[發(fā)明專利]確定數(shù)字信號的占空比的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710104745.2
• 申請日: 2007-04-25
• 公開（公告）號: CN101067635A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊潔明;D·W·博爾斯特勒;E·黑盧
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機器公司
• 主分類號: G01R29/00
• 分類號: G01R29/00;H03L7/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 朱海波

技術(shù)領(lǐng)域

這里的公開內(nèi)容一般地涉及數(shù)字系統(tǒng)，更特別的涉及測量這些系統(tǒng)所采用信號的占空比的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

占空比是指數(shù)字信號如時鐘信號在一個完整信號循環(huán)或周期期間表現(xiàn)出“高”狀態(tài)的時間百分比。在舊的采用相對低的時鐘速度的數(shù)字系統(tǒng)中，參考時鐘信號的占空比對于系統(tǒng)性能來說一般并不關(guān)鍵。然而，隨著時鐘速度增加，參考時鐘信號的占空比對于數(shù)字系統(tǒng)性能來說可能變得非常重要。

當一個高速時鐘信號給一個高性能處理器計時時，該時鐘信號的占空比在處理器性能中扮演重要角色。例如，處理器可能在時鐘信號脈沖的前沿和尾沿上都訪問系統(tǒng)存儲器。在該情況下，存儲器訪問速度表現(xiàn)出與時鐘信號脈沖持續(xù)時間的直接關(guān)系。因而，時鐘脈沖的占空比直接影響存儲器訪問速度。

對為處理器和存儲器系統(tǒng)計時的參考時鐘信號，處理器系統(tǒng)設(shè)計者通常優(yōu)選50％的占空比。然而，用于最高系統(tǒng)性能的最優(yōu)時鐘信號占空比因特定半導(dǎo)體元件而不同。造成最優(yōu)占空比的這種差異的原因包括：半導(dǎo)體工藝的差異以及半導(dǎo)體模型與作為結(jié)果制造出的半導(dǎo)體硬件之間的相關(guān)性的差異。

要在特定應(yīng)用中使時鐘信號的占空比最優(yōu)化，重要的是首先能夠測量該信號的占空比。遺憾的是，在處理器或其他數(shù)字集成電路(IC)中測量高速時鐘信號的占空比出現(xiàn)了很多問題。例如，如果一個外部占空比測量電路連接到IC的時鐘管腳，那么測量電路中的邏輯會導(dǎo)致原始時鐘信號的占空比變差。換句話說，測量電路的外部邏輯改變了原始時鐘信號的占空比，因而使得占空比的測量固有地不精確。

另一種測量數(shù)字IC時鐘信號的方法是皮秒成像電路分析(PICA)，該分析檢測時鐘脈沖前沿和尾沿上所發(fā)出光的光量子以確定這些時鐘脈沖的占空比。盡管這種類型的占空比分析能夠起作用，但是它是非常昂貴的。此外，這種類型的分析會破壞測試中的元件。

所需要的是一種解決上述問題的占空比測量方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

從而，在一個實施例中，公開了一種用于確定數(shù)字信號的占空比的方法。該方法包括：通過占空比測量(DCM)電路在校準模式下的操作，將多個電壓值和對應(yīng)的占空比值存儲在數(shù)據(jù)存儲器中，每個電壓值依賴于相應(yīng)的占空比值。該方法還包括：通過該占空比測量(DCM)電路在測試模式下的操作，確定表現(xiàn)出未知占空比的測試時鐘信號的占空比。在測試模式下的操作步驟包括：通過DCM電路中的充電器電路接收表現(xiàn)出未知占空比的測試時鐘信號。在測試模式下的操作步驟還包括：通過充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴于該測試時鐘信號的占空比的測試電壓值。在測試模式下的操作步驟還包括：通過控制機制訪問數(shù)據(jù)存儲器以確定對應(yīng)于該測試電壓值的占空比。

在另一個實施例中，公開了一種確定數(shù)字信號的占空比的占空比測試系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)存儲器和連接到該數(shù)據(jù)存儲器的占空比測量(DCM)電路。該DCM電路在校準模式下操作以將多個電壓值和對應(yīng)的占空比值存儲在數(shù)據(jù)存儲器中，每個電壓值依賴于相應(yīng)的占空比值。該系統(tǒng)還包括控制機制，其連接到該DCM電路，并配置為在校準模式下對該DCM電路進行控制。該控制機制也在測試模式下對該DCM電路進行控制，在測試模式中該系統(tǒng)確定表現(xiàn)出未知占空比的測試時鐘信號的占空比。該DCM電路包括充電器電路，該充電器電路在測試模式下操作以接收測試時鐘信號，該充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴于測試時鐘信號的占空比的測試電壓值。該控制機制在測試模式下操作以訪問數(shù)據(jù)存儲器，從而確定對應(yīng)于該測試電壓值的占空比。

附圖說明

附圖示出了本發(fā)明的僅作為示例的實施例并且由此并不限制本發(fā)明的范圍，因為本發(fā)明的概念也適合于其他等效的實施例。

圖1示出了所公開的占空比測量(DCM)設(shè)備的一個實施例。

圖2示出了采用圖1中公開的DCM設(shè)備的一個信息處理系統(tǒng)(IHS)的實施例。

圖3A示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的占空比大于50％。

圖3B示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的占空比等于50％。

圖3C示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的占空比小于50％。

圖4示出了描述在圖2的IHS中控制軟件或硬件所采用的方法步驟的流程圖。

圖5示出了在不同時鐘信號占空比數(shù)據(jù)值上圖1的DCM設(shè)備的輸出電壓的曲線圖。

圖6示出了一個采用反饋機制來校正時鐘信號占空比的DCM電路。

圖7示出了一個采用圖6中公開的DCM設(shè)備的信息處理系統(tǒng)(IHS)的實施例。