KR102604641B1 - 듀티 사이클 보정을 위한 회로 및 디스플레이 - Google Patents

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Abstract

직렬 데이터 송신기를 위한 듀티 사이클 검출 및 보정을 위한 회로. 회로는 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력 및 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결된 듀티 사이클 검출 회로를 갖는 패턴 발생기를 포함한다. 패턴 생성기는 홀수의 연속적인 0과 이와 동일한 개수의 연속적인 1을 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성된다. 듀티 사이클 검출 회로는 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하고, 제1 구간은 시퀀스 내의 홀수개의 연속적인 0에 대응하고, 제2 구간은 시퀀스 내의 홀수개의 연속적인 1에 대응한다.

Description

듀티 사이클 보정을 위한 회로 및 디스플레이{CIRCUIT AND DISPLAY FOR DUTY-CYCLE CORRECTION}
본 발명에 따른 실시예의 하나 이상의 양태는 직렬 데이터 송신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 직렬 데이터 송신기에서 듀티 사이클을 정정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2018년 3월 2일자로 출원된 "METHOD AND APPARATUS FOR DUTY-CYCLE CORRECTION OF HIGH SPEED I/O"라는 제목의 미국 가출원 제62/638,043호의 우선권 및 그 이익을 주장하며, 그것의 전체 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
고성능 고속 링크에서, 클록 듀티 사이클 왜곡(DCD: duty-cycle distortion)으로 인한 레인(lane) 결정성 지터(DJ: deterministic jitter)는 총 레인 결정성 지터의 중요한 부분일 수 있다. 저전력 고성능 링크에서, I/O 드라이버 회로의 크기가 작기 때문에, 시스템 및 조정 방법이 듀티 사이클 왜곡 사양을 충족시키는 데 중요할 수 있다. 직렬 데이터 송신기에서 결정성 지터의 상당 부분은 이중 데이터 레이트 클록의 듀티 사이클 왜곡(DCD)과, 출력 멀티플렉서(OMUX: output multiplexer)의 불일치로 인해 야기될 수 있다.
따라서, 직렬 데이터 송신기에서 듀티 사이클 왜곡을 감소시키기 위한 시스템 및 방법에 대한 요구가 있다.
실시예들은 직렬 데이터 송신기에서 듀티 사이클 왜곡이 감소될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력을 갖는 패턴 생성기, 그리고 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결되어 있는 듀티 사이클 검출 회로를 포함하고, 상기 패턴 생성기는 홀수 개의 연속적인 0과, 동일 개수의 연속적인 1을 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성되며, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하도록 구성되며, 상기 제1 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 0에 대응하고, 상기 제2 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 1에 대응하는, 회로가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 클록 입력을 갖고, 커패시터, 스위칭된 차지 펌프, 그리고 클록킹된 비교기를 포함하며, 상기 스위칭된 차지 펌프는, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제1 상태에 있을 때 상기 커패시터를 충전시키고, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제2 상태에 있을 때 커패시터를 방전시키도록 구성되고, 상기 클록킹된 비교기는 상기 듀티 사이클 검출 회로의 클록 입력에서의 클록 신호의 천이에 의해 정의된 샘플링 시간에서, 기준 전압과 커패시터 상의 전압을 비교하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 입력, 제2 입력, 및 출력을 갖는 멀티플렉서를 더 포함하고, 상기 패턴 생성기는 상기 멀티플렉서의 상기 제1 입력에 연결되어 있으며, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 멀티플렉서의 상기 출력에 연결되어 있다.
일 실시예에서, 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에 연결되어 있는 조정된 클록 출력을 갖는 듀티 사이클 보정 회로를 더 포함하고, 상기 듀티 사이클 보정 회로는, 클록 신호, 및 듀티 사이클 정정 코드를 수신하고, 상기 듀티 사이클 정정 코드에 따라 조정된 듀티 사이클을 갖는 조정된 클록 신호를, 상기 조정된 클록 출력에서, 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 회로를 리셋하고, 상기 패턴 생성기를 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 연결하도록 멀티플렉서를 설정하며, 제1 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제1 듀티 사이클 정정 코드를 생성하도록 구성된 유한 상태 머신 회로를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유한 상태 머신 회로는, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 제1 값을 가질 때 카운트 업하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 상기 제1 값과 상이한 제2 값을 가질 때 카운트 다운하도록 구성된 카운터를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유한 상태 머신 회로는, 제2 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제2 듀티 사이클 정정 코드를 생성하며, 상기 제3 듀티 사이클 정정 코드를 상기 듀티 사이클 보정 회로에 공급하도록 더 구성되며, 상기 제3 듀티 사이클 정정 코드는, 제1 듀티 사이클 정정 코드 그리고 제2 듀티 사이클 정정 코드의 평균이다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 보정 회로는 프로그램 가능한 풀업 강도 또는 프로그램 가능한 풀다운 강도를 갖는 인버터를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기, 클록 소스, 그리고 홀수 개의 연속적인 0 및 동일한 개수의 연속적인 1를 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성된 패턴 생성기를 포함하는 듀티 사이클 검출 및 보정 회로를 포함하고, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고, 상기 듀티 사이클 검출 및 보정 회로는, 상기 패턴이 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력으로 공급될 때 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호로부터, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에 내장된 클록의 듀티 사이클의 에러를 추정하고, 상기 클록 소스에 의해 생성된 클록 신호로부터, 상기 에러를 감소시키도록 조정된 듀티 사이클을 갖는 조정된 클록 신호를 형성하도록 구성되는, 회로가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 및 보정 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결되어 있는 듀티 사이클 검출 회로를 더 포함하고, 상기 패턴 생성기는 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력을 갖고, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하도록 구성되며, 상기 제1 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 0에 대응하고, 상기 제2 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 1에 대응한다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 클록 입력을 갖고, 커패시터, 스위칭된 차지 펌프, 그리고 클록킹된 비교기를 포함하며, 상기 스위칭된 차지 펌프는, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제1 상태에 있을 때 상기 커패시터를 충전시키고, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제2 상태에 있을 때 상기 커패시터를 방전시키도록 구성되고, 상기 클록킹된 비교기는 상기 듀티 사이클 검출 회로의 클록 입력에서의 클록 신호의 천이에 의해 정의된 샘플링 시간에서, 기준 전압과 커패시터 상의 전압을 비교하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 입력, 제2 입력, 및 출력을 갖는 멀티플렉서를 더 포함하고, 상기 패턴 생성기는 상기 멀티플렉서의 상기 제1 입력에 연결되어 있고, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 멀티플렉서의 상기 출력에 연결되어 있다.
일 실시예에서, 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에 연결되어 있는 조정된 클록 출력을 갖는 듀티 사이클 보정 회로를 더 포함하고, 상기 듀티 사이클 보정 회로는, 클록 신호, 그리고 듀티 사이클 정정 코드를 수신하고, 상기 듀티 사이클 정정 코드에 따라 조정된 듀티 사이클을 갖는 조정된 클록 신호를, 상기 조정된 클록 출력에서, 생성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 회로를 리셋하고, 상기 패턴 생성기를 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 연결하도록 멀티플렉서를 설정하며, 제1 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제1 듀티 사이클 정정 코드를 생성하도록 구성된 유한 상태 머신 회로를 더 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유한 상태 머신 회로는, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 제1 값을 가질 때 카운트 업하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 상기 제1 값과 상이한 제2 값을 가질 때 카운트 다운하도록 구성된 카운터를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 유한 상태 머신 회로는, 제1 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고, 상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제2 듀티 사이클 정정 코드를 생성하며, 상기 제3 듀티 사이클 정정 코드를 상기 듀티 사이클 보정 회로에 공급하도록 더 구성되며, 상기 제3 듀티 사이클 정정 코드는, 제1 듀티 사이클 정정 코드 그리고 제2 듀티 사이클 정정 코드의 평균이다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 보정 회로는 프로그램 가능한 풀업 강도 또는 프로그램 가능한 풀다운 강도를 갖는 인버터를 포함한다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 직렬 데이터 수신기를 포함하는 드라이버 집적 회로, 그리고 타이밍 컨트롤러를 포함하고, 상기 타이밍 컨트롤러는, 데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력을 갖는 패턴 생성기, 및 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결되어 있는 듀티 사이클 검출 회로를 포함하며, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고, 상기 패턴 생성기는 홀수 개의 연속적인 0 및 동일한 개수의 연속적인 1를 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성되며, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하도록 구성되며, 상기 제1 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 0에 대응하고, 상기 제2 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 1에 대응하는, 디스플레이가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 듀티 사이클 검출 회로는 클록 입력을 갖고, 커패시터, 스위칭된 차지 펌프, 그리고 클록킹된 비교기를 포함하고, 상기 스위칭된 차지 펌프는, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제1 상태에 있을 때 상기 커패시터를 충전시키고, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제2 상태에 있을 때 상기 커패시터를 방전시키도록 구성되고, 상기 클록킹된 비교기는 상기 듀티 사이클 검출 회로의 클록 입력에서의 클록 신호의 천이에 의해 정의된 샘플링 시간에서, 기준 전압과 커패시터 상의 전압을 비교하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제1 입력, 제2 입력, 및 출력을 갖는 멀티플렉서를 더 포함하고, 상기 패턴 생성기는 상기 멀티플렉서의 상기 제1 입력에 연결되어 있고, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 멀티플렉서의 상기 출력에 연결되어 있다.
실시예들에 따르면, 직렬 데이터 송신기에서 듀티 사이클 왜곡을 감소시키기 위한 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이들 및 다른 특징 및 이점은 명세서, 청구범위, 및 첨부 도면을 참조하여 인식되고 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직렬 데이터 송신기의 블록도이다.
도 2a는 관련 기술 실시예에 따른, 듀티 사이클 검출 및 정정을 위한 시스템의 블록도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀티 사이클 검출 회로의 개략도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 듀티 사이클 검출 및 정정을 위한 시스템의 블록도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 파형도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이의 블록도이다.
첨부된 도면과 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명은 본 발명에 따라 제공되는 고속 I/O의 듀티 사이클 정정 방법 및 장치의 예시적인 실시예의 설명으로서 의도되며, 본 발명이 구성되거나 이용될 수 있는 유일한 형태를 나타내기 위해 의도되지 않는다. 이하에서 도시된 실시예와 관련하여 본 발명의 특징을 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된 다른 실시예에 의해 동일하거나 등가의 기능 및 구조가 달성될 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서의 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 동일한 요소 번호는 동일한 요소 또는 특징을 나타내기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 일부 실시예에서, 이중 데이터 레이트 직렬 데이터 송신기는 클록 소스(110), 출력 멀티플렉서(OMUX)(120), 프리-드라이버(pre-driver) 증폭기(130), 및 드라이버 증폭기(140)를 포함한다. 클록의 각각의 하프-사이클에 의해 1 비트의 데이터가 클록 아웃될 수 있으며, 이는 OMUX(120)의 짝수 및 홀수 입력을 번갈아 선택한다. 이러한 회로는 집적 회로를 제조하는 데 사용되는 공정에 의해 달성 가능한 최대 동작 속도에서 또는 그 근방에서 동작하도록 설계될 수 있고, 즉, 클록의 유효 듀티 사이클에서의 작은 불완전함이 중요할 수도 있고, 직렬 링크의 성능을 저하시킬 수도 있다.
도 2a를 참조하면, 일부 실시예에서 직렬 데이터 송신기의 듀티 사이클 왜곡을 감소시키는 시스템은 이하에서 더 상세하게 설명되는, 출력 직렬 데이터 스트림에 내장된 클록의 듀티 사이클 에러를 검출하는 듀티 사이클 검출 회로(210), 유한 상태 머신(215), 및 듀티 사이클 보정 회로(220)를 포함한다. 듀티 사이클 검출 회로(210)는 도 2b에 도시된 바와 같이 스위칭된 차지 펌프를 포함할 수 있다. 스위칭된 차지 펌프는 입력(직렬 데이터 송신기의 출력에 연결됨)에 의해 제어되는 결합 스위치를 가질 수 있고, 직렬 데이터 송신기의 출력(따라서, 스위치)이 제1 상태에 있을 때 제1 전류 소스(235)로부터의 전류로 커패시터(230)를 충전하도록 구성될 수 있으며, 직렬 데이터 송신기의 출력(따라서, 스위치)이 제2 상태에 있을 때 제2 전류 소스(240)를 통해 커패시터(230)를 방전하도록 구성될 수 있다. 직렬 데이터 송신기의 출력 CKout(또는 도 1 및 도 3의 "DQ")은 실제 사용 지점이고, 이것은 듀티 사이클 왜곡을 검출하는 지점으로 적합할 수 있으며, 이는 여러 메커니즘으로부터 집합 왜곡을 포착할 수 있기 때문에, 직렬 데이터 송신기 내에서, 여러 상이한 지점에서 도입될 수 있다.
클록킹된 비교기(245)(또는 "샘플러")는 주기적으로 커패시터(230) 상의 전압을 기준 전압과 비교할 수 있다(예를 들어, 커패시터(230) 상의 전압이 기준 전압을 초과하면 1을 출력하거나, 또는 커패시터(230)의 전압이 기준 전압보다 더 작으면 0을 출력함). 유한 상태 머신(215)은 듀티 사이클 보정 회로(220)에 적절한 듀티 사이클 정정 코드를 전송하기 위해 0 및 1의 결과 시퀀스를 이용할 수 있다. 듀티 사이클 정정 코드는 이하에서 더 상세하게 논의된 바와 같이, 듀티 사이클 보정 회로(220)가 특정 듀티 사이클 보정을 적용하게 야기하는 듀티 사이클 보정 회로(220)에 대한 명령(예를 들어, 듀티 사이클 보정 회로(220) 내의 레지스터에 기록된 숫자)일 수 있다.
도 2a의 시스템은 높은 클록 레이트를 사용하는 직렬 데이터 송신기에서 효과적인 구현에 대한 장애에 직면할 수 있는데, 차지 펌프(210)로의 입력이 최고 시스템 클록 레이트에서 토글하기 때문이다. 예를 들어, 제1 전류 소스(235) 및 제2 전류 소스(240)가 작으면, 이들의 부분 불균형이 중요할 수 있고, 이들이 크면, 높은 클록 레이트에서 스위칭하는 것이 어려울 수 있다(그리고 그것의 전력 소비가 과도할 수 있다).
이러한 과제를 해결하기 위해, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같은 시스템이 사용될 수 있다. 도 3a의 실시예에서, 유한 상태 머신(310)은 듀티 사이클 교정 및 정정 모드와 정상 동작 모드의 두 개의 모드 중 하나에서 언제든지 동작하도록 구성된다. 정상 동작 모드에서, 멀티플렉서(320)는 (예를 들어, 유한 상태 머신(310)에 의해) 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력으로부터의 데이터를 송신하도록 제어된다(도 3a의 실시예에서는 직렬 변환기(325), OMUX(120), 프리 드라이버 증폭기(130), 및 드라이버 증폭기(140)를 포함한다.
듀티 사이클 교정 및 정정 모드에서, 멀티플렉서(320)는 (예를 들어, 유한 상태 머신(310)에 의해) 대신에 제어되어, 패턴 생성기(315)로부터 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력으로 데이터를 송신하고, 유한 상태 머신(310)은 하나 이상의 비트 시퀀스로 구성되는 도 3b의 하측 파형과 같은 패턴을 생성하도록 패턴 생성기(315)를 제어하며, 각각의 시퀀스는 (i) 동일한 개수의 1이 뒤 따르는 홀수 개의 0 또는 (ii) 동일한 개수의 0이 뒤 따르는 홀수 개의 1로 구성되는 시퀀스로 구성된다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 클록의 듀티 사이클(도 3b의 상측 파형)이 50%와 상이하면, 0 및 1의 개수가 서로 동일하고 홀수 개이기 때문에, 홀수가 3인 도 3b에 도시된 바와 같이, 패턴 생성기(315)에 의해 생성된 패턴의 듀티 사이클도 50%와 상이할 것이다. 도 3b의 패턴이 전송될 때, 출력의 파형은 (홀수의 인자에 의해, 즉 도 3b의 예의 경우 3의 인자에 의해) 클럭 주파수보다 주파수가 낮으므로, 결과적으로 듀티 사이클 검출 회로(210) 내의 스위칭된 차지 펌프가 이 실시예에서 출력의 주파수에서 동작하는 것이 덜 어렵다.
일부 실시예에서, 시스템 컨트롤러는 듀티 사이클 검지 및 보정 회로(도 3a에서, 멀티플렉서(320), 패턴 생성기(315), 듀티 사이클 검출 회로(210), 유한 상태 머신(310), 및 듀티 사이클 보정 회로(220)를 포함함)가 듀티 사이클 교정 및 보정 모드에서 동작하도록, 예를 들어 멀티플렉서(320)가 패턴 생성기(315)에 의해 생성된 패턴을 직렬 데이터 송신기의 입력에 송신하도록 멀티플렉서(320)의 선택 입력을 설정하고, 유한 상태 머신(310)의 이네이블 입력을 어써팅하여, 주기적으로 명령할 수 있다.
시스템 컨트롤러는 직렬 데이터 송신기가 소자인 시스템의 기동 및 초기화 시에 듀티 사이클 교정 및 정정 모드로 동작을 조정할 수 있다. 디스플레이에서, 시스템 컨트롤러는 또한 또는 대신에 각각의 표시된 라인의 종단에서 수평 블랭킹 기간 동안 또는 각 프레임의 종단에서 수직 블랭킹 기간 동안 듀티 사이클 교정 및 정정 모드에서 동작을 정렬할 수 있다.
시스템 컨트롤러는 유한 상태 머신(310) 내에서 또는 유한 상태 머신(310)과는 별개로 간단한 상태 머신일 수 있거나, 또는 시스템 컨트롤러는 직렬 데이터 송신기와 동일한 집적 회로 또는 별도의 집적 회로 상의 더 복잡한 프로세서(예를 들어, 저장된 프로그램 컴퓨터)일 수 있다.
유한 상태 머신(310)은 듀티 사이클 검출 회로(210)로부터 수신된 비트가 제1 값을 가질 때 카운트 업하고, 듀티 사이클 검출 회로(210)로부터 수신된 비트가 제1 값과 상이한 제2 값을 가질 때 카운트 다운하도록 구성된 카운터를 포함할 수 있다. 제1 값은 바이너리 1일 수 있고, 제2 값은 바이너리 0일 수도 있으며, 그 반대일 수도 있다. 카운터의 출력은 듀티 사이클 보정 회로(220)에 전송된 듀티 사이클 정정 코드 일 수 있고, 카운터가 큰 포지티브(또는 네거티브) 값에 도달하면, 이는 현재의 듀티 사이클이 50%와 상당히 상이함을 나타내며, 따라서 듀티 사이클 보정 회로(220)에 의해 생성되는 상당한 변화가 적절하다.
도 3a의 시스템은 클록 소스의 클록 도메인인 하나의 클록 도메인(예를 들어, 1 GHz보다 큰 주파수, 예를 들어 5 GHz에서 동작할 수 있음) 및 유한 상태 머신(310), 패턴 생성기(315), 및 듀티 사이클 보정 회로(220) 내의 회로를 포함하는 제2 클록 도메인(클록 소스(110)로부터의 클록 신호가 듀티 사이클 보정 회로(220)를 통과하는 경로를 제외함)으로 동작할 수 있다. 제2 클록 도메인은 클록 소스(110)로부터의 신호로부터(예를 들어, 위상 동기 루프 또는 주파수 분할기를 사용하여) 도출될 수 있거나, 또는 (예를 들어, 독립 발진기에 의해) 독립적으로 생성될 수 있는 상당히 낮은 클록(예를 들어, 0.1 MHz와 100.0 MHz 사이의 주파수로)을 사용할 수 있다.
듀티 사이클 보정 회로 (220)는 (클록 소스(110)로부터의 신호의 주파수에서 스위칭하도록 구성된) 인버터의 체인 및 듀티 사이클 보정 회로 (220)가 유한 상태 머신 (310)으로부터 수신하는 듀티 사이클 보정 코드에 따라, 인버터의 비대칭을 조정하는 (제2 클록 도메인의 일부인) 제어 회로를 포함할 수 있다.
각 인버터는, 예를 들어, 프로그램 가능 풀업 강도 또는 프로그램 가능 풀다운 강도(또는 둘 모두)를 가질 수 있다. 풀업 강도는 예를 들어 인버터가 각각의 이네이블링 트랜지스터(이네이블링 트랜지스터는 듀티 사이클 정정 코드에 따라 스위치 온 또는 오프됨)와 각각 직렬로 연결되어 있는 복수의 풀업 트랜지스터를 포함하도록 배열하여 프로그램 가능하게 만들어질 수 있다.
풀다운 강도는 유사한 방식으로 프로그래밍 가능하게 될 수 있다.
일부 실시예에서, 듀티 사이클 검출 및 보정 회로에서의 에러의 원인의 영향은 제1 패턴을 생성하도록 패턴 생성기(315)를 먼저 구성하고, 제1 패턴에 기초하여 제1 듀티 사이클 정정 코드를 계산한 다음, 제1 패턴의 정확한 역수인 제2 패턴(예를 들어, 제2 패턴은 제1 패턴이 0을 갖는 모든 곳에 1을 갖고, 제2 패턴은 제1 패턴이 1을 갖는 모든 곳에 0을 가짐)을 생성하며, 제2 패턴에 기초하여 제2 듀티 사이클 정정 코드를 계산하여 억제된다. 제1 듀티 사이클 정정 코드 및 제2 듀티 사이클 정정 코드의 평균으로서 계산된 제3 듀티 사이클 정정 코드는 듀티 사이클 보정 회로(220)에 공급될 수 있다.
일부 실시예에서, 패턴 생성기에 의해 생성된 시퀀스의 0(및 1)의 개수는 이 신호의 스펙트럼 내용을 더 많은 개수의 협대역 스펙트럼 성분으로 분배하기 위해, 시간에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 패턴 생성기(315)는 4-비트 의사 랜덤 숫자 생성기(예를 들어, 4-비트 선형 피드백 시프트 레지스터를 사용함)를 포함할 수 있으며, 생성될 각 시퀀스에 대한 4-비트 의사 랜덤 숫자 생성기의 출력은, 1만큼 우측 시프트될 수 있고, 그 다음에 시퀀스를 생성하는 데 사용될 홀수를 생성하기 위해 1만큼 감소될 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에서 디스플레이(405)는 직렬 데이터 링크(420)를 통해, 고속 디지털 데이터를 드라이버 집적 회로(드라이버 IC)(415)에 전송하도록 구성된 타이밍 컨트롤러(410)를 포함한다. 타이밍 컨트롤러(410)는, 직렬 데이터 링크(420)의 송신단에서, 듀티 사이클 왜곡의 영향을 완화시키기 위해 본 발명의 실시예에 따라 구성된 직렬 데이터 송신기를 포함한다.
"제1", "제2", "제3" 등의 용어는 본 명세서에서 다양한 요소, 구성 요소, 영역, 층, 및/또는 섹션을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이들 요소, 구성 요소, 영역, 층, 및/또는 섹션은 이러한 용어로 제한되어서는 안된다. 이들 용어는 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층, 또는 섹션을 다른 요소, 구성 요소, 영역, 층, 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 본 명세서에서 논의된 제1 요소, 구성 요소, 영역, 층, 또는 섹션은 본 발명 개념의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 제2 요소, 구성 요소, 영역, 계층, 또는 섹션으로 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 "아래에", "밑에", "하부에", "바로 아래에" "위에" "상부에" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 하나의 요소 또는 특징의 다른 도면에 도시된 바와 같은 요소(들) 또는 특징(들)을 포함할 수 있다. 이러한 공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시된 방위에 추가하여, 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 방위를 포함하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 도면의 장치가 뒤집힌다면, 다른 요소 또는 특징의 "밑에" 또는 "아래에" 또는 "바로 아래에"로 기술된 요소는 다른 요소 또는 특징의 "위에"로 배향될 것이다. 따라서, "밑에" 및 "바로 아래에"의 예시적인 용어는 위와 아래의 방향 모두를 포함할 수 있다. 장치는 다른 방향으로 배향될 수 있고(예를 들어, 90도 또는 다른 배향으로 회전될 수 있음), 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어는 그에 따라 해석되어야 한다. 또한, 하나의 층이 두 개의 층 사이에 있는 것으로 언급될 때, 이는 두 개의 층 사이의 유일한 층일 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재된 층이 존재할 수 있음이 또한 이해될 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 개념을 제한하려는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "실질적으로", "약" 및 유사한 용어는 근사 용어로 사용되나 정도 용어로 사용되지 않으며, 측정된 또는 계산된 값의 고유한 편차를 설명하기 위한 것임이 당업자에게 인식될 것이다.
여기서 사용된 단수 형태 "한" 및 "하나"은 문맥 상 다르게 지시하지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 구성 요소의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성 요소 및/또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지는 않는다는 것이 더 이해될 것이다. 여기서 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 이상의 관련 열거된 항목의 임의 및 모든 조합을 포함한다. "적어도 하나"와 같은 표현식은 요소 목록 앞에서 요소의 전체 목록을 수정하고, 목록의 개별 요소를 수정하지 않는다. 또한, 본 발명의 개념의 실시예를 기술할 때 "할 수 있다"를 사용하는 것은 "본 발명의 하나 이상의 실시예"를 의미한다. 또한, "예시적인"이라는 용어는 예 또는 설명을 의미한다. 여기서 사용된 바와 같이, "사용하다", "사용하는", 및 "사용된"이라는 용어는 각각 "이용하다", "이용하는", 및 "이용된"이라는 용어와 동의어로 간주될 수 있다.
요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 대해 "위에 있는", "연결되어 있는", "결합되어 있는", 또는 "인접한"으로 언급될 때, 이는 다른 요소 또는 층에 직접적으로 위에 있거나, 연결되어 있거나, 결합되어 있거나, 또는 인접할 수 있거나, 또는 하나 이상의 개재하는 요소 또는 층이 존재할 수 있음이 이해될 것이다. 대조적으로, 요소 또는 층이 다른 요소 또는 층에 "직접적으로 위에 있는", "직접 연결되어 있는", "직접 결합되어 있는", 또는 "바로 인접한"으로 언급될 때, 개재하는 요소 또는 층은 존재하지 않는다.
여기서 인용된 임의의 수치 범위는 인용된 범위 내에 포함된 동일한 수치 정밀도의 모든 하위 범위를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, "1.0 내지 10.0"의 범위에는, 지정된 최솟값의 1.0과 최댓값의 10.0의 사이의(최솟값과 최댓값도 포함함), 모든 부분 범위, 즉 최솟값이 1.0 이상이고 최댓값이 10.0 이하인, 예를 들어 2.4 내지 7.6과 같은 범위가 포함하도록 의도된다. 여기에 열거된 최대 수치 제한은 여기에 포함되는 더 낮은 모든 수치 제한을 포함하도록 의도되며, 여기에 인용된 임의의 최소 수치 제한은 여기에 포함되는 모든 더 높은 수치 제한을 포함하도록 의도된다.
고속 I/O의 듀티 사이클 보정을 위한 방법 및 장치의 예시적인 실시예가 본 명세서에 구체적으로 설명되고 예시되었지만, 많은 변형 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 원리에 따라 구성된 고속 I/O의 듀티 사이클 보정을 위한 방법 및 장치는 본 명세서에 구체적으로 설명된 것 이외의 다른 것으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 본 발명은 또한 다음의 청구 범위 및 그 등가물에서 정의된다.

Claims (10)

  1. 데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기,
    상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력을 갖는 패턴 생성기, 그리고
    상기 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결되어 있는 듀티 사이클 검출 회로
    를 포함하고,
    상기 패턴 생성기는 홀수 개의 연속적인 0과, 상기 연속적인 0과 동일 개수의 연속적인 1을 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성되며,
    상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고,
    상기 듀티 사이클 검출 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하도록 구성되며,
    상기 제1 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 0에 대응하고, 상기 제2 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 1에 대응하는,
    회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 듀티 사이클 검출 회로는 클록 입력을 갖고,
    커패시터,
    스위칭된 차지 펌프, 그리고
    클록킹된 비교기를 포함하며,
    상기 스위칭된 차지 펌프는,
    상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제1 상태에 있을 때 상기 커패시터를 충전시키고,
    상기 직렬 데이터 송신기의 출력이 제2 상태에 있을 때 커패시터를 방전시키도록 구성되고,
    상기 클록킹된 비교기는 상기 듀티 사이클 검출 회로의 클록 입력에서의 클록 신호의 천이에 의해 정의된 샘플링 시간에서, 기준 전압과 커패시터 상의 전압을 비교하도록 구성된,
    회로,
  3. 제1항에 있어서,
    제1 입력, 제2 입력, 및 출력을 갖는 멀티플렉서를 더 포함하고,
    상기 패턴 생성기는 상기 멀티플렉서의 상기 제1 입력에 연결되어 있으며, 상기 직렬 데이터 송신기는 상기 멀티플렉서의 상기 출력에 연결되어 있는,
    회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에 연결되어 있는 조정된 클록 출력을 갖는 듀티 사이클 보정 회로를 더 포함하고,
    상기 듀티 사이클 보정 회로는,
    클록 신호, 및
    듀티 사이클 정정 코드를 수신하고,
    상기 듀티 사이클 정정 코드에 따라 조정된 듀티 사이클을 갖는 조정된 클록 신호를, 상기 조정된 클록 출력에서, 생성하도록 구성된,
    회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 듀티 사이클 검출 회로를 리셋하고,
    상기 패턴 생성기를 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 연결하도록 멀티플렉서를 설정하며,
    제1 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고,
    상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제1 듀티 사이클 정정 코드를 생성하도록 구성된 유한 상태 머신 회로
    를 더 포함하는 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 유한 상태 머신 회로는,
    상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 제1 값을 가질 때 카운트 업하고,
    상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 비트가 상기 제1 값과 상이한 제2 값을 가질 때 카운트 다운하도록 구성된 카운터를 포함하는,
    회로.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 유한 상태 머신 회로는,
    제2 패턴을 생성하도록 상기 패턴 생성기에 명령하고,
    상기 듀티 사이클 검출 회로로부터 수신된 하나 이상의 비트에 기초하여 제2 듀티 사이클 정정 코드를 생성하며,
    제3 듀티 사이클 정정 코드를 상기 듀티 사이클 보정 회로에 공급하도록 더 구성되며,
    상기 제3 듀티 사이클 정정 코드는,
    상기 제1 듀티 사이클 정정 코드, 그리고
    상기 제2 듀티 사이클 정정 코드의 평균인,
    회로.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 듀티 사이클 보정 회로는 프로그램 가능한 풀업 강도 또는 프로그램 가능한 풀다운 강도를 갖는 인버터
    를 포함하는 회로.
  9. 데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기,
    클록 소스, 그리고
    홀수 개의 연속적인 0 및 동일한 개수의 연속적인 1를 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성된 패턴 생성기를 포함하는 듀티 사이클 검출 및 보정 회로
    를 포함하고,
    상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안, 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고,
    상기 듀티 사이클 검출 및 보정 회로는,
    상기 패턴이 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력으로 공급될 때 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호로부터, 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에 내장된 클록의 듀티 사이클의 에러를 추정하고,
    상기 클록 소스에 의해 생성된 클록 신호로부터, 상기 에러를 감소시키도록 조정된 듀티 사이클을 갖는 조정된 클록 신호를 형성하도록 구성되는,
    회로.
  10. 직렬 데이터 수신기를 포함하는 드라이버 집적 회로, 그리고
    타이밍 컨트롤러를 포함하고,
    상기 타이밍 컨트롤러는,
    데이터 입력, 클록 입력, 및 출력을 갖는 직렬 데이터 송신기,
    상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에 선택적으로 연결되도록 구성된 패턴 데이터 출력을 갖는 패턴 생성기, 및
    상기 직렬 데이터 송신기의 출력에 연결되어 있는 듀티 사이클 검출 회로를 포함하며,
    상기 직렬 데이터 송신기는 상기 직렬 데이터 송신기의 클록 입력에서 수신된 이중 데이터 레이트 클록의 각각의 하프 사이클 동안 상기 직렬 데이터 송신기의 데이터 입력에서 수신된 각각의 비트를 송신하도록 구성되고,
    상기 패턴 생성기는 홀수 개의 연속적인 0 및 동일한 개수의 연속적인 1를 포함하는 시퀀스를 포함하는 패턴을 생성하도록 구성되며,
    상기 듀티 사이클 검출 회로는 상기 직렬 데이터 송신기의 출력에서의 신호에서 제1 구간과 제2 구간 사이의 차이를 측정하도록 구성되며,
    상기 제1 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 0에 대응하고, 상기 제2 구간은 상기 시퀀스 내의 홀수 개의 연속적인 1에 대응하는,
    디스플레이.
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