TW417357B - Clock forwarding circuit in semiconductor integrated circuit and clock forwarding method - Google Patents

Description

A7 ♦ms? ------ -— B7 五、發明説明（1 ) _發明背景 1.發明領域 本發明是有關於一種半導體積體電路，尤其是有關於一 種半導體積體電路的時脈前送電路及時脈前送方法。 2 .相關技術説明 半導體積體電路内有許多功能方塊3在不同的功能方塊, 之間進行資料的傳送與接收。爲了傳送與接收資料，資料 線與時脈線被連接到資料傳送埠（亦即傳送資料的功能方塊） 與資料接收埠（亦即接收資料的功能方塊）之間。然而，依 據接線的長度’厚度與形狀，該資料線與時脈線會有負 載。所以，當資料與時脈信號分別經資料線與時脈線傳送 出去時，會發生互連延遲。尤其是，如果資料線上的互連 延遲時間達到或超過輸入到資料傳送埠與資料接收埠的時 脈週期’則當資料從資料傳送埠經資料線傳送資料接收淳 時便會發生誤動作。爲了避^該誤動作的發生，使用一種 時脈可送技術’穩定的將資料由資料傳送埠傳送到資料接 收埠，而不會增加時脈週期。圖1顯示傳統的時脈前送電 路。 參閲圖I ’傳統的時脈前送電路包括資料傳送閂10 1，時 脈傳送閂103 ’資料驅動器1〇5，時脈驅動器丨07，資料線 109，’時脈線1U ’時脈產生器113，第一資料接收閂115， 第二資料接收栓閂1 Π，選擇器119，第三資料接收给閃 12 1以及無負載控制電路U3。資料傳送閂1〇 i與時脈傳送 問103是包含在資料傳送埠内，而時脈產生器丨13，第一資 ______ ~ 4 - _ 本紙張尺度剌㈣ii；'料（CNS丨( 21PX297公嫠) " '~~" ~~ C锖先閱讀背面之泫意事項鼻填寫本買)

V --° 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 ----------B7 五、發明説明（2 ) 料接收閃1 15 ’第二資料接收栓閂丨π，第三資料接收栓閂 12 1 ’選擇器1 19以及無負載控制電路1 2 3是包含在資料接 收蜂内。 然而’在傳統的時脈前送電路中，發生在資料線109上的 互連延遲時間必須幾乎與發生在時脈線1丨丨上的互連延遲 時間相同3所以，資料線109的繞線以及時脈線1 U的繞線. 必須設計並製造成具有相同的負載。 因此’在傳統的時脈前送電路中，當資料線109的負載與 時脈線1 Π的負载不同時，資料、線i〇9上的互連延遲時間便 句W時脈線1 1 1上的互連，·延遲時間不同。這會降低資料接 收車的操如時序邊際。而且時脈ScLK會經由時脈線丨丨1連 續供應給資料接收埠，使彳Ή 4M肖耗增加。 _發明福要 爲了解決上述問題，本發明的主要目的在於提供一種丰 導體積體電路中的_前送電路，能料資料接收痒的操 作時序邊際並降低功率消耗。 =發月的另一目的在於提供—種半導體積體電路中的時 帐a丨迈方法，耠此方法能增加資料接收埠的操作時序邊際 並降低功率消耗。 因此’爲了達到第一項荀的，提供一種半導體積體電路 中的。時脈前送電路，包含資料傳送Θ，選擇器，資料線， 分散器，時脈產生器以及貨料接收閂， ^料傳送問會依據傳送時脈检住資料^選擇器依據控制 L號選取傳运時脈或資料傳送閃的輸出。資料線將選擇 ( CNS ) ( 210^197^ ) I - . · -- I I -i i f I- - I — - _—·"I »il — I— I- -— in • *-1、T (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（3 ==傳送出。分散器依據控制信號，將資料線所 (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁) 哭來接^/與延3^傳巧時脈分散。輕產生11藉分散 目標時脈以及延遲的料時簡^並產生接收. 料Μ料純時脈，以散 資料輸出。 ^ ; 二信號表示半導體積體電路的不正常或正常操作。當, 半導體積體電路不正常操作時，選擇器選取謂出傳送時 2:而當半導體積體電路正常操作時，選擇器選取並輸出 資，傳送閃的輸出。當丰導體積體電路不正常操作時，分 散器輸出經由資料線傳送到時脈產生器的延遲傳送時脈， 而當半導體積體電路正常操作時，彳散器輸出.經自資料線 傳送到資料接收閂的延遲資料。 爲了達到第二項目的，提供一種半導體積體電路中的時 脈前送方法，.所包含的步驟有：依據傳送時脈栓住資料·· ®半導體積體電路不正常操作時，輸出傳送時脈到資料 線：當半導體積體電路正常操作時，接收經由資料線.而來 的目標時脈以及延遲傳送時脈輸出，並產生接收時脈：依 據接收時脈栓住經由資料線而來的延遲資料。 經濟部中央標準局負工消費合作社印掣 圖式簡單說明 本發明上述的目的與優點，在參閲相關圖式以及較佳實 拖例的說明後，將會變得更爲顯著，其中： 圖1爲傳統時脈前送電路的電路示意圖： 圖2爲本發明較佳實施例的時脈前送電路的電路示意圖： 圖3爲圖2中時脈產生器的詳細電路圖： 41725 A7 B7 經濟部中央梂準局員工消費合作社印犁 五 '發明説明（ 圖4爲圖2中依據本發明時脈前送方法的流程圖。 較佳實施例説明 參閲圖2，依據本發明的時脈前送電路包含資料傳送閂 201，選擇器203，驅動器2〇5 ,資料線2〇7，分散器2〇9， 時脈產生器2 11，第一資料接收尚2丨3以及第二資料接收閂 2 15。資料傳送閂20〗與選擇器2〇3是包含在資科傳送埠 中，而分散器209，時脈產生器2 1 }，第π資料接收閂2】3 以及第二資料接收閂2丨5是包含在資料接收埠中。 資料傳送閃20 1依據傳送時脈SCLK將資料dATa拴住a 構成多工器的選擇器2〇3會依據表示半導體積體電路不正 常或正常操作的控制信號c N τ，選取傳送時脈SCLK或資 料傳送閂201的輸出。資料線2〇7傳送出選擇器2〇3與資料 線207之間，並接收選擇器2〇3的輸出信號，同時驅動資料 線207 =構成多工解訊器的分散器2〇9會依據控制信號 C N T ’分散延遲傳送時脈DSCLK.以及經資料線207所傳送 的延遲資料DDATA。延遲傳送時脈DSCLK是資料線2.07上 傳送時脈SCLK的延遲結果《延遲資*DDATA是資料線2〇7 上负科DATA的延遲結果。時脈產生器2 11接收從分散器

209輸出的延遲傳送時脈DSCLK，並且會產生接收時脈 RCLK 。第一資料接收閂213依據接收時脈RCLK，拴住從 分散器209輸出的延遲資料ddATA。第二資料接收閃2 1 5依 據目標時脈TCLK ’栓住第一資料接收閂2 13的輸出，並輸 出如延遲資料RDΑΤΑ的結果。 圖3爲圖2中時脈產生器的詳細電路圖。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (讀先閱請背面之注意事項再填寫本頁) 、-Β 經濟部中央標率局員工消費合作社印繁 A7 _______ B7 * — 五、發明説明（5 ) 參閲圖3，時脈產生器包含選擇器301，及閘303，反或 閘305以及設定-重置正反器307。 構成多工器的選擇器30 1會依據控制信號c_N T，選取延 遲傳送時脈DSCLK或接收時脈RCLK。及閘303對選擇器 301與目標時脈tCLK的輸出信號進行and操作=反或間 305對選擇器301與目標時脈TCLK的輸出信號進行n0R操 作，並將結果反相。設定-重置正反器3 〇 7接收及閘3 〇 3與 反或閘305的輸出信號，並產生接收時脈rclk。接收時脈 RCLK是連續性自我產生的信號3 更詳細的說’時脈產生器會在不正常操作時，截取資料 線207上的互連延遲，並產生接收時脈rclk。而且，時脈 產生器具有△ (int)大於△ (skew)的條件，△ (int)代表資料 線207上的互連延遲’ △(skew)表代表傳送時脈sclk與延 遲傳送時脈DSCLK之間的歪斜。當Δ (int)小於△ (skew) 時，延遲傳送時脈DSCLK的反相信號會輸入到選擇器 3 0 1。 圖4爲圖2中依據衣發明時脈前送方法的流程圖^ 參閲圖4 ’依據時脈前送方法，首先依照步驟3 〇1中的傳 迓時脈，將資料栓住。在步驟303 , 305與307中，當半導 體積體電路不正常操作時，傳送時脈被輸出到資料線，而 接收時脈是從目標時脈以及經資料線傳送的延遲接收時脈 所產生。當半導體積體電路正常操作時，所栓住的資料被 輸出到資料線，而經資料線所傳送的延遲資料會在步驟 309與311中，依據接收時脈而被栓住， 本紙張尺度適用中國⑺oxS公楚y (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4173^7 A7 _____________B7 五'發明説明（6 ) 依據本發明的時脈前送電路與時脈前送方法，其操作將 參閲圖2與圖4來作詳細的説明。 參閱圏2與圖4，首先步驟301中，資料傳送閃在2〇1依據 傳送時脈SCLK將資料DATA栓住。當半導體積體電路不正 #操作時，亦即在打開電源或開始時，選擇器2〇3在步驟 303與3〇5中，會依據控制信號CNT，選取傳送時脈_ SCLK，並將結果輸出到資料線2〇7。此時，如果驅動器 205是連接到選擇器2〇3與資料線2〇7之間，驅動器2〇5會接 收傳送時脈SCLK ’亦即選擇器203的輸出，並驅動資料線 2〇7。在步騍3〇5之後’分散器2〇9會依據控制信號cNt， 輸出經資料線207所傳送的延遲傳送時脈DSCLK。在步驟 3 07中，時脈產生器211接收目標時脈tclk與延遲傳送時 脈DSCLK ’並產生接收時脈RCLK。 經濟部中央標準局員工消費合作社印装 接著’在步驟309中，當半導體積體電路正常操作時，選 擇器203會依據控制信號c N T，選取被傳送資料閂201所检 住的資料’並將所選取的資料輸出到資料線2〇7 3此時， 如果驅動器205是連接到選擇器203與資料線207之間，驅 動器205會接收所栓住的資料，亦即選擇器203的輸出，並 驅動資料線207。在步驟3 09之後，在步驟3 11中，分散器 2〇9會依據控制信號C N T，輸出經資料線207所傳送的延遲 傳送時脈DSCLK，而第一資料接收閂2 13依據接收時脈 RCLK，栓住從分散器209輸出的廷遲資料DDATA。所 以’第一 料接收問2 1 5依據目標時脈T C L K ’检·住第—資 料接收閃2 13的輸出，並輸出如延遲資料RD AT A的結果。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 •五、發明説明（7 ) 結果，在實現上述依據本發明#脈前送方法㈣脈前送 電路中，資料接收埠會截取資料線的互連延遲量，經資料 線從資料傳料傳去的延遲料時脈，並產生自我產 生的接收時脈。該操作是針對不正常操 路來進行的m針對正常操㈣半«積^ 路n妾收埠會依據自我產生的接收時脈，接收經資料 線從資料傳送埠傳送出去的資料3 * 再/入在只現上述依據本發明時脈前送方法的時脈前 送電路中’資料線的互連延遲量被截取出，而且依據自我 產生的接收時脈來接收資料。所以，資料接收痒的操作時 ^邊際會增加。同肖’時脈線被移開’而JL在丰導體積體 電路不正常操作時’會經資料線將傳送時脈供應給資料接 收埠，使得功率消耗降低s " 如上所迷，本發明參照一個較佳實施例來做説明，但卻 不以此爲限。很顯然的，熟知該領域的人士所做的不同 改都是在本發明的精神内。 ， > (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _- 10 - (2】0_X 297公釐） 本紙張尺度璉用中國國家榡準（CNS ) A4規格

Claims (1)

1. 蛵濟部中夬榡率局員工消費合作社印製 Β3 : CS DS '---------—--—----—______ '申請專利範圍 ι·—種半導體積體電路的時脈前送電路，係包含： —資料傳送閂，用以回應傳送時脈而栓住資料： ，選擇器，用以回尨控制信號而選取傳送時脈或資料 傳送閂的輸出信號： —資料線，用以傳送選擇器的輪出信號； —分散器，用以回應控制信號而分散經資料線傳送的 延遲資料以及延遲傳送時脈； 時脈產生器’用以接收目標時脈以及由分散器所輪 出的廷遲傳送時脈，並產生接收時脈；及 ’―資料接收閂，用以回應接收時脈而栓住由分散器所 輪出的延遲資料。 2. 如申請專利範圍第1項之時脈前送電路，進一步包含— 驅動器，其連接到選擇器與資料線之間，以接收選擇器 的輪出，並驅動資料線。 3. 如申請專利範圍第1項之時脈前送電路，進一步包含另 —資料接收閂，其回應目標時脈而栓住資料接收閂的輸 出。 · 4‘如申凊專利範圍第1項之時脈前送電路，其中該控制信 號代表半導體積體電路的不正常或正常操作3 5·如申請專利範園第I項之時脈前送電路，其中該選擇器 在半導體積體電路不正常操作時，選取並輸出傳送時 脈’而且在半導體積體電路正常操作時，選取並輸出資 料傳送閂的輸出信號。 6.如申清專利範圍第1項之時脈前送電路，其中該分散器 -11 - 本紙伕尺度適用中國國家標隼（CNS ) A#規格（2丨〇><297公釐） --— nn m af^l f u— m^i t f碕先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 山5. 4ίι35? Λ；^ BS CS DS 六、申請專利範圍 在半導體積體電跃π t〆， 不正常操作時，輸出經資料線傳送到 時脈產生器的廷讲# , 砭傳送時脈，而且在丰導體積體電路正 常拓作時，輸出經資料 料。 線傳送到資料接收閂的延遲資 7.如申請專利筋jfl g , p 圍弟1項之時脈前送電路，其中該時脈產 生電路包含： 選擇器，用以 接收時脈： 回應控制信號而選取延遲傳送時脈或 及閘’用以對選擇器與目標時脈的輸出信號進行 A N D操作： 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 一反或閘’用以對 NOR操作： 没疋-重置正反器，用以接收及閘與反或閘的輸士信 號，並產生接收時脈3 8.—種丰導體積體電路内的時脈前送方法， 驟：· (a )回應傳送時脈而检住資料： · ⑻當半導體㈣電路不正常操料，輸㈣送時脈給 資料線： ⑷接收目標時m經資料線料的延㈣送時眼， 並產生接收時脈： (w當半導體積體電路正常操作時，輸出所栓住的資料 給資料線； (〇回應接收時脈，將經資料線傳送的延遲資料栓住3 選擇器與目標時脈的輸出信號進行 係包含以下步 -I— !-n I - I - I ί· κ I I 11· t^i —n I - I Ji— r - n^i (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS > ( 2!0X297公釐） 41735? - DS 六、申請專利範圍 9. 如申請專利範圍第8項之時脈前送方法，進一步包含以 下步驟： 在步骤（b )與（c )之間，接收輸出到資料線的傳送時 脈，並驅動該資料線： 在步驟（d )與（e )之間，接收輸出到資料線的資料，並 驅動該資料線。 10. 如申請專利範圍第8項之時脈前送方法，進一步包含在 步驟（e )之後，回應目標時脈而將回應接收時脈所栓住的 資料再次栓住。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 經濟部中央襟準局員工消費合作社印製 3 本纸浃尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（2i〇X297公釐）