一种时钟精度高的电子芯片制造技术

技术编号:40646908 阅读:14 留言:0更新日期:2024-03-13 21:26
本技术公开了一种时钟精度高的电子芯片,所述电子芯片包括时钟模块和电压基准及PTAT电流模块,时钟模块用于产生芯片输出时钟,包括时钟校准模块和电流微调模块;时钟校准模块包括多路电容调节支路,电流微调模块包括多路电流调节支路;该电子芯片还包括处理模块;处理模块分别与所述时钟校准模块和电流微调模块连接,所述处理模块被配置为基于所述芯片输出时钟与标准时钟的偏差,输出对应的校准信号和微调信号,所述校准信号控制所述多路电容调节支路的接通数量;所述校准信号控制所述多路电流调节支路的接通数量,以进行电流微调;其效果是:通过电容调节和电流微调,实现了更高精度的时钟输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路,具体涉及到一种时钟精度高的电子芯片


技术介绍

1、在当今电子技术高速发展下,集成电路起到很大的推动作用,芯片集成度越高,其功能越强大。但在芯片内部有一个很重要的模块,即时钟模块,它是所有数据、时序、控制的源头;在我们日常所接触到的几乎所有产品都离不开时钟,比如数据通讯,显示、音频、马达驱动等,都源自于时钟来进行处理,以及我们所追求的运算能力、控制速度,时钟也是一个重要的参数。

2、时钟对于芯片来说类似人的心脏,它产生的每一个节拍(时钟)带着芯片内部的处理、运算等。随着技术进步,数据处理和数字传输加快,对时钟的要求也越来越高。目前我们常见的时钟有三种:lc振荡时钟、晶振时钟和rc环形振荡时钟。

3、一.lc振荡时钟

4、通过在运放的正端接上电感和电容,当运放的负端vref电压不为0时,vin给出一个大于vref启动电压,在电感、电容即运放的作用,vo输出振荡时钟。

5、二.晶振时钟

6、根据芯片所需的频率大小来选择晶振类型,在确定好晶振类型后,在芯片内部设计好相应的匹配电阻r,在应用环境确定后再选定相应的匹配电容c,这样在芯片内部可以得到所需的时钟。

7、三.rc环形振荡时钟

8、如图一所示,我们常见的三级反向rc环形振荡时钟,第一级反相器(inv1)通过电阻r1给电容c1充电,当电容c1的电压达到第二级反相器(inv2)的翻转电压vt时,第二级反相器通过电阻r2给电容c2充放电,当电容c2的电压低于第三级反相器(inv3)的翻转电压vt时,第三级反相器(inv3)通过电阻r3给电容c3充电,当电容c3的电压达到第一级反相器的翻转电压vt时,第一级反相器通过电阻r1给电容c1充放电,一直循环下去,每个反相器不断翻转,从而得到时钟输出。

9、然而上述三种时钟生成电路中,存在以下几个缺点:

10、a,lc振荡时钟频率非常高,在大部分芯片无法支持高频时钟;电感和电容必须外置,没办法集成到芯片里面,从而增加硬件和加工成本;

11、b,晶振时钟同样无法将晶振模块集成到芯片里面,一样增加硬件和加工成本;

12、c,rc环形振荡时钟功耗较高,在芯片里面的电阻存在较大的偏差,反相器的vt存在温度和电源的偏差,再加上由于cmos工艺在生产制造存在的工艺偏差,使其很难校正到合理的范围,而且温漂和压漂较大。


技术实现思路

1、针对
技术介绍
中所提及的技术缺陷,本技术的目的在于提供一种时钟精度高的电子芯片及配置方法,实现得到更高精度的时钟。

2、本技术采取的技术方案为:一种时钟精度高的电子芯片,包括用于产生芯片输出时钟的时钟模块和用于产生基准电压和iptat电流的电压基准及ptat电流模块,所述时钟模块包括时钟校准模块和电流微调模块;其中,所述时钟校准模块包括多路电容调节支路,所述电流微调模块包括多路电流调节支路;所述电子芯片还包括处理模块;

3、所述处理模块分别与所述时钟校准模块和电流微调模块连接,所述电流微调模块还与所述电压基准及ptat电流模块连接;

4、所述处理模块被配置为基于所述芯片输出时钟与预设的标准时钟的偏差,输出对应的校准信号和微调信号,所述校准信号控制所述多路电容调节支路的接通数量,以进行电容校准;

5、所述校准信号控制所述多路电流调节支路的接通数量,以进行电流微调。

6、优选地,所述电容调节支路包括电容和开关器件,所述电容通过所述开关器件接地,所述开关器件的控制端与输出所述校准信号的对应引脚连接,以实现对应电容调节支路上电容的接入或不接入。

7、优选地,所述电容调节支路中,相邻两个电容的容值相差两倍。

8、优选地,所述多路电流调节支路包括通过多个晶体管组成的r-2r网络进行电流分流,每个网络支路上连接有切换器件,所述切换器件的控制端与输出所述微调信号的对应引脚连接,以实现对应网络支路上电流的接入或接地。

9、优选地,所述切换器件包括pmos管和nmos管。

10、优选地,所述电子芯片还包括内部存储器,所述内部存储器用于存储所述校准信号所对应的值。

11、优选地,所述内部存储器采用eeprom、otp、efuse中的任意一种。

12、采用上述技术方案,具有以下优点:本技术提出的一种时钟精度高的电子芯片,通过在芯片内部的时钟模块中部署时钟校准模块和电流微调模块,并基于所述芯片输出时钟与标准时钟的偏差,输出对应的校准信号和微调信号;通过校准信号实现对应电容调节支路上电容的接入或不接入,实现时钟的校准;

13、同时,通过所述微调信号进行电流微调,实现在电容校准时钟下的进一步时钟调整,使得时钟输出频率变化步径更精细,从而得到更高精度的时钟;

14、克服了由于cmos工艺在生产制造存在的工艺偏差,并且所有电路集成在芯片内部,无需外围器件,减小硬件和加工成本;以及通过两步调节,实现了更高精度的时钟输出。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种时钟精度高的电子芯片,包括用于产生芯片输出时钟的时钟模块和用于产生基准电压和IPTAT电流的电压基准及PTAT电流模块,其特征在于,所述时钟模块包括时钟校准模块和电流微调模块;其中,所述时钟校准模块包括多路电容调节支路,所述电流微调模块包括多路电流调节支路;所述电子芯片还包括处理模块;

2.根据权利要求1所述的电子芯片,其特征在于,所述电容调节支路包括电容和开关器件,所述电容通过所述开关器件接地,所述开关器件的控制端与输出所述校准信号的对应引脚连接,以实现对应电容调节支路上电容的接入或不接入。

3.根据权利要求2所述的电子芯片,其特征在于,所述电容调节支路中,相邻两个电容的容值相差两倍。

4.根据权利要求2所述的电子芯片,其特征在于,所述多路电流调节支路包括通过多个晶体管组成的R-2R网络进行电流分流,每个网络支路上连接有切换器件,所述切换器件的控制端与输出所述微调信号的对应引脚连接,以实现对应网络支路上电流的接入或接地。

5.根据权利要求4所述的电子芯片,其特征在于,所述切换器件包括PMOS管和NMOS管。

6.根据权利要求1至5中任一所述的电子芯片,其特征在于,所述电子芯片还包括内部存储器,所述内部存储器用于存储所述校准信号所对应的值。

7.根据权利要求6所述的电子芯片,其特征在于,所述内部存储器采用EEPROM、OTP和EFUSE中的任意一种。

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【技术特征摘要】

1.一种时钟精度高的电子芯片,包括用于产生芯片输出时钟的时钟模块和用于产生基准电压和iptat电流的电压基准及ptat电流模块,其特征在于,所述时钟模块包括时钟校准模块和电流微调模块;其中,所述时钟校准模块包括多路电容调节支路,所述电流微调模块包括多路电流调节支路;所述电子芯片还包括处理模块;

2.根据权利要求1所述的电子芯片,其特征在于,所述电容调节支路包括电容和开关器件,所述电容通过所述开关器件接地,所述开关器件的控制端与输出所述校准信号的对应引脚连接,以实现对应电容调节支路上电容的接入或不接入。

3.根据权利要求2所述的电子芯片,其特征在于,所述电容调节支路中,相邻两个电容的容值相差两倍...

【专利技术属性】
技术研发人员:肖永贵曾德智周友金
申请(专利权)人:深圳市敏锐微电子有限公司
类型:新型
国别省市:

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