具有相移器的小数分频器和包括该分频器的小数锁相环制造技术

小数分频器处理电路接收多个时钟信号之一作为输入时钟信号，并且基于输入时钟信号和第一控制信号来生成第一分频时钟信号。多个时钟信号的相位彼此部分重叠。处理电路基于第一分频时钟信号和频率控制字来生成增量

【技术实现步骤摘要】
具有相移器的小数分频器和包括该分频器的小数锁相环
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年11月29日向韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0166785的优先权，其内容通过引用整体并入本文。


[0003]各种示例实施例总体涉及半导体集成电路，并且更具体地，涉及具有相移器的小数分频器(fractional divider)和/或包括该小数分频器的小数锁相环。

技术介绍

[0004]尽管外围设备(诸如存储器、通信设备和/或图形设备)的速度和数据传输速率有所提高，但在某些情况下，外围设备的操作速度未能跟上或未能充分跟上处理器的操作速度。此外，新的微处理器和它们的外围设备之间经常存在速度差。因此，需要或期望一些高性能数字系统来显著提高外围设备的速度。
[0005]例如，如在存储器设备和存储器控制器之间的数据传输中一样，在通过对时钟信号进行同步来发送数据的输入和输出方法中，总线的负载增加和/或传输频率变快。因此，在时间上同步时钟信号和数据是非常重要的。为此，使用锁相环(phase locked loop，PLL)电路和/或延迟锁定环(delay locked loop，DLL)电路等。在各种应用电路中使用PLL和DLL。

技术实现思路

[0006]至少一些示例实施例提供了包括数字
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时间转换器(DTC)并且能够使用相移器来减小数字
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时间转换器的动态范围、功耗和/或电路面积的小数分频器。
[0007]可替代地或附加地，至少一些示例实施例。
[0008]根据各种示例实施例，小数分频器包括整数分频器、增量
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求和(delta
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sigma)调制器、相移器、量化噪声消除器和数字
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时间转换器。整数分频器被配置为接收多个时钟信号之一作为输入时钟信号，并且基于输入时钟信号和第一控制信号来生成第一分频时钟信号。多个时钟信号的相位彼此部分重叠。增量
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求和调制器被配置为基于第一分频时钟信号和频率控制字来生成增量
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求和调制信号。相移器被配置为基于多个时钟信号、第一分频时钟信号和第二控制信号来生成第二分频时钟信号。第二控制信号对应于增量
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求和调制器的量化噪声。量化噪声消除器被配置为基于增量
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求和调制器的量化噪声来生成第二控制信号和数字控制字。数字
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时间转换器被配置为基于第二分频时钟信号和数字控制字来生成最终分频时钟信号。
[0009]根据各种示例实施例，小数锁相环包括相位频率检测器、环路滤波器、多相压控振荡器和小数分频器。相位频率检测器被配置为基于参考时钟信号和反馈时钟信号来生成相位检测信号。环路滤波器被配置为基于相位检测信号来生成输出控制信号。多相压控振荡器被配置为基于输出控制信号来生成多个时钟信号，并且输出多个时钟信号之一作为输出
时钟信号。多个时钟信号的相位彼此部分重叠。小数分频器通过对输出时钟信号进行分频来生成反馈时钟信号。小数分频器包括整数分频器、增量
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求和调制器、相移器、量化噪声消除器和数字
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时间转换器。整数分频器被配置为基于输出时钟信号和第一控制信号来生成第一分频时钟信号。增量
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求和调制器被配置为基于第一分频时钟信号和频率控制字来生成增量
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求和调制信号。相移器被配置为基于多个时钟信号、第一分频时钟信号和第二控制信号来生成第二分频时钟信号。第二控制信号对应于增量
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求和调制器的量化噪声。量化噪声消除器被配置为基于相位检测信号和增量
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求和调制器的量化噪声来生成第二控制信号和数字控制字。数字
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时间转换器被配置为基于第二分频时钟信号和数字控制字来生成反馈时钟信号。
[0010]根据各种示例实施例，小数分频器包括整数分频器、增量
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求和调制器、第一加法器、相移器、第二加法器、量化噪声消除器和数字
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时间转换器。整数分频器被配置为接收多个时钟信号之一作为输入时钟信号，并且基于输入时钟信号和第一控制信号来生成第一分频时钟信号。多个时钟信号的相位彼此部分重叠。第一分频时钟信号是通过对输入时钟信号的整数分频而获得的。增量
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求和调制器被配置为基于第一分频时钟信号和频率控制字来生成增量
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求和调制信号。频率控制字包括整数部分和小数部分。第一加法器被配置为通过将频率控制字的整数部分与增量
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求和调制信号相加来生成第一控制信号。相移器被配置为基于多个时钟信号、第一分频时钟信号和第二控制信号来生成第二分频时钟信号。第二控制信号对应于量化误差信号的第一部分，该量化误差信号对应于增量
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求和调制器的量化噪声。第二分频时钟信号是通过对输入时钟信号的小数分频而获得的。第二加法器被配置为通过从频率控制字的小数部分中减去增量
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求和调制信号来生成差信号。量化噪声消除器被配置为通过对差信号进行积分来生成量化误差信号，并且基于第三控制信号来生成第二控制信号和数字控制字。第三控制信号对应于不同于量化误差信号的第一部分的量化误差信号的第二部分。数字
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时间转换器被配置为基于第二分频时钟信号和数字控制字来生成最终分频时钟信号。最终分频时钟信号是通过对输入时钟信号的小数分频而获得的。通过向第一分频时钟信号添加时间延迟来生成最终分频时钟信号。时间延迟对应于增量
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求和调制器的量化噪声，并且包括粗略时间延迟和精细时间延迟。响应于时间延迟被表示为包括(M+K)个比特的数字值，其中M和K中的每一个都是自然数，相移器被配置为生成与(M+K)个比特中的高M个比特相对应的粗略时间延迟，并且数字
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时间转换器被配置为生成与(M+K)个比特中的低K个比特相对应的精细时间延迟。
[0011]根据一些示例实施例，小数分频器可以包括基于多相时钟信号操作的相移器。输入时钟信号被小数分频为的最终分频时钟信号可以使用整数分频器和增量
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求和调制器来生成，并且用于消除或移除增量
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求和调制器的量化噪声的时间延迟可以使用相移器和数字
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时间转换器来生成。可替代地或附加地，相移器可以通过执行粗略数字
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时间转换来生成粗略时间延迟，并且数字
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时间转换器可以通过执行精细数字
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时间转换来生成精细时间延迟。例如，可以使用比数字
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时间转换器尺寸更小且功耗更低的相移器来执行粗略数字
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时间转换。因此，可以减小数字
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时间转换器的动态范围，并且小数分频器和包括小数分频器的小数锁相环可以具有减小的功耗和尺寸。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小数分频器，包括：处理电路，被配置为执行机器可读指令，当被处理电路执行时，所述机器可读指令使得处理电路：接收多个时钟信号之一作为输入时钟信号，并且基于输入时钟信号和第一控制信号来生成第一分频时钟信号，所述多个时钟信号的相位彼此至少部分重叠；基于第一分频时钟信号和频率控制字来生成增量
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求和调制信号；基于多个时钟信号、第一分频时钟信号和第二控制信号来生成第二分频时钟信号，所述第二控制信号对应于生成增量
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求和调制信号的量化噪声；基于生成增量
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求和调制信号的量化噪声来生成第二控制信号和数字控制字；以及基于第二分频时钟信号和数字控制字来生成最终分频时钟信号。2.根据权利要求1所述的小数分频器，其中：所述处理电路被配置为通过向第一分频时钟信号添加时间延迟来生成最终分频时钟信号，所述时间延迟对应于生成增量
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求和调制信号的量化噪声，并且包括粗略时间延迟和精细时间延迟，并且所述处理电路被配置为生成粗略时间延迟，并且生成精细时间延迟。3.根据权利要求2所述的小数分频器，其中，所述处理电路被配置为：基于第二控制信号来选择多个时钟信号之一，并且输出多个时钟信号中的所选时钟信号作为第一选择时钟信号；基于第一分频时钟信号来掩蔽第一选择时钟信号；通过延迟掩蔽的输出来生成第二选择时钟信号；以及基于第一分频时钟信号和第二选择时钟信号来生成第二分频时钟信号。4.根据权利要求3所述的小数分频器，其中，响应于时间延迟被表示为包括(M+K)个比特的数字值，其中，M和K中的每一个都是自然数，所述粗略时间延迟对应于(M+K)个比特中的高M个比特，并且所述精细时间延迟对应于(M+K)个比特中的低K个比特。5.根据权利要求3所述的小数分频器，其中：所述多个时钟信号包括第一时钟信号至第2
M
时钟信号，其中，M是自然数，所述第一时钟信号至第2
M
时钟信号具有第一周期，并且所述第一时钟信号至第2
M
时钟信号中的两个相邻时钟信号之间的相位差对应于通过将第一周期除以2
M
而获得的值。6.根据权利要求3所述的小数分频器，其中，所述增量
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求和调制信号是1比特数字信号。7.根据权利要求3所述的小数分频器，其中，所述处理电路还被配置为：基于第二选择时钟信号来生成计数信号；以及基于计数信号、生成增量
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求和调制信号的量化噪声和偏移信号来生成比较信号，并且其中，所述处理电路被配置为基于第一分频时钟信号和比较信号来生成第二分频时钟信号。8.根据权利要求7所述的小数分频器，其中，响应于时间延迟被表示为包括(X+M+K)个比特的数字值，其中，X、M和K中的每一个都是自然数，所述粗略时间延迟对应于(X+M+K)个
比特中的高(X+M)个比特，并且所述精细时间延迟对应于(X+M+K)个比特中的低K个比特。9.根据权利要求8所述的小数分频器，其中，所述处理电路被配置为确定(X+M)个比特中的高X个比特。10.根据权利要求7所述的小数分频器，其中，所述增量
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求和调制信号是3比特数字信号。11.根据权利要求1所述的小数分频器，其中，所述处理电路还被配置为：生成第一控制信号，并且其中：所述频率控制字包括整数部分和小数部分，并且所述处理电路被配置为通过将频率控制字的整数部分与增量
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求和调制信号相加来生成第一控制信号。12.根据权利要求11所述的小数分频器，其中，所述处理电路还被配置为通过从频率控制字的小数部分中减去增量
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求和调制信号来生成差信号。13.根据权利要求12所述的小数分频器，其中，所述处理电路还被配置为基于差信号来生成量化误差信号，所述量化误差信号对应于生成增量
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求和调制信号的量化噪声；以及基于第三控制信号来生成数字控制字，所述第三控制信号对应于生成增量
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求和调制信号的量化噪声。14.根据权利要求13所...

【专利技术属性】
技术研发人员：林白民，金昇辰，吴承贤，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：