参数校正方法与半导体装置与流程

1.本发明涉及一种电路参数的校正方法，尤指一种可有效补偿因制程变异而产生的均衡器电路参数偏移的校正方法。


背景技术：

2.通信过程中不可避免的存在信号衰减的问题。一般而言，传输距离越长，信号高频成分的衰减越严重。因此，通信系统中通常使用均衡器补偿信号衰减。
3.对于长距离的信号传输，接收端通常需要估计传输线长度或者传输通道长度，并利用此信息调整均衡器电路参数，例如根据传输距离设定适当的信号增益值，使整体信噪比可达最佳。因此，能够准确地评估传输距离以选择适当参数往往是通信系统是否能正常工作的重要因素。
4.然而，电路组件的设计值(例如，电容值、电阻值等)可能于芯片制作过程中因制程变异而产生偏移，因此，同一产品内的特定组件在不同的芯片之间可能因其属于不同的制程角落(例如，快/快(fast/fast，缩写ff)角落、慢/慢(slow/slow，缩写ss)角落、典型/典型(typical/typical，缩写tt)角落等)，而有不同的偏移量。对于均衡器而言，参数的偏移会造成高频增益峰值的频率位置偏离以及峰值大小的变化，导致不同的芯片在相同的传输距离下，因受到均衡器的参数差异影响，而得到完全不同的频率响应，进而影响到评估传输线长度或者传输通道长度的准确性。不准确的长度估计值会导致错误的接收机参数设定，最终造成循环冗余校验(cyclic redundancy check，缩写crc)错误与传输封包的丢失的发生。
5.为解决此问题，需要一种可有效补偿因制程变异而产生的电路参数偏移的参数校正方法。


技术实现要素：

6.本发明之目的在于解决因制程变异而产生的电路参数偏移的问题。
7.根据本发明之实施例，一种参数校正方法，用于校正电路的多个待校正的电子组件所对应的多个参数，包括以下步骤：(a)关闭所有待校正的电子组件，并且从多个待校正的电子组件中选择第一电子组件作为被校正的电子组件；(b)开启被校正的电子组件，并且对被校正的电子组件执行校正程序，以确定出被校正的电子组件所对应的参数的设定值，其中在确定出设定值后，被校正的电子组件成为已校正的电子组件；以及(c)从多个待校正的电子组件中选择第二电子组件作为被校正的电子组件，并且执行步骤(b)，其中步骤(c)反复被执行，直到所有待校正的电子组件都成为已校正的电子组件，并且在执行步骤(c)时，已校正的电子组件保持被开启。
8.根据本发明之另一实施例，一种半导体装置，包括均衡器电路与控制单元。控制单元耦接至均衡器电路，用于校正均衡器电路的多个待校正的电子组件所对应的多个参数，其中控制单元执行以下操作：(a)关闭均衡器电路的所有待校正的电子组件，并且从多个待
校正的电子组件中选择第一电子组件作为被校正的电子组件；(b)开启被校正的电子组件，并且对被校正的电子组件执行校正程序，以确定出被校正的电子组件所对应的参数的设定值，其中在确定出设定值后，被校正的电子组件被视为已校正的电子组件；以及(c)从多个待校正的电子组件中选择第二电子组件作为被校正的电子组件，并且执行操作(b)。操作(c)反复被执行，直到所有待校正的电子组件都被视为已校正的电子组件，并且在执行操作(c)时，控制单元控制已校正的电子组件保持被开启。
附图说明
9.图1是显示根据本发明之一实施例所述之半导体装置框图。
10.图2是显示根据本发明之一实施例所述之均衡器电路之范例电路图。
11.图3是显示根据本发明之一实施例所述之参数校正流程之流程图。
12.图4是显示根据本发明之一实施例所述之对被校正之电子组件所执行之校正程序的范例流程图。
13.图5是显示根据本发明之另一实施例所述之对被校正之电子组件所执行之校正程序的范例流程图。
14.图6是显示根据本发明之一实施例所述之电路经参数校正后所得的频率响应。
15.图7是显示根据本发明之另一实施例所述之电路经参数校正后所得的频率响应。
具体实施方式
16.图1是显示根据本发明之一实施例所述之半导体装置框图。半导体装置100可为集成电路(integrated circuit，缩写ic)或芯片，例如，适用于通信系统内之接收机芯片。半导体装置100可至少包括控制单元120与均衡器电路110，例如，连续时间线性均衡器(continuous time linear equalization，缩写ctle)。控制单元120耦接至均衡器电路110，用于在半导体装置100制作完成后，例如，在芯片出厂后，校正均衡器电路110之多个电子组件所对应的参数。根据本发明之一实施例，控制单元120可预先被写入既定的固件程序代码，控制单元120可通过执行固件程序代码开始对均衡器电路110执行参数校正流程。通过参数校正，均衡器电路110的频率响应可被调整为具有特定的形状，用于克服前述在半导体装置之制作过程中因制程变异导致均衡器电路110之多个电子组件所对应的参数发生数值偏移的问题。如此一来，即便基于相同的电路配置所生产出来的多个半导体装置最终分布于不同的制程角落，例如前述之ff角落、ss角落、或tt角落等，各半导体装置内的均衡器电路110的频率响应仍可被校正成具有相同或比较近似的形状。
17.需注意的是，图1为简化的框图，其中仅显示出与本发明相关之组件。熟悉此技术者均可理解，半导体装置或者接收机芯片内应该可包含其他未示于图1之组件，例如，天线、功率放大器、混频器、射频信号处理电路等，以实施所需之信号处理功能。
18.图2是显示根据本发明之一实施例所述之均衡器电路之范例电路图。均衡器电路210可包括一个或多个滤波器电路，例如，滤波器电路211与212。滤波器电路211可包括电阻ra与电容ca，滤波器电路212可包括电阻rb与电容cb，或者可进一步包括放大器电路213。于本发明之实施例中，半导体装置100内的待校正之电子组件可以是均衡器电路内的电容，例如，滤波器电路211的电容ca以及滤波器电路212的电容cb，而所述待校正的参数即为电容
值。
19.需注意的是，图2仅显示出本发明可应用之多种均衡器电路之其中一者。熟悉此技术者均可理解，本发明所提出之参数校正方法应该可被应用于任何未示于本说明书之均衡器电路。此外，需注意的是，本发明所提出之参数校正方法也不限于仅能够校正均衡器电路内的电子组件。熟悉此技术者均可理解，本发明所提出之参数校正方法应该可被应用于半导体装置内的任何电路，用于校正电路内的电子组件所对应的参数因制程变异而产生的偏移。
20.图3是显示根据本发明之一实施例所述之参数校正流程之流程图。参数校正流程可包括由控制单元120所控制或执行之以下步骤/操作：
21.步骤s302：关闭待校正之电路(例如，均衡器电路110)内之所有待校正之电子组件，并且从待校正之电子组件中选择第一电子组件作为被校正之电子组件(对应于后述之步骤/操作(a))。例如，假设电路内待校正之电子组件的总数量为n，控制单元120可利用变量i作为被校正之电子组件的索引值，其中1≤i≤n，并且i与n均为正整数。于步骤s302中，控制单元120可初始设定i＝1。再次参考图2，假设待校正之电子组件包括电容ca与cb，控制单元120可分别利用开关装置214与215控制电容ca与cb的关闭或开启状态。于步骤s302中，控制单元120可将开关装置214与215的状态控制为「开路」(open)，由此关闭电容ca与cb，使其于整体电路中禁用。需注意的是，于本发明的实施例中，并未限制待校正之电子组件的选择顺序。
22.步骤s304：开启被校正之电子组件(对应于后述之步骤/操作(b)的一部分)，即，开启第i个电子组件。继续前述范例，于步骤s304中，控制单元120可将开关装置214的状态控制为「闭合」(close)，由此开启电容ca，使其被启用。
23.步骤s306：对被校正之电子组件执行校正程序，以确定出被校正之电子组件所对应之参数之设定值(对应于后述之步骤/操作(b)的另一部分)，即，确定出第i个电子组件的设定值。下文将针对校正程序做更详细的说明。于确定出目前正在被校正之电子组件的设定值后，此被校正之电子组件便成为已校正之电子组件。例如，控制单元120可将之视为已校正之电子组件。
24.步骤s308：判断是否已完成所有待校正之电子组件的校正程序。例如，判断是否i《n。若是，则继续执行步骤s310。若否，则代表已完成所有待校正之电子组件的校正程序，可结束参数校正流程。
25.步骤s310：从其余待校正之电子组件中选择第二电子组件作为下一个被校正之电子组件，例如，控制单元120可设定i＝i+1，并且返回执行步骤s304(对应于后述之步骤/操作(c))。继续前述范例，当再次执行步骤s304时，控制单元120可将开关装置215的状态控制为「闭合」(close)，由此开启电容cb，使其被启用。
26.于本发明之实施例中，电子组件的校正程序会反复被执行，直到所有待校正之电子组件均成为已校正之电子组件为止。此外，于本发明之实施例中，待校正组件会逐一被开启。即，当每次执行步骤s304时，仅会开启目前被选择为被校正之电子组件，而不会开启其他尚未被选择的待校正之电子组件。此外，于本发明之实施例中，控制单元120会控制已校正之电子组件保持被开启。
27.根据本发明之实施例，可利用少数频点的信号执行校正程序，以缩短校正期间，其
中测试信号的数量可依所需之运算复杂度、校正期间长度与校正准确度弹性选择。
28.图4是显示根据本发明之一实施例所述之对被校正之电子组件所执行之校正程序的范例流程图，其可包括由控制单元120执行之以下步骤/操作：
29.步骤s402:将被校正之电子组件所对应之参数设定为第一设定值。于本发明之实施例中，待校正之电子组件可具有多个对应的设定值，此设定值为考虑到制程变异而根据原始设定值产生的数值。例如，假设制程变异可能造成20％的参数偏移，控制单元120可将电子组件在电路设计时所设定的原始设定值(例如，原始电容值)乘以介于(1-20％)到(1+20％)之间的多个数值，以产生出多个可用于对应校正程序的设定值。
30.步骤s404:控制待校正之电路(例如，均衡器电路110)根据具有第一频率之测试信号产生输出信号。根据本发明之一实施例，测试信号可以是正弦信号、余弦信号、或其他单频信号。控制单元120可直接将测试信号输入均衡器电路110之输入端v
in
，使其根据测试信号产生对应之输出信号，并且于均衡器电路110之输出端v
out
接收输出信号。
31.步骤s406:计算输出信号中在第一频率之频率成分之能量，并且根据测试信号之能量以及输出信号中在第一频率之频率成分之能量计算增益值。于此操作中，控制单元120可对输出信号执行快速傅立叶变换(fast fourier transform，缩写fft)，以取得频谱上的能量，并将之与原始的测试信号的能量作比较，得到对应的增益值。
32.步骤s408:变更参数的设定值，例如，将被校正之电子组件所对应之参数设定为不同于第一设定值之第二设定值，并执行步骤s404与s406，以取得对应于第二设定值之增益值。
33.步骤s410:根据目标值、对应于第一设定值之增益值以及对应于第二设定值之增益值确定被校正之电子组件所对应之参数之设定值。
34.根据本发明之一实施例，于步骤s410中，此目标值可以是在第一频率之目标增益值，控制单元120可从第一设定值与第二设定值中选择出具有对应之增益值最接近目标增益值的一者作为目前正在被校正之电子组件的参数设定值。
35.需注意的是，于本发明之一些实施例中，步骤s408也可反复地根据被校正之电子组件所对应之参数的不同设定值被执行多次。例如，校正程序可于步骤s408后增加如下的判断操作/步骤：参数的所有设定值是否均已被测试过。若否，则返回执行步骤s408。若是，则继续执行步骤s410。并且于执行完多次步骤s408后，于步骤s410中的设定值可根据目标值与对应于多个不同设定值之增益值被确定。例如，控制单元120可从多个设定值中选择出具有对应之增益值最接近目标增益值的一者作为目前正在被校正之电子组件的参数设定值。
36.图5是显示根据本发明之另一实施例所述之对被校正之电子组件所执行之校正程序的范例流程图，其可包括由控制单元120执行之以下步骤/操作：
37.步骤s502:将被校正之电子组件所对应之参数设定为第一设定值。同上所述，于本发明之实施例中，待校正之电子组件可具有多个对应的设定值，此设定值为考虑到制程变异而根据原始设定值产生的数值。例如，假设制程变异可能造成20％的参数偏移，控制单元120可将电子组件在电路设计时所设定的原始设定值(例如，原始电容值)乘以介于(1-20％)到(1+20％)之间的多个数值，产生出多个可用于对应校正程序的设定值。
38.步骤s504:控制待校正之电路(例如，均衡器电路110)根据具有第一频率之第一测
试信号产生第一输出信号，以及根据具有第二频率之第二测试信号产生第二输出信号。根据本发明之一实施例，测试信号可以是正弦信号、余弦信号、或其他单频信号。控制单元120可直接将测试信号输入均衡器电路110之输入端v
in
，使其根据测试信号产生对应之输出信号，并且于均衡器电路110之输出端v
out
接收输出信号。此外，于本发明之实施例中，第一测试信号与第二测试信号可分别为低频信号与高频信号。
39.步骤s506:计算第一输出信号中在第一频率之频率成分之能量，并且根据第一测试信号之能量以及第一输出信号中在第一频率之频率成分之能量计算第一增益值，以及计算第二输出信号中在第二频率之频率成分之能量，并且根据第二测试信号之能量以及第二输出信号中在第二频率之频率成分之能量计算第二增益值。于此操作中，控制单元120可对输出信号执行快速傅立叶变换，以取得频谱上的能量，并将之与原始的测试信号的能量作比较，例如，将第一/第二输出信号中在第一/第二频率之频率成分之能量除以第一/第二测试信号之能量，以得到对应的第一/第二增益值。
40.步骤s508:变更参数的设定值，例如，将被校正之电子组件所对应之参数设定为不同于第一设定值之第二设定值，并执行步骤s504与s506，以取得对应于第二设定值之第一增益值与第二增益值。
41.步骤s510:根据至少一个目标值、对应于第一设定值之第一增益值与第二增益值以及对应于第二设定值之第一增益值与第二增益值确定被校正之电子组件所对应之参数之设定值。
42.根据本发明之一实施例，步骤s510中的至少一个目标值可包括：在第一频率之第一目标增益值以及在第二频率之第二目标增益值，或者可以是第一目标增益值与第二目标增益值之比值。控制单元120可从第一设定值与第二设定值中选择出与如下误差中的最小误差对应的一者作为目前正在被校正之电子组件的参数设定值：对应于第一设定值的第一增益值与第一目标增益值之间的误差、对应于第一设定值的第二增益值与第二目标增益值之间的误差、对应于第二设定值的第一增益值与第一目标增益值之间的误差、对应于第二设定值的第二增益值与第二目标增益值之间的误差。或者，控制单元120可从第一设定值与第二设定值中选择出具有对应之第一增益值与第二增益值之比值最接近第一目标增益值与第二目标增益值之比值的一者作为目前正在被校正之电子组件的参数设定值。
43.同上所述，需注意的是，于本发明之一些实施例中，步骤s508也可反复地根据被校正之电子组件所对应之参数的不同设定值被执行多次。例如，校正程序可于步骤s508后增加如下的判定操作/步骤：参数的所有设定值是否均已被测试过。若否，则返回执行步骤s508。若是，则继续执行步骤s510。并且于执行完多次步骤s508后，于步骤s510中的设定值可根据目标值与对应于多个不同设定值之第一增益值及第二增益值被确定。例如，控制单元120可从多个设定值中选择出具有对应之增益值比值最接近目标增益值比值的一者作为目前正在被校正之电子组件的参数设定值。
44.此外，需注意的是虽然以上实施例是利用两个不同频率的测试信号执行校正程序，但本发明并不限于此。本发明所提出之参数校正方法应该可利用多于两个不同频率的测试信号执行校正程序，而熟悉此技术者亦可根据以上说明推导出利用多于两个不同频率的测试信号执行校正程序的实施方式，故于此不再赘述。
45.图6是显示根据本发明之一实施例所述之电路经参数校正后所得的频率响应，其
中图6显示出分布于不同的制程角落的芯片经由对该电路实施本发明所提出之参数校正方法而确定出参数的设定值后所得到的频率响应，且图6显示的是电路中仅开启一个电容(例如，图2所示之电容cb)时所得的频率响应。如图6所示，经由对各芯片的同一电路实施本发明所提出之参数校正方法后，可能得到不同的参数设定值，然而，无论芯片分布于tt、ff或ss哪个角落，参数校正后所得到的频率响应曲线都十分相近。
46.图7是显示根据本发明之另一实施例所述之电路经参数校正后所得的频率响应，其中图7同样显示出分布于不同的制程角落的芯片经由对该电路实施本发明所提出之参数校正方法而确定出参数的设定值后所得到的频率响应，且图7显示的是电路中开启两个电容(例如，图2所示之电容ca与cb)时所得的频率响应。如图7所示，经由对各芯片的同一电路实施本发明所提出之参数校正方法，各芯片可能得到不同的参数设定值。例如，对于分布于tt角落的芯片，电容ca可被设定为第三设定值(于图中简易标示为ca＝3，以下亦同)，对于分布于ff角落的芯片，电容ca可被设定为第六设定值(ca＝6)，而对于分布于ss角落的芯片，电容ca可被设定为第一设定值(ca＝1)。然而，无论芯片分布于tt、ff或ss哪个角落，所得到的频率响应曲线都十分相近。
47.综上所述，本发明所提出之参数校正方法可有效补偿因制程变异而产生的电路参数偏移。透过参数校正，电路的频率响应可被修正回预定的形状，或者被调整为具有特定的形状，如此一来，即便出厂的芯片产品分布于不同的制程角落，各芯片内的电路的频率响应仍可被校正成具有相同或相当近似的形状。由此，可提高后续传输距离估计与接收机电路参数选择的准确性。此外，于传统技术中，均衡器电路的参数是根据接收到信号的信噪比调整，但根据信噪比调整参数的方法无法确保后续传输距离估计的准确性。相较于传统技术，本发明所提出之参数校正方法可确保传输距离估计的准确性，有效提升传输效能。
48.以上所述仅为本发明之较佳实施例，根据本发明构思的范围所做出的等同变化与修饰，皆应属于本发明之涵盖范围。
49.【符号说明】
50.100：半导体装置
51.110、210：均衡器电路
52.120：控制单元
53.211、212：滤波器电路
54.213：放大器电路
55.214、215：开关装置
56.ca、cb：电容
57.ra、rb：电阻
58.s302～s310、s402～s410、s502～s510：步骤
[0059]vin
：输入端
[0060]vout
：输出端