專利名稱：芯片速度自適應技術(shù)方案的制作方法
芯片速度自適應技術(shù)方案技術(shù)領(lǐng)域本技術(shù)屬于芯片設(shè)計實現(xiàn)領(lǐng)域，是實現(xiàn)芯片時鐘的一種新方法。這里 的芯片是指集成電路，包括全定制集成電路、面向特殊應用的集成電路、門陣列集成電路等。
背景技術(shù)：
當前傳統(tǒng)的芯片邏輯的時鐘是由固定頻率的振蕩器，如石英晶體振蕩 器，有的可能再通過時鐘整理電路變換頻率或移相后驅(qū)動的。這種傳統(tǒng)的時鐘驅(qū)動方法輸 出的時鐘有一致性好、頻率穩(wěn)定等特點。這樣，所有的同型號芯片的工作頻率在相同的軟件 配置下，工作頻率是相同的。但實際上，CMOS集成電路的最高運行速度與芯片的生產(chǎn)工藝、 工作電壓和工作溫度相關(guān)。同一型號的芯片在真正實際應用中的最高工作頻率能力的差異 性很大，所以為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證系統(tǒng)中一定的運行條件下(如一定的生產(chǎn)工藝 變化、工作電壓范圍和工作溫度范圍)工作可靠，就只能取在這些條件下所有同型號芯片 運行速度的保守值。比如，某型號芯片在_40°C下最高運行速度是700MHz，25°C下最高運行 速度能到600MHz，但在85°C下只能運行到500MHz。如果這個型號芯片標稱的工作溫度范 圍是-40°C 85°C，那么用傳統(tǒng)的時鐘設(shè)計方法就只能讓其工作的500MHz以下才能保證其 全溫度范圍的穩(wěn)定性。但實際上，大部分應用情況可能是常溫(比如25°C左右)，這樣就浪 費了 IOOMhz的速度。類似的道理，為了保證工作電壓范圍(比如1. IV 1. 3V)、生產(chǎn)工藝 的變化等其他變化條件，相應的保證工作速度都會再打折扣?？傊褂眠@種傳統(tǒng)的時鐘設(shè) 計，最終芯片標稱的運行速度大部分情況下可能比正在使用的芯片本身最大能力低很多， 是很大的浪費。發(fā)明內(nèi)容芯片速度自適應技術(shù)解決了上面問題，能最大限度的針對每個不同芯 片發(fā)揮其能力。其實現(xiàn)方法是這樣子的它的時鐘源不是由固定頻率的振蕩器產(chǎn)生，而是由 頻率隨芯片本身條件和外界環(huán)境變化而變化的位于芯片內(nèi)部的振蕩器(下文稱之為速度 自適應振蕩器)產(chǎn)生。速度自適應振蕩器是這樣實現(xiàn)的在芯片上，在被驅(qū)動電路附近或 四周排布一些延遲電路(數(shù)字延遲線或模擬延遲線)，延遲電路是由與被驅(qū)動電路相同或 近似的集成電路工藝組成，延遲電路兩端用非門或其他電路對接形成閉環(huán)自激振蕩。當然 在速度自適應振蕩器和被驅(qū)動電路之間還可以插入一些時鐘整理電路。由于速度自適應振 蕩器的延時電路和被驅(qū)動電路是在一個硅片上，用相同或類似的工藝設(shè)計的，所以它的振 蕩速度和被驅(qū)動電路的最高運行速度是成固定的比例關(guān)系的。也就是說，速度自適應振蕩 器的振蕩頻率是和芯片本身的最高運行速度對等或成比例的，條件變好(如電壓升高)芯 片本身能運行更快，振蕩器也就對應的振蕩更快。這樣，就可以實現(xiàn)不同芯片，或相同芯片 在不同環(huán)境下運行速度的相應的自動調(diào)整，這里稱之為自適應，從而充分利用每個芯片本 身的潛力。比如，上面“技術(shù)背景”章節(jié)中的芯片，如果用本項技術(shù)設(shè)計，就可以實現(xiàn)芯片在 25 0C運行600Mhz，隨著溫度的上升，他會自動變慢，隨著溫度的下降，它自動的變快。運用這 項技術(shù)除可以充分發(fā)揮芯片的速度潛力外，還好許多其他優(yōu)點增加了芯片的可靠性，芯片 不會在惡劣的環(huán)境下死機；擴大了芯片的工作范圍(電壓、溫度等)；為開發(fā)更靈活的電源 或速度管理提供了便利條件。


本說明書有一個附圖附圖1，速度自適應技術(shù)方案實施例。
具體實施方式
附圖1中的電路是速度自適應技術(shù)的一個簡單實現(xiàn)例子。這個 例子中速度自適應振蕩器是由五個非門串聯(lián)組成，它們是和后面被驅(qū)動電路是在一顆硅片 上，采用相同的工藝庫設(shè)計的，所以它們和后面的被驅(qū)動電路有相同的速度特性。所以這個 電路的運行速度就會隨生產(chǎn)工藝、電壓、溫度等特性自動變動，實現(xiàn)芯片速度的自適應。
權(quán)利要求
1.用于芯片時鐘設(shè)計的一種速度自適應技術(shù)方案，該技術(shù)方案的特征是被驅(qū)動電路的 時鐘是由位于同一個芯片內(nèi)的速度自適應振蕩器驅(qū)動，兩者之間可以有時鐘整理電路，所 述的速度自適應振蕩器是由生產(chǎn)工藝與被驅(qū)動電路生產(chǎn)工藝相同或類似的延遲閉環(huán)電路 實現(xiàn)。
全文摘要
芯片速度自適應技術(shù)方案屬于芯片設(shè)計實現(xiàn)領(lǐng)域，是芯片時鐘驅(qū)動設(shè)計的一種新方法。它解決了傳統(tǒng)芯片時鐘驅(qū)動的局限性比如芯片的運行速度不會根據(jù)自身的特性和外界的環(huán)境變化而變化，僵化的采用統(tǒng)一的速度，從而浪費了芯片的速度潛能，并且使芯片在自身或環(huán)境條件變惡劣時不容易保持穩(wěn)定。本項新技術(shù)實現(xiàn)的方法是，芯片的時鐘不是由固定頻率的振蕩器驅(qū)動，而是由頻率隨芯片本身的條件和外界環(huán)境變化而變化的位于芯片內(nèi)部的速度自適應振蕩器驅(qū)動。通過這項技術(shù)可以充分發(fā)揮每顆芯片的速度潛能，并且提供芯片的穩(wěn)定性，并且為實現(xiàn)比較靈活的電源或速度管理提供了便利條件。
文檔編號G06F1/08GK102117094SQ200910247958
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者張永 申請人:張永