專利名稱：用于分配一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備/方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分配時(shí)鐘信號(hào)到半導(dǎo)體組件的不同點(diǎn)，例如一個(gè)大規(guī)模集成(LSI)電路，和，特別地，本發(fā)明涉及在全局層次上使用有源反饋和時(shí)鐘偏斜的校正。
背景技術(shù)：
數(shù)字電路通常使用系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)，例如使用一個(gè)LSI電路實(shí)現(xiàn)的數(shù)字電路，以便同步執(zhí)行某些邏輯功能。例如超密集子微米(UDSM)微處理器應(yīng)用使用系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)同步執(zhí)行邏輯功能的數(shù)字電路。這些微處理器工作在1GHz和更高的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率。一個(gè)給定的LSI電路的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)通常分成許多路服務(wù)該數(shù)字電路的許多不同部分。理想地，數(shù)字電路不同部分的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)呈現(xiàn)準(zhǔn)確的相同的定時(shí)特性，使得該數(shù)字電路的不同部分工作在準(zhǔn)確的同步狀態(tài)。但是，實(shí)際上，在遍及數(shù)字電路不同點(diǎn)的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)呈現(xiàn)不同的定時(shí)特性，例如不同的上升和/或下降沿(即過(guò)渡特性)，不同的占空比，和/或不同的頻率。這些非-理想特性通常被稱為是時(shí)鐘抖動(dòng)和時(shí)鐘偏斜。
時(shí)鐘抖動(dòng)與產(chǎn)生該系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)時(shí)固有的不準(zhǔn)確度相關(guān)。由于時(shí)鐘抖動(dòng)引起的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的非-理想特性將以相同的方式影響該LSI電路的所有部分，而不管這些系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)是如何被分配到該電路的這些部分的。時(shí)鐘偏斜與用這樣的分配技術(shù)引入系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的不準(zhǔn)確度相關(guān)，即該分配技術(shù)將該系統(tǒng)時(shí)鐘分成許多路并將該時(shí)鐘信號(hào)傳送到數(shù)字電路的不同部分。
時(shí)鐘偏斜源可分類成靜態(tài)產(chǎn)生或動(dòng)態(tài)產(chǎn)生。其靜態(tài)產(chǎn)生源由LSI設(shè)計(jì)或制造過(guò)程引起而不管該LSI電路的工作條件。時(shí)鐘偏斜的動(dòng)態(tài)源是由該LSI電路的工作條件所引起，該工作條件也可隨LSI電路設(shè)計(jì)或制造過(guò)程變化。
時(shí)鐘偏斜的靜態(tài)產(chǎn)生源包括(i)晶體管負(fù)載電容變化(例如，柵極負(fù)載電容)；(ii)電路互連的RC延遲(例如，引線長(zhǎng)度和寬度的不對(duì)稱性)；(iii)引線間交叉耦合電容的變化和/或不對(duì)稱性(例如，引線間的電容)；和(iv)半導(dǎo)體處理工藝變化(例如，晶體管閾值電壓變化，晶體管導(dǎo)通電阻變化，引線變化，轉(zhuǎn)向，和接觸RC變化)。
時(shí)鐘偏斜的動(dòng)態(tài)產(chǎn)生源包括(i)由于引線間的電容而在引線長(zhǎng)度之間交叉耦合；(ii)由于感性耦合而在引線長(zhǎng)度之間的交叉耦合；(iii)因返回路徑電流引起的交叉耦合；(iv)溫度變化；和(v)VDD和VSS的變化(例如，DC工作電壓變化)。
不幸的是，由于時(shí)鐘偏斜引起系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)特性的變化將導(dǎo)致該LSI電路的數(shù)字電路工作狀態(tài)下不希望有的誤差。當(dāng)尺寸(即，邏輯門的數(shù)量和相應(yīng)電路區(qū)域)增加和/或時(shí)鐘信號(hào)頻率增加時(shí)，該問(wèn)題將被惡化。
已開(kāi)發(fā)和應(yīng)用各種不同技術(shù)來(lái)改善不希望的時(shí)鐘偏斜的影響。這些技術(shù)包括(i)使用時(shí)鐘條型碼(即，相對(duì)寬的條型碼攜帶該系統(tǒng)時(shí)鐘到LSI電路的各個(gè)不同的部分)；(ii)RC延遲平衡(即布線技術(shù)集中在布線幾何結(jié)構(gòu)上，以匹配RC延遲特性)；(iii)使用格柵(grid)結(jié)構(gòu)于分配系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)之中；(iv)使用分層結(jié)構(gòu)于劃分LSI電路到局部中；(v)使用有源反饋于補(bǔ)償系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)中；(vi)使用本地振蕩器于LSI電路的不同區(qū)域和用于該LSI電路的總體諧振；以及(vii)使用布線環(huán)路的諧振。由于各種原因，在解決由時(shí)鐘偏斜引起的不希望出現(xiàn)的問(wèn)題方面這些技術(shù)尚未適當(dāng)?shù)厝〉贸晒Α?br>
發(fā)明內(nèi)容
按本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面，一個(gè)半導(dǎo)體芯片包括多個(gè)位于該半導(dǎo)體芯片上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；多個(gè)時(shí)鐘緩沖器，每個(gè)包括提供一種DLL功能的延遲鎖定環(huán)路(DLL)電路和每個(gè)可操作來(lái)按照該DLL功能從相關(guān)輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，多個(gè)時(shí)鐘緩沖器的一個(gè)子組的輸出耦合到多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)的一個(gè)；和多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示至少兩個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中時(shí)鐘緩沖器的第N子組的DDL電路按照相應(yīng)誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，使得局部時(shí)鐘分配的結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本上一致。
最好，時(shí)鐘緩沖器彼此耦合，以便從一個(gè)時(shí)鐘源到時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)形成時(shí)鐘分配樹(shù)。該時(shí)鐘分配樹(shù)可以是H-樹(shù)。
最好首先通過(guò)該多個(gè)時(shí)鐘緩沖器的第N層次子組限定該分配樹(shù)的分配層次。第一層次子組的相應(yīng)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照它們的DLL功能和誤差信號(hào)之一從一個(gè)源時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第一層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第二層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)從相應(yīng)的第一層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第二層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第三層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)從相應(yīng)的第二層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第三層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第N層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)從相應(yīng)的第三層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。
按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面，半導(dǎo)體芯片包括由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子局部區(qū)域中；和至少該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得時(shí)鐘緩沖器的第N層次子組的相應(yīng)輸出提供一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)到每個(gè)局部區(qū)域。
半導(dǎo)體芯片最好還包括多個(gè)放置在每個(gè)子局部區(qū)域中的子局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；而多個(gè)RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到每個(gè)子局部區(qū)域的相應(yīng)的子局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，使得在每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)被提供相應(yīng)的子局部時(shí)鐘信號(hào)。
按照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面半導(dǎo)體芯片還可以包括多個(gè)配置在相應(yīng)分配格柵中的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一放置在每個(gè)本地區(qū)域中；和多個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器，相應(yīng)的該本地時(shí)鐘緩沖器從子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一接收相關(guān)的一個(gè)該子-局部時(shí)鐘信號(hào)和在相應(yīng)的分配格柵之一上產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括至少部分有源反饋功能，此功能可操作來(lái)使得在該相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一處的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
該半導(dǎo)體芯片最好還包括一個(gè)鎖相環(huán)路，其可操作來(lái)調(diào)節(jié)全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和該本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最少。
按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面，半導(dǎo)體芯片包括多個(gè)放置在半導(dǎo)體芯片上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；多個(gè)時(shí)鐘緩沖器組合到第i個(gè)層次中，這里i＝1，2，...N。每個(gè)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出一個(gè)相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，在那里相應(yīng)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；而多個(gè)相位檢測(cè)器的每一個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在相應(yīng)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)對(duì)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中該第i層次時(shí)鐘緩沖器按照DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面，一種分配時(shí)鐘信號(hào)到一個(gè)半導(dǎo)體芯片的區(qū)域的方法包括接收一個(gè)時(shí)鐘源信號(hào)，這里該時(shí)鐘源信號(hào)是一個(gè)第0層次的時(shí)鐘信號(hào)；從相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)，這里i＝1，2，...N；分配該第N層次時(shí)鐘信號(hào)到位于該半導(dǎo)體芯片的局部區(qū)域中的相應(yīng)的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；產(chǎn)生表示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)的相應(yīng)對(duì)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)；舉例說(shuō)明按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)整第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，使得該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
該方法最好還包括將該半導(dǎo)體芯片分成由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中，至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中，其中至少局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)被提供到每個(gè)局部區(qū)域。
該方法還包括在多個(gè)RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑上分配從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到相應(yīng)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的局部時(shí)鐘信號(hào)，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中，使得相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)。
該方法最好還包括在相應(yīng)的分配格柵上分配相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)，其每一個(gè)耦合到相應(yīng)的多個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域內(nèi)，使得相應(yīng)的本地時(shí)鐘信號(hào)被提供在相應(yīng)多個(gè)本地分配結(jié)點(diǎn)處；并舉例說(shuō)明先于在該相應(yīng)分配格柵上的分配按照相應(yīng)本地DLL功能調(diào)節(jié)相應(yīng)子-局部時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，使得在相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
該方法還可包括調(diào)節(jié)全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和該本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最小。
按照本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面，注視一種在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上使用多個(gè)組合成第i層次的時(shí)鐘緩沖器將時(shí)鐘信號(hào)分配到多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的方法，這里i＝1，2，...N，每個(gè)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)，在那里相應(yīng)第N層次時(shí)鐘信號(hào)耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，和使用多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)，在那里，該第i層次時(shí)鐘緩沖器按照DLL功能和相應(yīng)誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
該方法包括使相應(yīng)第i層次時(shí)鐘緩沖器基本上既不延遲基本上又不超前相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程；允許該第(N-j)層次時(shí)鐘緩沖器調(diào)整相應(yīng)第(N-j)層次時(shí)鐘信號(hào)，這里j＝0，1，2，...N-1；和重復(fù)用于每個(gè)層次的以上步驟，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本上相互一致并與一個(gè)第0層次時(shí)鐘信號(hào)一致。
由于在此采取結(jié)合附圖的說(shuō)明，使本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將成為顯而易見(jiàn)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明為說(shuō)明本發(fā)明目的，這里以目前優(yōu)選的附圖方式表示，但是要理解的是，本發(fā)明不限于所示的準(zhǔn)確的配置和手段。


圖1是應(yīng)用本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的一個(gè)半導(dǎo)體器件的高層次的示意圖；圖2是按本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)分配系統(tǒng)的更為詳細(xì)的方塊圖；圖3是說(shuō)明按本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面的一個(gè)時(shí)鐘分配系統(tǒng)的高層次圖；圖4是可應(yīng)用在圖3系統(tǒng)中的一個(gè)時(shí)鐘分配系統(tǒng)的方塊圖。
執(zhí)行發(fā)明的最好模式現(xiàn)在參照附圖，其中相同號(hào)碼表示相同元件，在圖1中表示一個(gè)半導(dǎo)體器件100，例如一個(gè)LSI電路，應(yīng)用本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)方面。
半導(dǎo)體器件100最好包括一個(gè)半導(dǎo)體芯片102，該芯片102包括由多個(gè)局部區(qū)域104-例如所示的16個(gè)局部區(qū)域104-所限定的一個(gè)全局操作區(qū)域。該半導(dǎo)體芯片102最好包括多個(gè)時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106，一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106位于每個(gè)局部區(qū)域104中。最好一個(gè)時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106位于每個(gè)局部區(qū)域104中。最好該時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106彼此耦合，以便從一個(gè)時(shí)鐘源CS到該時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106形成時(shí)鐘分配樹(shù)，最好該時(shí)鐘分配樹(shù)是H-樹(shù)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，它是可應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖1中所示的分配樹(shù)的一個(gè)時(shí)鐘分配電路110的方塊圖。該時(shí)鐘分配電路110最好包括標(biāo)注L1-L4的多個(gè)時(shí)鐘緩沖器，和多個(gè)相位檢測(cè)器112。多個(gè)時(shí)鐘緩沖器L1-L4的每個(gè)最好包括一個(gè)延遲鎖定環(huán)路(DLL)電路，該DLL電路提供人們了解的DLL功能。每個(gè)時(shí)鐘緩沖器L1-L4最好可操作來(lái)按照其DLL功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。L4緩沖器的輸出端連接到相應(yīng)的時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106。
相位檢測(cè)器112每個(gè)最好可操作來(lái)產(chǎn)生指示在至少兩個(gè)時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106上的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)ES。例如，時(shí)鐘緩沖器L4A可提供一個(gè)輸出時(shí)鐘信號(hào)到時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106A，而時(shí)鐘緩沖器L4B可提供一個(gè)輸出時(shí)鐘信號(hào)到時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106B。相位檢測(cè)器112AB最好通過(guò)讀出線114監(jiān)視時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106A和106B的輸出時(shí)鐘信號(hào)，并且產(chǎn)生一個(gè)指示時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106A和106B上的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間相位差的誤差信號(hào)ESAB?？墒褂萌魏我阎辔粰z測(cè)器技術(shù)實(shí)施本發(fā)明的相位檢測(cè)器。
繼續(xù)上例，相應(yīng)的時(shí)鐘緩沖器L4A和L4B的DLL電路最好按照誤差信號(hào)ESAB調(diào)節(jié)它們的各自的輸出時(shí)鐘信號(hào)，使得該時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106A和106B的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本一致。任何現(xiàn)成的已知的DLL電路技術(shù)都可用來(lái)實(shí)施按本發(fā)明的DLL電路，例如，DLL電路可包括一個(gè)可編程延遲電路，該電路能夠使輸出信號(hào)中的延遲過(guò)渡過(guò)程(如與輸入信號(hào)比較)隨誤差信號(hào)ES(例如ESAB)變化。
最好，多個(gè)時(shí)鐘緩沖器組合到第一整個(gè)N層次子組中以限定在時(shí)鐘分配樹(shù)中的分配層次。例如，時(shí)鐘緩沖器L1最好形成第一層次子組，時(shí)鐘緩沖器L2最好形成第二層次子組，時(shí)鐘緩沖器L3最好形成第三層次子組，而時(shí)鐘緩沖器L4最好形成第四(或第N)層次子組。雖然這意味著存在四層次時(shí)鐘緩沖器，但最好意味著存在著這樣的情況，即該時(shí)鐘分配電路110可應(yīng)用任何數(shù)量的時(shí)鐘緩沖器層次而不偏離本發(fā)明的范圍。要指出的是四層次的時(shí)鐘緩沖器L1-L4可有利地供給十六個(gè)時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106。
第一層次子組的各個(gè)時(shí)鐘緩沖器L1最好可操作來(lái)按照它們的DLL功能和第一誤差信號(hào)ES1從時(shí)鐘源CS產(chǎn)生各自第一層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第二層次子組的時(shí)鐘緩沖器L2最好分成兩個(gè)相應(yīng)的組。第二層次子組的時(shí)鐘緩沖器L2的一組最好可操作來(lái)按照它們的DLL功能和第二誤差信號(hào)ES2根據(jù)相應(yīng)的第一層次時(shí)鐘信號(hào)之一產(chǎn)生相應(yīng)的第二層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第二層次子組的另一組時(shí)鐘緩沖器L2最好可操作來(lái)按照它們的DLL功能和第三誤差信號(hào)ES3根據(jù)該第一層次時(shí)鐘信號(hào)的另一個(gè)產(chǎn)生相應(yīng)的第二層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。第三層次子組的時(shí)鐘緩沖器L3的各自的組最好可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相關(guān)的誤差信號(hào)ES根據(jù)相應(yīng)的第二層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)第三層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。這種實(shí)施/處理過(guò)程最好在每一層次重復(fù)直到獲得所要求的層次數(shù)提供時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106。在圖2所示例中，第四層次的時(shí)鐘緩沖器子組L4按照它們的DLL功能和相關(guān)的誤差信號(hào)ES根據(jù)相應(yīng)的第三層次時(shí)鐘信號(hào)在時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106產(chǎn)生輸出時(shí)鐘信號(hào)。
圖2的時(shí)鐘分配電路的方塊圖可概括地描述包括多個(gè)位于半導(dǎo)體芯片102上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106；和組合成第i層次的多個(gè)時(shí)鐘緩沖器L，這里i＝1，2，...N。每個(gè)時(shí)鐘緩沖器L最好可操作來(lái)按照延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出各自的第i層次時(shí)鐘信號(hào)。相應(yīng)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)最好耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106。該時(shí)鐘分配電路110最好進(jìn)一步包括多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106的相應(yīng)對(duì)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)。該第i層次時(shí)鐘緩沖器L最好按照DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)整相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106的輸出時(shí)鐘信號(hào)的基本一致可通過(guò)適當(dāng)初始化在每個(gè)層次上的時(shí)鐘緩沖器L1-L4得到從而獲得希望的DLL功能度(例如，適當(dāng)?shù)逆i定)。例如，在一個(gè)初始化相位(或重置相位)情況下，時(shí)鐘緩沖器L1-L4的DLL電路最好被初始化到零或居中模式(即，相對(duì)于相關(guān)的輸入時(shí)鐘信號(hào)，它們既不超前也不延遲于輸出時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程)。接著，第N層次子組的DLL電路(例如，時(shí)鐘緩沖器L4的DLL電路)被允許來(lái)響應(yīng)相應(yīng)的誤差信號(hào)ES，使得得到在時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間基本一致。接著，下一個(gè)較低層次的DLL電路(例如，時(shí)鐘緩沖器L3的DLL電路)被允許來(lái)響應(yīng)該層次的相關(guān)的相位檢測(cè)器的誤差信號(hào)。重復(fù)該過(guò)程，直到在每個(gè)層次得到相位鎖定。
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，它是說(shuō)明按本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步的方面的一個(gè)時(shí)鐘分配系統(tǒng)200的高層次圖。該時(shí)鐘分配系統(tǒng)200包括大量的與半導(dǎo)體器件100(圖1)的某些區(qū)域相關(guān)的級(jí)(或?qū)哟?。實(shí)際上，該半導(dǎo)體芯片102最好包括由多個(gè)局部區(qū)域204限定的一個(gè)全局操作區(qū)域202(同樣用104表示在圖1中)，至少一個(gè)子-局部區(qū)域206在每個(gè)局部區(qū)域204中，和至少一個(gè)本地區(qū)域208在每個(gè)子-局部區(qū)域206中。以上相對(duì)圖1和2討論的分配樹(shù)，例如H-樹(shù)最好位于半導(dǎo)體芯片102上，使得至少時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106(以下稱為局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn))之一個(gè)位于每個(gè)局部區(qū)域204中，和時(shí)鐘緩沖器L4的第N層次子組的相應(yīng)輸出提供一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)到每個(gè)局部區(qū)域204。
系統(tǒng)200還最好包括多個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210位于每個(gè)子-局部區(qū)域206中。此外，系統(tǒng)200最好包括多個(gè)從相應(yīng)的子-局部區(qū)域的每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106連接到相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210的RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑212。用此方式，相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210上。可應(yīng)用任何已知的RC-平衡技術(shù)，例如使用基本相等長(zhǎng)度的信號(hào)路徑，基本相等的阻抗，(例如，基本相等的每單位長(zhǎng)度的電容，基本相等的每單位長(zhǎng)度電感，和/或基本相等的每單位長(zhǎng)度電阻)，等等。在任何情況下，可希望RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑212保證在相應(yīng)的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)106和相關(guān)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210之間的信號(hào)一致性的某些范圍。
系統(tǒng)200還最好包括多個(gè)配置在相應(yīng)分配格柵220中的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，那里至少分配格柵220之一個(gè)位于每個(gè)本地區(qū)域208中。多個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器222最好用來(lái)從子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210之一接收相關(guān)的一個(gè)子-局部時(shí)鐘信號(hào)，以便在相應(yīng)的一個(gè)分配格柵220上產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)。
每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器222最好包括至少部分有源反饋功能，其可操作來(lái)使得在相應(yīng)的分配格柵220的一個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相關(guān)的子-局部時(shí)鐘結(jié)點(diǎn)210的相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。任何已知的有源反饋技術(shù)都可以用來(lái)獲得此功能，例如DLL技術(shù)。例如，如圖4中所示的，每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器222可包括一個(gè)DLL電路，該電路包括延遲線路230，控制邏輯232，和一個(gè)相位檢測(cè)器234。一個(gè)給定的本地時(shí)鐘緩沖器222從子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210接收一個(gè)子-局部時(shí)鐘信號(hào)并在線240上產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)相應(yīng)緩沖器組242，244在格柵220上分配。最好，可以從格柵的任何點(diǎn)，例如，用于在數(shù)字電路250(圖3)中使用的246得到一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)。相位檢測(cè)器234最好基于在例如246、在本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)和來(lái)自子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)210的相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差可操作產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)ES。該誤差信號(hào)ES由延遲線路230(通過(guò)控制邏輯232)用來(lái)調(diào)節(jié)線240上的時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程的時(shí)間，通過(guò)擴(kuò)展，調(diào)節(jié)格柵220的本地時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
再返回圖3，最好系統(tǒng)200進(jìn)一步包括一個(gè)相位鎖定環(huán)路(PLL)260，可操作來(lái)調(diào)節(jié)在線262上的全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在線264上的一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和例如在246上的(圖4)本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差為最小。最優(yōu)選的是本地時(shí)鐘信號(hào)從基本上遠(yuǎn)離相關(guān)的本地時(shí)鐘緩沖器222的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一取得。
按照本發(fā)明的至少進(jìn)一步的一個(gè)方面，注視將時(shí)鐘信號(hào)分配到一個(gè)半導(dǎo)體芯片的區(qū)域，例如圖1的半導(dǎo)體芯片102的方法。該方法可以使用合適的硬件，例如在以上圖1-4中說(shuō)明的硬件和/或使用任何現(xiàn)在可利用的或以后將開(kāi)發(fā)的已知處理器來(lái)完成。該方法最好包括(i)接收一個(gè)時(shí)鐘源信號(hào)(例如，第0層次時(shí)鐘信號(hào))；(ii)從相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，這里i＝1，2，...N；(iii)分配該第N層次時(shí)鐘信號(hào)到位于半導(dǎo)體芯片的局部區(qū)域中的相應(yīng)的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；(iv)產(chǎn)生指示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)的相應(yīng)對(duì)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)；和(v)舉例按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，使得該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
該方法最好進(jìn)一步包括將半導(dǎo)體芯片分成由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中。其中至少局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得對(duì)每個(gè)局部區(qū)域提供一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)。該方法還包括在多個(gè)RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑上分配從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到相應(yīng)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的局部時(shí)鐘信號(hào)。至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中，使得在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)提供相應(yīng)子-局部時(shí)鐘信號(hào)。
該方法最好進(jìn)一步包括在相應(yīng)的分配格柵上分配相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)，其每個(gè)耦合到相應(yīng)多個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域中，使得在相應(yīng)多個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)提供相應(yīng)本地時(shí)鐘信號(hào)；和舉例先于在該相應(yīng)分配格柵上分配按照相應(yīng)的本地DLL功能調(diào)節(jié)相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)過(guò)渡過(guò)程，使得在相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
該方法還包括調(diào)節(jié)全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最小。
按照本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)進(jìn)一步方面，一種方法注視使用多個(gè)組合成第i層次的時(shí)鐘緩沖器將時(shí)鐘信號(hào)分配到位于一個(gè)半導(dǎo)體芯片上的多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，每個(gè)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照一個(gè)延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出一個(gè)相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，這里i＝1，2，...N和相應(yīng)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)。該方法包括使用多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)，這里第i層次時(shí)鐘緩沖器按照DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
該方法包括使相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘緩沖器既不基本上延遲也不基本上超前相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程；允許第(N-j)層次時(shí)鐘緩沖器調(diào)節(jié)相應(yīng)第(N-j)層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，這里j＝0，1，2...N-1；和重復(fù)用于每個(gè)層次的以上步驟，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本上相互一致并與第0層次時(shí)鐘信號(hào)一致。
雖然本發(fā)明在此已參照特定實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)理解的是這些實(shí)施例僅說(shuō)明本發(fā)明的原理和應(yīng)用。因此應(yīng)理解的是對(duì)說(shuō)明性的實(shí)施例可以進(jìn)行許多修改和可設(shè)計(jì)出其他的配置而不脫離如由附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明享有廣泛的工業(yè)應(yīng)用性，包括但不限于在用在一個(gè)或多個(gè)數(shù)字系統(tǒng)中的大規(guī)模集成電路上用于分配時(shí)鐘信號(hào)。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的修改)34.一種半導(dǎo)體芯片，包括多個(gè)位于該半導(dǎo)體芯片上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；多個(gè)時(shí)鐘緩沖器，每個(gè)可操作來(lái)按照一個(gè)誤差信號(hào)根據(jù)一個(gè)相關(guān)的輸入信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，該多個(gè)時(shí)鐘緩沖器的一個(gè)子組的輸出耦合到相應(yīng)的多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中，該時(shí)鐘緩沖器按照該相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)該相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。
35.權(quán)利要求34的半導(dǎo)體芯片，其中每個(gè)時(shí)鐘緩沖器包括一個(gè)提供DLL功能和接收誤差信號(hào)的延遲鎖定環(huán)路(DLL)電路。
36.權(quán)利要求35的半導(dǎo)體芯片，其中時(shí)鐘緩沖器的第N子組的DLL電路按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
37.權(quán)利要求34的半導(dǎo)體芯片，其中時(shí)鐘緩沖器彼此耦合，以便從一個(gè)全局時(shí)鐘源到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)形成時(shí)鐘分配樹(shù)。
38.權(quán)利要求37的半導(dǎo)體芯片，其中該時(shí)鐘分配樹(shù)是H-樹(shù)。
39.權(quán)利要求34的半導(dǎo)體芯片，其中該半導(dǎo)體芯片包括由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及至少該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得時(shí)鐘緩沖器的子組的相應(yīng)輸出提供-個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)到每個(gè)局部區(qū)域。
40.權(quán)利要求39的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及多個(gè)從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到相應(yīng)的局部區(qū)域的相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑，使得相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上。
41.權(quán)利要求40的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)配置在相應(yīng)的分配格柵中的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域中；以及多個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器，相應(yīng)的本地時(shí)鐘緩沖器從該子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一接收相關(guān)的一個(gè)子-局部時(shí)鐘信號(hào)之一和在相應(yīng)的一個(gè)分配格柵上產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括至少部分有源反饋功能，其可操作來(lái)使得在該相應(yīng)的分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本與相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
42.權(quán)利要求41的半導(dǎo)體芯片，其中每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括一個(gè)提供DLL功能的延遲鎖定環(huán)路(DLL)電路和可操作來(lái)按照DLL功能和一個(gè)相關(guān)的誤差信號(hào)并根據(jù)相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)；以及該半導(dǎo)體芯片進(jìn)一步包括多個(gè)本地相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)根據(jù)在本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)和相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差產(chǎn)生相應(yīng)的一個(gè)誤差信號(hào)。
43.權(quán)利要求41的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括一個(gè)相位鎖定環(huán)路，其可操作來(lái)調(diào)節(jié)該全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差最小。
44.權(quán)利要求43的半導(dǎo)體芯片，其中本地時(shí)鐘信號(hào)之一取自基本上遠(yuǎn)離該相關(guān)的本地時(shí)鐘緩沖器的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一。
45.一種方法，包括按照相應(yīng)的誤差信號(hào)并根據(jù)相應(yīng)的相關(guān)的輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)；將該輸出時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)子組耦合到多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之相應(yīng)的一個(gè)；產(chǎn)生相應(yīng)的誤差信號(hào)作為在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的至少兩個(gè)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的函數(shù)；以及按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。
46.權(quán)利要求45的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)該相應(yīng)的誤差信號(hào)并按照相應(yīng)的延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能調(diào)節(jié)該輸出時(shí)鐘信號(hào)。
47.權(quán)利要求46的方法，進(jìn)一步包括按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)的子組，使得該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體芯片，包括多個(gè)位于該半導(dǎo)體芯片上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；多個(gè)時(shí)鐘緩沖器，每個(gè)包括提供DDL功能的一個(gè)延遲鎖相環(huán)路(DLL)電路和每個(gè)可操作來(lái)按照該DLL功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)的輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，該多個(gè)時(shí)鐘緩沖器的一個(gè)子組的輸出耦合到相應(yīng)的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在至少兩個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中時(shí)鐘緩沖器的第N子組的DDL電路按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
2.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體芯片，其中時(shí)鐘緩沖器彼此耦合，以便從一個(gè)全局時(shí)鐘源到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)形成一個(gè)時(shí)鐘分配樹(shù)。
3.權(quán)利要求2的半導(dǎo)體芯片，其中該時(shí)鐘分配樹(shù)是一H-樹(shù)。
4.權(quán)利要求2的半導(dǎo)體芯片，其中首先通過(guò)多個(gè)時(shí)鐘緩沖器的第N層次子組限定該分配樹(shù)的分配層次。
5.權(quán)利要求4的半導(dǎo)體芯片，其中第一層次子組的相應(yīng)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照它們的DLL功能和誤差信號(hào)之一根據(jù)全局時(shí)鐘源的一個(gè)全局源時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第一層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。
6.權(quán)利要求5的半導(dǎo)體芯片，其中由監(jiān)視在兩個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的多個(gè)相位檢測(cè)器之一提供一個(gè)誤差信號(hào)。
7.權(quán)利要求5的半導(dǎo)體芯片，其中一個(gè)第二層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)的組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第二層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。
8.權(quán)利要求7的半導(dǎo)體芯片，其中由監(jiān)視在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相應(yīng)的相位差的相應(yīng)的相位檢測(cè)器提供相應(yīng)的誤差信號(hào)。
9.權(quán)利要求7的半導(dǎo)體芯片，其中第三層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)根據(jù)相應(yīng)的第二層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第三層次輸出時(shí)鐘信號(hào)。
10.權(quán)利要求9的半導(dǎo)體芯片，其中由監(jiān)視在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相應(yīng)相位差的相應(yīng)的相位檢測(cè)器提供相應(yīng)的誤差信號(hào)。
11.權(quán)利要求9的半導(dǎo)體芯片，其中第四層次子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)的組可操作來(lái)按照它們的DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)根據(jù)相應(yīng)的第三層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。
12.權(quán)利要求11的半導(dǎo)體芯片，其中由監(jiān)視在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相應(yīng)的相位差的相應(yīng)的相位檢測(cè)器提供相應(yīng)的誤差信號(hào)。
13.權(quán)利要求1的半導(dǎo)體芯片，其中該半導(dǎo)體芯片包括由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及至少該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得該子組的時(shí)鐘緩沖器的相應(yīng)的輸出提供一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)到每個(gè)局部區(qū)域。
14.權(quán)利要求13的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及多根RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑，從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到相應(yīng)局部區(qū)域的相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，使得相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上。
15.權(quán)利要求14的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)配置在相應(yīng)分配格柵中的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域中；以及多個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器，相應(yīng)的本地時(shí)鐘緩沖器從子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一接收子-局部時(shí)鐘信號(hào)相關(guān)的一個(gè)和在分配格柵相應(yīng)的一個(gè)上產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括至少部分有源反饋功能，該功能可操作使在相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
16.權(quán)利要求15的半導(dǎo)體芯片，其中每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括提供DDL功能的一個(gè)延遲鎖定環(huán)路(DLL)電路和可操作來(lái)按照該DLL功能和一個(gè)相關(guān)的誤差信號(hào)根據(jù)相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相關(guān)的本地時(shí)鐘信號(hào)之一；以及該半導(dǎo)體芯片進(jìn)一步包括多個(gè)本地相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)基于在本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)和相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差產(chǎn)生相關(guān)的誤差信號(hào)之一。
17.權(quán)利要求15的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括一個(gè)鎖相環(huán)路，可操作來(lái)調(diào)節(jié)全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最小。
18.權(quán)利要求17的半導(dǎo)體芯片，其中本地時(shí)鐘信號(hào)之一取自基本遠(yuǎn)離相關(guān)的本地時(shí)鐘緩沖器的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一。
19.一個(gè)半導(dǎo)體芯片，包括多個(gè)位于該半導(dǎo)體芯片上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；多個(gè)組合成第i層次的時(shí)鐘緩沖器，這里i＝1，2，...N，每個(gè)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出一個(gè)相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，該相應(yīng)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；以及多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中第i層次時(shí)鐘緩沖器按照DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程。
20.權(quán)利要求19的半導(dǎo)體芯片，其中半導(dǎo)體芯片包括由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及至少局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得每個(gè)第N層次時(shí)鐘信號(hào)提供一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)到相應(yīng)的局部區(qū)域之一。
21.權(quán)利要求20的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中；以及多個(gè)從每個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)耦合到相應(yīng)局部區(qū)域的相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑，使得相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子一局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上。
22.權(quán)利要求21的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括多個(gè)配置在相應(yīng)的分配格柵中的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域中；以及多個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器，相應(yīng)的本地時(shí)鐘緩沖器從子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一接收相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)之一和在相應(yīng)的分配格柵之一上產(chǎn)生一個(gè)本地時(shí)鐘信號(hào)，每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括至少部分有源反饋功能，該功能可操作來(lái)使得在相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
23.權(quán)利要求22的半導(dǎo)體芯片，其中每個(gè)本地時(shí)鐘緩沖器包括一個(gè)提供DDL功能的延遲鎖定環(huán)路電路(DLL)和可操作來(lái)按照該DDL功能和相關(guān)的誤差信號(hào)根據(jù)該相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的本地時(shí)鐘信號(hào)之一；以及該半導(dǎo)體芯片進(jìn)一步包括多個(gè)本地相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)根據(jù)在本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)和相關(guān)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差產(chǎn)生相應(yīng)的誤差信號(hào)之一。
24.權(quán)利要求22的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)一步包括可操作來(lái)調(diào)節(jié)全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位的一個(gè)鎖相環(huán)路，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最小。
25.權(quán)利要求24的半導(dǎo)體芯片，其中該本地時(shí)鐘信號(hào)之一取自基本上遠(yuǎn)離相關(guān)本地時(shí)鐘緩沖器的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一。
26.一種分配時(shí)鐘信號(hào)到一個(gè)半導(dǎo)體芯片的區(qū)域的方法，包括接收時(shí)鐘源信號(hào)，這里該時(shí)鐘源信號(hào)是一個(gè)第0層次時(shí)鐘信號(hào)；從相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，這里i＝1，2...N；分配第N層次時(shí)鐘信號(hào)到位于該半導(dǎo)體芯片的局部區(qū)域中的相應(yīng)的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)；產(chǎn)生指示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)的相應(yīng)對(duì)之間的相位差的相應(yīng)的誤差信號(hào)；舉例按照該相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
27.權(quán)利要求26的方法，其中從全局時(shí)鐘源信號(hào)到該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次輸出時(shí)鐘信號(hào)的電路徑形成時(shí)鐘分配樹(shù)。
28.權(quán)利要求27的方法，其中該時(shí)鐘分配樹(shù)是H-樹(shù)。
29.權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括將該半導(dǎo)體芯片分成由多個(gè)局部區(qū)域限定的一個(gè)全局操作區(qū)域，至少一個(gè)子-局部區(qū)域在每個(gè)局部區(qū)域中，和至少一個(gè)本地區(qū)域在每個(gè)子-局部區(qū)域中，其中至少局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一位于每個(gè)局部區(qū)域中，使得一個(gè)局部時(shí)鐘信號(hào)被提供到每個(gè)局部區(qū)域。
30.權(quán)利要求26的方法，進(jìn)一步包括在多個(gè)從每個(gè)局部時(shí)鐘分配點(diǎn)耦合到相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的RC-平衡時(shí)鐘信號(hào)路徑上分配該局部時(shí)鐘信號(hào)，至少一個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)位于每個(gè)子-局部區(qū)域中，使得相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)被提供在每個(gè)子-局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上。
31.權(quán)利要求30的方法，進(jìn)一步包括在相應(yīng)的分配格柵上分配相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)，其每個(gè)耦合到相應(yīng)的多個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，至少該分配格柵之一位于每個(gè)本地區(qū)域中，使得相應(yīng)的本地時(shí)鐘信號(hào)被提供在相應(yīng)的多個(gè)本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)上；以及舉例說(shuō)明先于在相應(yīng)的分配格柵上分配，按照相應(yīng)的本地DLL功能調(diào)節(jié)相應(yīng)的子-局部時(shí)鐘信號(hào)過(guò)渡過(guò)程，使得在相應(yīng)分配格柵的本地時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)之一上的本地時(shí)鐘信號(hào)基本上與相應(yīng)子-局部時(shí)鐘信號(hào)一致。
32.權(quán)利要求31的方法，進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)該全局源時(shí)鐘信號(hào)的相位，使得在一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和本地時(shí)鐘信號(hào)之一之間的相位差最小。
33.一種使用多個(gè)組合成第i層次的時(shí)鐘緩沖器將時(shí)鐘信號(hào)分配到位于一個(gè)半導(dǎo)體芯片上的多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的方法，其中i＝1，2，...N，每個(gè)時(shí)鐘緩沖器可操作來(lái)按照一個(gè)延遲鎖定環(huán)路(DLL)功能根據(jù)一個(gè)相關(guān)的第(i-1)層次時(shí)鐘信號(hào)輸出一個(gè)相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘信號(hào)，這里相應(yīng)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)被耦合到局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)，和使用多個(gè)相位檢測(cè)器，每個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的相應(yīng)對(duì)的時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)，這里，第i層次時(shí)鐘緩沖器按照DLL功能和相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，該方法包括使相應(yīng)的第i層次時(shí)鐘緩沖器既基本不延遲又基本不超前該相應(yīng)第i層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程；允許第(N-j)層次時(shí)鐘緩沖器調(diào)整相應(yīng)第(N-i)層次時(shí)鐘信號(hào)的過(guò)渡過(guò)程，這里j＝0，1，2，...N-1；以及對(duì)每個(gè)層次重復(fù)以上步驟，使得局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)的第N層次時(shí)鐘信號(hào)基本上彼此與第0層次時(shí)鐘信號(hào)一致。
全文摘要
一個(gè)半導(dǎo)體芯片(102)包括多個(gè)位于該半導(dǎo)體芯片(102)上的局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)(106)；多個(gè)時(shí)鐘緩沖器(L)，每個(gè)包括提供一種DDL功能的一個(gè)延時(shí)鎖定環(huán)路(DLL)電路和每個(gè)可操作來(lái)按照該DLL功能從一個(gè)相關(guān)的輸入時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，該多個(gè)時(shí)鐘緩沖器(L)的第N層次子組的輸出連接到相應(yīng)的多個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)(106)；和多個(gè)相位檢測(cè)器(112)的每一個(gè)可操作來(lái)產(chǎn)生指示在至少兩個(gè)局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)(106)的輸出時(shí)鐘信號(hào)之間的相位差的一個(gè)相應(yīng)的誤差信號(hào)，其中時(shí)鐘緩沖器的第N子組的DDL電路將按照相應(yīng)的誤差信號(hào)調(diào)節(jié)相應(yīng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)，使得該局部時(shí)鐘分配結(jié)點(diǎn)(106)的輸出時(shí)鐘信號(hào)基本一致。
文檔編號(hào)G11C7/22GK1509518SQ02809851
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月14日
發(fā)明者馬越英尚 申請(qǐng)人:索尼電腦娛樂(lè)公司