WO2002007313A1 - Method and device for evaluating the power of a driver - Google Patents

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WO2002007313A1
WO2002007313A1 PCT/DE2001/002543 DE0102543W WO0207313A1 WO 2002007313 A1 WO2002007313 A1 WO 2002007313A1 DE 0102543 W DE0102543 W DE 0102543W WO 0207313 A1 WO0207313 A1 WO 0207313A1
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WO
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driver
signal
time
evaluation
input
Prior art date
Application number
PCT/DE2001/002543
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German (de)
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Inventor
Ralf Klein
Original Assignee
Infineon Technologies Ag
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00369Modifications for compensating variations of temperature, supply voltage or other physical parameters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/003Modifications for increasing the reliability for protection
    • H03K19/00346Modifications for eliminating interference or parasitic voltages or currents
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0175Coupling arrangements; Interface arrangements
    • H03K19/017581Coupling arrangements; Interface arrangements programmable
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/16Modifications for eliminating interference voltages or currents

Definitions

  • the invention relates to a method and a circuit arrangement for assessing the strength of a driver, in particular a pad driver for highly integrated electronic circuits, the driver, triggered by a driver input signal, increasing or decreasing a value of a driver output signal.
  • drivers are used to generate voltage signals that can usually have a high and a low voltage value and can therefore be interpreted as binary signals. Furthermore, the drivers can be used to trigger processes in other electronic assemblies or circuits within a short time by generating a voltage rise or a voltage drop. In both cases, a suitable driver requires that the value of its output signal must be able to increase or decrease to a certain level within a predetermined maximum time period. In today's digital circuits, data rates occur e.g. from tens of millions of bits per second. With today's technologies, the driver concept is particularly suitable for edge times from approx. 10 ns to 50 ns.
  • Drivers can be part of the circuits to be operated with the output signals of the respective driver or can be implemented by a separate circuit. In the latter case, a driver can serve to provide output signals for a plurality of circuits to be operated.
  • pad drivers output contact drivers
  • Such circuits represent differently sized, mostly capacitive loads for the driver, so that differently strong electrical currents are required in order to generate the desired voltage increase or voltage drop.
  • the strength of a driver ie the ability to control a certain load with the desired signal in a certain time, is designed for the worst case operating conditions (worst case).
  • the operating conditions also include the driver's supply voltage and the ambient temperature.
  • Controls work at temperatures from -40 ° C to 140 ° C.
  • the driver (outside the worst case) is usually too strong, i.e. unnecessarily large currents and unnecessarily short rise and fall times of a voltage signal occur. The result is unnecessarily large field strengths of the electromagnetic field that is generated when the driver output signal is generated.
  • DE 44 41 523 C1 proposes a digital driver circuit with an output stage, the output stage having at least two output branches which are connected in parallel and have output transistors. Furthermore, a control means for controlling the output stage and an input device for inputting a measure number are provided. The user, for example the buyer of a pad driver, can now enter a number so that the strength of the digital driver circuit is adapted to the respective load capacity of the component to be operated by driving the output stage.
  • the digital driver circuit has a measuring device in order to take into account the dependence of the strength of the driver on variables such as process parameters, for example oxide layer thicknesses or other parameters which are subject to fluctuations due to the manufacturing process of the driver circuit. Furthermore, the supply voltage of the driver circuit and the temperature can be taken into account.
  • the measuring device has one or more measuring transistors connected to the
  • the measuring transistor (s) must be arranged and designed such that the transistor current is measured under conditions which essentially correspond to the conditions which apply to the output branches of the driver circuit.
  • Ramp generator is used to generate a ramp-like rising or falling reference signal.
  • the ramp-like reference signal is generated by charging or discharging a capacitor, wherein the capacitor can be connected to a supply voltage or can be decoupled from it.
  • US 4,567,378 teaches to compare whether the output signal of the driver rises or falls faster or slower than the ramp-like reference signal. Accordingly, a control signal can be generated so that the driver produces a faster or slower rise or fall in its output signal.
  • the driver strength can be adapted to different capacitive loads.
  • the ramp-like reference signal is subject to the influences of fluctuations in the process parameters during its manufacture.
  • the capacitor of the ramp generator can receive different capacitance values and transistors for controlling the charging and discharging of the capacitor can be different depending on the manufacturing process.
  • the capacitor is charged using a supply voltage. The ramp-like reference signal is therefore also dependent on the supply voltage.
  • the object of the present invention is to provide a method and a circuit arrangement of the type mentioned at the outset which make it possible to determine the strength of a driver independently of operating conditions, such as e.g. Ambient temperature and supply voltage, and regardless of fluctuations in process parameters of the manufacturing process to a desired value.
  • An essential idea of the present invention is to determine an evaluation time which is temporally coupled to the driver input signal. Using the time of evaluation, it is then evaluated whether the strength of the driver corresponds to a specification. For example, the value of the driver output signal can then be influenced, i.e. the driver strength can be changed or another driver can be selected.
  • Coupling the time of evaluation with the driver input signal is understood to mean that, based on an event or a time of the driver input signal that can be determined in some other way, the time of evaluation can be clearly determined.
  • the driver is triggered by a rising edge of the driver input signal to increase the value of its output signal.
  • the time of evaluation is then a time interval of a predetermined length after the time at which the driver input signal has reached a certain threshold value when it rises.
  • the coupling of the evaluation time with the driver input signal can be implemented in different ways.
  • One possibility is that the driver input signal is supplied to both the driver and a determination unit for determining the time of evaluation.
  • Another possibility is to use an external clock signal of a system clock.
  • the driver input signal is then synchronized with an event of the clock signal, so that the time of evaluation can be determined based on this event.
  • the signal used in determining the evaluation time can be a periodic signal coupled to the driver input signal.
  • Such periodic signals can be generated particularly precisely with a constant period or frequency, for example by an external quartz crystal.
  • the signal with the evaluation time lies in the fact that the evaluation time can be determined independently of the operating conditions of the driver, such as ambient temperature and supply voltage, and independently of fluctuations in the production parameters during the production of the driver.
  • the time of evaluation can be determined on the basis of a time of activation of the driver input signal, a time interval being specified which begins at the time of activation and the end of which defines the time of evaluation.
  • Such a time interval can be generated precisely and independently of operating and manufacturing conditions.
  • At least part of the time interval is specified by specifying a fixed delay time.
  • the fixed delay time is preferably fixed in connection with the control of a specific driver, but is adjustable so that other drivers can also be controlled in a suitable manner.
  • it may not only be useful, as in the case described above, but also otherwise, to generate a time interval at the end of which the time of evaluation lies.
  • the period and or the frequency of a periodic signal such as the above-mentioned clock signal of a system clock, is preferably used.
  • a time signal is generated from the periodic signal, the length of which is a multiple or a fraction of the period and the length of which defines at least part of the length of the time interval.
  • the generation of such a time signal is particularly simple if the periodic signal contains a time signal of a certain length that is regularly repeated. In the simplest case, the generation of a time signal can then even be omitted and one of the time signals contained in the periodic signal can be used to determine the time of evaluation.
  • the start of the time signal can be synchronized with an event of the driver input signal, for example an edge.
  • the driver has a plurality of driver units, which can be released or blocked individually, and determined by the
  • Combination of released drivers is the strength of the driver.
  • one or more driver units can be released and / or blocked, if this is necessary.
  • a driver When operating microelectronic components, a driver usually generates an output signal not only once, but again and again. To do this, the driver is repeatedly activated (triggered).
  • the assessment of whether the strength of the driver can be maintained is carried out several times in a first time phase, for example an initial phase.
  • the evaluation does not have to be repeated after the first time phase, since a suitable driver strength has already been found or has been set. It is then sufficient to repeat the evaluation in order to check a suitable driver strength at predetermined larger time intervals. This is particularly advantageous if one and the same control circuit is used to control the strengths of several drivers. After the initial phase, the control circuit can thus monitor a large number of the drivers, for example one driver in each system cycle.
  • the time of evaluation can be used in different ways when evaluating the driver strength.
  • it is evaluated whether a secondary signal obtained from the driver output signal and / or an event of the driver output signal is present or is occurring before, at and / or after the evaluation time.
  • an event detector is used, for example, which is designed to determine which signal is present earlier or is present at it, or whether the event occurs before, at and / or after the evaluation time.
  • the secondary signal is generated in particular using a comparator which has a first comparator input for receiving the driver output signal and a second comparator input for receiving a reference signal.
  • the comparator is designed to output an event signal when the driver output signal reaches and / or exceeds and / or falls below a value. tet, which is predetermined by the reference signal.
  • the comparator is connected to the event detector in order to output the event signal to it as a secondary signal.
  • the value of the driver output signal is evaluated at the time of the evaluation.
  • an evaluation unit which has a triggerable comparator.
  • the triggerable comparator is connected to a determination unit for determining the time of evaluation.
  • the triggerable comparator has a first comparator input for receiving the driver output signal and a second comparator input for receiving a reference signal.
  • the triggerable comparator is triggered and evaluates whether the value of the driver output signal is less than, equal to or greater than a value of the reference signal.
  • the reference signal is in particular a voltage signal with a voltage value that is constant over time.
  • Both of the embodiments described above by way of example have the advantage of being able to be implemented with minimal production outlay. All that is required is simple feedback and evaluation of the driver output signal using the evaluation time. However, the strength lies in the simple technical solution: the driver's output signal is evaluated immediately.
  • the circuit arrangement according to the invention in particular has an input signal input for receiving an input signal coupled to the driver input signal and an output signal input for receiving the driver output signal. Furthermore, a definition unit for determining an evaluation time is provided, which is connected to the input signal input. In addition, an evaluation unit is provided for evaluating whether the strength of the driver corresponds to a specification. The evaluation unit is connected to the definition unit and to the output signal input, the evaluation unit having an evaluation signal output for outputting an evaluation result determined at the time of the evaluation.
  • the circuit arrangement and the driver are preferably arranged on a common microelectronic chip. This has the advantage that the remaining minimal dependencies on production parameters can be reduced further. For example, the influence of manufacturing parameters in components of the driver and the control circuit is the same with regard to the response to edges of input signals. For example, an external clock signal that is supplied to both the driver or an assembly connected upstream of the driver and the fixing unit does not have different effects.
  • the driver has a plurality of driver units which can be released or blocked individually, the combination of the released driver units determining the strength of the driver.
  • the driver units at least a first of the driver units and a second of the driver units are designed such that the first driver unit with half the strength of the second driver unit can contribute to the overall strength of the driver. This configuration allows setting the driver strength in equidistant
  • the evaluation unit is connected to a binary control unit for controlling the strength of the driver, the control unit being connected to the driver units in such a way that the first and second driver units can be controlled by binary control signals.
  • the control signals of the binary control unit no longer need to be converted in order to be able to control the driver units.
  • the binary control unit can have a binary counter, the counter reading of which is increased or decreased when the driver strength is to be changed. The counter reading then corresponds directly to the combination of released and blocked driver units.
  • the determination unit preferably has a delay stage for delaying a time signal in order to shift the evaluation point in time.
  • the time signal is, for example, a signal characterized by its length, which can be used in the manner described above.
  • the setting unit has a time signal unit for generating and / or receiving an evaluation time signal, the length of which at least partially corresponds to the time difference between the evaluation time and a triggering time which can be derived from the driver input signal.
  • the evaluation time is to be determined based on an event of the driver input signal or at a specific time of the driver input signal, there are basically any number of possibilities for determining the time of evaluation independently of operating conditions and Position parameters.
  • the length of a time interval the beginning of which is defined by the event of the driver input signal and the end of which defines the evaluation time.
  • part of the length of the time interval can be defined by the length of a time signal and another part can be specified by specifying a delay time (see above).
  • the length of the time interval does not have to be fixed, however, but can be changed, for example, by the user of the circuit arrangement.
  • a plurality of the time signals with different lengths can also be generated in order to have a plurality of time intervals available. In the latter case, a time interval can be assigned to one of several drivers to be controlled.
  • the setting unit is designed to receive and / or generate an input time signal, wherein the setting unit has a delay chain with a plurality of delay stages for delaying the input time signal and wherein outputs of the delay stages are connected to a logic unit which supplies the input time signal receives, so that evaluation time signals of different lengths are present at the outputs of the logic unit.
  • the different evaluation time signals can then be used in particular by a multiplexer to evaluate the driver strengths of a plurality of drivers.
  • the delay chain is connected to a synchronization unit for synchronizing an event of the input time signal with an event of the delayed input time signal. This ensures that the delay in the input time signals takes place in a defined manner and fluctuations due to changes in the operating conditions and influences of manufacturing parameters. Fluctuations can be corrected or are excluded.
  • At least one of the delay stages has a control input for supplying a control signal and the synchronization unit is connected to the control input in order to control the delay.
  • the synchronization unit can thus bring about the synchronization in the desired manner by controlling the delay stage. This allows, in particular after the start of operation of the
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a circuit arrangement for regulating the strength of a driver
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for a time signal generator according to FIGS. 1 and 2
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment for a driver that is scalable with regard to its strength, with a control unit for controlling the strength
  • FIG. 5 shows the time course of a control signal at the output of an event detector according to FIG. 1 or a comparator according to FIG. 2,
  • FIG. 6 shows the time profile of the output signal at the driver according to FIGS. 1 and 2 and the time profile of a time signal at the output of a delay unit according to FIGS. 1 and 2, 7 shows another time profile of the signal shown in FIG. 5, FIG. 8 different profiles of the signals shown in FIG. 6, FIG. 9a) time profiles of control signals at the output up to a driver strength control unit according to FIGS. 1 and FIG. 9d) Fig. 2,
  • FIG. 10 shows two temporal profiles of current strengths at the output of the driver according to FIG. 1 and FIG. 2 with different driver strengths
  • the control circuit 1 shows a control circuit 1 for controlling the strength of a driver 3.
  • the driver 3 is arranged together with the control circuit 1 on a microelectronic chip 4.
  • the control circuit 1 has a user input 16 for entering a user signal, which is used to control the driver 3 so that the driver 3 increases or decreases the voltage value at a driver output signal present at the driver output 8 to a predetermined value.
  • an input unit 15 is connected between the user input 16 and a driver input 6.
  • the input unit 15 is also connected to a system clock input 17 of the control circuit 1.
  • the driver output 8 is connected to an output contact 10 to which external capacitive loads, in the example of FIGS. 1 and 2 the load 2, can be connected. Furthermore, the driver output 8 is connected to the inverting input of a compa- rators 5 connected.
  • the comparator 5 also has a non-inverting input to which a reference voltage can be applied. The output of the comparator 5 is connected to an event detector 9.
  • the system clock input 17 serves to receive a clock signal, in particular to receive a clock signal with equidistant rectangular signals of the same length.
  • the system clock input 17 is also connected to the input of a time signal generator 13.
  • the output of the time signal generator 13 is in turn connected or connectable to the input of a delay unit 11.
  • the output of the delay unit 11 is connected to an input of the event detector 9.
  • An output of the event detector 9 is connected to the input of a driver strength control unit 7, the output of which is in turn connected to a control input of the driver 3.
  • the mode of operation of the control circuit 1 is as follows: If a trigger signal, for example a step-wise increasing voltage signal, is input at the user input 16, the input unit 15 receives the trigger signal and the system clock - signal. If the trigger signal is shifted in time with respect to the rising edge of the temporally nearest rectangular signal of the system clock signal, input unit 15 waits for the trigger signal to be output to driver 3 until the next rising edge of a rectangular signal of the system clock signal has arrived at input unit 15. In this way, the trigger signal is synchronized with the system clock. There is thus a temporal coupling between see the trigger signal present at driver input 6 and the system clock signal.
  • a trigger signal for example a step-wise increasing voltage signal
  • the system clock signal in turn is received by a clock signal source that is independent of operating conditions such as temperature and supply voltage.
  • a suitable clock signal source is in particular a system clock generator controlled by a quartz crystal.
  • driver 3 After driver 3 has received the trigger signal from input unit 15, driver 3, possibly with a delay, begins to increase the voltage at its driver output 8. Alternatively, in another embodiment, the driver 3 begins to lower the voltage at its driver output 8.
  • Vout reaches this value earlier, for example after 10.5 ns. This means that the strength of the driver 3 is too large and therefore unnecessarily large electromagnetic field strengths are generated by the Vout increasing too quickly.
  • the interferers associated therewith can disrupt the function of other assemblies on the chip 4 or electronic circuits arranged outside the chip 4.
  • the driver output signal Vout is therefore at the inverting input of the comparator 5 to regulate the driver strength created.
  • the reference voltage Vref which is present at the non-inverting input of the comparator 5, is set to the value 2.0 V (see horizontal broken line in FIG. 6). Therefore, when Vout reaches this value, the output signal of the comparator 5 changes from logic "high” to logic “low". In the example, this is the case after 10.5 ns.
  • the event detector 9 registers the change from "high” to "low” almost without delay, so that after about 10.5 ns the event "Vout reaches the reference voltage value" is determined there.
  • the trigger signal transmitted from the input unit 15 to the driver 3 is synchronized in time with the rising edge of a square-wave signal of the system clock signal.
  • the rising edge therefore reaches the time signal generator 13 at the same time that the trigger signal arrives at the driver 3.
  • the instantaneous signal generator 13 generates a secondary square-wave signal of a certain length without delay from the square-wave signal.
  • the length is predetermined and defines a part of the length of the time interval which should elapse from the input of the trigger signal on driver 3 to an evaluation time.
  • the secondary square wave has a length of 7.5 ns.
  • the delay unit 11 receives the secondary square-wave signal and delays its forwarding to the event detector by a predetermined delay time, which here is 5 ns.
  • the dashed line in FIG. 6 shows the inverted signal of the delayed secondary square-wave signal, which is output by the delay unit 11 to the event detector 9.
  • Edge of the square wave signal is coupled to the input unit 15 and to the time signal generator 13.
  • EDout had a voltage value that logically corresponds to the "high” state. After the evaluation time, EDout is now logically "low”. Therefore, as will be explained in more detail, the driver strength control unit 7 lowers the strength of the driver 3 by one level.
  • the entire control cycle is repeated every time a trigger signal arrives at driver input 6, in the example described in every system cycle. As described, this is always a point in time at which the rising edge of a square-wave signal is received at the time signal generator 13.
  • a further control cycle is shown in FIG. 6.
  • FIGS. 7 and 8 A later period of the same control phase is shown in FIGS. 7 and 8.
  • the numbers 14, 15 and 16, which indicate the 14th, 15th and 16th evaluation time, are plotted on the time axis. Accordingly, the 14th, 15th and 16th control cycle can be seen in FIGS. 7 and 8.
  • event detector 9 Up to and including the 14th control cycle, event detector 9 has always determined that Vout had reached the reference voltage before the time of evaluation. Accordingly, EDout (shown in FIGS. 5 and 7) has been logic “low” since the end of the first control cycle. For the first time in the 15th control cycle, Vout only reaches the reference voltage after the evaluation time. Therefore, EDout becomes logic “high” and the Driver 3 power increased again by one level.
  • Vout reaches the reference voltage again before the evaluation time, which is why EDout again becomes logic “low”.
  • the driver 3 has reached a state in which its strength fluctuates around a mean value with a small amplitude.
  • Driver 3 has five driver units 45a-45e.
  • the driver unit 45a has half the strength of the driver unit 45b, the driver unit 45b has half the strength of the driver unit 45c and so on.
  • the driver units 45a-45e can be activated or deactivated individually.
  • such a driver that is scalable in terms of its strength has n sub-drivers that can be activated individually.
  • the sub-drivers are implemented, for example, as MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors with insulated gate electrodes).
  • MOSFETs metal oxide semiconductor field effect transistors with insulated gate electrodes
  • driver 3 has five driver units 45a-45e, so that the strength of driver 3 is 31 steps. between the strength of the weakest driver unit 45a and the maximum strength of the driver 3 can be set. The difference in strength between two stages is equal to the strength of the weakest driver unit 45a.
  • the driver units 45a-45e each have three inputs.
  • a first input is identical to or connected to driver input 6.
  • a second input is a reset input 41 for resetting driver units 45a-45e to their initial state, which is preferably the state in which all driver units 45a-45e are activated.
  • a third input of the driver units 45a-45e is connected to the driver strength control unit 7 via a bit line 43a-43e. Via the bit lines 43a-43e, the driver strength control unit 7 can transmit a bit signal, i.e. a binary
  • the driver strength control unit 7 preferably has a binary five-digit counter, with states between the counter reading “0” and the counter reading “31” being possible accordingly. Counter reading “0” corresponds to "0” as a control signal on each of the bit lines 43a-43e, i.e. all driver units 45a-45e are activated. Counter reading “31” would accordingly correspond to the deactivated state of all driver units 45a-45e. However, this state does not make sense during operation of driver 3. Therefore, the highest permitted counter reading is “30”, which corresponds to the activation of only the weakest driver unit 45a.
  • the signal is logically "high” at the input of the driver strength control unit 7 at a given point in time after the evaluation time, the counter reading changes "1" lowered. Conversely, the counter reading is increased by "1” if the input signal logically corresponds to "low".
  • FIG. 9a) to d) show the binary signals at the output of the driver strength control unit 7, which are output to the driver units 45a-45d in the control phase described above.
  • the signal output to the driver unit 45e is logic "0" during the entire control phase, i.e. the driver unit 45e is always activated.
  • Fig. 9a) shows the binary signal output to the driver unit 45a via the bit line 43a
  • Fig. 9b) shows the signal output to the driver unit 45b via the bit line 43b, etc.
  • Fig. 9 (the horizontal axis) are Evaluation times of the first 16 control cycles marked. It can be seen that from the first to the 14th control cycle the sum signal of the four binary signals is increased by "1". This corresponds to a reduction in the driver strength of driver 3 by one step each. Only in the 15th control cycle is the sum signal lowered again by "1", which corresponds to the representation of the signal EDout in FIG. 7.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment for the time signal generator 13 (FIG. 1).
  • a delay chain 27 with five delay stages 29a-29e is provided.
  • the input of the delay stage 29a is connected to the system clock input 17.
  • the output of the delay stage 29a is connected to the input of the delay stage 29b and so on.
  • the output of the delay stage 29e is connected to an input of a phase detector 31.
  • Another input of the phase detector 31 is connected to the output of an inverter 35, the input of which is in turn connected to the system clock input 17.
  • An output of the phase detector 31 is connected to an input of a delay controller 33.
  • An output of the delay control 33 is connected to a control input 30a-30e of the delay stages 29a-29e.
  • the output of the inverter 35 is connected to an input of a NOR gate 37a-37d.
  • Another input of the NOR gates 37a-37d is connected to a corresponding output of one of the delay stages 29a-29d.
  • Outputs of the NOR gates 37a-37d are connected to the time signal output 14 of the time signal generator 13. Another connection exists directly between the system clock input 17 and the time signal output 14.
  • a multiplexer control 25 allows each of the five partial outputs of the time signal output 14 to be connected individually to a connecting line connection.
  • the connecting line connection leads in particular to the delay unit 11 (FIG. 1).
  • a square-wave signal arrives at the system clock input 17, it is passed through the delay chain 27.
  • Each of the delay stages 29a-29e delays the square wave signal by the same amount of time.
  • the rising edge of the square-wave signal delayed five times arrives at the phase detector 31.
  • the phase detector 31 determines whether this rising edge is received simultaneously or before or after the falling edge of the inverted square-wave signal received by the inverter 35.
  • a corresponding signal is output to the delay control 33, which in turn sets the delay via a control signal to the inputs 30a-30e of the delay stages 29a-29e such that the time interval between the arrival of the two Flanks on the phase detector 31 becomes smaller and / or disappears.
  • the two edges then arrive simultaneously at the phase detector 31. In this state, four rectangular pulses delayed by 1/5 the length of the rectangular pulse at the system clock input 17 are then available at the outputs of the delay stages 29a-29d.
  • NOR logical non-OR link
  • one of the time signals of different lengths can thus be tapped to determine the time of evaluation, the start of the time signal being synchronized with the start or the rising edge of the undelayed square-wave signal.
  • this gives the option of specifying a different evaluation time and thus changing the strength of the driver 3.
  • several of the drivers 3 can be controlled with the time signals of the time signal generator 13, the controlled drivers also being able to tap part or all of the same time signal. In this way, the area of an integrated circuit can be kept significantly smaller than would be the case with one time signal generator per driver.
  • time signal generator 13 A significant advantage of the time signal generator 13 described is the exact generation of time signals, the length of which is clearly specified by an external square wave signal. Furthermore, the starting time of the various Time signals synchronized. It can therefore be influenced by
  • Manufacturing parameters and operating conditions reliably generate the respective time signal of the desired length.
  • the described DLL circuit (Delay-Locked Loop) allows the pulse length to be divided for a given pulse length of a pulse signal present at its input, for example the square-wave signal.
  • the length of the external pulse therefore does not limit the possibilities when determining the time of evaluation.
  • the system clock signal of a high-precision external system clock can be used as an input signal. Since the lengths of the square-wave signals or the pulse lengths of such a clock signal match with high precision and are independent of manufacturing parameters and operating conditions, the evaluation point can be done by itself
  • frequency dividers can also be provided, which can also divide the frequency of the external system clock signal or multiply the length of the pulse durations independently of manufacturing parameters and operating conditions.
  • a delay unit such as the delay unit 11 in Fig. 1
  • a time interval of any length can be specified, the beginning of which is determined by the input of the trigger signal to the driver to be controlled and at the end of which Evaluation time is.
  • the time signal generator can only consist of a signal line that passes an external time signal, for example to the delay unit 11. ne such solution is useful if no time signals are required that are shorter than the length of the external
  • the rising edge of the square-wave signal present at the system clock input 17 is delayed in the manner described by the delay chain 27, but the falling edge of the square-wave signal is not or only slightly delayed.
  • this development there is no risk of overlapping a delayed time signal at the output of delay stage 29e with a non-delayed time signal following the delayed time signal, the associated inverted signal of which could be present at the output of inverter 35. Malfunctions can thus be avoided precisely when the delay time has not yet been set in the desired manner by the delay controller 33. It is therefore guaranteed that the delay time can always be set correctly.
  • FIG. 10 and 11 show the currents or voltages at driver output 8 at the beginning of the control phase and after the 14th control cycle.
  • the line shown with short dashes corresponds to the current at the beginning of the regulation phase
  • the curve shown with uniformly long dashes corresponds to the voltage at the beginning of the regulation phase. It can be seen that both the temporal increase in the current and the value of the maximum flowing current could be reduced by the regulation (FIG. 10). This corresponds to the flatter rise in the voltage at driver output 6 (FIG. 11).
  • the designation "t a " in FIG. 11 marks the point in time at which the trigger signal arrives at driver input 6.
  • FIG. 21 An alternative embodiment of a control circuit is shown in FIG.
  • the control circuit 21 is largely correct with the control circuit 1 (Fig. 1).
  • the control circuit 1 Fig. 1
  • Comparator 5 and the event detector 9 replaced by a triggerable comparator 19.
  • An inverting input of the triggerable comparator 19 is connected to the driver output 8.
  • a reference voltage can be applied or applied to the non-inverting input of the triggerable comparator 19.
  • the triggerable comparator 19 has a trigger input which is connected to the output of the delay unit 11.
  • the control circuit 21 operates as follows: The triggerable comparator 19 is triggered by the falling edge of the time signal present at the output of the delay unit 11, i.e. the time at which the edge is applied to the trigger input is the time of evaluation. At this time, a comparison is made as to whether the output voltage at driver output 8 is greater than, equal to or less than the reference voltage. Accordingly, a control signal is output at the output of the triggerable comparator 19, which is either logically "high” or "low".
  • a strength control of a driver can also be implemented in a corresponding manner, which driver can generate both rising and falling edges.
  • the strength of the driver for falling edges and for rising edges can be the same or different. Accordingly, it is possible to set the strength of the driver by means of a single driver strength control unit 7, or a plurality of the driver strength control units 7 can be provided. Different strengths of the driver can also be set by a single driver strength control unit 7, for example by using a multiplexer, which sequentially applies the output signal of the driver strength control unit to different control inputs of the driver.
  • the invention enables a driver strength control to be implemented which means only low circuit complexity. There is great freedom in specifying the time of evaluation. Furthermore, the inertia of the driver can be taken into account and the value of the driver output signal at the time of evaluation can be freely selected. It is therefore not necessary to define the desired slope of the output signal using certain percentage values of the maximum increase.

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Abstract

A method and device for controlling the power of a driver, in particular a pad driver for highly integrated electronic circuits, whereby an evaluation time point, temporally coupled with the driver input signal is determined, in particular recurrently, during each system cycle. Said evaluation time point is used to determine whether the power of the driver is to be changed or can be retained.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung der Stärke eines TreibersMethod and device for assessing the strength of a driver
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Beurteilen der Stärke eines Treibers, insbesondere eines Padtreibers für hochintegrierte elektronische Schaltungen, wobei der Treiber, ausgelöst durch ein Treibereingangs- signal, einen Wert eines Treiberausgangssignals erhöht oder erniedrigt .The invention relates to a method and a circuit arrangement for assessing the strength of a driver, in particular a pad driver for highly integrated electronic circuits, the driver, triggered by a driver input signal, increasing or decreasing a value of a driver output signal.
Im Zusammenhang mit elektronischen Schaltungen werden sogenannte Treiber eingesetzt, um SpannungsSignale zu erzeugen, die meist einen hohen und einen niedrigen Spannungswert haben können und daher als binäre Signale interpretierbar sind. Weiterhin können die Treiber dazu verwendet werden, durch Erzeugen eines Spannungsanstieges oder eines Spannungsabfalls innerhalb kurzer Zeit in anderen elektronischen Baugruppen oder Schaltungen Vorgänge auszulösen. In beiden Fällen wird von einem geeigneten Treiber gefordert, daß der Wert seines Ausgangssignals sich in einer vorgegebenen maximalen Zeitspanne auf ein bestimmtes Niveau erhöhen oder erniedrigen können muß. In heutigen digitalen Schaltungen treten Datenraten z.B. von mehreren zehn Millionen Bits pro Sekunde auf. Das Treiberkonzept bietet sich bei heutigen Technologien besonders für Flankenzeiten von ca. 10 ns bis 50 ns an.In connection with electronic circuits, so-called drivers are used to generate voltage signals that can usually have a high and a low voltage value and can therefore be interpreted as binary signals. Furthermore, the drivers can be used to trigger processes in other electronic assemblies or circuits within a short time by generating a voltage rise or a voltage drop. In both cases, a suitable driver requires that the value of its output signal must be able to increase or decrease to a certain level within a predetermined maximum time period. In today's digital circuits, data rates occur e.g. from tens of millions of bits per second. With today's technologies, the driver concept is particularly suitable for edge times from approx. 10 ns to 50 ns.
Treiber können Bestandteil der mit den AusgangsSignalen des jeweiligen Treibers zu betreibenden Schaltungen sein oder durch eine separate Schaltung realisiert werden. In letzterem Fall kann ein Treiber dazu dienen, Ausgangssignale für eine Mehrzahl zu betreibender Schaltungen bereitzustellen. In der Mikroelektronik werden sogenannte Padtreiber (Ausgangskontakt- Treiber) eingesetzt, die dem Betrieb integrierter Schaltungen wie Mikrocontroller, Mikroprozessoren, ASICs, Speicherbausteine oder dergleichen mikroelektronischer Bauelemente dienen. Derartige Schaltungen stellen unterschiedlich große, meist kapazitive Lasten für den Treiber dar, so daß unterschiedlich starke elektrische Ströme erforderlich sind, um den gewünschten Spannungsanstieg oder Spannungsabfall zu erzeugen. Üblicherweise wird die Stärke eines Treibers, also die Fähigkeit, eine bestimmte Last in einer bestimmten Zeit mit dem gewünschten Signal anzusteuern, auf die ungünstigsten Betriebsbedin- gungen (worst case) ausgelegt. Zu den Betriebsbedingungen gehören außer der Lastgröße der zu betreibenden Schaltung unter anderem auch die Versorgungsspannung des Treibers und die Umgebungstemperatur. Weiterhin gibt es bei der Herstellung von Treibern ein und desselben Typs Schwankungen, die zu unter- schiedlichen Treiberstärken führen.Drivers can be part of the circuits to be operated with the output signals of the respective driver or can be implemented by a separate circuit. In the latter case, a driver can serve to provide output signals for a plurality of circuits to be operated. In microelectronics, so-called pad drivers (output contact drivers) are used to operate integrated circuits such as microcontrollers, microprocessors, ASICs, memory chips or the like serve microelectronic components. Such circuits represent differently sized, mostly capacitive loads for the driver, so that differently strong electrical currents are required in order to generate the desired voltage increase or voltage drop. Usually the strength of a driver, ie the ability to control a certain load with the desired signal in a certain time, is designed for the worst case operating conditions (worst case). In addition to the load size of the circuit to be operated, the operating conditions also include the driver's supply voltage and the ambient temperature. Furthermore, there are fluctuations in the manufacture of drivers of the same type, which lead to different driver strengths.
Insbesondere bei elektronischen Steuerungen von Kraftfahrzeugen, in denen zunehmend mikroelektronische Bauelemente eingesetzt werden, kommt es zu extremen Schwankungen der Umgebungs- temperatur der Elektronik. Zum Beispiel muß die elektronischeParticularly in the case of electronic controls of motor vehicles, in which microelectronic components are increasingly being used, there are extreme fluctuations in the ambient temperature of the electronics. For example, the electronic
Steuerung bei Temperaturen von -40°C bis zu 140°C funktionieren.Controls work at temperatures from -40 ° C to 140 ° C.
Wenn die Stärke eines Treibers auf den ungünstigsten Fall aus- gelegt ist, ist der Treiber (außerhalb des worst case) in der Regel zu stark, d.h. es treten unnötig große Stromstärken und unnötig kurze Anstiegs- bzw. Abfallzeiten eines Spannungssignals auf. Die Folge sind unnötig große Feldstärken des elektromagnetischen Feldes, das bei der Generierung des Trei- ber-AusgangsSignals erzeugt wird. Derartige elektromagnetischeIf the strength of a driver is designed for the worst case, the driver (outside the worst case) is usually too strong, i.e. unnecessarily large currents and unnecessarily short rise and fall times of a voltage signal occur. The result is unnecessarily large field strengths of the electromagnetic field that is generated when the driver output signal is generated. Such electromagnetic
Felder können sich aber störend auf die Funktionsfähigkeit von elektronischen Schaltungen auswirken und führen im Extremfall zum Ausfall oder sogar zur Zerstörung. Um die Stärke eines Treibers an die jeweilige Lastkapazität eines mit dem Treiber zu betreibenden Bauelements anzupassen, wird in DE 44 41 523 Cl eine digitale Treiberschaltung mit einer Ausgangsstufe vorgeschlagen, wobei die Ausgangsstufe we- nigstens zwei zueinander parallel geschaltete, Ausgangstransistoren aufweisende Ausgangszweige hat. Weiterhin sind ein Steuermittel zum Ansteuern der Ausgangsstufe und eine Eingabevorrichtung zur Eingabe einer Maßzahl vorgesehen. Der Nutzer, beispielsweise der Käufer eines Padtreibers, kann nun eine Maßzahl eingeben, so daß die Stärke der digitalen Treiberschaltung durch Ansteuern der Ausgangsstufe an die jeweilige Lastkapazität des zu betreibenden Bauelements angepaßt wird. Ferner weist die digitale Treiberschaltung eine Meßvorrichtung auf, um die Abhängigkeit der Stärke des Treibers von Größen wie Prozeßparameter, beispielsweise Oxidschichtdicken oder sonstige Parameter, die aufgrund des Herstellungsprozesses der Treiberschaltung Schwankungen unterworfen sind, zu berücksichtigen. Ferner können die VersorgungsSpannung der Treiberschaltung und die Temperatur berücksichtigt werden. Die Meßvorrich- tung weist einen oder mehrere Meßtransistoren auf, die an dieHowever, fields can interfere with the functionality of electronic circuits and, in extreme cases, lead to failure or even destruction. In order to adapt the strength of a driver to the respective load capacitance of a component to be operated with the driver, DE 44 41 523 C1 proposes a digital driver circuit with an output stage, the output stage having at least two output branches which are connected in parallel and have output transistors. Furthermore, a control means for controlling the output stage and an input device for inputting a measure number are provided. The user, for example the buyer of a pad driver, can now enter a number so that the strength of the digital driver circuit is adapted to the respective load capacity of the component to be operated by driving the output stage. Furthermore, the digital driver circuit has a measuring device in order to take into account the dependence of the strength of the driver on variables such as process parameters, for example oxide layer thicknesses or other parameters which are subject to fluctuations due to the manufacturing process of the driver circuit. Furthermore, the supply voltage of the driver circuit and the temperature can be taken into account. The measuring device has one or more measuring transistors connected to the
VersorgungsSpannung der Treiberschaltung angeschlossen sind. Der oder die Meßtransistoren müssen jedoch so angeordnet und ausgelegt sein, daß der Transistorstrom unter Bedingungen gemessen wird, die im wesentlichen den Bedingungen entsprechen, die für die Ausgangszweige der Treiberschaltung gültig sind.Supply voltage of the driver circuit are connected. However, the measuring transistor (s) must be arranged and designed such that the transistor current is measured under conditions which essentially correspond to the conditions which apply to the output branches of the driver circuit.
Um die Faktoren, die die Stärke des Treibers beeinflussen, berücksichtigen zu können, sind daher zwei verschiedene Einrichtungen vorgesehen, die Eingabevorrichtung und die Meßvorrich- tung. Der fertigungstechnische Aufwand ist daher verhältnismäßig groß. Ferner ist nicht gewährleistet, daß die Meßvorrichtung auch tatsächlich denselben Herstellungs- und Betriebsbedingungen ausgesetzt ist wie die Ausgangszweige des Treibers. Aus US 4,567,378 ist ein Padtreiber bekannt, der mit einemIn order to be able to take into account the factors that influence the strength of the driver, two different devices are therefore provided, the input device and the measuring device. The production engineering effort is therefore relatively large. Furthermore, there is no guarantee that the measuring device will actually be exposed to the same manufacturing and operating conditions as the output branches of the driver. From US 4,567,378 a pad driver is known, which with a
Rampengenerator zur Generierung eines rampenartig ansteigenden oder abfallenden Referenzsignals dient. Das rampenartige Referenzsignal wird durch Laden oder Entladen eines Kondensa- tors erzeugt, wobei der Kondensator an eine Versorgungsspannung anschließbar ist bzw. von dieser abgekoppelt werden kann. US 4,567,378 lehrt zu vergleichen, ob das Ausgangssignal des Treibers schneller oder langsamer ansteigt bzw. abfällt als das rampenartige Referenzsignal. Dementsprechend kann ein Steuersignal erzeugt werden, damit der Treiber einen schnelleren oder langsameren Anstieg bzw. Abfall seines Ausgangs- signals produziert.Ramp generator is used to generate a ramp-like rising or falling reference signal. The ramp-like reference signal is generated by charging or discharging a capacitor, wherein the capacitor can be connected to a supply voltage or can be decoupled from it. US 4,567,378 teaches to compare whether the output signal of the driver rises or falls faster or slower than the ramp-like reference signal. Accordingly, a control signal can be generated so that the driver produces a faster or slower rise or fall in its output signal.
Durch dieses Konzept kann die Treiberstärke an unterschiedli- ehe kapazitive Lasten angepaßt werden. Jedoch ist das rampenartige Referenzsignal den Einflüssen von Schwankungen der Prozeßparameter bei seiner Herstellung unterworfen. Insbesondere kann der Kondensator des Rampengenerators unterschiedliche Kapazitätswerte erhalten und können Transistoren zur Steuerung des Auf- und Entladens des Kondensators je nach Herstellungsprozeß unterschiedlich ausfallen. Weiterhin wird der Kondensator unter Verwendung einer VersorgungsSpannung aufgeladen. Das rampenartige Referenzsignal ist somit auch von der Versorgungsspannung abhängig.With this concept, the driver strength can be adapted to different capacitive loads. However, the ramp-like reference signal is subject to the influences of fluctuations in the process parameters during its manufacture. In particular, the capacitor of the ramp generator can receive different capacitance values and transistors for controlling the charging and discharging of the capacitor can be different depending on the manufacturing process. Furthermore, the capacitor is charged using a supply voltage. The ramp-like reference signal is therefore also dependent on the supply voltage.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglichen, die Stärke eines Treibers unabhängig von Betriebsbedingungen, wie z.B. Umgebungstemperatur und Versor- gungsSpannung, und unabhängig von Schwankungen von Prozeßparametern des Herstellungsprozesses auf einen gewünschten Wert einzustellen.The object of the present invention is to provide a method and a circuit arrangement of the type mentioned at the outset which make it possible to determine the strength of a driver independently of operating conditions, such as e.g. Ambient temperature and supply voltage, and regardless of fluctuations in process parameters of the manufacturing process to a desired value.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 1 und durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .The object is achieved by a method with the features of claim 1 and by a circuit arrangement with the features of claim 12 solved. Further developments are the subject of the dependent claims.
Ein wesentlicher Gedanke der vorliegenden Erfindung liegt dar- in, einen mit dem Treibereingangssignal zeitlich gekoppelten AuswertungsZeitpunkt zu ermitteln. Unter Verwendung des Aus- wertungszeitpunktes wird dann ausgewertet, ob die Stärke des Treibers einer Vorgabe entspricht . Beispielsweise kann dann der Wert des Treiberausgangssignals beeinflußt werden, d.h. die Treiberstärke geändert werden, oder es kann ein anderer Treiber ausgewählt werden.An essential idea of the present invention is to determine an evaluation time which is temporally coupled to the driver input signal. Using the time of evaluation, it is then evaluated whether the strength of the driver corresponds to a specification. For example, the value of the driver output signal can then be influenced, i.e. the driver strength can be changed or another driver can be selected.
Unter Kopplung des Auswertungszeitpunktes mit dem Treibereingangssignal wird verstanden, daß anknüpfend an ein Ereignis oder einen anderweitig feststellbaren Zeitpunkt des Treibereingangssignals eindeutig der AuswertungsZeitpunkt bestimmt werden kann. Beispielsweise wird durch eine steigende Flanke des Treibereingangssignals der Treiber getriggert, den Wert seines AusgangsSignals zu erhöhen. Das Ereignis, an das der Auswertungszeitpunkt anknüpft ist dann der Anstieg des Treibereingangssignals. Insbesondere liegt dann der Auswertungszeitpunkt um ein Zeitintervall vorgegebener Länge nach dem Zeitpunkt, zu dem das Treibereingangssignal bei seinem Anstieg einen bestimmten Schwellwert erreicht hat.Coupling the time of evaluation with the driver input signal is understood to mean that, based on an event or a time of the driver input signal that can be determined in some other way, the time of evaluation can be clearly determined. For example, the driver is triggered by a rising edge of the driver input signal to increase the value of its output signal. The event to which the evaluation time point is then the rise in the driver input signal. In particular, the time of evaluation is then a time interval of a predetermined length after the time at which the driver input signal has reached a certain threshold value when it rises.
Die Kopplung des Auswertungszeitpunktes mit dem Treibereingangssignal kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Eine Möglichkeit ist, daß das Treibereingangssignal sowohl dem Treiber als auch einer Festlegungseinheit zur Festlegung des Auswertungszeitpunktes zugeführt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, ein externes Taktsignal eines Systemtaktes zu verwenden. Das Treibereingangssignal wird dann mit einem Ereignis des Taktsignals synchronisiert, so daß an dieses Ereignis anknüpfend der Auswertungszeitpunkt ermittelt werden kann. Allgemein kann das bei der Ermittlung des AuswertungsZeitpunktes verwendete Signal ein mit dem Treibereingangssignal gekoppeltes periodisches Signal sein. Derartige periodische Signale können besonders präzise mit konstanter Periodendauer bzw. Frequenz erzeugt werden, etwa durch einen externen Schwingquarz . Beim Betrieb mikroelektronischer Schaltungen ist ein derartiges periodisches Signal, meist ein Taktsignal, üblicherweise ohnehin vorhanden.The coupling of the evaluation time with the driver input signal can be implemented in different ways. One possibility is that the driver input signal is supplied to both the driver and a determination unit for determining the time of evaluation. Another possibility is to use an external clock signal of a system clock. The driver input signal is then synchronized with an event of the clock signal, so that the time of evaluation can be determined based on this event. In general, the signal used in determining the evaluation time can be a periodic signal coupled to the driver input signal. Such periodic signals can be generated particularly precisely with a constant period or frequency, for example by an external quartz crystal. When operating microelectronic circuits, such a periodic signal, usually a clock signal, is usually present anyway.
Ein wesentlicher Vorteil der Kopplung des Treibereingangs-A major advantage of coupling the driver input
Signals mit dem Auswertungszeitpunkt liegt darin, daß der Auswertungszeitpunkt unabhängig von den Betriebsbedingungen des Treibers, wie Umgebungstemperatur und VersorgungsSpannung, und unabhängig von Schwankungen der Herstellungsparameter bei der Herstellung des Treibers ermittelt werden kann. Natürlich ist es möglich, daß geringfügige Abhängigkeiten von Herstellungs- parametern und Betriebsbedingungen auch bei der Ermittlung des Auswertungszeitpunktes bestehen. Jedoch können diese Abhängigkeiten ohne großen technischen Aufwand vernachlässigbar klein gehalten werden. Beispielsweise kann der Auswertungszeitpunkt ausgehend von einem Ansteuerungszeitpunkt des Treibereingangs- Signals ermittelt werden, wobei ein Zeitintervall vorgegeben wird, das zu dem Ansteuerungszeitpunkt beginnt und durch dessen Ende der AuswertungsZeitpunkt definiert ist. Ein derarti- ges Zeitintervall kann, wie noch beispielhaft detailliert beschrieben wird, präzise und unabhängig von Betriebs- und Herstellungsbedingungen generiert werden. Insbesondere wird zumindest ein Teil des Zeitintervalls durch Vorgeben einer festen Verzögerungszeit vorgegeben. Hierdurch können beispiels- weise Verzögerungen berücksichtigt werden, die auftreten, wenn der Treiber angesteuert worden ist, bis er damit beginnt, den Wert seines Treiberausgangssignals zu ändern. Vorzugsweise ist die feste Verzögerungszeit zwar in Zusammenhang mit der Steuerung eines bestimmten Treibers fest, jedoch einstellbar, um auch andere Treiber in geeigneter Weise ansteuern zu können. Bei der Ermittlung des Auswertungszeitpunktes kann es nicht nur wie in dem zuvor dargestellten Fall, sondern auch sonst nützlich sein, ein Zeitintervall zu generieren, an dessen Ende der Auswertungszeitpunkt liegt. Vorzugsweise wird hierzu die Periodendauer und oder die Frequenz eines periodischen Signals, etwa des oben genannten Taktsignals eines Systemtaktes, verwendet .The signal with the evaluation time lies in the fact that the evaluation time can be determined independently of the operating conditions of the driver, such as ambient temperature and supply voltage, and independently of fluctuations in the production parameters during the production of the driver. Of course, it is possible that there are slight dependencies on manufacturing parameters and operating conditions when determining the time of evaluation. However, these dependencies can be kept negligibly small without great technical effort. For example, the time of evaluation can be determined on the basis of a time of activation of the driver input signal, a time interval being specified which begins at the time of activation and the end of which defines the time of evaluation. Such a time interval, as will be described in detail by way of example, can be generated precisely and independently of operating and manufacturing conditions. In particular, at least part of the time interval is specified by specifying a fixed delay time. In this way, delays can be taken into account, for example, which occur when the driver has been activated until it begins to change the value of its driver output signal. The fixed delay time is preferably fixed in connection with the control of a specific driver, but is adjustable so that other drivers can also be controlled in a suitable manner. When determining the time of evaluation, it may not only be useful, as in the case described above, but also otherwise, to generate a time interval at the end of which the time of evaluation lies. For this purpose, the period and or the frequency of a periodic signal, such as the above-mentioned clock signal of a system clock, is preferably used.
Insbesondere wird aus dem periodischen Signal ein Zeitsignal generiert, dessen Länge ein Vielfaches oder ein Bruchteil der Periodendauer ist und dessen Länge zumindest einen Teil der Länge des Zeitintervalls festlegt. Besonders einfach ist die Generierung eines derartigen ZeitSignals, wenn das periodische Signal regelmäßig wiederkehrend ein Zeitsignal bestimmter Länge enthält. Im allereinfachsten Fall kann dann sogar die Generierung eines Zeitsignals unterbleiben und kann eines der in dem periodischen Signal enthaltenen Zeitsignale zur Ermittlung des Auswertungszeitpunktes verwendet werden. Insbesondere kann der Beginn des Zeitsignals mit einem Ereignis des Treibereingangssignals, etwa einer Flanke, synchronisiert werden. Um aber Zeitsignale unterschiedlicher Länge generieren zu können, und damit den Auswertungszeitpunkt wahlweise unterschiedlich festlegen zu können, wird bevorzugt, eine Mehrzahl von Zeit- Signalen unterschiedlicher Länge aus einem vorhandenen Zeit- signal zu generieren.In particular, a time signal is generated from the periodic signal, the length of which is a multiple or a fraction of the period and the length of which defines at least part of the length of the time interval. The generation of such a time signal is particularly simple if the periodic signal contains a time signal of a certain length that is regularly repeated. In the simplest case, the generation of a time signal can then even be omitted and one of the time signals contained in the periodic signal can be used to determine the time of evaluation. In particular, the start of the time signal can be synchronized with an event of the driver input signal, for example an edge. However, in order to be able to generate time signals of different lengths, and thus to be able to determine the time of evaluation differently, it is preferred to generate a plurality of time signals of different lengths from an existing time signal.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Treiber eine Mehrzahl von Treibereinheiten auf, die einzeln frei- gegeben oder gesperrt werden können, und bestimmt durch dieIn a particularly preferred embodiment, the driver has a plurality of driver units, which can be released or blocked individually, and determined by the
Kombination der freigegebenen Treiber die Stärke des Treibers. In diesem Fall können, abhängig von dem unter Verwendung des AuswertungsZeitpunktes erhaltenen Auswertungsergebnis ein oder mehrere Treibereinheiten freigegeben und/oder gesperrt werden, sofern dies erforderlich ist. Beim Betrieb mikroelektronischer Bauelemente erzeugt ein Treiber üblicherweise nicht nur einmal, sondern immer wieder ein Ausgangssignal . Hierzu wird der Treiber immer wieder angesteu- ert (getriggert) . Insbesondere für diesen Fall wird vorgeschlagen, daß die Beurteilung, ob die Stärke des Treibers beibehalten werden kann, in einer ersten Zeitphase, beispielsweise einer Anfangsphase, mehrfach durchgeführt wird. Nach der ersten Zeitphase muß die Auswertung jedoch nicht ständig wie- derholt werden, da eine geeignete Treiberstärke bereits gefunden wurde bzw. eingestellt wurde. Es reicht dann aus, die Auswertung zur Überprüfung einer geeigneten Treiberstärke in vorgegebenen größeren Zeitabständen zu wiederholen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn ein und dieselbe Steuerschal- tung zum Steuern der Stärken von mehreren Treibern eingesetzt wird. Nach der Anfangsphase kann die Steuerschaltung somit eine Vielzahl der Treiber überwachen, beispielsweise jeweils einen Treiber in einem Systemtakt .Combination of released drivers is the strength of the driver. In this case, depending on the evaluation result obtained using the evaluation time, one or more driver units can be released and / or blocked, if this is necessary. When operating microelectronic components, a driver usually generates an output signal not only once, but again and again. To do this, the driver is repeatedly activated (triggered). In this case in particular, it is proposed that the assessment of whether the strength of the driver can be maintained is carried out several times in a first time phase, for example an initial phase. However, the evaluation does not have to be repeated after the first time phase, since a suitable driver strength has already been found or has been set. It is then sufficient to repeat the evaluation in order to check a suitable driver strength at predetermined larger time intervals. This is particularly advantageous if one and the same control circuit is used to control the strengths of several drivers. After the initial phase, the control circuit can thus monitor a large number of the drivers, for example one driver in each system cycle.
Der AuswertungsZeitpunkt kann in unterschiedlicher Weise bei der gewünschten Auswertung der Treiberstärke verwendet werden. Bei einer Ausführungsform wird ausgewertet, ob ein aus dem Treiberausgangssignal erhaltenes Sekundärsignal und/oder ein Ereignis des Treiberausgangssignals vor, an und/oder nach dem AuswertungsZeitpunkt vorliegt bzw. eintritt. Hierfür wird beispielsweise ein Ereignisdetektor eingesetzt, der ausgestaltet ist festzustellen, welches Signal früher vorliegt bzw. an ihm anliegt bzw., ob das Ereignis vor, an und/oder nach dem Auswertungszeitpunkt eintritt. Das Sekundärsignal wird insbeson- dere unter Verwendung eines Komparators erzeugt, der einen ersten Komparatoreingang zum Empfangen des Treiberausgangs- Signals und einen zweiten Komparatoreingang zum Empfangen eines Referenzsignals hat. Der Komparator ist ausgestaltet, ein Ereignissignal auszugeben, wenn das Treiberausgangssignal ei- nen Wert erreicht und/oder überschreitet und/oder unterschrei- tet, der durch das Referenzsignal vorgegeben ist. Der Kompara- tor ist mit dem Ereignisdetektor verbunden, um das Ereignissignal als Sekundärsignal an diesen auszugeben.The time of evaluation can be used in different ways when evaluating the driver strength. In one embodiment, it is evaluated whether a secondary signal obtained from the driver output signal and / or an event of the driver output signal is present or is occurring before, at and / or after the evaluation time. For this purpose, an event detector is used, for example, which is designed to determine which signal is present earlier or is present at it, or whether the event occurs before, at and / or after the evaluation time. The secondary signal is generated in particular using a comparator which has a first comparator input for receiving the driver output signal and a second comparator input for receiving a reference signal. The comparator is designed to output an event signal when the driver output signal reaches and / or exceeds and / or falls below a value. tet, which is predetermined by the reference signal. The comparator is connected to the event detector in order to output the event signal to it as a secondary signal.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zu dem AuswertungsZeitpunkt der Wert des Treiberausgangssignals ausgewertet. Hierzu ist insbesondere eine Auswertungseinheit vorgesehen, die einen triggerbaren Komparator aufweist. Der triggerbare Komparator ist mit einer Festlegungseinheit zur Fest- legung des Auswertungszeitpunktes verbunden. Weiterhin hat der triggerbare Komparator einen ersten Komparatoreingang zum Empfangen des TreiberausgangsSignals und einen zweiten Komparatoreingang zum Empfangen eines Referenzsignals. Zum Auswertungszeitpunkt wird der triggerbare Komparator angetriggert und wertet aus, ob der Wert des TreiberausgangsSignals kleiner, gleich oder größer als ein Wert des Referenzsignals ist. Das Referenzsignal ist insbesondere ein Spannungssignal mit einem zeitlich konstanten Spannungswert.In a particularly preferred embodiment, the value of the driver output signal is evaluated at the time of the evaluation. For this purpose, in particular an evaluation unit is provided which has a triggerable comparator. The triggerable comparator is connected to a determination unit for determining the time of evaluation. Furthermore, the triggerable comparator has a first comparator input for receiving the driver output signal and a second comparator input for receiving a reference signal. At the time of the evaluation, the triggerable comparator is triggered and evaluates whether the value of the driver output signal is less than, equal to or greater than a value of the reference signal. The reference signal is in particular a voltage signal with a voltage value that is constant over time.
Beide zuvor beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen haben den Vorteil, mit minimalem Herstellungsaufwand realisiert werden zu können. Es ist lediglich eine einfache Rückkopplung und Auswertung des TreiberausgangsSignals unter Verwendung des AuswertungsZeitpunktes erforderlich. Gerade in der gerätetech- nisch einfachen Lösung liegt aber auch die Stärke: Es wird unmittelbar das Ausgangssignal des Treibers ausgewertet.Both of the embodiments described above by way of example have the advantage of being able to be implemented with minimal production outlay. All that is required is simple feedback and evaluation of the driver output signal using the evaluation time. However, the strength lies in the simple technical solution: the driver's output signal is evaluated immediately.
Ermöglicht wurde dies durch die Erfindung, der die wesentliche Erkenntnis zugrundeliegt, daß eine von Betriebsbedingungen und Herstellungsparametern unabhängige Auswertung dann möglich ist, wenn ein mit dem Treibereingangssignal gekoppelter Auswertungszeitpunkt ermittelt wird, der wiederum unabhängig von den Betriebsbedingungen und den Herstellungsparametern ist. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung weist insbesondere einen Eingangssignaleingang zum Empfangen eines mit dem Treibereingangssignal gekoppelten EingangsSignals und einen Ausgangssignaleingang zum Empfangen des Treiberausgangssignals auf. Weiterhin ist eine Festlegungseinheit zur Festlegung eines AuswertungsZeitpunktes vorgesehen, die mit dem Eingangs- signaleingang verbunden ist. Außerdem ist eine Auswertungseinheit zur Auswertung vorgesehen, ob die Stärke des Treibers einer Vorgabe entspricht. Die Auswertungseinheit ist mit der Festlegungseinheit und mit dem Ausgangssignaleingang verbunden, wobei die Auswertungseinheit einen Auswertungssignalausgang zum Ausgeben eines zu dem AuswertungsZeitpunkt ermittelten Auswertungsergebnisses aufweist.This was made possible by the invention, which is based on the essential finding that an evaluation independent of operating conditions and manufacturing parameters is possible if an evaluation time coupled with the driver input signal is determined, which in turn is independent of the operating conditions and the manufacturing parameters. The circuit arrangement according to the invention in particular has an input signal input for receiving an input signal coupled to the driver input signal and an output signal input for receiving the driver output signal. Furthermore, a definition unit for determining an evaluation time is provided, which is connected to the input signal input. In addition, an evaluation unit is provided for evaluating whether the strength of the driver corresponds to a specification. The evaluation unit is connected to the definition unit and to the output signal input, the evaluation unit having an evaluation signal output for outputting an evaluation result determined at the time of the evaluation.
Vorzugsweise sind die Schaltungsanordnung und der Treiber auf einem gemeinsamen mikroelektronischen Chip angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß verbleibende minimale Abhängigkeiten von Herstellungsparametern weiter reduziert werden können. Beispielsweise ist der Einfluß von Herstellungsparametern bei Bauteilen des Treibers und der Steuerschaltung hinsichtlich der Reaktion auf Flanken von Eingangssignalen gleich. So wirkt sich beispielsweise ein externes Taktsignal, das sowohl dem Treiber oder einer dem Treiber vorgeschalteten Baugruppe zugeführt wird, als auch der Festlegungseinheit zugeführt wird, nicht unterschiedlich aus.The circuit arrangement and the driver are preferably arranged on a common microelectronic chip. This has the advantage that the remaining minimal dependencies on production parameters can be reduced further. For example, the influence of manufacturing parameters in components of the driver and the control circuit is the same with regard to the response to edges of input signals. For example, an external clock signal that is supplied to both the driver or an assembly connected upstream of the driver and the fixing unit does not have different effects.
Weiterhin bevorzugt wird, daß der Treiber eine Mehrzahl von Treibereinheiten aufweist, die einzeln freigegeben oder gesperrt werden können, wobei die Kombination der freigegebenen Treibereinheiten die Stärke des Treibers bestimmt. Hierbei sind zumindest eine erste der Treibereinheiten und eine zweite der Treibereinheiten so ausgelegt, daß die erste Treibereinheit mit der halben Stärke der zweiten Treibereinheit zur Gesamtstärke des Treibers beitragen kann. Diese Ausgestaltung erlaubt eine Einstellung der Treiberstärke in äquidistantenIt is further preferred that the driver has a plurality of driver units which can be released or blocked individually, the combination of the released driver units determining the strength of the driver. Here, at least a first of the driver units and a second of the driver units are designed such that the first driver unit with half the strength of the second driver unit can contribute to the overall strength of the driver. This configuration allows setting the driver strength in equidistant
Stufen.Stages.
Bei einer Weiterbildung ist die Auswertungseinheit mit einer binären Steuereinheit zum Steuern der Stärke des Treibers verbunden, wobei die Steuereinheit derart mit den Treibereinheiten verbunden ist, daß die erste und zweite Treibereinheit durch binäre Steuersignale angesteuert werden können. Bei dieser Weiterbildung brauchen die Steuersignale der binären Steu- ereinheit nicht mehr umgesetzt zu werden, um die Treibereinheiten ansteuern zu können. Insbesondere kann die binäre Steuereinheit einen binären Zähler aufweisen, dessen Zählerstand jeweils dann erhöht oder erniedrigt wird, wenn die Treiberstärke zu verändern ist. Der Zählerstand entspricht dann un- mittelbar der Kombination von freigegebenen und gesperrten Treibereinheiten.In a further development, the evaluation unit is connected to a binary control unit for controlling the strength of the driver, the control unit being connected to the driver units in such a way that the first and second driver units can be controlled by binary control signals. In this development, the control signals of the binary control unit no longer need to be converted in order to be able to control the driver units. In particular, the binary control unit can have a binary counter, the counter reading of which is increased or decreased when the driver strength is to be changed. The counter reading then corresponds directly to the combination of released and blocked driver units.
Die Festlegungseinheit weist vorzugsweise eine Verzögerungs- stufe zur Verzögerung eines Zeitsignals auf, um den Auswer- tungs eitpunkt zu verschieben. Das Zeitsignal ist beispielsweise ein durch seine Länge charakterisiertes Signal, das in der oben beschriebenen Weise verwendet werden kann.The determination unit preferably has a delay stage for delaying a time signal in order to shift the evaluation point in time. The time signal is, for example, a signal characterized by its length, which can be used in the manner described above.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schaltungsanord- nung weist die Festlegungseinheit eine Zeitsignaleinheit zum Generieren und/oder Empfangen eines Auswertungszeitsignals auf, dessen Länge zumindest teilweise der Zeitdifferenz zwischen dem Auswertungszeitpunkt und einem aus dem Treibereingangssignal ableitbaren Auslösezeitpunkt entspricht.In a development of the circuit arrangement according to the invention, the setting unit has a time signal unit for generating and / or receiving an evaluation time signal, the length of which at least partially corresponds to the time difference between the evaluation time and a triggering time which can be derived from the driver input signal.
Soll der AuswertungsZeitpunkt anknüpfend an ein Ereignis des Treibereingangssignals bzw. an einen bestimmten Zeitpunkt des Treibereingangssignals ermittelt werden, bestehen grundsätzlich beliebig viele Möglichkeiten bei der Ermittlung des Aus- wertungszeitpunkts unabhängig von Betriebsbedingungen und Her- Stellungsparametern. Wie bereits beschrieben, besteht die Möglichkeit, die Länge eines Zeitintervalls vorzugeben, dessen Beginn durch das Ereignis des Treibereingangssignals definiert wird und dessen Ende den AuswertungsZeitpunkt definiert . Dabei kann z.B. ein Teil der Länge des Zeitintervalls durch die Länge eines Zeitsignals definiert werden und ein anderer Teil durch Vorgeben einer Verzögerungszeit (siehe oben) vorgegeben werden. Die Länge des ZeitIntervalls muß aber nicht unveränderlich festliegen, sondern kann beispielsweise durch den Be- nutzer der Schaltungsanordnung geändert werden. Es können auch eine Mehrzahl der Zeitsignale mit unterschiedlicher Länge generiert werden, um eine Mehrzahl von Zeitintervallen zur Verfügung zu haben. In letzterem Fall kann jeweils ein Zeitintervall einem von mehreren anzusteuernden Treibern zugeordnet sein.If the evaluation time is to be determined based on an event of the driver input signal or at a specific time of the driver input signal, there are basically any number of possibilities for determining the time of evaluation independently of operating conditions and Position parameters. As already described, there is the possibility of specifying the length of a time interval, the beginning of which is defined by the event of the driver input signal and the end of which defines the evaluation time. For example, part of the length of the time interval can be defined by the length of a time signal and another part can be specified by specifying a delay time (see above). The length of the time interval does not have to be fixed, however, but can be changed, for example, by the user of the circuit arrangement. A plurality of the time signals with different lengths can also be generated in order to have a plurality of time intervals available. In the latter case, a time interval can be assigned to one of several drivers to be controlled.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Festlegungseinheit ausgestaltet, ein Eingangszeitsignal zu empfangen und/oder zu generieren, wobei die Festlegungseinheit eine Ver- zogerungskette mit einer Mehrzahl von Verzögerungsstufen zum Verzögern des Eingangszeitsignals aufweist und wobei Ausgänge der Verzögerungsstufen mit einer Logikeinheit verbunden sind, die das Eingangszeitsignal empfängt, so daß an Ausgängen der Logikeinheit unterschiedlich lange Auswertungszeitsignale an- liegen. Insbesondere durch einen Multiplexer können dann die unterschiedlichen Auswertungszeitsignale zur Auswertung der Treiberstärken einer Mehrzahl von Treibern verwendet werden.In a preferred embodiment, the setting unit is designed to receive and / or generate an input time signal, wherein the setting unit has a delay chain with a plurality of delay stages for delaying the input time signal and wherein outputs of the delay stages are connected to a logic unit which supplies the input time signal receives, so that evaluation time signals of different lengths are present at the outputs of the logic unit. The different evaluation time signals can then be used in particular by a multiplexer to evaluate the driver strengths of a plurality of drivers.
Bei einer Weiterbildung ist die Verzögerungskette mit einer Synchronisierungseinheit zum Synchronisieren eines Ereignisses des Eingangszeitsignals mit einem Ereignis des verzögerten Eingangszeitsignals verbunden. Es ist somit gewährleistet, daß die Verzögerung der Eingangszeitsignale in definierter Weise stattfindet und Schwankungen aufgrund von Änderungen der Be- triebsbedingungen und Einflüsse von Herstellungsparameter- Schwankungen ausgeregelt werden können bzw. ausgeschlossen sind.In one development, the delay chain is connected to a synchronization unit for synchronizing an event of the input time signal with an event of the delayed input time signal. This ensures that the delay in the input time signals takes place in a defined manner and fluctuations due to changes in the operating conditions and influences of manufacturing parameters. Fluctuations can be corrected or are excluded.
Bei noch einer Weiterbildung weist zumindest eine der Verzöge- rungsstufen einen Steuereingang zum Zuführen eines Steuersignals auf und ist die Synchronisierungseinheit mit dem Steuereingang verbunden, um die Verzögerung zu steuern. Somit kann die Synchronisierungseinheit durch Ansteuern der Verzögerungsstufe die Synchronisation in der gewünschten Weise herbeifüh- ren. Dies erlaubt, insbesondere nach dem Betriebsstart desIn another development, at least one of the delay stages has a control input for supplying a control signal and the synchronization unit is connected to the control input in order to control the delay. The synchronization unit can thus bring about the synchronization in the desired manner by controlling the delay stage. This allows, in particular after the start of operation of the
Treibers und der Schaltungsanordnung, ein Einregeln der Verzögerung.Driver and the circuit arrangement, adjusting the delay.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:The present invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing. However, it is not limited to the exemplary embodiments. The individual figures in the drawing show:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Schaltungs- anordnung zum Regeln der Stärke eines Treibers,1 shows a first exemplary embodiment of a circuit arrangement for regulating the strength of a driver,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer derartigen Schaltungsanordnung,2 shows a second exemplary embodiment of such a circuit arrangement,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für einen Zeitsignalgenerator gemäß Fig. 1 und Fig. 2, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für einen hinsichtlich seiner Stärke skalierbaren Treiber mit einer Steuereinheit zum Steuern der Stärke,3 shows an exemplary embodiment for a time signal generator according to FIGS. 1 and 2, FIG. 4 shows an exemplary embodiment for a driver that is scalable with regard to its strength, with a control unit for controlling the strength,
Fig. 5 den zeitlichen Verlauf eines Steuersignals am Ausgang eines Ereignisdetektors gemäß Fig. 1 oder ei- nes Komparators gemäß Fig. 2,5 shows the time course of a control signal at the output of an event detector according to FIG. 1 or a comparator according to FIG. 2,
Fig. 6 den zeitlichen Verlauf des Ausgangssignals an dem Treiber gemäß Fig. 1 und Fig. 2 und den zeitlichen Verlauf eines Zeitsignals am Ausgang einer Verzögerungseinheit gemäß Fig. l und Fig. 2, Fig. 7 einen anderen zeitlichen Verlauf des in Fig. 5 dargestellten Signals, Fig. 8 andere Verläufe der in Fig. 6 dargestellten Signale, Fig. 9a) zeitliche Verläufe von Steuersignalen am Ausgang bis einer Treiberstärken-Steuereinheit gemäß Fig. 1 und Fig. 9d) Fig. 2,6 shows the time profile of the output signal at the driver according to FIGS. 1 and 2 and the time profile of a time signal at the output of a delay unit according to FIGS. 1 and 2, 7 shows another time profile of the signal shown in FIG. 5, FIG. 8 different profiles of the signals shown in FIG. 6, FIG. 9a) time profiles of control signals at the output up to a driver strength control unit according to FIGS. 1 and FIG. 9d) Fig. 2,
Fig. 10 zwei zeitliche Verläufe von Stromstärken am Ausgang des Treibers gemäß Fig. 1 und Fig. 2 bei unter- schiedlicher Treiberstärke, und10 shows two temporal profiles of current strengths at the output of the driver according to FIG. 1 and FIG. 2 with different driver strengths, and
Fig. 11 zwei zeitliche Verläufe des Ausgangssignals des11 shows two temporal profiles of the output signal of the
Treibers gemäß Fig. 1 und Fig. 2 entsprechend den zeitlichen Verläufen der Stromstärken gemäß Fig. 10.1 and 2 according to the temporal profiles of the current strengths according to FIG. 10.
Fig. 1 zeigt eine RegelSchaltung 1 zum Regeln der Stärke eines Treibers 3. Der Treiber 3 ist gemeinsam mit der Regel- Schaltung 1 auf einem mikroelektronischen Chip 4 angeordnet. Die Regelschaltung 1 weist einen Nutzereingang 16 zum Einge- ben eines Nutzersignals auf, das dazu dient, den Treiber 3 anzusteuern, damit dieser den Spannungswert an einem am Treiberausgang 8 anliegenden Treiber-Ausgangssignal auf einen vorgegebenen Wert erhöht oder erniedrigt .1 shows a control circuit 1 for controlling the strength of a driver 3. The driver 3 is arranged together with the control circuit 1 on a microelectronic chip 4. The control circuit 1 has a user input 16 for entering a user signal, which is used to control the driver 3 so that the driver 3 increases or decreases the voltage value at a driver output signal present at the driver output 8 to a predetermined value.
Das Nutzersignal erreicht von dem Nutzerausgang 16 aus gesehen nicht unmittelbar den Treiber 3. Vielmehr ist noch eine Eingabeeinheit 15 zwischen den Nutzereingang 16 und einen Treibereingang 6 geschaltet. Die Eingabeeinheit 15 ist ferner mit einem Systemtakteingang 17 der Regelschaltung 1 verbun- den .From the user output 16, the user signal does not reach the driver 3 directly. Rather, an input unit 15 is connected between the user input 16 and a driver input 6. The input unit 15 is also connected to a system clock input 17 of the control circuit 1.
Der Treiberausgang 8 ist mit einem Ausgangskontakt 10 verbunden, an den externe kapazitive Lasten, im Beispiel von Fig. 1 und Fig. 2 die Last 2, anschließbar sind. Weiterhin ist der Treiberausgang 8 mit dem invertierenden Eingang eines Kompa- rators 5 verbunden. Der Komparator 5 weist noch einen nicht- invertierenden Eingang auf, an den eine Referenzspannung angelegt werden kann. Der Ausgang des Komparators 5 ist mit einem Ereignisdetektor 9 verbunden.The driver output 8 is connected to an output contact 10 to which external capacitive loads, in the example of FIGS. 1 and 2 the load 2, can be connected. Furthermore, the driver output 8 is connected to the inverting input of a compa- rators 5 connected. The comparator 5 also has a non-inverting input to which a reference voltage can be applied. The output of the comparator 5 is connected to an event detector 9.
Der Systemtakteingang 17 dient dem Empfangen eines Taktsi- gnals, insbesondere zum Empfangen eines TaktSignals mit äqui- distanten Rechtecksignalen gleicher Länge. Außer mit der Eingabeeinheit 15 ist der Systemtakteingang 17 auch mit dem Ein- gang eines Zeitsignalgenerators 13 verbunden. Der Ausgang des Zeitsignalgenerators 13 ist wiederum mit dem Eingang einer Verzögerungseinheit 11 verbunden oder verbindbar. Der Ausgang der Verzögerungseinheit 11 ist mit einem Eingang des Ereignisdetektors 9 verbunden.The system clock input 17 serves to receive a clock signal, in particular to receive a clock signal with equidistant rectangular signals of the same length. In addition to the input unit 15, the system clock input 17 is also connected to the input of a time signal generator 13. The output of the time signal generator 13 is in turn connected or connectable to the input of a delay unit 11. The output of the delay unit 11 is connected to an input of the event detector 9.
Ein Ausgang des Ereignisdetektors 9 ist mit dem Eingang einer Treiberstärken-Steuereinheit 7 verbunden, deren Ausgang wiederum mit einem Steuereingang des Treibers 3 verbunden ist .An output of the event detector 9 is connected to the input of a driver strength control unit 7, the output of which is in turn connected to a control input of the driver 3.
Ist die Regelschaltung 1 wie in Fig. 1 dargestellt mit derIs the control circuit 1 as shown in Fig. 1 with the
Last 2 verbunden und liegt an dem Systemtakteingang 17 beispielsweise das dargestellte Taktsignal an, ist die Funktionsweise der Regelschaltung 1 wie folgt : Wird an dem Nutzereingang 16 ein Triggersignal, beispielsweise ein stu- fenartig ansteigendes Spannungssignal eingegeben, empfängt die Eingabeeinheit 15 das Triggersignal und das Systemtakt- signal. Ist das Triggersignal zeitlich verschoben gegenüber der ansteigenden Flanke des zeitlich nächstliegenden Rechtecksignals des Systemtaktsignals, so wartet die Eingabeein- heit 15 mit der Ausgabe des Triggersignals an den Treiber 3, bis die nächste ansteigende Flanke eines Rechtecksignals des Systemtaktsignals an der Eingabeeinheit 15 eingegangen ist. Auf diese Weise wird das Triggersignal mit dem Systemtakt synchronisiert. Es besteht somit eine zeitliche Kopplung zwi- sehen dem am Treibereingang 6 anliegenden Triggersignal und dem Systemtaktsignal .Load 2 connected and the clock signal shown, for example, is present at the system clock input 17, the mode of operation of the control circuit 1 is as follows: If a trigger signal, for example a step-wise increasing voltage signal, is input at the user input 16, the input unit 15 receives the trigger signal and the system clock - signal. If the trigger signal is shifted in time with respect to the rising edge of the temporally nearest rectangular signal of the system clock signal, input unit 15 waits for the trigger signal to be output to driver 3 until the next rising edge of a rectangular signal of the system clock signal has arrived at input unit 15. In this way, the trigger signal is synchronized with the system clock. There is thus a temporal coupling between see the trigger signal present at driver input 6 and the system clock signal.
Das Systemtaktsignal wiederum wird von einer Taktsignalquelle empfangen, die unabhängig ist von Betriebsbedingungen wie Temperatur und Versorgungsspannung. Eine geeignete Taktsignalquelle ist insbesondere ein durch einen Schwingquarz gesteuerter Systemtaktgenerator.The system clock signal in turn is received by a clock signal source that is independent of operating conditions such as temperature and supply voltage. A suitable clock signal source is in particular a system clock generator controlled by a quartz crystal.
Nachdem der Treiber 3 das Triggersignal von der Eingabeeinheit 15 empfangen hat, beginnt der Treiber 3, gegebenenfalls verzögert, die Spannung an seinem Treiberausgang 8 zu erhöhen. Alternativ, bei einer anderen Ausgestaltung, beginnt der Treiber 3 die Spannung an seinem Treiberausgang 8 zu ernied- rigen. Der zeitliche Verlauf der Spannung am Treiberausgang 8 ist beispielhaft in Fig. 6 dargestellt: Die ununterbrochene Kurve in Fig. 6 stellt die AusgangsSpannung Vout am Treiberausgang 8 dar. Zum Zeitpunkt t = 0 hat der Treiber 3 das Triggersignal von der Eingabeeinheit 15 empfangen. Der An- stieg von Vout beginnt jedoch in der Darstellung von Fig. 6 erst etwa nach 6 ns . Vout steigt im weiteren Verlauf bis auf etwa den Wert 2,5 V an. Für den hier erläuterten Beispiels- fall wird von dem Treiber 3 gefordert, daß 12,5 ns nach Empfang des Triggersignals Vout einen Wert von 2,0 V erreicht hat. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, erreicht Vout diesen Wert aber bereits früher, etwa nach 10,5 ns . Dies bedeutet, daß die Stärke des Treibers 3 zu groß ist und daher unnötig große elektromagnetische Feldstärken durch den zu schnellen Anstieg von Vout erzeugt werden. Die damit verbundenen Stör- feider können andere Baugruppen auf dem Chip 4 oder außerhalb des Chips 4 angeordnete elektronische Schaltungen in ihrer Funktion stören.After driver 3 has received the trigger signal from input unit 15, driver 3, possibly with a delay, begins to increase the voltage at its driver output 8. Alternatively, in another embodiment, the driver 3 begins to lower the voltage at its driver output 8. The time course of the voltage at driver output 8 is shown as an example in FIG. 6: The continuous curve in FIG. 6 represents the output voltage Vout at driver output 8. At time t = 0, driver 3 received the trigger signal from input unit 15. However, the increase in Vout in the representation of FIG. 6 only begins after about 6 ns. Vout rises to approximately 2.5 V in the further course. For the example case explained here, driver 3 is required to have a value of 2.0 V after receiving the trigger signal Vout 12.5 ns. As can be seen from FIG. 6, Vout reaches this value earlier, for example after 10.5 ns. This means that the strength of the driver 3 is too large and therefore unnecessarily large electromagnetic field strengths are generated by the Vout increasing too quickly. The interferers associated therewith can disrupt the function of other assemblies on the chip 4 or electronic circuits arranged outside the chip 4.
Zur Regelung der Treiberstärke ist daher das Treiberausgangs- signal Vout an den invertierenden Eingang des Komparators 5 angelegt. Die Referenzspannung Vref, die an dem nichtinver- tierenden Eingang des Komparators 5 anliegt, ist auf den Wert 2,0 V eingestellt (siehe waagerechte unterbrochene Linie in Fig. 6) . Wenn daher Vout diesen Wert erreicht, wechselt das Ausgangssignal des Komparators 5 von logisch „high" nach logisch „low". Dies ist im Beispiel nach 10,5 ns der Fall. Den Wechsel von „high" nach „low" registriert der Ereignisdetektor 9 annähernd unverzögert, so daß dort also nach etwa 10,5 ns das Ereignis „Vout erreicht den Referenzspannungswert" festgestellt wird.The driver output signal Vout is therefore at the inverting input of the comparator 5 to regulate the driver strength created. The reference voltage Vref, which is present at the non-inverting input of the comparator 5, is set to the value 2.0 V (see horizontal broken line in FIG. 6). Therefore, when Vout reaches this value, the output signal of the comparator 5 changes from logic "high" to logic "low". In the example, this is the case after 10.5 ns. The event detector 9 registers the change from "high" to "low" almost without delay, so that after about 10.5 ns the event "Vout reaches the reference voltage value" is determined there.
Wie bereits beschrieben wurde, ist das von der Eingabeeinheit 15 an den Treiber 3 übertragene Triggersignal zeitlich synchronisiert mit der steigenden Flanke eines Rechtecksignals des Systemtaktsignals. Die steigende Flanke erreicht also zum gleichen Zeitpunkt, zu dem das Triggersignal an dem Treiber 3 eingeht, den Zeitsignalgenerator 13. Dieser generiert unver- zögert aus dem Rechtecksignal ein sekundäres Rechtecksignal bestimmter Länge. Die Länge ist vorgegeben und legt einen Teil der Länge des Zeitintervalls fest, welches vom Eingang des Triggersignals am Treiber 3 bis zu einem AuswertungsZeitpunkt verstreichen soll. In dem in Fig. 6 dargestellten Fall hat das sekundäre Rechtecksignal eine Länge von 7,5 ns .As already described, the trigger signal transmitted from the input unit 15 to the driver 3 is synchronized in time with the rising edge of a square-wave signal of the system clock signal. The rising edge therefore reaches the time signal generator 13 at the same time that the trigger signal arrives at the driver 3. The instantaneous signal generator 13 generates a secondary square-wave signal of a certain length without delay from the square-wave signal. The length is predetermined and defines a part of the length of the time interval which should elapse from the input of the trigger signal on driver 3 to an evaluation time. In the case shown in Fig. 6, the secondary square wave has a length of 7.5 ns.
Die Verzögerungseinheit 11 empfängt das sekundäre Rechtecksignal und verzögert dessen Weitergabe an den Ereignisdetektor um eine vorgegebene Verzögerungszeit, die hier 5 ns beträgt. Dargestellt ist in Fig. 6 mit einer strichpunktierten Linie das invertierte Signal des verzögerten sekundären Rechtecksignals, welches von der Verzögerungseinheit 11 an den • Ereignisdetektor 9 ausgegeben wird. Somit ist der Auswertungszeitpunkt, im Beispiel von Fig. 6 bei t = 12,5 ns, durch die Summe aus der Länge des sekundären Rechtecksignals und der Verzögerungszeit definiert, wobei der Auswertungszeit- punkt mit dem Zeitpunkt des Eingangs des Triggersignals am Treiber 3 bzw. mit dem Zeitpunkt des Eingangs der steigendenThe delay unit 11 receives the secondary square-wave signal and delays its forwarding to the event detector by a predetermined delay time, which here is 5 ns. The dashed line in FIG. 6 shows the inverted signal of the delayed secondary square-wave signal, which is output by the delay unit 11 to the event detector 9. The time of evaluation, in the example of FIG. 6 at t = 12.5 ns, is thus defined by the sum of the length of the secondary square-wave signal and the delay time, the time of evaluation at the time of the trigger signal being received on Driver 3 or with the time of receipt of the increasing
Flanke des Rechtecksignals an der Eingabeeinheit 15 und an dem Zeitsignalgenerator 13 gekoppelt ist.Edge of the square wave signal is coupled to the input unit 15 and to the time signal generator 13.
Nachdem der Ereignisdetektor 9 bereits das Ereignis „Vout erreicht die Referenzspannung" detektiert hat, detektiert er zum AuswertungsZeitpunkt den Eingang der fallenden Flanke des sekundären Rechtecksignals. Dies entspricht der steigenden Flanke des invertierten sekundären Rechtecksignals zum Zeit- punkt t = 12,5 ns in Fig. 6. Zwischen den beiden Ereignissen liegt eine Zeitspanne der Länge Δt (siehe Fig. 6) . Als Reaktion auf diese Zeitspanne, d.h. auf den zeitlich früheren Eintritt des Ereignisses „Vout erreicht die Referenzspannung", gibt der Ereignisdetektor 9 das in Fig. 5 dargestellte Spannungssignal EDout an die Treiberstärken-Steuereinheit 7 aus .After the event detector 9 has already detected the event “Vout reaches the reference voltage”, it detects the input of the falling edge of the secondary square-wave signal at the time of evaluation. This corresponds to the rising edge of the inverted secondary square-wave signal at the time t = 12.5 ns in FIG 6. Between the two events there is a time span of length Δt (see FIG. 6). In response to this time span, ie to the earlier occurrence of the event “Vout reaches the reference voltage”, the event detector 9 outputs this in FIG. 5 shown voltage signal EDout to the driver strength control unit 7.
Vor dem Auswertungszeitpunkt hatte EDout einen Spannungswert, der logisch dem Zustand „high" entspricht. Nach dem Auswer- tungsZeitpunkt ist EDout nunmehr logisch „low". Daher erniedrigt die Treiberstärken-Steuereinheit 7, wie noch genauer erläutert wird, die Stärke des Treibers 3 um eine Stufe.Before the evaluation time, EDout had a voltage value that logically corresponds to the "high" state. After the evaluation time, EDout is now logically "low". Therefore, as will be explained in more detail, the driver strength control unit 7 lowers the strength of the driver 3 by one level.
Der gesamte Regelzyklus wiederholt sich jedesmal, wenn ein Triggersignal am Treibereingang 6 eingeht, im beschriebenen Beispiel in jedem Systemtakt. Dies ist, wie beschrieben, jedesmal ein Zeitpunkt, zu dem auch die steigende Flanke eines Rechtecksignals am Zeitsignalgenerator 13 eingeht.The entire control cycle is repeated every time a trigger signal arrives at driver input 6, in the example described in every system cycle. As described, this is always a point in time at which the rising edge of a square-wave signal is received at the time signal generator 13.
In Fig. 6 ist noch ein weiterer Regelzyklus dargestellt. Das Triggersignal geht zum Zeitpunkt t = 30 ns am Treibereingang 6 ein. Der damit gekoppelte Auswertungszeitpunkt liegt um die vorgegebene Zeitspanne von 12,5 ns später, d.h. zum Zeitpunkt t = 42,5 ns . Da Vout wieder vor dem AuswertungsZeitpunkt den Wert Vref = 2,0 V erreicht, bleibt EDout logisch „low", so daß die Stärke des Treibers 3 wieder um eine Stufe reduziert wird.A further control cycle is shown in FIG. 6. The trigger signal is received at driver input 6 at time t = 30 ns. The evaluation time associated therewith is later by the predetermined time period of 12.5 ns, ie at time t = 42.5 ns. Since Vout again reaches the value Vref = 2.0 V before the evaluation time, EDout remains logically "low", see above that the strength of the driver 3 is reduced again by one level.
Eine spätere Zeitspanne derselben Regelphase ist in Fig. 7 und Fig. 8 dargestellt. An der Zeitachse sind die Zahlen 14, 15 und 16 aufgetragen, die den 14., 15. und 16. Auswertungszeitpunkt bezeichnen. Dementsprechend sind der 14., 15. und 16. Regelzyklus in Fig. 7 und Fig. 8 zu erkennen. Bis einschließlich zum 14. Regelzyklus hat der Ereignisdetektor 9 immer festgestellt, daß Vout vor dem Auswertungszeitpunkt die Referenzspannung erreicht hat. Dementsprechend war EDout (dargestellt in Fig. 5 und Fig. 7) seit dem Ende des ersten Regelzyklus logisch „low". Erstmals im 15. Regelzyklus erreicht Vout erst nach dem Auswertungszeitpunkt die Referenz- Spannung. Daher wird EDout logisch „high" und die Stärke des Treibers 3 wieder um eine Stufe erhöht .A later period of the same control phase is shown in FIGS. 7 and 8. The numbers 14, 15 and 16, which indicate the 14th, 15th and 16th evaluation time, are plotted on the time axis. Accordingly, the 14th, 15th and 16th control cycle can be seen in FIGS. 7 and 8. Up to and including the 14th control cycle, event detector 9 has always determined that Vout had reached the reference voltage before the time of evaluation. Accordingly, EDout (shown in FIGS. 5 and 7) has been logic “low” since the end of the first control cycle. For the first time in the 15th control cycle, Vout only reaches the reference voltage after the evaluation time. Therefore, EDout becomes logic “high” and the Driver 3 power increased again by one level.
Im 16. Regelzyklus erreicht Vout wieder vor dem Auswertungszeitpunkt die Referenzspannung, weshalb EDout wieder logisch „low" wird. Somit hat sich nach dem 14. Regelzyklus ein Zustand des Treibers 3 eingestellt, in dem seine Stärke mit geringer Amplitude um einen Mittelwert schwankt.In the 16th control cycle, Vout reaches the reference voltage again before the evaluation time, which is why EDout again becomes logic “low”. Thus, after the 14th control cycle, the driver 3 has reached a state in which its strength fluctuates around a mean value with a small amplitude.
Eine Ausgestaltung des Treibers 3 und seiner Steuerung durch die Treiberstärken-Steuereinheit 7 ist beispielhaft in Fig. 4 dargestellt. Der Treiber 3 weist fünf Treibereinheiten 45a- 45e auf. Die Treibereinheit 45a hat die halbe Stärke der Treibereinheit 45b, die Treibereinheit 45b hat die halbe Stärker der Treibereinheit 45c und so fort. Die Treiberein- heiten 45a-45e können einzeln aktiviert bzw. deaktiviert werden. Allgemein hat ein derartiger hinsichtlich seiner Stärke skalierbarer Treiber n Teiltreiber, die individuell aktivierbar sind. Die Teiltreiber sind beispielsweise als MOSFET (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor mit isolierter Gate-Elektrode) realisiert. In diesem Fall kann, bei gleicher Kanallänge im MOSFET, deren möglicher Beitrag zur Gesamtstärke des Treibers durch die Kanalweite W eingestellt werden. Die Kanalweite Wx des schwächsten Teiltreibers beträgt daher die Hälfte der Kanalweite W2 des zweitschwächsten Teiltrei- bers. Allgemein giltAn embodiment of the driver 3 and its control by the driver strength control unit 7 is shown by way of example in FIG. 4. Driver 3 has five driver units 45a-45e. The driver unit 45a has half the strength of the driver unit 45b, the driver unit 45b has half the strength of the driver unit 45c and so on. The driver units 45a-45e can be activated or deactivated individually. In general, such a driver that is scalable in terms of its strength has n sub-drivers that can be activated individually. The sub-drivers are implemented, for example, as MOSFETs (metal oxide semiconductor field effect transistors with insulated gate electrodes). In this case, with the same Channel length in the MOSFET, the possible contribution to the overall strength of the driver is set by the channel width W. The channel width W x of the weakest driver part is therefore half the channel width W 2 of the second weakest driver part. In general
Wi = 2 • i_! i = 2, ... ,n.Wi = 2 • i_ ! i = 2, ..., n.
Für die Gesamt-Kanalweite aller Teiltreiber bzw. entsprechend für die Gesamtstärke des Treibers gilt:The following applies to the total channel width of all sub-drivers or, accordingly, to the overall strength of the driver:
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000022_0001
Wird die Kanalweite des Transistors i durch die Gesamtweite ^gesamt ausgedrückt, gilt folgendes:Is the channel width of the transistor by the total length i ^ m t gesa words, the following applies:
Figure imgf000022_0002
Figure imgf000022_0002
Insgesamt sind daher k Stärken- bzw. Weitenkombinationen mit Weiten größer als Null möglich, wobei gilt:Altogether k strength and width combinations with widths greater than zero are therefore possible, whereby the following applies:
k = 2n - 1k = 2 n - 1
Wv,ι- = W"mι•n'2'"W,πιι•n'3W",ιιιι•n' ■ ■ ■ 'W"^gesamtW v, ι- = W "mι • n'2 '" W , πιι • n'3W " , ιιιι • n' ■ ■ ■ 'W" ^ total
w min ist die Weite des schwächsten Teiltreibers, d.h. der Bereich von Wmin bis Wgesamt kann in Schritten der Weite Wmin durchlaufen werden. w m i st in the width of the weakest part of the driver, the range of W to W min that total can be traversed in steps, the width W min.
Im Beispiel von Fig. 4 hat der Treiber 3 fünf Treibereinhei- ten 45a-45e, so daß die Stärke des Treibers 3 mit 31 Abstu- fungen zwischen der Stärke der schwächsten Treibereinheit 45a und der maximalen Stärke des Treibers 3 eingestellt werden kann. Der Stärkeunterschied zwischen zwei Stufen ist jeweils gleich der Stärke der schwächsten Treibereinheit 45a.In the example of FIG. 4, driver 3 has five driver units 45a-45e, so that the strength of driver 3 is 31 steps. between the strength of the weakest driver unit 45a and the maximum strength of the driver 3 can be set. The difference in strength between two stages is equal to the strength of the weakest driver unit 45a.
Die Treibereinheiten 45a-45e haben jeweils drei Eingänge. Ein erster Eingang ist mit dem Treibereingang 6 identisch bzw. mit diesem verbunden. Ein zweiter Eingang ist ein Rücksetzeingang 41 zum Rücksetzen der Treibereinheiten 45a-45e in ihren Anfangszustand, der vorzugsweise der Zustand ist, in dem alle Treibereinheiten 45a-45e aktiviert sind. Ein dritter Eingang der Treibereinheiten 45a-45e ist jeweils über eine Bitleitung 43a-43e mit der Treiberstärken-Steuereinheit 7 verbunden. Über die Bitleitungen 43a-43e kann die Treiber- stärken-Steuereinheit 7 ein Bitsignal, d.h. ein binäresThe driver units 45a-45e each have three inputs. A first input is identical to or connected to driver input 6. A second input is a reset input 41 for resetting driver units 45a-45e to their initial state, which is preferably the state in which all driver units 45a-45e are activated. A third input of the driver units 45a-45e is connected to the driver strength control unit 7 via a bit line 43a-43e. Via the bit lines 43a-43e, the driver strength control unit 7 can transmit a bit signal, i.e. a binary
Signal, an die Treibereinheiten 45a-45e übertragen. Ist das binäre Signal logisch „high" bzw. „1", ist die jeweilige Treibereinheit 45a-45e deaktiviert. Im umgekehrten Fall ist sie aktiviert. Die Treiberstärken-Steuereinheit 7 weist vor- zugsweise einen binären fünfstelligen Zähler auf, wobei dementsprechend Zustände zwischen dem Zählerstand „0" und dem Zählerstand „31" möglich sind. Zählerstand „0" entspricht „0" als Steuersignal auf jeder der Bitleitungen 43a-43e, d.h. alle Treibereinheiten 45a-45e sind aktiviert. Zählerstand „31" würde demnach dem deaktivierten Zustand aller Treibereinheiten 45a-45e entsprechen. Dieser Zustand ist jedoch während des Betriebs des Treibers 3 nicht sinnvoll. Daher beträgt der höchste erlaubte Zählerstand „30", was der Aktivierung ausschließlich der schwächsten Treibereinheit 45a entspricht.Signal transmitted to the driver units 45a-45e. If the binary signal is logically “high” or “1”, the respective driver unit 45a-45e is deactivated. In the opposite case, it is activated. The driver strength control unit 7 preferably has a binary five-digit counter, with states between the counter reading “0” and the counter reading “31” being possible accordingly. Counter reading "0" corresponds to "0" as a control signal on each of the bit lines 43a-43e, i.e. all driver units 45a-45e are activated. Counter reading “31” would accordingly correspond to the deactivated state of all driver units 45a-45e. However, this state does not make sense during operation of driver 3. Therefore, the highest permitted counter reading is “30”, which corresponds to the activation of only the weakest driver unit 45a.
Liegt bei dem anhand von Fig. 1 beschriebenen und bei dem noch anhand von Fig. 2 zu beschreibenden Ausführungsbeispiel am Eingang der Treiberstärken-Steuereinheit 7 zu einem gegebenen Zeitpunkt nach dem Auswertungszeitpunkt das Signal lo- gisch „high" an, so wird der Zählerstand um „1" erniedrigt. Umgekehrt wird der Zählerstand um „1" erhöht, wenn das Eingangssignal logisch „low" entspricht.If in the exemplary embodiment described with reference to FIG. 1 and in the exemplary embodiment still to be described with reference to FIG. 2, the signal is logically "high" at the input of the driver strength control unit 7 at a given point in time after the evaluation time, the counter reading changes "1" lowered. Conversely, the counter reading is increased by "1" if the input signal logically corresponds to "low".
Fig. 9a) bis d) zeigen die binären Signale am Ausgang der Treiberstärken-Steuereinheit 7, die in der oben beschriebenen Regelungsphase an die Treibereinheiten 45a-45d ausgegeben werden. Das an die Treibereinheit 45e ausgegebene Signal ist während der gesamten Regelungsphase logisch "0", d.h. die Treibereinheit 45e ist immer aktiviert. Fig. 9a) zeigt das über die Bitleitung 43a an die Treibereinheit 45a ausgegebene binäre Signal, Fig. 9b) zeigt das über die Bitleitung 43b an die Treibereinheit 45b ausgegebene Signal usw. Entlang der Zeitachse in Fig. 9 (der horizontalen Achse) sind die Auswertungszeitpunkte der ersten 16 Regelzyklen markiert. Man er- kennt, daß vom ersten bis zum 14. Regelzyklus das Summensignal der vier binären Signale jeweils um "1" erhöht wird. Dies entspricht einer Reduzierung der Treiberstärke des Treibers 3 um jeweils eine Stufe. Erst im 15. Regelzyklus wird das Summensignal wieder um "1" erniedrigt, was der Darstellung des Signals EDout in Fig. 7 entspricht.9a) to d) show the binary signals at the output of the driver strength control unit 7, which are output to the driver units 45a-45d in the control phase described above. The signal output to the driver unit 45e is logic "0" during the entire control phase, i.e. the driver unit 45e is always activated. Fig. 9a) shows the binary signal output to the driver unit 45a via the bit line 43a, Fig. 9b) shows the signal output to the driver unit 45b via the bit line 43b, etc. Along the time axis in Fig. 9 (the horizontal axis) are Evaluation times of the first 16 control cycles marked. It can be seen that from the first to the 14th control cycle the sum signal of the four binary signals is increased by "1". This corresponds to a reduction in the driver strength of driver 3 by one step each. Only in the 15th control cycle is the sum signal lowered again by "1", which corresponds to the representation of the signal EDout in FIG. 7.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für den Zeitsignalgenerator 13 (Fig. 1) . Es ist eine Verzögerungskette 27 mit fünf Verzögerungsstufen 29a-29e vorgesehen. Der Eingang der Verzö- gerungsstufe 29a ist mit dem Systemtakteingang 17 verbunden. Der Ausgang der Verzögerungsstufe 29a ist mit dem Eingang der Verzδgerungsstufe 29b verbunden und so fort. Der Ausgang der Verzögerungsstufe 29e ist mit einem Eingang eines Phasendetektors 31 verbunden. Ein weiterer Eingang des Phasendetek- tors 31 ist mit dem Ausgang eines Invertierers 35 verbunden, dessen Eingang wiederum mit dem Systemtakteingang 17 verbunden ist. Ein Ausgang des Phasendetektors 31 ist mit einem Eingang einer Verzögerungssteuerung 33 verbunden. Ein Ausgang der Verzögerungssteuerung 33 ist mit jeweils einem Steuerein- gang 30a-30e der Verzögerungsstufen 29a-29e verbunden. Weiterhin ist der Ausgang des Invertierers 35 mit je einem Eingang eines NOR-Gliedes 37a-37d verbunden. Ein weiterer Eingang der NOR-Glieder 37a-37d ist jeweils mit einem entsprechenden Ausgang einer der Verzögerungsstufen 29a-29d verbunden. Ausgänge der NOR-Glieder 37a-37d sind mit dem Zeitsignalausgang 14 des Zeitsignalgenerators 13 verbunden. Eine weitere Verbindung besteht unmittelbar zwischen dem Systemtakteingang 17 und dem Zeitsignalausgang 14.FIG. 3 shows an exemplary embodiment for the time signal generator 13 (FIG. 1). A delay chain 27 with five delay stages 29a-29e is provided. The input of the delay stage 29a is connected to the system clock input 17. The output of the delay stage 29a is connected to the input of the delay stage 29b and so on. The output of the delay stage 29e is connected to an input of a phase detector 31. Another input of the phase detector 31 is connected to the output of an inverter 35, the input of which is in turn connected to the system clock input 17. An output of the phase detector 31 is connected to an input of a delay controller 33. An output of the delay control 33 is connected to a control input 30a-30e of the delay stages 29a-29e. Furthermore, the output of the inverter 35 is connected to an input of a NOR gate 37a-37d. Another input of the NOR gates 37a-37d is connected to a corresponding output of one of the delay stages 29a-29d. Outputs of the NOR gates 37a-37d are connected to the time signal output 14 of the time signal generator 13. Another connection exists directly between the system clock input 17 and the time signal output 14.
Eine Multiplexersteuerung 25 erlaubt es, jeden der fünf Teilausgänge des Zeitsignalausgangs 14 mit einer Anschlußleitungsverbindung einzeln zu verbinden. Die Anschlußleitungsverbindung führt insbesondere zu der Verzögerungseinheit 11 (Fig. 1) .A multiplexer control 25 allows each of the five partial outputs of the time signal output 14 to be connected individually to a connecting line connection. The connecting line connection leads in particular to the delay unit 11 (FIG. 1).
Geht ein Rechtecksignal am Systemtakteingang 17 ein, so wird es durch die Verzögerungskette 27 geführt. Jede der Verzogerungsstufen 29a-29e verzögert das Rechtecksignal um dieselbe Zeitspanne. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, der der Verzögerung durch die Verzögerungskette 27 entspricht, geht die steigende Flanke des fünf Mal verzögerten Rechtecksignals an dem Phasendetektor 31 ein. Der Phasendetektor 31 stellt fest, ob diese steigende Flanke gleichzeitig oder vor oder nach der fallenden Flanke des von dem Invertierer 35 empfangenen invertierten Rechtecksignals eingeht. Gehen diese beiden Flanken nicht gleichzeitig ein, wird ein entsprechendes Signal an die Verzδ- gerungssteuerung 33 ausgegeben, die wiederum über ein Steuersignal an die Eingänge 30a-30e der Verzögerungsstufen 29a-29e die Verzögerung derart einstellt, daß der zeitliche Abstand zwischen dem Eintreffen der beiden Flanken am Phasendetektor 31 kleiner wird und/oder verschwindet. Spätestens nach einigen Regelzyklen treffen die beiden Flanken dann gleichzeitig am Phasendetektor 31 ein. In diesem Zustand stehen dann an den Ausgängen der Verzöge- rungsstufen 29a-29d vier um jeweils 1/5 der Länge des Rechtek- kimpulses am Systemtakteingang 17 verzögerte Rechteckimpulse zur Verfügung. Durch logische Nicht-Oder-Verknüpfung (NOR) in den NOR-Gliedern 37a-37d mit dem invertierten, nicht verzögerten Rechtecksignal stehen dann an den Ausgängen der NOR- Glieder 37a-37d vier sekundäre Rechtecksignale unterschiedlicher Länge zur Verfügung. Diese Signale, die an dem Zeit- signalausgang 14 zum Abgriff zur Verfügung stehen, sind derart miteinander synchronisiert, daß ihre steigenden Flanken zur gleichen Zeit am Zeitsignalausgang 14 anliegen. Weiterhin liegt auch das unverzögerte Rechtecksignal am Zeitsignalausgang 14 an. Die Längen der insgesamt fünf dort anliegenden Rechtecksignale betragen 1/5 bis 5/5 der Länge des unverzöger- ten Rechtecksignals, d.h. des Rechtecksignals des Systemtakts.If a square-wave signal arrives at the system clock input 17, it is passed through the delay chain 27. Each of the delay stages 29a-29e delays the square wave signal by the same amount of time. At a certain point in time, which corresponds to the delay by the delay chain 27, the rising edge of the square-wave signal delayed five times arrives at the phase detector 31. The phase detector 31 determines whether this rising edge is received simultaneously or before or after the falling edge of the inverted square-wave signal received by the inverter 35. If these two edges do not come in at the same time, a corresponding signal is output to the delay control 33, which in turn sets the delay via a control signal to the inputs 30a-30e of the delay stages 29a-29e such that the time interval between the arrival of the two Flanks on the phase detector 31 becomes smaller and / or disappears. After a few control cycles at the latest, the two edges then arrive simultaneously at the phase detector 31. In this state, four rectangular pulses delayed by 1/5 the length of the rectangular pulse at the system clock input 17 are then available at the outputs of the delay stages 29a-29d. By means of a logical non-OR link (NOR) in the NOR gates 37a-37d with the inverted, undelayed square wave signal, four secondary square wave signals of different lengths are then available at the outputs of the NOR gates 37a-37d. These signals, which are available for tapping at the time signal output 14, are synchronized with one another in such a way that their rising edges are present at the time signal output 14 at the same time. Furthermore, the undelayed square wave signal is also present at the time signal output 14. The lengths of the five square-wave signals present there are 1/5 to 5/5 the length of the undelayed square-wave signal, ie the square-wave signal of the system clock.
Je nach Bedarf kann somit eines der Zeitsignale unterschiedlicher Länge zur Bestimmung des Auswertungszeitpunktes abgegriffen werden, wobei der Beginn des Zeitsignals mit dem Beginn bzw. der steigenden Flanke des unverzögerten Rechtecksignals synchronisiert ist. Dies gibt die Möglichkeit, je nach Anwendung einen unterschiedlichen Auswertungszeitpunkt festzulegen und somit die Stärke des Treibers 3 zu verändern. Weiterhin oder alternativ können mehrere der Treiber 3 mit den Zeitsi- gnalen des Zeitsignalgenerators 13 gesteuert werden, wobei die gesteuerten Treiber auch teilweise oder alle dasselbe Zeitsignal abgreifen können. Auf diese Weise läßt sich die Fläche einer integrierten Schaltung deutlich kleiner halten, als es bei jeweils einem Zeitsignalgenerator pro Treiber der Fall wä- re.Depending on requirements, one of the time signals of different lengths can thus be tapped to determine the time of evaluation, the start of the time signal being synchronized with the start or the rising edge of the undelayed square-wave signal. Depending on the application, this gives the option of specifying a different evaluation time and thus changing the strength of the driver 3. Furthermore or alternatively, several of the drivers 3 can be controlled with the time signals of the time signal generator 13, the controlled drivers also being able to tap part or all of the same time signal. In this way, the area of an integrated circuit can be kept significantly smaller than would be the case with one time signal generator per driver.
Ein wesentlicher Vorteil des beschriebenen Zeitsignalgenerators 13 ist die exakte Generierung von Zeitsignalen, deren Länge eindeutig durch ein externes Rechtecksignal vorgegeben ist. Weiterhin ist der AnfangsZeitpunkt der verschiedenen Zeitsignale synchronisiert. Es kann somit ohne Einfluß vonA significant advantage of the time signal generator 13 described is the exact generation of time signals, the length of which is clearly specified by an external square wave signal. Furthermore, the starting time of the various Time signals synchronized. It can therefore be influenced by
Herstellungsparametern und Betriebsbedingungen zuverlässig das jeweilige ZeitSignal gewünschter Länge generiert werden.Manufacturing parameters and operating conditions reliably generate the respective time signal of the desired length.
Weiterhin erlaubt es die beschriebene DLL-Schaltung (Delay- Locked Loop) bei gegebener Pulslänge eines an ihrem Eingang anliegenden Pulssignals, etwa des Rechtecksignals, die Puls- länge zu teilen. Die Länge des externen Pulses beschränkt somit nicht die Möglichkeiten bei der Festlegung des Auswer- tungszeitpunktes. Ferner kann das Systemtaktsignal eines hochpräzisen externen Systemtaktes als Eingangssignal verwendet werden. Da die Längen der Rechtecksignale bzw. die Pulslängen eines derartigen Taktsignals mit hoher Präzision übereinstimmen und unabhängig von Herstellungsparametern und Betriebsbe- dingungen sind, kann der Auswertungs eitpunkt allein durchFurthermore, the described DLL circuit (Delay-Locked Loop) allows the pulse length to be divided for a given pulse length of a pulse signal present at its input, for example the square-wave signal. The length of the external pulse therefore does not limit the possibilities when determining the time of evaluation. Furthermore, the system clock signal of a high-precision external system clock can be used as an input signal. Since the lengths of the square-wave signals or the pulse lengths of such a clock signal match with high precision and are independent of manufacturing parameters and operating conditions, the evaluation point can be done by itself
Vorgeben der gewünschten Zeitsignallänge am Ausgang des Zeitsignalgenerators 13 und gegebenenfalls zusätzlich durch Vorgeben einer Verzδgerungszeit festgelegt werden. Herstellungsparameter und Betriebsbedingungen sind dann ohne Einfluß.Specifying the desired time signal length at the output of the time signal generator 13 and optionally also by specifying a delay time. Manufacturing parameters and operating conditions are then without influence.
Alternativ oder zusätzlich können auch Frequenzteiler vorgesehen werden, die ebenfalls unabhängig von Herstellungsparametern und Betriebsbedingungen die Frequenz des externen Systemtaktsignals teilen können bzw. die Länge der Pulsdauern ver- vielfachen können. Insbesondere wenn die Möglichkeit besteht, die Verzögerungszeit durch eine Verzδgerungseinheit wie die Verzögerungseinheit 11 in Fig. 1 frei veränderlich vorzugeben, kann ein Zeitintervall beliebiger Länge vorgegeben werden, dessen Anfang durch den Eingang des Triggersignals an dem zu steuernden Treiber bestimmt ist und an dessen Ende der Auswertungszeitpunkt liegt.As an alternative or in addition, frequency dividers can also be provided, which can also divide the frequency of the external system clock signal or multiply the length of the pulse durations independently of manufacturing parameters and operating conditions. In particular if there is the possibility of freely changing the delay time by a delay unit such as the delay unit 11 in Fig. 1, a time interval of any length can be specified, the beginning of which is determined by the input of the trigger signal to the driver to be controlled and at the end of which Evaluation time is.
Im einfachsten Fall kann der Zeitsignalgenerator lediglich aus einer Signalleitung bestehen, die ein externes Zeitsignal durchleitet, beispielsweise zu der Verzögerungseinheit 11. Ei- ne derartige Lösung ist dann sinnvoll, wenn keine Zeitsignale benötigt werden, die kürzer sind als die Länge des externenIn the simplest case, the time signal generator can only consist of a signal line that passes an external time signal, for example to the delay unit 11. ne such solution is useful if no time signals are required that are shorter than the length of the external
Zeitsignals .Time signal.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung des Zeitsignalgenerators 13 gemäß Fig. 3 wird zwar die steigende Flanke des am Systemtakteingang 17 anliegenden Rechtecksignals in der beschriebenen Weise durch die Verzögerungskette 27 verzögert, jedoch nicht oder nur geringfügig die fallende Flanke des Rechteck- signals verzögert. Bei dieser Weiterbildung besteht nicht die Gefahr der Überlappung eines verzögerten Zeitsignals am Ausgang der Verzögerungsstufe 29e mit einem auf das verzögerte Zeitsignal folgenden nicht verzögerten Zeitsignal, dessen zugehöriges invertiertes Signal am Ausgang des Invertierers 35 anliegen könnte. Gerade dann, wenn die Verzögerungszeit noch nicht in der gewünschten Weise durch die Verzögerungssteuerung 33 eingestellt ist, können somit Fehlfunktionen vermieden werden. Es ist daher gewährleistet, daß die Verzögerungszeit immer richtig eingestellt werden kann.In a preferred development of the time signal generator 13 according to FIG. 3, the rising edge of the square-wave signal present at the system clock input 17 is delayed in the manner described by the delay chain 27, but the falling edge of the square-wave signal is not or only slightly delayed. In this development, there is no risk of overlapping a delayed time signal at the output of delay stage 29e with a non-delayed time signal following the delayed time signal, the associated inverted signal of which could be present at the output of inverter 35. Malfunctions can thus be avoided precisely when the delay time has not yet been set in the desired manner by the delay controller 33. It is therefore guaranteed that the delay time can always be set correctly.
In Fig. 10 und Fig. 11 sind die Ströme bzw. Spannungen am Treiberausgang 8 zu Beginn der Regelungsphase und nach dem 14. Regelzyklus dargestellt. In Fig. 10 entspricht die mit kurzen Strichen dargestellte Linie dem Strom zu Anfang der Regelungs- phase, in Fig. 11 die mit einheitlich langen Teilstrichen dargestellte Kurve der Spannung zu Beginn der Regelungsphase. Man erkennt, daß durch die Regelung sowohl das zeitliche Anwachsen des Stromes als auch der Wert des maximal fließenden Stromes reduziert werden konnten (Fig. 10) . Dem entspricht der flache- re Anstieg der Spannung am Treiberausgang 6 (Fig. 11) . Die Bezeichnung " ta " in Fig. 11 markiert den Zeitpunkt, an dem das Triggersignal am Treibereingang 6 eingeht .10 and 11 show the currents or voltages at driver output 8 at the beginning of the control phase and after the 14th control cycle. In FIG. 10 the line shown with short dashes corresponds to the current at the beginning of the regulation phase, in FIG. 11 the curve shown with uniformly long dashes corresponds to the voltage at the beginning of the regulation phase. It can be seen that both the temporal increase in the current and the value of the maximum flowing current could be reduced by the regulation (FIG. 10). This corresponds to the flatter rise in the voltage at driver output 6 (FIG. 11). The designation "t a " in FIG. 11 marks the point in time at which the trigger signal arrives at driver input 6.
In Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform einer Regel- Schaltung dargestellt. Die RegelSchaltung 21 stimmt weitgehend mit der Regelschaltung 1 (Fig. 1) überein. Jedoch sind derAn alternative embodiment of a control circuit is shown in FIG. The control circuit 21 is largely correct with the control circuit 1 (Fig. 1). However, the
Komparator 5 und der Ereignisdetektor 9 durch einen triggerbaren Komparator 19 ersetzt. Ein invertierender Eingang des triggerbaren Komparators 19 ist mit dem Treiberausgang 8 verbunden. An den nicht invertierenden Eingang des triggerbaren Komparators 19 ist eine Referenzspannung anlegbar oder angelegt. Weiterhin weist der triggerbare Komparator 19 einen Triggereingang auf, der mit dem Ausgang der Verzögerungseinheit 11 verbunden ist.Comparator 5 and the event detector 9 replaced by a triggerable comparator 19. An inverting input of the triggerable comparator 19 is connected to the driver output 8. A reference voltage can be applied or applied to the non-inverting input of the triggerable comparator 19. Furthermore, the triggerable comparator 19 has a trigger input which is connected to the output of the delay unit 11.
Die Funktionsweise der Regelschaltung 21 ist wie folgt: Durch die fallende Flanke des am Ausgang der Verzögerungseinheit 11 anliegenden Zeitsignals wird der triggerbare Komparator 19 getriggert, d.h. der Zeitpunkt, an dem die Flanke an dem Trig- gereingang anliegt, ist der Auswertungszeitpunkt. Zu diesem Zeitpunkt wird verglichen, ob die AusgangsSpannung am Treiberausgang 8 größer, gleich oder kleiner als die Referenzspannung ist. Dementsprechend wird am Ausgang des triggerbaren Komparators 19 ein Steuersignal ausgegeben, das entweder lo- gisch "high" oder "low" ist.The control circuit 21 operates as follows: The triggerable comparator 19 is triggered by the falling edge of the time signal present at the output of the delay unit 11, i.e. the time at which the edge is applied to the trigger input is the time of evaluation. At this time, a comparison is made as to whether the output voltage at driver output 8 is greater than, equal to or less than the reference voltage. Accordingly, a control signal is output at the output of the triggerable comparator 19, which is either logically "high" or "low".
Mit der Regelschaltung 21 kann dasselbe Regel erhalten wie mit der Regelschaltung 1 erzielt werden. Daher entspricht auch der Verlauf der Kurven gemäß Fig. 5 bis Fig. 11 der Regelschaltung 21. Um die Variante bei der Auswertung des Treiberausgangs- Signals zu verdeutlichen, ist in Fig. 6, rechter Diagrammabschnitt, die Spannungsdifferenz ΔV dargestellt, die der triggerbare Komparator 19 zum Auswertungszeitpunkt t = 42,5 ns feststellt. Da ΔV wie auch in dem vorhergehenden und den nach- folgenden Regelzyklen größer als Null ist, d.h. die Treiberausgangsspannung größer als die Referenzspannung ist, gibt der triggerbare Komparator ein Ausgangesignal gemäß Fig. 5 aus, welches logisch dem Zustand "low" entspricht. Die anhand von Fig. 1 und Fig. 2 beschriebenen Regelschaltungen 1; 21 können in analoger Weise verwendet werden, wenn der Treiber 3 angesteuert wird, um ein Ausgangssignal auszugeben, dessen Wert erniedrigt wird, beispielsweise eine abfallende Flanke eines SpannungsSignals erzeugt. Auch kann eine Stärkensteuerung eines Treibers in entsprechender Weise realisiert werden, der sowohl steigende als auch fallende Flanken erzeugen kann. Dabei kann die Stärke des Treibers für fallende Flanken und für steigende Flanken gleich sein oder unter- schiedlich sein. Dementsprechend ist es möglich, durch eine einzige Treiberstärken-Steuereinheit 7 die Stärke des Treibers einzustellen oder es kann eine Mehrzahl der Treiberstärken- Steuereinheiten 7 vorgesehen sein. Bereits durch eine einzige Treiberstärken-Steuereinheit 7 können auch unterschiedliche Stärken des Treibers eingestellt werden, etwa durch Verwendung eines Multiplexers, der das Ausgangssignal der Treiberstärken- Steuereinheit zeitlich nacheinander an verschiedene Steuereingänge des Treibers legt .The same rule can be obtained with the control circuit 21 as can be achieved with the control circuit 1. Therefore, the course of the curves according to FIGS. 5 to 11 corresponds to the control circuit 21. In order to clarify the variant in the evaluation of the driver output signal, the voltage difference ΔV is shown in FIG. 6, right-hand section of the diagram, which the triggerable comparator 19 at the time of evaluation t = 42.5 ns. Since ΔV, as in the previous and subsequent control cycles, is greater than zero, ie the driver output voltage is greater than the reference voltage, the triggerable comparator outputs an output signal according to FIG. 5, which logically corresponds to the "low" state. The control circuits 1; described with reference to FIGS. 1 and 2; 21 can be used in an analogous manner if the driver 3 is activated in order to output an output signal, the value of which is reduced, for example generating a falling edge of a voltage signal. A strength control of a driver can also be implemented in a corresponding manner, which driver can generate both rising and falling edges. The strength of the driver for falling edges and for rising edges can be the same or different. Accordingly, it is possible to set the strength of the driver by means of a single driver strength control unit 7, or a plurality of the driver strength control units 7 can be provided. Different strengths of the driver can also be set by a single driver strength control unit 7, for example by using a multiplexer, which sequentially applies the output signal of the driver strength control unit to different control inputs of the driver.
Durch die Erfindung ist eine Treiberstärkensteuerung realisierbar, die nur geringen schaltungstechnischen Aufwand bedeutet . Es bestehen große Freiheiten beim Vorgeben des Auswertungszeitpunktes . Weiterhin kann die Trägheit des Treibers berücksichtigt werden und kann frei gewählt werden, welchen Wert das Treiberausgangssignal zum AuswertungsZeitpunkt haben soll. Es ist somit nicht erforderlich, die gewünschte Flankensteilheit des Ausgangssignals über bestimmte Prozentwerte des Maxi- malanstiegs zu definieren. The invention enables a driver strength control to be implemented which means only low circuit complexity. There is great freedom in specifying the time of evaluation. Furthermore, the inertia of the driver can be taken into account and the value of the driver output signal at the time of evaluation can be freely selected. It is therefore not necessary to define the desired slope of the output signal using certain percentage values of the maximum increase.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Beurteilen der Stärke eines Treibers (3), insbesondere eines Padtreibers für hochintegrierte elektroni- sehe Schaltungen, wobei der Treiber (3) , ausgelöst durch ein Treibereingangssignal, einen Wert eines Treiberausgangssignals erhöht oder erniedrigt, bei welchem, insbesondere taktweise wiederkehrend,1. A method for assessing the strength of a driver (3), in particular a pad driver for highly integrated electronic circuits, the driver (3), triggered by a driver input signal, increasing or decreasing a value of a driver output signal, in which, in particular recurrently,
- ein mit dem Treibereingangssignal zeitlich gekoppelter Aus- wertungsZeitpunkt ermittelt wird und- An evaluation time coupled with the driver input signal is determined and
- unter Verwendung des Auswertungszeitpunktes ausgewertet wird, ob die Stärke des Treibers (3) einer Vorgabe entspricht .- Using the evaluation time it is evaluated whether the strength of the driver (3) corresponds to a specification.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Wert des Treiberausgangssignals entsprechend dem Auswertungsergebnis beeinflußt wird.2. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the value of the driver output signal is influenced according to the evaluation result.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zu dem AuswertungsZeitpunkt der Wert des Treiberausgangs-3. The method of claim 1 or 2 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that at the time of evaluation the value of the driver output
Signals ausgewertet wird.Signal is evaluated.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ausgewertet wird, ob ein aus dem Treiberausgangssignal erhaltenes Sekundärsignal und/oder ein Ereignis des Treiberausgangssignals vor, an und/oder nach dem AuswertungsZeitpunkt vorliegt bzw. eintritt.4. The method of claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it is evaluated whether a secondary signal obtained from the driver output signal and / or an event of the driver output signal is present or occurs before, on and / or after the evaluation time.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß bei der Ermittlung des AuswertungsZeitpunktes ein mit dem Treibereingangssignal gekoppeltes periodisches Signal verwen- det wird, insbesondere ein Taktsignal eines Systemtaktes für ein System mit mikroelektronischen Baugruppen.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a periodic signal coupled to the driver input signal is used in the determination of the evaluation time. Det, in particular a clock signal of a system clock for a system with microelectronic assemblies.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß unter Verwendung der Periodendauer und/oder der Frequenz des periodischen Signals ein Zeitintervall generiert wird und daß der AuswertungsZeitpunkt am Ende des Zeitintervalls liegt.6. The method of claim 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a time interval is generated using the period and / or the frequency of the periodic signal and that the evaluation time is at the end of the time interval.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß aus dem periodischen Signal ein Zeitsignal generiert wird, dessen Länge ein Vielfaches oder ein Bruchteil der Periodendauer ist und dessen Länge zumindest einen Teil der Länge des Zeitintervalls festlegt.7. The method of claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a time signal is generated from the periodic signal, the length of which is a multiple or a fraction of the period and the length of which defines at least part of the length of the time interval.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Treibereingangssignal den Treiber (3) zu einem Ansteue- rungsZeitpunkt ansteuert, so daß der Treiber (3) , gegebenenfalls verzögert, damit beginnt, den Wert des Treiberausgangs- Signals zu ändern, und daß ein Zeitintervall vorgegeben wird, das zu dem Ansteuerungszeitpunkt beginnt und durch dessen Ende der Auswertungszeitpunkt definiert ist.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the driver input signal drives the driver (3) at a control time, so that the driver (3), possibly delayed, begins to change the value of the driver output signal , and that a time interval is specified which begins at the activation time and by the end of which the evaluation time is defined.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest ein Teil des Zeitintervalls durch Vorgeben einer festen Verzögerungszeit vorgegeben wird.9. The method according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that at least part of the time interval is specified by specifying a fixed delay time.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Treiber (3) eine Mehrzahl von Treibereinheiten (45a-45e) aufweist, die einzeln freigegeben oder gesperrt werden können, daß die Kombination der freigegebenen Treibereinheiten (45a- 45e) die Stärke des Treibers (3) bestimmt und daß, abhängig von dem Auswertungsergebnis, gegebenenfalls ein oder mehrere der Treibereinheiten (45a-45e) freigegeben und/oder gesperrt werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the driver (3) has a plurality of driver units (45a-45e) which can be released or blocked individually, that the combination of the released driver units (45a 45e) determines the strength of the driver (3) and that, depending on the evaluation result, one or more of the driver units (45a-45e) may be released and / or blocked.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertung in einer ersten Zeitphase mehrfach durchgeführt wird und daß die Auswertung zur Überprüfung einer geeigneten Treiberstärke in vorgegebenen größeren Zeitabständen wiederholt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, that the evaluation is carried out several times in a first time phase and that the evaluation is repeated at predetermined larger intervals to check a suitable driver strength.
12. Sehaltungsanordnung (1; 21) zum Beurteilen der Stärke eines Treibers (3) , insbesondere eines Padtreibers für hochinte- grierte elektronische Schaltungen, wobei der Treiber (3) , ausgelöst durch ein Treibereingangssignal, einen Wert eines Treiberausgangssignals erhöht oder erniedrigt, mit12. viewing arrangement (1; 21) for assessing the strength of a driver (3), in particular a pad driver for highly integrated electronic circuits, the driver (3), triggered by a driver input signal, increasing or decreasing a value of a driver output signal
- einem Eingangssignaleingang (17) zum Empfangen eines mit dem Treibereingangssignal gekoppelten Eingangssignals, - einem Ausgangssignaleingang (8) zum Empfangen des Treiberausgangssignals,- an input signal input (17) for receiving an input signal coupled to the driver input signal, - an output signal input (8) for receiving the driver output signal,
- einer Festlegungseinheit (11, 13) zur Festlegung eines AuswertungsZeitpunktes, die mit dem Eingangssignaleingang (17) verbunden ist, und - einer Auswertungseinheit (5, 9; 19) zur Auswertung, ob die Stärke des Treibers (3) einer Vorgabe entspricht, wobei die Auswertungseinheit (5, 9; 19) mit der Festlegungseinheit (11, 13) und mit dem Ausgangssignaleingang (8) verbunden ist und wobei die Auswertungseinheit (5, 9; 19) einen Auswer- tungssignalausgang zum Ausgeben eines zu dem Auswertungszeitpunkt ermittelten Auswertungsergebnisses aufweist.- A determination unit (11, 13) for determining an evaluation time, which is connected to the input signal input (17), and - An evaluation unit (5, 9; 19) for evaluating whether the strength of the driver (3) corresponds to a specification, whereby the evaluation unit (5, 9; 19) is connected to the definition unit (11, 13) and to the output signal input (8) and the evaluation unit (5, 9; 19) has an evaluation signal output for outputting an evaluation result determined at the time of the evaluation ,
13. Schal tungs anordnung nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine Einrichtung (7) zum Beeinflussen der Stärke des Treibers13. scarf device arrangement according to claim 12, characterized in that a device (7) for influencing the strength of the driver
(3) vorgesehen ist, die mit dem Auswertungssignalausgang verbunden ist.* (3) is provided, which is connected to the evaluation signal output. *
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 oder 13 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schaltungsanordnung (1) und der Treiber (3) auf einem gemeinsamen mikroelektronischen Chip (4) angeordnet sind.14. Circuit arrangement according to claim 12 or 13, so that the circuit arrangement (1) and the driver (3) are arranged on a common microelectronic chip (4).
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Treiber (3) eine Mehrzahl von Treibereinheiten (45a-45e) aufweist, die einzeln freigegeben oder gesperrt werden können, wobei die Kombination der freigegebenen Treibereinheiten (45a- 45e) die Stärke des Treibers (3) bestimmt, und daß eine erste (45a-45d) der Treibereinheiten (45a-45e) mit der halben Stärke einer zweiten (45b-45e) der Treibereinheiten (45a-45e) zur Gesamtstärke des Treibers (3) beitragen kann.15. Circuit arrangement according to claim 12 to 14, characterized in that the driver (3) has a plurality of driver units (45a-45e) which can be released or locked individually, the combination of the released driver units (45a-45e) being the strength of the Driver (3) determines, and that a first (45a-45d) of the driver units (45a-45e) with half the strength of a second (45b-45e) of the driver units (45a-45e) can contribute to the overall strength of the driver (3).
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertungseinheit (5, 9; 19) mit einer binären Steuereinheit (7) zum Steuern der Stärke des Treibers (3) verbunden ist, und daß die Steuereinheit (7) derart mit den Treiberein- heiten (45a-45e) verbunden ist, daß die erste (45a-45d) und die zweite (45b-45e) Treibereinheit durch binäre Steuersignale angesteuert werden können und dadurch die Stärke des Treibers (3) in äquidistanten Stufen eingestellt werden kann.16. Circuit arrangement according to claim 15, characterized in that the evaluation unit (5, 9; 19) is connected to a binary control unit (7) for controlling the strength of the driver (3), and that the control unit (7) is connected to the driver unit in this way. units (45a-45e) that the first (45a-45d) and the second (45b-45e) driver unit can be controlled by binary control signals and the strength of the driver (3) can be set in equidistant steps.
17. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Festlegungseinheit (11, 13) eine Verzδgerungseinheit (11) zur Verzögerung eines Zeitsignals aufweist, um den Auswertungszeitpunkt zu verschieben. 17. Circuit arrangement according to one of claims 12 to 16, characterized in that the fixing unit (11, 13) has a delay unit (11) for delaying a time signal in order to shift the time of evaluation.
18. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Festlegungseinheit (11, 13) eine Zeitsignaleinheit (13) zum Generieren und/oder Empfangen eines Auswertungszeitsignals aufweist, dessen Länge zumindest teilweise der Zeitdifferenz zwischen dem AuswertungsZeitpunkt und einem aus dem Treibereingangssignal ableitbaren Auslösezeitpunkt entspricht.18. Circuit arrangement according to one of claims 12 to 17, characterized in that the setting unit (11, 13) has a time signal unit (13) for generating and / or receiving an evaluation time signal, the length of which is at least partially the time difference between the evaluation time and one of the driver input signal derivable trigger time corresponds.
19. Schaltungsanordnung nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Festlegungseinheit (11, 13) ausgestaltet ist, ein Eingangszeitsignal zu empfangen und/oder zu generieren, daß die Festlegungseinheit (11, 13) eine Verzögerungskette (27) mit einer Mehrzahl von Verzögerungsstufen (29a-29e) zum Verzögern des Eingangszeitsignals aufweist und daß Ausgänge der Verzδge- rungsstufen (29a-29e) mit einer Logikeinheit (37a-37d) verbunden sind, die das Eingangszeitsignal oder ein daraus abgeleitetes Signal empfängt, so daß an einem Ausgang (14) der Logikeinheit (37a-37d) unterschiedlich lange Auswertungszeitsigna- le anliegen.19. Circuit arrangement according to claim 18, characterized in that the fixing unit (11, 13) is designed to receive and / or generate an input time signal that the fixing unit (11, 13) has a delay chain (27) with a plurality of delay stages (29a -29e) for delaying the input time signal and that outputs of the delay stages (29a-29e) are connected to a logic unit (37a-37d) which receives the input time signal or a signal derived therefrom, so that at an output (14) Logic unit (37a-37d) have evaluation time signals of different lengths.
20. Schaltungsanordnung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verzögerungskette (27) mit einer Synchronisierungseinheit (31, 33) , zum Synchronisieren eines Ereignisses des Eingangszeitsignals mit einem Ereignis des verzögerten Eingangszeitsignals, verbunden ist.20. Circuit arrangement according to claim 19, so that the delay chain (27) is connected to a synchronization unit (31, 33) for synchronizing an event of the input time signal with an event of the delayed input time signal.
21. Schaltungsanordnung nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest eine der Verzögerungsstufen (29a-29e) einen Steuereingang (30a-30e) zum Zuführen eines Steuersignals aufweist und daß die Synchronisierungseinheit (31, 33) mit dem Steuereingang (30a-30e) verbunden ist, um die Verzögerung zu steu- ern. 21. Circuit arrangement according to claim 20, characterized in that at least one of the delay stages (29a-29e) has a control input (30a-30e) for supplying a control signal and that the synchronization unit (31, 33) is connected to the control input (30a-30e) to control the delay.
22. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Festlegungseinheit (11, 13) ausgestaltet ist, an einem Signalausgang (14) eine Mehrzahl der AusgangszeitSignale zur Verfügung zu stellen, und daß eine Mehrzahl der Treiber mit dem Signalausgang (14) verbunden und/oder verbindbar sind.22. Circuit arrangement according to one of claims 18 to 21, characterized in that the fixing unit (11, 13) is designed to provide a plurality of the output time signals at a signal output (14), and in that a plurality of the drivers with the signal output (14 ) are connected and / or connectable.
23. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertungseinheit (5, 9) einen Ereignisdetektor (9) aufweist, der ausgestaltet ist festzustellen, ob ein aus dem Treiberausgangssignal ermittelbares Ereignis vor, an und/oder nach dem Auswertungszeitpunkt eintritt.23. Circuit arrangement according to one of claims 12 to 22, characterized in that the evaluation unit (5, 9) has an event detector (9) which is designed to determine whether an event which can be determined from the driver output signal occurs before, on and / or after the evaluation time ,
24. Schaltungsanordnung nach Anspruch 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertungseinheit (5, 9) einen Komparator (5) aufweist, der einen ersten Komparatoreingang zum Empfangen des Trei- berausgangsSignals und einen zweiten Komparatoreingang zum24. Circuit arrangement according to claim 23, so that the evaluation unit (5, 9) has a comparator (5) which has a first comparator input for receiving the driver output signal and a second comparator input for
Empfangen eines Referenzsignals hat, wobei der Komparator (5) ausgestaltet ist, ein Eingangssignal auszugeben, wenn das Treiberausgangssignal einen Wert erreicht und/oder überschreitet und/oder unterschreitet, der durch das Referenzsignal vor- gegeben ist, und wobei der Komparator mit dem Ereignisdetektor (9) verbunden ist, um das Ereignissignal an diesen auszugeben.Receiving a reference signal, the comparator (5) being designed to output an input signal when the driver output signal reaches and / or exceeds and / or falls below a value which is predetermined by the reference signal, and wherein the comparator with the event detector ( 9) is connected to output the event signal to it.
25. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Auswertungseinheit (19) einen triggerbaren Komparator (19) aufweist, der25. Circuit arrangement according to one of claims 12 to 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the evaluation unit (19) has a triggerable comparator (19) which
- einen mit der Festlegungseinheit (11, 13) verbundenen Triggereingang,a trigger input connected to the definition unit (11, 13),
- einen ersten Komparatoreingang zum Empfangen des Treiberaus- gangsSignals und einen zweiten Komparatoreingang zum Empfangen eines Referenzsignals hat. - a first comparator input for receiving the driver output signal and has a second comparator input for receiving a reference signal.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4675008B2 (en) 2001-09-17 2011-04-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor circuit device
DE10148338B4 (en) * 2001-09-29 2005-11-10 Infineon Technologies Ag Scalable driver device and associated integrated circuit
DE10331607B4 (en) * 2003-07-12 2007-02-15 Infineon Technologies Ag Output driver for an integrated circuit and method for driving an output driver
DE10340637A1 (en) * 2003-09-03 2004-12-23 Infineon Technologies Ag Driver for signal production especially off chip driver for memory components has control circuit to adjust driver power

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4825099A (en) * 1987-12-04 1989-04-25 Ford Microelectronics Feedback-controlled current output driver having reduced current surge
EP0611113A1 (en) * 1993-02-04 1994-08-17 Texas Instruments Incorporated Differential bus drivers

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4567378A (en) * 1984-06-13 1986-01-28 International Business Machines Corporation Driver circuit for controlling signal rise and fall in field effect transistor processors
DE4441523C1 (en) * 1994-11-22 1996-05-15 Itt Ind Gmbh Deutsche Digital driver circuit for an integrated circuit
EP0962050B1 (en) * 1997-12-23 2004-11-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Output stage with self-calibrating slew rate control

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4825099A (en) * 1987-12-04 1989-04-25 Ford Microelectronics Feedback-controlled current output driver having reduced current surge
EP0611113A1 (en) * 1993-02-04 1994-08-17 Texas Instruments Incorporated Differential bus drivers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOWLATABADI A B: "A ROBUST, LOAD-INSENSITIVE PAD DRIVER", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, IEEE INC. NEW YORK, US, vol. 35, no. 4, 1 April 2000 (2000-04-01), pages 660 - 665, XP001009187, ISSN: 0018-9200 *

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