驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置。此装置包括输出接口实体层及环形振荡器。输出接口实体层接收一操作电压。环形振荡器围绕输出接口实体层，以感测输出接口实体层的一工作温度或操作电压以提供一感测结果。输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电阻值依据感测结果调整。
【专利说明】驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种自我调整方法及其装置，且特别是有关于一种具有输出接口 实体层的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置。
【背景技术】
[0002] 随着半导体制造技术的进步，使得集成电路成为可能，亦即电路可被芯片化。由于 芯片具有高效能及低成本的优势，电路芯片化遂成为一种趋势。并且，由于电子装置逐步地 朝向数字化发展，电路芯片化便被快速应用至电子装置中。然而，由于芯片内部的信号传输 方式不同于芯片外部的信号传输方式，因此芯片中会配置输出接口实体层以将芯片内部的 信号传送至芯片外部。依据上述，为了使信号可以正确地被传送，则输出接口实体层的稳定 成为装置设计（如芯片设计）的一个重要课题。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置，其通过环形 振荡器感测输出接口实体层的工作温度变化及操作电压的变化，以依据输出接口实体层的 工作温度变化及操作电压的变化调整输出接口实体层的驱动能力及芯片上终端电阻的电 阻值，而不用外接精密电阻（precision resistor)。
[0004] 本发明的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置，包括输出接口实体层及环 形振荡器。输出接口实体层接收一操作电压。环形振荡器围绕输出接口实体层，以感测输 出接口实体层的一工作温度或操作电压以提供一感测结果，其中输出接口实体层的驱动能 力或芯片上终端电阻（on-die termination, 0DT)的电阻值依据感测结果调整。
[0005] 在本发明的一实施例中，驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置还包括一计 数器，耦接环形振荡器，以依据环形振荡器提供的一时脉信号进行计数，其中计数器所提供 的一计数值对应环形振荡器的感测结果。
[0006] 本发明的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置，包括输出接口实体层及多 个环形振荡器输出接口实体层接收一操作电压。这些环形振荡器围绕输出接口实体层，以 感测输出接口实体层的工作温度或操作电压以提供一感测结果，其中输出接口实体层的驱 动能力或芯片上终端电阻的电阻值依据感测结果调整。
[0007] 在本发明的一实施例中，驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置还包括多个 计数器及一平均器。这些计数器分别耦接这些环形振荡器，以依据这些环形振荡器提供的 多个时脉信号分别进行计数，并且分别提供多个计数值。平均器耦接这些计数器，以依据这 些计数器所提供的这些计数值计算一平均计数值，其中平均计数值对应这些环形振荡器的 感测结果。
[0008] 在本发明的一实施例中，其中输出接口实体层具有一驱动能力寄存器及一电阻值 寄存器，用以决定输出接口实体层的驱动能力及一芯片上终端电阻的电阻值。
[0009] 在本发明的一实施例中，驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置还包括一控 制单元，耦接输出接口实体层及计数器，以比较一参考计数值及计数器所提供的计数值或 比较一参考平均计数值及平均器提供的平均计数值，并依据比较结果调整驱动能力寄存器 或电阻值寄存器的数值。
[0010] 在本发明的一实施例中，当计数值或平均计数值等于参考计数值时，控制单元不 调整驱动能力寄存器及电阻值寄存器的数值。当计数值或平均计数值等大于参考计数值 时，控制单元调整驱动能力寄存器或电阻值寄存器的数值以降低输出接口实体层的驱动能 力或提高芯片上终端电阻的电阻值。当计数值或平均计数值小于参考计数值时，控制单元 调整驱动能力寄存器或电阻值寄存器的数值以提高输出接口实体层的驱动能力或降低芯 片上终端电阻的电阻值。
[0011] 在本发明的一实施例中，驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置还包括一存 储元件，耦接控制单元，用以存储参考计数值或或参考平均计数值。
[0012] 在本发明的一实施例中，参考计数值为输出接口实体层在一室温及操作电压为一 额定电压时，计数器所提供的计数值。
[0013] 在本发明的一实施例中，参考平均计数值为输出接口实体层在一室温及操作电压 为一额定电压时，平均器所提供的平均计数值。
[0014] 本发明的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法，包括下列步骤。利用至少 一环形振荡器感测一输出接口实体层的一工作温度或输出接口实体层所接收的一操作电 压以提供一感测结果。依据感测结果调整输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻 (on-die termination，0DT)的电阻值。
[0015] 在本发明的一实施例中，依据感测结果调整输出接口实体层的驱动能力或芯片上 终端电阻的电阻值的步骤包括：取得对应感测结果的一计数值；取得一参考计数值，其中 参考计数值为输出接口实体层在一室温及操作电压为一额定电压时所取得的计数值；比较 参考计数值及计数值，并依据比较结果调整输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻 的电阻值。
[0016] 在本发明的一实施例中，依据比较结果调整输出接口实体层的驱动能力或芯片上 终端电阻的电阻值的步骤包括：当计数值等于参考计数值时，不调整输出接口实体层的驱 动能力或芯片上终端电阻的电阻值；当计数值等大于参考计数值时，降低输出接口实体层 的驱动能力或提高芯片上终端电阻的电阻值；当计数值小于参考计数值时，提高输出接口 实体层的驱动能力或降低芯片上终端电阻的电阻值。
[0017] 在本发明的一实施例中，上述至少一环形振荡器围绕输出接口实体层。
[0018] 基于上述，本发明实施例的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法及其装置， 利用至少一环形振荡器感测输出接口实体层的工作温度或操作电压而取得感测结果，并且 依据感测结果调整输出接口实体层的驱动能力或输出接口实体层的芯片上终端电阻的电 阻值。藉此，可调整输出接口实体层的驱动能力或输出接口实体层的芯片上终端电阻的电 阻值为适当的数值，而不用外接精密电阻。
[0019] 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详 细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为依据本发明一实施例的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置的系 统示意图；
[0021] 图2为依据本发明另一实施例的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置的 系统不意图；
[0022] 图3为依据本发明一实施例的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置的输 出接口实体层的调整方法的流程图。
[0023] 附图标记说明：
[0024] 10:外部电路；
[0025] 100、200 :驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置；
[0026] 110:系统电路；
[0027] 120:输出接口实体层；
[0028] 130、231、233、235、237 :计数器；
[0029] 140、240 :控制单元；
[0030] 150 :存储元件；
[0031] 239 :平均器；
[0032] CAV :平均计数值；
[0033] CAVR :参考平均计数值；
[0034] CLK、CLK1 ?CLK4 :时脉信号；
[0035] CNT、CNT1 ?CNT4 :计数值；
[0036] CNTR :参考计数值；
[0037] INT :反相器；
[0038] RD:驱动能力寄存器；
[0039] ROSC、R0SC1 ?R0SC4 :环形振荡器；
[0040] RR:电阻值寄存器；
[0041] V0P:操作电压；
[0042] S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370 :步骤。
【具体实施方式】
[0043] 图1为依据本发明一实施例的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置的系 统示意图。请参照图1，在本实施例中，驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置100包 括系统电路110、输出接口实体层120、环形振荡器R0SC、计数器130、控制单元140及存储 元件150,其中上述输出接口例如是通用序列汇流排（Universal Serial Bus，USB)2.0、第 三代双数据传输存储器（Double-Data-Rate Memory Three，DDR3)的传输接口或高解析度 多媒体接口（High Definition Multimedia，HDMI)等。存储元件150用以存储一参考计数 值CNTR，并且可以是电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPR0M)、快闪存储器（FLASH Memory)或电子溶丝（eFuse)等存储兀 件。输出接口实体层120接收操作电压V0P，并且耦接在系统电路110与外部电路10之间， 用以传送系统电路110提供的信号至外部电路10,其中外部电路可以是一电子装置或一电 子元件，本发明实施例不以此为限。
[0044] 环形振荡器R0SC由多个反相器INT串接所组成，并且提供一时脉信号CLK，其中环 形振荡器R0SC围绕输出接口实体层120。由于环形振荡器R0SC围绕输出接口实体层120， 因此输出接口实体层120的工作温度会影响反相器INT，因此时脉信号CLK的责任周期（或 频率）会对应输出接口实体层120的工作温度而改变。并且，由于反相器INT与输出接口 实体层120同样位于驱动能力与芯片终端电阻值自我调整的装置100内，因此输出接口实 体层120所接收的操作电压V0P与反相器INT的电源应为由同一电源电路（未示出）所提 供，以致于操作电压V0P在变动时反相器INT的电源亦会同步变动，使得时脉信号CLK的责 任周期（或频率）会对应输出接口实体层120的操作电压V0P而改变。
[0045] 依据上述，围绕输出接口实体层120的环形振荡器R0SC可感测输出接口实体层 120的工作温度及操作电压V0P的至少其一以改变时脉信号CLK的责任周期或频率（等同 于提供一感测结果）。计数器130耦接环形振荡器R0SC，以依据环形振荡器R0SC提供的时 脉信号CLK进行计数。由于计数器130依据环形振荡器R0SC提供的时脉信号CLK进行计 数，因此计数器130所提供的计数值CNT会对应环形振荡器R0SC感测输出接口实体层120 的工作温度及操作电压V0P的至少其一的感测结果。
[0046] 控制单元140耦接输出接口实体层120及计数器130,以依据计数器130所提供 的计数值CNT调整输出接口实体层120的驱动能力（例如驱动电流）及其芯片上终端电 阻（on-die termination，0DT)的电阻值的至少其一，亦即输出接口实体层120的驱动能力 及其芯片上终端电阻的电阻值的至少其一会对应环形振荡器R0SC所提供感测结果进行调 整。进一步来说，控制单元140耦接存储元件150,以接收一参考计数值CNTR，并且控制单 元140会比较参考计数值CNTR与计数器130当下所提供的计数值CNT，以决定是否调整输 出接口实体层120的驱动能力及其芯片上终端电阻的电阻值的至少其一。其中，当输出接 口实体层120在一室温（例如25°C )及操作电压V0P为额定电压（例如1. 0V)时，控制单 元140将计数器130所提供的计数值CNT存储于存储元件150作为参考计数值CNTR。
[0047] 在本实施例中，输出接口实体层120例如具有一驱动能力寄存器RD及电阻值寄存 器RR，用以决定输出接口实体层120的驱动能力及芯片上终端电阻的电阻值。因此，控制单 元140在比较参考计数值CNTR与计数器130当下所提供的计数值CNT，会依据比较结果决 定是否调整驱动能力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其一的数值。
[0048] 进一步来说，当计数值CNT等于参考计数值CNTR时，表示输出接口实体层120输 出信号的能力与预期相同，因此控制单元140不调整驱动能力寄存器RD及电阻值寄存器RR 的数值。当计数值CNT等大于参考计数值CNTR时，表示输出接口实体层120输出信号的能 力大于预期，因此控制单元140调整驱动能力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其一的 数值以降低输出接口实体层120的驱动能力或提高芯片上终端电阻的电阻值，或者降低输 出接口实体层120的驱动能力及提高芯片上终端电阻的电阻值。当计数值CNT小于参考计 数值CNTR时，表示输出接口实体层120输出信号的能力小于预期，控制单元140调整驱动 能力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其一的数值以提高输出接口实体层120的驱动能 力或降低芯片上终端电阻的电阻值，或者提高输出接口实体层120的驱动能力及降低芯片 上终端电阻的电阻值。
[0049] 表一为本发明一实施例的输出接口实体层120的驱动能力及芯片上终端电阻的 电阻值的调整对照表，其中输出接口实体层120的驱动能力及芯片上终端电阻的电阻值的 调整可以持续进行或周期性进行（例如1秒调整一次）。如表一所示，当输出接口实体层 120的运作状态为较低操作电压VOP及/或较高工作温度时，计数器130当下所提供的计 数值CNT会小于参考计数值X。当计数值CNT为X-100时，控制单元140会调整驱动能力 寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其一的数值，以提高驱动能力1阶或降低芯片上终端 电阻的电阻值1阶，或者提高驱动能力1阶及降低芯片上终端电阻的电阻值1阶。当计数 值CNT为X-200时，控制单元140会调整驱动能力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其 一的数值，以提高驱动能力2阶或降低芯片上终端电阻的电阻值2阶，或者提高驱动能力2 阶及降低芯片上终端电阻的电阻值2阶。
[0050] 当输出接口实体层120的运作状态为标准电压及标准温度时，计数器130当下所 提供的计数值CNT会等于参考计数值X，此时控制单元140不会调整驱动能力寄存器RD及 电阻值寄存器RR的数值以维持驱动能力及维持芯片上终端电阻的电阻值。当输出接口实 体层120的运作状态为较高操作电压V0P及/或较低工作温度时，计数器130当下所提供 的计数值CNT会大于参考计数值X。当计数值CNT为X+100时，控制单元140会调整驱动能 力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少其一的数值，以降低驱动能力1阶或提高芯片上终 端电阻的电阻值1阶，或者降低驱动能力1阶及提高芯片上终端电阻的电阻值1阶。当计 数值CNT为X+200时，控制单元140会调整驱动能力寄存器RD及电阻值寄存器RR的至少 其一数值，以降低驱动能力2阶或提高芯片上终端电阻的电阻值2阶，或者降低驱动能力2 阶及提高芯片上终端电阻的电阻值2阶。其中，上述1阶驱动能力所对应的调整量及1阶 电阻值所对应的调整量可依据本领域通常知识者及电路需求而自行设计，本发明实施例不 以此为限。
[0051] 表一
【权利要求】
1. 一种驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，包括： 一输出接口实体层，接收一操作电压；以及 一环形振荡器，围绕该输出接口实体层，以感测该输出接口实体层的一工作温度或该 操作电压以提供一感测结果，其中该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电阻 值依据该感测结果调整。
2. 根据权利要求1所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，还 包括： 一计数器，耦接该环形振荡器，以依据该环形振荡器提供的一时脉信号进行计数，其中 该计数器所提供的一计数值对应该环形振荡器的该感测结果。
3. 根据权利要求2所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，该 输出接口实体层具有一驱动能力寄存器及一电阻值寄存器，用以决定该输出接口实体层的 驱动能力及该芯片上终端电阻的电阻值。
4. 根据权利要求3所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，还 包括： 一控制单元，耦接该输出接口实体层及该计数器，以比较一参考计数值及该计数器所 提供的该计数值，并依据比较结果调整该驱动能力寄存器及该电阻值寄存器的数值。
5. 根据权利要求4所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，当 该计数值等于该参考计数值时，该控制单元不调整该驱动能力寄存器及该电阻值寄存器的 数值，当该计数值等大于该参考计数值时，该控制单元调整该驱动能力寄存器或该电阻值 寄存器的数值以降低该输出接口实体层的驱动能力或提高该芯片上终端电阻的电阻值，当 该计数值小于该参考计数值时，该控制单元调整该驱动能力寄存器或该电阻值寄存器的数 值以提高该输出接口实体层的驱动能力或降低该芯片上终端电阻的电阻值。
6. 根据权利要求4所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，还 包括： 一存储元件，耦接该控制单元，用以存储该参考计数值。
7. 根据权利要求4所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，该 参考计数值为该输出接口实体层在一室温及该操作电压为一额定电压时，该计数器所提供 的该计数值。
8. -种驱动能力与芯片终端电阻值自我调整驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装 置，其特征在于，包括： 一输出接口实体层，接收一操作电压；以及 多个环形振荡器，围绕该输出接口实体层，以感测该输出接口实体层的一工作温度或 该操作电压以提供一感测结果，其中该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电 阻值依据该感测结果调整。
9. 根据权利要求8所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，还 包括： 多个计数器，分别耦接该些环形振荡器，以依据该些环形振荡器提供的多个时脉信号 分别进行计数，并且分别提供多个计数值；以及 一平均器，耦接该些计数器，以依据该些计数器所提供的该些计数值计算一平均计数 值，其中该平均计数值对应该些环形振荡器的该感测结果。
10. 根据权利要求9所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于，其 中该输出接口实体层具有一驱动能力寄存器及一电阻值寄存器，用以决定该输出接口实体 层的驱动能力及该芯片上终端电阻的电阻值。
11. 根据权利要求10所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于， 还包括： 一控制单元，耦接该输出接口实体层及该平均器，以比较一参考平均计数值及该平均 计数值，并依据比较结果调整该驱动能力寄存器及该电阻值寄存器的数值。
12. 根据权利要求11所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于， 当该平均计数值等于该参考平均计数值时，该控制单元不调整该驱动能力寄存器及该电阻 值寄存器的数值，当该平均计数值等大于该参考平均计数值时，该控制单元调整该驱动能 力寄存器或该电阻值寄存器的数值以降低该输出接口实体层的驱动能力或提高该芯片上 终端电阻的电阻值，当该平均计数值小于该参考平均计数值时，该控制单元调整该驱动能 力寄存器或该电阻值寄存器的数值以提高该输出接口实体层的驱动能力或降低该芯片上 终端电阻的电阻值。
13. 根据权利要求11所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于， 还包括： 一存储元件，耦接该控制单元，用以存储该参考平均计数值。
14. 根据权利要求11所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整装置，其特征在于， 该参考平均计数值为该输出接口实体层在一室温及该操作电压为一额定电压时，该平均器 所提供的该平均计数值。
15. -种驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法，其特征在于，包括： 利用至少一环形振荡器感测一输出接口实体层的一工作温度或该输出接口实体层所 接收的一操作电压以提供一感测结果；以及 依据该感测结果调整该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电阻值。
16. 根据权利要求15所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法，其特征在于， 依据该感测结果调整该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电阻值的步骤包 括： 取得对应该感测结果的一计数值； 取得一参考计数值，其中该参考计数值为该输出接口实体层在一室温及该操作电压为 一额定电压时所取得的该计数值；以及 比较该参考计数值及该计数值，并依据比较结果调整该输出接口实体层的驱动能力或 芯片上终端电阻的电阻值。
17. 根据权利要求16所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法，其特征在于， 依据比较结果调整该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端电阻的电阻值的步骤包 括： 当该计数值等于该参考计数值时，不调整该输出接口实体层的驱动能力或芯片上终端 电阻的电阻值； 当该计数值等大于该参考计数值时，降低该输出接口实体层的驱动能力或提高该芯片 上终端电阻的电阻值； 当该计数值小于该参考计数值时，提高该输出接口实体层的驱动能力或降低该芯片上 终端电阻的电阻值。
18.根据权利要求15所述的驱动能力与芯片终端电阻值自我调整方法，其特征在于， 该至少一环形振荡器围绕该输出接口实体层。
【文档编号】H03K19/00GK104065368SQ201310095253
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】庄曜诚, 黄一桓 申请人:联咏科技股份有限公司