片上粗略延迟校准
2019-11-22

片上粗略延迟校准

通过比较不同片上组件(诸如有源片上组件和无源片上组件)响应于一输入的输出来获得接受校准的片上器件的工艺角、电压角和温度角。第一片上延迟线包括数个有源器件,其在延迟的不同级生成输出阵列(D[])。第二片上延迟线生成单个输出(CLK)。DFF阵列用单个输出时钟CLK对输出阵列(D[])进行采样。处于不同工艺角和温度角的不同延迟变动引起了来自DFF阵列的不同输出。来自DFF阵列的不同输出提供关于工艺角和温度角的信息,其可供用于在CLK的一个周期内对接受校准的片上器件进行快速校准。

半导体芯片上的不同器件可能具有非常不同的工艺、电压和温度变动。例如,有源片上组件(诸如M0SFET)的工艺和温度变动一般与无源片上组件(诸如多晶硅电阻器)的工艺和温度变动非常不同。能够看到性能度量上跨不同工艺和电压在+/-60%范围内的变动,性能度量诸如为片上有源器件的饱和驱动电流(IDSAT)。与之形成对比的是,片上无源电阻器的电阻的变动可能仅仅在例如约+/-20%的范围内。由于不同的工艺和温度变动,可以通过比较不同片上组件(诸如有源片上组件和无源片上组件)响应于一输入的输出来获得关于接受校准的器件的工艺角和温度角的信息。

图6是解说根据本公开一方面的用于半导体组件的电路、布局以及逻辑设计的设计工作站的框图。

如果以固件和/或软件实现,则各功能可作为一条或多条指令或代码存储在计算机可读介质上。示例包括以数据结构编码的计算机可读介质和以计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是能被计算机访问的可用介质。作为示例而非限定,此类计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁存储设备、或能被用来存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其他介质;如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(⑶)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟,其中盘常常磁性地再现数据,而碟用激光光学地再现数据。上述组合应当也被包括在计算机可读介质的范围内。

存储介质604上记录的数据可指定逻辑电路配置、用于光刻掩模的图案数据、或者用于串写工具(诸如电子束光刻)的掩模图案数据。该数据可进一步包括与逻辑仿真相关联的逻辑验证数据,诸如时序图或网电路。在存储介质604上提供数据通过减少了用于设计半导体晶片的工艺数目来促成对电路设计610或半导体组件612的设计。

用于设计和分析电路系统(诸如环形振荡器500)的器件模型一般假定了无源和有源器件具有完全相关。然而,在实际芯片上,有源和无源器件的属性并不与它们在器件模型中时精确地相同,并且不具有完全相关。例如,在FF工艺角中,芯片上的无源电阻器可能比原本对FF工艺角所预测的对应器件模型具有更大阻性。无源和有源器件之间大于预测的差别可能改变所得的校准代码,并且试图关断振荡器中的附加桥臂并且使其变慢。然而,由于保持器电路系统504的效果主要由无源电阻器506、508来决定,因此其增大的电阻导致更弱的保持器功能性。这往往会加快环形振荡器500的振荡器频率并且与无源器件的电阻中的大于预测的差别的效果相反。换言之,保持器电路系统504被设计成抵销来自非完全相关的效果并且保持校准结果的准确性。

图6是解说根据本公开一方面的用于半导体组件的电路、布局以及逻辑设计的设计工作站的框图。

Description

图2是解说根据本公开的一方面的供校准的无源延迟和有源延迟之间的差别的信号时序图。

由于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的持续快速的规模升级,片外组件的使用变得越来越昂贵。因此,应当将片外组件限于依赖于延迟校准的高准确性的应用。

在图3中,远程单元320被示为移动电话,远程单元330被示为便携式计算机,而远程单元350被示为无线本地环路系统中的位置固定的远程单元。例如,远程单元可以是蜂窝电话、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如个人数据助理)、或者位置固定的数据单元(诸如仪表读数装备)。尽管图3解说了可采用根据本公开的教导的校准电路系统的远程单元,但本公开并不限于所解说的这些示例性单元。例如,根据本公开的配置的校准电路系统可被合适地用在任何设备中。

技术领域

本公开一般涉及半导体校准电路。更具体地,本公开涉及为芯片内的局部变动诸如工艺变动、电压变动和温度变动等提供补偿。