TW201138317A - Frequency setting circuit and method for an integrated circuit - Google Patents

Description

201138317 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關-_體電路的_設定電路及方法 «於-歡聽位實_解蚊财及方法。 【先前技術】 習知的積體電路的頻率設定電路及方法，如圖i所示，積 體電路10具有獅RT供連接外部的鎌Rrt，鮮設定電路 ^ 12根據電阻Rrt的電阻值決定頻率設定信號lose，振蘯器Μ 根據頻率設定信號lose決定時脈clk的頻率

Fclk=kl><Iosc， 、，… 其中kl為比例係數。頻率設定電路12包括運算放大器16、 電晶體Ml以及由電晶體M2.及M3組成的電流鏡18。運算放 大器16及電晶體Ml與電阻rrt組成電壓電流轉換器，將電 壓Vref轉換為電流 lRT=Vre£OR.RT 5 公式 2 電流鏡18鏡射電流IRT產生頻率設定信號 公式3

Iosc=NxIrj ’ 201138317 其中N為電晶體M2及M3的尺寸比。將公式2及公式3代入 公式1可得

Fclk=klxNxVref/RRT » 公式 4 因此，頻率Fclk與電阻值Rrt具有反比關係，其關係曲線如 圖2所示。 在圖1所示的這類設計中，要從積體電路10的外部設定 時脈CLK的頻率Fclk，需要一支接腳rt，而且要維持設定的 頻率Fclk需要持續使用接腳RT。隨著積體電路的功能的增 加，其接腳越來越不敷使用，特別是低接腳數的積體電路，因 此有越來越多讓多項功能共用一支接腳的技術被提出來，例如 美國專利號7，196,589使用一支接腳實現頻率設定及頻率同 步。 【發明内容】 本發明的目的之一’在於提出一種能與其他功能共用同一 支接腳的頻率設定電路及方法。 本發明的目的之一，在於提出一種使用數位電路實現應用 於積體電路的頻率設定電路及方法。 根據本發明，一種積體電路的頻率設定電路包括類比數位 轉換器偵測該積體電路之一接腳上的電壓產生第一數位作 號’儲存單it根觸帛—數健號蚊帛二触域並且儲^ 該第二數位錢，以錄_ _換驗_第二數位信號產 l Si 201138317 賴輕定信號以供設定該積體電仙之時脈產生器提 , 時脈頻率。 根據本發明，—赫體電路触率設定方法包括偵測頻率 設定树的伽決定第二數健號，儲存該第二紐信號並根 據該第二數位信號決定頻率設定信號以供設定該積體電路内 之時脈產生器提供的時脈頻率。 本拥的鮮狀歧㈣路域，0此可儲存該頻 率設定雜’在完賴率設定後’該鮮設定電路可以根據其 • 贿的該頻率設定信號控制時脈的頻率，無需持續偵測該接 腳，故在完成頻率設定後，該接腳可以用來實現其他功能。 【實施方式】 如圖3所示，電源積體電路2〇具有接腳RT供連接作為 頻率設定元件的電阻Rrt，頻率設定電路22偵測接腳RT上的 電壓以判斷電阻Rrt的電阻值，並據以產生頻率設定信號 lose，振盪器14根據頻率設定信號I〇sc決定時脈CLK的頻率 修 Fclk。頻率設定電路22包括類比數位轉換器(ADC)24、N位元 儲存單元26以及數位類比轉換器(DAC)28。24在頻率設 定期間偵測接腳RT上的第一電壓Vrt，該頻率設定期間可以 是電源積體電路20的電源軟啟動期間，例如圖4中的時間奵 至t2。當電源重開機信號P0R在時間tl轉為高準位時，電源 積體電路20被啟動並進入電源軟啟動以及頻率設定狀態，此 時頻率設定電路22中的ADC 24也被致能以偵測接腳RT上的 第一電壓vRT而產生第一數位信號Sdl，儲存單元26根據第 數位L號Sdl產生及儲存第二數位信號弧，dac 28根據 第二數位信號.Sd2決定頻率設定信號— 。DAC 28可以利用 預設的輸人對絲來決物顿定健—。當軟啟動結束信 號PORD在時間t2轉為馬準位時，電源積體電路2〇結絲啟 動及頻率設統態進入正常操作狀態，此時厦％失能。由 於儲存單7L 26儲存第二數位信號碰，故DAC 28能保持頻 率没疋城lose ’頻率設定電路η無需再繼續偵測接腳rt。 因此在電源積體電路20結束頻率設定模式後，接腳RT可以 用來實現其他功能’例如，接腳RT可以輸出㈣信號控制低 位側功率關*>如此，電源積體電路π需求的接腳數量減少 了。 在其他實施例中，接腳RT上的電阻Rrt可以用電容或二 極體取代，例如改變二極體串聯的數量來決定接腳RT上的電 壓 Vrt。 圖5係圖3的ADC 24、儲存單元26以DAC 28的第一實 施例。在ADC 24中，電流源30提供固定電流Irt給接腳RT , 因而產生固定的第一電壓

Vrt^IrtxRrt， 公式 5 比較器32比較第一電壓Vrt及臨界值vtti產生第一數位信號 Sd卜儲存單元26包括計數器34根據第一數位信號sdl調整 第二數位信號Sd2，並因應取樣信號SH儲存第二數位信號 Sd2。取樣信號SH可以使用圖4中的軟啟動結東信號pord， 當軟啟動結束信號PORD在時間t2由低準位轉為高準位時， 計數器34儲存第二數位信號Sd2。DAC 28根據第二數位信號 Sd2產生頻率設定信號l〇sc及臨界值Vth。計數器34根據第 一數位信號Sdl調整第二數位信號Sd2，進而使臨界值Vth朝 第一電壓VRT變化。假設電流設定信號

Iosc=k2xVth， 公式 ό 其中，k2為比例係數，而臨界值Vth等於第一電壓VRT，將公 式5及公式6代入公式1可得時脈CLK的頻率

Fclk^kl* 公式 7 因此頻率Fclk正比於電阻值Rrt。如果計數器34及DAC 28 的位元數N夠大，頻率設定電路22可以達成如傳統類比電路 般的無步階(stepless)頻率設定’就如同圖6所示的關係曲線。 圖7係圖3的ADC 24、儲存單元26以DAC 28的第二實 施例。ADC 24包含比較器32，儲存單元26包含計數器34， DAC 28根據第二數位信號Sd2產生電流Irt及頻率設定信號 lose ’電流iRt經接腳RT流向電阻Rrt，因而產生第·一電壓 Vrt如公式5所示。在ijt實施例中’電流1灯隨第二數位信號 Sd2變化，因此第一電壓vRT也隨第二數位信號Sd2變化。在 ADC 24中，比較器32比較第一電壓VRT及參考電壓Vref產 生第一數位信號Sdl，儲存單元26的計數器34根據第一數位 201138317 信號sdl調整第二數位信號Sd2，進而使第一電 電壓Vref變化。徊扣·艏.¾ #〜 作頻率5又疋佗號J〇sc等於電流Irt，而第一 電壓VRT等於參考電壓Vref，則可推得 公式8 公式9

Iosc=IRT=VreFRP 將公式8代入公式卜可得時脈CLK的頻率

Fclk=klxVre仍lRT， 因此頻率Fdk反比於電阻Rrt。如果計數器34及dac烈的 位元數關大，麵率奴魅22可以達成如魏類比電路 般的無步階辭設定’就如關2所示關係曲線。 以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明之目 的’而無意限定本發日月精確地為所揭露的％式，基於以上的教 導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例 係為解說本發_原舰及讓熟f _技術相各種實施例 利用本發明在實際應用上而選擇及敘述，本發明的技術思想企 圖由以下的申請專利範圍及其均等來決定。 【圖式簡單說明】 圖1係習知的頻率設定電路； 圖2係圖1中時脈CLK的頻率Fdk與電阻Rrt之間的關 係曲線； 8 201138317 圖3係應用本發明的電源積體電路； 圖4用以說圖3中頻率設定電路的操作； 圖5係圖3中ADC、儲存單元以DAC的第—實施例. 係曲線；以及 圖6係圖5中時脈CLK的頻率Fclk與電阻Rrt之間的關 圖7係圖3中ADC、儲存單元以DAC的第二實施例。 【主要元件符號說明】

10積體電路 12頻率設定電路 14振盪器 16運算放大器 18電流鏡 20電源積體電路 22頻率設定電路 24類比數位轉換器

26儲存單元 28數位類比轉換器 30 電流源 32 比較器 34計數器

Claims (1)

1. 、申請專利範圍： h 一種積體電路的頻率設定電路，該積體電路包含時脈產生器 提供時脈並根據頻率設定信號決定該時脈的頻率，該頻率設 定電路包括： 類比數位轉換器’連接該積體電路的接腳，偵測該接腳上 的第一電壓產生第一數位信號； 儲存單元，連接該類比數位轉換器，根據該第一數位信號 決定第二數位信號，並且儲存該第二數位信號；以及 數位類比轉換器，連接該儲存單元，根據該第二數位信號 產生該頻率設定信號。 如請求項1之頻率設定電路，其中該類比數位轉換器在頻率 設疋期間致能，在該頻率設定期間結束時失能。 .如請求項1之頻率設定電路，其中該類比數位轉換器包括： 電流源，連接該接腳，提供固定電流給該接腳以產生該第 一電壓；以及 比較器’連接該接腳，比較該第一電壓及一臨界值以產生 該第一數位信號。 如請求項3之頻率設定電路’其中該儲存單元包括計數器連 接該比較器，根據該第-數位信號調整該第二數位信號並根 據取樣信號儲存該第二數位信號。 如請求項4之頻率設定電路，其中該數位類比轉換器連接該 計數器，根據該第二數位信號產生該臨界值及頻率設定信 號。 。 如請求項i之頻率設定電路，其中該類比數位轉換器包括比 201138317 較器連接該接腳，比較該第一電壓及一參考電壓產生該第一 數位信號。 7. 如請求項6之頻率設定電路’其中該儲存單元包括計數器連 接該比較器，根據該第一數位信號調整該第二數位信號並根 據取樣信號儲存該第二數位信號。 8. 如請求項7之頻率設定電路，其中該數位類比轉換器連接該 计數器及接腳，根據該第二數位信號產生電流至該接腳以產 生該第一電壓’並根據該第二數位信號產生該頻率設定信 號。 。 9. 一種積體電路的頻率設定方法，該積體電路包含時脈產生器 提供時脈並根據頻率設定信號決定該時脈的頻率，該頻率設 定方法包括： (a) 偵測該積體電路之一接腳上頻率設定元件的值以決定 第二數位信號； (b) 儲存該第二數位信號；以及 (c) 根據該第二數位信號決定該頻率設定信號。 10. 如請求項9之解設定方法，其巾該麵a包括在頻率設定 期間偵測該頻率設定元件，在該頻率設定期間結束時停止偵 測該頻率設定元件。 11. 如請求項9之頻率設定方法，其中該步驟a包括： 提供固定電流給該解設定元件以產生第一電壓； 根據該第二數位信號決定一臨界值； 比較該第一電壓及該臨界值以產生第-數位信號；以及 根據該第-触域調魏第二數位信號。 l Si 201138317 12.如請求項9之頻率設定方法，其中該步驟a包括： 根據該第二數位信號產生電流給該頻率設定元件以產生 第一電壓； 比較該第一電壓及一參考電壓產生該第一數位信號；以及 根據該第一數位信號調整該第二數位信號。