基于选择器的振荡装置、振荡控制方法及芯片与流程

本申请属于集成电路的，涉及一种振荡装置，特别是涉及一种基于选择器的振荡装置、振荡控制方法及芯片。

背景技术：

1、近年来，随着日渐膨胀的芯片功能，不断增高的运行频率和随之而来的高功耗与高发热等方面的因素渐渐对设备整体性能造成越来越严重的影响，产品在设计时需要通过低功耗及面积小来增加待机时间以及降低成本，而且设计必须符合先进制程。

2、其中，在集成电路设计时，振荡器作为频率产生装置在芯片中是不可或缺的，它提供了芯片内部的运作频率，频率发生装置广泛地应用在各个领域，如无线电通信、雷达、导航、航天器跟踪测量以及物埋学实验等。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于选择器的振荡装置、振荡控制方法及芯片，用于解决振荡装置在先进制程中如何兼顾面积小与低功耗的问题。

2、本申请实施例第一方面提供一种基于选择器的振荡装置，所述装置包括：选择器模块，被配置为根据不同的阈值电压进行阻态切换；电压转换模块，与所述选择器模块连接，被配置为将动态变化的电压施加于所述选择器模块，令所述选择器模块达到第一阈值电压时由第一阻态变为第二阻态，达到第二阈值电压时由所述第二阻态变为所述第一阻态；所述第一阻态和所述第二阻态之间的切换反作用于所述电压转换模块，令所述电压转换模块输出动态变化的电压，将所述动态变化的电压作为振荡电压输出。

3、在第一方面的一种实现方式中，所述选择器模块包括mos管和阻变式存储器；所述mos管和所述阻变式存储器串联组成一选择器；所述选择器的一端接收所述电压转换模块传送的动态变化的电压进行阻态切换，另一端与地连接。

4、在第一方面的一种实现方式中，所述电压转换模块包括电容充电单元；所述电容充电单元包括充电电容和电流源，所述电流源对所述充电电容进行充电；所述选择器的一端与所述充电电容的一端连接，接收所述充电电容的一端产生的动态变化的充电电压，另一端与所述充电电容的另一端连接。

5、在第一方面的一种实现方式中，所述电流源包括可编程电流源；所述可编程电流源通过调节电流输出的大小改变所述充电电容上的充电电压的变化频率，以改变所述振荡电压的振荡频率。

6、在第一方面的一种实现方式中，所述装置还包括：电压源；所述电压源输出的电压施加于所述电流源的一端；所述电流源的另一端分别与所述选择器的一端、所述充电电容的一端连接，所述电流源的另一端作为振荡电压输出端。

7、在第一方面的一种实现方式中，所述装置还包括：振荡输出模块；所述振荡输出模块与所述电压转换模块的输出端连接，输出所述振荡电压。

8、在第一方面的一种实现方式中，所述振荡输出模块包括至少一级缓冲单元；所述缓冲单元的输入端接收所述振荡电压，对所述振荡电压进行缓冲驱动后输出。

9、本申请实施例第二方面提供一种基于选择器的振荡控制方法，应用于一种基于选择器的振荡装置，所述装置包括：选择器模块和电压转换模块，所述电压转换模块与所述选择器模块连接；所述选择器模块被配置为根据不同的阈值电压进行阻态切换；所述电压转换模块被配置为将动态变化的电压施加于所述选择器模块，令所述选择器模块达到第一阈值电压时由第一阻态变为第二阻态，达到第二阈值电压时由所述第二阻态变为所述第一阻态；所述方法包括：令所述选择器模块根据不同的阈值电压进行阻态切换；将动态变化的电压施加于所述选择器模块；利用所述第一阻态和所述第二阻态之间的切换反作用于所述电压转换模块，令所述电压转换模块输出动态变化的电压，将所述动态变化的电压作为振荡电压输出。

10、在第二方面的一种实现方式中，所述将动态变化的电压施加于所述选择器模块的步骤，包括：利用一电流源向充电电容充电，将所述充电电容的充电电压作为动态变化的电压；调节所述电流源输出的电流大小，以通过调整所述充电电容上的充电电压的变化频率，改变所述振荡电压的振荡频率。

11、本申请实施例第四方面提供一种芯片，包括：所述的基于选择器的振荡装置。

12、如上所述，本申请所述的基于选择器的振荡装置、振荡控制方法及芯片，具有以下有益效果：

13、本申请通过选择器构造振荡装置，提供了一种基于选择器的振荡方案，设计结构简单，具有宽操作电压、低功耗及面积小的优点。进一步地，本申请利用rram(resistiverandom access memory，阻变式存储器)选择器，面积小，组件制作于二层金属层之间。本申请的振荡装置电压操作范围宽，操作电流低。因设计结构简单，使用组件及种类少，故面积可大大减少。而且该振荡装置对先进制程容忍度高，故可以随制程的缩小而缩小。

技术特征：

1.一种基于选择器的振荡装置，其特征在于，所述装置包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述选择器模块包括mos管和阻变式存储器；

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压转换模块包括电容充电单元；

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电流源包括可编程电流源；

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电压源；

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：振荡输出模块；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述振荡输出模块包括至少一级缓冲单元；

8.一种基于选择器的振荡控制方法，其特征在于，应用于一种基于选择器的振荡装置，所述装置包括：选择器模块和电压转换模块，所述电压转换模块与所述选择器模块连接；所述选择器模块被配置为根据不同的阈值电压进行阻态切换；所述电压转换模块被配置为将动态变化的电压施加于所述选择器模块，令所述选择器模块达到第一阈值电压时由第一阻态变为第二阻态，达到第二阈值电压时由所述第二阻态变为所述第一阻态；所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将动态变化的电压施加于所述选择器模块的步骤，包括：

10.一种芯片，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的基于选择器的振荡装置。

技术总结
本申请提供一种基于选择器的振荡装置、振荡控制方法及芯片，所述装置包括：选择器模块，被配置为根据不同的阈值电压进行阻态切换；电压转换模块，与所述选择器模块连接，被配置为将动态变化的电压施加于所述选择器模块，令所述选择器模块达到第一阈值电压时由第一阻态变为第二阻态，达到第二阈值电压时由所述第二阻态变为所述第一阻态；所述第一阻态和所述第二阻态之间的切换反作用于所述电压转换模块，令所述电压转换模块输出动态变化的电压，将所述动态变化的电压作为振荡电压输出。本申请提供了一种基于选择器的振荡方案，设计结构简单，具有宽操作电压、低功耗及面积小的优点。

技术研发人员：方燕枝
受保护的技术使用者：昕原半导体(上海)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14