基于SAR結構的新型延時鎖定環(huán)的研究與實現(xiàn).pdf

1、半導體工藝的飛速發(fā)展，推動著集成電路設計技術快速前進。不斷提升的片內(nèi)時鐘頻率以及日趨復雜的時鐘架構都為微處理器和系統(tǒng)芯片的時鐘網(wǎng)絡設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。將延時鎖定環(huán)加入到時鐘網(wǎng)絡設計中，能夠有效改善芯片時鐘分布情況，幫助實現(xiàn)芯片內(nèi)部高頻率時鐘信號的精確分布。傳統(tǒng)全數(shù)字延時鎖定環(huán)盡管具有較強的抗干擾能力和可移植性，但其過長的鎖定時間以及所存在的諧波鎖定和死鎖等問題極大地制約了它的應用。
　　本文設計了一種基于連續(xù)逐次逼近(SAR)結

2、構的新型延時鎖定環(huán)，有效解決了傳統(tǒng)延時鎖定環(huán)所存在的鎖定速度慢、諧波鎖定和死鎖等問題。設計以加快鎖定速度為出發(fā)點，通過設計一種可復位延時鏈，將系統(tǒng)的分頻比降到最低，使得系統(tǒng)時鐘無需經(jīng)過分頻處理，即可直接驅(qū)動逐次逼近控制器工作，極大地提高了控制器的工作效率；同時在此基礎上結合2bit延時鏈結構，降低SAR算法所需要的循環(huán)次數(shù)。最終通過分頻比和循環(huán)次數(shù)的同時降低，消除了鎖定范圍對鎖定時間的限制，實現(xiàn)了快速延時鎖定的目的。由于傳統(tǒng)多bit延時

3、鏈在結構上的重復導致了過多的面積浪費和功耗增加，本文利用多bit延時鏈輸出時鐘相位差相同這一特性，設計了一種新型2bit延時鏈結構，使得本文設計在保證快速鎖定功能的前提下，一定程度上降低了設計硬件開銷。
　　本文設計在SMIC0.18μm CMOS工藝下完成，通過Hsim仿真得出本設計可鎖定頻率范圍為100MHz至400MHz；鎖定時間為5個時鐘周期，鎖定后輸出50％占空比時鐘信號；不存在諧波鎖定和死鎖現(xiàn)象；延時鏈擴展所增加的額外