本申請(qǐng)涉及時(shí)鐘測(cè)量，更具體地涉及分級(jí)(sub-ranging)時(shí)間數(shù)字時(shí)鐘測(cè)量。

背景技術(shù)：

1、諸如智能手機(jī)和平板電腦之類(lèi)的現(xiàn)代設(shè)備要求諸如數(shù)字核、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和頻率合成器之類(lèi)的其各種子系統(tǒng)的時(shí)鐘性能標(biāo)準(zhǔn)非常嚴(yán)格。例如，數(shù)字核的時(shí)鐘性能必須滿足低周期抖動(dòng)和低占空比誤差。同樣，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器要求時(shí)鐘信號(hào)具有低絕對(duì)抖動(dòng)(時(shí)間內(nèi)部誤差(tie))。另外，頻率合成器要求時(shí)鐘信號(hào)具有低相位噪聲和減小的分?jǐn)?shù)雜散。新興的自駕駛汽車(chē)應(yīng)用也要求嚴(yán)格的時(shí)鐘性能。

2、為了確保維持這種苛刻的時(shí)鐘性能標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)代設(shè)備通常納入片上時(shí)鐘篩選用于自動(dòng)監(jiān)控目的或即時(shí)監(jiān)控目的。但是，傳統(tǒng)時(shí)鐘篩選技術(shù)無(wú)法解決所有各種時(shí)鐘測(cè)量模式，諸如周期抖動(dòng)、k周期抖動(dòng)、tie抖動(dòng)、占空比變化、時(shí)鐘偏斜等。阻礙傳統(tǒng)方法提供統(tǒng)一時(shí)鐘性能電路的一個(gè)難題如下：這種通用時(shí)鐘性能篩選同時(shí)要求高分辨率、寬輸入頻率范圍、以及高魯棒性。為了嘗試滿足這些不同要求，現(xiàn)有設(shè)計(jì)通常采用延遲單元來(lái)實(shí)現(xiàn)用于時(shí)鐘抖動(dòng)和時(shí)鐘偏斜測(cè)量的時(shí)間數(shù)字(tdc)轉(zhuǎn)換器。但是，滿足高分辨率和寬輸入頻率范圍就需要使用傳統(tǒng)閃存tdc或vernier?tdc架構(gòu)的大量延遲單元，這會(huì)占用大量芯片面積并增加功耗。而且，這樣的多個(gè)延遲單元易于處理變化，從而降低測(cè)試魯棒性并產(chǎn)生錯(cuò)誤的時(shí)鐘篩選結(jié)果。

3、因此，在本領(lǐng)域中需要一種時(shí)鐘篩選電路，該時(shí)鐘篩選電路包括對(duì)過(guò)程變化不敏感的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，并且還包括支持用于篩選各種時(shí)鐘性能指標(biāo)的多種模式的時(shí)鐘接口。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了提供增加的精度和頻率輸入范圍，公開(kāi)了一種分級(jí)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(tdc)，該分級(jí)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器使用精細(xì)計(jì)數(shù)和粗略計(jì)數(shù)測(cè)量時(shí)鐘信號(hào)的第一時(shí)鐘邊沿與第二邊沿之間的時(shí)間差。tdc包括慢振蕩器，該慢振蕩器響應(yīng)于第一時(shí)鐘邊沿而開(kāi)始振蕩慢振蕩器輸出信號(hào)。粗略計(jì)數(shù)器響應(yīng)于慢振蕩器輸出信號(hào)對(duì)粗略計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。tdc還包括快振蕩器，該快振蕩器響應(yīng)于第二時(shí)鐘邊沿而開(kāi)始振蕩快振蕩器輸出信號(hào)，第二時(shí)鐘邊沿可能比第一時(shí)鐘邊沿遲或早到達(dá)。精細(xì)計(jì)數(shù)器響應(yīng)于快振蕩器輸出信號(hào)而對(duì)精細(xì)計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。tdc可以集成到時(shí)鐘測(cè)量電路中，該時(shí)鐘測(cè)量電路可以進(jìn)行廣泛多種時(shí)鐘測(cè)量，諸如周期抖動(dòng)測(cè)量、k周期抖動(dòng)測(cè)量、占空比測(cè)量、時(shí)間內(nèi)部誤差(tie)測(cè)量、以及時(shí)鐘偏斜測(cè)量。通過(guò)下面的具體實(shí)施方式，可以更好地領(lǐng)會(huì)這些和其他有利特征。

技術(shù)特征：

1.一種用于測(cè)量第一時(shí)鐘邊沿與第二時(shí)鐘邊沿之間的時(shí)間的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述相位檢測(cè)器還被配置為響應(yīng)于所述檢測(cè)而鎖存所述精細(xì)計(jì)數(shù)器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第一環(huán)形振蕩器包括至少三個(gè)反相器的第一集合，并且其中所述第二環(huán)形振蕩器包括至少三個(gè)反相器的第二集合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第一電流源還被配置為在所述第一時(shí)鐘邊沿之前吸收所述第一電流。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第一電流是由所述慢振蕩器汲取的電流的復(fù)制品。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第二電流源還被配置為在所述第二時(shí)鐘邊沿之前吸收所述第二電流。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述第二電流是由所述快振蕩器汲取的電流的復(fù)制品。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器，還包括調(diào)諧邏輯電路，所述調(diào)諧邏輯電路被配置為響應(yīng)于一系列時(shí)鐘測(cè)量而調(diào)諧用于延遲具有所述第一時(shí)鐘邊沿的第一時(shí)鐘信號(hào)的第一延遲電路。

10.一種方法，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一時(shí)鐘邊沿是時(shí)鐘信號(hào)的上升邊沿，而所述第二時(shí)鐘邊沿是所述時(shí)鐘信號(hào)的下降邊沿，所述方法還包括：響應(yīng)于所述延遲的所述測(cè)量，測(cè)量所述時(shí)鐘信號(hào)的占空比。

14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一時(shí)鐘邊沿是參考時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘邊沿，并且其中所述第二時(shí)鐘邊沿是鎖相環(huán)pll時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘邊沿，所述方法還包括：響應(yīng)于所述延遲的所述測(cè)量，測(cè)量所述pll時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)間內(nèi)部誤差。

15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一時(shí)鐘邊沿是早時(shí)鐘信號(hào)的邊沿，并且其中所述第二時(shí)鐘邊沿是遲時(shí)鐘信號(hào)的邊沿，所述方法還包括：響應(yīng)于所述延遲的所述測(cè)量，測(cè)量所述早時(shí)鐘信號(hào)與所述遲時(shí)鐘信號(hào)之間的時(shí)鐘偏斜。

16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第一電流是由所述慢振蕩器汲取的電流的復(fù)制品。

17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二電流是由所述快振蕩器汲取的電流的復(fù)制品。

技術(shù)總結(jié)
公開(kāi)了一種分級(jí)時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)，其包括兩個(gè)環(huán)形振蕩器，該兩個(gè)環(huán)形振蕩器用于確定兩個(gè)時(shí)鐘邊沿之間的時(shí)間差。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，TDC包括慢振蕩器，其被配置為響應(yīng)于第一時(shí)鐘邊沿而振蕩慢振蕩器輸出信號(hào)；粗略計(jì)數(shù)器，其被配置為響應(yīng)于慢振蕩器輸出信號(hào)的周期而對(duì)粗略計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；快振蕩器，其被配置為響應(yīng)于第二時(shí)鐘邊沿而振蕩快振蕩器輸出信號(hào)；以及精細(xì)計(jì)數(shù)器，其被配置為響應(yīng)于快振蕩器輸出信號(hào)的周期而對(duì)精細(xì)計(jì)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其中快振蕩器輸出信號(hào)的頻率大于慢振蕩器輸出信號(hào)的頻率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳爭(zhēng)爭(zhēng),黃德平,J·M·辛里奇斯,M·佩德拉利-諾伊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：高通股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19