[發明專利]多相位不交疊時鐘信號產生電路及相應的方法

有效

• 申請號: 201711237527.6
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107888166B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 張敏;林和生;丁德東;劉賓杰
• 申請（專利權）人: 北京大學深圳研究生院
• 主分類號: H03K3/027
• 分類號: H03K3/027
• 代理公司: 北京天馳君泰律師事務所 11592
• 代理人: 沈超

本申請提供了一種時鐘信號產生電路，包括時鐘信號產生單元，配置為產生M個脈沖寬度相同的原始時鐘信號，其中M為大于等于1的整數；控制單元，耦合至所述時鐘信號產生單元，配置為周期性激發所述時鐘信號產生單元變更所述原始時鐘信號的狀態，并將每個所述原始時鐘信號的有效電平均分為N份，其中N為大于等于1的整數；間隔產生單元，耦合至所述時鐘產生單元，配置對所述M個原始時鐘信號進行處理，從而使得每個所述原始時鐘信號有效電平中的X份轉換為非有效電平，并將轉換后的時鐘信號提供到電路的輸出端，其中X為大于等于1小于N的整數。本申請還提供了相應的產生多相位不交疊時鐘的方法。

技術領域

本申請涉及集成電路領域，特別涉及多相位不交疊時鐘信號的產生電路及相應的方法。

背景技術

時鐘信號的設計在很多應用領域都有著十分重要的意義。例如，在電源控制領域，例如電荷泵電路中，控制不同電荷泵單元工作的時鐘信號的有效電平彼此應不交疊，以減少漏電，提高系統工作效率。在例如顯示領域中，例如移位寄存器電路中也需要多相位不交疊時鐘對各級移位寄存器單元的時鐘信號進行控制，從而實現逐行掃描。設置不交疊時間可以有效避免若干行可能同時被讀取而造成的顯示錯誤。

對于兩相位時鐘應用來說，如果只是簡單的采用反相器來產生彼此相反的兩個時鐘信號的話，可能會由于工藝誤差或者兩時鐘信號繞線距離不同等因素，使得一個時鐘信號比理想情況慢，另一個時鐘信號比理想情況快，從而最終可能導致兩個時鐘信號的有效電平的交疊。對于例如電荷泵電路來說，有效電平的交疊會導致電荷泵單元中電容所存儲的電荷被不希望的泄放，最終導致電荷泵輸出電流降低，功率效率也被降低。

目前產生兩相位不交疊時鐘的產生方式是通過如圖1所示的反相器配合延時單元的電路結構來實現，其中t_d是一個延遲單元所產生的延遲時間，Φ_IN是系統時鐘，而Φ₁和Φ₂是產生的兩相位不交疊時鐘。

但是，圖1所示的電路結構只能用于處理占空比(有效電平所占總周期的比例)約為50％的兩相位時鐘信號的不交疊時間。對于多相位時鐘，各相位之間并不是簡單的反相位關系，并且每個時鐘相位的占空比不是50％，比如4相位的時鐘，占空比為25％。這樣一來，圖1的電路則難以用于實現多相位不交疊時鐘信號的設計。

發明內容

針對當前技術中存在的問題以及對多相位不交疊時鐘信號的需求，本申請提供了一種時鐘信號產生電路，包括時鐘信號產生單元，配置為產生M個脈沖寬度相同的原始時鐘信號，其中M為大于等于1的整數；控制單元，耦合至所述時鐘信號產生單元，配置為周期性激發所述時鐘信號產生單元變更所述原始時鐘信號的狀態，并將每個所述原始時鐘信號的有效電平均分為N份，其中N為大于等于1的整數；間隔產生單元，耦合至所述時鐘產生單元，配置對所述M個原始時鐘信號進行處理，從而使得每個所述原始時鐘信號有效電平中的X份轉換為非有效電平，并將轉換后的時鐘信號提供到電路的輸出端，其中X為大于等于1小于N的整數。

特別的，所述控制單元配置為接收系統時鐘信號，并且以所述系統時鐘信號的N個周期為循環而產生觸發所述時鐘信號產生單元工作的控制信號。

特別的，所述控制單元包括第一計數單元，配置為接收所述系統時鐘信號并產生第一二進制數，在所述系統時鐘信號的有效電平到來時使所述第一二進制數加1；第一運算單元，配置為接收所述第一二進制數并對其各位的數值進行運算操作，并選擇在連續N個系統時鐘周期中的一個運算結果作為所述控制信號。

特別的，所述時鐘信號產生單元包括第二計數單元，配置為在所述控制信號的控制下產生第二二進制數；第二運算單元，配置為接收所述第二二進制數并對其各位的數值進行運算操作以產生所述M個原始時鐘信號。