TWI281783B - Power supply decoupling for parallel terminated transmission line - Google Patents

Description

1281783 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 之電源系統 本發明係有關於一種用於高頻互連電路 【先前技術】 現今之電子系統包含許多操作在超高時脈頻率上之複雜積體電路， 而，在SB片與晶片互連之資料傳輸率已超過·百萬位元/秒，且此傳輸率 預計在數年後將可達到十億位元/秒。在此種傳輸率下，晶片與晶片互連且 ΪΪΓ日傳Η輸線烟之功能。因此，適當的終止是必需的。而對較長距離之 曰曰片^日5互連，通常使用平行終止。習知之實例包括cpu至北橋(Μ ^ge)4連接’北橋至舰(雙資料傳輸率sdram)記憶體連接及繪 理态至DDR記憶體連接。 =片與晶片ϋ接之寬度變寬下，操作此種傳輸線所需要之電源量變 為^取大電源制者之—。例如，現今之先進之繪圖處理器制祝位 铺财接,紐終止電_之€流量轉的域常使用直流 /直流轉換|§以提供終止電壓。 夕_|知直流/直流轉換器一般無法快速充分的提供對終止電流改變所需 t應，吏是對於介面運轉在300 π萬位元/秒之資料傳輸率下，當所有 貝料位7L由G切換至1且再由丨反回至叫，在有些時脈觸内電流負載 可能自，於零轉變增至滿電源及再反回至零。此種終止賴對直流/直流電 lift所產生之問題，在驅動傳輸線之驅動電路對直流/直流電源供應器 亦會產生相同之問題。 請參考第-圖，係顯示習知驅動電源系統10，係包括一驅動 器VDDQ12、供應電力至高速傳輸線驅動器]4(顯示其中之一)之電容器^、 終止電源供應器νττ16及供應電力至終止裝置18之電容器Μ。 在操作中’此高速傳輸線驅動器14於驅動電源供應器、12之資料 工作狀態下汲取電流。倾錢大部分㈣線在減g時流有少量電法， 當大部分資料線為高狀態時，職有A的直流負流n負載^ =日12經終止電阻18流進至終止電源供應: 此日代流減弱。來自vDDQ電源供應器]2流入Vtt電源供應器16内之 1281783 電流約為Vddq電源供應II 12流出電流大小之二分之一。 1S十料泉19切換至低狀悲時，來自VddQ電源供應器、12至終止電阻 於中^了際^即減低至零。此種情形造成、電源供應器12之電壓 二波’且造成％電源供應器傳送出—緊急暫態恢復模式以 應輸出避免其超過電壓調整限度。同時，νπ電源供應器，16之 成VTT電源供應器16之電壓有向下突波，傳送訊息至〜電 为供ϋ/备使VTT電源供應器16進入一緊急暫態恢復模式以防止Vtt電 作ίϋΛ找低至霞機限度町。此师急^緊急暫態恢復操 激把古^ ^^成大的暫怨電献回流人至Vddq電源供應111112，進一步 電源㈣供應11L2之輸出上之電壓突波。在此種憾負載改變時 速吉m t振幅可藉使用用於&及％電源供應器12及π之高 的大^、rff辭崎低。然而，電源供應11波動之大小可能仍然相當 的大且向速直流/錢轉換器—般非常昂貴。 【發明内容】 號及25日美國臨時專利繼第咖，则 ϋ 月15日吳國非臨時專利申請案第10/271，664號之權利， 5亥案二種全文以引用方式併入本文中。 動哭本细於通信資料之互連電路，該互連電路包含：至少-驅 諸;至少一終止裝置，該終止裝置與前

供應電力至前述㈣置遠弟二電源供應器具有-輸出以 、、止衣置，及一弟一解耦合電容器，該第一解耦合電容P Γ二月:二T電源供應器之輸出及第二電源供應器之輸出連接。 1貫細>方式】 之-int圖’軸示本發酬於供應電力至—或辣高速驅動器μ 互連系^喊24可使__^上操作之 鳴^叫ΙΓ 連仃為可為一傳輸線。具有一濾波電容器32之―驅動雷 :择、二$供應電源至高速驅動器24。具有波電容器3 源供應器26可供騎源至終止裝置28。 、止電 1281783 本發明具體說明電源系統20之暫態負載響應可藉在Vtt電源供應器％ 與Vddq電源供應為、22間連接一解耦合電容器ci 3〇而獲得改善。此外，在 接地與電源供應器22與26間之濾波電容器32及34可予以減少或免去。 解耦合電容器30之電容量可等於或較濾波電容器34之電容量為甚高。直 覺上，此一情形好像惡化電源供應輸出電壓雜訊脈衝問題。然而，包括有 解轉合電容ϋ 30時實際上可徹底的減輯甚高速錢/錢賴器之任何 需要及減低濾波ϋ電容器32及34之大小。事實上，包括有_合電容器 30可由二個V_及Vn電源供應器、22及26看出可同時解決電源調整問題。 解輕合電容ϋ 30可為任何型之錢電雜裝置諸如随電容器，雜 容器，及類似物。 一請參考第三圖，係、顯示本發明與電源系統2〇之操作有關之波形圖。一第 一波形5G係顯示流進鶴！！ 24之電流。—第二波形52細示、電源供 應器22之輸出電壓。一第三波形54係顯示流經解麵合電容器α，3〇之 流。 *在操作中，當資料線29上之資料全部或大部分為（時，一大的直流電 流L，自電源供應！ 22流至驅動器24且經終止電阻28至h電源供鹿 器26^直流電流之一半自Vn電源供應器沈反回流至v卿電源供應器2、f 當貧料切換至所有或大部分為〇時，流進驅動器24之電流急乎瞬間減 =至零。然而，流自VDDQ電源供應器22之電流由於電源供應器22之限制 寄生電容量及-有限暫態負載響應之故可能不立即減低至零。解輕合 f ^ 3〇提供用於流自、電源供應器22之電流之一暫態電流通路1〇。 =自VDDQ電源供應器22之電流，經解耦合電容器3〇，經終止電阻28，及 最後，動器24。做為νπ電源供應器22之輸出電壓由於難合電容哭 電漂動，^賴顧1126開鱗應。由於解耦合 —交流轉’ ^1 22移.對貞«流改變速 L ί^ f，止輸出電壓突波。Μ，由於Υπ電源供應器26較在電 包括有軸合電⑼3G之情況帽貞佩魏有紐之響岸，故 V_!源供，22同對並不需要如對負載改變速度一樣^響^。曰應故 i考第四g] 讀的顯示電源纟、統2Q在諸如印刷電路板(PCB)之組 1281783 件40上來實施。組件40可包括—v兩 來分配來自各自的Vtt及Vddq - vDDQ電源平面44 源平面42靠近放置在Vddq電源平面44。以=6之電源。較佳的Vtt電 44。安排VTT電源平面42靠近v 二“8分離電源平面42及 間之分佈電容量加讀合電容^ 3G成並聯之進^電H ττ與VDDq 在慣常電料、財，Vtt電源平面—般參考至接解電源平面 ^接地平面間分佈電容f之增加，但^電辭面與Vd_源平面間幾乎 無增加。 在PCB 40上之資料線46亦可在鄰近VTT電源平面44處定出線路以直接 增加有效的解耦合電容量30。資料線46玎在鄰近Vtt電源平面44之一信 號層上被形成。資料線46亦可如同為VTT電源箏面44之一部分被形成。 發明之多個具體實施例已予以說明。不過以了解到在不違背發明之 精神及範圍下是可雜好種修改來的。—，其他具體實施例應屬以下 申睛專利範圍之範圍内。 1281783 【圖式簡單說明】 第一圖係顯示習知高頻互連電路之方塊圖。 第二圖係顯示本發明高頻互連電路之方塊圖。 第三圖係顯示本發明與高頻互連電路相關之波形圖。 第四圖係顯示本發明裝置在印刷電路板上之高頻互連電路之平面圖。 【圖式代表符號說明】 ίο…慣常驅動器電源系統 12…驅動電源供應器 13、15…電容器 14···驅動器 0 16…終止電源供應器 18…終止裝置 19…資料 20…發明之電源系統 22…電源供應器 24…驅動器 26…終止電源供應器 28…終止裝置 30…解耦合電容器 32、34···濾波電容器 · 29…資料 5 0…第一波形（流進驅動器之電流） 52…第二波形(VddQ電源供應器之輸出電壓） 54…第三波形（流經解耦合電容器之電流） 40…組件 42…Vtt電源平面 44*"Vddq電源平面 46…資料線 48…絕緣層 9

Claims (1)

1281783 私錢正: 補充 拾、申請專利範圍： 1· 一種用於傳送資料之互連電路，係包含 至少一驅動器（24)，用以接收及傳送資料； 至少一終止裝置（28)，係與每一驅動器連接； 煩 ，-電源供應（22)，具有-輸出以供應電源至驅動器⑽；善 第二電源供應（26)，具有-輸出以供應電源至驅動器⑽；及^ 第^^合電容器（3G)，係與第__電源供應器之輸出及第二電源# 應為之輸出連接。 太 進-步包括在第-電驗應器輸出與接地間連接之纽電容器着 〇 變 更 原 第1項之用於傳送f料之互連電路，其中前述第一電禮 1、應之輸出接地；及 含 是 (32) 第1項之用於傳送資料之互連電路’係組裴在印刷電路馨 4. ^睛專利範圍第3項之祕傳送龍之互連電路，其中印刷電路板⑽ 之電二=:=:(44)係具有將第-電源供應(⑵ 之電(42)，該第二電源層（42)係具有將第二電祕應⑽ 導】源予以刀配之第二電源導體，且第二電源導體相對設置於第一電源 項之用於傳送資料之互連電路’其㈣刷電路板⑽ 6.括如其__包 連接ί第出與驅動器（24)之電源輸入連接；及終止裝置⑽ 輸入之間。）之輸出與信號輸出之一或驅動器（24)之信號 10

進一步包含多個驅 7·如申請專利範圍第1項之用於傳送資料之互連電路 動器（24);及 相應於每一多個驅動器（24)之終止裝置（28)。 8. 範圍第1項之用於輸料之互連電路，其中第二電源供應 為輸出接地； 進步包括具有電容量且在第二電源供應輸出與接地間連接 濾波器電容器（34);及 具有至少等於第二遽波電容器電容量之第一解轉合電容器⑽。

9. „專利範圍第8項之用於傳送資料之互連電路，其中第—解麵合電 容器（32)之電容量較第二濾、波電容器（34)之電容量至少高1〇倍。 10· —種在傳輸線上傳送資料之方法，係包含： " 提供驅動11(24)以緩倾資料，該轉器⑵)具有電源輸入； 提供終止裝置（26)以阻抗匹配該驅動器（24); 供應電源至驅動器（24)之電源輸入； 供應電源至終止裝置（26);及 在驅動器⑽之電源輸人與終止裝置（26)間形成 流通路 (30) 〇 11.如申μ專利範圍第1〇項之在傳輸線上傳送資料之方法，進一步包含供 應至驅動器（24)及終止裝置（26)之濾波電源。

12·如申μ專利範圍第1〇項之在傳輸線上傳送資料之方法，進—步包含提 供具有互連電路之印刷電路板(4〇)。 13·如申請專利範圍第12項之在傳輸線上傳送資料之方法，進—步包含由 第一電源導體(44)至驅動器（24)之電源輸入之分配電源； 由第二電源導體(42)分配電源至終止裝置；及 ό又置弟龟源導體(44)相對於第二電源導體(42)。 14. 如申請專利範圍第13項之在傳輸線上傳送資料之方法，進一步包含在 印刷電路板(40)上形成資料線(46)以通信該信號至驅動器（24);及設置 資料線(46)相對於第二電源導體(42)。 15. 如申請專利範圍第14項之在傳輸線上傳送資料之方法，其中設置資料 -t^trrToJ e年5月era修(更)正替換頁 線(46)包括在信號層上形成該資料線(46)。 16·如申清專利範圍第13工員之在傳輸線上傳送資料之方法，其中第一電源 ¥體⑼被包括在第―層上及第二電源導體⑽被包括在第二層上。 _如2專 11項之在齢_送麵之方法，其帽波該供 ^ 電源包括提供具有電容量之濾波器電容器（34); ϋίίϊΪ，路包括提供具電容量之解輕合電容_);及 量相f。 °之電容量為至少與濾波器電容ϋ(34)之電容 w ( ο)之電合里為至少較濾波電容器（34)之電容量 19·如申味專利範圍第2項之用於傳送資料之互連電路，其中 合電谷裔之電容量至少較第一濾波電容器之電容量大二 .如申器==圍Γ項之傳送f料之互連電路，其中第:電源供應 其中形成_電流通路包括提供具電容量之_ … =擇_合電容器之電容量為至少較驅動濾波電容器=容量大Μ