TW412724B - Clock frequency multiplying apparatus - Google Patents

Description

A7 B7 412724 五、發明説明（/ ) 〔發明背景〕 發明領域 本發明關於一種以一時脈訊號同時操作於一半導體記 憶體之動態隨機存取記憶體(DRAM)，且尤指一種時脈頻率 倍增裝置，其係藉著倍增一時脈頻率而能夠實施一快速資 料傳送，藉由分割於該DRAM之內部電路中的一時脈訊號 爲一臨界(critical)路徑與一非臨界路徑，藉用一傳輸時脈訊 號於該臨界路徑以及一倍增後之時脈訊號於該非臨界路徑 ，且提高一內部資料傳送比。 前抟描沭 如第一圖中所示，於RAM匯流排DRAM中，外部輸 入之資料、位址與指令係閂鎖，且一資料係根據由一內部 時脈產生器1所產生之一時脈訊號而被控制。 即，透過一資料輸入緩衝器2而串列輸入之資料係以 一時脈訊號作同時處理，用以接收一預定之資料，且透過 一資料移位暫存器3以一資料訊息包(packet)單位將接收到 之資料傳送至記憶體。 此時，前述之作業係基於諸如一臨界路徑與一非臨界 路徑之一時脈相位而作實施。 因此，該DRAM之內部作業係使用一時脈相位而執行 ，使得資料之傳送速度與比値係大爲降低。 〔發明槪論〕 是以，本發明之一個目的係提供一種時脈頻率倍增裝 置，其克服了於前技中所遭遇到之前述問題。 ---rI-~--------裝-- .(諳先聞讀背面之注意寧邛t寫本買) 訂 經濟部t央標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標华( CNS } A4規格（210X297公痠） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 412724 A7 .___B7_ '__ 五、發明説明（2 ) 本發明之另一個目的係提供一種時脈頻率倍增裝置， 其藉著倍增一時脈頻率而使得欲實施一快速資料傳送係爲 可能，藉由分割於DRAM之一內部電路中的一時脈訊號爲 一臨界路徑與一非臨界路徑，使用一傳輸時脈訊號於該臨 界路徑以及倍增後之時脈訊號於該非臨界路徑，且提高一 內部資料傳送比。 欲達成上述目的，係提供有一種時脈頻率倍增裝置， 其包括：一時脈產生器，用以產生一時脈訊號：一資料輸 入緩衝器，用以當作輸入由時脈產生器所產生之一傳輸時 脈訊號可串列地接收一資料、位址、指令等；一資料移位 暫存器，用以群集透過資料輸入緩衝器所收到之資料於一 資料訊息包，且並列地將其傳送至一記憶體；以及一時脈 頻率倍增器，用以倍增由時脈產生器所產生之一傳輸時脈 頻率，且將其輸入至資料移位暫存器。 於本發明中，該DRAM之內部操作係基於一臨界路徑 與一非臨界路徑作處理，用以倍增DRAM內部之一時脈相 位*且使用不同時脈相位而閂鎖資料，以提高一資料傳送 比。 本發明之另外的優點、目的與其他特點將部分界定於 隨後之說明中，且部分將爲熟悉此項技術人士在詳閱後文 或者由實施本發明中得知而變得明白易解。本發明之目的 與優點係特別指出於隨附之申請專利範圍中而可瞭解及達 成，其係相對於前技之實驗結果。 〔圖式簡單說明〕 (請先閱讀背面之注意寧項ί寫本頁) _裝' 訂 線 本紙張又度適用中國國家標牟（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 經濟部中央橾準扃員工消費合作社印裝 412724 A7 _ B7 五、發明説明（$ ) 本發明將由下文所述之詳細說明以及隨附圖式而變得 全然可理解，其係僅作爲說明而揭示，且因此係非本發明 之限制，其中： 第一圖係說明一習用DRAM之資料流的一方塊圖； 第二圖係說明根據本發明之一種時脈頻率倍增裝置的 一方塊圖；及 第三圖係說明第二圖之時脈頻率倍增器的一方塊圖。 〔發明詳細說明〕 本發明之實施例將參照隨附圖式而作解說。 資料、位址與指令係透過一資料輸入緩衝器20而串列 地輸入，且因此所輸入之資料係由一資料移位暫存器30而 群集於一資料訊息包，且係並列地傳送至記憶體50之核心 此時，每一方塊係基於一臨界路徑與一非臨界路徑作 處理。欲致能該資料之一快速流程係爲可能，運用藉著相 乘自時脈頻率倍增器40之一初始時脈頻率與自一時脈產生 器10之一時脈訊號所得到的一時脈訊號。 第三圖描述該時脈頻率倍增器40,其使用一相位閂鎖 迴路(PLL，Phase Locked Loop)電路41與一二位元計數器 42 » PLL電路41包括：一相位頻率檢測器41A，用以比較 一內部時脈訊號與回授時脈訊號之相位，且輸出一上/下 數位訊號：一電荷泵41B，用以根據自該相位頻率檢測器 41A所輸出之上/下數位訊號的一作用區間長度而輸出被 (請先閲讀背面之注意事項t寫本頁) •裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X 297公瘦） 412724 經濟部t央標準局貝工消费合作社印製 A7 B7___ 五、發明説明（γ) 轉換爲一類比訊號之一訊號；一低通濾波器41C，用以濾 波自該電荷泵41B所輸出之類比訊號的一低頻帶成分：一 電壓控制振盪器41D，用以根據由低通濾波器41C所濾波 之一訊號作控制的一電壓而改變一振盪頻率；以及一分頻 器41E，用以降低16倍由電壓控制振盪器41D所輸出之頻 率，且回授至該相位頻率檢測器41A之輸入。 二位元計數器42包括：D型正反器DF1至DF3，用以 倍增由相位同步迴路電路41之電壓控制振盪器41D所振盪 之一頻率，以產生一倍增時脈訊號；以及反相器II至13， 用以反相來自D型正反器DF1至DF3之輸出，且將已反相 後之輸出係輸入至D型正反器DF1至DF3之資料輸入端。 由相位同步迴路電路41與二位元計數器42所構成之 時脈頻率倍增器40的操作，將參照隨附圖式而解說。 首先，相位頻率撿測器41A比較該內部時脈訊號與回 授時脈(CLK/16)之相位，且輸出一數位輸出上/下訊號。 來自電荷泵41B之輸出係轉換爲一類比訊號，其根據 該上/下訊號之作用區間的長度。 此訊號係由低通濾波器41C所濾波，且控制該電壓控 制振盪器41D〇結果者，電壓控制振盪器41D之頻率係爲 來自電荷泵41B之一輸出訊號所控制。 來自電壓控制振盪器41D之輸出訊號的頻率係由分頻 器41E所降低16倍，且係回授至相位頻率檢測器41A之輸 入。 二位元計數器42具有一預定訊號，係當發生相位鎖定 _____7__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (讀先閱讀背面之注意事項f寫本頁) >裝· 、tr 線 412724 A7 B7 五、發明說明（5·) 時所得到。 即，當參考頻率時脈訊號之相位與回授相位係相同時 ，基於PLL電路41，一時脈訊號Clkx 16係產生。 因此，運用三個D型正反器DF1至DF3之輸入時脈， 於各路徑產生ClkX 16、Clkx8、Clkx4與ClkX2之倍增 時脈。 於本發明中，係可能運用由相乘初始時脈頻率與來自 時脈產生器10之時脈訊號所得到的時脈訊號以實施一快速 資料流，以提高於晶片內部中之一資料傳送比。 如上所述，於本發明中，藉著分割於DRAM之內部電 路中的一時脈訊號至一臨界路徑與一非臨界路徑’倍增一 時脈頻率，且運用非臨界路徑於倍增後之時脈訊號以實施 一快速資料流,，係可能實施一穩定的操作。 因此，於本發明中，藉著提高一內部資料傳送比’— 快速資料傳送係穩定地實施。 雖然本發明之較佳實施例已係針對說明之目的而f乍揭 示，熟悉此項技藝之人士將可理解的是，在未偏離於隨附 申請專利範圍中所界定之本發明的範疇與精神之T ’ 不同之修改、添加與替代者均係可作成。 〔元件符號說明〕 1時脈產生器 .2資料輸入緩衝器 3 .資料移位暫存器 4記憶體 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ' 衣---111 — I 訂---------1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 412724 A7 _B7 五、發明說明（6〉 10時脈產生器 20資料輸入緩衝器 30資料移位暫存器 40時脈頻率倍增器 41相位閂鎖迴路 41A相位頻率檢測器 41B電荷泵 41C低通濾波器 41D電壓控制振盪器 41E分頻器 42二位元計數器 50記憶體 DF1-3D型正反器 11-3反相器 (請先開讀背面之注意事項再填寫本頁) d ----訂----- 線， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央標隼局負工消费合作社印装 412724 A8 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍 1 ·一種時脈頻率倍增裝置，包含： 一時脈產生器，用以產生一時脈訊號； 一資料輸入緩衝器，用以當輸入由時脈產生器所產生 之一傳輸時脈訊號時而串列地接收一資料、位址與指令； 一資料移位暫存器，用以將透過資料輸入緩衝器所接 收到之資料群集於一資料訊息包，且將其並列地傳送至一 記憶體；及 —時脈頻率倍增器，用以倍增由時脈產生器所產生之 一傳輸時脈頻率，且將其輸入至資料移位暫存器。 2 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中於該時脈頻 率倍增器中，一資料流係分割至一臨界路徑與一非臨界路 徑，用以於其內儲存有一資料且係與時脈訊號同步之動態 隨機存取記憶體內部中實施一穩定且快速的資料傳送，一 振盪時脈訊號係用於該臨界路徑以實施一穩定的資料閂鎖 ，而同時由倍增該傳輸時脈頻率所得到之一時脈訊號係用 於該非臨界路徑以實施一快速的資料傳送。 3 *如申請專利範圍第1項之裝置，其中該時脈頻率 倍增器包括： 一相位同步迴路電路，用以輸出一參考頻率時脈訊號 與一相位同步之時脈訊號：及 一二位元計數器，用以當該參考頻率時脈訊號與回授 之時脈訊號的相位係藉著相位同步迴路電路而相同時以產 生一倍增時脈訊號。 4 ·如申請專利範圍第3項之裝置，其中該相位同步 .. .5 (請先閱讀背面之注意事項w4··寫本貢) -裝- 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 412724 Αΰ! C8 D8 六、申請專利範圍 迴路電路包括： 一相位頻率檢測器，用以比較該內部之時脈訊號與回 授之時脈訊號的相位，且輸出一上/下數位訊號； 一電荷泵，用以輸出一係轉換爲一類比訊號的訊號， 係基於自該相位頻率檢測器所輸出之上/下數位訊號的一 作用區間長度； 一低通濾波器，用以濾波由該電荷泵所輸出之一類比 訊號的一低頻帶成分； 一電壓控制振盪器，用以改變一振盪頻率*係基於由 低逋濾波器所濾波之訊號與一受控制之電壓；及 一分頻器，用以將被電壓控制振盪器所振盪之頻率降 低16倍，且將其回授至相位頻率檢測器之一輸入。 5 ·如申請專利範圔第3項之裝置，其中該二位元計 數器包括： 一D型正反器，用以倍增由該相位同步迴路電路之電 壓控制振盪器所振盪的一頻率，且輸出一倍增時脈訊號： 及 —反相器，用以將D型正反器之一輸出作反相，且將 其回授至D型正反器之一資料輸入端。 _ __ 2_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公釐）