从设备、包括主设备和从设备的系统及其操作方法、以及芯片封装技术方案

技术编号:6979945 阅读:262 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种与主设备通信的从设备包括:发送单元,被配置为经由通信通道向所述主设备发送信号;校准单元,被配置为对经由与所述主设备耦合的校准通道发送给所述主设备并被反馈的校准信号的飞行时间进行测量;以及发送延迟单元,被配置为将从所述从设备的内部电路发送到所述发送单元的信号延迟根据所述校准单元的测量结果而确定的延迟值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的示例性实施例涉及包括从设备和主设备的系统。
技术介绍
为了满足对小型化和高容量的需求,不断开发了半导体元件的封装技术。近来, 正在开发各种用于层叠半导体封装的技术,以能够满足装配效率以及小型化和高容量的要求可以通过以下方法来制造层叠半导体封装。首先,可以将各个半导体芯片层叠起来,然后一次进行封装。其次,可以将各个半导体封装层叠起来。层叠半导体封装中的各个半导体芯片通过金属引线或贯穿硅通孔(TSV)电耦合。然而,在现有的使用金属引线的层叠半导体封装中,由于电信号交换是通过金属引线来进行的,因此速度低。另外,由于使用大量的引线,因此可能会出现电特性的退化。 另外,由于在衬底中需要额外的区域用来形成这些金属引线,因此封装的尺寸可能增大。另夕卜,由于在半导体芯片之间需要设置用于引线键合的盖层,因此封装的高度可能增加。近来,已经提出使用TSV的层叠半导体封装。通常,通过以下方法来制造层叠半导体封装。首先,在半导体芯片中形成穿通该半导体芯片的通孔,并通过用导电材料填充该通孔,形成称作为TSV的贯穿电极。然后,通过该通孔电极将上方的半导体芯片与下方的半导体芯片电耦合。图IA是描述主设备与从设备之间的耦合状态的框图。图IB是从设备被层叠并耦合到主设备的状态的图。主设备100指的是控制从设备的设备,而从设备DEV(I)、DEV(2).....DEV⑴、DEV(j)和DEV(k)指的是受主设备100控制的设备。在一个实例中,主设备100是存储控制器,从设备DEV(I) ,DEV (2).....DEV (i)、DEV(j)和DEV (k)是诸如DARM和快闪存储器的存储设备。图IA和IB表示了存储控制器作为主设备100,而存储设备作为从设备DEV(I)、 DEV (2)、· · ·、DEV (i)、DEV (j)禾口 DEV (k)。参见图lB,各个从设备DEV(l)、DEV(2)、...、DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)被层叠并形成,并且通过内插件Iio耦合到主设备100。贯穿层叠的从设备DEV(I) ,DEV(2).....DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)而形成的柱体包括TSV,信号(数据)通过这些TSV传输、即这些 TSV形成通道。可以将图IB所示的整个系统实现在一个半导体芯片封装中,也可以只将这些层叠的从设备实现在一个半导体芯片封装中。图2示出了在主设备100与从设备DEV⑴、DEV (j)、DEV (k)之间形成为TSV的通道,以及这些通道的RLC (电阻、电感和电容)分量。参见图2,各个通道均具有RLC分量。因此,经由这些通道传输的信号(数据)会被延迟。延迟随设备之间的距离而成比例增加。也就是说,主设备100与从设备DEV(i)之间的信号飞行时间(flight time)比主设备100与从设备DEV(k)之间的信号飞行时间长。 作为参考,在图2中,Tx表示设置在主设备100和从设备DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)中的发送端子,Rx表示设置在主设备100和从设备DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)中的接收端子。图3是主设备100与从设备DEV(i)、DEV(j)、DEV(k)之间的信号传输的时序偏差的图示。在图3中,CMD表示由主设备100向从设备DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)施加的命令, D表示主设备100向从设备DEV(i)、DEV(j)和DEV(k)传送的数据,而Q表示从设备DEV(i)、 DEV (j)和DEV(k)向主设备100传送的数据。数据Q是在从设备DEV(i)、DEV(j)和DEV(k) 根据命令CMD来处理数据D时产生的。参见图3,由主设备100传送到从设备DEV(i)的命令CMD和数据D具有飞行时间 X(i)。当从设备DEV⑴响应于命令CMD和数据D将数据Q传送到主设备100时,数据Q具有飞行时间X(i)。因此,当在主设备100与从设备DEV(i)之间交换数据时,飞行时间为2 * X(i)。类似地,主设备100与从设备DEV (j)之间的飞行时间为2女X(j),主设备100与从设备DEV(k)之间的飞行时间为2 * X(k)。也就是说,信号的飞行时间可能根据主设备100是与从设备DEV(i)、DEV(j)和 DEV(k)中的哪个设备通信而不同,并且具体信号(数据)的发送或接收时序可能显著地不同。
技术实现思路
本专利技术的实施例旨在一种能够减小主设备与从设备之间的时序差异的系统。根据本专利技术的一个示例性实施例,一种与主设备通信的从设备包括发送单元,所述发送单元被配置为经由通信通道向所述主设备发送信号;校准单元,所述校准单元被配置为对经由与所述主设备耦合的校准通道发送给所述主设备并被反馈的校准信号的飞行时间进行测量;以及发送延迟单元,所述发送延迟单元被配置为将从所述从设备的内部电路发送到所述发送单元的信号延迟根据所述校准单元的测量结果而确定的延迟值。根据本专利技术的另一个示例性实施例,一种系统包括主设备;被配置为由所述主设备控制的多个从设备;所述主设备与所述多个从设备之间的通信通道;以及所述主设备与所述多个从设备之间的校准通道。在此,每个从设备都包括校准单元,所述校准单元被配置为对经由所述校准通道发送给所述主设备并从所述主设备反馈的校准信号的飞行时间进行测量,并对要发送给所述主设备的信号的延迟量进行控制。根据本专利技术的另一个示例性实施例,提供了一种操作包括主设备和从设备的系统的方法。所述方法包括对要向主设备发送数据的每个从设备设置初始延迟值;从每个从设备向主设备发送校准信号;接收主设备反馈给每个从设备的校准信号;测量校准信号的飞行时间;以及将每个从设备的延迟值从所述初始延迟值调整为与每个飞行时间成反比例的值。附图说明图IA是描述主设备与从设备之间的耦合状态的框图。图IB是从 设备被层叠并耦合到主设备的状态的图示。图2是在主设备与从设备之间形成为TSV的通道和在通道中的RLC分量的示意图。图3是主设备与各个从设备之间信号传输的时序差异的示意图,这种时序差异是依赖于通道长度的差异而发生的。图4是根据本专利技术的一个实施例的主设备与从设备之间的耦合状态的图。图5是根据本专利技术的实施例的主设备与从设备之间的通信通道和校准通道的图。图6是根据本专利技术的实施例的从设备的结构图。图7是图6的校准单元和发送延迟单元的详细电路图。图8是校准单元的操作的时序图。图9是主设备与各个从设备之间的信号传输时序的图。具体实施例方式下面将参照附图来更加详细地描述本专利技术的示例性实施例。然而,本专利技术可以以不同的方式实施,不应解释为限于本文提出的实施例。更确切地说,提供这些实施方式是为了彻底和完整的公开,并向本领域技术人员充分传达本专利技术的范围。在整个说明书中,在本专利技术的各个附图和各个实施例中,相同的元件用相同的附图标记标注。图4是根据本专利技术的一个示例性实施例的主设备400与从设备DEV(I)、 DEV (2).....DEV⑴、DEV (j)和DEV(k)之间的耦合状态的图。参见图4,在主设备 400 与从设备 DEV(I)、DEV(2)、· · ·、DEV(i)、DEV(j)和 DEV(k) 之间设置校准通道CAL_CHANNEL和通信通道C0M_CHANNEL。校准通道CAL_CH本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种与主设备通信的从设备,包括:发送单元,所述发送单元被配置为经由通信通道向所述主设备发送信号;校准单元,所述校准单元被配置为对经由与所述主设备耦合的校准通道发送给所述主设备并被反馈的校准信号的飞行时间进行测量;以及发送延迟单元,所述发送延迟单元被配置为将由所述从设备的内部电路发送给所述发送单元的信号延迟根据所述校准单元的测量结果而确定的延迟值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:朴洛圭
申请(专利权)人:海力士半导体有限公司
类型:发明
国别省市:KR

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