发明名称 用于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁回路(DLL )装置及其校正方法(一) DIGITAL DLL APPARATUS FOR CORRECTING DUTY CYCLE AND METHOD THEREOF
摘要 本发明揭示一种用于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁回路装置及其校正方法。该装置包含:一延迟线路单元,用于接收外部时钟信号,并藉延迟外部时钟信号,以产生第一及第二延迟内部时钟信号;一责务循环误差控制器,用于接收第一及第二延迟时钟信号,并且藉移动第一及第二延迟内部时钟信号,以输出一第一责务循环控制时钟信号及第二责务循环控制时钟信号;以及一延迟模型单元,藉估测系统之一延迟大小,以补偿责务循环控制时钟信号之一延迟。本发明能藉使用相位混合器,以校正责务循环误差,并且产生一具有50%责务周期之内部时钟信号。
申请公布号 TWI296171 申请公布日期 2008.04.21
申请号 TW091138004 申请日期 2002.12.31
申请人 海力士半导体股份有限公司 发明人 郭钟太
分类号 H03L7/085(2006.01) 主分类号 H03L7/085(2006.01)
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路2段77号8楼
主权项 1.一种用于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁 回路装置,包含: 一缓冲器,用于依序输出一第一内部时钟信号,藉 接收一外部时钟信号,而于时钟之一边缘处激发; 一延迟线路单元,用于接收来自于缓冲器之第一内 部时钟信号,一第一检波信号及一第二检波信号, 同时输出一第一延迟内部时钟信号及第二延迟内 部时钟信号,其作法是依据第一及第二检波信号以 延迟第一内部时钟信号到达一预定之延迟时间; 一责务循环误差控制器,用于接收第一及第二延迟 内部时钟信号,并且输出一第一责务循环控制时钟 信号及第二责务循环控制时钟信号,其作法系将第 一及第二延迟内部时钟信号之匹配责务循环周期 以修正责务循环误差; 一第一延迟模型单元,用于估计第一责务循环控制 时钟信号移动至一资料输入/输出接脚(DQ接脚)期 间所产生之一延迟大小,同时藉估计之延迟大小以 补偿第一责务循环控制时钟信号,并输出一第一补 偿时钟信号; 一第一直接相位检知器,用于接收外部时钟信号, 藉比较外部时钟信号与第一补偿时钟信号以产生 一第一检波信号,并且输出第一检波信号至延迟线 路单元; 一第二延迟模型单元,用于估计第二责务循环控制 时钟信号移动至资料输入/输出接脚(DQ接脚)期间 所产生之一延迟大小,并且依据所估计之延迟大小 以补偿第一责务循环控制时钟信号,以输出一第二 补偿时钟信号;以及 一第二直接相位检知器,用于藉比较外部时钟信号 及第二补偿时钟信号以产生一第二检波信号,并且 输出此第二检波信号。 2.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该延迟线 路单元包含: 一第一控制装置,用于产生一第一控制信号,根据 第一检波信号以控制一延迟大小; 一第一延迟线路,用于接收来自于缓冲器之第一控 制信号及第一内部时钟信号,并且产生第一延迟内 部时钟信号,其作法系将第一内部时钟信号依第一 控制信号而延迟一预定之延迟大小; 一第二控制装罝,用于产生一第二控制信号,依据 第二检波信号以控制一延迟大小;以及 一第二延迟线路,用于接收来自于缓冲器之第二控 制信号及第一内部时钟信号,依据第二控制信号以 延迟第一内部时钟信号,藉以产生一第二延迟内部 时钟信号,以及对该延迟时钟输入信号反相以输出 该第二延迟内部时钟信号。 3.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该责务循 环误差控制器包含: 一第一相位检知器,用于接收第一延迟内部时钟信 号及第二延迟内部时钟信号之一反相信号,并且产 生一相位检测信号,其作法系选择第一延迟内部时 钟信号及第二延迟内部时钟信号之下降缘中具有 前行下降缘之一信号; 一混合器控制器,用于根据相位检测信号以决定复 数个加权値,并且输出复数个加权値; 一第一相位混合器,藉接收加权値以产生一第一责 务循环控制时钟信号,并且输出第一责务循环控制 时钟信号至第一延迟模型单元,其中,第一责务循 环控制时钟信号之产生系藉将1减去加权値所得値 加至第一延迟内部时钟信号,以及将加权値加至第 二延迟内部时钟信号;以及 一第二相位混合器,用于产生一第二责务循环控制 时钟信号,接收加权値以及输出第二责务循环控制 时钟信号,其中,第二责务循环控制时钟信号之产 生,系藉将加权値加至第一时钟信号,并且将1减去 加权値之所得値加至第二时钟信号。 4.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该延迟线 路单元包含: 一第三控制装置,用于产生一第一控制信号,能根 据第一检波信号以控制一延迟大小,并且输出此一 产生之第一控制信号; 一第一移位暂存器,用于接收第一控制信号,并且 输出第三控制信号,其产生之第三控制信号系控制 一延迟大小,而其作法是将该外部时钟信号根据第 一控制信号而向右或向左移位; 一第三延迟线路,用于接收来自于缓冲器之第三控 制信号及外部时钟信号,产生一第一内部延迟时钟 信号,其作法是根据第三控制信号以将第一内部时 钟信号延迟一预定之大小,以及将第一时钟信号输 出至责务循环误差控制器; 一第四控制装置,用于产生一第二控制信号以根据 第二检波信号而控制一延迟大小,以及输出第二控 制信号; 一第二移位暂存器,用于接收第二控制信号,以及 产生一第四控制信号,藉向右或向左移位该外部时 钟信号以控制延迟大小,并且输出第四控制信号; 以及 一第四延迟线路,用于接收第四控制信号,并且输 出第三控制信号,其产生之一第三控制信号系依据 第一控制信号而向右或向左移动外部时钟信号,因 而控制一延迟大小。 5.如申请专利范围第4项所述之装置,其中第三延迟 线路包含: 一粗调延迟线路,具有复数个单元延迟细胞元,彼 此依序连接以产生并输出一第一混合器输入信号 及一第二混合器输入信号,其中,第一混合器输入 信号及第二混合器输入信号具有一延迟差,其大小 为粗调延迟线路中之一单元延迟细胞元;以及 一第三相位混合器,用于接收来自于粗调延迟线路 之第一及第二混合器输入信号,并且微调延迟大小 。 6.如申请专利范围第4项所述之装置,其中第四延迟 线路包含: 一粗调延迟线路,具有复数个单元延迟细胞元,彼 此依序连接,以产生并输出一第一混合器输入信号 及第二混合器输入信号,其中,第一混合器输入信 号及第二混合器输入信号具有一延迟差,其大小为 粗调延迟线路中之一单元延迟细胞元;及 一第三相位混合器,用于接收来自于粗调延迟线路 之第一及第二混合器输入信号,并且微调延迟大小 。 7.如申请专利范围第1项所述之装置,其中该延迟线 路单元包含: 一第五控制装置,用于产生一第五控制信号,以根 据第一检波信号而控制一延迟大小; 复数个延迟细胞元,用于接收来自于缓冲器之第一 内部时钟信号,并且产生复数个相位延迟信号,其 作法是将第一内部时钟信号通过该复数个延迟细 胞元; 一第一信号产生装置,用于产生第一延迟内部时钟 信号,其作法是在复数个相位延迟信号之中,选择 并调整两相邻之相位延迟信号,且根据第五控制信 号以完成上述选择及调整,然后输出第一延迟内部 时钟信号至责务循环误差控制器; 一第六控制装置,用于产生一第六控制信号,能根 据第二检波信号以控制一延迟大小,以及用于输出 第六控制信号;及 一第二信号产生装置,用于产生第二延迟内部时钟 信号,其作法是根据第六控制信号而于复数个相位 延迟信号之中,选择并且调整二相邻之相位延迟信 号,然后输出第二延迟内部时钟信号至责务循环误 差控制器。 8.如申请专利范围第7项所述之装置,其中第一信号 产生装置包含: 一多工器,用于接收复数个相位延迟信号,并且根 据第五控制信号而在复数个相位延迟信号之中,选 择二相邻之相位延迟信号,彼此具有一延迟差达于 一单元延迟细胞元;以及 一第四相位混合器,用于混合来自于多工器之二相 邻之相位延迟信号,以产生第一延迟内部时钟信号 ,其作法是将二相邻之相位延迟信号之相位加以匹 配,然后输出第一延迟内部时钟信号。 9.如申请专利范围第7项所述之装置,其中第二信号 产生装置包含: 一多工器,用于接收复数个相位延迟信号,并且根 据第六控制信号而在复数个相位延迟信号之中,选 择二相邻之相位延迟信号,其具有一延迟差为一单 元延迟细胞元;以及 一第四相位混合器,用于混合来自于多工器之二相 邻之相位延迟信号,藉匹配二相邻相位延迟信号之 相位,以产生第一延迟内部时钟信号,然后输出第 一延迟内部时钟信号。 10.如申请专利范围第1项所述之装置,其中责务循 环误差控制器包含: 一第一相位检知器,用于接收并反相第一延迟内部 时钟信号及第二延迟内部时钟信号,藉选择第一延 迟内部时钟信号及第二延迟内部时钟信号之具有 前行下降缘者,以产生一相位检测信号; 一混合器控制器,用于根据输入自第二相位检知器 之相位检测信号,以决定一加权値,并且输出此一 加权値至第一相位混合器及第二相位混合器; 一第一相位混合器,用于接收加权値,并且产生第 一责务循环控制时钟信号,其作法系藉将1减去加 权値之値加至第一延迟内部时钟信号,以及将加权 値加至第二延迟内部时钟信号;及 一第二相位混合器,用于接收加权値,并且产生第 二责务循环控制时钟信号,其作法系藉将加权値加 至第一延迟内部时钟信号,以及将1减去加权値之 结果値加至第二延迟内部时钟信号。 11.如申请专利范围第5项所述之装置,其中第三相 位混合器包含: 复数个第一混合细胞元,用于接收来自于第三控制 装置或第四控制装置之一控制信号至其中一输入 埠,以及接收来自于粗调延迟线路之第一混合器输 入信号至另一输入埠,并且当控制信号为低信号时 ,输出一高阻抗信号,另外当控制信号为高电位信 号时,输出第一混合器输入信号; 复数个第二混合细胞元,用于接收来自于粗调延迟 线路之第二混合器输入信号至其中一输入埠,以及 接收来自于第三控制装置或第四控制装置之控制 信号至另一输入埠,并且当控制信号为低态信号时 ,输出一高阻抗信号,否则即输出第二混合器输入 信号;以及 一反相器,用于将复数个第一混合细胞元与复数个 第二混合细胞元之输出信号根据控制信号使其加 以反相,并且输出一反相之输出信号至责务循环误 差控制装置。 12.如申请专利范围第8项所述之装置,其中第四相 位混合器包含: 复数个第一混合细胞元,用于接收来自于第五控制 装置或第六控制装置之一控制信号至其中一输入 埠,以及接收来自于多工器之第一混合器输入信号 至另一输入埠,并且当控制信号为低态信号时,输 出一高阻抗信号,而当控制信号为高态信号时,输 出第一混合器输入信号; 复数个第二混合细胞元,用于接收来自于多工器之 第二混合器输入信号至其中一输入埠,以及接收来 自于第五控制装置或第六控制装置之控制信号至 另一输入埠,并且当控制信号为低态信号时,输出 一高阻抗信号,否则输出第二混合器输入信号;以 及 一反相器,根据控制信号,将复数个第一混合细胞 元及复数个第二混合细胞元之输出信号予以反相, 并且输出一反相之输出信号至责务循环误差控制 装置。 13.如申请专利范围第11项所述之装置,其中第一混 合细胞元包含: 一第一PMOS电晶体,具有一源极埠连接至一电压源, 其闸极埠系用于接收第一混合器输入信号及第二 混合器输入信号之一,且来自于粗调延迟线路以作 为一混合器输入信号; 一第二PMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一PMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠接收控制信号之一反相 信号,以及一汲极埠连接至输出埠; 一第一NMOS电晶体,具有一源极埠连接至一接地,以 及一闸极埠接收混合器输入信号;以及 一第二NMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一NMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠接收控制信号,以及一 汲极埠连接至输出埠。 14.如申请专利范围第12项所述之装置,其中第一混 合细胞元包含: 一第一PMOS电晶体,具有一源极埠连接至一电压源, 一闸极埠用于接收来自于多工器之第一混合器输 入信号及第二混合器输入信号之一,作为一混合器 输入信号; 一第二PMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一PMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠用于接收控制信号之一 反相信号,以及一汲极埠连接至输出埠; 一第一NMOS电晶体,具有一源极埠连接至一接地,以 及一闸极埠用于接收来自于多工器之混合器输入 信号;以及 一第二NMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一NMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠用于接收控制信号,以 及一汲极埠连接至输出埠。 15.如申请专利范围第11项所述之装置,其中第二混 合细胞元包含: 一第一PMOS电晶体,具有一源极埠连接至一电压源, 一闸极埠用于接收来自于粗调延迟线路之第一混 合器输入信号及第二混合器输入信号之一,作为一 混合器输入信号; 一第二PMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一PMOS电 晶体之一汲极埠,一间极埠用于接收控制信号之一 反相信号,以及一汲极埠连接至输出埠; 一第一NMOS电晶体,具有一源极埠连接至一接地,以 及一闸极埠用于接收混合器输入信号;以及 一第二NMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一NMOS电 晶体之一汲极埠,一间极埠用于接收控制信号,以 及一汲极埠连接至输出埠。 16.如申请专利范围第12项所述之装置,其中第二混 合细胞元包含: 一第一PMOS电晶体,具有一源极埠连接至一电压源, 一闸极埠用于接收来自于多工器之第一混合器输 入信号及第二混合器输入信号之一,作为一混合器 输入信号; 一第二PMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一PMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠用于接收控制信号之一 反相信号,以及一汲极埠连接至输出埠; 一第一NMOS电晶体,具有一源极埠连接至一接地,以 及一闸极埠用于接收来自于多工器之混合器输入 信号;以及 一第二NMOS电晶体,具有一源极埠连接至第一NMOS电 晶体之一汲极埠,一闸极埠用于接收控制信号,以 及一汲极埠连接至输出埠。 17.一种用于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁 回路装置之操作方法,包含下列步骤: a)判断一外部信号及一第一时钟信号或一第二时 钟信号之上升缘是否匹配; b)若上升缘为匹配,则选择一第一延迟内部时钟信 号及一第二延迟内部时钟信号之间具有一前行下 降缘之信号; c)加一小于0.5之値至一步骤b)未被选择之信号,以 及加一大于0.5之値至步骤b)选择之一信号;以及 d)匹配责务循环周期信号以修正责务循环误差。 18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中又包含 下列步骤: e)若上升缘并不匹配,则控制一延迟大小使上升缘 能够匹配。 19.一种用于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁 回路装置之操作方法,包含下列步骤: a)判断一外部信号及一第一补偿信号或一第二补 偿信号之上升缘是否匹配; b)若上升缘为匹配,则判断第二责务循环控制时钟 信号及第一责务循环控制时钟信号之下降缘是否 匹配; c)加一小于05之値至一具有非前行下降缘之信号, 且加一大于0.5之値至一具有前行下降缘之信号,然 后若下降缘为不匹配时,则回到步骤b),而若下降缘 为匹配,则结束本方法;以及 d)匹配责务循环周期信号以修正责务循环误差。 20.如申请专利范围第19项所述之方法,其中又包含 下列步骤: e)若上升缘为不匹配,则控制一延迟大小,使上升缘 能够匹配。 图式简单说明: 第1A图及第1B图系方块图,用于说明根据本发明之 一最佳实施例,用于校正一责务循环周期之数位式 延迟闭锁回路装置; 第2图系一时序图,说明根据本发明最佳实施例,用 于校正责务循环周期之数位式延迟闭锁回路装置 之操作; 第3图系说明根据本发明另一实施例,用于校正一 责务循环周期之一数位式延迟闭锁回路装置; 第4图系一方块图,显示根据本发明之第3图中之延 迟线路323及326; 第5图系一方块图,说明根据本发明之又一最佳实 施例,用于校正责务循环周期之一数位式延迟闭锁 回路装置; 第6图系一方块图,显示根据本发明,于第5图中之信 号产生器523及524; 第7图系一方块图,说明根据本发明之又一实施例, 用于校正一责务循环周期之一数位式延迟闭锁回 路装置; 第8A图及第8B图系说明根据本发明,于第7图中之相 位混合器; 第8C图系解释根据本发明之最佳实施例之相位混 合器运作图形;以及 第9A图第9B图系流程图,说明根据本发明之最佳实 施例,用于校正一数位式延迟闭锁回路装置之责务 循环周期的方法。
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