[發明專利]一種時鐘產生電路

有效

• 申請號: 201711407046.5
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108155891B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 王旭東;陳明輝;廖春連;曲明;王湛;楊格亮;王鑫華;石立志;范鵬飛;魏偉;吳迪
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H03K3/02
• 分類號: H03K3/02;H03K5/08
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

1.一種時鐘產生電路，包括時鐘產生本體電路和校準控制單元，其特征在于，所述時鐘產生本體電路包括粗調模塊和細調模塊；所述校準控制單元為具有自動校準和自動休眠功能的編程數字電路，所述校準控制單元用于輸出粗調控制字、細調控制字和鎖定信號；所述時鐘產生本體電路產生的時鐘信號與所述校準控制單元相連，所述校準控制單元輸出的粗調控制字和細調控制字分別與時鐘產生本體電路的粗調控制接口和細調控制接口相連，所述校準控制單元在校準完成后輸出鎖定信號并進入休眠模式；

所述時鐘產生本體電路具有如下結構：第一NMOS管（MN1）的柵端和漏端短接再分別與電流源、第二NMOS管（MN2）的柵端、第三NMOS管（MN3）的柵端、第四NMOS管（MN4）的柵端、第五NMOS管（MN5）的柵端、第六NMOS管（MN6）的柵端、第八NMOS管（MN8）的柵端、第九NMOS管（MN9）的柵端、第十NMOS管（MN10）的柵端、第十一NMOS管（MN11）的柵端、第十三NMOS管（MN13）的柵端、第十四NMOS管（MN14）的柵端、第十五NMOS管（MN15）的柵端、第十六NMOS管（MN16）的柵端相連；第一PMOS管（MP1）的柵端和漏端短接再分別與第二NMOS管（MN2）的漏端、第二PMOS管（MP2）的柵端、第三PMOS管（MP3）的柵端、第四PMOS管（MP4）的柵端、第五PMOS管（MP5）的柵端、第七PMOS管（MP7）的柵端、第八PMOS管（MP8）的柵端、第九PMOS管（MP9）的柵端、第十PMOS管（MP10）的柵端、第十二PMOS管（MP12）的柵端、第十三PMOS管（MP13）的柵端、第十四PMOS管（MP14）的柵端、第十五PMOS管（MP15）的柵端相連；第一PMOS管（MP1）的源端分別與電源（VDD）、第二PMOS管（MP2）的源端、第三PMOS管（MP3）的源端、第四PMOS管（MP4）的源端、第五PMOS管（MP5）的源端、第七PMOS管（MP7）的源端、第八PMOS管（MP8）的源端、第九PMOS管（MP9）的源端、第十PMOS管（MP10）的源端、第十二PMOS管（MP12）的源端、第十三PMOS管（MP13）的源端、第十四PMOS管（MP14）的源端、第十五PMOS管（MP15）的源端、第十七PMOS管（MP17）的源端、第十八PMOS管（MP18）的源端相連；第二PMOS管（MP2）的漏端與第十三開關（S13）的一端相連、第三PMOS管（MP3）的漏端與第十四開關（S14）的一端相連、第四PMOS管（MP4）的漏端與第十五開關（S15）的一端相連、第五PMOS管（MP5）的漏端與第十六開關（S16）的一端相連、第七PMOS管（MP7）的漏端與第十七開關（S17）的一端相連、第八PMOS管（MP8）的漏端與第十八開關（S18）的一端相連、第九PMOS管（MP9）的漏端與第十九開關（S19）的一端相連、第十PMOS管（MP10）的漏端與第二十開關（S20）的一端相連、第十二PMOS管（MP12）的漏端與第二十一開關（S21）的一端相連；第十三PMOS管（MP13）的漏端與第二十二開關（S22）的一端相連，第十四PMOS管（MP14）的漏端與第二十三開關（S23）的一端相連，第十五PMOS管（MP15）的漏端與第二十四開關（S24）的一端相連；第十三開關（S13）的另一端分別與第十四開關（S14）的另一端、第十五開關（S15）的另一端、第十六開關（S16）的另一端和第六PMOS管（MP6）的源端相連；第十七開關（S17）的另一端分別與第十八開關（S18）的另一端、第十九開關（S19）的另一端、第二十開關（S20）的另一端和第十一PMOS管（MP11）的源端相連；第二十一開關（S21）的另一端分別與第二十二開關（S22）的另一端、第二十三開關（S23）的另一端、第二十四開關（S24）的另一端和第十六PMOS管（MP16）的源端相連；第六PMOS管（MP6）的柵端分別與第七PMOS管（MP7）的柵端和第二電阻（R2）的一端相連；第六PMOS管（MP6）的漏端分別與第七NMOS管（MN7）的漏端和第一電阻（R1）的一端相連；第七NMOS管（MN7）的源端分別與第一開關（S1）的一端、第二開關（S2）的一端、第三開關（S3）的一端和第四開關（S4）的一端相連；第一開關（S1）的另一端與第三NMOS管（MN3）的漏端相連，第二開關（S2）的另一端與第四NMOS管（MN4）的漏端相連、第三開關（S3）的另一端與第五NMOS管（MN5）的漏端相連、第四開關（S4）的另一端與第六NMOS管（MN6）的漏端相連；第二電阻（R2）的另一端分別與第二十五開關（S25）的一端、第二十六開關（S26）的一端、第二十七開關（S27）的一端、第二十八開關（S28）的一端和第四電阻（R4）的一端相連；第二十五開關（S25）的另一端與第一電容（C1）的一端相連、第二十六開關（S25）的另一端與第二電容（C2）的一端相連、第二十七開關（S27）的另一端與第三電容（C3）的一端相連、第二十八開關（S28）的另一端與第四電容（C4）的一端相連；第一電容（C1）的另一端分別與第二電容（C2）的另一端、第三電容（C3）的另一端、第四電容（C4）的另一端、第三電阻（R3）的一端、第十一PMOS管（MP11）的漏端和第十二NMOS管（MN12）的漏端相連；第一電阻（R1）的另一端分別與第十一PMOS管（MP11）的柵端和第十二NMOS管（MN12）的柵端相連；第十二NMOS管（MN12）的源端分別與第五開關（S5）的一端、第六開關（S6）的一端，第七開關（S7）的一端和第八開關（S8）的一端相連；第五開關（S5）的另一端與第八NMOS管（MN8）的漏端相連，第六開關（S6）的另一端與第九NMOS管（MN9）的漏端相連，第七開關（S7）的另一端與第十NMOS管（MN10）的漏端相連，第八開關（S8）的另一端與第十一NMOS管（MN11）的漏端相連；第三電阻（R3）的另一端分別與第十六PMOS管（MP16）的柵端和第十七NMOS管（MN17）的柵端相連；第十七NMOS管（MN17）的源端分別與第九開關（S9）的一端、第十開關（S10）的一端、第十一開關（S11）的一端和第十二開關（S12）的一端相連；第九開關（S9）的另一端與第十三NMOS管（MN13）的漏端相連，第十開關（S10）的另一端與第十四NMOS管（MN14）的漏端相連，第十一開關（S11）的另一端與第十五NMOS管（MN15）的漏端相連，第十二開關（S12）的另一端與第十六NMOS管（MN16）的漏端相連；第十七NMOS管（MN17）的漏端分別與第十六PMOS管（MP16）的漏端、第四電阻（R4）的另一端、第十七PMOS管（MP17）的柵端和第十八NMOS管（MN18）的柵端相連；第十七PMOS管（MP17）的漏端分別與第十八NMOS管（MN18）的漏端、第十八PMOS管（MP18）的柵端和第十九NMOS管（MN19）的柵端相連，第十八PMOS管（MP18）的漏端與第十九NMOS管（MN19）的漏端相連作為時鐘產生電路的輸出；粗調控制信號直接控制第一開關（S1）到第十二開關（S12）的開關，粗調控制信號經過第一反相器（INV1）之后控制第十三開關（S13）到第二十四開關（S24）的開關，細調控制信號直接控制第二十五開關（S25）到第二十八開關（S28）的開關；第十八PMOS管（MP18）的源端分別與第十七PMOS管（MP17）的源端、第十五PMOS管（MP15）的源端、第十四PMOS管（MP14）的源端、第十三PMOS管（MP13）的源端、第十二PMOS管（MP12）的源端、第十PMOS管（MP10）的源端、第九PMOS管（MP9）的源端、第八PMOS管（MP8）的源端、第七PMOS管（MP7）的源端、第五PMOS管（MP5）的源端、第四PMOS管（MP4）的源端、第三PMOS管（MP3）的源端、第二PMOS管（MP2）的源端和電源（VDD）相連；第十九NMOS管（MN19）的源端分別與第十八NMOS管（MN18）的源端、第十六NMOS管（MN16）的源端、第十五NMOS管（MN15）的源端、第十四NMOS管（MN14）的源端、第十三NMOS管（MN13）的源端、第十一NMOS管（MN11）的源端、第十NMOS管（MN10）的源端、第九NMOS管（MN9）的源端、第八NMOS管（MN8）的源端、第六NMOS管（MN6）的源端、第五NMOS管（MN5）的源端、第四NMOS管（MN4）的源端、第三NMOS管（MN3）的源端、第二NMOS管（MN2）的源端、第一NMOS管（MN1）的源端和接地端（GND）相連。

2.根據權利要求1所述的一種時鐘產生電路，其特征在于，所述校準控制單元用于執行如下程序：

（1）上電初始寫入默認配置字，所述默認配置字包括細調控制字、粗調控制字、目標值和校準鎖定信號；

（2）在固定的時間內對時鐘周期數進行計數，將計數結果與所述目標值進行比較，若計數結果比目標值小則轉入步驟（3），若計數結果大于或等于目標值則轉入步驟（4）；

（3）將粗調控制字加1，判斷是否出現粗調控制字為1111或粗調控制字向相反的方向變化的情況，若是則轉入步驟（5），否則轉入步驟（2）；

（4）將粗調控制字減1，判斷是否出現粗調控制字為0或粗調控制字向相反的方向變化的情況，若是則轉入步驟（5），否則轉入步驟（2）；

（5）鎖定粗調控制字；

（6）在固定的時間內對時鐘周期數進行計數，將計數結果與所述目標值進行比較，若計數結果比目標值小則轉入步驟（7），若計數結果大于或等于目標值則轉入步驟（8）；

（7）將細調控制字減1，判斷是否出現細調控制字為0或細調控制字向相反的方向變化的情況，若是則轉入步驟（9），否則轉入步驟（6）；

（8）將細調控制字加1，判斷是否出現細調控制字為1111或細調控制字向相反的方向變化的情況，若是則轉入步驟（9），否則轉入步驟（6）；

（9）鎖定細調控制字，輸出校準鎖定信號和校準好的粗調和細調控制信號，校準控制單元進入休眠模式。