设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法与流程

本发明涉及集成电路领域，具体涉及一种通过一次性校正的温度传感器并设定全数字锁相环中捕获电容阵列初值的方法。

背景技术：

1、全数字锁相环（all digital phase lock loop, adpll）是指除压控振荡器（voltage controlled oscillator, vco）外，用全数字的环路所实现的参考时钟频率和相位锁定的电路模块，是锁相环（phase lock loop, pll）的一种，主要用于时钟和数据接口领域。

2、全数字锁相环中的振荡器包括工艺电容阵列（process capacitor bank, pcb）、捕获电容阵列（acquire capacitor bank, acb）、追踪电容阵列（track capacitor bank,tcb）。工艺电容阵列主要是覆盖工艺偏差导致的频率变化，捕获电容阵列主要用于覆盖温度变化导致的频率变化，追踪电容阵列则用于跟踪环路锁定。

3、在全数字锁相环中，为了满足整个压控振荡器的频率振荡范围，一般采用6~7比特的数字控制字，应用于捕获电容阵列以覆盖温度变化。

4、现有技术中，通常将捕获电容阵列初值设定在中间值，在不同温度下启动全数字锁相环时，用一半的捕获电容阵列来覆盖温度的变化。例如，在低温启动全数字锁相环时，用捕获电容阵列上半区来覆盖温度的变化带来的频率变化；在高温启动全数字锁相环时，用捕获电容阵列下半区来覆盖温度的变化带来的频率变化；在中等温度启动全数字锁相环时，用捕获电容阵列中间附近的控制字来覆盖温度的变化带来的频率变化。

5、在高温或者低温启动全数字锁相环时，捕获电容阵列只能利用一半的控制字来覆盖温度变化带来的频率变化的影响。在高温、低温情况下，捕获电容阵列覆盖温度范围的能力将减半。对于温度变化对频率变化影响很大的制造工艺，现有技术很难满足捕获电容阵列控制的频率覆盖大温度变化范围对频率变化造成的影响。

6、换言之，针对更大温度范围的压控振荡器频率振荡范围的应用，6~7比特捕获电容阵列控制字所能控制的振荡器频率范围很难覆盖-40℃~125℃范围。

7、基于此，本发明提出一种可以覆盖大温度范围的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法。

技术实现思路

1、为了缓解或部分缓解上述技术问题，本发明的解决方案如下所述：

2、一种设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，包括如下步骤：通过温度传感器对参考时钟计数，所获得的计数值与温度成正比；根据所获得的计数值，将捕获电容阵列控制字初值设置为初值c；启动全数字锁相环；并且，所述初值c是满足(c-cl)/(ch-cl)与(t-tl)/(th-tl)之间差值最接近0的捕获电容阵列控制字，其中cl为捕获电容阵列的最小控制字，ch为捕获电容阵列的最大控制字，t为所获得的计数值所对应的温度，tl为额定最低工作温度，th为额定最高工作温度。

3、在某实施例中，在使用温度传感器对参考时钟计数前，还包括如下步骤：校正温度传感器。

4、在某实施例中，所述温度传感器包括环形振荡器。

5、在某实施例中，在25℃下，通过温度传感器中的环形振荡器对25mhz的参考时钟进行计数，并与仿真值进行比较，然后将比较结果反馈至环形振荡器，并调整环型振荡器尾电流从而调整环型振荡器振荡频率。

6、在某实施例中，根据所述环型振荡器尾电流，将环型振荡器尾电流控制字写入查找表，并通过一次性编程烧写配置，完成校正步骤。

7、在某实施例中，当捕获电容阵列控制字初值设置完成后，关闭温度传感器。

8、在某实施例中，所述额定最低工作温度tl=-40℃，所述额定最高工作温度th=125℃。

9、在某实施例中，当处于额定最低工作温度时，所述初值c为捕获电容阵列的最小控制字。

10、在某实施例中，在额定最高工作温度时，所述初值c为捕获电容阵列的最大控制字。

11、在某实施例中，所述全数字锁相环，应用于时钟和数据接口芯片之中。

12、本发明技术方案，具有如下有益的技术效果之一或多个：

13、（1）用温度传感器监控全数字锁相环启动时的芯片温度，并根据相应温度配置不同的捕获电容阵列控制字初值，保证捕获电容阵列对应的频率覆盖利用率最大化；

14、（2）在常温下进行温度传感器校正，保证所有工艺角芯片温度传感器的准确性满足要求；

15、（3）温度传感器校正值用一次性编程完成固化温度传感器尾电流，使得后续芯片使用过程中不需要对温度传感器进行校正处理；

16、（4）用环形振荡器做温度传感器，更简单可靠对参考时钟的进行计数，方便计数值和捕获电容阵列控制字之间的计算转换。

17、此外，本发明还具有的其它有益效果将在具体实施例中提及。

技术特征：

1.一种设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

8.根据权利要求7所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开了一种设置全数字锁相环中捕获电容阵列控制字初值的方法。为解决现有技术中全数字锁相环无法覆盖较大温度范围的技术问题，本发明通过温度传感器对参考时钟计数，所获得的计数值与温度成正比；根据所获得的计数值，将捕获电容阵列控制字初值设置为初值C；启动全数字锁相环；初值C是满足(C‑C<subgt;L</subgt;)/(C<subgt;H</subgt;‑C<subgt;L</subgt;)与(T‑T<subgt;L</subgt;)/(T<subgt;H</subgt;‑T<subgt;L</subgt;)之间差值最接近0的捕获电容阵列控制字，C<subgt;L</subgt;和C<subgt;H</subgt;分别为捕获电容阵列的最小控制字和最大控制字，T为所获得的计数值所对应的温度，T<subgt;L</subgt;和T<subgt;H</subgt;分别为额定最低工作温度和最高工作温度。本发明通过动态捕捉环境温度并据此设置最佳初值C，解决了全数字锁相环覆盖温度范围窄的技术问题，使得芯片可适应更宽温度覆盖范围。

技术研发人员：李蓝,蹇俊杰,唐贝贝,唐梓豪,郭富豪
受保护的技术使用者：成都电科星拓科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7