 32 Segmente 2 LSB haben, und der Algorithmus wird wiederholt, bis der PVT-Code 96 erreicht.Using the PVT voting algorithm described above, the block counter increments every 4 PVT codes at the decoder's input. At the end of these 4 PVT codes, 1 LSB is set at segments 0, 8, 16, and 24. At PVT code 32, the block counter is reset and each of the 32 segments has a voting capacity of 1 LSB (all segments from 0 to 31 are assigned code 1). At code 33, the block counters start incrementing and segment 0 has 2 LSB. The algorithm continues until PVT code 64 is reached, where all 32 segments have 2 LSB, and the algorithm repeats until the PVT code reaches 96.

Im folgenden Beispiel ist ein quantisierter Fein-Ganzzahl-Abstimmungsalgorithmus bereitgestellt. Der quantisierte Fein-Ganzzahl-Abstimmungsalgorithmus folgt einem ähnlichen Ansatz wie der oben beschriebene quantisierte PVT-Abstimmungsalgorithmus. Der quantisierte Fein-Ganzzahl-Abstimmungsalgorithmus liefert jedoch auch eine Quantisierung des Abstimmungscodes über mehrere RTWO-Ringe (in diesem Beispiel 4) hinweg sowie über Segmente (in diesem Beispiel 32 pro Ring) hinweg. Im Gegensatz dazu wurde der oben beschriebene PVT-Abstimmungsalgorithmus über RTWO-Segmente hinweg quantifiziert, jedoch nicht über RTWO-Ringe hinweg.In the following example, a quantized fine integer voting algorithm is provided. The quantized fine integer voting algorithm follows a similar approach to the quantized PVT voting algorithm described above. However, the quantized fine integer voting algorithm also provides quantization of the voting code across multiple RTWO rings (4 in this example) as well as across segments (32 per ring in this example). In contrast, the PVT voting algorithm described above was quantized across RTWO segments, but not across RTWO rings.

Die durch die nachstehende Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 5“) beschriebenen Berechnungen bestimmen den Ort des auszuwählenden Segments auf einer der West-, Süd-, Ost- oder Nordseiten der vier RTWO-Ringe, wenn fineint_code zunimmt. fineint _ seg _ counter _ west _ r 0 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 1

Figure DE112017005105B4_0007
fineint _ seg _ counter _ west _ r1 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 2
Figure DE112017005105B4_0008
fineint _ seg _ counter _ west _ r2 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 3
Figure DE112017005105B4_0009
fineint _ seg _ counter _ west _ r3 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 4
Figure DE112017005105B4_0010
fineint _ seg _ counter _ south _ r 0 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 5
Figure DE112017005105B4_0011
fineint _ seg _ counter _ south _ r1 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 6
Figure DE112017005105B4_0012
fineint _ seg _ counter _ south _ r2 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 7
Figure DE112017005105B4_0013
fineint _ seg _ counter _ south _ r3 = mod ( fineint _ code ,   32 * 4 ) 8
Figure DE112017005105B4_0014
fineint _ seg _ counter _ east_r0 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 9
Figure DE112017005105B4_0015
fineint _ seg _ counter _ east_r1 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 10
Figure DE112017005105B4_0016
fineint _ seg _ counter _ east_r2 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 11
Figure DE112017005105B4_0017
fineint _ seg _ counter _ east_r3 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 12
Figure DE112017005105B4_0018
fineint _ seg _ counter _ north_r0 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 13
Figure DE112017005105B4_0019
fineint _ seg _ counter _ north_r1 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 14
Figure DE112017005105B4_0020
fineint _ seg _ counter _ north_r2 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 15
Figure DE112017005105B4_0021
fineint _ seg _ counter _ north_r3 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 16
Figure DE112017005105B4_0022
The calculations described by the Hardware Description Language below (hereinafter "Hardware Description 5") determine the location of the segment to be selected on one of the west, south, east, or north sides of the four RTWO rings as fineint_code increases. fineint _ seg _ counter _ west _ r 0 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 1
Figure DE112017005105B4_0007
fineint _ seg _ counter _ west _ r1 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 2
Figure DE112017005105B4_0008
fineint _ seg _ counter _ west _ r2 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 3
Figure DE112017005105B4_0009
fineint _ seg _ counter _ west _ r3 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 4
Figure DE112017005105B4_0010
fineint _ seg _ counter _ south _ r 0 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 5
Figure DE112017005105B4_0011
fineint _ seg _ counter _ south _ r1 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 6
Figure DE112017005105B4_0012
fineint _ seg _ counter _ south _ r2 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 7
Figure DE112017005105B4_0013
fineint _ seg _ counter _ south _ r3 = mod ( fineint _ code , 32 * 4 ) 8th
Figure DE112017005105B4_0014
fineint _ seg _ counter _ east_r0 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 9
Figure DE112017005105B4_0015
fineint _ seg _ counter _ east_r1 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 10
Figure DE112017005105B4_0016
fineint _ seg _ counter _ east_r2 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 11
Figure DE112017005105B4_0017
fineint _ seg _ counter _ east_r3 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 12
Figure DE112017005105B4_0018
fineint _ seg _ counter _ north_r0 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 13
Figure DE112017005105B4_0019
fineint _ seg _ counter _ north_r1 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 14
Figure DE112017005105B4_0020
fineint _ seg _ counter _ north_r2 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 15
Figure DE112017005105B4_0021
fineint _ seg _ counter _ north_r3 = mod ( fineint_code ,32 * 4 ) 16
Figure DE112017005105B4_0022

Die Versatzzahlen 1 bis 16 in der obigen Hardwarebeschreibung 5 wählen eines der 16 Segmente des 4-Ring-RTWO aus, wenn der Code um 1 inkrementiert wird. Der Modulus 32 * 4 = 128 gibt an, dass ein Zyklus von 128 Segmenten verstreicht, bevor die Berechnungen auf null zurückgesetzt werden: Dies entspricht dem Zeitpunkt, zu dem alle 128 Segmente in dem 4-Ring-RTWO um 1 LSB aktiviert worden sind. Dementsprechend haben dann, wenn fineint_code = 128, alle Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatoren in jedem der 128 Segmente eine Kapazität von 1 LSB. Wenn fineint_code = 2x128 ist, haben alle Fein-Ganzzahl-Abstimmungskondensatoren in jedem der 128 Segmente 2 LSB Kapazität und so weiter. R0, R1, R2 und R3 geben die Ringnummern in dem RTWO mit 4 gekoppelten Ringen an, wie sie in 11 bezeichnet sind.Offset numbers 1 through 16 in hardware description 5 above select one of the 16 segments of the 4-ring RTWO when the code is incremented by 1. The modulus 32 * 4 = 128 indicates that a cycle of 128 segments elapses before the calculations are reset to zero: this corresponds to the time at which all 128 segments in the 4-ring RTWO have been activated by 1 LSB. Accordingly, if fineint_code = 128, then all fine integer tuning capacitors in each of the 128 segments have a capacity of 1 LSB. If fineint_code = 2x128, then all fine integer tuning capacitors in each of the 128 segments have 2 LSB capacity, and so on. R0, R1, R2 and R3 indicate the ring numbers in the RTWO with 4 coupled rings, as shown in 11 are designated.

Wenn der Fein-Code (fineint_code) ansteigt, wird die Sequenz der ausgewählten Decodierer in der nachstehenden Tabelle 4 gezeigt. Diese Sequenz wiederholt sich alle 16 Codes des fineint_codes. Tabelle 4 fineint_code Decodierer 0 West, R0 1 West, R1 2 West, R2 3 West, R3 4 Süd, R0 5 Süd, R1 6 Süd, R2 7 Süd, R3 8 Ost, R0 9 Ost, R1 10 Ost, R2 11 Ost, R3 12 Nord, R0 13 Nord, R1 14 Nord, R2 15 Nord, R3 As the fineint_code increases, the sequence of the selected decoders is shown in Table 4 below. This sequence repeats every 16 codes of the fineint_code. Table 4 fineint_code Decoder 0 West, R0 1 West, R1 2 West, R2 3 West, R3 4 South, R0 5 South, R1 6 South, R2 7 South, R3 8th East, R0 9 East, R1 10 East, R2 11 East, R3 12 North, R0 13 North, R1 14 North, R2 15 North, R3

Die obigen Berechnungen in der Hardwarebeschreibung 5 dienen als Eingabe für die Blockzählerberechnungen, die in der nachstehenden Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 6“) beschrieben sind. Wie nachstehend ausgeführt erhöht sich der Blockzähler alle 4 × 4 = 16 Codes des fineint_seg_counter um 1. Dies gibt an, dass alle 16 Seiten des 4-Ring-RTWO eine gleiche Zahl von LSB-Kapazität aufweisen und dass ein vollständiger Zyklus um die West-, Süd-, Ost- und Nordseite jedes der 4 RTWO-Ringe abgeschlossen ist. Bei der 17. Zählung gibt der Blockzähler an, dass es Zeit ist, zur Westseite des Rings Nummer 0 des RTWO zurückzukehren und ein LSB bei einem anderen Segment auf dieser Seite zu addieren. fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1

Figure DE112017005105B4_0023
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0024
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0025
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0026
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0027
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0028
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0029
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0030
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0031
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0032
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0033
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0034
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0035
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0036
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0037
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0038
The above calculations in Hardware Description 5 serve as input to the block counter calculations described in the Hardware Description Language below (hereinafter "Hardware Description 6"). As detailed below, the block counter increments by 1 every 4 × 4 = 16 codes of the fineint_seg_counter. This indicates that all 16 sides of the 4-ring RTWO have an equal number of LSB capacity and that a full cycle around the west, south, east, and north sides of each of the 4 RTWO rings is completed. At the 17th count, the block counter indicates that it is time to return to the west side of ring number 0 of the RTWO and add an LSB at another segment on that side. fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0023
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0024
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0025
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ west _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0026
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0027
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0028
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0029
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ south _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0030
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0031
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0032
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0033
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ east _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0034
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r 0 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r0 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0035
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r1 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r1 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0036
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r2 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r2 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0037
fineint _ seg _ block _ counter _ west _ decoder _ r3 = floor ( fineint _ seg _ counter _ north _ r3 / ( 4 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0038

Die Berechnungen, die von der nachstehenden Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 7“) beschrieben werden, bestimmen den Fein-Ganzzahl-Code, der jedem der 128 Segmente zugewiesen ist. Zudem ist für die ersten 128 Fein-Ganzzahl-Codes der Code, der einem der 128 Segmente zugewiesen ist, 1, was angibt, dass zu den Abstimmungskondensatorbanken in einem der Segmente 1 LSB addiert wird. Für die nächsten 128 Fein-Ganzzahl-Codes ist der Fein-Ganzzahl-Code, der einem der 128 Segmente zugewiesen ist, 2, was angibt, dass zu den Abstimmungskondensatorbanken in einem der Segmente 2 LSB addiert werden, und so weiter. Der Wert von fineint_code_assign liegt zwischen 1 und 8. fineint_code_assign = floor ( fineint _ code / ( 32 * 4 ) ) + 1

Figure DE112017005105B4_0039
The calculations described by the hardware description language below (hereinafter "Hardware Description 7") determine the fine integer code assigned to each of the 128 segments. In addition, for the first 128 fine integer codes, the code assigned to one of the 128 segments is 1, indicating that 1 LSB is added to the tuning capacitor banks in one of the segments. For the next 128 fine integer codes, the fine integer code assigned to one of the 128 segments is 2, indicating that 2 LSB are added to the tuning capacitor banks in one of the segments, and so on. The value of fineint_code_assign is between 1 and 8. fineint_code_assign = floor ( fineint _ code / ( 32 * 4 ) ) + 1
Figure DE112017005105B4_0039

Basierend auf dem Wert des Blockzählers, der in der Hardwarebeschreibung 6 angegeben ist, werden die einzelnen Abstimmungskondensatorbanken auf der West-, Süd-, Ost- und Nordseite des RTWO-Rings gemäß den in der nachstehenden Hardwarebeschreibungssprache (im Folgenden „Hardwarebeschreibung 8“) angegebenen Berechnungen eingestellt. Obwohl die Hardwarebeschreibung 8 die Berechnungen für den West-Abstimmungsdecodierer nur für Ring Nummer 0 und für bestimmte Werte von fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 zeigt, können die übrigen Decodierer und andere Werte von fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 ähnliche Berechnungen verwenden. Wenn beispielsweise fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 0 und fineint_code_assign = 1 sind, besteht der Fein-Ganzzahl-Code für die Abstimmungskondensatorbanken auf der Westseite des RTWO-Rings 0 nur aus Nullen und die Abstimmungskondensatoren sind ausgeschaltet. Wenn fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 1 ist, werden zudem alle außer dem Fein-Ganzzahl-Code des Segments 0 auf der Westseite des RTWO-Rings 0 auf 1 gesetzt (1 LSB der Abstimmungskapazität). Wenn fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 2 ist, wird ferner der Fein-Ganzzahl-Code für das Segment 0 und das Segment 4 der Abstimmungskondensatorbanken auf der Westseite des RTWO-Rings 0 auf 1 gesetzt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 2 ist, ist die Eingabe fineint_code 17, was bedeutet, dass der Blockzähler nach dem Addieren eines LSB auf jeder der 16 RTWO-Seiten zur Westseite des RTWO-Rings 0 zurückgekehrt ist.

              if fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 0
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1
              elseif fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 1
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1
              elseif fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 2
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1 





                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1
Based on the value of the block counter specified in Hardware Description 6, the individual tuning capacitor banks on the west, south, east and north sides of the RTWO ring are adjusted according to the calculations specified in the hardware description language below (hereinafter “Hardware Description 8”). Although Hardware Description 8 describes the calculations for the west tuning decoder only for ring number 0 and for certain values of fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0, the rest of the decoders and other values of fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 may use similar calculations. For example, if fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 0 and fineint_code_assign = 1, the fine integer code for the tuning capacitor banks on the west side of RTWO ring 0 is all zeros and the tuning capacitors are off. In addition, if fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 1, all but the fine integer code of segment 0 on the west side of RTWO ring 0 are set to 1 (1 LSB of tuning capacity). Furthermore, when fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 2, the fine integer code for segment 0 and segment 4 of the tuning capacitor banks on the west side of RTWO ring 0 is set to 1. At the time fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 = 2, the input fineint_code is 17, which means that the block counter has returned to the west side of RTWO ring 0 after adding one LSB on each of the 16 RTWO sides.
 if fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 0
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1
              elseif fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 1
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1
              elseif fineint_seg_block_counter_west_decoder_r0 == 2
                  fineint_tune0r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune1r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune2r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune3r0 = fineint_code_assign - 1 





                  fineint_tune4r0 = fineint_code_assign
                  fineint_tune5r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune6r0 = fineint_code_assign - 1
                  fineint_tune7r0 = fineint_code_assign - 1

Unter Verwendung des oben beschriebenen Abstimmungsalgorithmus inkrementiert der Blockzähler an dem Eingang des Decodierers alle 16 Fein-Ganzzahl-Codes. Am Ende dieser 16 Fein-Ganzzahl-Codes ist 1 LSB für jeden der Ringe R0 (SW), R1 (SO), R2 (NO) und R3 (NW) an Segmenten 0, 8, 16 und 24 eingestellt. Bei dem Fein-Ganzzahl-Code 128 wird der Blockzähler zurückgesetzt und jedes der 128 Segmente hat Abstimmungskapazität von 1 LSB (allen Segmenten von 0 bis 31 ist der Code 1 zugewiesen). Bei Code 129 startet der Blockzähler das Inkrementieren neu und das Segment 0 hat 2 LSB. Der Algorithmus fährt fort, bis der Fein-Ganzzahl-Code 256 erreicht ist, wenn alle 128 Segmente 2 LSB haben, und der Algorithmus wird wiederholt, bis der Fein-Ganzzahl-Code 3968 erreicht ist.Using the voting algorithm described above, the block counter at the input of the decoder increments every 16 fine integer codes. At the end of these 16 fine integer codes, 1 LSB is set for each of the rings R0 (SW), R1 (SO), R2 (NO), and R3 (NW) at segments 0, 8, 16, and 24. At fine integer code 128, the block counter is reset and each of the 128 segments has voting capacity of 1 LSB (all segments from 0 to 31 are assigned code 1). At code 129, the block counter restarts incrementing and segment 0 has 2 LSB. The algorithm continues until fine integer code 256 is reached, when all 128 segments have 2 LSB, and the algorithm repeats until fine integer code 3968 is reached.

Obwohl vorstehend spezielle Beispiele für Algorithmen für ein Abstimmungsdecodiersystem gegeben wurden, können Abstimmungsdecodierungsalgorithmen auf eine Vielzahl von Arten implementiert sein.Although specific examples of algorithms for a voting decoding system have been given above, voting decoding algorithms can be implemented in a variety of ways.

Beispiel von dynamischem Elementabgleich zum Linearisieren der Feinabstimmungsverstärkung eines RTWOExample of dynamic element matching to linearize the fine-tuning gain of an RTWO

In bestimmten Konfigurationen hierin ist ein dynamisches Elementabgleichsschema bereitgestellt, um die Feinabstimmungsverstärkungseigenschaften eines RTWO zu linearisieren. Beispielsweise kann ein dynamischer Elementabgleich verwendet werden, um eine Periodizität einer festen Sequenz der Segmentauswahl, die in dem segmentierten Decodierschema für den RTWO verwendet wird, zu durchbrechen. Durch Reduzieren oder Beseitigen der Periodizität bei der Segmentsequenzauswahl können unerwünschte Störfrequenzkomponenten abgemildert werden. Dagegen kann eine feste Sequenz des Auswählens von RTWO-Segmenten die spektrale Integrität durch Erzeugen von Störfrequenzkomponenten verschlechtern.In certain configurations herein, a dynamic element balancing scheme is provided to linearize the fine-tuning gain characteristics of an RTWO. For example, dynamic element balancing may be used to break a periodicity of a fixed sequence of segment selection used in the segmented decoding scheme for the RTWO. By reducing or eliminating the periodicity in the segment sequence selection, unwanted spurious frequency components may be mitigated. In contrast, a fixed sequence of selecting RTWO segments may degrade spectral integrity by generating spurious frequency components.

Eine breite Frequenzrampe kann beispielsweise einen vollständigen Bereich von Feinabstimmungscodes überspannen. Wenn eine feste Sequenz der Segmentauswahl verwendet wird, taucht eine Störkomponente bei einer Frequenz auf, die von der Grundfrequenz versetzt ist. Die Frequenz der Störkomponente basiert auf der Periode der festen Sequenz der Segmentauswahl.For example, a wide frequency ramp can span a full range of fine-tuning codes. When a fixed sequence of segment selection is used, a spurious component appears at a frequency offset from the fundamental frequency. The frequency of the spurious component is based on the period of the fixed sequence of segment selection.

Die folgende Tabelle 5 zeigt ein Beispiel einer festen Sequenzauswahl für eine Implementierung des Mehrring-RTWO 600 von 11. In der Tabelle 5 geben W0, W1, W2 und W3 die West-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Ringe R0, R1, R2 bzw. R3 an. In ähnlicher Weise geben S0, S1, S2 und S3 die Süd-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Ringe R0, R1, R2 bzw. R3 an. In ähnlicher Weise geben E0, E1, E2 und E3 die Ost-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Ringe R0, R1, R2 bzw. R3 an. Zudem geben N0, N1, N2 und N3 die Nord-Abstimmungsdecodierer der RTWO-Ringe R0, R1, R2 bzw. R3 an.

Figure DE112017005105B4_0040
The following Table 5 shows an example of a fixed sequence selection for an implementation of the multi-ring RTWO 600 of 11 . In Table 5, W0, W1, W2 and W3 indicate the west tuning decoders of RTWO rings R0, R1, R2 and R3, respectively. Similarly, S0, S1, S2 and S3 indicate the south tuning decoders of RTWO rings R0, R1, R2 and R3, respectively. Similarly, E0, E1, E2 and E3 indicate the east tuning decoders of RTWO rings R0, R1, R2 and R3, respectively. In addition, N0, N1, N2 and N3 indicate the north tuning decoders of RTWO rings R0, R1, R2 and R3, respectively.
Figure DE112017005105B4_0040

Wie es in dem in Tabelle 5 dargestellten Beispiel gezeigt ist, aktivieren sich oder losen sich die Decodierer in einer bestimmten Reihenfolge aus, wenn fineint_code zunimmt. Die Periodizität bei der Segmentauswahl kann zu einer Verschlechterung der spektralen Reinheit der Ausgangstaktphasen des RTWO führen.As shown in the example presented in Table 5, the decoders activate or deactivate in a specific order as fineint_code increases. The periodicity in segment selection may lead to a degradation of the spectral purity of the RTWO output clock phases.

In bestimmten Implementierungen hierin ist ein RTWO-Decodiersystem mit einem dynamischen Elementabgleichsschema implementiert, um die feste Sequenz zu linearisieren. Zusätzlich kann das dynamische Elementabgleichsschema die Periode der festen Sequenz erhöhen und/oder die Periodizität vollständig entfernen.In certain implementations herein, an RTWO decoding system is implemented with a dynamic element matching scheme to linearize the fixed sequence. Additionally, the dynamic element matching scheme may increase the period of the fixed sequence and/or remove the periodicity entirely.

13A-1 und 13A-2 zeigen eine Ausführungsform eines dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. Das dynamische Elementabgleichsschema von 13A-1 und 13A-2 veranschaulicht eine Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für den Mehrring-RTWO 600 von 11. Somit wird die dargestellte Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs im Zusammenhang mit sechzehn Abstimmungsdecodierern verwendet die jeweils als Decodierer 0 bis Decodierer 15 bezeichnet sind. 13A-1 and 13A-2 show an embodiment of a dynamic element matching for the segment selection of an RTWO. The dynamic element matching scheme of 13A-1 and 13A-2 illustrates an embodiment of the dynamic element adjustment for the multi-ring RTWO 600 from 11 Thus, the illustrated embodiment of dynamic element matching is used in conjunction with sixteen tuning decoders, each designated as decoder 0 through decoder 15.

Dynamische Elementabgleichsschemata können jedoch für eine breite Vielfalt von RTWOs verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf RTWOs, die mehr oder weniger Ringe, andere Implementierungen von Ringen, mehr oder weniger Segmente, andere Implementierungen von Segmenten, mehr oder weniger Abstimmungsdecodierer und/oder andere Implementierungen von Abstimmungsdecodierern aufweisen.However, dynamic element matching schemes can be used for a wide variety of RTWOs, including but not limited to RTWOs that have more or fewer rings, other implements ments of rings, more or fewer segments, other implementations of segments, more or fewer voting decoders, and/or other implementations of voting decoders.

Wie es in 13A-1 und 13A-2 gezeigt ist, ist eine Sequenz eines 16-Decodierer-Zyklus (in diesem Beispiel) dargestellt, wobei die Sequenz ausgewählter Decodierer als erste bis sechzehnte Decodiererauswahl 1001-1016 bezeichnet ist. Der Decodiererzyklus gibt die Auswahl von Decodierern als Antwort auf einen Anstieg des von dem RTWO empfangenen Fein-Ganzzahl-Codes an. Wie oben erläutert kann in bestimmten Anwendungen eine breite Frequenzrampe den gesamten Bereich der Feinabstimmungscodes überspannen.As it is in 13A-1 and 13A-2 , a sequence of a 16 decoder cycle (in this example) is shown, with the sequence of selected decoders labeled first through sixteenth decoder selections 1001-1016. The decoder cycle indicates the selection of decoders in response to a ramp of the fine integer code received from the RTWO. As discussed above, in certain applications a wide frequency ramp may span the entire range of fine tuning codes.

Ein Zeiger 1000 wird verwendet, um den zuletzt ausgewählten Abstimmungsdecodierer anzugeben. Zusätzlich gibt ein Zeiger für den nächsten Zyklus 1020 einen Abstimmungsdecodierer an, der zu Beginn eines nächsten Decodiererzyklus (in diesem Beispiel 16-Decodierer-Zyklus) verwendet wird. Wie durch die erste Decodiererauswahl 1001 gezeigt ist, ist der nächste Zykluszeiger 1020 an einer anderen Decodiererstelle positioniert als der Zeiger 1000 in der ersten Decodiererauswahl 1001. Das Implementieren des dynamischen Elementabgleichs auf diese Weise reduziert die Periodizität bei der Decodiererauswahl durch Verhindern, dass zwei aufeinanderfolgende 16-Decodierer-Zyklen an der gleichen Decodiererstelle beginnen.A pointer 1000 is used to indicate the most recently selected voting decoder. Additionally, a next cycle pointer 1020 indicates a voting decoder that will be used at the beginning of a next decoder cycle (16-decoder cycle in this example). As shown by the first decoder selection 1001, the next cycle pointer 1020 is positioned at a different decoder location than the pointer 1000 in the first decoder selection 1001. Implementing dynamic element matching in this manner reduces the periodicity in decoder selection by preventing two consecutive 16-decoder cycles from starting at the same decoder location.

In der dargestellten Ausführungsform beginnt der Zeiger 1000 bei der ersten Decodiererauswahl 1001 mit dem Decodierer 0. Wenn der Zeiger 1000 in bestimmten Implementierungen niemals gesetzt worden ist, zum Beispiel beim Einschalten oder Zurücksetzen eines Chips, dann kann der Zeiger 1000 auf einen bestimmten Startwert (zum Beispiel Decodierer 0) oder auf eine zufällige oder pseudozufällige Decodiererposition gesetzt werden.In the illustrated embodiment, pointer 1000 begins with decoder 0 upon first decoder selection 1001. In certain implementations, if pointer 1000 has never been set, for example upon power-up or reset of a chip, then pointer 1000 may be set to a particular starting value (for example, decoder 0) or to a random or pseudorandom decoder position.

Wie es in 13A-1 und 13A-2 gezeigt ist, ändern sich die ausgewählten Decodierer, wenn von einer Decodiererauswahl zu der nächsten Decodiererauswahl übergegangen wird. Beispielsweise beginnen in der dargestellten Ausführungsform die ausgewählten Decodierer bei der nächsten Decodiererauswahl nach einem Ende der Decodierer der aktuellen Decodiererauswahl. Somit werden in dieser Ausführungsform alle zuvor ausgewählten Decodierer ausgeschaltet, wenn zu der nächsten Decodiererauswahl übergegangen wird.As it is in 13A-1 and 13A-2 As shown, the selected decoders change when moving from one decoder selection to the next decoder selection. For example, in the illustrated embodiment, the selected decoders begin at the next decoder selection after an end of the decoders of the current decoder selection. Thus, in this embodiment, all previously selected decoders are turned off when moving to the next decoder selection.

Wenn beispielsweise von der ersten Decodiererauswahl 1001 zu der zweiten Decodiererauswahl 1002 übergegangen wird, wird der Decodierer 0 ausgeschaltet und die Decodierer 1-2 werden eingeschaltet. Beim Übergang von der zweiten Decodiererauswahl 1002 zu der dritten Decodiererauswahl 1003 werden zudem die Decodierer 1-2 ausgeschaltet und die Decodierer 3-5 eingeschaltet. Beim Übergang von der dritten Decodiererauswahl 1003 zu der vierten Decodiererauswahl 1004 werden die Decodierer 3-5 ausgeschaltet und die Decodierer 6-9 eingeschaltet. Beim Übergang von der vierten Decodiererauswahl 1004 zu der fünften Decodiererauswahl 1005 werden die Decodierer 6-9 ausgeschaltet und die Decodierer 10-14 eingeschaltet.For example, when transitioning from the first decoder selection 1001 to the second decoder selection 1002, decoder 0 is turned off and decoders 1-2 are turned on. In addition, when transitioning from the second decoder selection 1002 to the third decoder selection 1003, decoders 1-2 are turned off and decoders 3-5 are turned on. When transitioning from the third decoder selection 1003 to the fourth decoder selection 1004, decoders 3-5 are turned off and decoders 6-9 are turned on. When transitioning from the fourth decoder selection 1004 to the fifth decoder selection 1005, decoders 6-9 are turned off and decoders 10-14 are turned on.

In der dargestellten Ausführungsform sind die ausgewählten Decodierer mit einer numerischen Sequenz bezeichnet, die mit einem Startindex 0 beginnt und mit einem Endindex 15 endet. Wenn der Endindex während der Decodiererauswahl überschritten wird, springen die ausgewählten Decodierer so um, dass sie Decodierer beginnend mit dem Startindex enthalten. Wenn beispielsweise von der fünften Decodiererauswahl 1005 zu der sechsten Decodiererauswahl 1006 übergegangen wird, werden die Decodierer 10-14 ausgeschaltet und die Decodierer 15 und 0-4 eingeschaltet.In the illustrated embodiment, the selected decoders are designated with a numerical sequence that begins with a start index 0 and ends with an end index 15. If the end index is exceeded during decoder selection, the selected decoders cycle to include decoders beginning with the start index. For example, when moving from the fifth decoder selection 1005 to the sixth decoder selection 1006, decoders 10-14 are turned off and decoders 15 and 0-4 are turned on.

Wie in der sechsten bis sechzehnten Decodiererauswahl 1006-1016 gezeigt, wiederholt sich der Algorithmus bis zur sechzehnten Decodiererauswahl 1016, in der alle sechzehn Decodierer ausgewählt sind.As shown in the sixth through sixteenth decoder selections 1006-1016, the algorithm repeats until the sixteenth decoder selection 1016 in which all sixteen decoders are selected.

Die Anzahl der ausgewählten Decodierer kann auf der Basis des Fein-Ganzzahl-Codes gewählt werden. In dieser Ausführungsform kann im Fall einer verteilten Quantisierung über vier Ringe z. B. mod(fineint_code, 16)+1 berechnet werden. Außerdem wählt fineint_code 0 in diesem Beispiel keine Decodierer aus. Dementsprechend ist das Ergebnis ein Wert zwischen 1 und 16.The number of decoders selected can be chosen based on the fine integer code. In this embodiment, in case of distributed quantization over four rings, e.g., mod(fineint_code, 16)+1 can be calculated. Also, fineint_code 0 does not select any decoders in this example. Accordingly, the result is a value between 1 and 16.

In Abhängigkeit von der aktuellen Position des Zeigers 1000 wird das Ergebnis eine bestimmte Anzahl von Decodierern von der aktuellen Zeigerposition auswählen. Gemäß einem Beispiel, in dem sich der Zeiger 1000 an dem Decodierer 5 befindet, fineint_code = 200 und mod(200, 16)+1 = 9 ist, entsprechen die 9 ausgewählten Decodierer den Decodierern 6 bis 14. Danach wird die Position des Zeigers 1000 an dem Decodierer 14 angeordnet.Depending on the current position of the pointer 1000, the result will select a certain number of decoders from the current pointer position. According to an example where the pointer 1000 is at the decoder 5, fineint_code = 200 and mod(200, 16)+1 = 9, the 9 selected decoders are assigned to decoders 6 to 14. Thereafter, the position of the pointer 1000 is arranged at the decoder 14.

Der dynamische Elementabgleich kann in Kombination mit der quantisierten Abstimmung arbeiten. Gemäß einem Beispiel wird die Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs von 13A-1 und 13A-2 in Kombination mit der Ausführungsform der quantisierten Abstimmung verwendet, die vorstehend mit Bezug auf 9A - 9J erörtert wurde. Das Implementieren eines RTWO auf diese Weise führt dazu, dass ein gegebener RTWO-Ring höchstens um 1 LSB von anderen RTWO-Ringen getrennt ist, wodurch das Leistungsvermögen verbessert wird. Somit können sowohl die Vorteile des dynamischen Elementabgleichs als auch der quantisierten Abstimmung realisiert werden. Andere Implementierungen sind jedoch möglich.The dynamic element matching can work in combination with the quantized matching. According to an example, the embodiment of the dynamic element matching is 13A-1 and 13A-2 used in combination with the embodiment of quantized tuning described above with reference to 9A - 9J Implementing an RTWO in this way results in a given RTWO ring being separated from other RTWO rings by at most 1 LSB, thereby improving performance. Thus, the benefits of both dynamic element matching and quantized tuning can be realized. However, other implementations are possible.

13B-1 und 13B-2 zeigen eine weitere Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. Das dynamische Elementabgleichsschema von 13B-1 und 13B-2 zeigt eine Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für den Mehrring-RTWO 600 von 11. Somit wird die dargestellte Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs im Zusammenhang mit sechzehn Abstimmungsdecodierern verwendet, die als Decodierer 0 bis Decodierer 15 bezeichnet sind. 13B-1 and 13B-2 show another embodiment of the dynamic element matching for the segment selection of an RTWO. The dynamic element matching scheme of 13B-1 and 13B-2 shows an embodiment of the dynamic element adjustment for the multi-ring RTWO 600 from 11 . Thus, the illustrated embodiment of dynamic element matching is used in conjunction with sixteen tuning decoders, designated Decoder 0 through Decoder 15.

Dynamische Elementabgleichsschemata können jedoch für eine breite Vielfalt von RTWOs verwendet werden, einschließlich RTWOs, die mehr oder weniger Ringe, andere Implementierungen von Ringen, mehr oder weniger Segmente, andere Implementierungen von Segmenten, mehr oder weniger Abstimmungsdecodierer und/oder andere Implementierungen von Abstimmungsdecodierern aufweisen.However, dynamic element matching schemes can be used for a wide variety of RTWOs, including RTWOs that have more or fewer rings, other implementations of rings, more or fewer segments, other implementations of segments, more or fewer voting decoders, and/or other implementations of voting decoders.

In 13B-1 und 13B-2 ist eine Sequenz eines 16-Decodierer-Zyklus (in diesem Beispiel) gezeigt, wobei die Sequenz ausgewählter Decodierer jeweils als erste bis sechzehnte Decodiererauswahl 1101 bis 1116 bezeichnet ist. Der Decodiererzyklus gibt die Auswahl von Decodierern als Antwort auf einen Anstieg des von der RTWO empfangenen Fein-Ganzzahl-Codes an.In 13B-1 and 13B-2 16 is a sequence of a 16-decoder cycle (in this example), with the sequence of selected decoders designated as first through sixteenth decoder selections 1101 through 1116, respectively. The decoder cycle indicates the selection of decoders in response to an increase in the fine integer code received from the RTWO.

Die Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs von 13B-1 und 13B-2 ist der Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs von 13A-1 und 13A-2, ähnlich mit der Ausnahme, dass der dynamische Elementabgleich von 13B-1 und 13B- 2 so implementiert ist, dass nur ein Decodierer ausgeschaltet wird, wenn von einer Decodiererauswahl zu der nächsten Decodiererauswahl übergegangen wird.The implementation of dynamic element matching of 13B-1 and 13B-2 is the embodiment of the dynamic element adjustment of 13A-1 and 13A-2 , similar with the exception that the dynamic element matching of 13B-1 and 13B-2 is implemented such that only one decoder is turned off when transitioning from one decoder selection to the next decoder selection.

Wenn beispielsweise von der ersten Decodiererauswahl 1101 zu der zweiten Decodiererauswahl 1102 übergegangen wird, wird der Decodierer 0 ausgeschaltet und die Decodierer 1-2 werden eingeschaltet. Beim Übergang von der zweiten Decodiererauswahl 1102 zu der dritten Decodiererauswahl 1103 wird der Decodierer 1 ausgeschaltet, der Decodierer 2 bleibt eingeschaltet und die Decodierer 3-4 werden eingeschaltet. Beim Übergang von der dritten Decodiererauswahl 1103 zu der vierten Decodiererauswahl 1104 wird der Decodierer 2 ausgeschaltet, die Decodierer 3-4 bleiben eingeschaltet und die Decodierer 5-6 werden eingeschaltet. Beim Übergang von der vierten Decodiererauswahl 1104 zu der fünften Decodiererauswahl 1105 wird der Decodierer 3 ausgeschaltet, die Decodierer 4-6 bleiben eingeschaltet und die Decodierer 7-8 werden eingeschaltet.For example, when transitioning from the first decoder selection 1101 to the second decoder selection 1102, decoder 0 is turned off and decoders 1-2 are turned on. When transitioning from the second decoder selection 1102 to the third decoder selection 1103, decoder 1 is turned off, decoder 2 remains on, and decoders 3-4 are turned on. When transitioning from the third decoder selection 1103 to the fourth decoder selection 1104, decoder 2 is turned off, decoders 3-4 remain on, and decoders 5-6 are turned on. When transitioning from the fourth decoder selection 1104 to the fifth decoder selection 1105, decoder 3 is turned off, decoders 4-6 remain on, and decoders 7-8 are turned on.

Wie in den sechsten bis sechzehnten Decodiererauswahl 1106-1116 gezeigt, wiederholt sich der Algorithmus bis zu der sechzehnten Decodiererauswahl 1116, in der alle sechzehn Decodierer ausgewählt sind.As shown in the sixth through sixteenth decoder selections 1106-1116, the algorithm repeats until the sixteenth decoder selection 1116 in which all sixteen decoders are selected.

Zusätzliche Details des dynamischen Elementabgleichs von 13B-1 und 13B-2 können den zuvor beschriebenen ähnlich sein.Additional details of dynamic element matching of 13B-1 and 13B-2 may be similar to those described previously.

Das dynamische Elementabgleichsschema von 13A-1 und 13A-2 und das dynamische Elementabgleichsschema von 13B-1 und 13B-2 sind rotierende dynamische Elementabgleichsschemata. In dem Beispiel mit 16 Decodiererauswahlen gibt es 256 Startmöglichkeiten (16*16) für einen Rotationszyklus. Obwohl rotierende dynamische Elementabgleichsschemata die Periodizität durch Erhöhen einer Länge der Periode der festen Sequenz reduzieren, kann dennoch ein Grad an Periodizität verbleiben.The dynamic element matching scheme of 13A-1 and 13A-2 and the dynamic element matching scheme of 13B-1 and 13B-2 are rotating dynamic element matching schemes. In the example with 16 decoder selections, there are 256 starting possibilities (16*16) for a rotation cycle. Although rotating dynamic element matching schemes reduce periodicity by increasing a length of the fixed sequence period, a degree of periodicity may still remain.

In bestimmten Ausführungsformen ist ein Segmentdecodierersystem so implementiert, dass es mit einem zufälligen oder pseudozufälligen dynamischen Elementabgleich arbeitet.In certain embodiments, a segment decoder system is implemented to operate with random or pseudorandom dynamic element matching.

In bestimmten Ausführungsformen wird beispielsweise eine Pseudozufalls-Binärsequenz (PRBS) verwendet, um die Auswahlsequenz der Decodierer zu ändern. Die PRBS kann auf jede geeignete Weise erzeugt werden, beispielsweise unter Verwendung einer digitalen Logikschaltung.For example, in certain embodiments, a pseudorandom binary sequence (PRBS) is used to change the selection sequence of the decoders. The PRBS may be generated in any suitable manner, for example using a digital logic circuit.

Gemäß einem Beispiel ändert die PRBS den Auswahlzeiger jeweils bei einer bestimmten Anzahl von Codes, beispielsweise alle 16 Fein-Ganzzahl-Codes, alle 128 Fein-Ganzzahl-Codes usw. Somit kann eine noch längere Rotationssequenz erreicht werden, um die Periodizität der Decodiererauswahl zu durchbrechen.According to one example, the PRBS changes the selection pointer every certain number of codes, for example every 16 fine integer codes, every 128 fine integer codes, etc. Thus, an even longer rotation sequence can be achieved to break the periodicity of the decoder selection.

Gemäß einem weiteren Beispiel wird der dynamische Elementabgleich verwendet, um die Sequenz, in der Segmente von einem bestimmten Abstimmungsdecodierer ausgewählt werden, zu randomisieren. Anstelle des Aktivierens eines Abstimmungskondensators, der einem bestimmten Abstimmungsdecodierer zugeordnet ist, in einer gegebenen Sequenz, wird die Reihenfolge, in der die Abstimmungskondensatoren aktiviert werden, die von einem bestimmten Abstimmungsdecodierer gesteuert werden, dynamisch ausgewählt. Dementsprechend kann ein dynamischer Elementabgleich zum Durchbrechen der Periodizität bei der Auswahl von Abstimmungsdecodierern (einer Abstimmungsdecodierungssequenz) und/oder zum Unterbrechen der Periodizität bei Abstimmungskondensatoren, die durch die Abstimmungsdecodierer (eine Segmentauswahlsequenz) ausgewählt werden, verwendet werden.According to another example, dynamic element matching is used to randomize the sequence in which segments are selected by a particular voting decoder. Instead of activating a voting capacitor associated with a particular voting decoder in a given sequence, the order in which the voting capacitors controlled by a particular voting decoder are activated is dynamically selected. Accordingly, dynamic element matching can be used to break the periodicity in the selection of voting decoders (a voting decoding sequence) and/or to break the periodicity in voting capacitors selected by the voting decoders (a segment selection sequence).

13C-1 und 13C-2 zeigen eine weitere Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs für die Segmentauswahl eines RTWO. Der dynamische Elementabgleich von 13C-1 und 13C-2 veranschaulicht eine Sequenz eines 16-Decodierer-Zyklus (in diesem Beispiel), wobei die Sequenz ausgewählter Decodierer als erste bis sechzehnte Decodiererauswahl 1201-1216 bezeichnet ist. Der Decodiererzyklus gibt die Auswahl von Decodierern als Antwort auf einen Anstieg des von dem RTWO empfangenen Fein-Ganzzahl-Codes an. 13C-1 and 13C-2 show another embodiment of the dynamic element matching for the segment selection of an RTWO. The dynamic element matching of 13C-1 and 13C-2 illustrates a sequence of a 16 decoder cycle (in this example), where the sequence of selected decoders is designated as first through sixteenth decoder selections 1201-1216. The decoder cycle indicates the selection of decoders in response to an increase in the fine integer code received from the RTWO.

Die Ausführungsform des dynamischen Elementabgleichs von 13C-1 und 13C-2 ist ähnlich zu der von 13B-1 und 13B-2, mit der Ausnahme, dass eine PRBS verwendet wird, um die Auswahl des nächsten Zykluszeigers 1020 zu wählen (Position 5 wurde in diesem Beispiel zufällig ausgewählt). Dementsprechend wurde der nächste Zykluszeiger 1020 über einen Pseudozufallsprozess so ausgewählt, dass er für den nächsten Decodiererzyklus an dem Decodierer 5 beginnt.The implementation of dynamic element matching of 13C-1 and 13C-2 is similar to that of 13B-1 and 13B-2 , except that a PRBS is used to choose the selection of the next cycle pointer 1020 (position 5 was randomly selected in this example). Accordingly, the next cycle pointer 1020 was selected via a pseudorandom process to begin at decoder 5 for the next decoder cycle.

Somit kann ein RTWO implementiert sein, um auf verschiedene Weise mit einem dynamischen Elementabgleich zu arbeiten. Gemäß einem Beispiel weist ein Abstimmungsdecodiersystem wie etwa das Abstimmungsdecodiersystem 404 von 10 eine digitale Logikschaltung auf, die implementiert ist, um einen dynamischen Elementabgleich bereitzustellen.Thus, an RTWO may be implemented to operate in various ways with dynamic element matching. According to one example, a voting decoding system such as the voting decoding system 404 of 10 a digital logic circuit implemented to provide dynamic element balancing.

Obwohl oben spezifische Beispiele für Algorithmen für den dynamischen Elementabgleich gegeben wurden, können Algorithmen für den dynamischen Elementabgleich auf eine Vielzahl von Arten implementiert sein. Gemäß einem ersten Beispiel wird eine zufällige Menge von Decodierern für einen gegebenen Feinabstimmungscode ausgewählt. Wenn beispielsweise drei Abstimmungsdecodierer als Antwort auf einen bestimmten Feinabstimmungscode aktiviert werden, können die ausgewählten Abstimmungsdecodierer zufällig oder pseudozufällig ausgewählt werden. Gemäß einem weiteren Beispiel wird PRBS verwendet, um zwischen zwei oder mehr festen Auswahlsequenzen auszuwählen. Somit kann der dynamische Elementabgleich auf vielfältige Weise implementiert sein.Although specific examples of dynamic element matching algorithms were given above, dynamic element matching algorithms can be implemented in a variety of ways. According to a first example, a random set of decoders is selected for a given fine-tuning code. For example, if three tuning decoders are activated in response to a particular fine-tuning code, the selected tuning decoders can be randomly or pseudorandomly selected. According to another example, PRBS is used to select between two or more fixed selection sequences. Thus, dynamic element matching can be implemented in a variety of ways.

Beispiel eines segmentierten digitalen Adressierungsschemas für RTWO SegmenteExample of a segmented digital addressing scheme for RTWO segments

In bestimmten Konfigurationen hierin ist ein segmentiertes digitales Adressierungsschema bereitgestellt, um Parameter von RTWO-Segmenten individuell zu steuern. In bestimmten Implementierungen kommuniziert eine serielle Schnittstelle mit den Segmenten über Segmentdecodierer, die mit geteilten oder gemeinsamen Drähten arbeiten, um den Verlegungsengpass zu reduzieren. Die steuerbaren Parameter können Voreinstellungen (z. B. einen Vorstrompegel) der in den Regenerationsschaltungen des RTWO verwendeten Verstärker, Voreinstellungen eines Abtast-Latch des RTWO (z. B. für eine Zeit-Digital-Umsetzer-Funktion) und/oder ein Bereitstellen einer segmentspezifischen Kapazitätsanpassung, um eine Linearitätskorrektur zu liefern, enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Somit können die Einstellungen eines bestimmten RTWO-Segments ausgewählt werden, um Anpassungen oder Korrekturen für die Linearität oder andere Betriebseigenschaften vorzunehmen, wodurch die Leistungsfähigkeit verbessert wird.In certain configurations herein, a segmented digital addressing scheme is provided to individually control parameters of RTWO segments. In certain implementations, a serial interface communicates with the segments via segment decoders operating with shared or common wires to reduce the routing bottleneck. The controllable parameters may include, but are not limited to, presets (e.g., a bias current level) of the amplifiers used in the regeneration circuits of the RTWO, presets of a sampling latch of the RTWO (e.g., for a time-to-digital converter function), and/or providing a segment-specific capacitance adjustment to provide a linearity correction. Thus, the settings of a particular RTWO segment may be selected to make adjustments or corrections for linearity or other operating characteristics, thereby improving performance.

Unter erneuter Bezugnahme auf 10 weist der RTWO 400 das Segmentdecodiersystem 403 auf, das einen Segmentdecodierer (SD) für jedes Segment 100 aufweist. Das Segmentdecodiersystem 403 dient dazu, über die serielle Schnittstelle 406 empfangene Daten an die RTWO-Segmente 100 zu decodieren.Referring again to 10 the RTWO 400 includes the segment decoding system 403, which includes a segment decoder (SD) for each segment 100. The segment decoding system 403 serves to decode data received via the serial interface 406 to the RTWO segments 100.

Beispielsweise empfängt die serielle Schnittstelle 406 von 10 Eingangssignale 413, die ein Segmentdatensignal (rtwo_seg_data<7:0>), ein Segmentadressensignal (rtwo_seg_addr<4:0>) und ein Schreibfreigabesignal (rtwo_wr_en), ein serielles Schnittstellentaktsignal (rtwo_sclk) und ein Lesedatensignal (rtwo_rd_data<7:0>) einschließen. In bestimmten Implementierungen ist die serielle Schnittstelle 406 als lokale serielle Peripherieschnittstelle (SPI) implementiert.For example, serial port 406 receives 10 Input signals 413 including a segment data signal (rtwo_seg_data<7:0>), a segment address signal (rtwo_seg_addr<4:0>), a write enable signal (rtwo_wr_en), a serial interface clock signal (rtwo_sclk), and a read data signal (rtwo_rd_data<7:0>). In certain implementations, the serial interface 406 is implemented as a local serial peripheral interface (SPI).

In der dargestellten Ausführungsform leitet der digitale Routingbus 405 die Eingangssignale 413 an jeden SD des Segmentdecodiersystems 403 zum Decodieren.In the illustrated embodiment, the digital routing bus 405 routes the input signals 413 to each SD of the segment decoding system 403 for decoding.

Es kann erwünscht sein, dass die Segmente eines RTWO wie beispielsweise die RTWO-Segmente 100 konfigurierbar sind. Zur Bereitstellung von Konfigurierbarkeit können die RTWO-Segmente 100 über die serielle Schnittstelle 406 gelesen oder beschrieben werden.It may be desirable for the segments of an RTWO, such as RTWO segments 100, to be configurable. To provide configurability, RTWO segments 100 may be read or written to via serial interface 406.

Der dargestellte RTWO 400 weist das Segmentdecodiersystem 401 auf, das eine Anzahl von Wegen reduziert, die der Kommunikation mit den RTWO-Segmenten 100 zugeordnet sind. In bestimmten Implementierungen arbeitet das Segmentdecodiersystem 403 unter Verwendung einer lokalen Registerkarte. Die lokale Registerkarte wird verwendet, um Bitadressen für jedes der Segmente bereitzustellen, und wird verwendet, um zu bestimmen, wann die serielle Schnittstelle 406 mit einem bestimmten der RTWO-Segmente 100 kommuniziert.The illustrated RTWO 400 includes the segment decoding system 401, which reduces a number of paths associated with communication with the RTWO segments 100. In certain implementations, the segment decoding system 403 operates using a local tab. The local tab is used to provide bit addresses for each of the segments and is used to determine when the serial interface 406 is communicating with a particular one of the RTWO segments 100.

Durch Aufnehmen des Segmentdecodiersystems 401 kann eine Anzahl der Daten- und Adressbusbits, die dem Routing von der seriellen Schnittstelle 406 zu den RTWO-Segmenten 100 zugeordnet sind, reduziert werden.By including the segment decoding system 401, a number of data and address bus bits associated with routing from the serial interface 406 to the RTWO segments 100 can be reduced.

In einer spezifischen Implementierung weist ein 4-Ring-RTWO mit 32 Segmenten pro Ring beispielsweise einen Datenbus, der mittels 8 Bits, die 4 Ringen gemeinsam sind, arbeitet, und einen Adressbus, der mittels 8 Bits, die 4 Ringen gemeinsam sind, arbeitet, auf. Gemäß einem solchen Beispiel arbeitet der 4-Ring-RTWO mit 16 Bits und Drähten.For example, in a specific implementation, a 4-ring RTWO with 32 segments per ring has a data bus that operates on 8 bits common to 4 rings and an address bus that operates on 8 bits common to 4 rings. According to such an example, the 4-ring RTWO operates on 16 bits and wires.

Dagegen kann ein ähnlicher 4-Ring-RTWO, der mit einem Segmentdecodiersystem implementiert ist, 2048 Bits und Drähte (16 Bits pro Segment* 32 Segmente * 4 Ringe) aufweisen. Das Verlegen von 2048 Drähten von einer seriellen Schnittstelle zu jedem Segment des RTWO ist eine schwierige Aufgabe und kann die Flexibilität und/oder Skalierbarkeit des RTWO-Entwurfs einschränken. Darüber hinaus kann eine große Ansammlung von Drähten auf einen Halbleiterchip als große Antenne wirken.In contrast, a similar 4-ring RTWO implemented with a segment decoding system may have 2048 bits and wires (16 bits per segment * 32 segments * 4 rings). Routing 2048 wires from a serial interface to each segment of the RTWO is a difficult task and may limit the flexibility and/or scalability of the RTWO design. In addition, a large collection of wires on a semiconductor chip may act as a large antenna.

14 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO 1500 mit segmentierter digitaler Adressierung. Der RTWO 1500 weist einen Ring mit einem ersten Leiter 31, einem Leiter 32 und einer Überkreuzung 33 auf. Der RTWO 1500 weist ferner mehrere Segmente auf, die um den Ring herum verteilt sind. Der RTWO 1500 weist ferner ein Segmentdecodiersystem mit Segmentdecodierern 1501, 1502, 1503 und 1508 auf. Zur Verdeutlichung der Figuren sind nur ein Abschnitt des Rings, die Segmente und das segmentierte Decodiersystem in 14 gezeigt. 14 zeigt beispielsweise eine Schaltung auf der linken Seite des RTWO-Rings. 14 shows an embodiment of an RTWO 1500 with segmented digital addressing. The RTWO 1500 has a ring with a first conductor 31, a conductor 32 and a crossover 33. The RTWO 1500 further has several segments distributed around the ring. The RTWO 1500 further has a segment decoding system with segment decoders 1501, 1502, 1503 and 1508. To clarify the figures, only a portion of the ring, the segments and the segmented decoding system are shown in 14 shown. 14 shows, for example, a circuit on the left side of the RTWO ring.

Obwohl eine spezifische RTWO-Implementierung gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf RTWOs anwendbar, die auf vielfältige Weise implementiert sind, einschließlich RTWOs mit anderen Ringimplementierungen (einschließlich beispielsweise mehr Ringen und/oder Ringen anderer Form), andere Segmentimplementierungen und/oder andere Decodiererimplementierungen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.Although a specific RTWO implementation is shown, the teachings herein are applicable to RTWOs implemented in a variety of ways, including, but not limited to, RTWOs with other ring implementations (including, for example, more rings and/or rings of a different shape), other segment implementations, and/or other decoder implementations.

Wie es in 14 gezeigt ist, sind Segmente auf der linken Seite des RTWO-Rings als Segment 0, Segment 1, Segment 2, ..., und Segment 7 bezeichnet. Auf der linken Seite des Rings befinden sich also in diesem Beispiel 8 Segmente. Zusätzlich weist das Segmentdecodiersystem einen entsprechenden Segmentdecodierer für jedes Segment. Zum Beispiel ist ein Segmentdecodierer 1501 mit dem Segment 0 gekoppelt, ein Segmentdecodierer 1502 mit dem Segment 1 gekoppelt, ein Segmentdecodierer 1503 mit dem Segment 2 gekoppelt und der Segmentdecodierer 1508 mit dem Segment 7 gekoppelt. In diesem Beispiel befinden sich auf der linken Seite des Rings 8 Segmentdecodierer.As it is in 14 As shown, segments on the left side of the RTWO ring are labeled as segment 0, segment 1, segment 2, ..., and segment 7. Thus, on the left side of the ring, there are 8 segments in this example. Additionally, the segment decoding system includes a corresponding segment decoder for each segment. For example, segment decoder 1501 is coupled to segment 0, segment decoder 1502 is coupled to segment 1, segment decoder 1503 is coupled to segment 2, and segment decoder 1508 is coupled to segment 7. In this example, there are 8 segment decoders on the left side of the ring.

In der dargestellten Ausführungsform empfängt das Segmentdecodiersystem Daten- und Adressensignale 1510. Wie es in 14 gezeigt ist, enthalten die Daten- und Adressensignale 1510 ein 8-Bit-Segmentdatensignal rtwo_seg_data<7:0> und ein 5-Bit-Segmentadressensignal rtwo_seg_addr<4:0>. Obwohl ein Beispiel mit 8 Datenbits und 5 Adressbits gezeigt ist, sind andere Implementierungen möglich.In the illustrated embodiment, the segment decoding system receives data and address signals 1510. As shown in 14 As shown, the data and address signals 1510 include an 8-bit segment data signal rtwo_seg_data<7:0> and a 5-bit segment address signal rtwo_seg_addr<4:0>. Although an example with 8 data bits and 5 address bits is shown, other implementations are possible.

In bestimmten Implementierungen ist das segmentierte Decodiersystem 401 implementiert, um die Adressierung von Segmenten bereitzustellen, die mehreren Ringen zugeordnet sind. Gemäß einem Beispiel ist das Segmentadressensignal als ein Acht-Bit-Signal rtwo_seg_addr<7:0> implementiert, wobei ein erster Teil der Bits zum Identifizieren eines Segmentorts und ein zweiter Teil der Bits zum Identifizieren eines bestimmten Rings verwendet wird.In certain implementations, the segmented decoding system 401 is implemented to provide addressing of segments associated with multiple rings. According to one example, the segment address signal is implemented as an eight-bit signal rtwo_seg_addr<7:0>, where a first portion of the bits are used to identify a segment location and a second portion of the bits are used to identify a particular ring.

Es kann erwünscht sein, dass die Segmente eines RTWO konfigurierbar sind. Um Konfigurierbarkeit zu bieten, können die RTWO-Segmente mittels der Daten- und Adressensignale 1510 beschrieben werden. In bestimmten Implementierungen ist ferner ein Segmentdecodiersystem zum Lesen aus Segmenten implementiert, beispielsweise unter Verwendung des in 10 gezeigten Lesedatensignals rtwo_rd_data<7:0>.It may be desirable for the segments of an RTWO to be configurable. To provide configurability, the RTWO segments may be described using the data and address signals 1510. In certain implementations, a segment decoding system for reading from segments is further implemented, for example using the method described in 10 shown read data signal rtwo_rd_data<7:0>.

Wie es in 14 gezeigt ist, kommuniziert jeder Segmentdecodierer mit einem entsprechenden Segment. Wie es in Kasten 1511 gezeigt ist, liefert der Segmentdecodierer 1501 beispielsweise ein Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0> an das Segment 0. Zusätzlich liefert der Segmentdecodierer 1502 wie in Kasten 1512 gezeigt ein Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0> an das Segment 1. Wie es in Kasten 1513 gezeigt ist, liefert der Segmentdecodierer 1503 außerdem ein Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0> an das Segment 2. Außerdem liefert der Segmentdecodierer 1508, wie es in Box 1518 gezeigt ist, ein Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0> an das Segment 7.As it is in 14 , each segment decoder communicates with a corresponding segment. For example, as shown in box 1511, segment decoder 1501 provides a segment write signal seg_data_wr<15:0> to segment 0. Additionally, as shown in box 1512, segment decoder 1502 provides a segment write signal seg_data_wr<15:0> to segment 1. As shown in box 1513, segment decoder 1503 also provides a segment write signal seg_data_wr<15:0> to segment 2. Additionally, as shown in box 1518, segment decoder 1508 provides a segment write signal seg_data_wr<15:0> to segment 7.

Somit weist jedes Segment eine oder mehrere konfigurierbare Schaltungen auf, die unter Verwendung von Konfigurationsbits, die über ein Segmentschreibsignal geliefert werden, programmiert oder konfiguriert werden. In einer Ausführungsform weisen die eine oder die mehreren konfigurierbaren Schaltungen eine Regenerationsschaltung, ein Latch, einen Abstimmungskondensator und/oder einen Abgriffpuffer auf.Thus, each segment includes one or more configurable circuits that are programmed or configured using configuration bits provided via a segment write signal. In one embodiment, the one or more configurable circuits include a regeneration circuit, a latch, a tuning capacitor, and/or a tap buffer.

In der dargestellten Ausführungsform hat das Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0> eine größere Bitbreite als das Segmentdatensignal rtwo_seg_data<7:0>. In diesem Beispiel kann also ein Segment in zwei Zyklen geschrieben werden. Durch Implementieren von Segmentschreibvorgängen über mehrere Zyklen können eine Anzahl globaler Segmentdatenbits und entsprechender Drähte reduziert werden.In the illustrated embodiment, the segment write signal seg_data_wr<15:0> has a larger bit width than the segment data signal rtwo_seg_data<7:0>. Thus, in this example, a segment can be written in two cycles. By implementing segment writes over multiple cycles, a number of global segment data bits and corresponding wires can be reduced.

Die dargestellten Segmentdecodierer 1501, 1502, 1503 und 1508 empfangen jeweils ein Segmentadressensetzsignal seg_addr_set<4:0>, das verschiedene Werte für verschiedene Segmentdecodierer aufweist (beispielsweise 00000, 00001, 00010, 00011 usw.). Das Segmentadressensetzsignal seg_addr_set<4:0> wird verwendet, um einen Segmentdecodierer mit einem Code zu programmieren, der die Position des Segmentdecodierers angibt. In bestimmten Implementierungen ist das Segmentadressensetzsignal seg_addr_set<4:0> fest verdrahtet und hat einen Wert, der basierend auf einer Position in dem Ring ausgewählt ist.The illustrated segment decoders 1501, 1502, 1503, and 1508 each receive a segment address set signal seg_addr_set<4:0> having different values for different segment decoders (e.g., 00000, 00001, 00010, 00011, etc.). The segment address set signal seg_addr_set<4:0> is used to program a segment decoder with a code that indicates the position of the segment decoder. In certain implementations, the segment address set signal seg_addr_set<4:0> is hardwired and has a value selected based on a position in the ring.

Der Segmentdecodierer vergleicht das Segmentadressensetzsignal seg_addr_set<4:0> mit dem Segmentadressensignal rtwo_seg_addr<4: 0>, um zu bestimmen, wann auf das Segment zugegriffen wird.The segment decoder compares the segment address set signal seg_addr_set<4:0> with the segment address signal rtwo_seg_addr<4:0> to determine when the segment is accessed.

In einer Ausführungsform schreibt ein Segmentdecodierer Daten in ein entsprechendes Segment, wenn das Segmentadressensignal rtwo_seg_addr<4:0> mit dem Segmentadressensetzsignal seg_addr_set<4:0> übereinstimmt. Wenn eine Adressübereinstimmung vorliegt, verwendet der Segmentdecodierer das Segmentschreibsignal seg_data_wr<15:0>, um in das Segment zu schreiben, wobei die geschriebenen Daten den Bits des Segmentdatensignals rtwo_seg_data<7:0> entsprechen.In one embodiment, a segment decoder writes data to a corresponding segment when the segment address signal rtwo_seg_addr<4:0> matches the segment address set signal seg_addr_set<4:0>. If there is an address match, the segment decoder uses the segment write signal seg_data_wr<15:0> to write to the segment, where the written data corresponds to the bits of the segment data signal rtwo_seg_data<7:0>.

Die geschriebenen Daten können eine Einstellung eines Verstärkers des Segments, eine Einstellung eines Latches des Segments und/oder eine Kapazitätseinstellung des Segments (z. B. um eine Kapazität hinzuzufügen, um eine Linearitätskorrektur auf ein bestimmtes Segment anzuwenden) enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Somit können die Einstellungen eines bestimmten RTWO-Segments ausgewählt werden, um Anpassungen oder Korrekturen für die Linearität oder andere Betriebseigenschaften vorzunehmen, wodurch die Leistungsfähigkeit verbessert wird. Die geschriebenen Daten können auf beliebige Weise in einem Segment gespeichert werden. Gemäß einem Beispiel weist ein Segment Zustandselemente wie beispielsweise Speicherelemente und/oder Latches (einschließlich, aber nicht beschränkt auf Register), die Daten zum Konfigurieren des Segments speichern, auf.The written data may include, but is not limited to, a setting of an amplifier of the segment, a setting of a latch of the segment, and/or a capacitance setting of the segment (e.g., to add capacitance to apply a linearity correction to a particular segment). Thus, the settings of a particular RTWO segment may be selected to make adjustments or corrections for linearity or other operating characteristics, thereby improving performance. The written data may be stored in a segment in any manner. According to one example, a segment includes state elements, such as memory elements and/or latches (including, but not limited to, registers) that store data for configuring the segment.

Obwohl ein Beispiel für Daten- und Adressensignale 1510 gezeigt ist, sind andere Implementierungen möglich. Gemäß einem weiteren Beispiel werden ein oder mehrere der in 10 gezeigten Eingangssignale 413 an jeden der Segmentdecodierer geliefert.Although an example of data and address signals 1510 is shown, other implementations are possible. According to another example, one or more of the 10 shown input signals 413 are supplied to each of the segment decoders.

Obwohl eine Ausführungsform der segmentierten digitalen Adressierung in 14 gezeigt ist, sind die Lehren hierin auf die auf vielfältige Weise implementierte, segmentierte digitale Adressierung anwendbar.Although an embodiment of segmented digital addressing in 14 As shown, the teachings herein are applicable to segmented digital addressing implemented in a variety of ways.

15 zeigt verschiedene Ausführungsformen von programmierbaren Segmentschaltungen. 15 shows various embodiments of programmable segment circuits.

In 15 ist eine Ausführungsform einer Regenerationsschaltung 1600 mit programmierbarem Vorstrom gezeigt. Die Regenerationsschaltung 1600 weist einen ersten n-Typ-Feldeffekttransistor (NFET) 1601 und einen ersten p-Typ-Feldeffekttransistor (PFET) 1603, die als erster Wechselrichter arbeiten, und einen zweiten NFET 1602 und einen zweiten PFET 1604, die als ein zweiter Wechselrichter arbeiten, auf. Der erste und der zweite Wechselrichter sind hintereinandergeschaltet, wobei ein Eingang des ersten Wechselrichters mit einem Ausgang des zweiten Wechselrichters verbunden ist und umgekehrt. Eine Instanziierung der Regenerationsschaltung 1600 kann in einem Segment enthalten sein, wobei ein erster Anschluss A mit einem ersten Leiter des RTWO-Rings verbunden ist und ein zweiter Anschluss B mit einem zweiten Leiter des RTWO-Rings verbunden ist.In 15 , an embodiment of a regeneration circuit 1600 with programmable bias current is shown. The regeneration circuit 1600 includes a first n-type field effect transistor (NFET) 1601 and a first p-type field effect transistor (PFET) 1603 operating as a first inverter, and a second NFET 1602 and a second PFET 1604 operating as a second inverter. The first and second inverters are connected in series, with an input of the first inverter connected to an output of the second inverter and vice versa. An instantiation of the regeneration circuit 1600 may be included in a segment, with a first terminal A connected to a first conductor of the RTWO ring and a second terminal B connected to a second conductor of the RTWO ring.

Die Regenerationsschaltung 1600 weist in diesem Beispiel eine konfigurierbare Vorstromquelle, die unter Verwendung einer Bank von parallelen NFET-Transistoren M[3:0] implementiert ist, auf. Zusätzlich werden vier Programmbits D[3:0] aus einem Konfigurationsregister 1609 des Segments verwendet, um die Auswahl einer Anzahl von aktiven Transistoren und eines entsprechenden Betrags des Vorstroms der Wechselrichter in dieser Ausführungsform zu steuern.The regeneration circuit 1600 in this example includes a configurable bias current source implemented using a bank of parallel NFET transistors M[3:0]. Additionally, four program bits D[3:0] from a segment configuration register 1609 are used to control the selection of a number of active transistors and a corresponding amount of bias current of the inverters in this embodiment.

Unter weiterer Bezugnahme auf 15 ist eine Ausführungsform einer Regenerationsschaltung 1620 mit programmierbaren Degenerationswiderständen 161, 162 gezeigt. Jeder der programmierbaren Degenerationswiderstände 161, 162 kann mehrere parallele Widerstandselemente enthalten, die über Steuerbits ausgewählt werden, wodurch ein Betrag des Degenerationswiderstands gesteuert wird. Zusätzliche Einzelheiten der Regenerationsschaltung 1620 können denen der Regenerationsschaltung 1600 ähnlich sein.With further reference to 15 16, an embodiment of a regeneration circuit 1620 having programmable degeneration resistors 161, 162 is shown. Each of the programmable degeneration resistors 161, 162 may include multiple parallel resistance elements selected via control bits, thereby controlling an amount of degeneration resistance. Additional details of the regeneration circuit 1620 may be similar to those of the regeneration circuit 1600.

Wie es in 15 gezeigt ist, ist eine Ausführungsform einer Regenerationsschaltung 1630 mit programmierbaren Rauschfilterkondensatoren 1621, 1622 und 1623 gezeigt. Jeder der Rauschfilterkondensatoren 1621-1623 kann mehrere parallele Kondensatorelemente aufweisen, die über Steuerbits ausgewählt werden, wodurch ein Kapazitätsbetrag gesteuert wird. Zusätzliche Einzelheiten der Regenerationsschaltung 1640 können denen der Regenerationsschaltung 1620 ähnlich sein.As it is in 15 , an embodiment of a regeneration circuit 1630 having programmable noise filter capacitors 1621, 1622, and 1623 is shown. Each of the noise filter capacitors 1621-1623 may include multiple parallel capacitor elements selected via control bits, thereby controlling an amount of capacitance. Additional details of the regeneration circuit 1640 may be similar to those of the regeneration circuit 1620.

Obwohl 15 drei Beispiele für programmierbare Segmentschaltungen zeigt, kann eine breite Vielfalt von Segmentschaltungen programmierbar sein. Beispiele für Segmentprogrammierbarkeit schließen Einstellungen von Verstärkern (z. B. Vorstrom), Einstellungen eines TDC-Latchs (z. B. Abtastpunkt) und/oder Abstimmungskapazitätseinstellungen (z. B. Feincodeversatz-LSBs) ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt.Although 15 shows three examples of programmable segment circuits, a wide variety of segment circuits can be programmable. Examples of segment programmability include, but are not limited to, amplifier settings (e.g., bias current), TDC latch settings (e.g., sample point), and/or tuning capacitance settings (e.g., fine code offset LSBs).

Beispiel des RTWO-basierten PLL-SystemsExample of RTWO-based PLL system

16 zeigt eine Ausführungsform eines RTWO-basierten PLL-Systems 1700. Das PLL-System 1700 weist einen RTWO 1710 auf. Wie es in 16 gezeigt ist, weist der RTWO 1710 Metallstichleitungen 1711, ein verteiltes quantisiertes Abstimmungssystem 1712, ein segmentiertes Decodiersystem 1713, ein dynamisches Elementabgleichssystem 174 und ein segmentiertes digitales Adressiersystem 1715 auf. 16 shows an embodiment of an RTWO-based PLL system 1700. The PLL system 1700 comprises an RTWO 1710. As shown in 16 As shown, the RTWO 1710 includes metal stubs 1711, a distributed quantized tuning system 1712, a segmented decoding system 1713, a dynamic element matching system 174, and a segmented digital addressing system 1715.

Die Metallstichleitungen 1711 sind in den RTWO-Segmenten enthalten und ermöglichen den Zugriff auf zusätzliche Gestaltungsressourcen zum Abstimmen von Kondensatoren und andere Schaltungen, während die Länge des RTWO-Rings relativ kurz sein kann. Somit hindern die Metallstichleitungen 1711 den RTWO 1710 nicht daran, mit einer relativ hohen Schwingungsfrequenz wie beispielsweise 10 GHz oder mehr zu arbeiten, und bietet gleichzeitig Verbindungsmöglichkeiten zum Abstimmen von Kondensatoren, die die Schwingungsfrequenz des RTWO über einen weiten Abstimmungsbereich abstimmen und/oder eine feine Frequenzschrittweite bieten.The metal stubs 1711 are included in the RTWO segments and allow access to additional design resources for tuning capacitors and other circuitry while the length of the RTWO ring can be relatively short. Thus, the metal stubs 1711 do not prevent the RTWO 1710 from operating at a relatively high oscillation frequency, such as 10 GHz or more, while providing connection options for tuning capacitors that tune the oscillation frequency of the RTWO over a wide tuning range and/or provide a fine frequency step size.

Das verteilte quantisierte Abstimmungssystem 1712 wird verwendet, um die Abstimmungskondensatoren in den RTWO-Segmenten unter Verwendung separat steuerbarer Codewerte zu steuern, wodurch die Frequenzschrittweite oder -auflösung des RTWO verbessert wird. In bestimmten Implementierungen weist der RTWO 1710 mehrere Ringe auf und das verteilte quantisierte Abstimmsystem 1712 stellt die Abstimmungskondensatoren separat über mehrere RTWO-Ringe hinweg ein. Durch die Implementierung des RTWO mit verteilter quantisierter Frequenzabstimmung wird eine relativ feine Frequenzauflösung erreicht, beispielsweise eine LSB-Abstimmungsauflösung von 50 kHz/LSB oder weniger.The distributed quantized tuning system 1712 is used to control the tuning capacitors in the RTWO segments using separately controllable code values, thereby improving the frequency step size or resolution of the RTWO. In certain implementations, the RTWO 1710 has multiple rings and the distributed quantized tuning system 1712 adjusts the tuning capacitors separately across multiple RTWO rings. By implementing the RTWO with distributed quantized frequency tuning, a relatively fine frequency resolution is achieved, for example an LSB tuning resolution of 50 kHz/LSB or less.

Das segmentierte Decodiersystem 1713 ist für RTWO-Frequenzabstimmungscodes bereitgestellt, um die Decodierungskomplexität zu reduzieren. Das segmentierte Decodiersystem 1713 kann globale und lokale Decodierer zum Verarbeiten von Frequenzabstimmungscodes aufweisen, um einen Verlegungsengpass zu reduzieren.The segmented decoding system 1713 is provided for RTWO frequency tuning codes to reduce decoding complexity. The segmented decoding system 1713 may include global and local decoders for processing frequency tuning codes to reduce routing bottleneck.

Das dynamische Elementabgleichssystem 1714 linearisiert die Feinabstimmungsverstärkungseigenschaften des RTWO 1710. Zum Beispiel kann das dynamische Elementabgleichssystem 1714 verwendet werden, um die Periodizität einer festen Sequenz einer Segmentauswahl, die in dem segmentierten Decodierungssystem 1713 verwendet wird, zu reduzieren oder zu beseitigen. Durch Verringern oder Beseitigen der Periodizität bei der Auswahl der Segmentsequenz können unerwünschte Störfrequenzkomponenten vermindert werden, wodurch die Leistungsfähigkeit des PLL-Systems 1700 verbessert wird.The dynamic element balancing system 1714 linearizes the fine tuning gain characteristics of the RTWO 1710. For example, the dynamic element balancing system 1714 can be used to reduce or eliminate the periodicity of a fixed sequence of segment selection used in the segmented decoding system 1713. By reducing or eliminating the periodicity in the selection of the segment sequence, unwanted spurious frequency components can be reduced, thereby improving the performance of the PLL system 1700.

Das segmentierte digitale Adressierungssystem 1715 kann verwendet werden, um Parameter der RTWO-Segmente individuell zu steuern, und weist Segmentdecodierer auf, die mit geteilten oder gemeinsamen Drähten arbeiten, um den Verlegungsengpass zu reduzieren. Die steuerbaren Parameter können Voreinstellungen (z. B. einen Vorstrompegel) der in den Regenerationsschaltungen des RTWO verwendeten Verstärker, Voreinstellungen eines Abtast-Latch des RTWO (z. B. für eine Zeit-Digital-Umsetzer-Funktion) und/oder ein Bereitstellen einer segmentspezifischen Kapazitätsanpassung, um eine Linearitätskorrektur für den RTWO 1710 zu liefern, enthalten, sind jedoch nicht darauf beschränkt.The segmented digital addressing system 1715 may be used to individually control parameters of the RTWO segments and includes segment decoders that operate with shared or common wires to reduce the routing bottleneck. The controllable parameters may include, but are not limited to, presets (e.g., a bias current level) of the amplifiers used in the regeneration circuits of the RTWO, presets of a sampling latch of the RTWO (e.g., for a time-to-digital converter function), and/or providing a segment-specific capacitance adjustment to provide linearity correction for the RTWO 1710.

Das PLL-System 1700 stellt ein Beispiel eines elektronischen Systems dar, das einen RTWO aufweisen kann, der gemäß den hierin enthaltenen Lehren implementiert ist. Die hierin beschriebenen RTWOs können jedoch in einer großen Vielzahl von elektronischen Systemen verwendet werden, einschließlich einer Vielzahl von Datenumsetzern und/oder Frequenzsynthesizern, ohne darauf beschränkt zu sein.The PLL system 1700 represents one example of an electronic system that may include an RTWO implemented in accordance with the teachings herein. However, the RTWOs described herein may be used in a wide variety of electronic systems, including, but not limited to, a variety of data converters and/or frequency synthesizers.

AnwendungenApplications

Vorrichtungen, die RTWOs verwenden, die eines oder mehrerer der oben beschriebenen Merkmale aufweisen, können in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen implementiert sein. Beispiele der elektronischen Vorrichtungen können Verbraucherelektronikprodukte, Teile der Verbraucherelektronikprodukte, elektronische Testgeräte, Radarsysteme usw. einschließen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Beispiele für die elektronischen Vorrichtungen können auch Schaltungen von optischen Netzen oder anderen Kommunikationsnetzen einschließen. Die Verbraucherelektronikprodukte können ein Automobil, einen Camcorder, eine Kamera, eine Digitalkamera, einen tragbaren Speicherchip, eine Waschmaschine, einen Trockner, einen Waschtrockner, einen Kopierer, ein Faxgerät, einen Scanner, eine multifunktionale Peripherievorrichtung usw. einschließen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Ferner kann die elektronische Vorrichtung unfertige Produkte einschließen, einschließlich solcher für Industrie-, Medizin- und Automobilanwendungen.Devices using RTWOs having one or more of the features described above may be implemented in various electronic devices. Examples of the electronic devices may include, but are not limited to, consumer electronic products, parts of the consumer electronic products, electronic test equipment, radar systems, etc. Examples of the electronic devices may also include circuits of optical networks or other communication networks. The consumer electronic products may include, but are not limited to, an automobile, a camcorder, a camera, a digital camera, a portable memory chip, a washing machine, a dryer, a washer-dryer, a copier, a fax machine, a scanner, a multifunctional peripheral device, etc. Further, the electronic device may include unfinished products, including those for industrial, medical, and automotive applications.

Die vorstehende Beschreibung und die Ansprüche können sich auf Elemente oder Merkmale beziehen, die miteinander „verbunden“ oder „gekoppelt“ sind. Wenn es hierin nicht ausdrücklich anders angegeben ist, bedeutet „verbunden“, dass ein Element/Merkmal direkt oder indirekt mit einem anderen Element/Merkmal verbunden ist, und dies nicht notwendigerweise mechanisch. Wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist, bedeutet „gekoppelt“, dass ein Element/Merkmal direkt oder indirekt mit einem anderen Element/Merkmal gekoppelt ist, und dies nicht notwendigerweise mechanisch. Obwohl die verschiedenen in den Figuren gezeigten Schemata beispielhafte Anordnungen von Elementen und Komponenten zeigen, können in einer tatsächlichen Ausführungsform somit zusätzliche dazwischenliegende Elemente, Vorrichtungen, Merkmale oder Komponenten vorhanden sein (vorausgesetzt, dass die Funktionalität der dargestellten Schaltungen nicht beeinträchtigt wird).The foregoing description and claims may refer to elements or features that are "connected" or "coupled" to one another. Unless expressly stated otherwise herein, "connected" means that one element/feature is directly or indirectly connected to another element/feature, and not necessarily mechanically. Unless expressly stated otherwise, "coupled" means that one element/feature is directly or indirectly connected to another element/feature, and not necessarily mechanically. Thus, while the various schematics shown in the figures illustrate example arrangements of elements and components, in an actual embodiment, additional intervening elements, devices, features, or components may be present (provided that the functionality of the illustrated circuits is not compromised).

Obwohl diese Erfindung in Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden ist, liegen andere Ausführungsformen, die für den Fachleute ersichtlich sind, einschließlich Ausführungsformen, die nicht alle hierin dargelegten Merkmale und Vorteile bereitstellen, auch im Umfang dieser Erfindung. Darüber hinaus können die verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen zu schaffen. Darüber hinaus können bestimmte im Zusammenhang mit einer Ausführungsform gezeigte Merkmale auch in andere Ausführungsformen einbezogen werden. Dementsprechend wird der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch Bezug auf die beigefügten Ansprüche definiert.Although this invention has been described with respect to particular embodiments, other embodiments that will be apparent to those skilled in the art, including embodiments that do not provide all of the features and advantages set forth herein, are also within the scope of this invention. Moreover, the various embodiments described above may be combined to provide further embodiments. Moreover, certain embodiments associated with an embodiment vention may be incorporated into other embodiments. Accordingly, the scope of the present invention is defined only by reference to the appended claims.

Claims (34)

Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500), der Folgendes aufweist: einen ersten RTWO-Ring (601, 602, 603, 604); mehrere Segmente (100), die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren (92) aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern; und eine Decodierschaltungsanordnung, die dazu eingerichtet ist, die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren basierend auf einem oder mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, wobei die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren über die mehreren Segmente hinweg quantisiert ist; wobei die Decodierschaltungsanordnung mehrere lokale Decodierer (402), die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl ausgewählter Kondensatoren für ein entsprechendes Segment der mehreren Segmente zu steuern, und mehrere Abstimmungsdecodierer (404), die dazu ausgebildet sind, die mehreren lokalen Decodierer (402) basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, aufweist.A rotary traveling wave oscillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) comprising: a first RTWO ring (601, 602, 603, 604); a plurality of segments (100) positioned around the first RTWO ring and comprising a plurality of tuning capacitors (92) selectable to control an oscillation frequency of the RTWO; and decoding circuitry configured to control selection of the plurality of tuning capacitors based on one or more frequency tuning codes, the selection of the plurality of tuning capacitors being quantized across the plurality of segments; wherein the decoding circuitry comprises a plurality of local decoders (402), each configured to control a number of selected capacitors for a corresponding segment of the plurality of segments, and a plurality of tuning decoders (404) configured to control the plurality of local decoders (402) based on the one or more frequency tuning codes. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Auswahl von einem oder mehreren Abstimmungsdecodierern (404) als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungscodes dynamisch ausgewählt wird.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry being implemented such that a selection of one or more tuning decoders (404) is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 2, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Sequenz des Auswählens jedes der mehreren Abstimmungsdecodierer (404) für eine erste Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes relativ zu einer zweiten Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes unterschiedlich ist.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 2 wherein the decoding circuitry is implemented such that a sequence of selecting each of the plurality of tuning decoders (404) for a first ramp of the fine frequency tuning code relative to a second ramp of the fine frequency tuning code is different. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 3, wobei die Sequenz des Auswählens durch mehrere verschiedene Auswahlsequenzen rotiert.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 3 , where the selection sequence rotates through several different selection sequences. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 3, wobei die Sequenz des Auswählens zufällig oder pseudozufällig ausgewählt wird.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 3 , where the sequence of selection is chosen randomly or pseudorandomly. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Auswahl eines oder mehrerer Abstimmungskondensatoren (92) als Antwort auf einen gegebenen Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes dynamisch ausgewählt wird.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 wherein the decoding circuitry is implemented such that a selection of one or more tuning capacitors (92) is dynamically selected in response to a given value of the one or more frequency tuning codes. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, wobei der erste RTWO-Ring (601, 602, 603, 604) mehrere Seiten aufweist, wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, eine Anzahl ausgewählter Abstimmungskondensatoren (92) für jede Seite des RTWO-Rings auszugleichen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 wherein the first RTWO ring (601, 602, 603, 604) has multiple sides, the decoding circuitry further configured to balance a number of selected tuning capacitors (92) for each side of the RTWO ring. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 7, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass sich die Anzahl von ausgewählten Abstimmungskondensatoren (92) pro Seite des RTWO-Rings für jeden Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes um höchstens einen Abstimmungskondensator unterscheidet.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 7 wherein the decoding circuitry is implemented such that the number of selected tuning capacitors (92) per side of the RTWO ring differs by at most one tuning capacitor for each value of the one or more frequency tuning codes. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, der ferner einen zweiten RTWO-Ring (602) aufweist, der mit dem ersten RTWO-Ring (601) gekoppelt ist, wobei die Decodierschaltungsanordnung eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings (601) und des zweiten RTWO-Rings (602) separat steuert.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 further comprising a second RTWO ring (602) coupled to the first RTWO ring (601), wherein the decoding circuitry separately controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring (601) and the second RTWO ring (602). RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 9, wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, eine Anzahl von ausgewählten Abstimmungskondensatoren (92) für den ersten und den zweiten RTWO-Ring (602) auszugleichen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 9 wherein the decoding circuitry is further configured to balance a number of selected tuning capacitors (92) for the first and second RTWO rings (602). RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 10, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass sich eine Anzahl von ausgewählten Abstimmungskondensatoren (92) pro RTWO-Ring für jeden Wert des einen oder der mehreren Frequenzabstimmungscodes um höchstens einen Abstimmungskondensator unterscheidet.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 10 wherein the decoding circuitry is implemented such that a number of selected tuning capacitors (92) per RTWO ring differ by at most one tuning capacitor for each value of the one or more frequency tuning codes. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, wobei die mehreren Abstimmungskondensatoren (92) mehrere Grobabstimmungskondensatoren (112), mehrere Feinabstimmungskondensatoren (113) und/oder mehrere Prozess-, Spannungs- und Temperatur-Abstimmungskondensatoren (PVT-Abstimmungskondensatoren) aufweisen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 wherein the plurality of tuning capacitors (92) comprise a plurality of coarse tuning capacitors (112), a plurality of fine tuning capacitors (113), and/or a plurality of process, voltage, and temperature (PVT) tuning capacitors. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, einen Versatzcode zu empfangen, der eingerichtet ist, um eine Kapazitätsanpassung für ein bestimmtes Segment der mehreren Segmente durch Anpassen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes bereitzustellen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 1 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry further configured to receive an offset code configured to provide capacity adjustment for a particular segment of the plurality of segments by adjusting a value of the fine frequency tuning code. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 13, wobei der Versatzcode dazu ausgebildet ist, eine dynamische Kapazitätsanpassung für die mehreren Segmente bereitzustellen, während der RTWO in Betrieb ist, um den RTWO zu linearisieren.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 13 wherein the offset code is configured to provide dynamic capacity adjustment for the plurality of segments while the RTWO is operating to linearize the RTWO. Phasenregelschleife (PLL) (10, 1700) mit feiner Frequenzabstimmungsauflösung, wobei die PLL Folgendes aufweist: einen PLL-Kern, der zum Erzeugen eines oder mehrerer Frequenzabstimmungscodes ausgebildet ist; und einen Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500), der aufweist: einen ersten RTWO-Ring (601, 602, 603, 604); mehrere Segmente, die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren (92) aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern; und eine Decodierschaltungsanordnung, die eingerichtet ist, um die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, wobei die Auswahl der mehreren Abstimmungskondensatoren über die mehreren Segmente hinweg quantisiert wird; wobei die Decodierschaltungsanordnung mehrere lokale Decodierer (402), die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren für ein entsprechendes Segment der mehreren Segmente zu steuern, und mehrere Abstimmungsdecodierer (404), die dazu ausgebildet sind, die mehreren lokalen Decodierer basierend auf dem einen oder den mehreren Frequenzabstimmungscodes zu steuern, aufweist.A phase locked loop (PLL) (10, 1700) with fine frequency tuning resolution, the PLL comprising: a PLL core configured to generate one or more frequency tuning codes; and a rotary traveling wave oscillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) comprising: a first RTWO ring (601, 602, 603, 604); a plurality of segments positioned around the first RTWO ring and comprising a plurality of tuning capacitors (92) selectable to control an oscillation frequency of the RTWO; and decoding circuitry configured to control the selection of the plurality of tuning capacitors based on the one or more frequency tuning codes, wherein the selection of the plurality of tuning capacitors is quantized across the plurality of segments; wherein the decoding circuitry comprises a plurality of local decoders (402), each configured to control a number of selected capacitors for a corresponding segment of the plurality of segments, and a plurality of tuning decoders (404) configured to control the plurality of local decoders based on the one or more frequency tuning codes. PLL (10, 1700) nach Anspruch 15, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Auswahl von einem oder mehreren Abstimmungsdecodierern (404) als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungcodes dynamisch ausgewählt wird.PLL (10, 1700) after Claim 15 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry being implemented such that a selection of one or more tuning decoders (404) is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code. PLL (10, 1700) nach Anspruch 16, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Sequenz des Auswählens jedes der mehreren Abstimmungsdecodierer (404) für eine erste Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes relativ zu einer zweiten Rampe des Feinfrequenzabstimmungscodes unterschiedlich ist.PLL (10, 1700) after Claim 16 wherein the decoding circuitry is implemented such that a sequence of selecting each of the plurality of tuning decoders (404) for a first ramp of the fine frequency tuning code relative to a second ramp of the fine frequency tuning code is different. PLL (10, 1700) nach Anspruch 17, die ferner einen zweiten RTWO-Ring (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) aufweist, der mit dem ersten RTWO-Ring gekoppelt ist, wobei die Decodierschaltungsanordnung eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings und des zweiten RTWO-Rings separat steuert.PLL (10, 1700) after Claim 17 further comprising a second RTWO ring (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) coupled to the first RTWO ring, wherein the decoding circuitry separately controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring and the second RTWO ring. PLL (10, 1700) nach Anspruch 15, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, einen Versatzcode zu empfangen, der eingerichtet ist, um eine Kapazitätsanpassung für ein bestimmtes Segment der mehreren Segmente durch Anpassen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes bereitzustellen.PLL (10, 1700) after Claim 15 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry further configured to receive an offset code configured to provide capacity adjustment for a particular segment of the plurality of segments by adjusting a value of the fine frequency tuning code. PLL (10, 1700) nach Anspruch 19, wobei der PLL-Kern dazu ausgebildet ist, den Wert des Versatzcodes zu steuern, um eine Kapazität der mehreren Segmente dynamisch zu ändern, um den RTWO zu linearisieren.PLL (10, 1700) after Claim 19 , wherein the PLL core is configured to control the value of the offset code to dynamically change a capacity of the plurality of segments to linearize the RTWO. PLL (10, 1700) nach Anspruch 15, wobei die Frequenzschrittweite des RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) einer Frequenzänderung entspricht, die sich aus der Auswahl eines Abstimmungskondensators (92) eines Segments ergibt.PLL (10, 1700) after Claim 15 , wherein the frequency step size of the RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) corresponds to a frequency change resulting from the selection of a tuning capacitor (92) of a segment. Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500), der Folgendes aufweist: einen ersten RTWO-Ring (601, 602, 603, 604); mehrere Segmente, die um den ersten RTWO-Ring herum positioniert sind und mehrere Abstimmungskondensatoren (92) aufweisen, die auswählbar sind, um eine Schwingungsfrequenz des RTWO zu steuern; und eine Decodierschaltungsanordnung, die mehrere lokale Decodierer (402) aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind, eine Anzahl von ausgewählten Abstimmungskondensatoren in einem jeweiligen Segment der mehreren Segmente zu steuern, wobei mehrere Eingangscodes für die mehreren lokalen Decodierer (402) separat steuerbar sind; wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner mehrere Abstimmungsdecodierer (404) aufweist, die zum Steuern der mehreren Eingangscodes basierend auf einem oder mehreren Frequenzabstimmungscodes ausgebildet sind.A rotary traveling wave oscillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) comprising: a first RTWO ring (601, 602, 603, 604); a plurality of segments positioned around the first RTWO ring and comprising a plurality of tuning capacitors (92) selectable to control an oscillation frequency of the RTWO; and decoding circuitry comprising a plurality of local decoders (402), each configured to control a number of selected tuning capacitors in a respective segment of the plurality of segments, wherein a plurality of input codes for the plurality of local decoders (402) are separately controllable; the decoding circuitry further comprising a plurality of tuning decoders (404) configured to control the plurality of input codes based on one or more frequency tuning codes. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 22, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung so implementiert ist, dass eine Auswahl von einem oder mehreren Abstimmungsdecodierern (404) als Antwort auf einen gegebenen Wert des Feinfrequenzabstimmungcodes dynamisch ausgewählt wird.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 22 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry being implemented such that a selection of one or more tuning decoders (404) is dynamically selected in response to a given value of the fine frequency tuning code. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 22, der ferner einen zweiten RTWO-Ring (602) aufweist, der mit dem ersten RTWO-Ring (601) gekoppelt ist, wobei die Decodierschaltungsanordnung eine Anzahl von ausgewählten Kondensatoren des ersten RTWO-Rings und des zweiten RTWO-Rings separat steuert.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 22 further comprising a second RTWO ring (602) coupled to the first RTWO ring (601), wherein the decoding circuitry separately controls a number of selected capacitors of the first RTWO ring and the second RTWO ring. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 22, wobei der eine oder die mehreren Frequenzabstimmungscodes einen Feinfrequenzabstimmungscode aufweisen, wobei die Decodierschaltungsanordnung ferner dazu ausgebildet ist, einen Versatzcode zu empfangen, der eingerichtet ist, um eine Kapazitätsanpassung für ein bestimmtes Segment der mehreren Segmente durch Anpassen eines Werts des Feinfrequenzabstimmungscodes bereitzustellen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 22 wherein the one or more frequency tuning codes comprise a fine frequency tuning code, the decoding circuitry further configured to receive an offset code configured to provide capacity adjustment for a particular segment of the plurality of segments by adjusting a value of the fine frequency tuning code. Dreh-Wanderwellen-Oszillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500), der Folgendes aufweist: mindestens einen RTWO-Ring (601, 602, 603, 604); mehrere Segmente (100), die um den mindestens einen RTWO-Ring herum positioniert sind, wobei jedes der mehreren Segmente eine oder mehrere konfigurierbare Schaltungen aufweist; und ein Segmentdecodiersystem (403), das mit den mehreren Segmenten elektrisch verbunden ist und dazu ausgebildet ist, ein Schreiben von Konfigurationsdaten in die eine oder die mehreren konfigurierbaren Schaltungen basierend auf einem Segmentadressensignal zu steuern; wobei das Segmentdecodiersystem (403) dazu ausgebildet ist, ein Segment (100) der mehreren Segmente basierend auf einem Wert des Segmentadressensignals auszuwählen und ein oder mehrere Bits aus dem ausgewählten Segment zu lesen.A rotary traveling wave oscillator (RTWO) (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) comprising: at least one RTWO ring (601, 602, 603, 604); a plurality of segments (100) positioned around the at least one RTWO ring, each of the plurality of segments comprising one or more configurable circuits; and a segment decoding system (403) electrically connected to the plurality of segments and configured to control writing of configuration data to the one or more configurable circuits based on a segment address signal; wherein the segment decoding system (403) is configured to select a segment (100) of the plurality of segments based on a value of the segment address signal and read one or more bits from the selected segment. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 26, wobei jedes der mehreren Segmente über das Segmentadressensignal individuell adressierbar ist.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 26 , wherein each of the multiple segments is individually addressable via the segment address signal. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 26, wobei das Segmentdecodiersystem (403) mehrere Segmentdecodierer aufweist, von denen jeder mit einem entsprechenden Segment der mehreren Segmente verbunden ist.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 26 wherein the segment decoding system (403) comprises a plurality of segment decoders, each of which is connected to a corresponding segment of the plurality of segments. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 26, der ferner eine serielle Schnittstelle aufweist, die dazu ausgebildet ist, ein Segmentdatensignal und das Segmentadressensignal an das Segmentdecodiersystem (403) zu liefern.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 26 further comprising a serial interface configured to provide a segment data signal and the segment address signal to the segment decoding system (403). RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 29, wobei das Segmentdecodiersystem (403) dazu ausgebildet ist, ein Segment der mehreren Segmente basierend auf einem Wert des Segmentadressensignals auszuwählen und mehrere Bits des Segmentdatensignals in das ausgewählte Segment zu schreiben.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 29 wherein the segment decoding system (403) is configured to select a segment of the plurality of segments based on a value of the segment address signal and write a plurality of bits of the segment data signal to the selected segment. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 30, wobei das Segmentdecodiersystem (403) dazu ausgebildet ist, die mehreren Bits des Segmentdatensignals in mehreren Taktzyklen über einen oder mehrere Drähte von geringerer Anzahl als die mehreren Bits in das ausgewählte Segment zu schreiben.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 30 wherein the segment decoding system (403) is configured to write the plurality of bits of the segment data signal to the selected segment in a plurality of clock cycles over one or more wires of lesser number than the plurality of bits. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 29, wobei die serielle Schnittstelle eine lokale serielle Peripherieschnittstelle (SPI) aufweist.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 29 , where the serial interface has a local serial peripheral interface (SPI). RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 26, wobei die eine oder die mehreren konfigurierbaren Schaltungen eine Regenerationsschaltung, ein Latch, einen Abstimmungskondensator (92) und/oder einen Abgriffpuffer aufweisen.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 26 wherein the one or more configurable circuits comprise a regeneration circuit, a latch, a tuning capacitor (92) and/or a tap buffer. RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) nach Anspruch 26, wobei die Konfigurationsdaten eingerichtet sind, um einen Vorstrom, einen Widerstandswert, einen Kapazitätswert und/oder eine Transistorbreite der einen oder der mehreren konfigurierbaren Schaltungen zu steuern.RTWO (15, 30, 60, 70, 80, 400, 600, 1500) to Claim 26 , wherein the configuration data is configured to control a bias current, a resistance value, a capacitance value, and/or a transistor width of the one or more configurable circuits.
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