TWI312236B - Delay locked loop and clock generation method thereof - Google Patents
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Description
1312236 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種延遲閉鎖迴路(delay locked loop,LLP) ,特別是關於一種用於補償介於一內部時脈信號與一外部 時脈信號之間的一差異(skew)以及用於校正一責務錯誤 (duty error)的裝置及方法。 【先前技術】 一般說來,一延遲閉鎖迴路係應用於一同步半導體記 憶裝置以藉由一外部時脈信號同步一內部時脈信號,在該 同步半導體記憶裝置中,諸如一讀取運作以及一寫入運作 等資料存取運作係以同步於該外部時脈信號之上升緣 (rising edges)和下降緣(falling edges)的方式而被執行。 由於當該外部時脈信號被輸入至該同步半導體記億裝 置時會有一時間延遲,該延遲閉鎖迴路便被用於利用補償 介於該內部時脈信號與該外部時脈信號之間的該·時間延遲 、而藉由該外部時脈信號同步該內部時脈信號。 然而,在一雙倍資料傳送率(double data rate,DDR) 的同步半導體記憶裝置中,該資料存取運作係被執行於該 內部時脈信號之一上升緣和一下降緣上,因此,該內部時 脈信號有必要具有50%的一責務比率(duty ratio)。 用於補償介於該內部時脈信號與該外部時脈信號之間 的一時脈差異以及用於校正一責務比率的該延遲閉鎖迴路 的不同技術在市面上已相當風行了。 舉例來說,在 J〇ng-Tae所著的名爲” Low Cost High P er fo rm anc e Reg i s ter- C o ntr ο 11 ed D i git al D L L f or 1 Gbps x3 2 1312236 DDR SDRAM”(收錄於超大型積體電路論文集(SOVC)(2003 年06月09日))中,即揭露一種延遲閉鎖迴路,其係使用 兩條延遲線藉由延遲該外部時脈信號而校正該時脈差異及 該責務比率。 在收錄於此處作爲參考之用、屬於同一申請人且同時 在審查當中的2002年12月30日所申請之美國專利第 10/33 14 12號、名爲”用於校正責務循環之數位延遲閉鎖迴 路裝置及其方法”的申請案當中,揭露一種傳統的延遲閉鎖 迴路,第1圖係爲其方塊圖。 如圖所示,該種傳統的延遲閉鎖迴路包括一緩衝器110 、一延遲線單元120、一責務錯誤控制器130,一第一延遲 模組單元140、一第一直接相位偵測器150、一第二延遲模 組單元1 60、以及一第二直接相位偵測器1 70。 緩衝器110接收一外部時脈信號ext_clk並產生一第 一內部時脈信號,該第一內部時脈信號會啓動(activated)於 該第一內部時脈信號的一邊緣(edge),該第一內部時脈信號 被輸入至延遲線單元120。 延遲線單元1 20接收該第一內部時脈信號,並自第一 及第二直接相位偵測器1 5 0和1 7 0接收一第一和一第二偵 測信號,延遲線單元1 20延遲基於該第一及該第二偵測信 號的該第一內部時脈信號,並輸出一第一延遲內部時脈信 號intclkl和一第二延遲內部時脈信號intclk2至責務錯誤 控制器1 3 0。 詳細地來說,延遲線單元120包括一第一控制器121 、一第一延遲線122、一第二控制器123、以及一第二延遲 1312236 線 124 ° 爲了控制該第一偵測信號的一延遲量,第一控制器1 2 1 輸出一第一控制信號至第一延遲線1 22。 第一延遲線1 22接收該第一控制信號及該第一內部時 脈信號,該第一內部時脈信號係根據延遲線1 22的該第一 控制信號而被延遲,那就是說,第一延遲線1 22根據該第 一控制信號藉由延遲該第一內部時脈信號而產生第一延遲 內部時脈信號intclkl,第一延遲內部時脈信號intclkl接 著被輸出至責務錯誤控制器1 3 0。 爲了控制該第二偵測信號的一延遲量,第二控制器1 23 輸出一第二控制信號至第二延遲線1 24。 第二延遲線1 24接收該第二控制信號及該第一內部時 脈信號,第二延遲線1 24延遲基於該第二控制信號的該第 一內部時脈信號,接著,被延遲的該第一內部時脈信號被 反相且被輸出成爲第二延遲內部時脈信號intclk2,第二延 遲內部時脈信號intclk2接著被輸出至責務錯誤控制器130 〇 責務錯誤控制器1 3 0接收第一及第二內部時脈信號 intclkl及intclk2,責務錯誤控制器130藉由轉移第一及第 二責務控制時脈信號int_clk及intclk2’之下降緣至第一及 第二責務控制時脈信號int_clk及intclk2’之下降緣的一中 段(middle)、以產生一第一責務控制時脈信號int_clk及一 第二責務控制時脈信號intclk2’,此處,在如前述般地藉由 轉移其下降緣使得第一及第二責務控制時脈信號int_clk及 intclk2’被責務校正之後,它們便具有一 50%的責務比率’ 1312236 第一及第二責務控制時脈信號int_clk及intclk2’接著會被 分別輸出至第一及第二延遲模組單元140及160。 責務錯誤控制器130包括一第一相位偵測器131、一 混合控制器1 3 2、一第一相位混合器1 3 3、以及一第二相位 混合器1 3 4。 第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2會被 反相並被輸出至第一相位偵測器1 3 1,第一相位偵測器1 3 1 會比較第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2的 下降緣以決定其下降緣中之何者引導另一個,並且接著產 _ 生基於該比較結果的一相位偵測信號,該相位偵測信號接 著被輸出至混合控制器132。 混合控制器1 3 2接收該相位偵測信號以決定該相位偵 測信號的一權重(weight)k,權重k包括第一及第二延遲內 部時脈信號intclkl及intclk2的兩下降緣之間的一差額, 權重k接著被輸出至第一及第二相位混合器1 3 3和1 3 4, 權重k包括複數個權重信號。 第一相位混合器133接收權重k'第一及第二延遲內 φ 部時脈信號intclkl及intclk2,第一相位混合器133將1 減去權重k而計算得到一差値,藉由將該差値應用於第一 延遲內部時脈信號intclkl以及將權重k應用於第二延遲內 部時脈信號intclk2,第一相位混合器133便會產生一第一 責務控制時脈信號int_clk,第一責務控制時脈信號int_clk 接著被輸出至第一延遲模組單元1 4 0。 第二相位混合器134接收權重k、並將1減去權重k 而計算得到一差値,第二相位混合器1 3 4藉由將權重k應 1312236 用於第一延遲內部時脈信號intclkl以及將該差値應用於第 二延遲內部時脈信號intclk2以產生一第二責務控制時脈信 號intclk2’,第二相位混合器134接著輸出第二責務控制時 脈信號intclk2’至第二延遲模組單元160。 此處,如前所述,第一及第二責務控制時脈信號int_clk 及intclk2’皆係藉由轉移其下降緣至其下降緣的一中段而產 生,而該轉移的一方向及一量則由權重k及該差値所決定 〇 第一延遲模組單元1 4〇即接收第一責務控制時脈信號 _ int_clk並估算一延遲量,該延遲量係產生於當外部時脈信 號ext_clk通過該種傳統的延遲閉鎖迴路並被輸出成爲第一 及第二責務控制時脈信號int_clk及intclk2’之時,第一延 遲模組單元140產生基於該估算延遲量的一第一補償時脈 信號iclkl,並輸出第一補償時脈信號iclkl至第一直接相 位偵測器150。‘ 第一直接相位偵測器150接收外部時脈信號ext_clk 並藉由比較外部時脈信號ext_clk和第一補償時脈信號iclkl φ 以產生該第一偵測信號,第一直接相位偵測器1 50輸出該 第一偵測信號至延遲線單元120。 第二延遲模組單元1 60接收第二責務控制時脈信號 intclk2’並估算一延遲量,該延遲量係產生於當第二責務控 制時脈信號intclk2’行進至一資料輸入/輸出接腳(DQ pin) ,第二延遲模組單元160產生基於該估算延遲量之一第二 補償時脈信號iclk2,並輸出第二補償時脈信號iclk2至第 二直接相位偵測器170。 -10- 1312236 第二直接相位偵測器17〇接收外部時脈信號ext_clk 並藉由比較外部時脈信號ext_clk和第二補償時脈信號iclk2 以產生該第二偵測信號,第二直接相位偵測器1 70輸出該 第二偵測信號至延遲線單元1 20。 第2圖係爲第1圖之傳統的延遲閉鎖迴路之運作時序 圖。 該種傳統的延遲閉鎖迴路之運作將藉由參考第1圖及 第2圖詳述如下。 首先,當外部時脈信號ext_clk被輸入至緩衝器110, 緩衝器110便輸出該第一內部時脈信號,延遲單元120藉 由延遲該內部時脈信號而產生第一及第二延遲內部時脈信 號intclkl及intclk2,如第2圖所示,第一延遲內部時脈 信號intclkl的一上升緣同步於第二延遲內部時脈信號 intclk2的一上升緣,但第一延遲內部時脈信號intclkl的 一下降緣並不同步於第二延遲內部時脈信號intclk2的一下 降緣,從而產生一責務錯誤。 第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2被輸 入至第一相位偵測器I 3 1,而第一相位偵測器1 3 1則偵測 第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2之間的一 相位差額’混合控制器1 3 2接收該相位差額並產生基於該 相位差額之權重k,以轉移第一延遲內部時脈信號intclkl 及第二延遲內部時脈信號intclk2的該下降緣,那就是說, 權重k係被控制於轉移第一延遲內部時脈信號intclkl及第 二延遲內部時脈信號intclk2之二下降緣至intclkl及intclk2 之二下降緣的一中段。 -11 - 1312236 請參閱第2圖,第二延遲內部時脈信號intclk2相較於 第一延遲內部時脈信號intclkl需要更多的權重以補償第一 及第二延遲內部時脈信號intclkl及intClk2之二下降緣的 該相位差額,在第2圖所示第一延遲內部時脈信號intclkl 之一高時鐘脈波寬度相較第二延遲內部時脈信號intclk2之 一高時鐘脈波寬度爲寬的情形之下,第二延遲內部時脈信 號intclk2所需之權重大於0.5。 權重k之値啓始時係設定爲〇,當第一補償時脈信號 iclkl和第二補償時脈信號iclk2的上升緣同步於外部時脈 信號ext_clk的一上升緣時,權重k之値則會開始一點一點 地漸漸增加,每當權重k增加時,由第一相位混合器1 3 3 輸出之第一責務控制時脈信號int_clk的該下降緣便被一點 一點地轉移至第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及 intclk2之二下降緣的該中段,並且由第二相位混合器134 輸出之第二責務控制時脈信號intclk2’的一下降緣便被一點 —點地轉移至第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及 intClk2之二下降緣的該中段,藉由上述運作,第一及第二 責務控制時脈信號int_clk及intclk2’便皆具有50%的一責 務比率。 如上所述,在第2圖所示第一延遲內部時脈信號intclkl 之一高時鐘脈波寬度相較第二延遲內部時脈信號intclk2之 一高時鐘脈波寬度爲寬的情形之下,爲了轉移位於第一及 第二相位混合器133及134之第一及第二延遲內部時脈信 號intclkl及intclk2的該下降緣,第二延遲內部時脈信號 ititclk2必須具有超過0.5的該權重値,如果第二延遲內部 -12- 1312236 時脈信號intclk2的該下降緣落後第一延遲內部時脈信號 intclkl的該上升緣,第一相位混合器133的權重k便可設 定成0.6,而第二相位混合器134的權重k可設定成〇.4。 在上述例子中,如果應用於第二延遲內部時脈信號 intclk2的一權重爲〇·6,應用於第一延遲內部時脈信號 intclkl的—權重則爲〇 4(=1_〇 6),同樣地,在第二相位混 合器134中’如果應用於第一延遲內部時脈信號intciki的 一權重爲〇.4’應用於第二延遲內部時脈信號intclk2的一 權重則爲0.6(=1-0.4),在上述例子中,由於第—及第二延 遲內部時脈信號intclkl及intclk2的該上升緣爲同相,第 一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2的該上升緣 便無法被補償,然而,如果第一及第二延遲內部時脈信號 intclkl及intclk2的該上升緣不同,那麼它們便可獲得補 償以同步該二下降緣。 第3圖係爲第一及第二延遲線〗22及124之輸出端的 電路圖。 如圖所示’兩個及三個串聯連接的反相器分別耦合於 第一及第二延遲線122及124之輸出端。 如前所述,當第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及 intclk2係由第一及第二延遲線122及124所產生時,其二 者係爲反相;亦即,如果第一延遲內部時脈信號intclkl的 —責務比率爲60%,第二延遲內部時脈信號inUlk2的一責 務比率則爲4 0 %。 然而,因爲連接於第一及第二延遲線122及124之輸 出端的反相器的某些變化;例如:製造程序 '電壓及溫度 -13- 1312236 ,第一及第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2便有可 能具有反相責務’因此,該種傳統的延遲閉鎖迴路即係因 爲上述問題而降低了運作表現。 【發明內容】 因此,本案之目的係提供將一內部時脈信號同步於一 外部時脈信號、以及校正該內部時脈信號之一責務比率的 一種延遲閉鎖迴路及其方法。 根據本案之目的,提供一種半導體記憶裝置,包括:一 第一時脈緩衝器’透過該第一時脈緩衝器之一非反相端接 收一外部時脈信號、以及透過該第一時脈緩衝器之一反相 端接收一外部時脈反相信號,藉以輸出一第一時脈輸入信 號;一第二時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之該非反 相端接收該外部時脈反相信號、以及透過該第一時脈緩衝 器之該反相端接收該外部時脈信號,藉以輸出一第二時脈 輸入信號;以及一延遲閉鎖迴路(DLL),接收該第一時脈輸 入信號和該第二時脈輸入信號,藉以產生一責務校正時脈 信號。 根據本案之另一目的,提供一種延遲閉鎖迴路裝置, 包括:一第一時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之一非 反相端接收一外部時脈信號、以及透過該第一時脈緩衝器 之一反相端接收一外部時脈反相信號,藉以輸出一第一時 脈輸入信號;一第二時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器 之該非反相端接收該外部時脈反相信號、以及透過該第一 時脈緩衝器之該反相端接收該外部時脈信號,藉以輸出一 第二時脈輸入信號;一延遲線單元,接收該第一時脈輸入 -14- 1312236 信號及該第二時脈輸入信號,藉由延遲基於一第—比較信 號和一第二比較信號的該第一時脈輸入信號和該第二時脈 輸入信號,以產生一第一延遲時脈信號和一第二延遲時脈 信號;一責務校正單元,接收該第一延遲時脈信號及該第 二延遲時脈信號,藉由將該第一延遲時脈信號和該第二延 遲時脈信號之下降緣移至該第一延遲時脈信號和該第二延 遲時脈信號之該下降緣的一中段,以產生一第一責務校正 時脈信號和一第二責務校正時脈信號;一第一延遲模組單 元,估算該第一責務校正信號通過一資料輸入/輸出接腳時 g 所產生的一延遲量,並藉由補償基於估算之該延遲量的該 第一責務校正信號而輸出一第一補償時脈信號;一第一直 接相位偵測器,藉由比較該第一時脈輸入信號和該第一補 償時脈信號,以產生該第一比較信號;一第二延遲模組單 元,估算該第二責務校正信號通過該資料輸入/輸出接腳時 所產生的一延遲量,並藉由補償基於估算之該延遲量的該 第二責務校正信號而輸出一第二補償時脈信號;以及一第 二直接相位偵測器,藉由比較該外部時脈信號和該第二補 φ 償時脈信號,以產生該第二比較信號。 根據本案之再一目的,提供一種產生一責務校正時脈 信號的方法’包括下列步驟:藉由緩衝透過一非反相端所 輸入的一外部時脈信號以及緩衝透過一反相端所輸入的一 外部時脈反相信號’而產生一第一時脈輸入信號;藉由緩 衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反相信號以及緩衝 透過該反相端所輸入的該外部時脈信號,而產生一第二時 脈輸入信號;以及藉由同步該第一時脈輸入信號和該第二 -15- 1312236 時脈輸入信號的上升緣以及將其下降緣移至其下降緣之一 中段,而產生該責務校正時脈信號。 根據本案之再一目的,提供一種產生一責務校正時脈 信號的方法,包括下列步驟:藉由緩衝透過一非反相端所 輸入的一外部時脈信號以及緩衝透過一反相端所輸入的一 外部時脈反相信號,而產生一第一時脈輸入信號;藉由緩 衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反相信號以及緩衝 透過該反相端所輸入的該外部時脈信號,而產生一第二時 脈輸入信號;藉由緩衝該第一時脈輸入信號和該第二時脈 φ 輸入信號而產生一第一延遲時脈信號和一第二延遲時脈信 號;藉由將該第一延遲時脈信號和該第二延遲時脈信號的 下降緣移至該下降緣之一中段,而產生一第一責務校正時 脈信號和一第二責務校正時脈信號;藉由補償該第一責務 校正時脈信號之一延遲量而產生一第一補償時脈信號,該 第一責務校正時脈信號係產生於當該第一責務校正時脈信 號通過一資料輸入/輸出接腳時;藉由比較該第一時脈輸入 信號和該第一補償時脈信號而產生一第一比較信號;藉由 φ 補償該第二責務校正時脈信號之一延遲量而產生一第二補 償時脈信號,該第二責務校正時脈信號係產生於當該第二 責務校正時脈信號通過該資料輸入/輸出接腳時;以及藉由 比較該第二時脈輸入信號和該第二補償時脈信號而產生一 第二比較信號。 根據本案之再一目的,提供一種半導體記憶裝置,包 括:一第一時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之一非反 相端接收一外部時脈信號、以及透過該第一時脈緩衝器之 -16- 1312236 一反相端接收一外部時脈反相信號,藉以輸出一第一時脈 輸入信號;一第二時脈緩衝器’透過該第一時脈緩衝器之 該非反相端接收該外部時脈反相信號、以及透過該第一時 脈緩衝器之該反相端接收該外部時脈信號’藉以輸出一第 二時脈輸入信號;以及一延遲閉鎖迴路’接收該第一時脈 輸入信號和該第二時脈輸入信號,藉以校正該外部時脈信 號之一責務。 根據本案之再一目的,提供一種產生一責務校正時脈 信號的方法,包括下列步驟:藉由緩衝透過一非反相端所 β 輸入的一外部時脈信號以及緩衝透過一反相端所輸入的一 外部時脈反相信號,而產生一第一時脈輸入信號;藉由緩 衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反相信號以及緩衝 透過該反相端所輸入的該外部時脈信號,而產生一第二時 脈輸入信號;以及藉由使用該第一時脈輸入信號和該第二 時脈輸入信號以校正該外部時脈信號之一責務。 【實施方式】 以下將藉由參考所附圖示以詳細說明本案的延遲閉鎖 φ 迴路(DLL)。 第4圖係爲本案一較佳實施例之延遲閉鎖迴路之方塊 圖。 如圖所示,延遲閉鎖迴路包括一第—時脈緩衝器410 、一第二時脈緩衝器4 2 0、一延遲線單元4 3 〇、一責務錯誤 控制器44〇、一第一延遲模組單元450、一第二延遲模組單 元4 7 0、一第一直接相位偵測器4 6 〇 '以及—第二直接相位 偵測器4 8 0。 -17- 1312236 延遲線單元43 0包括一第一控制器431、一第一延遲 線432、一第二控制器433、以及一第二延遲線434,責務 錯誤控制器440包括一第一相位混合器443、一第二相位混 合器444、一混合控制器442、以及一第一相位偵測器441 〇 延遲線單元43 0、責務錯誤控制器440、第一延遲模組 單元450、第二延遲模組單元470、第一直接相位偵測器460 、以及第二直接相位偵測器480的運作及結構皆與傳統的 延遲閉鎖迴路所具有的完全相同。 然而,本案的延遲閉鎖迴路包括用於接收一外部時脈 信號的二個時脈緩衝器,並且第二延遲線434的一輸出端 並不包括一反相器。 第一及第二時脈緩衝器410及42 0皆接收一外部時脈 信號CLK及其反相信號;即一外部時脈反相信號CLKB, 並藉由緩衝被接收的該信號以產生一第一時脈輸入信號和 一第二時脈輸入信號,此處,第一及第二時脈緩衝器410 及420係爲完全相同。 第一時脈緩衝器410透過其非反相(non-inverting)端(+ ) 及其反相(inverting)端(-)分別接收外部時脈信號CLK及外 部時脈反相(bar)信號CLKB,以輸出該第一時脈輸入信號 ,另一方面,第二時脈緩衝器42 0,透過其反相端(-)及其 非反相端(+ )分別接收外部時脈信號CLK及、外部時脈反相 信號CLKB,因此,該第一時脈輸入信號的一責務便與該第 二時脈輸入信號的一責務反相;亦即,如果該第一時脈輸 入信號的該責務爲60%,那麼該第二時脈輸入信號的該責 -18- 1312236 務便爲4 0 °/。。 同時,外部時脈信號CLK及外部時脈反相信號CLKB 係爲一晶片組所產生的微分時脈信號’並會被輸入至一半 導體記憶裝置中,由於外部時脈信號CLK及外部時脈反相 信號CLKB係爲微分時脈信號,二者的相位便永遠相反。 因此,由第一及第二延遲線43 2及434所產生之一第 一及一第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2的上升緣 便會被同步,並且不管製造程序、電壓、或溫度如何變化 ,第一延遲內部時脈信號intclkl的一責務永遠反相於第二 延遲內部時脈信號intclk2的一責務。 因此,具有50 %之責務的一第一及一第二責務校正時 脈信號int_clk及intclk2’便可由責務錯誤控制器44〇所產 生。 第5圖係爲本案另一較佳實施例之延遲閉鎖迴路之方 塊圖。 如圖所示,第5圖之延遲閉鎖迴路的結構與第4圖之 延遲閉鎖迴路的結構完全相同。 然而,和第4圖之延遲閉鎖迴路不同的是’一第一時 脈緩衝器5 1 0係透過其非反相端及其反相端分別接收外部 時脈反相信號CLKB及外部時脈信號CLK ’毫無疑問地’ 第5圖之延遲閉鎖迴路的運作和第4圖之延遲閉鎖迴路的 運作完全相同。 第6圖係爲第4圖及第5圖之延遲閉鎖迴路之運作時 序圖。 如圖所示,如果具有反相責務的外部時脈信號CLK和 -19- 1312236 外部時脈反相信號CLKB被輸入’具有反相責務 第二延遲內部時脈信號intclkl及intclk2便會產 ,藉由使用第一及第二延遲內部時脈信號intclkl \ ,外部時脈信號CLK的一責務便會被校正成具有 務。 根據本案再一實施例,源自於第4圖之第一 器4 1 0的一輸出信號可以取代外部時脈信號CLK 至第一及第二直接相位偵測器460及48 0。 同樣地,根據本案再一實施例,源自於第5 時脈緩衝器5 20的一輸出信號可以被輸入至第一 接相位偵測器5 6 0及5 8 0。 此外,第4圖及第5圖中的該第一及該第二 器亦可從第4圖及第5圖所示之延遲閉鎖迴路中穆 如上所述,根據本案,具有反相責務的兩個 可被產生用以校正一時脈信號的責務,不管製造 壓、或溫度如何變化,另外,本案之延遲閉鎖迴 的兩條延遲線具有不將反相器與其輸出端耦合的; 並且因此,可以更爲正確地產生校正時脈信號, 用本案之延遲閉鎖迴路可以增強延遲閉鎖迴路的 〇 本案包含了於2003年10月30日對韓國專利 申請之韓國申請第2003-76265號案件的主要內容 內容皆附加於此處而作爲參考之用。 即使本案發明係以以上之較佳實施例來作說 對於熟習本項技術者來說,本案仍不限於這些實 的第一及 生,接著 5. intclk2 50%的責 時脈緩衝 而被輸入 圖之第二 及第二直 時脈緩衝 >除。 時脈信號 程序、電 路所包括 泪同結構; 是故,使 運作表現 局所提出 ,其全部 明,然而 施例和使 -20- I3l2236 用方法,尤有甚者,凡依本案所附申請專利範圍所做的均 等變化及修飾,皆爲本案專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 本案得藉由下列圖式及詳細說明,俾得一更深入之了 解: 第1圖表示一傳統的延遲閉鎖迴路之方塊圖; 第2圖表示第1圖之傳統的延遲閉鎖迴路之運作時序 圖; 第3圖表示第1圖之第一及第二延遲線之輸出端的電 φ 路圖; 第4圖表示本案一較佳實施例之延遲閉鎖迴路之方塊 圖; 第5圖表示本案另一較佳實施例之延遲閉鎖迴路之方 塊圖;以及 第6圖表示第4圖及第5圖之延遲閉鎖迴路之運作時 序圖。 【圖示符號說明】 φ 110 緩衝器 120 延遲線單元 12 1 第 一控制器 122 第 一延遲線 123 第 二控制器 124 第 二延遲線 130 責務錯誤控制器 13 1 第 一相位偵測器 -21- 1312236 132 133 134 140 150 160 170 4 10 420 43 0 43 1 432 43 3 434 440 44 1 442 443 444 450 460 470 480 e x t_ i n t c 混合控制器 第一相位混合器 第二相位混合器 第一延遲模組單元 第一直接相位偵測器 第二延遲模組單元 第二直接相位偵測器 ' 510 第一時脈緩衝器 、5 20 第二時脈緩衝器 ' 5 3 0 延遲線單元 、53 1 第一控制器 ' 5 3 2 第一延遲線 ' 5 3 3 第二控制器 ' 534 第二延遲線 ' 540 責務錯誤控制器 、54 1 第一相位偵測器 ' 542 混合控制器 、5 4 3 第一相位混合器 、544 第二相位混合器 ' 5 5 0 第一延遲模組單元 ' 5 6 0 第一直接相位偵測器 ' 5 7 0 第二延遲模組單元 ' 5 8 0 第二直接相位偵測器 .elk 外部時脈信號 lkl 第一延遲內部時脈信號
-22- 1312236 intclk2 第二 i nt elk 第一 i nt_c 1 k 第一 intclk2, 第二 intclk2 ’ 第二 i c lk 1 第一 iclk2 第二 k 權重 CLK 外部 CLKB 外部 延遲內部時脈信號 責務控制時脈信號 責務校正時脈信號 責務控制時脈信號 責務校正時脈信號 補償時脈信號 補償時脈信號 時脈信號 時脈反相信號
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Claims (1)
- 鮮X月/,日修正本 1312236 第93118723號「延遲閉鎖迴路及其時脈產生方法」專利案 (2009年2月修正) 十、申請專利範圍: 1. 一種用於校正一時脈信號之一責務循環(duty cycle)的裝 置,包括: 一第一時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之一非 反相(non-inverting)端接收一外部時脈信號、以及透過 該第一時脈緩衝器之一反相(i n v e r t i n g )端接收一外部時 脈反相(bar)信號,藉以輸出一第一時脈輸入信號; 一第二時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之該非 反相端接收該外部時脈反相信號、以及透過該第一時脈 緩衝器之該反相端接收該外部時脈信號,藉以輸出一第 二時脈輸入信號,·以及一延遲閉鎖迴路(DLL),接收該 第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信號,藉以產生一 責務校正時脈信號,其包括一延遲線單元,藉由延遲該 第一時脈輸入信號與該第二時脈輸入信號,產生第一延 遲時脈信號與第二延遲時脈信號,以及一責務校正單元’ 響應該第一延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號,.產生 第一責務校正時脈信號與第二責務校正時脈信號’ 其中該責務校正單元包括: 第一相位偵測器,接收該第一延遲時脈信號與該第 二延遲時脈信號的反相信號,藉以輸出一相位偵測信號’ 該相位偵測信號之邏輯準位顯示該第一延遲時脈信號和 該第二延遲時脈信號中何者具有一引導下降緣; 混合控制器,產生基於該相位偵測信號之權重値; 1312236 第一相位混合器’將1減去該權重値所得到之値應 用於該第一延遲時脈信號’並將該權重値應用於該第二 延遲時脈信號,藉以產生該第一責務校正時脈信號; 第二相位混合器’將該權重値應用於該第一延遲時 脈信號,並將1減去該權重値所得到之該値應用於該第 二延遲時脈信號,藉以產生該第二責務校正時脈信號。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置,其中該責務校正時脈信 號係藉由同步該第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信 號之上升緣(rising edges)、以及將其下降緣(falling edges) 移至其下降緣之一中段(middle),而被責務校正以及被 同步於該外部時脈信號。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置,其中該延遲閉鎖迴路包 括二延遲線,用於分別延遲該第一及該第二時脈輸入信 號以產生該責務校正時脈信號。 4. 如申請專利範圍第2項之裝置,其中該延遲線單元接收' 該第一時脈輸入信號與該第二時脈輸入信號,以及基於 第一比較信號與第二比較信號,藉由延遲該第一時脈輸 入信號與該第二時脈輸入信號,產生該第一延遲時脈信 號與該第二延遲時脈信號,以及該責務校正單元接收該 第一延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號,並藉由將該 第一延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號之下降緣移至 該第一延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號之該下降緣 的中段,以產生該第一責務校正時脈信號和該第二責務 校正時脈信號。 5 _如申請專利範圍第 4項之裝置,其中該延遲閉鎖迴路更 1312236 包括: 一第一延遲模組單元,估算該第一責務校正信 號透過一資料輸入/輸出接腳時所產生的一延遲量,並 藉由補償基於估算之該延遲量的該第一責務校正信號而 輸出一第一補償時脈信號; 一第一直接相位偵測器,藉由比較該外部時脈信號 和該第一補償時脈信號,以產生該第一比較信號; 一第二延遲模組單元,估算該第二責務校正信號透 過該資料輸入/輸出接腳時所產生的一延遲量,並藉由 補償基於估算之該延遲量的該第二責務校正信號而輸出 一第二補償時脈信號;以及 一第二直接相位偵測器,藉由比較該外部時脈信號 和該第二補償時脈信號,以產生該第二比較信號。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置,其中該延遲線單元包括: 一第一控制單元,產生一第一控制信號,藉以控制 基於該第一直接相位偵測器所輸出之該第一比較信號的 一延遲量; 一第一延遲線,藉由延遲基於該第一控制信號的該 第一時脈輸入信號,以產生該第一延遲時脈信號; 一第二控制單元,產生一第二控制信號,藉以控制 基於該第二直接相位偵測器所輸出之該第二比較信號的 一延遲量;以及 一第二延遲線,藉由延遲基於該第二控制信號的該 第二時脈輸入信號,以產生該第二延遲時脈信號。 7. —種用於校正一時脈信號之一責務的延遲閉鎖迴路’包 1312236 括: 一第一時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之一非 反相端接收一外部時脈信號、以及透過該第一時脈緩衝 器之一反相端接收一外部時脈反相信號,藉以輸出一第 一時脈輸入信號; —第二時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之該非 反相端接收該外部時脈反相信號、以及透過該第一時脈 緩衝器之該反相端接收該外部時脈信號,藉以輸出一第 二時脈輸入信號; 一延遲線單元,接收該第一時脈輸入信號及該第二 時脈輸入信號,藉由延遲基於一第一比較信號和一第二 比較信號的該第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信 號,以產生一第一延遲時脈信號和一第二延遲時脈信號; 一責務校正單元,接收該第一延遲時脈信號及該第 二延遲時脈信號,藉由將該第一延遲時脈信號和該第二 延遲時脈信號之下降緣移至該第一延遲時脈信號和該第 二延遲時脈信號之該下降緣的一中段’以產生一第—責 務校正時脈信號和一第二責務校正時脈信號; 一第一延遲模組單元,估算該第一責務校正信號通 過一資料輸入/輸出接腳時所產生的一延遲量’並藉由 補償基於估算之該延遲量的該第一責務校正信號而輸出 一第一補償時脈信號; 一第一直接相位偵測器’藉由比較該第一時脈輸入 信號和該第一補償時脈信號’以產生該第一比較信號; 一第二延遲模組單元,估算該第二責務校正信號通 1312236 過該資料輸入/輸出接腳時所產生的一延遲量’並藉由 補償基於估算之該延遲量的該第二責務校正信號而輸出 一第二補償時脈信號;以及 一第二直接相位偵測器,藉由比較該第一時脈輸入 信號和該第二補償時脈信號,以產生該第二比較信號’ 其中該責務校正單元包括: 第一相位偵測器,接收該第一延遲時脈信號與該第 二延遲時脈信號的反相信號,藉以輸出一相位偵測信號’ 該相位偵測信號之邏輯準位顯示該第一延遲時脈信號和 該第二延遲時脈信號中何者具有一引導下降緣; 混合控制器,產生基於該相位偵測信號之權重値; 第一相位混合器,將1減去該權重値所得到之値應 用於該第一延遲時脈信號,並將該權重値應用於該第二 延遲時脈信號,藉以產生該第一責務校正時脈信號;以及 第。二相位混合器,將該權重値應用於該第一延遲時 脈信號,並將1減去該權重値所得到之該値應用於該第 二延遲時脈信號,藉以產生該第二責務校正時脈信號。 8 .如申請專利範圍第7項之延遲閉鎖迴路’其中該延遲線 單元包括: 一第一控制單元,產生一第一控制信號’藉以控制 基於該第一直接相位偵測器所輸出之該第一比較信號的 一延遲量·, 一第一延遲線,藉由延遲基於該第一控制信號的該 第一時脈輸入信號’以產生該第一延遲時脈信號; 一第二控制單元’產生—第二控制信號,藉以控制 1312236 基於該第二直接相位偵測器所輸出之該第二比較信號的 —延遲量;以及 一第二延遲線,藉由延遲基於該第二控制信號的該 第二時脈輸入信號,以產生該第二延遲時脈信號; 其中,該第一及該第二延遲線係爲相同。 9 .如申請專利範圍第7項之延遲閉鎖迴路,其中該第一延 遲模組和該第二延遲模組包括該第一時脈緩衝器之一延 遲量。 10.—種藉由使用一延遲閉鎖迴路以產生一責務校正時脈信 鲁 號的方法,包括下列步驟: 藉由緩衝透過一非反相端所輸入的一外部時脈信號 以及緩衝透過一反相端所輸入的一外部時脈反相信號, 而產生一第一時脈輸入信號; 藉由緩衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反相 信號以及緩衝透過該反相端所輸入的該外部時脈信號, 而產生一第二時脈輸入信號;以及 藉由同步該第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信 Φ 號的上升緣以及將其下降緣移至其下降緣之一中段,而 產生該責務校正時脈信號,其中產生該責務校正時脈信 號包括: 藉由緩衝該第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信 號,產生第一延遲時脈信號與第二延遲時脈信號; 藉由將該第一延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號 之下降緣移至該下降緣之中段,產生第一責務校正時脈 信號與第二責務校正時脈信號; 1312236 藉由補償該第一責務校正時脈信號之延遲量,產生 第一補償時脈信號,該第一責務校正時脈信號係在該第 一責務校正時脈信號通過資料輸入/輸出接腳時產生; 藉由比較該外部時脈信號與該第一補償時脈信號, 產生第一比較信號; 藉由補償該第二責務校正時脈信號之延遲量,產生 二補償時脈信號,該第二責務校正時脈信號係在該第二 責務校正時脈信號通過該資料輸入/輸出接腳時產生;以及 藉由比較該外部時脈信號與該第二補償時脈信號, 產生第二比較信號。 11.如申請專利範圍第 10項之產生一責務校正時脈信號的 方法,其中產生該第一延遲時脈信號和該第二延遲時脈 信號的步驟包括: 產生一第一控制信號,以控制基於該第一比較信號 的一延遲量; ’ 藉由延遲該第一時脈輸入信號基於該第一控制信號 的一預定時間,產生該第一延遲時脈信號; 產生一第二控制信號,以控制基於該第二比較信號 的一延遲量;以及 藉由延遲該第二時脈輸入信號基於該第二控制信號 的一預定時間,產生該第二延遲時脈信號。 1 2 .如申請專利範圍第 1 0項之產生一責務校正時脈信號的 方法,其中產生該第一責務校正時脈信號和該第二責務 校正時脈信號的步驟包括: 產生一相位偵測信號,該相位偵測信號係決疋該弟 1312236 一延遲時脈信號和該第二延遲時脈信號中何者具有一引 導下降緣; 產生基於該相位偵測信號的一權重値; 藉由將1減去該權重値所得到之一値應用於該第一 延遲時脈信號’並將該權重値應用於該第二延遲時脈信 號,以產生該第一責務校正信號;以及 藉由將該權重値應用於該第一延遲時脈信號’並將 1減去該權重値所得到之該値應用於該第二延遲時脈信 號,以產生該第二責務校正信號。 鲁 13. 一種使用—延遲閉鎖迴路產生一責務校正時脈信號的方 法,包括下列步驟: 藉由緩衝透過一非反相端所輸入的一外部時脈信號 以及緩衝透過一反相端所輸入的一外部時脈反相信號’ 而產生一第一時脈輸入信號; 藉由緩衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反'相 信號以及緩衝透過該反相端所輸入的該外部時脈信號, 而產生一第二時脈輸入信號; Φ 藉由緩衝該第一時脈輸入信號和該第二時脈輸入信 號而產生一第一延遲時脈信號和一第二延遲時脈信號; 藉由將該第一延遲時脈信號和該第二延遲時脈信號 的下降緣移至該下降緣之一中段,而產生一第一責務校 正時脈信號和一第二責務校正時脈信號; 藉由補償該第一責務校正時脈信號之一延遲量而產 生一第一補償時脈信號,該第一責務校正時脈信號係產 生於當該第一責務校正時脈信號通過一資料輸入/輸出 1312236 接腳時; 藉由比較該第一時脈輸入信號和該第一補償時脈信 號而產生一第一比較信號; 藉由補償該第二責務校正時脈信號之一延遲量而產 生一第二補償時脈信號,該第二.責務校正時脈信號係產 生於當該第二責務校正時脈信號通過該資料輸入/輸出 接腳時;以及 藉由比較該第二時脈輸入信號和該第 二補償時脈信號而產生一第二比較信號,其中產生該第 一責務校正時脈信號與該第二責務校正時脈信號包括: φ 產生相位偵測信號,該相位偵測信號係決定該第一 延遲時脈信號與該第二延遲時脈信號中何者具有引導下 降緣; 基於該相位偵測信號產生一權重値; 藉由將1減去該權重値所得到之値應用於該第一延 遲時脈信號,並將該權重値應用於該第二延遲時脈信號, 以產生該第一責務校正信號;以及 藉由將該權重値應用於該第一延遲時脈信號,並將1 · 減去該權重値所得到之該値應用於該第二延遲時脈信 號,以產生該第二責務校正信號。 1 4 .如申請專利範圍第 1 3項之產生一責務校正時脈信號的 方法,其中產生該第一延遲時脈信號和該第二延遲時脈 信號的步驟包括: 產生一第一控制信號,以控制基於該第一比較信號 的一延遲量; 藉由延遲該第一時脈輸入信號基於該第一控制信號 1312236 的一預定時間,產生該第一延遲時脈信號; 產生一第二控制信號,以控制基於該第二比較信號 的一延遲量;以及 藉由延遲該第二時脈輸入信號基於該第二控制信號 的一預定時間,產生該第二延遲時脈信號。 15.—種用於校正時脈信號之責務循環之裝置,包括: 第一時脈緩衝器,透過該第一時脈緩衝器之非反相 端接收一外部時脈信號,以及透過該第一時脈緩衝器之 反相端接收一外部時脈反向信號,藉以輸出第一內部時 φ 脈信號; 第二時脈緩衝器,透過該第二時脈緩衝器之非反相 端接收該外部時脈限制信號,以及透過該第二時脈緩衝 器之該反相端接收該外部時脈信號,藉以輸出第二內部 時脈信號;延遲線單元,用以自該等時脈緩衝器接收該第一與 第二內部時脈信號、第一偵測信號以及第二偵測信號, 用以依據該第一偵測信號,藉由延遲該第一內部時脈信 號而輸出第一延遲內部時脈信號,以及依據該等第二偵 測信號,藉由延遲該第二內部時脈信號而輸出第二延遲 內部時脈信號; 責務誤差控制器,用以接收該第一與第二延遲內部 時脈信號,並藉由移動該第一與第二延遲內部時脈信號 之每一邊緣至相匹配,輸出第一責務控制時脈信號與第 -10- 1312236 第一延遲模組單元,用以接收行進至資料輸入/輸出 接腳之該第一責務控制時脈信號,藉由補償該外部時脈 信號與該第一責務控制時脈信號之間的差異’輸出第一 補償時脈信號; 第一直接相位偵測器,用以接收該外部時脈信號, 藉由比較該外部時脈信號與該第一補償時脈信號,產生 第一偵測信號並將該第一偵測信號輸出至該延遲線單元; 第二延遲模組單元,用以接收行進至資料輸入/輸出 接腳之該第二責務控制時脈信號,藉由補償該外部時脈 φ 信號與該第二責務控制時脈信號之間的差異,輸出第二 補償時脈信號;以及 第二直接相位偵測器,藉由比較該外部時脈信號與 該第二補償時脈信號,產生第二偵測信號並將該第二偵 測信號輸出至該延遲線單元。 16.如申請專利範圍第15項之裝置,其中該延遲線單元包 括: 第一控制手段,依據該第一偵測信號產生用以控制 φ 延遲量之第一控制信號; 第一延遲線,用以接收該第一控制信號與該第一內 部時脈信號,依據該第一控制信號藉由延遲該第一內部 時脈信號,產生該第一延遲內部時脈信號; 第二控制手段,依據該第二偵測信號產生用以控制 延遲量之第二控制信號;以及 1312236 第二延遲線’用以接收該第二控制信號與該第二內 部時脈信號,依據該第二控制信號藉由延遲該第二內部 時脈信號,產生該第二延遲內部時脈信號。 17. 如申請專利範圍第15項之裝置,其中該責務誤差控制 器包括: 第一相位偵測器’用以接收該第一延遲內部時脈信 號與該第二延遲內部時脈信號,藉由選擇具有該第一延 遲內部時脈信號與第二延遲內部時脈信號之超前下降緣 之一個信號,用以產生相位偵測信號; 混合控制器,依據該相位偵測信號用以決定複數權 重並將該等複數權重輸出; 第一相位混合器,藉由接收該權重來產生第一責務 控制時脈信號,並輸出該第一責務控制時脈信號至該第 一延遲模組單元,其中該第一責務控制時脈信號係藉由 將1減去該權重所1得之値應用於該第一延遲內部時脈信 號並將該權重應用至該第二延遲內部時脈信號而產生;以 及 第二相位混合器,藉由接收該權重以產生第二責務 控制時脈信號’並輸出該第二責務控制時脈信號至該第 二延遲模組單元,其中該第二責務控制時脈信號係藉由 將該權重應用至該第一延遲內部時脈信號並將丨減去該 權重所得之値應用於該第二延遲內部時脈信號而產生。 18. —種藉由使用延遲閉鎖迴路(DLL)以產生責務校正時脈 信號之方法,包括: -12- 1312236 a) 藉由緩衝透過一非反相端所輸入的外部時脈信號 以及緩衝透過一反相端所輸入的外部時脈反向信號’產 生一第一時脈輸入信號; b) 藉由緩衝透過該非反相端所輸入的該外部時脈反 向信號以及緩衝透過該反相端所輸入的該外部時脈信 號’產生第二時脈輸入信號; Ο決定~外部時脈信號之上升緣是否與一第一補償 時脈信號及一第二補償時脈信號之上升緣匹配,藉以藉 由延遲該第一時脈輸入信號與該第二時脈輸入信號而分 · 別產生第一延遲內部時脈信號與第二延遲內部時脈信號; d) 若該等上升緣爲匹配,選擇具有該第一延遲內部 時脈信號與該第二延遲內部時脈信號間超前下降之該第 一延遲內部時脈信號與該第二延遲內部時脈信號之一信 號;以及 e) 應用大於或等於0並小於〇 .5之第一値至沒有在 步驟b)中被選到的該第一延遲內部時脈信號與該第二延 遲內部時脈信號之一者,以及應用大於〇 . 5並小於或等 · 於1之第二値至在步驟b)中有被選到的該第一延遲內部 時脈信號與該第二延遲內部時脈信號之一者。 19·如申請專利範圍第18項之方法,其中更包括: f) 控制一延遲量’用以在該等上升緣沒有被匹配之 情況下,匹配該等上升緣。 -13- 1312236 七、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:第4圖。 (二) 本代表圖之元件代表符號簡單說明: 410 420 430 43 1 432 433 434 440 44 1 442 443 444 450 460 470 480 intclk 1 intclk2 int_clk intclk2 iclkl iclk2 第一時脈緩衝器 第二時脈緩衝器 延遲線單元 第一控制器 第一延遲線 第二控制器 第二延遲線 責務錯誤控制器 第一相位偵測器 混合控制器 第一相位混合器 第二相位混合器 第一延遲模組單元 第一直接相位偵測器 第二延遲模組單元 第二直接相位偵測器 第一延遲內部時脈信號 第二延遲內部時脈信號 第一責務校正時脈信號 第二責務校正時脈信號 第一補償時脈信號 第二補償時脈信號 1312236 k 權重 CLK 外部時脈信號 CLKB 外部時脈反相信號 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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