片上時鐘不確定性的測量電路裝置及系統的製作方法

2023-07-28 16:34:26 2

專利名稱：片上時鐘不確定性的測量電路裝置及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及晶片時鐘不確定性的測量技術領域，特別是涉及一種微處理器的能夠 測量出時鐘偏差甚至時鐘抖動的片上測量電路裝置及系統。
背景技術：
現在計算機很多時候需要使用時鐘，例如，確保許多操作按照正確順序發生或同 步發生。因此，時鐘自身接近同步地工作是很重要的。典型地，兩個時鐘通常不是理想同步 的，並且時鐘之間存在定時差異。另外，兩個時鐘之間定時差異隨著時間而變化。時鐘定時 差異的這種變化被稱為時鐘相位差或時鐘偏差(clock skew)。許多計算機定時協議需要如 兩個時鐘之間的時間偏差的信息。片上測量時鐘的不確定性(On-Chip Clock Uncertainty Measurement)系統適合 於處理大量的數據，同時這種可測性設計更適用於測試性晶片和大規模生產。如圖1所示，現有的片上測量時鐘的不確定性系統包括有由國際商業機器公 司(International Business Machines Corporation, IBM 公司)基於時間數字轉換器 (Time-to-Digital Conver ter，TDC)原理設計的SKITTER電路，其是目前應用較為廣泛的 片上測量時鐘的不確定性系統。該SKITTER電路包含兩條由相同低扇出負載的反相器(INV)組成的延遲線 (DelayLine, DL)，該延遲線足夠長以保證在工作頻率最低時依然可以容納至少一個周期的 時鐘延遲；然後利用相對的時鐘通過D類型觸發器(D type flip-flop，DFF)對延遲線採 樣，採樣結果送入掃描鏈Gcan Chain)，得到如圖2所示的掃描結果，以備後續數據分析及 操作。該SKITTER電路對於單獨一組時鐘數據分析，進行若干個周期的數據累計，若時 鍾周期出現長短變化的情況，則說明檢測到了電路中的時鐘抖動(jitter)，其大小可以通 過反相器(INV)的延遲和跳動級數計算得出。對於兩組時鐘數據同時分析，若兩個時鐘 的相同周期沿存在相位差，說明它們之間存在時鐘偏差(skew)，其大小也可以通過反相器 (INV)的延遲和相差的級數計算得出。在IBM的設計中SKITTER電路一共有1 級反相器(INV)，每級的延遲為5_8皮秒 (picosecond, PS)，這也是該電路的測量精度。由此可以看出，該電路的測量精度會受到工 藝的制約。為了提高測量精度而提出了一種新的電路結構遊標延遲線(Vernier Delay Line，VDL)，如圖3所示，組成兩條延遲線的反相器(INV)延遲不同，設差值為τ，那麼一個 時鐘信號通過一條延遲線對另一時鐘信號採樣，每一次採樣都會有一個大小等於τ的微 小延遲差的積累，類似於遊標卡尺的原理。若兩時鐘信號之間的時鐘偏差(skew)為Tskew， 那麼延遲線的長度應至少為Tskew/ τ，由此看出該電路規模過大。另外由於工藝、電壓和溫 度偏差(Process，Voltage and Temperature Variation, PVT)等因素的影響，分立的反相 器(INV)之間存在一定的性能偏差，會使測量精度存在PS量級的誤差，因此該電路在實際應用中很難起到理想的效果。也有人曾提出過採樣(Sub-Sampling)的方法，即用低頻採樣信號對待測時鐘信 號進行採樣，根據統計學原理計算時鐘偏差(skew)。但這種方法需要對大量數據的進行存 儲和計算，同時需要引入另外一個頻率的時鐘，這在實際中存在很大困難，因此目前還沒有 大規模工業應用。經過分析發現，現有這些技術主要採用了單一線性的延遲方式來調節時鐘，所面 臨的主要問題就是測量範圍和測量精度較小，同時所需要處理的數據量和所需要的電路規 模都也比較大。而且較長的延遲線還會引入較大的噪聲。並且對於象SKITTER這樣的電路， 對工藝過於依賴，需採用特定的工藝才能夠實現其測量精度，不具有普適性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置和系統，其採用一 種複合非線性延遲線來對時鐘偏差甚至時鐘抖動進行片上測量，測量精度高，所需數據量 小。為實現本發明目的而提供的一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在 於包括延遲電路和檢測單元；所述延遲電路包括粗調電路和細調電路；來自片上同一時 間源的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時鐘信號B ；所述延遲電路對時鐘信號A 和時鐘信號B進行延遲經過所述粗調電路對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，所述細調電路對粗調 後的時鐘信號A和時鐘信號B進行細調延遲；檢測單元對經細調後的時鐘信號A和時鐘信 號B的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，根據細調後的時鐘信號A和時 鍾信號B的粗調延遲和細調延遲，計算得到時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差。以上技術方案還可以通過以下方式進一步改進。所述粗調電路是粗調單元，所述細調電路是2n+l個並聯的差值延遲單元，其中，η 為自然數；經過所述粗調單元對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，將粗調後的時鐘信號 A和時鐘信號B各自分成2η+1路並聯信號；然後，分別將所述2η+1路並聯信號兩兩一對輸 入到2η+1個並聯的差值延遲單元進行細調；所述2η+1個並聯的差值延遲單元對經過的兩 路時鐘信號形成的延遲差的比例為η η-1 ... 0 ... -(η-1) -η。所述差值延遲單元包括第一細調單元和第二細調單元；粗調後的時鐘信號A和時 鍾信號B分別由第一細調單元和第二細調單元進行細調；2η+1個差值延遲單元中的第一 細調單元與第二細調單元分別對兩路信號形成的延遲比例分別為η 0 ； (η-1) 0；...； 0 0 ；…0 (η-1) ；0 η。為實現本發明目的而提供的一種片上時鐘不確定性的測量系統，其特徵在於包 括片上時鐘不確定性的測量電路裝置和標尺電路；所述片上時鐘不確定性的測量電路裝置 包括延遲電路和檢測單元；所述延遲電路包括粗調電路和細調電路；來自片上同一時間源 的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時鐘信號B ；所述延遲電路對時鐘信號A和時 鍾信號B進行延遲經過所述粗調單元對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，將粗調後的時鐘信號A和時鐘信號B各自分成2n+l路並聯信號；然後，分別將所述2n+l路並聯信號兩兩一對輸 入到2n+l個並聯的差值延遲單元進行細調；所述2n+l個並聯的差值延遲單元對經過的兩 路時鐘信號形成的延遲差的比例為η η-1 . . . 0 ... -(η-1) _η ；檢測單元對 經細調後的時鐘信號A和時鐘信號B的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，根據細調後的時鐘信號A和時 鍾信號B的粗調延遲和細調延遲，計算時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差；所述標尺電路包括延遲單元環形振蕩器和差值延遲單元環形振蕩器；所述延遲單 元環形振蕩器用於測量片上時鐘不確定性的測量電路裝置粗調精度的真實大小，所述差值 延遲單元環形振蕩器用於測量所述片上時鐘不確定性的測量電路裝置細調精度的真實大 小。本發明的有益效果本發明的一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置及系統，具 有控制數據少，測量範圍大，測量精度高等特點，另外在一定程度上可以減小實際電路的面 積。


圖1是現有技術中的基於時間數字轉換器原理設計的SKITTER電路示意圖；圖2是圖1所示電路的採樣示意圖；圖3是現有技術中的遊標延遲線電路示意圖；圖4是本發明的片上時鐘不確定性的測量電路裝置的電路示意圖；其中，1時鐘偏差和時鐘抖動的測量電路111第一多路選擇器，112第二多路選擇器；121第一粗調單元輸入緩衝器，122第二粗調單元輸入緩衝器；131第一粗調單元，132第二粗調單元；141第一細調輸入緩衝器，142第二細調輸入緩衝器；15差值延遲單元；圖5是圖4所示第一粗調單元的電路示意圖；圖6是圖4所示通過增加負載電容實現多組並聯的差值延遲單元的電路示意圖；圖7是本發明的標尺電路的電路示意圖；圖8是本發明的與非門(NAND)的二選一控制器的電路示意圖；圖9是本發明的與非門(NAND)的互補對稱結構的示意圖；圖10是本發明的採用了金屬-氧化物-半導體場效應管(M0S管)負載的反相器 結構的示意圖；圖11是本發明的鑑相器的電路示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明的片上時鐘不確定的測量電路裝置及系統進行進一步詳細說明。應當理解，此處所 描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明實施例的片上時鐘不確定性的測量電路裝置及系統，利用了延遲鎖相環 (Delay-Locked Loop)的原理。本發明實施例的片上時鐘不確定性的測量系統，包括兩部 分一片上時鐘不確定性的測量電路裝置l(Skew and Jitter Measurement, SJM)；和一標 尺電路(Ring)。其中，片上時鐘不確定性的測量電路裝置，用於測量片上時鐘的時鐘偏差(skew) 和時鐘抖動(jitter)；包括延遲電路(包括粗調電路和細調電路)，檢測單元和取樣單元。 粗調電路對時鐘信號的延遲是基本延遲單元(DC)的延遲D的偶數倍(即粗調電路的精度 為基本延遲單元(DC)的延遲D)，細調電路對時鐘信號的延遲小於基本延遲單元(DC)的延 遲D(即細調電路的精度小於基本延遲單元(DC)的延遲D)。一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於包括延遲電路和檢測單元；所述延遲電路包括粗調電路和細調電路；來自片上同 一時間源的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時鐘信號B ；所述延遲電路對時鐘信 號A和時鐘信號B進行延遲經過所述粗調電路對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，所述細調電路對粗調 後的時鐘信號A和時鐘信號B進行細調延遲；檢測單元對經細調後的時鐘信號A和時鐘信 號B的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，根據細調後的時鐘信號A和時 鍾信號B的粗調延遲和細調延遲，計算時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差。所述粗調電路是粗調單元，所述細調電路是2n+l個並聯的差值延遲單元，其中，η 為自然數；經過所述粗調單元對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，將粗調後的時鐘信號 A和時鐘信號B各自分成2η+1路並聯信號；然後，分別將所述2η+1路並聯信號兩兩一對輸 入到2η+1個並聯的差值延遲單元進行細調；所述2η+1個並聯的差值延遲單元對經過的兩 路時鐘信號形成的延遲差的比例為η η-1 ... 0 ... -(η-1) -η。每個所述差值延遲單元包括第一細調單元和第二細調單元；粗調後的時鐘信 號A和時鐘信號B分別由第一細調單元和第二細調單元進行細調；2η+1個差值延遲單 元中的第一細調單元與第二細調單元分別對兩路信號形成的延遲比例分別為η 0； (η-1) 0 ；…；0 0 ；…0 (η-1) ；0 η。所述檢測單元為2η+1個鑑相器，所述2η+1個鑑相器分別與2η+1個差值延遲單元 連接；所述鑑相器對細調後的時鐘信號A和時鐘信號B比較相位先後，輸出0或1。所述鑑相器的輸出出現0和1交界時(只能判斷細調後的時鐘信號A和時鐘信號 B相位相同出現在0和1交界過程中)，時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差(只能近似 取)為粗調單元對兩路時鐘信號的延遲之差加上輸出0和1交界的兩個差值延遲單元對兩 路時鐘信號的延遲之差的平均值。標尺電路包括兩個環形振蕩器(Ring Oscillator)延遲單元環形振蕩器(Ring_ DC)和差值延遲單元環形振蕩器(Ring_SDC)。延遲單元環形振蕩器(Ring_DC)，用於測量基 本延遲單元(DC)的實際延遲D實，即片上時鐘不確定性的測量電路裝置粗調精度的真實大 小；差值延遲單元環形振蕩器(Ring_SDC)，用於測量差值延遲單元(SDC)的實際單位延遲 差d實，即片上時鐘不確定性的測量電路裝置細調精度的真實大小。優選的，片上時鐘不確定性的測量電路裝置1 (Skew and Jitter Measurement,SJM)，如圖4所示，包括粗調單元13 (即粗調電路)，9組並聯的差值延遲單元15 (即細調電 路)，9個鑑相器(PD)(即檢測單元)，9個與鑑相器相連的D類型觸發器(DFF)(即取樣單 元)；來自片上同一時間源的兩個不同測量點的兩路時鐘信號(時鐘信號A和時鐘信號 B)，將粗調的時鐘信號輸入到鑑相器(PD)和D類型觸發器(粗調的時鐘信號用來控制鑑 相器的鑑相過程和觸發器的取樣，屬於現有技術，在此不作詳細描述)；將細調後的時鐘信 號輸入到鑑相器(PD)進行鑑相，D類型觸發器(DFF)對鑑相結果進行取樣；D類型觸發器 (DFF)的輸出顯示經延遲後的時鐘信號A和時鐘信號B相位同步(即D類型觸發器的輸出 出現0和1交界)時，根據D類型觸發器(DFF)的輸出，計算出同一時間源的兩個時鐘信號 (時鐘信號A和時鐘信號B)的時間偏差。其中，如圖4所示，粗調單元13包括第一粗調單元131和第二粗調單元132，時鐘 信號A和時鐘信號B分別由第一粗調單元131和第二粗調單元132進行粗調。第一粗調單 元131和第二粗調單元132都採用4位數字控制延遲線(DCDL-4)，4位數字控制延遲線採 用二進位控制結構，其優點是可以用較少的控制信號控制步長較小但範圍較大的延遲。如圖5所示，第一粗調單元131的4位數字控制延遲線由4組延遲單元以二進位 的形式串聯組成。所述4組延遲單元分別是16級延遲單元(DCX 16)，8級延遲單元(DCX 8)，4級延 遲單元(DCX4)和2級延遲單元(DCX2) ；16級延遲單元(DCX 16)包括16個串聯的基本 延遲單元，其他級延遲單元同理。每組延遲單元與傳輸線並聯後與二選一控制器(MUX2)相 連，4組延遲單元的數字控制信號(CA16，CA8，CA4，CA2)分別輸入到相應的二選一控制器 (MUX2)，通過數字控制信號控制相應組延遲單元。數字控制信號由掃描鏈來提供。採用掃 描鏈控制數字控制延遲是現有技術，非本發明之重點，在此處只作為一種工具使用，在此處 不予詳細描述。控制時CA16 = 1，表示由16級延遲單元產生的延遲計入ECDL_4的延遲；CA16 =0，表示由16級延遲單元產生的延遲不計入的延遲。同理，CA8控制8級延遲單 元；CA4控制4級延遲單元；CA2控制2級延遲單元。設1級基本延遲單元(DC)的延遲為 D (在本實施例中，1級基本延遲單元的延遲的單位為皮秒，其中1，000, 000, 000, 000皮秒= 1秒)，那麼這4組延遲單元的組合可以使形成2D的0_15之間的任意整數倍延遲。如圖4所示，差值延遲單元(Subtracted Delay Cell，SDC) 15由並聯形式實現。採 用並聯結構一方面不需要對差值延遲單元進行控制，減少了控制位、控制難度及測量時間； 另一方面可以實現更小的延遲，增大測量精度。優選的，將經粗調後的時鐘信號A分為奇數路S = 2n+l (第Al、第A2、第
A3.......；η = 1,2,3,......)，經粗調的時鐘信號B分為奇數路S = &ι+1(第Bi、
第Β2、第Β3、...... ；η = 1,2,3,......)。然後兩兩(第Al和第Bi、第Α2和第Β2、
第A 3和第Β3.......)輸入到奇數組(S = 2η+1, η = 1,2,3......)並聯的差值延遲
單元進行細調；經奇數組(S = 2η+1, η = 1,2,3......)並聯的差值延遲單元細調延
遲後，所述2n+l個並聯的差值延遲單元對經過的兩路時鐘信號形成的延遲差的比例為 η n-1 ... 0 ... -(n-1) -η。在本實施例中，S = 2n+l = 9，即 η = 4。較 佳地，為了實現精度小於1級基本延遲單元(DC)的延遲D(即一個門的延遲)，本發明通過增加負載電容的方式來實現差值延遲單元。優選的，如圖4所示，S = 2n+l = 9，即η = 4。經9組並聯的差值延遲單元細 調延遲後，所述9組並聯的差值延遲單元對經過的兩路時鐘信號形成的延遲差的比例為 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4。所述差值延遲單元包括第一細調單元和第二細調單元；粗調後的時鐘信號A和時 鍾信號B分別由第一細調單元和第二細調單元進行細調；2η+1個差值延遲單元中的第一 細調單元與第二細調單元分別對兩路信號形成的延遲比例分別為η 0 ； (η-1) 0；...；
0 0 ；…0 (η-1) ；0 η。2η+1個差值延遲單元中的第一細調單元與第二細調單元分別對兩路信號形成的 延遲比例分別為 4 0 ;3 0 ;2 0 ;1 0 ;0 0 ;0 -1 ;0 -2 ;0 -3 ;0 -4。如圖6所示，SDC_4、SDC_3、SDC_2、SDC_1和SDC_R分別在前兩級DC輸出端增加了 4、3、2、1和0級金屬-氧化物-半導體場效應管(M0S管)負載，由於並聯電容是線性增加 的，那麼在圖 4 中的9種組合(SDC_4，SDC_R)、(SDC_3, SDC_R)、(SDC_2, SDC_R)、(SDC_1，SDC_ R)、(SDC_R, SDC_R)、(SDC_R, SDC_1)、(SDC_R, SDC_2)、(SDC_R, SDC_3)及(SDC_R, SDC_4)， 經細調後時鐘信號A和時鐘信號B的9組並聯的差值延遲單元對經過的兩路時鐘信號形成 的延遲差的比例為4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4。這個差值延遲單元的單位 延遲差d由負載電容大小決定，可以實現一組精確的小延遲單元。即圖4所示9組差值延 遲單元的對經過的兩路時鐘信號形成的延遲差分別為4d，3d，2d，ld，0，-Id, -2d，-3d，-4d， 經9組並聯的差值延遲單元細調延遲後，所述9組並聯的差值延遲單元對經過的兩路時鐘 信號形成的延遲差的比例為4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4。更佳地，本發明中的金屬-氧化物-半導體場效應管(M0S管)尺寸與DC中的金 屬-氧化物-半導體場效應管(M0S管)相同，這樣也可以避免因工藝造成的過大偏差。並 聯的差值延遲單元組數的確定，可由基本延遲單元(DC)的仿真延遲Dfirt和並聯的差值延遲 單元的仿真單位延遲差的d^^得到，並聯的差值延遲單元的組數S (即2n+l)，則需要滿足 式(1)的要求
權利要求
1.一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於包括延遲電路和檢測單元；所述延遲電路包括粗調電路和細調電路；來自片上同一時 間源的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時鐘信號B ；所述延遲電路對時鐘信號A 和時鐘信號B進行延遲經過所述粗調電路對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，所述細調電路對粗調後的 時鐘信號A和時鐘信號B進行細調延遲；檢測單元對經細調後的時鐘信號A和時鐘信號B 的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，根據細調後的時鐘信號A和時鐘信 號B的粗調延遲和細調延遲，計算得到時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差。
2.根據權利要求1所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述粗調電路是粗調單元，所述細調電路是2n+l個並聯的差值延遲單元，其中，η為自 然數；經過所述粗調單元對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，將粗調後的時鐘信號A和 時鐘信號B各自分成2η+1路並聯信號；然後，分別將所述2η+1路並聯信號兩兩一對輸入到 2η+1個並聯的差值延遲單元進行細調；所述2η+1個並聯的差值延遲單元對經過的兩路時 鍾信號形成的延遲差的比例為η η-1 ... 0 ... -(η-1) -η。
3.根據權利要求2所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述差值延遲單元包括第一細調單元和第二細調單元；粗調後的時鐘信號A和時鐘信 號B分別由第一細調單元和第二細調單元進行細調；2η+1個差值延遲單元中的第一細調單元與第二細調單元分別對兩路信號形成的延遲 比例分別為 η 0 ； (η-1) 0;... ；0 0 ；. . . 0 (η-1) ；0 η。
4.根據權利要求2或3所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述檢測單元為2η+1個鑑相器，所述2η+1個鑑相器分別與2η+1個差值延遲單元連接；所述鑑相器對細調後的時鐘信號A和時鐘信號B比較相位先後，輸出0或1。
5.根據權利要求4所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述鑑相器的輸出出現0和1交界時，時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差為粗調單 元對兩路時鐘信號的延遲之差加上輸出0和1交界的兩個差值延遲單元對兩路時鐘信號的 延遲之差的平均值。
6.根據權利要求2所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述粗調單元，包括第一粗調單元和第二粗調單元；時鐘信號A和時鐘信號B分別由第 一粗調單元和第二粗調單元進行粗調；所述第一粗調單元和第二粗調單元為4位數字控制延遲線，所述4位數字控制延遲線 為二進位控制結構。
7.根據權利要求6所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於 所述4位數字控制延遲線包括基本延遲單元，所述基本延遲單元的仿真延遲Dfirt ； 所述並聯的差值延遲單元的仿真單位延遲差的Clfirt，所述並聯的差值延遲單元的組數S = 2η+1，滿足下式的要求
8.根據權利要求6所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於 所述4位數字控制延遲線包括基本延遲單元，所述基本延遲單元的仿真延遲Dfirt ； 所述並聯的差值延遲單元的仿真單位延遲差的Clfirt，所述並聯的差值延遲單元的組數S = 2n+l，滿足下式的要求S-I 2
9.根據權利要求4所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於所述鑑相器分別對兩路時鐘信號的連續三個周期進行相位比較，2n+l個鑑相器輸出三 組輸出信號，根據三組輸出信號的0和1相鄰位置改變的位數，設最大的0和1相鄰的位置 改變的位數為M ；計算得到兩待測時鐘信號的時鐘抖動、ittCT為、ttCT = MXd； 其中，d是所述並聯的差值延遲單元的單位延遲差。
10.根據權利要求7或8所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於 所述基本延遲單元是帶金屬-氧化物-半導體場效應管負載的反相器。
11.根據權利要求2所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於 所述並聯的差值延遲單元通過增加負載電容的方式來實現。
12.根據權利要求4所述的片上時鐘不確定性的測量電路裝置，其特徵在於 所述鑑相器是用四級SR鎖存器串聯的主從觸發器的鑑相器。
13.一種片上時鐘不確定性的測量系統，其特徵在於 包括片上時鐘不確定性的測量電路裝置和標尺電路；所述片上時鐘不確定性的測量電路裝置包括延遲電路和檢測單元；所述延遲電路包括 粗調電路和細調電路；來自片上同一時間源的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時 鍾信號B ；所述延遲電路對時鐘信號A和時鐘信號B進行延遲經過所述粗調單元對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，將粗調後的時鐘信號A和 時鐘信號B各自分成2n+l路並聯信號；然後，分別將所述2n+l路並聯信號兩兩一對輸入到 2n+l個並聯的差值延遲單元進行細調；所述2n+l個並聯的差值延遲單元對經過的兩路時 鍾信號形成的延遲差的比例為η η-1 ... 0 ... -(η-1) _η ；檢測單元對經 細調後的時鐘信號A和時鐘信號B的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，根據細調後的時鐘信號A和時鐘信 號B的粗調延遲和細調延遲，計算時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差；所述標尺電路包括延遲單元環形振蕩器和差值延遲單元環形振蕩器；所述延遲單元環 形振蕩器用於測量片上時鐘不確定性的測量電路裝置粗調精度的真實大小，所述差值延遲 單元環形振蕩器用於測量所述片上時鐘不確定性的測量電路裝置細調精度的真實大小。
14.根據權利要求13所述的片上時鐘不確定性的測量系統，其特徵在於所述檢測單元為2η+1個鑑相器，所述2η+1個鑑相器分別與2η+1個差值延遲單元連 接；所述鑑相器對細調後的時鐘信號A和時鐘信號B比較相位先後，輸出0或1 ；所述鑑相器的輸出出現0和1交界時，時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差為粗調單元對兩路時鐘信號的延遲之差加上輸出0和1交界的兩個差值延遲單元對兩路時鐘信號的延遲之差的平均值。
15.根據權利要求13所述的片上時鐘不確定性的測量系統，其特徵在於 所述粗調單元包括基本延遲單元，所述基本延遲單元的實際延遲為D^所述差值延遲 單元的實際單位延遲差為d實；
全文摘要
本發明提供一種片上時鐘不確定性的測量電路裝置，包括延遲電路和檢測單元；延遲電路包括粗調電路和細調電路；來自片上同一時間源的兩個不同測量點的兩路待測時鐘信號A和時鐘信號B；經過粗調電路對時鐘信號A和時鐘信號B粗調延遲後，細調電路對粗調後的時鐘信號A和時鐘信號B進行細調延遲；檢測單元對經細調後的時鐘信號A和時鐘信號B的相位進行檢測；在細調後的時鐘信號A和時鐘信號B相位相同時，計算得到時鐘信號A和時鐘信號B的時鐘偏差。本發明還提供一種包括上述測量電路裝置的測量系統，還包括標尺電路。本發明採用一種複合非線性延遲線來對時鐘偏差甚至時鐘抖動進行片上測量，測量精度高，所需數據量小。
文檔編號G01R31/317GK102073008SQ20101053478
公開日2011年5月25日 申請日期2010年11月8日 優先權日2010年11月8日
發明者於航, 楊旭 申請人:北京龍芯中科技術服務中心有限公司