专利名称：包括处理器和晶体振荡器仿真器的集成电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及包括一种集成电路，特别是涉及一种包括晶体振荡器仿真器的集成电路。
背景技术：
在许多类型的电子器件中，如蜂窝电话和其他手持器件中，要求有精确频率基准。通常用晶体振荡器来为这些电子器件提供精确频率基准。然而，晶体振荡器具有几个固有的缺点，其中包括体积庞大而笨重、易脆而且成本高昂。此外，晶体振荡器的尺寸大小和成本与谐振频率有关，因此，当频率增加而尺寸大小降低时，成本和易脆性可能迅速增加。当电子器件的尺寸大小继续降低时，则由于体积、易脆性和成本的限制，使用晶体振荡器变得越来越成问题。
半导体振荡器一直以来就是晶体振荡器的一种不良替代品，并且由于振荡频率上的变化、特别是其随温度变化得过度的大，通常不适于用作精确频率基准。
发明内容
本申请是2002年10月15日申请的美国专利申请序列号10/272,247的部分延续，其内容在此全部引用作为参考。
根据本发明的一些实施例，提供了一种集成电路，该集成电路包括第一电路，其接收时钟信号；第一温度传感器，其检测第一温度；非易失性存储器，其与第一温度传感器进行通信，并输出校准数据，作为所述第一温度的函数；和半导体振荡器，其与非易失性存储器和第一电路进行通信，并产生时钟信号，该时钟信号具有的频率与校准数据有关。
下面的描述结合附图，阐述了本发明的一个或更多个实施例的细节。从以下描述和附图以及权利要求中可看出，本发明的其他特点、目标和优点将是显而易见的。
图1是一个方框图，该图表示出晶体振荡器仿真器的一个实施例。
图2是表示温度与校正系数之间关系的表格。
图3是表示温度与校正系数之间关系的图形。
图4是一个方框图，该图表示出晶体振荡器仿真器的一个实施例。
图5是晶体振荡器仿真器的一个实施例的二维视图，该晶体振荡器仿真器连接到多个外部阻抗。
图6是晶体振荡器仿真器的一个实施例的详细方框图，该晶体振荡器仿真器连接到一个外部阻抗。
图7A和7B是表示外部阻抗值与数字值之间关系的图表。
图8是振荡器组件的一个实施例的方框图，该振荡器组件用于产生具有周期波形的输出。
图9是扩频发生器的一个实施例的方框图。
图10是用于仿真一个晶体振荡器的操作的流程图。
图11是低功率振荡器的一个实施例的方框图。
图12是低功率振荡器的另一实施例的方框图。
图13是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个或多个电路和一个晶体振荡器仿真器，该晶体振荡器仿真器上述为一个或多个电路产生时钟信号。
图14是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个处理器和一个为该处理器产生时钟信号的晶体振荡器仿真器。
图15是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个处理器和一个晶体振荡器仿真器，该晶体振荡器仿真器为处理器产生时钟信号并使用一个外部组件来设置时钟速度。
图16是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个或多个电路、一个晶体振荡器仿真器、和一个时钟分配器，该时钟分配器产生一个或多个其他时钟频率的时钟信号。
图17是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个处理器、一个或多个电路、一个晶体振荡器仿真器、和一个时钟分配器，该时钟分配器产生其他时钟频率的时钟信号。
图18是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个处理器、一个图形处理器、一个或多个电路、一个存储器、和一个产生时钟信号的晶体振荡器仿真器。
图19是一个集成电路的功能性方框图，该集成电路包括一个处理器和图11所示的低功率振荡器。
各个附图中的相同参考符号表示相同元件。
具体实施例方式
图1表示用来产生具有精确频率的输出信号12的晶体振荡器仿真器10的一个实施例。晶体振荡器仿真器10可利用包括互补型金属氧化物半导体(CMOS)处理在内的任何处理工艺，构建在一个单独的半导体电路小片上。
晶体振荡器仿真器10可包括一个半导体振荡器14，用以产生输出信号12。可使用任何类型的半导体振荡器，包括LC振荡器、RC振荡器以及环形振荡器。半导体振荡器12包括控制输入16，以改变输出信号的频率。控制输入16可以是任何形式的电信号输入，例如可以是环形振荡器的电源电压和LC振荡器的压变电容的输入电压，用来实现输出信号频率中的可控变化。
非易失性存储器18中包含有校准信息20，用于控制作为温度的一个函数的输出信号频率。可以使用任何类型的非易失性存储器，包括内容寻址存储器(CAM)。校准信息20可包括要应用于半导体振荡器14的控制输入16上的校正系数，以便控制输出信号频率。校准信息20可以是从校准温度到操作温度的温度变化的一个函数，也可以是绝对温度的一个函数。
温度传感器22可以检测半导体电路小片的温度。优选的是，温度传感器被设置在邻近半导体振荡器14的半导体电路小片上。可以使用任何类型的温度传感器22，包括热敏电阻器和红外探测器。温度传感器22可被配置成测量自基准温度或当前温度开始的温度变化。
图2说明用来将校准信息20存储在非易失性存储器18中的存储手段30。存储手段30可以是任何形式的数据库，包括CAM、索引机构、查找表、和散列表。
图3表示校正系数值对温度的一系列示例性图形32，可利用其中数据来使晶体振荡器仿真器10的输出信号频率保持恒定。可以用任何方式来获得构建上述图形所对应的曲线的数据，包括器件级测试(device-level testing)和批次模式测试(batch-mode testing)。
示例性的器件级测试可包括测试每个器件，确定要应用于半导体振荡器的校正系数，用以使其输出频率随温度变化保持恒定。在一个方案中，对应于器件中的半导体电路小片在一个预定温度如最低操作温度下的预定频率，确定用于半导体振荡器的控制输入的基准值。基准值可被直接测量或根据另一器件的特性参数的测量值通过内插而得到。也可对应于每个可能的输出频率来确定基准值。还有，每个可能的输出频率的基准值，例如可通过使用一种已知的电路关系，从预定频率的基准值外推来得到。每个可能的输出频率的基准值可以作为绝对值、或是一定比率即频率比来存储，以根据单一的一个基准值来计算各个其他基准值。
然后以不连续的步骤，使半导体电路小片的温度从大约最低的操作温度增加到大约最高的操作温度。这些不连续步骤的数目最好限制在大约六个温度等级上，以降低测试成本，但是也可以使用任何数目的不连续步骤。优选的是用单片加热器(on-chip heater)来加热半导体电路小片，但也可采用任何其他方式来改变半导体电路小片的温度。在每个不连续步骤中，都可测量半导体电路小片的温度和确定校正系数以便将输出维持于恒定频率。
校正系数优选是一个比率，该比率被应用于基准值从而获得控制输入的调节值。校正系数的范围可从任何基准值开始，例如从1开始。优选的是，对每个温度等级计算单独一个校正系数，将其应用于半导体振荡器，从而使输出信号保持在多个预定频率之中的任何一个上。例如，如果确定1.218的校正系数对应于45℃的温度变化，则举例来说可通过与校正系数成比例地改变控制输入，从而使半导体振荡器的控制输入作为该校正系数的一个函数而得到调节。在另一个替代方案中，校正系数可应用于对应于期望输出频率的基准值，产生一个校准值，对应于该校准值来调节控制输入。在另一个替代方案中，可在每一个温度等级上实测对应于若干输出频率的其中一个的校正系数。
有利的是，获得校准信息20的晶体振荡器仿真器10的批次模式测试可通过减少一批半导体电路小片的测量数量来降低成本。在批次模式测试中，来自相同批次的半导体电路小片的晶体振荡器仿真器10的一个子集的测试结果可用于该批次中的所有器件。受到测试的晶体振荡器仿真器的子集可在一定范围内变化，该范围可以是一个器件直到器件总数的任一比例。例如，可测试单一晶体振荡器仿真器10，而将所得到的批次校准信息存储在该批次中的每个器件中。此外，可对校准信息的一个子集，如处于一个基准温度的输出频率，测试每个晶体振荡器仿真器10。可用器件的指定校准信息的子集来修改存储在每个器件中的批次校准信息。
图4表示晶体振荡器仿真器40的另一实施例。晶体振荡器仿真器40在功能上类似于晶体振荡器10，其中相同的元件用40至52范围内的相同数字来编号，不同的是晶体振荡器仿真器40还可包括以下一个或多个元件或者其组合加热器54，控制器56，和选择输入58。
加热器54可位于邻近半导体振荡器44的半导体电路小片上，以提供一个局部热源。可使用任何类型的加热器54，包括晶体管加热器和电阻加热器。可以响应来自温度传感器52的输入来操作加热器54，从而控制半导体电路小片的温度。加热器54可以提高半导体电路小片的温度达到一定等级，该等级对应于校正系数已得到确定的其中一个温度等级。此外，可以用具有高热阻的外包装来封装晶体振荡器仿真器40。
在一种情形下，加热器54可将半导体电路小片温度增加到最大操作温度。这指的是，在器件或批次级测试过程中，必须确定的仅是对应于最大操作温度的校正系数，以便降低成本。
加热器54也可受到控制，以将半导体电路小片温度上升到校正系数已得到确定的若干预定温度等级的其中之一。可用第二温度传感器检测外部温度，如环境温度或组件温度。然后，加热器54可将半导体电路小片温度增加到最接近的预定温度等级，同时利用根据校正系数计算出的外推值，连续地改变温度过渡期间的控制输入。
通过举例来说对多个温度传感器加以响应，或是操纵校准信息50来得出符合中间温度的控制输入值，可以控制加热器56，从而使加热器54添加额外功能。控制器56可以是任何类型的实体，包括处理器、逻辑电路、或软件模块。
可用选择输入装置58从输出频率范围内选择指定的输出频率。可将输出频率作为与选择输入装置相连接的外部组件的阻抗的一个函数来选择。可将外部组件直接用作半导体振荡器的一部分来选择输出频率，或以间接方式，在预定范围内选择可以对应预定输出频率的阻抗值。外部组件可以是任何组件，但最好是一种无源组件，如电阻器或电容器。
图5表示一个晶体振荡器仿真器100的一个实施例，该晶体振荡器仿真器例如具有两个管脚102和104，连接到两个外部阻抗106和108。可用一个或多个管脚连接一个或多个外部组件。晶体振荡器仿真器100从连接到选择管脚102和104的外部组件来探察或者说取得信息。所取得的信息可具有三个或更多个预定等级范围，与仿真器特性参数的选择等级一致。例如，连接到外部电阻器的单一管脚可用于选择16个输出频率等级中的任何一个。外部电阻器的电阻值最好选择为是16个校准值中的一个。16个电阻值中的每一个对应于16个输出频率等级的其中一个。此外，优选的是用低精确度的无源组件作为外部组件，以便减少成本和投资。每个外部组件可具有多个例如N个预定额定值，它们各自对应于预定特性参数等级的选择。如果使用一个管脚，则可选择N个不同特性参数等级。如果使用两个管脚，则可选择N×N个不同特性等级，依此类推来增加选择管脚的数量。例如可选择的器件特性参数的类型包括输出频率、频率公差和基准校正系数。例如，晶体振荡器仿真器100可具有单一一个选择管脚102，其连接到一个外部电阻器，它可具有一个选自16个预定值的额定值。16个预定值各自具有一个实测值范围，该实测值范围对应于16个预定输出频率等级的其中一个，上述预定输出频率等级可能在1MHz到100MHz的范围内变化。
外部阻抗106和108最好是电阻器、电容器、或电阻器和电容器的组合，但也可以是主要表现出电感、电阻、电容或其组合特性的任何组件。外部阻抗106和108可以直接或间接地与任何电源如电压Vdd和接地或任何合适的参考电压连接，并连接到管脚102和104。例如，外部阻抗106可通过一个电阻器/晶体管网连接到Vdd，并通过一个电容器网连接到选择管脚102。
晶体振荡器仿真器100可确定预定的选择值，该预定选择值对应于连接到一个选择管脚的阻抗的实测值。优选的是，所选择的阻抗具有标准值，如对应于电阻器的额定电阻值，具有10％公差(例如470、560、680、…等等)，以减少器件和投资成本。考虑到说明测量误差和外部阻抗的公差，单一一个选择值可具有相应的阻抗值范围。选择值最好是数字值，但也可是模拟值。例如，可以令范围为2400欧姆到3000欧姆的实测电阻值对应于等于2的一个数字值。同时令范围为3001欧姆到4700欧姆的实测电阻值对应于等于3的一个数字值。实测电阻包括由外部阻抗的公差和内部测量电路所导致的变化。在每个选择管脚实测得出的阻抗用于确定一个相应的数字值。数字值可以是3个或更多个，优选的是每个选择管脚有10到16个数字值。对应每个选择管脚的数字值可组合用于表示存储单元。例如，一个器件具有三个选择管脚，它们各自对应于映射到10个数字值的其中之一的阻抗值，这三个选择管脚就可以用来表示1000个存储单元或查找表的数值。对应于存储单元的存储地址的内容被用来设置对应于器件的输出或固有特性参数的值。另一个示例性的器件可包括两个选择管脚，它们各自被配置成连接到外部阻抗，这些外部阻抗映射在10个值范围内的一个数字值。组合的数字值可以表示100个存储单元或查找表数值，它们可各自包含数据，用来设定晶体振荡器仿真器100的特性参数。
图6表示晶体振荡器仿真器120的一个实施例的方框图。晶体振荡器仿真器120包括一个选择管脚122，该管脚连接到外部阻抗124，用于选择一种晶体振荡器仿真器120的设置。外部阻抗124在功能和范围上与外部阻抗116和118相同。
连接到选择管脚122的测量电路126被用来测量一个电特性参数，而该电特性是外部阻抗124的一个函数。例如，可将电流施加到外部阻抗124，在该外部阻抗上就会产生电压，随后对这一电压进行测量。另外，也可在外部阻抗124两端施加电压，然后测量电流。可用测量无源组件的任何测量技术，包括动态及静态的技术，来测量这些电特性参数。示例性的测量手段包括计时电路、模数转换器(ADC)以及数模转换器(DAC)。优选的是，测量电路具有一个高动态范围。测量电路126可产生输出，而该输出具有对应于外部阻抗124数值的值。输出可以是数字式的或是模拟式的。相同的输出值最好表示出外部阻抗值的一定范围，以便补偿数值上的变化，如外部阻抗值中的公差、连接造成的损耗，以及测量电路因各种因素造成的误差，这些因素包括处理、温度和功率的因素。例如，在大于22到32欧姆的范围内的所有实测的外部阻抗值可以与数字输出值“0100”相关联。而在大于32到54欧姆的范围内的实测外部阻抗值可与数字输出值“0101”相关联。考虑到数上的值变化，实际外部阻抗值是实测外部阻抗值的一个子集。例如，在上述两种情形下，实际外部阻抗值可能是24～30欧姆和36～50欧姆。在每种情形下，都可以选用一个并不昂贵的低精确电阻器，而使该电阻器所具有的电阻值处于像27欧姆和43欧姆这样范围的中心。通过这种方式，就可利用廉价的低精确组件在一定范围的高精确度输出进行选择。选择值可直接作为一个变量值，用来控制晶体振荡器仿真器120的器件特性参数。变量值也可根据选择值间接确定。
存储电路127可存储变量值，这些变量值可选作选择值的函数。存储电路127可以是任何类型的存储装置，包括内容寻址存储器、静态和动态存储器、及查找表。
对于测量电路126所产生的输出值具有与外部阻抗值一一对应的关系的情形，可随后用数字值确定器128将输出值设定成与外部阻抗值的范围相对应的选择值。
图7A展示了一组阻抗值150与相关的一组选择值154之间的关系。阻抗值组150可具有与数字输出值组152的一一对应关系，这些数字输出值152被转换为与每组阻抗值150相关联的选择值154。在最小阻抗值到最大阻抗范围内变化的阻抗值被分为三组或更多组，每组具有一个额定阻抗。每组的额定阻抗值均经过选择，使得在各个额定阻抗值之间具有一定间隔。这里举个例子，额定值为27欧姆和43欧姆两个阻抗值组具有16欧姆的间隔。各阻抗值组之间的间隔最好基于等比级数构成，然而也可用任何其他数学关系，如对数、线性和指数等关系，来构成各组之间的间隔。阻抗组之间的间隔可建立在该组中的任何阻抗值的基础上，这些阻抗值包括额定值、平均值、中间值、起始值和结束值。影响阻抗组的范围和间隔的选择因素可包括各种公差或误差，如外部阻抗的公差、内部电压和电流源的公差、及测量电路的误差。例如，上述公差或误差还可因处理、温度和功率上的变化而引起。
图7B表示阻抗值156的范围与相关选择值158之间的关系。阻抗值156的范围与选择值158具有直接的对应关系。在最小阻抗值到最大阻抗的范围内变化的阻抗值被分为三组或更多组，每组具有一个额定阻抗。每组的额定阻抗值可选择成在各个额定阻抗值之间具有一定间隔。这里举例来说，对应于额定值27欧姆和43欧姆的阻抗值组具有16欧姆的间隔。例如，阻抗值156的范围与关联选择值158之间的这种直接对应关系可利用一个非线性模数转换器(图中未示)来实现。
返回参看图6，地址生成器130可确定存储单元，它们对应于与连接到选择管脚的外部阻抗相关联的数字输出值。存储单元可以通过任何方式，如单一选择管脚的列表、两个选择管脚的查找表和三个选择管脚的第三顺序表，来进行分组。
控制器132可设置晶体振荡器仿真器120的器件特性参数，将其作为变量值的一个函数。变量值可由测量电路来直接生成，根据选择值而间接确定，和根据对应于连接到选择管脚的外部阻抗值的存储单元的内容来确定。
也可用选择管脚124来实现其他操作，如功率降低(PD)、电源启动、模式选择、重新设定、和同步操作。在这方面，选择管脚124变为一个多重目的选择管脚124，用于配置晶体振荡器仿真器120并且实现其他功能。
在一个实施例中，可用连接到多功能选择管脚124的第一范围的阻抗值来设置晶体振荡器仿真器120，同时其他功能的操作可通过施加在多功能选择管脚124上的电压或电流、或在第一范围阻抗值外的阻抗值来控制。
图8表示产生具有周期波形的输出的一个振荡器组件200的实施例。振荡器组件200包括驱动锁相环(PLL)204的晶体振荡器仿真器202。晶体振荡器仿真器202在功能和结构上与以上所述的晶体振荡器仿真器的许多方面可以是相同的。振荡器组件200可以包括任何类型的PLL204，如数字PLL和模拟PLL。
可利用多功能选择管脚206和208来完成PLL 204的操作参数的选择，例如将其用作分配器系数。还可将多功能选择管脚206和208用于晶体振荡器仿真器202的控制和操作，如输出频率的选择和校准用的基准时钟的接收。外部电阻器210和212可连接到多功能选择管脚206和208，以选择操作频率。外部电阻器210和212的电阻值的范围与不同操作频率的选择相对应。每个外部电阻器210和212均可用于选择16个预定操作频率的其中一个。二者相结合，外部电阻器210和212可从256个操作频率中进行选择。为控制多个功能，每个多功能选择管脚206和208可接收不同电压范围内的信号。例如，一个多功能选择管脚206可连接到一个外部电阻器210，从而在该电阻器两端形成可以变化于0到2伏特范围内的电压，以便确定阻抗，多功能选择管脚206也可接收操作范围在2到3伏特的基准时钟信号。解码器214可检测多功能选择管脚206和208上的信号。
图9展示出扩频振荡器300，该振荡器产生具有可变频率的输出信号。扩频振荡器300包括连接到PLL 304的一个晶体振荡器仿真器302。可用连接到晶体振荡器仿真器302的频率控制装置来动态地控制晶体振荡器仿真器302的输出频率。上述频率控制装置可以是包括可变电抗器的任何装置或技术，用于控制半导体振荡器的偏流源，并控制施加到半导体振荡器的谐振电容器上的输入电压。
图10展示晶体振荡器仿真器的一个实施例的操作流程。在方框400，提供一个半导体振荡器以产生具有周期波形的输出信号。继续到方框402，可对半导体振荡器进行校准，以产生预定温度范围内的恒定频率。在一个实施例中，校准可包括在预定的温度范围内改变半导体电路小片的温度和进行测量以取得维持恒定输出频率的校准信息。可以在半导体振荡器的附近测量电路小片的温度。校准信息可包括用以维持恒定输出频率的控制输入值及对应的电路小片温度。校准信息可存储在半导体电路小片上的非易失性存储器中。在方框404，可通过探查外部组件而确定操作频率。继续进行到方框406，半导体振荡器产生具有周期波形亦即操作频率的输出信号。在方框408，在半导体振荡器的附近检测半导体电路小片的温度。继续进行到方框410，可以加热或冷却半导体电路小片，以将电路小片温度控制在一个或多个预定温度水平上。在方框412，可以将控制输入作为电路小片温度的一个函数加以控制，以补偿由温度变化引起的输出信号的操作频率的变化。可用所存储的校准信息对控制输入进行控制。校准信息可直接用作与被存储的温度对应的电路小片温度。对于其他电路小片温度，可以根据所存储的校准信息外推控制输入值。继续进行到方框414，输出信号的频率可作为频率控制信号的一个函数而动态地变化。
图11表示产生周期信号的一个低功率振荡器320的一个实施例。低功率振荡器320包括一个晶体振荡器仿真器322，用以校准有源硅振荡器324。晶体振荡器仿真器322通常是处于停止工作状态，以便降低功率消耗。在预定的间隔上，晶体振荡器仿真器322被转换到启动状态，以校准有源硅振荡器324。有源硅振荡器324所消耗的功率比晶体振荡器仿真器322少。因此可持续操作有源硅振荡器324，而只间断操作晶体振荡器仿真器322，以此降低低功率振荡器320的总功率消耗。可使用任何类型的有源硅振荡器，包括环形振荡器和RC振荡器。晶体振荡器仿真器324的配置可根据本说明书所描述和展示的本发明的任何实施例来进行。
加法器326可确定有源硅振荡器输出和晶体振荡器仿真器输出之间的频率误差。控制器328可基于该频率误差产生控制信号，以控制有源硅振荡器324的频率。控制器328也可从晶体振荡器仿真器322接收温度信息。温度信息可包括诸如半导体温度和周围环境温度等等温度。控制器328可包括有源硅振荡器324的校准信息，它类似于晶体振荡器仿真器322的校准信息。频率误差可用于设定控制信号的初始值，然后，温度信息结合有源硅振荡器校准信息可以被用来更新控制信号，同时使晶体振荡器仿真器322处于停止工作状态。在一个实施例中，晶体振荡器仿真器322的温度检测电路可持续地保持供电，从而可以将连续的温度信息提供给控制器328。控制信号可以是数字式也可以是模拟式。如果控制信号是数字式的，则数模转换器(DAC)330可将控制信号转换为模拟信号。
调整器332可以响应控制信号334，控制有源硅振荡器324的电源，从而调节操作频率。也可控制有源硅振荡器324的电源电压和/或电流。例如，调整器332可以控制电源电压的电压水平。
在操作中，有源硅振荡器324通常处于启动状态而产生周期性的输出信号。晶体振荡器仿真器322通常处于停止工作状态。在停止工作状态，全部或部分晶体振荡器仿真器322可以停止工作以节约功率。在预定的时间，对晶体振荡器仿真器322供电。然后晶体振荡器仿真器322的半导体振荡器利用存储的校准信息进行校准。晶体振荡器仿真器322的输出信号频率与有源硅振荡器324的输出信号频率进行比较，以确定有源硅振荡器324的频率误差。控制信号响应该频率误差而改变，引起来自电压调整器332的电源电压的变化，进而导致有源硅振荡器324的输出频率变化，从而降低频率误差。
图12表示产生周期信号的另一个低功率振荡器350的一个实施例。低功率振荡器350包括与电荷泵振荡器354相连的晶体振荡器仿真器352。晶体振荡器仿真器352通常处于停止工作状态以降低功率消耗。在停止工作状态期间，全部或部分晶体振荡器仿真器352可以停止工作。在预定的间隔，晶体振荡器仿真器352可以被启动并用于校准电荷泵振荡器354。上述预定的间隔可以作为任何电路参数的一个函数来确定，上述电路参数例如是操作时间、半导体的温度变化量、周围环境温度变化量、半导体的温度、和电源电压的变化量。
电荷泵振荡器354可包括电荷泵356、环路滤波器358、电压控制振荡器(VCO)360以及相位检波器362。电荷泵振荡器354在操作时类似于传统的电荷泵振荡器，不同之处是，其中的相位检波器362的基准输入端从晶体振荡器仿真器352接收基准时钟信号。
多路复用器364从晶体振荡器仿真器352和电荷泵振荡器354接收输出信号。选择其中一个输出信号，并通过多路复用器375将其传送到锁相环366。锁相环366产生输出信号，产生该输出信号的方式是将其作为来自晶体振荡器仿真器352和电荷泵振荡器354的输出信号的一个函数。
在操作中，电荷泵振荡器354通常处于启动状态而产生周期性的输出信号。晶体振荡器仿真器352通常处于停止工作状态。在停止工作状态，全部或一部分晶体振荡器仿真器352可以停止工作以降低功率消耗。在预定的时间对晶体振荡器仿真器352供电。然后晶体振荡器仿真器352的半导体振荡器以存储的校准信息进行校准。晶体振荡器仿真器352的输出信号与电荷泵振荡器354的输出信号进行比较，以确定电荷泵振荡器324的相位误差。然后控制VCO360以减少上述相位误差，从而使晶体振荡器仿真器352的输出信号按照电荷泵振荡器354的输出信号得到校准。可选择其中一个输出信号，并将其提供给PLL 366。
现在参考图13～15，集成电路500包括产生时钟信号的晶体振荡器仿真器502，而在集成电路500中的一个或多个电路504接收该时钟信号。晶体振荡器仿真器502可以按照以上结合图1～12所作描述来实现。电路502可包括如入14所示的一个处理器512或其他电路。如图13和15所示的外部组件506是可选的，用于选择晶体振荡器仿真器502的时钟频率。
现在参考图16～18，集成电路518包括时钟分配器520，该时钟分配器为电路522-1、522-2、…、和522-N(统称为电路522)产生时钟信号，这些时钟信号可以具有不同的一个或多个频率。电路522可以通过任何方式彼此互连。时钟分配器520可以用诸如X这样的整数除以时钟信号的频率，和/或用Y乘以时钟信号的频率，从而得到1/X、Y和Y/X这样的时钟信号调整值。时钟分配器520也使用于一个或多个其他比率和/或分配方式，以便为其他电路522产生不同的时钟信号。时钟分配器520输出如图所示的N-1个时钟信号到集成电路518中的N-1个电路522。
在图17中，电路之一包括处理器530，处理器530可被连接到时钟分配器520，而不是如图所示连接到晶体振荡器仿真器502，也可以同时连接到时钟分配器520和晶体振荡器仿真器502。其他电路532-1、532-2、和532-N则连接到时钟分配器520。
在图18中，晶体振荡器仿真器502提供时钟信号给处理器530、图形处理器540、存储器542和/或集成电路518中的一个或多个电路544。也可以设置一个时钟分配器(图中未示)。处理器530、图形处理器540、存储器542和/或其他电路544可以用任何适当的方式相连。
现在参考图19，集成电路600包括一个或多个电路602-1、602-2、…、和602-N(统称为电路602)和低功率振荡器320，其操作则与以上结合图11所作描述相同。其中一个电路可包括图中所示的处理器610。也可以设置一个如上所述的时钟分配器(图中未示)。
以上描述了本发明的多个实施例。然而，可以理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种改变。因此，其他的实施例都在下文中的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种集成电路，其特征在于包括第一电路，其接收时钟信号；第一温度传感器，其检测第一温度；一非易失性存储器，其与所述第一温度传感器进行通信，并输出校准数据，该校准数据是所述第一温度的函数；和一半导体振荡器，其与所述非易失性存储器和所述第一电路进行通信，并产生所述时钟信号，该时钟信号所具有的频率与所述校准数据有关。
2.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述第一电路包括一处理数据的处理器。
3.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述第一温度表示从初始温度到第二温度的温度变化。
4.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于所述集成电路具有电路小片温度，且其中所述第一温度近似等于所述电路小片温度。
5.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于进一步包括一选择输入装置，其选择所述输出信号的频率，使之成为一外部无源组件的函数。
6.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于进一步包括第二温度传感器，其检测外部温度；一加热器，其控制电路小片的温度；和一控制器，其响应所述第一和第二温度传感器而控制所述加热器。
7.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于进一步包括一有源硅振荡器，其产生具有一定频率的输出信号；一加法器，其确定所述半导体振荡器的输出信号与所述活动硅振荡器的输出信号之间的频率误差；和一控制器，其控制所述活动硅振荡器的输出信号，使之成为所述频率误差的函数。
8.如权利要求7所述的集成电路，其特征在于所述有源硅振荡器包括一具有电源电压的环形振荡器，并进一步包括一调整器，该调整器与所述控制器进行通信并控制所述电源电压，以减小所述频率误差。
9.如权利要求7所述的集成电路，其特征在于所述控制器进一步将所述有源半导体振荡器的输出信号作为所述第一温度的函数而加以控制。
10.如权利要求8所述的集成电路，其特征在于所述调整器控制所述电源电压的一种电特性参数，该电特性参数是在电压和电流中选择的。
11.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于进一步包括一时钟分配器，其产生至少一个其他时钟信号，该至少一个其他时钟信号的频率低于所述第一频率；和至少一个其他电路，其接收所述至少一个其他时钟信号。
12.如权利要求2所述的集成电路，其特征在于进一步包括接收所述时钟信号的第二处理器。
13.如权利要求11所述的集成电路，其特征在于所述至少一个其他电路包括第二处理器。
全文摘要
本发明提供了一种集成电路，包括接收时钟信号的第一电路。其中以第一温度传感器检测第一温度。与第一温度传感器进行通信的非易失性存储器则输出作为第一温度的函数的校准数据。与非易失性存储器和第一电路进行通信的半导体振荡器产生时钟信号，该时钟信号所具有的频率与上述校准数据有关。
文档编号H03B28/00GK1721965SQ20041007840
公开日2006年1月18日 申请日期2004年9月10日 优先权日2004年7月16日
发明者S·苏塔迪加 申请人:马维尔国际贸易有限公司