一种引脚可编程延迟单元、计时器以及集成电路

申请号 CN200810135153.1 申请日 2008-08-13 公开(公告)号 CN101369807B 公开(公告)日 2012-04-25
申请人 辉达公司; 发明人 林黄果; 杨格; 伊桑·A·弗雷泽; 查尔斯·洲原·杨;
摘要 本 发明 的一个 实施例 阐述一组用于设计集成 电路 用的灵活时序产生器的三个建置区 块 电路。第一和第二建置区块包含可在制造前定制和微调的延迟元件。第三建置区块可在制造前以及制造后调谐。所述三个建置区块可并入到模块化结构中,从而使设计者能够容易地产生具有良好特征的、灵活的一般计时器电路。
权利要求

1.一种引脚可编程延迟单元,其包括:
输入通道,通过其传输输入信号
第一控制输入通道,通过其传输用于控制第一传输的第一控制信号
第二控制输入通道,通过其传输用于控制第二传输门和第三传输门的第二控制信号;
第一组延迟元件,其设置在所述输入通道与所述第三传输门之间,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置;
第二组延迟元件,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置,且所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门设置在所述第一组延迟元件与所述第二组延迟元件之间;以及
第一输出通道,通过其传输第一输出信号
2.根据权利要求1所述的引脚可编程延迟单元,其中所述第一控制信号和所述第二控制信号配置所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门,使得所述输入信号可采用到所述第二组延迟元件的三条路径之一。
3.根据权利要求2所述的引脚可编程延迟单元,其中所述第一控制信号和所述第二控制信号配置所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门,使得所述输入信号传输通过所述第一传输门、所述第二传输门和所述第二组延迟元件而不是所述第一组延迟元件或所述第三传输门。
4.根据权利要求2所述的引脚可编程延迟单元,其中所述第一控制信号和所述第二控制信号配置所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门,使得所述输入信号传输通过所述第二传输门和所述第二组延迟元件而不是所述第一组延迟元件、所述第二传输门或所述第三传输门。
5.根据权利要求2所述的引脚可编程延迟单元,其中所述第一控制信号和所述第二控制信号配置所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门,使得所述输入信号传输通过所述第一组延迟元件、所述第三传输门和所述第二组延迟元件而不是所述第一传输门或所述第二传输门。
6.根据权利要求2所述的引脚可编程延迟单元,其中与所述第三路径相关联的传播延迟大于与所述第二路径相关联的传播延迟,且与所述第二路径相关联的传播延迟大于与所述第一路径相关联的传播延迟。
7.根据权利要求1所述的引脚可编程延迟单元,其进一步包括第二输出通道,通过所述第二输出通道传输缓冲的输出,其中输出缓冲器设置在所述第一输出通道与所述第二输出通道之间,以便使耦合到所述第二输出通道的任何负载电容与所述第一输出通道隔离。
8.根据权利要求1所述的引脚可编程延迟单元,其进一步包括反相器,所述反相器经配置以使所述第二控制信号反相,且耦合到所述第三传输门,使得由所述第三传输门接收的所述控制信号相对于由所述第二传输门接收的所述控制信号反相。
9.一种一般灵活计时器,其包括:
引脚可编程延迟单元,其包含:
输入通道,通过其传输输入信号;
第一控制输入通道,通过其传输用于控制第一传输门的第一控制信号;
第二控制输入通道,通过其传输用于控制第二传输门和第三传输门的第二控制信号;
第一组延迟元件,其设置在所述输入通道与所述第三传输门之间,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置;
第二组延迟元件,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置,且所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门设置在所述第一组延迟元件与所述第二组延迟元件之间;
输出通道,通过其传输输出信号;以及
缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号;以及
至少一个耦合到所述引脚可编程延迟单元的微调延迟单元,
其中每一微调延迟单元包含:
输入通道,通过其接收和传输输入信号,
第一延迟元件,其耦合到所述输入通道,
第二延迟元件,其耦合到所述第一延迟元件,其中所述第一延迟元件和所述第二延迟元件中的每一者可用单个互连层的变化来重新配置,
输出驱动器,其耦合到所述第二延迟元件,
输出通道,通过其传输输出信号,以及
缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号。
10.根据权利要求9所述的一般灵活计时器,其中参考时钟信号通过所述第一输入通道来接收和传输,且至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号或来自所述微调延迟单元的所述缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以便产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。
11.根据权利要求9所述的一般灵活计时器,其中所述至少一个微调延迟单元包括:第一微调延迟单元,其产生第一缓冲的输出信号;第二微调延迟单元,其产生第二缓冲的输出信号;以及第三微调延迟单元,其产生第三缓冲的输出信号,且其中来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号相对于参考时钟信号延迟第一数目个逻辑延迟,所述第一缓冲的输出信号相对于来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第二缓冲的输出信号相对于所述第一缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,且所述第三缓冲的输出信号相对于所述第二缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟。
12.根据权利要求11所述的一般灵活计时器,其中至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号、所述第一缓冲的输出信号、所述第二缓冲的输出信号或所述第三缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。
13.根据权利要求9所述的一般灵活计时器,其中所述至少一个微调延迟单元包括:第一微调延迟单元,其产生第一缓冲的输出信号;第二微调延迟单元,其产生第二缓冲的输出信号;第三微调延迟单元,其产生第三缓冲的输出信号;第四微调延迟单元,其产生第四缓冲的输出信号;以及第五微调延迟单元,其产生第五缓冲的输出信号,且其中来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号相对于参考时钟信号延迟第一数目个逻辑延迟,所述第一缓冲的输出信号相对于来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第二缓冲的输出信号相对于所述第一缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第三缓冲的输出信号相对于所述第二缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第四缓冲的输出信号相对于所述第三缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,且所述第五缓冲的输出信号相对于所述第四缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟。
14.根据权利要求13所述的一般灵活计时器,其中至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号、所述第一缓冲的输出信号、所述第二缓冲的输出信号、所述第三缓冲的输出信号、所述第四缓冲的输出信号或所述第五缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。
15.根据权利要求9所述的一般灵活计时器,其中所述至少一个微调延迟单元包括:第一微调延迟单元,其产生第一缓冲的输出信号;第二微调延迟单元,其产生第二缓冲的输出信号;第三微调延迟单元,其产生第三缓冲的输出信号;第四微调延迟单元,其产生第四缓冲的输出信号;第五微调延迟单元,其产生第五缓冲的输出信号;第六微调延迟单元,其产生第六缓冲的输出信号;以及第七微调延迟单元,其产生第七缓冲的输出信号;且其中来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号相对于参考时钟信号延迟第一数目个逻辑延迟,所述第一缓冲的输出信号相对于来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第二缓冲的输出信号相对于所述第一缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第三缓冲的输出信号相对于所述第二缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第四缓冲的输出信号相对于所述第三缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第五缓冲的输出信号相对于所述第四缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,所述第六缓冲的输出信号相对于所述第五缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟,且所述第七缓冲的输出信号相对于所述第六缓冲的输出信号延迟两个逻辑延迟。
16.根据权利要求15所述的一般灵活计时器,其中至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号、所述第一缓冲的输出信号、所述第二缓冲的输出信号、所述第三缓冲的输出信号、所述第四缓冲的输出信号、所述第五缓冲的输出信号、所述第六缓冲的输出信号或所述第七缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。
17.一种集成电路,其包括:
多个输入/输出电路;
核心逻辑;以及
耦合到所述核心逻辑的计时器,所述计时器包含:
引脚可编程延迟单元,所述引脚可编程延迟单元包含:
输入通道,通过其传输输入信号,
第一控制输入通道,通过其传输用于控制第一传输门的第一控制信号,
第二控制输入通道,通过其传输用于控制第二传输门和第三传输门的第二控制信号,第一组延迟元件,其设置在所述输入通道与所述第三传输门之间,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置,
第二组延迟元件,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置,且所述第一传输门、所述第二传输门和所述第三传输门设置在所述第一组延迟元件与所述第二组延迟元件之间,
输出通道,通过其传输输出信号,以及
缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号,以及
至少一个耦合到所述引脚可编程延迟单元的微调延迟单元,其中每一微调延迟单元包含:
输入通道,通过其接收和传输输入信号,
第一延迟元件,其耦合到所述输入通道,
第二延迟元件,其耦合到所述第一延迟元件,其中所述第一延迟元件和所述第二延迟元件中的每一者可用单个互连层的变化来重新配置,
输出驱动器,其耦合到所述第二延迟元件,
输出通道,通过其传输输出信号,以及
缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号。
18.根据权利要求17所述的集成电路,其中参考时钟信号是通过所述第一输入通道来接收和传输,且至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号或来自所述微调延迟单元的所述缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以便产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。
19.根据权利要求17所述的集成电路,其中所述至少一个微调延迟单元包括:第一微调延迟单元,其产生第一缓冲的输出信号;第二微调延迟单元,其产生第二缓冲的输出信号;以及第三微调延迟单元,其产生第三缓冲的输出信号,且其中来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号相对于参考时钟信号延迟,所述第一缓冲的输出信号相对于来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号延迟,所述第二缓冲的输出信号相对于所述第一缓冲的输出信号延迟,且所述第三缓冲的输出信号相对于所述第二缓冲的输出信号延迟。
20.根据权利要求19所述的集成电路,其中至少来自所述引脚可编程延迟单元的所述缓冲的输出信号、所述第一缓冲的输出信号、所述第二缓冲的输出信号或所述第三缓冲的输出信号与所述参考时钟信号组合,以产生具有受控制的宽度和延迟的时钟脉冲。

说明书全文

一种引脚可编程延迟单元、计时器以及集成电路

技术领域

[0001] 本发明实施例大体上涉及集成时序产生器,且更具体来说涉及一般灵活计时器设计。
[0002] 背景技术
[0003] 集成电路往往采用时序脉冲产生器或“计时器”来产生一组相关脉冲信号,所述信号可用来协调和控制集成电路内的活动。计时器可具有多个时钟输出,其中每一时钟输出激活整体集成电路内的正受控制的客户端电路的特定部分。时钟输出之间的时序关系一般来说对于客户端电路的正确运作是重要的。
[0004] 一种特别具挑战性的类型的计时器在单个系统时钟循环的时间间隔内产生多个脉冲。脉冲是响应于激活事件而产生的,比如控制信号脉冲或时钟沿到达一个或一个以上指定的计时器输入引脚。激活事件触发计时器内的一序列事件,其产生所需的输出脉冲。举例来说,嵌入式静态随机存取存储器(SRAM)可接收参考时钟信号,以及读取和写入启用信号。从外部的视来看,SRAM根据参考时钟信号和启用信号同步地从指定地址进行读取或对指定地址进行写入。然而,在内部,SRAM正在产生仔细分级的时序脉冲序列,以在单个同步时钟循环的时间周期内激活预充电电路、行和列驱动器、读出放大器电路等。基于SRAM内的电路的预测时序模型来确定每一时序脉冲的具体延迟和相位规范。SRAM计时器电路通常经设计以满足SRAM内部的各种客户端电路的特定时序需要。
[0005] 与定制计时器电路相关联的设计努通常成本非常高且容易出错。此外,客户端电路的预测时序模型有时候是错误或者不完整的,从而引起整个集成电路出现故障。此故障的最为常见的解决方案是对集成电路进行昂贵的重新设计和重新制造。随着掩模成本随每一连续过程节点而增加,这种类型的解决方案逐渐变得昂贵。
[0006] 如上所述,此项技术中需要一种设计出可适应各种建模不准确性的定制计时器电路,同时使整体设计努力和成本减到最小的技术。
[0007] 发明内容
[0008] 本发明的一个实施例阐述一种一般灵活计时器。所述计时器包含引脚可编程延迟单元,其具有:输入通道,通过其传输输入信号;第一控制输入通道,通过其传输用于控制第一传输的第一控制信号;第二控制输入通道,通过其传输用于控制第二传输门和第三传输门的第二控制信号;第一组延迟元件,其设置在输入通道与第三传输门之间,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置;第二组延迟元件,其中每一延迟元件可用单个互连层的变化来重新配置,且第一传输门、第二传输门和第三传输门设置在第一组延迟元件与第二组延迟元件之间;输出通道,通过其传输输出信号;以及缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号。计时器还包含至少一个耦合到引脚可编程延迟单元的微调延迟单元,其中每一微调的延迟单元具有:输入通道,通过其接收和传输输入信号;第一延迟元件,其耦合到输入通道;第二延迟元件,其耦合到第一延迟元件,其中第一延迟元件和第二延迟元件中的每一者可用单个互连层的变化来重新配置;输出驱动器,其耦合到第二延迟元件;输出通道,通过其传输输出信号;以及缓冲的输出通道,通过其传输缓冲的输出信号。
[0009] 所揭示的一般灵活计时器的一个优点在于,其可并入到模化结构中,从而使电路设计者能够容易地产生特征良好的、灵活的一般计时器电路。附图说明
[0010] 为了可详细了解本发明的以上指出的特征,可通过参考实施例来对以上简要概述的本发明进行更详细的描述,其中有些实施例在附图中说明。然而应注意,附图只说明本发明的典型实施例,且因此不应理解为限制本发明的范围,因为本发明可承认其它同等有效的实施例。
[0011] 图1A到1E说明根据本发明各种实施例的一群延迟元件的电路设计和互连配置; [0012] 图2说明根据本发明一个实施例的微调延迟单元的电路设计;
[0013] 图3A说明根据本发明一个实施例的引脚可编程延迟单元的电路设计; [0014] 图3B到3D说明根据本发明各种实施例的通过图3A的引脚可编程延迟单元的时钟传播路径;
[0015] 图4A描绘根据本发明一个实施例的示范性一般灵活计时器配置;
[0016] 图4B说明根据本发明一个实施例的图4B的一般灵活计时器的抽象视图;以及 [0017] 图5说明根据本发明一个实施例使用延迟的时钟信号来导出时序脉冲。 [0018] 图6说明根据本发明一个实施例在SRAM电路内的内部控制信号的时序; [0019] 图7说明根据本发明一个实施例经配置以产生延迟的时钟信号以用于在SRAM电路内产生内部控制信号的一般灵活计时器;
[0020] 图8A-8F说明根据本发明各种实施例的用来在SRAM电路内产生内部控制信号的 逻辑电路
[0021] 图9描绘可实施本发明的一个或一个以上方面的集成电路;以及
[0022] 图10描绘可实施本发明的一个或一个以上方面的包含SRAM电路的集成电路。 具体实施方式
[0023] 图1A到图1E说明根据本发明各种实施例的一群延迟元件的电路设计和互连配置。所属领域的技术人员将认识到,用来实施图1A到图1E所示的电路的物理设计除了最小的连接上的差别(优选在一个金属或互连层内)以外可以完全相同。通过使用图1A到图1E所示的延迟元件的此特征,设计者可使用仅仅一个预定的单个互连层的变化来改变集成电路内的选定延迟元件。
[0024] 图1A说明延迟元件101,其在输入节点120上接收输入逻辑信号,并在输出节点122上产生输出逻辑信号,其是输入信号的经过延迟且反相的型式。延迟元件101用参考驱动强度(“1x”)来驱动输出节点122。延迟元件101包含两个p沟道场效晶体管(P-FET)110、
112和两个n沟道场效晶体管(N-FET)114、116。将电流从正电源干线130(通常称为“VDD”)供应到P-FET 110的源极节点。P-FET 110的漏极节点供应P-FET112的源极节点。P-FET
112的漏极节点连接到输出节点122。N-FET 116的源极节点连接到负电源干线132,其通常称为“VSS”。N-FET 116的漏极节点连接到N-FET 114的源极节点。N-FET 114的漏极节点连接到输出节点122。输入信号120连接到FET 110、112、114和116的栅极节点。所属领域的技术人员将认识到,延迟元件101可通过两个2X大小的FET的串联而实现1x的驱动强度,以用于上拉(P-FET)和下拉(N-NET)输出驱动两者。
[0025] 图1B说明延迟元件102,其在输入节点120上接收输入逻辑信号,并在输出节点122上产生输出逻辑信号,其是输入信号的经过延迟且反相的型式。延迟元件102用参考驱动强度的两倍(“2x”)来驱动输出节点122。延迟元件102包含两个p沟道场效晶体管(P-FET)110、112和两个n沟道场效晶体管(N-FET)114、116。将电流从VDD节点130通过旁路互连供应到P-FET 112的源极节点,所述旁路互连使P-FET 110的源极节点和漏极节点短路。P-FET 112的漏极节点连接到输出节点122。N-FET 114的源极节点通过旁路互连连接到VSS节点132,所述旁路互连使P-FET 116的源极节点和漏极节点短路。N-FET 114的漏极节点连接到输出节点122。输入信号120连接到FET 110、112、114和116的栅极节点。所属领域的技术人员将认识到,延迟元件102可通过使FET 110和116旁路来实现2x的驱动强度,因而使上拉电阻和下拉电阻以2X为因数而 减小。
[0026] 图1C说明延迟元件103,其在输入节点120上接收输入逻辑信号,并在输出节点122上产生输出逻辑信号,其是输入信号的经过延迟且反相的型式。延迟元件103用参考驱动强度的四倍(“4x”)来驱动输出节点122。延迟元件103包含两个p沟道场效晶体管(P-FET)110、112和两个n沟道场效晶体管(N-FET)114、116。将电流从VDD节点130供应到P-FET 110和112的源极节点。P-FET 110和112的漏极节点连接到输出节点122。N-FET
114和116的源极节点连接到VSS节点132。N-FET 114和116的漏极节点连接到N-FET
114的源极节点。N-FET 114和116的漏极节点连接到输出节点122。输入信号120连接到FET 110、112、114和116的栅极节点。所属领域的技术人员将认识到,延迟元件103可通过并行操作两个P-FET 110、112和两个N-FET 114、116来实现4X的驱动强度。 [0027] 图1D说明延迟元件104,其在输入节点120上接收输入逻辑信号,并在输出节点
122上产生输出逻辑信号,其是输入信号的经过延迟且反相的型式。延迟元件104用参考驱动强度(“1x”)来驱动输出节点122。延迟元件104包含两个p沟道场效晶体管(P-FET)110、
112和两个n沟道场效晶体管(N-FET)114、116。将电流从VDD节点130供应到P-FET 110的源极节点。P-FET 110的漏极节点供应P-FET 112的源极节点。P-FET 112的漏极节点连接到输出节点122。N-FET 116的源极节点连接到VSS节点132。N-FET 116的漏极节点连接到N-FET 114的源极节点。N-FET 114的漏极节点连接到输出节点122。输入信号120连接到FET 112和114的栅极节点。P-FET 110的栅极节点连接到VSS节点132,以便永久地“接通”P-FET 110。N-FET 116的栅极节点连接到VDD节点,以便永久地“接通”P-FET
116。重要的是,由于栅极电容的缘故,在输入节点120上呈现的输入电容性负载大约是图
1A到图1C的延迟元件的输入电容性负载的一半。
[0028] 图1E说明延迟元件105,其在输入节点120上接收输入逻辑信号,并在输出节点122上产生输出逻辑信号,其是输入信号的经过延迟且反相的型式。延迟元件105用参考驱动强度的大约两倍(“2x”)来驱动输出节点122。延迟元件105包含两个p沟道场效晶体管(P-FET)110、112和两个n沟道场效晶体管(N-FET)114、116。将电流从VDD节点130通过旁路互连供应到P-FET 112的源极节点,所述旁路互连使P-FET 110的源极节点和漏极节点短路。P-FET 112的漏极节点连接到输出节点122。N-FET 114的源极节点通过旁路互连连接到VSS节点132,所述旁路互连使P-FET 116的源极节点和漏极节点短路。N-FET
114的漏极节点连接到输出节点122。输入信号120连接到FET 112和116的栅极节点。所属领域的技术人员将认识到,延迟元件105可通过使FET 110和116旁路来实现2x的驱动强度,因而使上拉电阻和下拉电阻以2X为因数而减小。重要的是,由于栅极电容的缘故,在输入节点120上呈现的输入电容性负载大约是图1A到图1C的延迟元件的输入电容性负载的一半。
[0029] 图2说明根据本发明一个实施例的微调延迟单元200的电路设计。微调延迟单元200包含循序连接的延迟元件210和212以及输出驱动器214。延迟元件210和212可并入图1A到图1E中描述的任一延迟元件的配置。输入A 220驱动延迟元件210的输入。延迟元件210的输出驱动延迟元件212的输入。延迟元件212的输出驱动输出Y 222和缓冲器230的输入,所述缓冲器230驱动输出O 224。缓冲器230用以使附接到输出O 224的负载电容与输出Y 222隔离,因而使从输入A 220到输出Y 222的整体延迟特征更加有确定性。
[0030] 图3A说明根据本发明一个实施例的引脚可编程的延迟单元300的电路设计。引脚可编程的延迟单元300包含输入缓冲器330和332,传输门334、336和328,反相器340和342,延迟元件344和346以及输出缓冲器348。此外,引脚可编程的延迟单元300包含输入A 310、输出Y 316、输出O 318和两个控制输入——输入S0 312和输入S1 314。 [0031] 延迟元件344和346可包含图1A到图1E中描述的形式的延迟元件。延迟元件配置的具体选择是基于当前设计的具体要求。重要的是,可通过在制造之前使用仅仅互连层的改变,而将给定延迟元件的配置改变成具有不同传播延迟的不同配置,以便微调所述延迟元件的传播延迟。
[0032] 时钟信号进入输入A 310,且可采用三条路径之一到达节点319。输入S0和S1一起确定从输入A 310到节点319采用哪条路径。在到达输出Y 316之前,时钟信号从节点319传播通过延迟元件346。缓冲器348产生输出O 318,其是输出Y 316的缓冲的型式。
以下在图3B到图3D中描述从输入A 310到节点319的三条路径中的每一者。
[0033] 图3B到图3D描述根据本发明各种实施例的通过图3A的引脚可编程延迟单元的时钟传播路径。在图3B中,将输入S0 312设置成“1”,且将输入S1 314设置成“0”。通过此组配置输入,传输门334和336关闭,且传输门328打开。结果,创建了从输入缓冲器330和332到节点319的选定路径350。选定路径350提供从输入A 310到节点319的最小传播延迟。
[0034] 在图3C中,将输入S0 312设置成“0”,且将输入S1 314设置成“0”。通过此组配置输入,传输门336关闭,且传输门326和328打开。结果,创建了从输入缓冲器 332到节点319的选定路径355。选定路径355相对于选定路径350提供用于为节点319充电的驱动强度的大约一半。因此,与选定路径355相关联的传播延迟比与选定路径350相关联的传播延迟长。
[0035] 在图3D中,将输入S0 312设置成“0”,且将输入S1 314设置成“1”。通过此组配置输入,传输门334和336打开,且传输门328关闭。结果,创建了从输入缓冲器332到节点319的选定路径360。此路径传播通过延迟元件344,因而引起额外的延迟。此额外的延迟可能在调试集成电路时有用,其中例如可能在受引脚可编程延迟单元控制的客户端电路中存在对设置时间的违反。
[0036] 图4A描绘根据本发明一个实施例的示范性一般灵活计时器400的配置。一般灵活计时器400包含引脚可编程延迟单元420和微调延迟单元422、430、432、434、440、442和444。图3A中描述的引脚可编程延迟单元420包含时钟输入ECLK 410和配置输入SVOP<0>412和SVOP<1>414,其由输入逻辑处理,从而保证向引脚可编程延迟单元420呈现有效的配置位。引脚可编程延迟单元420的缓冲的输出信号提供大约七个逻辑延迟,且对应于一般灵活计时器400的第一输出信号D7450。图2中描述的第一微调延迟单元422提供大约更多两个逻辑延迟。第一微调延迟单元422的缓冲的输出是D9451。连续微调延迟单元434、432、430、440、442、444每一者提供大约两个逻辑延迟的额外延迟,且分别提供相应的输出D11 454、D13 453、D15 452、D17 455、D19456和D21 457。
[0037] 可用从上到下盘旋的样式(从左转到右,再从右转到左)来组织延迟单元。在每一延迟单元处,连同一个级联输出有一个缓冲的输出可用,所述级联的输出可选路到下一单元。此组织的一个重要特征在于,所有单元间选路都是平面的,从而允许设计者通过改变整体布局的仅仅一个互连层而向链中添加延迟单元或者从中删除延迟单元。通过在链中包含未用的“备用”延迟单元,设计者可加入显著的灵活性,以用于执行仅涉及一个互连层的灵活计时器重新设计。
[0038] 图4B说明根据本发明一个实施例的图4B的一般灵活计时器400的抽象视图。一般灵活计时器400接收输入时钟ECLK 410和配置位413,并从ECLK 410产生至少一个延迟的时钟信号。延迟的时钟信号输出是D7 450、D9 451等。通过使用延迟的时钟信号D7450、D9 451等,可产生具有受控制的宽度和相对于参考时钟ECLK 410的延迟的时钟脉冲。 [0039] 所属领域的技术人员将明白,任何给定的一般灵活计时器均可包含一个或一个以上引脚可编程延迟单元和/或一个或一个以上微调延迟单元。图4A和图4B中揭示的实施 例只是出于说明的目的,且无论如何均不意图限制本发明的范围。
[0040] 图5说明根据本发明一个实施例使用延迟的时钟信号D7 520来导出时序脉冲ClkD7 530。时钟信号ECLK 510在“与”门中与延迟的时钟信号D7 520组合,以便产生时序脉冲ClkD7 530。所属领域的技术人员将认识到,此技术将在所产生的时序脉冲ClkD7 530中产生清晰单调的脉冲沿。
[0041] 在图6到图8F中,描述可用于控制双(double-pumped)SRAM电路的计时器设计。计时器使用先前图1A到图5描述的一般灵活计时器延迟单元和整体结构。图8A到图8F所示的六个逻辑电路产生用于控制SRAM电路的内部控制信号。
[0042] 图6说明根据本发明一个实施例的SRAM电路内的内部控制信号的时序。内部控制信号包含字线(WL)604、列选择栏(COLSELB)606、负载608、读出放大器启用(SAE)612、预充电栏(PCHGB)612和读出放大器预充电栏(SAPCHGB)614。可相对于外部时钟参考ECLK 602产生内部控制信号,其中正沿充当参考延迟零(D0)620。
[0043] WL 604内部控制信号可包含ECLK 602的一个时钟周期内的两个脉冲。WL 604上的第一脉冲(称为读取字线(RWL)脉冲)可用来执行读取操作。WL 604上的第二脉冲(称为写入字线(WWL)脉冲)可用来执行写入操作。在D8 634处断言WL 604上的读取脉冲,且在D15 640处将其解除断言。在D20 650处断言WL 604上的写入脉冲,且在D27 660处将其解除断言。
[0044] COLSELB 606内部控制信号说明读取操作期间使用的一个或一个以上列选择位的时序。一个或一个以上COLSELB 606信号可用来指导SRAM电路内的读取列多路复用器(mux)从多个位线中选择一组位线。举例来说,如果给定内部SRAM结构包含二到一读取列多路复用器,那么可产生两个不同的COLSELB信号——COLSELB0和COLSELB1,并用其来控制二到一读取列多路复用器。COLSELB0和COLSELB1的产生和时序应完全相同。然而,根据相关联的读取地址内的至少一个位的值,任何一次应只断言两个COLSELB信号之一。COLSELB 606信号可以是有效-负(active-negative),从而在D7 632处断言且在D16 642处解除断言。
[0045] 负载608内部控制信号说明SRAM电路内的一个或一个以上负载信号的时序。负载信号的数目应反映SRAM电路内的位线的多路复用结构。举例来说,使用二到一位线多路复用结构,应产生两个负载信号“负载0”和“负载1”。“负载0”和“负载1”的产生和时序应完全相同。然而,根据相关联的读取地址或写入地址内的至少一个位的值,任何一次应只断言两个负载信号之一。
[0046] 每一负载608信号可在ECLK 602的一个时钟周期内脉冲多达两次。如果请求了读 取操作,负载608便在D6 630处断言,且在D17 644处解除断言。如果请求了写入操作,负载608便在D20 650处断言,且在D31 664处解除断言。
[0047] SAE 610内部控制信号在ECLK 602的一个时钟周期内脉冲一次。SAE 610信号应在D16 642处断言,且在D21 652处解除断言。PCHGB 612内部控制信号在ECLK 602的一个时钟周期内脉冲一次。PCHGB 612信号应在D6 630处断言,且在D29 622处解除断言。SAPCHGB 614内部控制信号在ECLK 602的一个时钟周期内脉冲一次。SAPCHGB 614信号应在D6 630处断言,且在D23 654处重新断言。
[0048] 图7说明根据本发明一个实施例经配置以产生延迟的时钟信号以用于在SRAM电路内产生内部控制信号的一般灵活计时器700。一般灵活计时器700包含三个引脚可编程延迟单元742、746、756和八个微调延迟单元744、748、750、752、758、760、762、764,其经配置以产生时钟ECLK 706的十一个延迟的型式,其图示为输出D7 710、D9712、D11 714、D13716、D15 718、D17 720、D19 722、D21 724、D23 726、D25 728和D27 730。一般灵活计时器700还包含至少两个备用的微调延迟单元740、754,其应被制造并通过修改一个互连层而可用于并入到一般灵活计时器700中。一般灵活计时器700还包含配置输入702和704,其由输入逻辑处理以保证向引脚可编程延迟单元742、746、756呈现有效的配置位。 [0049] 所属领域的技术人员将认识到,可向图7的基本结构添加其它元件,以便产生用于产生SRAM装置用的任何类型的所需控制信号所需要的任何额外的延迟的时钟信号。 [0050] 一般灵活计时器700的输出与图8A到图8F所示的逻辑组合,以便产生图6中说明的内部控制信号604、606、608、610、612、614。在这些内部控制信号中有一者或一者以上需要调整的情况下,可如图2和图3中论述的,通过配置输入702和704或通过调谐个别延迟单元来配置一般灵活计时器700内的延迟单元。此外,延迟单元互连的平面组织有利于使用备用的微调延迟单元740和754在特定路径中引起额外延迟。时钟信号ECLK 706通常是与图6所示的时钟信号ECLK 602相同的信号。
[0051] 图8A到图8F说明根据本发明各种实施例的用来在SRAM电路内产生内部控制信号的逻辑电路。
[0052] 图8A说明用来产生图6所示的WL 604内部控制信号的逻辑电路。来自图7的ECLK 706、D7 710、D11 714和D19 722连同RE_LAT 810、WE_FF 812和PDEC 814用作输入。RE_LAT 810是对SRAM电路的读取启用输入的存的型式。WE_FF 812是指示对SRAM电路的写入启用的触发器的输出。PDEC 814是在被断言时指示将断言字线604的解码器前输出。此逻辑电路的例子可用来产生字线时钟(WLCLK)816。
[0053] 图8B说明用来产生图6所示的COLSELB 606内部控制信号的逻辑电路。此电路的一个或一个以上例子用来产生一个或一个以上COLSELB信号,其中根据对SRAM的读取地址输入,任何一次均只断言COLSELB信号之一。来自图7的ECLK 706和D9 712连同RE_LAY 810和Radr 820一起用作输入。如前所述,RE_LAT 810是对SRAM电路的读取启用输入的锁存的型式。Radr 820信号可以是来自SRAM读取地址输入信号的地址位。或者,Radr820可以是SRAM读取地址输入信号的解码的型式的一个位。
[0054] 图8C说明用来产生图6所示的“负载”608内部控制信号的逻辑电路。前述信号包含ECLK 706、D11 714、RE_LAT 810、Radr 820、D13 716、D25 728、WE_FF 812用作输入。此外,Wadr 822也用作输入。Wadr 822通常在功能方面与Radr 820完全相同,不同的是Wadr 822对应于SRAM写入地址输入信号。使用反相器延迟产生D14 817。
[0055] 图8D说明用来产生图6所示的SAE 610内部控制信号的逻辑电路。前述信号包含D9 712、RE_LAT 810、Radr 820和D15 718用作输入。此外,来自触发器的对SRAM电路的读取启用RE_FF 815也用作输入。使用反相器延迟产生D10 813。
[0056] 图8E说明用来产生图6所示的PCHGB 612内部控制信号的逻辑电路。前述信号包含ECLK 706、RE_LAT 810、D9 712、D13 716、D23 726和WE_FF 812用作输入。使用反相器延迟产生D14 817。
[0057] 图8F说明用来产生图6所示的SAPCHGB 614内部控制信号的逻辑电路。前述信号包含ECLK 706、D11 714、RE_LAT 810、D7 710、D17 720和WE_FF 812用作输入。 [0058] 图9描绘可实施本发明的一个或一个以上方面的集成电路900。集成电路900包含输入/输出电路910、912、914和916以及核心逻辑920。集成电路900还包含至少一个计时器930。计时器930包含引脚可编程延迟单元和微调延迟单元(分别在图3和图2中所示)的任何组合。计时器930用来产生用于控制集成电路900内的电路的活动的内部控制信号。
[0059] 图10描绘可实施本发明的一个或一个以上方面的包含SRAM电路的集成电路1000。集成电路1000包含输入/输出电路1010、1012、1014和1016以及核心逻辑1020。
集成电路1000还包含至少一个计时器1030。计时器1030包含引脚可编程延迟单元和微调延迟单元(分别在图3和图2中所示)的任何组合。计时器1030用来产生用于控制集成电路1000内的SRAM 1040的功能和时序的内部控制信号。
[0060] 总的来说,引入了三个有利于设计计时器电路的建置区块。第一建置区块是包含四个晶体管的延迟元件,从而允许使用单个金属层将延迟元件定制成五种配置之一。第二建置区块是包含两个延迟元件和一输出缓冲器的微调延迟单元。第三建置区块是包含多 个延迟元件的引脚可编程延迟单元,所述延迟元件每一者可使用单个金属层来定制。引脚可编程延迟单元的时序特征也可使用一组输入控制信号在寿命电路(life circuit)中定制。也可将微调延迟单元和引脚可编程延迟单元组合,以形成用来控制各种集成电路(例如嵌入式SRAM模块)的一般灵活计时器。一般灵活计时器的整体结构减少了实现高质量设计所需要的努力,且在设计失误的情况下引入了多种具有成本效益的替代方案。 [0061] 虽然前述内容是针对本发明的实施例,但可在不偏离本发明的基本范围的情况下设想出本发明的其它和进一步的实施例。举例来说,本发明的方面可在硬件软件中或在硬件与软件的组合中实施。因此,本发明的范围由随附权利要求书来确定。
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