一种谐振系统的占空比调整装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种谐振系统的占空比调整装置及方法，所述装置包括谐振系统及与谐振系统相连的占空比调整装置，谐振系统包括时钟驱动器、与时钟驱动器相连的第一电容和与第一电容相连的电感，电感另一端接去耦电容中间点且形成一第一中间节点；占空比调整装置用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测第一中间节点的电压值，根据时钟驱动器输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。本发明专利技术结构简单，可对谐振系统的占空比进行精确调整，最大程度保证时钟信号波形的完整性。

A device and method for adjusting duty cycle of resonance system

【技术实现步骤摘要】
一种谐振系统的占空比调整装置及方法
本专利技术涉及一种占空比检测及调整技术，尤其是涉及一种谐振系统的占空比调整装置及方法。
技术介绍
随着集成电路技术的发展，芯片的规模越来越大，时钟网格(clockmesh)日趋庞大，会带来功耗和时钟偏斜的问题。LC谐振时钟通过LC谐振电路产生和分布时钟信号，能够较好的解决大规模集成电路芯片(如处理器、GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)、FPGA(Field-ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)、TPU(Tensorprocessingunit，张量处理器))存在的功耗、时钟偏斜和抖动的问题。其中，LC谐振时钟谐振频率f＝1/(2*π*sqrt(LC))。其中C为时钟网格的等效寄生电容，L为谐振网络的电感值。该种应用，需要一个由去耦电容建立的交流虚地点。为了保证LC谐振时钟中时钟信号的波形完整性，通常虚地点直流电压理论值为1/2VDD(VDD为供电电压)。但是因存在寄生电容和电阻、时钟驱动器的上下驱动能力不相等，导致LC谐振时钟中时钟信号占空比(一个周期中信号的高或低电平的比；在这种情况下正确的占空比是50％)偏差，而该占空比偏差导致虚地点的电压偏离1/2VDD，而虚地点的电压偏离1/2VDD的反作用会导致LC谐振时钟中时钟信号波形失真。如图1a中，虚地点的电压偏差，导致图1b中失真的时钟信号波形。为了解决上述占空比、虚地点电压的偏差导致的时钟信号波形失真的问题，需要提供一种对谐振时钟的占空比进行校正调整的技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单且能有效保证时钟信号波形完整性的谐振系统的占空比调整装置及方法。为实现上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种谐振系统的占空比调整装置，包括谐振系统及占空比调整装置，所述谐振系统包括时钟驱动器、第一电容和电感，所述时钟驱动器一端接时钟信号，另一端接所述电感；所述第一电容接于时钟驱动器和电感之间，其用于在时钟信号上升沿和下降沿分别进行充电和放电；所述电感另一端接供电电压且形成一第一中间节点；所述占空比调整装置与谐振系统相连，用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压，根据所述时钟驱动器输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。优选地，所述第一电容一端接于时钟驱动器和电感之间，形成第二中间节点，另一端接地；所述第一电容是时钟网格的寄生电容和负载电容之和。优选地，所述谐振系统还包括第二电容和第三电容，所述第二电容一端接所述供电电压，另一端与第三电容串接，所述第三电容另一端接地；所述电感另一端接于第二电容和第三电容之间，形成所述第一中间节点；所述第二和第三电容是去耦电容。优选地，所述占空比调整装置包括相连的检测电路和占空比调整电路，所述检测电路用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压值；所述占空比调整电路用于根据所述经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。优选地，所述检测电路包括电压检测电路，所述电压检测电路一端接所述第一中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测所述第一中间节点的电压，并将所述电压值输出给占空比调整电路。优选地，所述检测电路包括占空比检测电路，所述占空比检测电路一端接所述第二中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测第二中间节点处时钟信号的占空比，并将所述占空比输出给占空比调整电路。优选地，所述检测电路包括电压检测电路和占空比检测电路，所述电压检测电路一端接所述第一中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测所述第一中间节点的电压，并将所述电压值输出给占空比调整电路；所述占空比检测电路一端接所述第二中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测第二中间节点处时钟信号的占空比，并将所述占空比输出给占空比调整电路。优选地，所述占空比调整电路包括相连的调整判断电路和占空比修正电路，其中，所述调整判断电路接于检测电路和占空比修正电路之间，用于根据检测电路输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，判断是否调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比，若是，则输出占空比修正值给占空比修正电路；所述占空比修正电路接于时钟信号和时钟驱动器之间，用于根据所述占空比修正值对时钟信号的占空比进行调整。优选地，所述电压检测电路选用模拟数字转换器ADC(AnalogDigitalConvertor)。优选地，所述占空比检测电路选用时间数字转换器TDC(TimeDigitalConvertor)。优选地，所述调整判断电路选用基于硬件描述语言实现的数字控制逻辑单元或定制电路(CustomizedCircuit)。优选地，所述谐振系统还包括串接于时钟驱动器和电感之间的可控开关电路。优选地，所述占空比修正值用二进制表示，其中，二进制的首位为标识电平高/低的符号位。优选地，所述占空比调整装置调整时钟信号的占空比，不调整时钟信号的频率参数。本专利技术还提供了另外一种技术方案：一种谐振系统的占空比调整方法，所述谐振系统包括时钟驱动器、第一电容和电感，所述时钟驱动器一端接时钟信号，另一端接所述电感；所述第一电容接于时钟驱动器和电感之间，在时钟信号上升沿和下降沿分别进行充电和放电；所述电感另一端接供电电压且形成一第一中间节点，所述占空比调整方法包括：S1，检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压；S2，根据所述时钟驱动器输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比。优选地，S2中，根据所述时钟驱动器输出的占空比调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比的步骤包括：S21，检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比；S22，根据所述占空比判断是否调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比，若是，则生成占空比修正值，并进入S23；S23，根据所述占空比修正值对时钟驱动器输入的时钟信号的占空比进行调整。优选地，S2中，根据所述第一中间节点的电压值，调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比的步骤包括：S21′，检测第一中间节点的电压值；S22′，根据所述电压判断是否调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比，若是，则生成占空比修正值，并进入S23′；S23′，根据所述占空比修正值对时钟驱动器输入的时钟信号的占空比进行调整。优选地，S2中，根据所述检测电路输出的占空比和第一中间节点的电压值，调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比的步骤包括：S21″，检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和第一中间节点的电压值；S22″，综合根据所述占空比和电压值，判断是否调整时钟驱动器输入的时钟信号的占空比，若是，则生成占空比修正值，并进入S23″；S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，包括谐振系统及占空比调整装置，/n所述谐振系统包括时钟驱动器、第一电容和电感，所述时钟驱动器一端接时钟信号，另一端接所述电感；所述第一电容接于时钟驱动器和电感之间，用于在时钟信号上升沿和下降沿分别进行充电和放电，所述电感另一端接供电电压且形成一第一中间节点；/n所述占空比调整装置与谐振系统相连，用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压，根据所述时钟驱动器输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。/n

【技术特征摘要】
1.一种谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，包括谐振系统及占空比调整装置，
所述谐振系统包括时钟驱动器、第一电容和电感，所述时钟驱动器一端接时钟信号，另一端接所述电感；所述第一电容接于时钟驱动器和电感之间，用于在时钟信号上升沿和下降沿分别进行充电和放电，所述电感另一端接供电电压且形成一第一中间节点；
所述占空比调整装置与谐振系统相连，用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压，根据所述时钟驱动器输出的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。


2.根据权利要求1所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述第一电容一端接于时钟驱动器和电感之间，形成第二节点，另一端接地；所述第一电容是时钟网格的寄生电容和负载电容之和。


3.根据权利要求1所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述谐振系统还包括第二电容和第三电容，所述第二电容一端接所述供电电压，另一端与第三电容串接，所述第三电容另一端接地；所述电感另一端接于第二电容和第三电容之间，形成所述第一中间节点；所述第二和第三电容是去耦电容。


4.根据权利要求2所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述占空比调整装置包括相连的检测电路和占空比调整电路，所述检测电路用于检测经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或检测所述第一中间节点的电压值；所述占空比调整电路用于根据所述经时钟驱动器输出的时钟信号的占空比和/或第一中间节点的电压值，调整输入到时钟驱动器的时钟信号的占空比。


5.根据权利要求4所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述检测电路包括电压检测电路，所述电压检测电路一端接所述第一中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测所述第一中间节点的电压，并将所述电压值输出给占空比调整电路。


6.根据权利要求4所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述检测电路包括占空比检测电路，所述占空比检测电路一端接所述第二中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测第二中间节点处时钟信号的占空比，并将所述占空比输出给占空比调整电路。


7.根据权利要求4所述的谐振系统的占空比调整装置，其特征在于，所述检测电路包括电压检测电路和占空比检测电路，
所述电压检测电路一端接所述第一中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测所述第一中间节点的电压，并将所述电压值输出给占空比调整电路；
所述占空比检测电路一端接所述第二中间节点，另一端接占空比调整电路，用于检测第二中间节点处时钟信号的占空比，并将所述占空比输出给占空比调整电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗铭，赵增华，
申请(专利权)人：苏州芯算力智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32