[发明专利]支持多内存标准的内存接口电路构架和在MOS工艺上的实施

说明书

一.技术领域

本发明专利属于CMOS集成电路领域，针对CMOS集成电路器件的内存接口相关芯片，含盖所有内存标准，包括SDR SDRAM.Mobile SDRAM，DDR/DDR2SDRAM，mobile SDRAM，DDR3 SDRAM.本专利不限某一个集成电路生产工艺，它含盖0.35um，0.25um，0.18um，0.13um，90nm，65nm，45nm，32nm以及与这些工艺相关的收缩(shrink)工艺。本技术适用于CPU，SoC，ASIC和其它采用内存接口的应用芯片的设计，以提高其灵活性和兼容性。

二.技术背景

随着半导体制造工艺的不断提升，芯片设计能力的不断提高，各类处理器的功能也在急剧提升，对内存的容量、速度都提出了更高的要求。内存技术也在不断发展，从SDR SDARM，MOBILE SDRAM，发展到DDR，DDR2，Mobile DDR，到现在正在批量推出的DDR3 SDRAM，其容量和速度都在呈线性增长，对于MOBILE DRAM的应用，除了性能以外，功耗的控制，也至关重要。对于多数SoC来说，其性能也在不但提升，对内存容量和速度的需求也在不断提升，从早期的对SDR SDRAM的需求到现在的对DDR2，DDR3的需求。但是作为电子设备的一个非常基本的要求就是向前的兼容性，这样能保持以前开发的固件，软件，辅助器件等仍能与新的产品配合，在产品不断升级的过程中，不失去市场和应用。内存就是一个非常典型的例子。

为了保持兼容性，许多SoC芯片都要求其内存接口IP能够支持多种接口标准，如SDR SDRAM，DDR1.DDR2，有些甚至要求能够支持mobile SDRAM，mobileDDR等，这样能使一个芯片用于多个平台。要支持多个接口标准，最简单的做法是将几个不同的接口拼在一起，但是这样做，不仅面积剧增，而且会因为输入输出的负载变大而增大功耗、降低性能。面积的增加，会导致一连串的问题，包括成本增加、良率下降、芯片的集成变得更复杂甚至不可能。不仅如此，因为不同的内存接口标准还采用不同的I/O电压，所以需采用不同的供电网络，这样一来会增加芯片成本，还会导致潜在的芯片失败，所以多模接口的设计不能是一个简单的叠加。

三.发明内容

本专利采用一种灵活的电路结构，用同一个驱动电路和同一个接收电路，如仅支持DDR2或DDR3的的接口电路进行改造，更换其中的一些MOS管，使其具有3.3V的耐压，在驱动电路中增加偏置和偏置控制电路；在接收电路中，将DDR2的MOS管更换为3.3V的MOS管，并对其进行改造，增加其共模电平的范围和支持的输入电平范围，另外增加一个可以产生多个直流电平的参考电平发生模块，通过模式选择信号的设置和供电电压的改变，就能达到对不同内存接口(SDRSDRAM，mobile SDRAM，DDR2，mobile DDR)的支持。

四.附图说明

图1是DDR2接口电路的示意图，其中驱动是一个可以调节输出阻抗的SSTL结构，接收包括匹配电阻、灵敏放大器，因为供电电压是1.8V，一般参考电压设在0.9V，这种结构的IO，根据生产工艺的不同，可支持高达1.066Gbs的数据传输速度。

图2是传统的SDR SDRAM接口电路的示意图，其中驱动是一个有足够驱动能力的LVTTL结构，接收可以是灵敏放大器，也可以是速度较快的、有足够的抗噪声门限的简单的CMOS反相器。因为供电电压是3.3V，一般不需要参考电压，其支持的速度也仅仅到133兆。

Mobile SDRAM和mobile DDR内存接口的结构与SDR SDRAM类似，差别在于：Mobile SDRAM采用的是1.8V的电压来降低功耗，其电平也是LVTTL；mobileDDR电平是LVCMOS。所以，一般来说，必须对SDR SDRAM或者DDR2接口的接收和驱动电路作些调整，才能用于mobile SDRAM或者mobile DDR。