確定數位訊號的佔空比的方法和系統的製作方法
2023-09-17 19:07:45
專利名稱：確定數位訊號的佔空比的方法和系統的製作方法
技術領域：
這裡的公開內容一般地涉及數字系統，更特別的涉及測量這些系統所採用信號的佔空比的方法和設備。
背景技術：
佔空比是指數位訊號如時鐘信號在一個完整信號循環或周期期間表現出「高」狀態的時間百分比。在舊的採用相對低的時鐘速度的數字系統中，參考時鐘信號的佔空比對於系統性能來說一般並不關鍵。然而，隨著時鐘速度增加，參考時鐘信號的佔空比對於數字系統性能來說可能變得非常重要。
當一個高速時鐘信號給一個高性能處理器計時時，該時鐘信號的佔空比在處理器性能中扮演重要角色。例如，處理器可能在時鐘信號脈衝的前沿和尾沿上都訪問系統存儲器。在該情況下，存儲器訪問速度表現出與時鐘信號脈衝持續時間的直接關係。因而，時鐘脈衝的佔空比直接影響存儲器訪問速度。
對為處理器和存儲器系統計時的參考時鐘信號，處理器系統設計者通常優選50％的佔空比。然而，用於最高系統性能的最優時鐘信號佔空比因特定半導體元件而不同。造成最優佔空比的這種差異的原因包括半導體工藝的差異以及半導體模型與作為結果製造出的半導體硬體之間的相關性的差異。
要在特定應用中使時鐘信號的佔空比最優化，重要的是首先能夠測量該信號的佔空比。遺憾的是，在處理器或其他數字集成電路(IC)中測量高速時鐘信號的佔空比出現了很多問題。例如，如果一個外部佔空比測量電路連接到IC的時鐘管腳，那麼測量電路中的邏輯會導致原始時鐘信號的佔空比變差。換句話說，測量電路的外部邏輯改變了原始時鐘信號的佔空比，因而使得佔空比的測量固有地不精確。
另一種測量數字IC時鐘信號的方法是皮秒成像電路分析(PICA)，該分析檢測時鐘脈衝前沿和尾沿上所發出光的光量子以確定這些時鐘脈衝的佔空比。儘管這種類型的佔空比分析能夠起作用，但是它是非常昂貴的。此外，這種類型的分析會破壞測試中的元件。
所需要的是一種解決上述問題的佔空比測量方法和設備。
發明內容
從而，在一個實施例中，公開了一種用於確定數位訊號的佔空比的方法。該方法包括通過佔空比測量(DCM)電路在校準模式下的操作，將多個電壓值和對應的佔空比值存儲在數據存儲器中，每個電壓值依賴於相應的佔空比值。該方法還包括通過該佔空比測量(DCM)電路在測試模式下的操作，確定表現出未知佔空比的測試時鐘信號的佔空比。在測試模式下的操作步驟包括通過DCM電路中的充電器電路接收表現出未知佔空比的測試時鐘信號。在測試模式下的操作步驟還包括通過充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴於該測試時鐘信號的佔空比的測試電壓值。在測試模式下的操作步驟還包括通過控制機制訪問數據存儲器以確定對應於該測試電壓值的佔空比。
在另一個實施例中，公開了一種確定數位訊號的佔空比的佔空比測試系統。該系統包括數據存儲器和連接到該數據存儲器的佔空比測量(DCM)電路。該DCM電路在校準模式下操作以將多個電壓值和對應的佔空比值存儲在數據存儲器中，每個電壓值依賴於相應的佔空比值。該系統還包括控制機制，其連接到該DCM電路，並配置為在校準模式下對該DCM電路進行控制。該控制機制也在測試模式下對該DCM電路進行控制，在測試模式中該系統確定表現出未知佔空比的測試時鐘信號的佔空比。該DCM電路包括充電器電路，該充電器電路在測試模式下操作以接收測試時鐘信號，該充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴於測試時鐘信號的佔空比的測試電壓值。該控制機制在測試模式下操作以訪問數據存儲器，從而確定對應於該測試電壓值的佔空比。
附圖示出了本發明的僅作為示例的實施例並且由此並不限制本發明的範圍，因為本發明的概念也適合於其他等效的實施例。
圖1示出了所公開的佔空比測量(DCM)設備的一個實施例。
圖2示出了採用圖1中公開的DCM設備的一個信息處理系統(IHS)的實施例。
圖3A示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的佔空比大於50％。
圖3B示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的佔空比等於50％。
圖3C示出了描述圖2的IHS中的信號的時序圖，其中參考時鐘信號的佔空比小於50％。
圖4示出了描述在圖2的IHS中控制軟體或硬體所採用的方法步驟的流程圖。
圖5示出了在不同時鐘信號佔空比數據值上圖1的DCM設備的輸出電壓的曲線圖。
圖6示出了一個採用反饋機制來校正時鐘信號佔空比的DCM電路。
圖7示出了一個採用圖6中公開的DCM設備的信息處理系統(IHS)的實施例。
圖8示出了描述在圖7的IHS中控制軟體或硬體所採用的方法步驟的流程圖。
具體實施例方式
圖1描述一個測量數位訊號佔空比的佔空比測量(DCM)電路100，該數位訊號例如是出現在測試輸入100A處的二進位時鐘信號CLK_TEST。DCM電路100還包括一個接收表現出已知佔空比的校準時鐘信號CLK_CALIB的校準輸入100B。DCM電路100還包括一個提供包括佔空比信息的輸出電壓VC_OUT的輸出100C。VC_OUT值隨著在測試輸入100A上的時鐘信號CLK_TEST的佔空比而變化。換句話說，隨著在測試輸入100A上的時鐘信號CLK_TEST的佔空比發生變化，在輸出100C上的輸出電壓VC_OUT值也相應地發生變化。在一個實施例中，輸出電壓VC_OUT因輸入CLK_TEST信號的佔空比而相反地或間接地變化。換句話說，隨著輸入CLK_TEST信號的佔空比增大，對應的VC_OUT減小。其他實施例可能採用正變(direct variation)，例如，其中隨著輸入CLK_TEST信號佔空比增大對應的VC_OUT也增大。在一個實施例中，VC_OUT和信號佔空比之間的關係是線性的。
在圖2示出的一個實施例中，集成電路(IC)205包括在襯底或晶片上的佔空比測量電路100以及其他功能塊。換句話說，該布置是一種「片上」配置，其中IC 205在一個普通晶片或襯底上包括DCM電路100以及其他功能塊。通過「片上」提供DCM電路100，該布置改善了外部或「片外」DCM技術所經歷的佔空比變差問題。集成電路205可能表現出幾種不同配置，例如處理器、微處理器、微控制器以及實質上希望對其進行佔空比測量的任何數字邏輯電路。在圖2示出的特定實施例中，IC 205是在一個信息處理系統(IHS)200中工作的處理器。下面將更詳細的討論信息處理系統(IHS)200。
回到圖1，DCM電路100包括充電泵電路102、時鐘選擇電路104、充電泵時間窗控制電路106、IUP/IUD控制電路108、VC初始化f控制電路110以及輸出緩衝器112，所有這些部分如圖所示地連接在一起。如下面更詳細地解釋的那樣，DCM電路100最初操作於校準模式下，並在完成校準之後接著進入測試模式。充電泵電路102包括以下連接在電壓源VDD與地之間的串聯連接元件IUP電流源114、PFET 116、NFET118，以及IDN電流源120。PFET 116的漏極連接NFET 118的漏極以形成一個節點122。電容器124連接節點122與地。IUP電流源114和IDN電流源120控制電容器124中的充電電量以及由此控制通過節點122表現出的電壓VC。
以下通過更詳細的討論引入對DCM電路100中的校準模式和測試模式操作的更高程度的認識。在一個實施例中，在校準模式期間，DCM電路100將節點122處的電壓VC設定為等於VDD/2、即軌電壓(railvoltage)VDD的一半的預定電壓。DCM電路100校準IUP電流源114和IDN電流源以便以一種平衡的方式操作，從而使IUP電流源114向電容器124提供的電流與IDN電流源120從電容器124接收或消耗的電流一樣多。跨電容器124的電壓VC由此穩定在預定的電壓，VDD/2。
當在校準模式下時，DCM電路100對充電泵電路102施加一個外部時鐘信號CLK_CALIB，其表現出一個已知佔空比，例如60％。在60％佔空比的時鐘信號中，時鐘脈衝在60％的時鐘周期內為高，而在剩下40％的時鐘周期內為低。以這種方式給充電泵電路102提供60％佔空比的信號，打亂了IUP電流源114的電流提供動作和IDN電流源120的電流接收動作之間先前已有的平衡。換句話說，在這個特定實施例中，給充電泵電路102提供60％佔空比的信號驅使電壓VC低於預定的穩定的VDD/2。類似地，給充電泵電路102提供較低佔空比的信號例如40％佔空比的信號驅使電壓VC高於預定的穩定的VDD/2值。
圖2的信息處理系統(IHS)200，在一個實施例中充當測試設備，給其中的IC 205和DCM電路100提供多個具有不同已知佔空比的時鐘信號CLK_CALIB。每個不同佔空比的時鐘信號在節點122上引起不同的相應電壓VC。IHS 200將每個不同時鐘校準信號的佔空比、頻率和對應的電壓VC記錄入位於存儲器或數據存儲器215中的查找表210。在佔空比數據填滿查找表210時校準模式完成。然後IHS 200切換到測試模式，其中IHS 200給DCM電路100提供一個測試信號CLK_TEST。通過讀取輸出100C上的VC_OUT電壓，IHS 200提取節點122上結果VC值的讀數。然後IHS 200訪問查找表210以確定哪個佔空比值最接近地匹配該VC_OUT電壓值。如果VC_OUT值落在查找表210中兩個VC_OUT電壓數據點之間，則IHS 200根據這兩個數據點外推或內推以確定對應於該VC_OUT電壓值的實際佔空比。下面將更詳細地討論DCM 100的校準模式和測試模式。
進入校準模式時，VC初始化控制電路110將節點122上的電壓VC初始化到預定的電壓，在這個特定實施例中也就是VDD/2。VC初始化控制電路110連接到輸出緩衝器112。輸出緩衝器112有效地將電容器124上的VC電壓傳輸給輸出110C作為輸出電壓，VC_OUT。在一個實施例中，緩衝器112包括如圖1所示配置的差分放大器126。以這種方式，VC_OUT的變化對應於電容器電壓VC的變化。
更詳細地，VC初始化控制電路110包括比較器128、其非反相輸入連接到緩衝器112中差分放大器126的非反相輸入。比較器128的反相輸入連接到電壓源(沒有示出)，該電壓源提供等於1/2電源電壓或軌電壓的電壓，也就是VDD/2。比較器128的輸出連接到或門130的輸入，或門130的輸出連接到PFET 132。PFET 132控制電流是否從電流源134流出以在節點122上對電容器124進行充電。或門130的另一輸入接收一個初始化控制阻擋信號，INIT_CTL_B，其在校準模式開始時初始地表現為邏輯低或零。PFET 132和電流源134的串聯組合如圖所示地連接在電壓軌VDD和電容器124之間。以這種方式，或門130的輸出上的信號控制PFET 132導通以允許電流I INIT從電流源134流入節點122上的電容器124，或截止以防止這樣的電流流動。
校準處理開始於DCM電路100第一次接收電源軌電壓，也就是VDD。INIT_CTL_B信號在DCM電路100接收電能之後控制初始化處理的開始。INIT_CTL_B信號從高躍變到低以開始DCM電路100的初始化。比較器128產生一個初始化完成信號INIT_DONE，該信號初始為低以表示初始化還沒完成。當INIT_DONE信號隨後轉為高時，這表示完成了將電壓VC初始化在預定值VDD/2上。
節點122上的電壓VC初始為零。比較器128確定在它的非反相輸入上的零電壓小於在它的反相輸入上的VDD/2電壓。由此，比較器128輸出邏輯零，或門130的一個輸入接收該邏輯零。作為響應，或門130產生一個邏輯低輸出，因為另一個或門輸入由於INIT_CTL_B信號的低狀態已經是低。響應於或門130的輸出變低，PFET 132導通，由此將電流源134和電容器124相連。來自電流源134的電流I INIT將電容器124充電到電壓VDD/2。然後比較器128檢測到VC電壓現在等於VDD/2，由此比較器128的輸出變低。初始化完成信號INIT_DONE現在躍變為高以表示初始化完成，由此使電容器124上的VC電壓初始化為VDD/2，它是電源軌電壓VDD的1/2。
為了允許VC初始化控制電路100將電容器124上的VC電源初始化為VDD/2，DCM電路100在電路110進行初始化時有效地斷開充電泵電路102。為了達到這個結果，VC初始化電路110的電容器128的輸出連接到IUP/IDN控制電路108中與門136的一個輸入。IUP/IDN控制電路108能夠激活IUP電流源114以給節點122提供電荷，以對電容器124進行充電。IUP/IDN控制電路108也能夠激活IUP電流源120以對電容器124進行放電。IUP/IDN控制電路108也能夠讓IUP電流源114和IDN電流源120兩者如在上述初始化處理期間那樣禁用。
在校準模式期間，IUP/IDN控制電路108初始斷開充電泵電路102以允許VC初始化控制電路110將節點122上的電壓VC充電至VDD/2。在這個特定實施例中，IUP電流源114是一個低有效裝置。由此，當IUP電流源114在它的使能輸入上的IUP_CTL控制信號為高時斷開，在IUP_CTL控制信號為低時導通。相反，在這個實施例中IDN電流源120是一個高有效裝置。由此，IDN電流源120在它的使能輸入上的IDN_CTL控制信號為低時斷開，在IDN_CTL控制信號為高時導通。本領域普通技術人員可以將上述邏輯反相，仍然能夠達到相同的結果。如上面所討論的，在校準模式期間，比較器128初始表現出邏輯低或零輸出。與門136的一個輸入接收這個邏輯零，並且作為響應與門136表現出邏輯低或零。反相器138將這個邏輯低反相為邏輯高，反相器138將其作為IUP_CTL信號提供給電流源114的使能輸入。響應於邏輯高的IUP_CTL使能信號，充電泵114斷開。
與門136的輸出也連接到IDN電流源120的使能輸入。由此在與門136的輸出上的邏輯低或零流向IDN電流源120的使能輸入，作為IDN_CTL使能信號。在這個實施例中，因為電流源120是一個高有效裝置，所以這個邏輯低時IDN電流源120斷開。由此，在校準模式期間，充電泵102的IUP和IDN電流源初始是斷開的。這允許在校準模式開始時VC初始化控制電路110在不受到充電泵電路102的幹擾的條件下將節點122初始化為電壓VDD/2。
一旦初始化完成並且電容器124的電壓VC達到VDD/2，就將比較器128的輸出切換到邏輯高。換句話說，比較器128的輸出上的INIT_DONE信號從邏輯低變成邏輯高。比較器128將這個邏輯高或1發送給IUP/IDN控制電路108兩者，並且發送給充電泵時間窗控制電路106的計數器140。同時在校準模式下，DCM電路100激活CLK_SEL信號以指示多路器(MUX)142選擇CLK_CALIB時鐘校準信號並且將該信號傳遞到多路器的輸出。CLK_CALIB時鐘校準信號是一個表現出已知佔空比例如50％的參考時鐘信號。MUX 142的CLK_CALIB輸入連接到計數器140的時鐘輸入CLK。以這種方式，MUX 142和計數器140同時接收CLK_CALIB信號。計數器140的COUNT_EN輸入上的邏輯高激活充電泵時間窗控制電路106的計數器140。由此，計數器140現在開始對它在它的CLK輸入上接收的校準時鐘脈衝進行計數。但是，在這樣的計數開始前，DCM電路100將一個表現出邏輯低的初始控制阻擋信號，INIT_CTL_B，發送給計數器140的RESET_B輸入。這在計數開始前將計數器140中的計數重置為零。然後計數器140開始從零開始向上計數直到它達到預定數量的時鐘脈衝，這時計數器140將它的CARRY(進位)位從零翻轉到1以信號通知計時窗結束。INIT_CTL_B信號發生器(沒有示出)產生INIT_CTL_B信號。
在由控制器140控制的計時窗期間，IUP電流源114和IDN電流源120都導通。由此，IUP電流源114將電流提供給節點122和電容器124。此外，在計時窗期間，IDN電流源120從節點122和電容器124接收或汲取電流。更詳細地，在計時窗(TW)期間，當計數器140從零開始向上計數時，計數器140的CARRY輸出表現出邏輯低或零。CARRY輸出產生一個表示時序窗結束的TIME-UP信號。TIME-UP信號中的該邏輯零反轉為與門136的反相輸入上的邏輯高或1。與門136的另一輸入也是邏輯高或1，因為一旦節點122上的電壓VC達到VDD/2初始值，比較器128的輸出就切換到邏輯高。由此，由於與門136的兩個輸入表現出邏輯高，與門136的輸出也表現出邏輯高。反相器138將該邏輯高轉化為邏輯低，然後將該信號作為使能信號IUP_CTL提供給IUP電流源114。IUP電流源114是一個低有效裝置，由此在IUP電流源114的使能輸入上的邏輯低IUP_CTL信號使得IUP電流源114導通。
如圖1中所看到的一樣，與門136的輸出也連接到IDN電流源120的使能輸入。由此，與門136在其輸出上將邏輯高信號作為使能信號IDN_CTL提供給IDN電流源120的使能輸入。IDN電流源120是一個高有效裝置，由此其使能輸出上的邏輯高信號使得IDN電流源120導通。由此，在計時窗TW期間，IUP電流源114和IDN電流源120兩者都導通以分別對電容器122進行充電和放電。
儘管IUP電流源114和IDN電流源120在計時窗期間表現出使能狀態或導通狀態，但是電流並不從這些使能電流源流出，除非PFET 116或NFET 118導通以準許這樣的電流流動。但是在實際實踐中，在計時窗期間，MUX 142輸出上的CLK_IN時鐘信號指示PFET 116和NFET118交替地導通。由此，充電泵電路102的IUP和IDN電流源確實激活以在計時窗期間提供激活的充電泵。當IUP電流源114導通時，IDN電流源120斷開，反之亦然。當比較器128輸出上的INIT_DONE信號從低躍變為高時，這個動作將使計數器140的COUNT_EN計數使能輸入變為高。隨著計數器140現在被啟用，計數器140開始時間窗TW並且開始對它的CLK輸入上的時鐘脈衝進行計數。換句話說，計數器140對該時間窗期間已知佔空比的CLK_CALIB時鐘校準信號的脈衝進行計數。在計數器140向上計數到預定數量的脈衝之後時間窗結束。在到達時間窗結尾時，計數器140將一個邏輯1發送給它的CARRY輸出，由此給與門136的反相輸入接收的TIME_UP信號提供一個邏輯1值。這個動作使與門136的輸出躍變為邏輯低，由此禁用IUP電流源114和IDN電流源120。
每個時鐘脈衝包括一個邏輯高部分和一個邏輯低部分。依賴於特定時鐘脈衝的佔空比，邏輯高可以在持續時間上等於邏輯低以提供50％的佔空比。如果在持續時間上時鐘信號脈衝的邏輯高比邏輯低長，那麼這個時鐘信號表現出一個大於50％的佔空比。如果在持續時間上時鐘信號脈衝的邏輯低比邏輯高長，那麼這個時鐘信號表現出一個小於50％的佔空比。以下描述了充電泵電路102對於下述不同情況是如何工作的MUX 142的輸出上的時鐘信號表現出一個50％的佔空比、一個大於50％的佔空比以及一個小於50％的佔空比。
PFET 116是一個低有效裝置，因為當它在它的輸入或門上接收到一個邏輯低信號時它導通。NFET 118是一個高有效裝置，因為當它在它的輸入或門上接收到一個邏輯高信號時它導通。由此，當PFET 116接收到一個邏輯低信號時，例如在時鐘脈衝的低部分期間，則PFET 116導通以允許IUP電流源114在時鐘脈衝的低部分期間給電容器124充電。對於時鐘信號的低部分，在PFET 116導通的同時，NFET 118截止。當NFET 118接收到一個邏輯高信號時，例如在時鐘脈衝的高部分期間，則NFET 118導通以允許IDN電流源120在時鐘脈衝的高部分期間從電容器124消耗電流。換句話說，在時鐘脈衝的低部分期間，IUP電流源114使電流進入電容器124並且給電容器124充電。但是，在時鐘脈衝的高部分期間，IDN電流源120從電容器124中接收電流並且給電容器124放電。
MUX 142給充電泵電路102提供的時鐘信號，CLK_IN，包括時間窗TW期間的一串脈衝。這串時鐘脈衝中的每個脈衝包括一個邏輯低部分和一個邏輯高部分。如果邏輯低部分和邏輯高部分表現出相同的持續時間，如在50％佔空比時鐘信號的情況下，那麼隨著時間推移，IUP電流源114將給電容器124充上和IDN電流源120使電容器124消耗的相同的電量。在這種情況下，跨電容器124的電壓VC將保持在它的初始值，也就是VDD/2。由此，對於50％佔空比的方案，時間窗TW結束時的電壓VC和時間窗TW開始時的電壓VC相同。
但是，如果每個脈衝的邏輯高部分表現出比邏輯低部分更長的持續時間，如在大於50％佔空比時鐘信號的情況下，那麼隨著時間推移，IDN電流源120將從電容器124消耗多於IUP電流源114補給或提供給電容器124的電量。在這種情況下，在時間窗TW期間跨電容器124的電壓VC將從初始值即VDD/2減少到時間窗TW結束時的一個較小的結束電壓VC。
在另一個方案中，如果每個脈衝的邏輯低部分表現出比邏輯高部分更長的持續時間，如在小於50％佔空比的時鐘信號的情況下，那麼隨著時間推移，IUP電流源114給電容器124提供多於IDN電流源120從電容器124消耗或接收的電量。在這種情況下，在時間窗TW期間跨電容器124的電壓VC將從初始值即VDD/2增加到時間窗TW結束時的一個較大的結束電壓VC。
當在校準模式下時，IHS 200採集有關多個不同數據點的校準信息或數據。更具體地，IHS 200採集校準信息，例如CLK_CALIB信號的佔空比和頻率以及對應的結果電壓VC。為了實現這種數據採集，IHS 200中一個控制應用程式或控制軟體217指示時鐘電路改變由時鐘電路220給DCM電路100提供的CLK_CALIB時鐘校準信號佔空比和頻率。在這一功能中，控制軟體217充當一個控制機制。對於CLK_CALIB信號的每個佔空比和頻率值，IHS 200確定並存儲對應的VC_OUT電壓值。在隔離緩衝器電路112進行緩衝之後，VC_OUT電壓值和節點122上的電壓VC相同。在一個實施例中，如圖2所看到的，控制軟體217在IHS200中充當一個控制機制，將時鐘頻率、時鐘佔空比以及對應VC_OUT電壓值存儲入查找表210。下面的表1示出了存儲操作狀態信息如佔空比測量(DCM)信息的典型查找表(LUT)210。
表1-查找表(LUT)
參考表1，IHS 200首先給DCM電路的輸入110B提供一個表現出1GHz頻率和30％佔空比的CLK_CALIB時鐘信號。然後IHS 200檢測在輸出100C上的結果VC_OUT值，也就是初始VDD/2電壓值加上某一增量值，Delta2。對於一個典型的DCM電路100，其中IUP和IDN＝150μA，電容器124＝24pF，以及時間窗(TW)等於50nS，IHS 200檢測到輸出100C上的VC_OUT為0.85v。為了檢測或觀測VC_OUT電壓，在一個實施例中，處理器205包括一個將模擬電壓VC_OUT轉換為一個數字等效電壓值的模擬數字(A/D)轉換器225。由此，在當前的實例中，IHS 200將下列值或其數字等效值存儲入查找表210(上面的表1)的第一行中，也就是1GHz，50％佔空比，以及0.85v。在將這些數據點存儲入查找表中之後，IHS 200就將一個表現出1GHz時鐘頻率和40％佔空比的CLK_CAILB信號發送給DCM電路200。IHS 200觀測結果VC_OUT電壓並將該電壓值連同頻率和佔空比信息存儲入查找表210(上面的表1)的第二行中。IHS 200繼續改變CLK_CALIB信號的佔空比以獲得對應VC_OUT電壓值並將這些值存儲入查找表210直到表完成。
在一個實施例中，IHS 200可以將CLK_CALIB信號的頻率改變為其他頻率，例如2GHz和3GHz，並採集對應的VC_OUT電壓值，以便如上所示地存儲在查找表210(表1)中。無論頻率為多少，表現出相同佔空比的CLK_CALIB信號都將導致近似相同的VC_OUT電壓值。例如，對於相同觀測時間窗(TW)，表現出30％佔空比的一個2GHz或3GHz的CLK_CALIB信號將引發相同IUP電流和IDN電流量，由此導致相同的VC_OUT。這也適用於其他CLK_CALIB佔空比。
一旦IHS 200將已完成的查找表210存儲入存儲器215，DCM電路100就準備好從校準模式切換到測試模式以測量具有未知佔空比的到來數位訊號的佔空比。如上所述，在校準模式期間，時鐘電路220給DCM電路100提供校準時鐘信號CLK_CALIB。在測試模式下，在充當控制機制的控制軟體217的指導下，時鐘電路220也給DCM電路100提供一個未知佔空比的CLK_TEST信號。CLK_TEST信號是一個未知佔空比的時鐘信號，DCM電路100對其進行分析以確定其佔空比。在一個可選實施例中，不同於時鐘電路220的一個獨立時鐘電路可以給DCM電路100提供一個未知佔空比的CLK_TEST信號。在任一情況下，通過與校準模式下較早將CLK_CALIB施加給充電泵102相同的方式將其施加給充電泵102，DCM電路100確定CLK_TEST信號的佔空比。但是，當時鐘電路220給DCM電路100施加CLK_TEST信號時，IHS 200判定CLK_SEL信號使得在MUX 142上選擇CLK_TEST信號而非CLK_CALIB信號。現在MUX 142給充電泵102提供CLK_CALIB信號作為CLK_IN信號。IHS 200測量在輸出100C上的結果VC_OUT信號以及向控制軟體217報告該信息。
在一個實施例中，然後控制軟體217訪問查找表210並確定已存儲在該表中的代表2個最接近VC_OUT值的數據點。程序217在這兩個值之間進行內推以確定對應於所測量VC_OUT值的CLK_TEST信號的實際佔空比。VC_OUT電壓隨著CLK_IN信號線性地改變。線性關係促使內推出實際佔空比值。在另一個實施例中，控制軟體將從其他佔空比和VC_OUT數據點出發沿著由LUT 210中數據點所構成的直線外推當前CLK_IN信號的佔空比。在一個實施例中，控制軟體217向顯示器230發送已確定的CLK_TEST測試信號的佔空比值，以便測試操作人員或其他用戶進行查看。
如圖2中所見，IHS 200包括將處理器205連接到存儲器215以及視頻圖像控制器240的總線235。顯示器230連接到視頻圖像控制器240。非易失性存儲器245，例如硬碟驅動器、CD驅動器、DVD驅動器、或其他非易失性存儲器，連接到總線235，以便為IHS 200提供永久的信息存儲。由此非易失性存儲器245充當永久的數據存儲器。作業系統250從非易失性存儲器245載入存儲器215以控制IHS 200的操作。控制軟體217和查找表210也從非易失性存儲器載入存儲器215。I/O裝置255，例如鍵盤和滑鼠指示裝置，連接到總線235。一個或更多擴展總線260，例如USB、IEEE 1394總線、ATA、SATA、PCI、PCIE以及其他總線，連接到總線235，以使外圍設備和裝置連接到IHS 200。網絡適配器265連接到總線235，以使得IHS 200能夠通過線纜或無線地連接到網絡和其他信息處理系統。儘管圖2示出了一個採用處理器205的IHS，但是IHS可能採取多種形式。例如，IHS 200可能採取臺式計算機、伺服器、可攜式計算機、膝上型計算機、筆記本計算機、或其他形式因素計算機或數據處理系統的形式。IHS 200可能採取其他形式因素，例如遊戲裝置、個人數字助理(PDA)、可攜式電話裝置、通信裝置或其他包括處理器和存儲器的裝置。
圖3A是一幅時序圖，其示出了當對表現出大於50％佔空比的時鐘信號CLK_IN進行操作時，DCM電路100採用的時序、控制和數據信號。更特別地，圖3A是幅度相對於時間的曲線圖，其顯示了INIT_CTL_B信號、INIT_DONE信號、CLK_IN信號、TIME_UP信號和在節點122上的VC電壓。INIT_CTL_B信號在躍變300上從高躍變為低，以指示VC初始化控制電路110將節點電壓VC初始化為VDD/2的初始值。INIT_CTL_B信號的躍變300還指示計數器140將它的計數重置為零，使得計數器140準備好一旦時間窗(TW)開始便計數。當初始化完成時，也就是當節點122到達初始電壓VDD/2時，INIT_DONE信號在躍變305上從低躍變為高以開始時間窗(TW)。
CLK_IN代表校準模式的CLK_CALIB時鐘信號或測試模式的CLK_TEST時鐘信號中的任一個，取決於CLK_SEL信號在MUX 142上選擇這些模式中的哪一個。在涉及校準模式的主題例子中，CLK_SEL信號選擇CALK_CALIB信號作為CLK_IN信號。在節點122初始化為電壓VDD/2之後，INIT_DONE信號立即在躍變305上躍變到邏輯高以開始時間窗TW。在窗TW期間，計數器140對CLK_IN脈衝進行計數直到到達定義了窗TW的持續時間的預定數量的脈衝。當到達預定數量的CLK_IN脈衝時計數器140停止計數。作為響應，計數器140的CARRY輸出變為高，由此在躍變310上TIME_UP信號從低躍變到高以結束時間窗TW。在其中時鐘信號CLK_IN的佔空比大於50％的這個方案中，在每個脈衝周期上IDN電流源120從電容器124接收電流的總計時間超過IUP電流源114為電容器124泵入或提供電流的總計時間。由此，在時間窗TW的持續時間上，交替地進行向電容器124提供電流以及從電容器124接收電流，產生一個鋸齒狀的曲線315，其幅度隨著時間推移而減小，直到在時間窗TW結束時它到達最終的VC_OUT值。電壓VC隨時間推移從初始VDD/2減少，因為在整個時間窗TW的持續時間中，從節點122接收的電流多於向節點122提供的電流。在一個實施例中，測試模式下的時間窗TW持續時間和校準模式下的時間窗TW持續時間相同。
圖3B是一幅時序圖，示出了當對表現出等於50％佔空比的時鐘信號CLK_IN進行操作時，DCM電路200採用的時序、控制和數據信號。在其中時鐘信號的佔空比等於50％的這個方案中，在每個脈衝周期上IUP電流源114向電容器124提供電流的總計時間等於IDN電流源120從電容器124向地排出電流的總計時間。由此，在時間窗TW的持續時間上，向電容器124提供電流，並從電容器124接收電流，產生一個鋸齒狀的曲線320，其以與開始時的電壓值VDD/2基本相同的電壓值結束。在圖3B中，INIT_CTL_B信號在躍變330上從高躍變到低以開始校準模式，節點122被初始化為預定電壓VDD/2。INIT_DONE信號在躍變325上從低躍變到高，以結束將節點122初始化為電壓VDD/2的步驟，並通過開始時間窗TW來開始測試模式。如以前那樣，計數器140在時間窗TW期間對CLK_IN信號的脈衝進行計數，直到時間窗結束。在時間窗TW結束時，CARRY輸出和TIME_UP信號在躍變335從低躍變到高，這樣表示時間窗結束和計數結束。在一個實施例中，50％佔空比情況下時間窗的持續時間與大於50％佔空比情況下時間窗的持續時間相同。
圖3C是一幅時序圖，示出了當對表現出小於50％佔空比的時鐘信號CLK_IN進行操作時，DCM電路100採用的時序、控制和數據信號。在其中時鐘信號的佔空比小於50％的這個方案中，在每個脈衝期期間IUP電流源114向電容器124提供電流的總計時間超過IDN電流源120從電容器124向地排出電流的總計時間。由此，在時間窗TW的持續時間上，向電容器124提供電流，並從電容器124接收電流，產生一個鋸齒狀的曲線340，其幅度隨時間推移而增大，直到到達時間窗TW結束時的最終VC_OUT值。在圖3C中，INIT_CTL_B信號在躍變345上從高躍變到低，以開始校準模式，將節點122初始化為預定電壓VDD/2。INIT_DONE信號在躍變350上從低躍變到高，以結束將節點122初始化為電壓VDD/2的步驟，並通過開始時間窗TW來開始測試模式。如以前那樣，計數器140在時間窗TW期間對CLK_IN信號的脈衝進行計數，直到時間窗結束。在時間窗TW結束時，CARRY輸出和TIME_UP信號在躍變335從低躍變到高，這樣表示時間窗結束和計數結束。在一個實施例中，小於50％佔空比情況下時間窗的持續時間與大於50％佔空比情況下以及等於50％佔空比情況下時間窗的持續時間相同。此外，校準模式下時間窗TW的持續時間和測試模式下時間窗TW的持續時間相同。
圖4是描述DCM電路100用於測量二進位數位訊號如IHS 200中的時鐘信號的佔空比的方法的流程圖。在一個實施例中，當IHS 200和DCM電流100執行如圖4的流程圖所示的步驟時，控制軟體217控制IHS 200和DCM電路100的操作。可選地，IHS 200可能包括實現流程4中的時序操作和功能的控制硬體電路(沒有示出)。當IHS 200判定INIT_CTL_B初始化信號在躍變300上從高躍變到低時，DCM電路100在方框400中進入校準模式。在一個實施例中，軟體217控制INIT_CTL_B和INIT_DONE信號的生成，這兩個信號按照流程4的方法控制DCM電路的操作。控制軟體217也可以控制DCM電路100的當前模式，也就是指示DCM電路100在校準模式或測試模式下進行操作。可選地，控制電路(沒有示出)也可以提供這個控制功能性。但是，在所示實施例中，軟體217控制產生與圖3A-圖3C中的時序圖一致的INIT_CTL_B信號。控制軟體217或控制電路將一個CLK_SEL時鐘選擇信號發送給MUX 142，該信號指示MUX 142選擇CLK_CALIB時鐘校準信號。然後MUX 142將CLK_CALIB信號提供給充電泵102作為CLK_IN信號，如方框405所示。換句話說，CLK_SEL信號選擇CLK_CALIB信號，也就是一個表現出未知佔空比和頻率的時鐘信號。然後如方框410所示，DCM電路100將計數器140重置為零並將電容器124充電到一個等於VDD/2的電壓值VC。如方框410所示，一旦電容器124上的電壓到達VDD/2，控制軟體217或控制電路就在躍變305上將INIT_DONE信號從低躍變到高以指示IINIT電流源134斷開並使電流源134不再對電容器124中充電。
校準模式繼續，如方框415所示，一旦電容器124上的電壓到達預定初始電壓電平，即VDD/2，INIT DONE信號的躍變305就激活IUP和IDN電流源。INIT_DONE信號的躍變305也激活計數器140，使其開始對CLK_CALIB脈衝計數，由此標記時間窗(TW)開始。計數器140對時鐘脈衝計數，直到到達定義了時間窗TW的結束的預定數量。在時間窗TW的整個持續時間上，IUP和IDN電流源交替地向電容器124提供電流和從電容器124消耗電流。如方框420所示，當計數器140到達觸發計數器140的CARRY輸出以使TIME_UP信號在310上躍變的預定計數值時，時間窗TW結束。在時間窗TW結束時保留的VC電壓值經過隔離緩衝器112並變成電壓VC_OUT。在隔離緩衝器112的緩衝動作之後，VC_OUT電壓和節點122上的VC電壓相同。
如方框425所示，IHS 200的控制軟體217讀取VC_OUT電壓值。然後如方框430所示，控制軟體217將該電壓值連同當前的CLK_CALIB信號的已知佔空比和頻率一起存儲為查找表210中的條目。在一個實施例中，控制軟體217使用表現出幾種不同已知佔空比和頻率的CLK_CALIB信號進行校準操作。控制軟體217將針對每個佔空比/頻率組合的結果VC_OUT電壓值存儲入查找表210。方框435進行測試以確定IHS 200是否已經循環通過(cycle through)了CLK_CALIB信號的所有已知佔空比/頻率組合。查找表210可以包括任意數量的佔空比、頻率和對應VC_OUT電壓條目。但是，校準模式下IHS 200收集的條目或數據點的數量越多，當IHS 200從校準模式切換到測試模式時，針對預期測試時鐘信號來確定佔空比就變得越精確。如果查找表210還沒有完成，那麼按照方框440，IHS 200前進到下一個CLK_CALIB時鐘信號。處理流程繼續返回方框405。處理程序繼續，直到決定方框435確定查找表210完成。
當決定方框435確定查找表完成時，然後DCM 100按照方框445進入測試模式。在測試模式下，DCM電路100測量在測試輸入100A上的未知佔空比信號的佔空比。測試模式和上面的校準模式不同，在校準模式中DCM電路100通過確定IHS 200從DCM電路100在輸入100B上接收到的多個不同已知佔空比信號中獲取的典型數據點、VC_OUT來校準DCM電路100自身。當DCM電路100進入測試模式時，按照方框450，控制軟體217或等效的控制硬體通過使用CLK_SEL信號的指示，在MUX 142上選擇CLK_TEST信號。方框450執行類似於上面所討論的方框405的選擇功能，除了方框450是選擇未知佔空比的信號之外。按照方框455，然後DCM電路100重置計數器140並將電容器214上的電量初始化到預定初始值VDD/2。方框455表現出與上面所討論的方框410相同的功能。方框460和465分別以與方框415和420類似的方式開始時間窗TW和結束時間窗TW。由此，測試模式採用和校準模式相同持續時間的時間窗TW。當時間窗TW在方框465中結束時，按照方框475，控制軟體217讀取在輸出100C上的當前VC_OUT電壓。一旦軟體217取得VC_OUT電壓，軟體217就訪問查找表210並選擇最接近DCM電路100所讀取的當前VC_OUT電壓的已存儲VC_OUT電壓。在一個實施例中，IHS 200顯示查找表210中最接近地近似於當前VC_OUT電壓的佔空比。當查找表210包括大量數據點時，也就是VC_OUT和對應的佔空比值和頻率，這種方法是最精確的。在另一個實施例中，通過選擇兩個最接近當前VC_OUT值的VC_OUT電壓值並在兩個對應的佔空比之間內推，控制軟體217可以近似得到在輸出100C上的當前VC_OUT信號的佔空比。這種方法可得到高度精確的內推佔空比值。測量方法在結束方框485中結束。
圖5是在幾個數據點上VC_OUT電壓相對於對應佔空比的典型曲線圖。在這個特定的實例中，時間窗是50nS，來自IUP和IDN電流源的電流是150μA，以及電容器124的電容是24pF。被觀測的VC_OUT電壓隨著CLK_IN信號佔空比的增大而線性地減小。換句話說，被觀測的VC_OUT電壓隨著CLK_IN信號佔空比的增加而相反地改變。當在測試模式下時，控制軟體217接收當前VC_OUT電壓，經由查找表210訪問圖5的曲線圖，並選擇對應於當前VC_OUT電壓的佔空比值。
圖6是佔空比測量(DCM)電路600的框圖，該電路結合反饋機制操作以校正由一個可編程的佔空比時鐘發生器給DCM電路600提供的參考時鐘信號的佔空比。DCM電路600和圖1的DCM電路100基本相同。當DCM電流600和圖1的DCM電路100對比時，相似的標號表示相似的元件。如DCM電路100的情況那樣，在DCM電路600的輸出600C上的VC_OUT信號提供關於輸入600A上的當前時鐘信號佔空比的指示。
圖7描述了一個信息處理系統(IHS)700，其包括佔空比測量(DCM)電路600以確定和調節可編程佔空比時鐘發生器605為DCM電路600提供的時鐘信號的佔空比。在圖7所示的實施例中，集成電路(IC)705以與圖2中的集成電路205類似的方式包括襯底或晶片上的佔空比測量電路600以及其他功能塊。IC 705可能表現出幾種不同配置，例如處理器、微處理器、微控制器和實質上希望對其進行佔空比測量的任何數字邏輯電路。在圖7所示的特定實施例中，IC 705是一個處理器，其在IHS700中的功能是測量DCM電路600接收的測試時鐘信號CLK_TEST的佔空比。圖7的IHS 700類似於圖2的IHS 200。當IHS 700和IHS 200對比時，相似的標號表示相似的元件。
回到圖6，可編程佔空比時鐘發生器電路605如圖所示地連接到DCM電路600。控制軟體717或等效的控制硬體以與圖2的控制軟體217類似的方式控制DCM電路600的操作和時序。更具體地，控制軟體717與圖7的IHS 700協作，以與軟體217控制圖2的DCM電路100的校準的方法類似的方式控制DCM電路600的校準。控制軟體717也控制可編程佔空比時鐘發生器605給輸入600A提供的CLK_TEST信號的佔空比的測量。在圖6和圖7所示的實施例中，控制軟體717與可編程佔空比時鐘發生器605協作以改變和校正時鐘發生器605給DCM電路600提供的時鐘信號的佔空比中的誤差。更特別地，DCM電路600採用控制軟體717和可編程時鐘發生器605作為反饋機制以調節或改變時鐘信號的佔空比，直到該時鐘信號的佔空比等於或近似等於預定的期望佔空比值。
控制軟體717結合IHS700的其餘功能塊工作，以將CLK_TEST信號的當前測量佔空比提供給圖6中所示可編程時鐘發生器605的當前測量佔空比寄存器610。由此寄存器610存儲已測量的當前時鐘信號CLK_TEST的佔空比，該時鐘信號由可編程時鐘發生器605提供給DCM電路600的輸入600A。寄存器615存儲CLK_TEST信號的期望佔空比。測試操作者可以可編程地將期望佔空比值，例如50％，輸入到期望佔空比寄存器615中。然後，誤差檢測器620，例如一個比較器電路，將寄存器610中的已測量佔空比與寄存器610中的期望佔空比進行比較。作為響應，誤差檢測器620產生一個指出當前測量佔空比不同於期望佔空比的程度的誤差信號。響應於該誤差信號，可編程時鐘發生器605改變其產生的時鐘信號的佔空比，以減小實際測量佔空比和期望佔空比之間的差異。在這樣的時鐘佔空比調節之後，DCM電路600再次測量當前佔空比。如果在測量時鐘佔空比與期望時鐘佔空比之間仍存在任何差異，那麼控制軟體717和可編程時鐘發生器605進一步調節時鐘信號CLK_TEST的佔空比。以這種方式，IHS 700提供一種反饋機制，其使實際測量佔空比與期望佔空比之間的任何佔空比誤差基本趨向零或一個非常小的值。
圖7的IC 705包括一個A/D轉換器725，其以類似於圖2中的A/D轉換器225的方式操作，將VC_OUT電壓轉換為控制軟體717所採用的數字值。以這種方式，IC 705和DCM電路600將佔空比信息提供給控制軟體717。
圖8示出了描述控制軟體717控制下的佔空比測量(DCM)電路600的操作的流程圖。按照方框800，DCM電路600最初在校準模式下操作以便以與圖4的流程圖中的方框400-440類似的方式建立VC_OUT數據點和對應的佔空比值。按照方框805，然後控制軟體717將DCM電路600切換到測試模式。按照方框810，然後DCM電路600測量可編程佔空比時鐘發生器電路605給輸入600A提供的時鐘信號的當前佔空比。按照決定方框815，然後可編程佔空比時鐘發生器605中的誤差檢測器620將當前測量佔空比與期望佔空比進行比較。更特別地，誤差檢測器620執行測試以確定當前測量佔空比是否等於期望佔空比。如果當前測量佔空比等於期望佔空比，那麼處理流程繼續回到方框805，從那裡進一步的測試繼續以保證沒有誤差或誤差最小。但是，如果決定方框815確定當前測量佔空比不等於期望佔空比，則按照方框820，誤差檢測器620產生一個指出誤差量的誤差信號。作為響應，按照方框825，可編程佔空比時鐘發生器605中的時鐘發生器電路625將改變當前時鐘信號的佔空比以校正誤差信號所指出的誤差量。按照方框830，誤差檢測器620繼續監控新的當前測量佔空比以觀察誤差現在是否等於零，也就是當前測量佔空比是否等於或近似等於期望佔空比。如果誤差情況發生，則處理流程繼續回到框805，提供連續的誤差監控和反饋。以這種方式，結合控制軟體而操作的可編程佔空比時鐘發生器605提供一個反饋機制，其使測試時鐘信號的當前測量佔空比和期望佔空比之間的誤差基本趨向零或最小值。在一個實施例中，控制軟體717可以包括當前佔空比寄存器610和期望佔空比寄存器615的存儲功能。此外，控制軟體717還可以包括誤差檢測器620的誤差檢測功能。在這樣一個實施例中，控制軟體717將一個誤差信號提供給時鐘發生器625，控制時鐘發生器625產生的輸出時鐘信號的佔空比。此外，如圖7所述，控制軟體717還可以控制對查找表210中的VC_OUT值以及對應佔空比和頻率的存儲。
本領域普通技術人員將意識到，已公開的各種結構，例如控制應用程式217、控制應用程式717、查找表(LUT)210、當前測量佔空比寄存器610、期望佔空比寄存器615可以以硬體或軟體形式實現。此外，圖4和圖8的流程圖的方框所表現的方法可以包含在一個電腦程式產品中，例如媒體磁碟、媒體驅動器、或其他媒體存儲器中。
在一個實施例中，所公開的方法可以實現為一個應用程式，也就是代碼模塊中的一組指令(程序代碼)，其例如可以駐留在圖2中的IHS 200或圖7中的IHS 700的系統存儲器215中。在由處理器205或705請求之前，這組指令可以存儲在另一個存儲器，例如，如硬碟驅動器之類的非易失性存儲器245中，或諸如光碟或軟盤270之類的可移動存儲器中，或者可以經由網際網路或其他計算機網絡下載。由此，所公開的方法可以以將在諸如IHS 200或IHS 700之類的計算機中使用的一個電腦程式產品的形式實現。應當注意，在這樣一個實施例中，實現控制軟體717的功能或其他系統功能的代碼可以存儲在系統存儲器215中，而處理器705執行該編碼。另外，儘管上述的各種方法可以方便地實現在選擇性地由軟體激活或改裝的通用計算機中，但是本領域的普通技術人員也能夠理解，這些方法可以在硬體、固件或構造為執行所要求的方法步驟的更專門的設備中實現。
上述內容公開了一個信息處理系統(IHS)，在一個實施例中，它測量數位訊號如時鐘信號的佔空比。在另一個實施例中，IHS同時測量和校正數位訊號如時鐘信號的佔空比。
根據對本發明的該描述，本發明的修改或可選實施例對於本領域普通技術人員來說是顯而易見的。從而，本描述教導了本領域普通技術人員實現本發明的方式，並且本描述只能理解為是說明性的。所示和所述的本發明形式組成了現在的實施例。本領域普通技術人員可能在各部分的外形、大小和排列上做出各種各樣的變化。例如，本領域普通技術人員可以以等效的元件替換這裡所說明以及所描述的元件。此外，在不偏離本發明的範圍的情況下，本領域普通技術人員在得到本發明描述的啟發之後，可以使用本發明的某些特徵而不依賴於其他特徵的使用。
權利要求
1.一種確定數位訊號的佔空比的方法，該方法包括通過佔空比測量(DCM)電路在校準模式下的操作，將多個電壓值和對應佔空比值存儲到數據存儲器中，每個電壓值依賴於相應的佔空比值；通過佔空比測量(DCM)電路在測試模式下的操作，確定表現出未知佔空比的測試時鐘信號的佔空比，所述在測試模式下的操作步驟包括通過DCM電路中的充電器電路，接收表現出未知佔空比的測試時鐘信號；通過所述充電器電路，將DCM電路中的電容器充電到一個依賴於測試時鐘信號的佔空比的測試電壓值；以及通過控制機制，訪問數據存儲器以確定對應於測試電壓值的佔空比。
2.根據權利要求1所述的方法，其中數據存儲器中的電壓值隨著數據存儲器中的佔空比值線性變化。
3.根據權利要求1所述的方法，其中將DCM電路置於一個集成電路(IC)上，DCM電路確定該IC的測試時鐘信號的佔空比。
4.根據權利要求1所述的方法，其中充電步驟採用充電泵給電容器充電。
5.一種確定數位訊號的佔空比的方法，該方法包括佔空比測量(DCM)電路在校準模式下的操作，包括通過DCM電路中的充電器電路，接收多個參考時鐘信號，每個參考時鐘信號表現出不同的已知佔空比並在不同的基本相等的時間周期期間被接收，DCM電路包括電容器；通過所述充電器電路，將電容器充電到多個電壓值，每個參考時鐘信號表現出不同的已知佔空比值，該佔空比值使得充電電路將電容器充電到不同的相應電壓值；針對相應的參考時鐘信號，在數據存儲器中存儲多個電壓值和對應的已知佔空比值；佔空比測量(DCM)電路在測試模式下的操作，包括通過充電器電路，接收表現出未知佔空比的測試時鐘信號；通過充電器電路，將電容器充電到對應於測試時鐘信號的佔空比的電壓值；以及通過控制機制，訪問數據存儲器以確定測試時鐘信號的電壓值所對應的佔空比。
6.根據權利要求5所述的方法，其中充電器電路包括充電泵，該方法包括通過充電泵對電容器進行充電。
7.根據權利要求6所述的方法，進一步包括當DCM電路在校準模式下操作時將電容器初始化在一個預定電壓值上。
8.根據權利要求7所述的方法，其中在測試模式期間，測試時鐘信號包括在相應脈衝時間周期內的多個脈衝，每個脈衝表現出具有各自的持續時間的第一邏輯狀態和第二邏輯狀態，第一邏輯狀態和第二邏輯狀態各自的持續時間定義了測試時鐘信號的佔空比，充電泵在第一邏輯狀態期間給電容器充電而在第二邏輯狀態期間給電容器放電，電容器上的結果電壓值由此對應於測試時鐘信號的佔空比。
9.根據權利要求8所述的方法，其中在校準模式期間，每個參考時鐘信號包括在相應時間周期內的多個脈衝，每個脈衝表現出具有各自的持續時間的第一邏輯狀態和第二邏輯狀態，第一邏輯狀態和第二邏輯狀態各自的持續時間定義了每個參考時鐘信號的佔空比，充電泵在第一邏輯狀態期間給電容器充電而在第二邏輯狀態期間給電容器放電，電容器上的結果電壓值由此對應於相應參考時鐘信號的已知佔空比值。
10.根據權利要求9所述的方法，其中在校準模式期間對於每個參考時鐘信號，充電電路給電容器充電時間相同。
11.根據權利要求10所述的方法，其中在測試模式期間充電電路給電容器充電的時間量與在校準模式期間充電電路給電容器充電的時間量相同。
12.根據權利要求5所述的方法，其中控制機制根據存儲在數據存儲器中的電壓值和相應的佔空比值內推確定對應於測試時鐘信號的佔空比。
13.根據權利要求5所述的方法，其中控制機制根據存儲在數據存儲器中的電壓值和相應的佔空比值外推確定對應於測試時鐘信號的佔空比。
14.一種確定數位訊號的佔空比的佔空比測量系統，該系統包括數據存儲器；佔空比測量(DCM)電路，連接到所述數據存儲器，DCM電路在校準模式下操作以將多個電壓值和對應的佔空比值存儲到數據存儲器中，每個電壓值依賴於相應的佔空比值；以及控制機制，連接到DCM電路，配置為在校準模式下控制DCM電路並配置為在測試模式下控制DCM電路，在測試模式中該系統確定表現出未知佔空比的測試時鐘信號的佔空比；DCM電路包括在測試模式下操作以接收測試時鐘信號的充電器電路，充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴於測試時鐘信號的佔空比的測試電壓值，控制機制在測試模式下操作以訪問數據存儲器以確定對應於測試電壓值的佔空比。
15.根據權利要求14所述的系統，其中充電器電路包括充電泵，該充電泵將電容器充電到依賴於測試時鐘信號的佔空比的測試電壓。
16.根據權利要求14所述的系統，其中當DCM電路在校準模式下操作時，充電器電路將電容器初始化在一個預定的電壓值上。
17.根據權利要求14所述的系統，其中在測試模式期間，測試時鐘信號包括在相應時間周期內的多個脈衝，每個脈衝表現出具有各自的持續時間的第一邏輯狀態和第二邏輯狀態，第一邏輯狀態和第二邏輯狀態各自的持續時間定義了所述測試時鐘信號的佔空比，所述充電泵在第一邏輯狀態期間給電容器充電而在第二邏輯狀態期間給電容器放電，電容器上的結果電壓值由此對應於測試時鐘信號的佔空比。
18.根據權利要求17所述的系統，其中在校準模式期間，每個參考時鐘信號包括在相應時間周期內的多個脈衝，每個脈衝表現出具有各自的持續時間的第一邏輯狀態和第二邏輯狀態，第一邏輯狀態和第二邏輯狀態各自的持續時間定義了每個參考時鐘信號的佔空比，充電泵在第一邏輯狀態期間給電容器充電而在第二邏輯狀態期間給電容器放電，電容器上的結果電壓值由此對應於相應參考時鐘信號的已知佔空比值。
19.根據權利要求18所述的系統，其中在校準模式期間對於每個參考時鐘信號，充電電路給電容器充電時間相同。
20.根據權利要求19所述的系統，其中在測試模式期間充電電路給電容器充電的時間量與在校準模式期間充電電路給電容器充電的時間量相同。
21.根據權利要求14所述的系統，其中控制機制根據存儲在數據存儲器中的電壓值和相應的佔空比值內推確定對應於測試時鐘信號的佔空比。
22.根據權利要求14所述的系統，其中控制機制根據存儲在數據存儲器中的電壓值和相應的佔空比值外推確定對應於測試時鐘信號的佔空比。
23.一種確定數位訊號的佔空比的信息處理系統(IHS)，所述信息處理系統包括處理器；連接到所述處理器的數據存儲器；佔空比測量(DCM)電路，連接到所述數據存儲器，DCM電路在校準模式下操作以將多個電壓值和對應的佔空比值存儲到數據存儲器中，每個電壓值依賴於相應的佔空比值；以及控制機制，置於所述數據存儲器中，配置為在校準模式下控制DCM電路並配置為在測試模式下控制DCM電路，在測試模式中所述系統確定表現出未知佔空比的測試時鐘信號的佔空比；DCM電路包括在測試模式下操作以接收測試時鐘信號的充電器電路，所述充電器電路將DCM電路中的電容器充電到依賴於測試時鐘信號的佔空比的測試電壓值，控制機制在測試模式下操作以訪問數據存儲器以確定對應於測試電壓值的佔空比。
全文摘要
所公開的方法和設備測量參考時鐘信號的佔空比，所述參考時鐘信號由時鐘電路提供給佔空比測量(DCM)電路。在一個實施例中，DCM電路包括由充電泵驅動的電容器。參考時鐘信號驅動該充電泵。時鐘電路在多個已知佔空比值之間改變參考時鐘信號的佔空比。DCM電路將對應於每個已知佔空比值的結果電容器電壓值存儲在數據存儲器中。DCM電路通過充電泵將具有未知佔空比的測試時鐘信號施加給電容器，由此將電容器充電到一個新的電壓值，該新的電壓值對應於該測試時鐘信號的佔空比。控制軟體訪問數據存儲器以確定測試時鐘信號所對應的佔空比。
文檔編號H03L7/00GK101067635SQ20071010474
公開日2007年11月7日 申請日期2007年4月25日 優先權日2006年5月1日
發明者齊潔明, D·W·博爾斯特勒, E·黑盧 申請人:國際商業機器公司