[發明專利]時鐘分布網絡及其方法

在審

• 申請號: 202110790152.6
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN114337645A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 薩爾瑪·埃拉卜德;宋飛;林嘉亮
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0948
• 分類號: H03K19/0948
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

一種時鐘分布網絡及其方法。該方法包括：接收遠端電壓信號；利用電流模式傳輸方案轉換遠端電壓信號為本地電壓信號，電流模式傳輸方案包括串接的電壓轉電流驅動器、傳輸線、電流緩沖器及電感電容槽；利用一電壓模式傳輸方案傳輸本地電壓信號為第一目的地電壓信號，該電壓模式傳輸方案包括串接的第一電容驅動線及第一反相器緩沖器；及利用一電壓模式傳輸方案傳輸本地電壓信號為第二目的地電壓信號，該電壓模式傳輸方案包括串接的第二電容驅動線及第二反相器緩沖器。

技術領域

本公開涉及時鐘分布，特別涉及在相對長的傳輸線中傳輸高速時鐘的時鐘分布網絡及其方法。

背景技術

時鐘信號是一種振蕩于低準位與高準位之間的電壓信號。時鐘信號廣泛地應用于同步數字電路中，并可用于協調同步數字電路之間的動作。在包括多個同步數字電路的集成電路之中，通常具有用以產生時鐘信號的時鐘產生電路，例如鎖相回路，且時鐘產生電路所產生的時鐘信號通常需經由傳輸線傳輸至各同步數字電路以協調此些同步數字電路的動作。在一例示中，需接收時鐘產生電路所產生的時鐘信號的同步數字電路可能與時鐘產生電路之間的距離相隔甚遠，使得時鐘信號的傳輸極具有挑戰性。如果傳輸線的長度相對于時鐘信號的波長而言是可觀的，則視為傳輸線是相對長的。例如，對于波長為10毫米(mm)的15吉赫(GHz)時鐘，當考慮到時鐘傳輸時，2毫米的傳輸線能被視為相對長的。時鐘信號的遠距離傳輸常遭遇大量的傳輸損耗，導致于接收端的信號強度微弱。特別是當時鐘信號是一種高速時鐘信號時，傳輸線的傳輸損耗會隨著所傳輸的信號的頻率而增加，使得問題尤為嚴重。對于使用CMOS工藝在基板上制造的2毫米傳輸線，15吉赫時鐘代表性的插入損耗(insertion loss)為3分貝(dB)，并且這被認為是相當大的插入損耗。在一些例示中，接收端有多個本地電路需要時鐘信號，但此些本地電路之間局部分隔的距離較小。

因此，期盼能有一種時鐘分布方法，可用于高速時鐘信號的遠距離傳輸，并分布高速時鐘信號至局部分隔的多個本地電路，而不會承受顯著的插入損耗。

發明內容

依據一些實施例，時鐘分布網絡包括電壓轉電流驅動器、傳輸線、電流緩沖器、電感電容槽、第一電容驅動線、第一反相器緩沖器、第二電容驅動線及第二反相器緩沖器。電壓轉電流驅動器用以接收第一電壓信號，并輸出第一電流信號。傳輸線用以接收第一電流信號，并輸出第二電流信號。電流緩沖器用以接收第二電流信號，并輸出第三電流信號。

電感電容槽用以接收第三電流信號，并建立第二電壓信號。第一電容驅動線用以接收第二電壓信號，并輸出第三電壓信號。第一反相器緩沖器用以接收第三電壓信號，并輸出第四電壓信號。第二電容驅動線用以接收第二電壓信號，并輸出第五電壓信號。第二反相器緩沖器用以接收第五電壓信號，并輸出第六電壓信號。

依據一些實施例，時鐘分布方法包括：接收第一電壓信號；利用電壓轉電流驅動器轉換第一電壓信號為第一電流信號；利用傳輸線傳輸第一電流信號為第二電流信號；利用電流緩沖器將第二電流信號中繼為第三電流信號；利用電感電容槽作為負載以轉換第三電流信號為第二電壓信號；利用第一電容驅動線轉換第二電壓信號為第三電壓信號；利用第一反相器緩沖器放大第三電壓信號為第四電壓信號；利用第二電容驅動線傳輸第二電壓信號為第五電壓信號；以及，利用第二反相器緩沖器放大第五電壓信號為第六電壓信號。

依據一些實施例，時鐘分布方法，包括：接收遠端電壓信號；利用電流模式傳輸方案轉換遠端電壓信號為本地電壓信號，電流模式傳輸方案包括電壓轉電流驅動器、傳輸線、電流緩沖器及電感電容槽，其中電壓轉電流驅動器、傳輸線、電流緩沖器及電感電容槽為串接的；利用電壓模式傳輸方案傳輸本地電壓信號為第一目的地電壓信號，電壓模式傳輸方案包括第一電容驅動線及第一反相器緩沖器，其中第一電容驅動線及第一反相器緩沖器為串接的；以及，利用電壓模式傳輸方案傳輸本地電壓信號為第二目的地電壓信號，電壓模式傳輸方案包括第二電容驅動線及第二反相器緩沖器，其中第二電容驅動線及第二反相器緩沖器為串接的。

附圖說明

圖1為根據本公開一些實施例所示出的時鐘分布網絡的示意圖。