发明名称 时间数位变换器
摘要 一种时间数位变换器,藉由记录被放置于复数个精致延迟路径内之节点数来记录彼此被分隔大于一周期参考时脉讯号之连续讯号的抵达时间,各被耦合至讯号通过传送之第一粗糙延迟路径中之复数个粗糙延迟级之一不同者。跨越各精致延迟路径之延迟系实际相同于跨越粗糙延迟路径中之粗糙延迟级的延迟。相位侦测器可藉由调整通过第二粗糙延迟路径中之各粗糙延迟级之延迟来维持时脉讯号及其延迟同相复本。时脉讯号及其延迟复本之间的时间延迟系等于时脉讯号的一周期。复数个暂存器可储存各精致延迟路径内之节点的电压,并供应被储存结果至复数个优先编码器以编码讯号抵达于节点的时间优先。延迟编码器可决定连续讯号通过节点传送之程序,藉此产生代表讯号抵达时间的时间标记。
申请公布号 TW584793 申请公布日期 2004.04.21
申请号 TW090120312 申请日期 2001.08.17
申请人 许伦伯尔格科技股份有限公司 发明人 伯内尔 卫斯特
分类号 G04F10/00;G06F1/14 主分类号 G04F10/00
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中正区忠孝东路一段一七六号九楼
主权项 1.一种用于记录有关时脉讯号CLK之讯号EDGE之抵达 时间的时间数位变换器,该时间数位变换器包括: 一粗糙延迟路径,包括N个粗糙延迟级N,该N个粗糙 延迟级被串联一起;其中讯号EDGE被施加至第一粗 糙延迟级的输入端; N个精致延迟路径,各被耦合至粗糙延迟级之相关 之一者以接收自其来到的讯号,各精致延迟路径包 括(M-1)个精致延迟级及用于传送讯号EDGE的M个节点 ;其中时间数位变换器可藉由记录讯号EDGE通过N精 致延迟路径中之MN节点之数目传送来记录有关讯 号CLK之讯号EDGE的抵达时间。2.依据申请专利范围 第1项的时间数位变换器,进一步包括:N个M位元暂 存器,各M位元暂存器被耦合至精致延迟路径之相 关之一者,其中M位元暂存器之各输入端系被耦合 至耦合该M位元暂存器之精致延迟路径之M节点的 一不同者。3.依据申请专利范围第2项的时间数位 变换器,进一步包括:N个优先编码器,各优先编码器 被耦合至M位元暂存器之相关之一者,用于接收及 执行暂存L讯号所表示之优先运算的M位元。4.依据 申请专利范围第3项的时间数位变换器,进一步包 括:一用于接收及侦测讯号EDGE变换的边缘侦测器 。5.依据申请专利范围第4项的时间数位变换器,进 一步包括:一延迟编码器,用于接收各该N个优先编 码器之该L位元讯号及回应产生对应讯号EDGE该抵 达时间的TIME-STAMP讯号,其中该抵达时间系藉由辨 识讯号EDGE并不通过随后精致延迟路径及精致延迟 路径之M节点的任一来传送,但通过某些但非所有M 节点传送讯号EDGE时,讯号EDGE通过精致延迟路径之 所有M节点一传送来决定。6.依据申请专利范围第5 项的时间数位变换器,进一步包括:N个精致延迟缓 冲器,各精致延迟缓冲器被耦合至粗糙延迟级之相 关之一者以接收自其来到的讯号,各精致延迟缓冲 器被耦合至精致延迟路径之相关之一者以供应传 出的讯号。7.依据申请专利范围第6项的时间数位 变换器,进一步包括:一第二粗糙延迟路径,包括N个 粗糙延迟级,第二粗糙延迟路径中之N个粗糙延迟 级被串联一起,其中讯号CLK被施加至第二粗糙延迟 路径中之第一粗糙延迟级的输入端,其中讯号CLK_ 延迟被产生于第二粗糙延迟路径中之最后粗糙延 迟级的输出端。8.依据申请专利范围第7项的时间 数位变换器,其中讯号CLK及讯号CLK_延迟系实际同 相,且其中讯号CLK_延迟落后讯号CLK一讯号CLK的周 期。9.依据申请专利范围第8项的时间数位变换器, 进一步包括:一组N个从属偏压电路,各从属偏压电 路被耦合至第一及第二粗糙延迟路径中之粗糙延 迟级之相关之一者,用来分别控制流过其间之讯号 EDGE及CLK的延迟。10.依据申请专利范围第9项的时 间数位变换器,进一步包括:第二组N个从属偏压电 路,第二组N个从属偏压电路中之各从属偏压电路 被耦合至精致延迟缓冲器之相关之一者。11.依据 申请专利范围第10项的时间数位变换器,进一步包 括:一相位侦测器,用来接收讯号CLK及CLK_延迟及产 生被第一及第二组N个从属偏压电路中之各从属偏 压电路中接收的讯号,其中由相位侦测器产生之讯 号的电压电位可改变使讯号CLK及CLK_延迟的相位相 等。12.依据申请专利范围第11项的时间数位变换 器,其中该延迟编码器进一步接收用于侦测讯号 EDGE变换之边缘侦测器的输出讯号。13.依据申请专 利范围第12项的时间数位变换器,其中讯号EDGE及CLK 各包括一对差分讯号,各具有一高差分及一低差分 讯号。14.依据申请专利范围第13项的时间数位变 换器,其中时间数位变换器可记录一周期讯号CLK内 之讯号EDGE的抵达时间。15.依据申请专利范围第14 项的时间数位变换器,其中各粗糙延迟级包括: 一第一电晶体,具有一用来接收第一输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至其第二端被耦 合至第一电压供应之第一电阻器的第一端,及一第 二电流处理端; 一第二电晶体,具有一用来接收第二输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至其第二端被耦 合至第一电压供应之第二电阻器的第一端,及一第 二电流处理端; 一第三电晶体,具有一用来接收第三输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至第一及第二电 晶体之第二电流处理端,及,一第二电流处理端,被 耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之第三电 阻器的第一端。16.依据申请专利范围第15项的时 间数位变换器,其中各精致延迟缓冲器系包括: 一第一电晶体,具有一用来接收第一输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至其第二端被耦 合至第一电压供应之第一电阻器的第一端,及一第 二电流处理端; 一第二电晶体,具有一用来接收第二输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至其第二端被耦 合至第一电压供应之第二电阻器的第一端,及一第 二电流处理端; 一第三电晶体,具有一用来接收第三输入讯号的控 制端,一第一电流处理端,被耦合至第一及第二电 晶体之第二电流处理端,及,一第二电流处理端,被 耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之第三电 阻器的第一端。17.依据申请专利范围第16项的时 间数位变换器,其中各M位元暂存器之各输入端系 包括:第一及第二端,各用于接收一高差分及一低 差分讯号。18.依据申请专利范围第17项的时间数 位变换器,其中各精致延迟路径系包括:第一及第 二脚,各脚包括M-1个电阻器及M个邻接电阻器之间 的M个节点,其中各精致延迟路径中,第一脚中之各M 个节点可形成具有第二脚之各M个节点的一不同者 之一节点对,其中各节点对之第一及第二节点被耦 合至耦合该精致延迟路径之M位元暂存器之输入端 之一不同者的差分输入端。19.依据申请专利范围 第18项的时间数位变换器,其中各N个精致延迟路径 之各第一及第二脚中之M-1个电阻器的电阻均相同 。20.依据申请专利范围第19项的时间数位变换器, 其中流过各N个精致延迟路径之该第一及第二脚的 该电流相同。21.依据申请专利范围第20项的时间 数位变换器,其中各精致延迟路径之该第一脚进一 步包括: 一第一电晶体,具有一被耦合至该精致延迟路径之 相关精致延迟缓冲器的输出端,一被耦合至第一电 压供应的第一电流处理端,及一被耦合至该第一脚 之该M节点之该第一者的第二电流处理端; 一第二电晶体,具有一第一电流处理端,被耦合至 该第一脚之该M节点之最后一者,一第二电流处理 端,被耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之脚 中之该第M个电阻器,及一控制端,被耦合至该精致 延迟路径之相关精致延迟缓冲器之该第三电阻器 的该控制端。22.依据申请专利范围第21项的时间 数位变换器,其中各精致延迟路径之该第二脚进一 步包括: 一第一电晶体,具有一被耦合至该精致延迟路径之 相关精致延迟缓冲器的输出端,一被耦合至该第一 电压供应的第一电流处理端,及一被耦合至该第一 脚之该M节点之该第一者的第二电流处理端; 一第二电晶体,具有一第一电流处理端,被耦合至 该第一脚之该M节点之最后一者,一第二电流处理 端,被耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之该 脚中之第M个电阻器,及一控制端,被耦合至该精致 延迟路径之相关精致延迟缓冲器之该第三电阻器 的该控制端。23.依据申请专利范围第22项的时间 数位变换器,其中各精致延迟路径中,第一节点配 对之第一及第二节点之电压跨越及第二节点配对 之第一及第二节点之电压跨越之间的流逝时间,系 等于第二节点配对之第一及第二节点之电压跨越 及第三节点配对之第一及第二节点之电压跨越之 间的流逝时间,其中该第一脚中,该第一及第二节 点配对之该第一节点系被耦合跨越M-1个电阻器之 一不同者之第一及第二端,且其中该第三节点配对 之第一节点系被耦合至M-1个电阻器之另一者之第 一端,其第二端系被耦合至该第二节点配对之该第 一节点;其中该第二脚中,该第一及第二节点配对 之该第二节点系被耦合跨越该M-1个电阻器之一不 同者之第一及第二端,且其中该第三节点配对之该 第二节点系被耦合至该M-1个电阻器之另一者,其第 二端系被耦合至该第二节点配对之该第二节点。 24.依据申请专利范围第23项的时间数位变换器,其 中N等于32而M等于8。25.依据申请专利范围第24项的 时间数位变换器,其中用于侦测讯号EDGE变换之该 边缘侦测器系包括一及(AND)闸,可于其非反向端之 第一输入端处接收讯号EDGE,且于其反向端之第二 输入端处接收延迟讯号EDGE。26.依据申请专利范围 第25项的时间数位变换器,其中该第一粗糙延迟路 径中之最后粗糙延迟级的该输出端系被耦至粗糙 延迟级的输入端。27.依据申请专利范围第26项的 时间数位变换器,其中各优先编码器系为暂存优先 编码器,且进一步包括一组合优先编码器及一L位 元暂存器,该组合优先编码器可用于执行优先功能 及供应该L位元讯号至该L位元暂存器。28.依据申 请专利范围第27项的时间数位变换器,其中各暂存 优先编码器之各M位元暂存器之各暂存位元及各L 位元暂存器之各暂存位元,系为具有用于接收被耦 合至该M位元暂存器及该暂存优先编码器之该精致 延迟路径之节点配对之一不同者之第一及第二节 点之差分输入端的一对资料输入端。29.一种用于 记录有关时脉讯号CLK之讯号EDGE之抵达时间的方法 ,包括之步骤为: 通过第一组N个粗糙延迟级之至少一者传送讯号 EDGE,该N个粗糙延迟级被串联一起; 通过N个精致延迟路径之至少一者传送讯号EDGE,该 精致延迟路径各被耦合至该粗糙延迟级之相关之 一者,各精致延迟路径具有(M-1)个精致延迟级及M个 节点;及 从N精致延迟路径中之MN节点间来记录,讯号EDGE通 过传送之节点数目,该数目系代表有关讯号CLK之讯 号EDGE的该抵达时间。30.依据申请专利范围第29项 的方法,进一步包括:储存呈现于各该N个精致延迟 路径之该M个节点之讯号的动作。31.依据申请专利 范围第30项的方法,进一步包括:优先编码被储存自 各该M个节点之讯号及据以因应而产生L位元优先 编码器讯号的动作。32.依据申请专利范围第31项 的方法,进一步包括:侦测讯号EDGE之变换的动作。 33.依据申请专利范围第32项的方法,进一步包括:讯 号EDGE并不通过随后精致延迟路径及精致延迟路径 之M节点的任一来传送,但通过某些但非所有M节点 传送讯号EDGE时,辨识讯号EDGE通过精致延迟路径之 所有M节点一传送的动作。34.依据申请专利范围第 33项的方法,进一步包括:缓冲由各粗糙延迟级产生 之讯号,及供应各被缓冲之讯号至该精致延迟路径 之一不同者。35.依据申请专利范围第33项的方法, 进一步包括:控制通过各该N个精致延迟路径之时 间延迟的动作。36.依据申请专利范围第35项的方 法,进一步包括:通过被串联耦合之第二组N个粗糙 延迟级传送讯号CLK,藉此产生与讯号CLK实际同相, 但落后讯号CLK一讯号CLK周期的讯号CLK_延迟。37.依 据申请专利范围第36项的方法,进一步包括:通过该 第一组粗糙延迟级中之各粗糙延迟级来控制延迟 的动作。38.依据申请专利范围第37项的方法,进一 步包括:通过该第二组粗糙延迟级中之各粗糙延迟 级来控制延迟的动作。39.依据申请专利范围第38 项的方法,进一步包括:侦测讯号CLK及讯号CLK_延迟 相位之间的差异并产生讯号使讯号CLK及讯号CLK_延 迟之相位相等。40.依据申请专利范围第39项的方 法,其中记录有关讯号CLK之讯号EDGE之抵达时间的 动作,系包括记录有关讯号CLK之讯号EDGE之抵达时 间,其两讯号各包括一对差分讯号,各包括一高差 分及一低差分讯号。41.依据申请专利范围第40项 的方法,其中记录有关讯号CLK之讯号EDGE之抵达时 间的动作,系包括记录讯号CLK一周期内之有关时脉 讯号CLK之讯号EDGE的抵达时间。42.依据申请专利范 围第41项的方法,其中通过第一组N个粗糙延迟级之 至少一者传送讯号EDGE的动作,系包括通过第一组N 个粗糙延迟级之至少一者传送讯号EDGE的动作,各 包括: 一第一电晶体,具有一用于接收第一输入讯号的控 制端,一被耦合至第一电晶体之第一端的第一电流 处理端,其第二端被耦合至第一电压供应,及一第 二电流处理端; 一第二电晶体,具有一用于接收第一输入讯号的控 制端,一被耦合至第二电晶体之第一端的第一电流 携载端,其第二端被耦合至第一电压供应,及一第 二电流处理端; 一第三电晶体,具有一用于接收第三输入讯号的控 制端,一被耦合至第一及第二电晶体之第二电流处 理端的第一电流处理端,及一被耦合至第三电晶体 之第一端的第二电流携载端,其第二端被耦合至第 二电压供应。43.依据申请专利范围第42项的方法, 其中缓冲由各粗糙延迟级产生之讯号及供应各被 缓冲之讯号至该精致延迟路径之一不同者的动作, 系包括藉由延迟缓冲器缓冲由各粗糙延迟级产生 之讯号,其包括: 一第一电晶体,具有一用于接收第一输入讯号的控 制端,一被耦合至第一电晶体之第一端的第一电流 处理端,其第二端被耦合至第一电压供应,及一第 二电流处理端; 一第二电晶体,具有一用于接收第一输入讯号的控 制端,一被耦合至第二电晶体之第一端的第一电流 处理端,其第二端被耦合至该第一电压供应,及一 第二电流处理端; 一第三电晶体,具有一用于接收第三输入讯号的控 制端,一被耦合至第一及第二电晶体之第二电流处 理端的第一电流携载端,及一被耦合至第三电晶体 之第一端的第二电流携载端,其第二端被耦合至第 二电压供应。44.依据申请专利范围第43项的方法, 其中各精致延迟路径系包括第一及第二脚,各脚包 括(M-1)个电阻器及邻接电阻器之间的M个节点,其中 各精致延迟路径中,第一脚中之各M个节点可形成 具有第二脚之该M个节点的一不同者之节点对,其 中各节点对提供一对差分讯号。45.依据申请专利 范围第44项的方法,其中储存讯号的动作系包括储 存由各精致延迟路径之各节点对提供的差分讯号 。46.依据申请专利范围第45项的方法,进一步包括: 提供第一脚之各(M-1)个电阻器及各该N个精致延迟 路径之该第二脚相同电阻的动作。47.依据申请专 利范围第45项的方法,进一步包括:通过各N个精致 延迟路径之第一脚及第二脚传送实际相同的电流 。48.依据申请专利范围第47项的方法,其中各精致 延迟路径之第一脚进一步包括: 一第一电晶体,具有一被耦合至该精致延迟路径之 相关精致延迟缓冲器的输出端之控制端,一被耦合 至第一电压供应的第一电流处理端,及一被耦合至 该第一脚之该M节点之该第一者的第二电流处理端 ; 一第二电晶体,具有一第一电流处理端,被耦合至 该第一脚之该M节点之最后一者,第二电流处理端, 被耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之该脚 中之第M个电阻器,及一控制端,被耦合至该精致延 迟路径之相关精致延迟缓冲器之该第三电阻器的 控制端。49.依据申请专利范围第48项的方法,其中 各精致延迟路径之该第二脚进一步包括: 一第一电晶体,具有一被耦合至该精致延迟路径之 相关精致延迟缓冲器的输出端之控制端,一被耦合 至第一电压供应的第一电流处理端,及一被耦合至 该第一脚之该M节点之该第一者的第二电流处理端 ; 一第二电晶体,具有一第一电流处理端,被耦合至 该第一脚之该M节点之最后一者,第二电流处理端, 被耦合至其第二端被耦合至第二电压供应之脚中 之该第M个电阻器,及一控制端,被耦合至该精致延 迟路径之相关精致延迟缓冲器之该第三电阻器的 该控制端。50.依据申请专利范围第49项的方法,其 中各精致延迟路径中,第一节点配对之第一及第二 节点之电压跨越及第二节点配对之第一及第二节 点之电压跨越之间的流逝时间,系等于该第二节点 配对之该第一及第二节点之该电压跨越及第三节 点配对之该第一及第二节点之该电压跨越之间的 流逝时间,其中该第一脚中,该第一及第二节点配 对之该第一节点系被耦合跨越该M-1个电阻器之一 不同者之第一及第二端,且其中该第三节点配对之 该第一节点系被耦合至该M-1个电阻器之另一者之 第一端,其第二端系被耦合至该第二节点配对之该 第一节点;其中该第二脚中,该第一及第二节点配 对之该第二节点系被耦合跨越该M-1个电阻器之一 不同者之第一及第二端,且其中该第三节点配对之 该第二节点系被耦合至该M-1个电阻器之另一者的 第一端,其第二端系被耦合至该第二节点配对之该 第二节点。51.依据申请专利范围第50项的方法,其 中N等于32而M等于8。52.依据申请专利范围第51项的 方法,进一步包括:以讯号EDGE之延迟复本添加讯号 EDGE以侦测讯号EDGE的变换。53.一种用于产生讯号 之M延迟复本的讯号延迟产生器,该讯号延迟产生 器,包括: 一组被串联跨越第一M节点的M-1电阻器; 一组被串联跨越第二M节点的M-1电阻器; 用于映制第一及第二组N个电阻器中之电流的电流 镜;及 一用于改变各该第一及第二组N个电阻器之各该M 节点之电压电位的电路。54.依据申请专利范围第 53项的讯号延迟产生器,其中该电路可回应一对差 分电压讯号来改变各第一及第二组M-1电阻器之各 该M节点之该电压电位。55.依据申请专利范围第54 项的讯号延迟产生器,其中该电路包括:一第一电 晶体,具有一被耦合至正电压供应的第一电流处理 端,一被耦合至第一组M-1电阻器中之所有M节点之 最高电压之节点的第二电流处理端,及一用来接收 差分电压讯号之第一差分电压的控制端;一第二电 晶体,具有一被耦合至正电压供应的第一电流处理 端,一被耦合至第二组M-1电阻器中之所有该M节点 之该最高电压之该节点的第二电流处理端,及一用 来接收差分电压讯号之第二差分电压的控制端。 56.依据申请专利范围第55项的讯号延迟产生器,其 中该第一及第二差分电压系为发射极耦合差分放 大器的差分输出电压讯号。57.依据申请专利范围 第56项的讯号延迟产生器,其中该第一及第二组M-1 电阻器中之各电阻器具有相同的电阻。58.一种产 生延迟的方法,该方法包括: 形成第一及第二脚,各包括至少彼此被电阻器隔开 之第一及第二节点,其中各脚中,该第一节点之该 电压电位系高于该第二节点之电压电位; 传送该第一及第二脚中之实际相似的电流。 改变各脚中之该第一及第二节点的电压电位,其中 该被产生之延迟等于第一脚中之该第一节点之该 电压电位达到该第二脚中之该第二节点之电压电 位时的时间及该第一脚中之该第二节点之该电压 电位达到该第二脚中之该第一节点之电压电位时 的时间之间的差异。59.依据申请专利范围第58项 的方法,其中该第一及第二脚中之各电阻器具有相 同的电阻。60.依据申请专利范围第59项的方法,其 中各该第一及第二脚中之各该第一及第二节点的 该电压电位被差分改变。图式简单说明: 第一图为依据一实施例之时间数位变换器的方块 图。 第二图为依据一实施例之粗糙延迟级的电晶体图 。 第三图为如先前技术中已知之从属偏压电路的电 晶体图。 第四图为依据一实施例之精致延迟缓冲器的电晶 体图。 第五图为第一图之时间数位变换器之区段的放大 方块图。 第六图为如先前技术中已知之射极耦合逻辑暂存 器的电晶体图。 第七图显示依据一实施例之精致延迟路径之电晶 体-暂存器的图式。 第八图显示依据一实施例之精致延迟路径之各种 节点的电压位准变换。 第九图显示依据一实施例之延迟编码器的逻辑方 块图。
地址 美国