占空比校准电路、存储器及占空比校准电路的调整方法与流程

本发明涉及集成电路技术领域，具体而言，涉及一种占空比校准电路、存储器及占空比校准电路的调整方法。

背景技术：

在存储器中，占空比达到50％能够最大限度地提高时钟电平的利用效率，从而保障系统的正常运作和效能的最佳发挥。然而实际工作中时钟电路占空比往往会偏离50％，时钟占空比校准电路就是为这一问题设计的一类电路。

目前，在占空比校准电路中，其占空比检测电路由于设计时电容已经固定，不同的工艺角参数就会有不同的充放电速度，会导致占空比检测电路中电容元件过早过快或过晚过慢进行放电操作，这样会降低占空比检测电路的可靠性和准确性，严重影响了占空比检测结果，从而无法达到占空比(50±1)％的要求。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种占空比校准电路、存储器及占空比校准电路的调整方法，可针对不同的工艺角参数选取适当的电容值，从而能够提高占空比检测电路的可靠性和准确性，继而能够保证存储器的占空比满足(50±1)％的要求。

本发明提供了一种占空比校准电路，其包括：

信号调整电路，用于接收并调整第一时钟信号以生成第二时钟信号；

占空比检测电路，连接所述信号调整电路，用于检测所述第二时钟信号的占空比并将检测结果反馈至所述信号调整电路，所述占空比检测电路包括可调电容器；

工艺角检测单元，与所述可调电容器连接，用于检测存储器的工艺角参数并根据所述工艺角参数调整所述可调电容器的电容值。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述工艺角检测单元包括：

工艺角检测电路，用于检测所述存储器的工艺角参数；

编码电路，与所述工艺角检测电路连接，用于对所述工艺角参数进行编码，以产生编码信号；

译码电路，连接所述编码电路和所述占空比检测电路，用于将所述编码信号转化为输出信号并根据所述输出信号调整所述可调电容器的电容值。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述信号调整电路包括：

延时链，所述延时链具有第一延时接收端、第二延时接收端及延时输出端，所述第一延时接收端用于接收所述第一时钟信号，所述延时链能够对所述第一时钟信号进行延时以生成调整时钟信号，所述延时输出端用于输出所述调整时钟信号，所述第二延时接收端与所述占空比检测电路的时钟信号输出端连接；

时钟发生器，所述时钟发生器具有第一时钟接收端、第二时钟接收端及时钟输出端，所述第一时钟接收端用于接收所述第一时钟信号，所述第二时钟接收端与所述延时输出端连接并用于接收所述调整时钟信号，所述时钟发生器能够根据所述第一时钟信号和所述调整时钟信号生成所述第二时钟信号，所述时钟输出端用于输出所述第二时钟信号，且所述时钟输出端与所述占空比检测电路的时钟信号接收端连接。

在本发明的一种示例性实施方式中，还包括计数器，所述占空比检测电路的时钟信号输出端通过所述计数器与所述第二延时接收端连接。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述可调电容器包括多个并联连接的可调电容电路，各所述可调电容电路包括电容元件及与所述电容元件串联的开关元件，各所述开关元件与所述译码电路连接；

所述译码电路用于将所述编码信号转化为输出信号并根据所述输出信号调整各所述开关元件的通断状态，以调整所述可调电容器的电容值。

在本发明的一种示例性实施方式中，各所述可调电容电路中电容元件的电容值相同或不同。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述电容元件为mos管，所述mos管的栅极连接所述开关元件。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述开关元件包括并联连接的pmos管和nmos管，所述pmos管和所述nmos管分别与所述译码电路连接，所述pmos管和所述nmos管用于接收所述输出信号。

本发明提供了一种存储器，其包括上述任一项所述的占空比校准电路。

本发明提供了一种占空比校准电路的调整方法，其特征在于，所述占空比校准电路包括信号调整电路及占空比检测电路，所述信号调整电路用于接收并调整存储器的第一时钟信号以生成第二时钟信号；所述占空比检测电路连接所述信号调整电路，用于检测所述第二时钟信号的占空比并将检测结果反馈至所述信号调整电路，所述占空比检测电路包括可调电容器；所述调整方法包括：

检测所述存储器的工艺角参数；

根据所述工艺角参数调整所述可调电容器的电容值。

在本发明的一种示例性实施方式中，所述根据所述工艺角参数调整所述可调电容器的电容值，包括：

对所述工艺角参数进行编码，以产生编码信号；

将所述编码信号转化为输出信号；

根据所述输出信号调整所述可调电容器的电容值。

本发明提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本发明所提供的占空比校准电路、存储器及占空比校准电路的调整方法，其占空比检测电路包括可调电容器，且此可调电容器与工艺角检测单元连接，该工艺角检测单元能够检测存储器的工艺角参数并根据工艺角参数调整可调电容器的电容值。本实施例中，通过采用可调电容器与工艺角检测单元相配合，可针对不同的工艺角参数将占空比检测电路中的电容值调整到适当范围，以缓解在工艺角发生变化时占空比检测电路中的电容器件过早过快或过晚过慢进行放电操作的情况，从而提高了占空比检测电路的可靠性和准确性，继而能够保证存储器的占空比满足(50±1)％的要求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所说的占空比校准电路的电路图；

图2为图1中所示的占空比检测电路的电路图；

图3为图1中所示的占空比检测电路的时序图；

图4为图1中所示的占空比检测电路中可调电容器的示意图；

图5为本发明实施例所说的占空比校准电路的调整方法的流程图；

图6为图5中步骤s12的流程图。

附图标记说明：

图1中：

1、延时链；2、时钟发生器；3、占空比检测电路；4、计数器；5、工艺角检测电路；6、编码电路；7、译码电路。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在存储器中，占空比达到50％能够最大限度地提高时钟电平的利用效率，从而保障系统的正常运作和效能的最佳发挥。然而实际工作中时钟电路占空比往往会偏离50％，时钟占空比校准电路就是为这一问题设计的一类电路。

相关技术中，在占空比校准电路中，其占空比检测电路由于设计时电容已经固定，不同的工艺角参数就会有不同的充放电速度，会导致占空比检测电路中电容元件过早过快或过晚过慢进行放电操作，这样会降低占空比检测电路的可靠性和准确性，严重影响了占空比检测结果，从而无法达到占空比(50±1)％的要求。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种占空比校准电路，可应用于存储器中，该存储器可为随机动态存储器。

如图1所示，此占空比校准电路可包括信号调整电路、占空比检测电路3及工艺角检测单元。其中，信号调整电路用于接收并调整存储器的第一时钟信号以生成第二时钟信号；占空比检测电路3可连接信号调整电路，用于检测第二时钟信号的占空比并将检测结果反馈至信号调整电路，且占空比检测电路3包括可调电容器；而工艺角检测单元可与可调电容器连接，用于检测存储器的工艺角参数并根据工艺角参数调整可调电容器的电容值。

具体地，由于存储器的工艺角在处于不同情形时，其参数不同，例如：阈值电压vth不同，因此可使电流i不同，其中，该阈值电压vth与电流i成之间成反比例关系，即：阈值电压vth越大，电流i越小；阈值电压vth越小，电流i越大。此外，由q(电荷量)＝i(电流)×t(时间)＝c(电容)×u(电压)可知，在时间t和电压u不变的情况下，电流i与电容c之间为正比关系，即：电流i越大，电容c越大；电流i越小，电容c越小。因此，通过工艺角检测单元检测工艺角参数，例如阈值电压vth，在得知阈值电压vth时，可根据该阈值电压vth将占空比检测电路3中的可调电容器调整到所需要的电容值，以保证占空比检测电路3的可靠性和准确性，继而能够保证存储器的占空比满足(50±1)％的要求。

本实施例中，通过采用可调电容器与工艺角检测单元相配合，可针对不同的工艺角参数将占空比检测电路3中的电容值调整到适当范围，以缓解在不同工艺角占空比检测电路3中的电容器件过早过快或过晚过慢进行放电操作的情况，从而提高了占空比检测电路3的可靠性和准确性，继而能够保证存储器的占空比满足(50±1)％的要求。

下面对本发明实施方式的占空比校准电路进行详细说明：

本实施方式中的工艺角检测单元包括工艺角检测电路5、编码电路6及译码电路7。该工艺角检测电路5用于检测存储器的工艺角参数，该工艺角参数可为阈值电压vth或电子迁移率u或栅氧电容cox；编码电路6与工艺角检测电路5连接，用于对工艺角参数进行编码，以产生编码信号；译码电路7连接编码电路6和占空比检测电路3，用于将编码信号转化为输出信号并根据输出信号调整可调电容器的电容值。信号调整电路可包括延时链1和时钟发生器2。其中，该延时链1的初始值可为t/2。此延时链1具有第一延时接收端、第二延时接收端及延时输出端，第一延时接收端用于接收第一时钟信号，延时链1能够对第一时钟信号进行延时以生成调整时钟信号，延时输出端用于输出调整时钟信号，第二延时接收端与占空比检测电路3的时钟信号输出端连接；时钟发生器2具有第一时钟接收端、第二时钟接收端及时钟输出端，第一时钟接收端用于接收第一时钟信号，第二时钟接收端与延时输出端连接并用于接收调整时钟信号，时钟发生器2能够根据第一时钟信号和调整时钟信号生成第二时钟信号，时钟输出端用于输出第二时钟信号，且时钟输出端与占空比检测电路3的时钟信号接收端连接。

其中，占空比校准电路还包括计数器4，占空比检测电路3的时钟信号输出端通过计数器4与第二延时接收端连接。

举例而言，占空比检测电路3可以有多种形式，占空比检测电路3图和时序图分别如图2和图3所示，此占空比检测电路3整体为镜像设置的电路。具体地，占空比检测电路3包括时钟信号接收端、主电路、检测信号接收端、锁存电路及时钟信号输出端。其中，时钟信号接收端连接时钟发生器2的时钟输出端，用于接收待检测的互补信号mclk和/mclk，该信号由时钟发生器2产生的第二时钟信号转化而来。主电路用于通过对电容器进行充电和放电，检测第二时钟信号的占空比，主电路的电容器为可调电容器，此可调电容器的大小可根据工艺角检测单元调整。检测信号接收端接收检测使能信号en，以控制占空比检测电路3开启或关断，即：en信号主要控制占空比检测电路是处于检测状态还是空闲状态。en为1时，占空比检测电路3处于检测状态，en为0时，占空比检测电路3处于空闲状态。锁存电路通过时钟信号输出端连接计数器4，该锁存电路用于接收主电路中mclk和/mclk信号，以控制电容元件的充电和放电，mclk和/mclk的各自占空比形成加减指令inc和dec，并输出up和dn信号给接计数器4。计数器4对其进行计数并将计数结果送给延时链1，以供延时链1确定接入电路的延时单元的个数。

上述占空比检测电路3的各信号均可通过mos管进行传递，当工作电平变化时，相应信号可接入或断开该电路。举例而言，如图2所示，时钟信号接收端包括nmos管，用于在高电平时将时钟信号mclk和/mclk导通至主电路，检测信号接收端包括pmos管，用于在高电平时将检测使能信号en导通至主电路。

在一实施例中，可调电容器可包括多个并联连接的可调电容电路，各可调电容电路可包括电容元件及与电容元件串联的开关元件，此电容元件的电容值可为固定值；其中，各开关元件可与译码电路7连接，译码电路7用于将所述编码信号转化为输出信号并根据输出信号调整各开关元件的通断状态，从而控制接入占空比检测电路3中电容元件的个数，以调整可调电容器的电容值。

在另一实施例中，可调电容器可以同时包括不可调的电容电路和多个上述可调电容电路，在满足调整需求的前提下降低线路复杂程度，降低调整成本。

本实施例中，通过在电路设计之初直接设计多个可调电容电路，根据工艺角检测单元检测的工艺角参数调整并入电路的个数即可，既可以实现电容值的调整，又可以满足更大范围或者更精确的调整需求。即使某个电容元件发生故障，也可以有其他电容元件作为替代，无需更换整个电路结构，降低成本。

举例而言，在图4中，占空比检测电路3的可调电容器包括一个固定电容m0和三个与固定电容并联的电容元件m1、m2和m3(图2中的a和b对应图3中的a和b)，m1、m2和m3各自串联有一开关元件。固定电容m0提供基本电容值，三个电容元件m1、m2、m3用于进行调整，四个电容搭配实现总电容值的调整。

该实施方式加入了三个可调电容电路，而在其他示例实施方式中，可以加入更多可调电容电路，也可以只有一个或两个可调电容电路，每一个可调电容电路中都包括电容元件和与之串联的开关元件。多个可调电容电路可以在更大范围内调整占空比检测电路3的电容，以适应不同工艺角参数。每一个电容元件由各自的开关元件独立控制，可以实现不同的电容要求，以便更精准的校准占空比。

其中，各电容元件的电容值可以相同，也可以不同，本领域技术人员可以根据调整精度和范围的需求进行多种组合，本发明不对此进行特殊限定。本发明不限定电容元件的大小和个数。

在一实施例中，电容元件可为mos管，mos管的栅极连接开关元件。通过开关元件控制mos管的接入，接入占空比检测电路3的mos管在栅极电压下来充电或放电，以实现占空比检测。

在本示例性实施方式中，mos管可以是pmos管或nmos管，只要与电路极性匹配即可。如4图所示，本实施例的占空比检测电路3中，固定电容和可调电容电路中的电容元件均为pmos管，各电容的源极和漏极均接至电源端，栅极均接至主电路。当然，电容元件也可以是普通电容。

在本示例性实施方式中，可调电容电路的开关元件可包括并联连接的pmos管和nmos管，pmos管和nmos管分别与译码电路7连接，pmos管和nmos管用于接收译码电路7发出的输出信号。其中，mos管和nmos管的两个控制端分别接收互补的输出信号ctl1和/ctl1，pmos管和nmos管并联的其中一端连接可调电容元件，另一端接入主电路，以实现不同电平信号导通时对电容元件的充电或放电。ctl1和/ctl1信号来自于译码电路7发出的输出信号，此ctl1和/ctl1信号用于控制开关元件的导通与关断，以调整接入占空比检测电路3的电容值。

本发明实施方式还提供一种存储器，包括以上任一种占空比校准电路。该存储器的时钟能够始终保证占空比在(50±1)％，因此读取数据的正确性更高。

本发明实施例还提供了一种占空比校准电路的调整方法，如图1所示，此占空比校准电路包括信号调整电路及占空比检测电路3，信号调整电路用于接收并调整存储器的第一时钟信号以生成第二时钟信号；占空比检测电路3连接信号调整电路，用于检测第二时钟信号的占空比并将检测结果反馈至信号调整电路，占空比检测电路3包括可调电容器；如图5所示，调整方法包括：

步骤s10，检测存储器的工艺角参数；

步骤s12，根据工艺角参数调整可调电容器的电容值。

本实施例中，可针对不同的工艺角参数将占空比检测电路3中的电容值调整到适当范围，以缓解在工艺角发生变化时占空比检测电路3中的电容器件过早过快或过晚过慢进行放电操作的情况，从而提高了占空比检测电路3的可靠性和准确性，继而能够保证存储器的占空比满足(50±1)％的要求。

其中，如图6所示，步骤s12中可包括：

步骤s120，对工艺角参数进行编码，以产生编码信号；

步骤s122，将编码信号转化为输出信号；

步骤s124，根据输出信号调整可调电容器的电容值。

举例而言，此工艺角参数可为阈值电压。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。