[发明专利]一种扩频时钟产生电路及方法

说明书

本发明公开了一种扩频时钟产生电路及方法，属于集成电路设计领域，扩频时钟产生电路包括三角波地址产生电路以及阶数可调节的Sigma‑Delta调制器，所述三角波地址产生电路的输入时钟为时钟电路的锁相环反馈时钟，三角波地址产生电路的数字输出信号为所述Sigma‑Delta调制器的控制输入信号，所述Sigma‑Delta调制器输出24位二进制数，通过24位二进制数控制时钟电路锁相环的环路分频器。同时，本发明还提出了一种所述扩频时钟产生电路的地址码产生方法。本发明能够降低扩频电路复杂度，提高设计效率，同时能够根据应用需求调整扩频范围，扩大应用范围。

技术领域

本发明属于集成电路设计领域，具体涉及一种扩频时钟产生电路及方法。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，特征尺寸已经逼近物理极限，芯片集成度不断提高，芯片间距不断减小，数据的传输和通信速率不断提高，因此电路系统在工作过程中向外界的能量辐射越来越多。在芯片工作时，信号的翻转，例如时钟、数据和控制信号都会带来能量的释放和外泄。在高速系统中，电路之间、芯片之间的电流流动会产生交变的磁场，而交变磁场相互又会产生感应电场，如此进行的能量交换会不断地向外界释放。并且这些能量会在空间中叠加，由此会产生一个大频率范围、强度不一的空间电磁场。对于接口芯片，空间中的电磁信号会干扰芯片的正常工作，影响系统的稳定性，严重情况下可能会使设备产生误操作，从而造成人身、设备的损失。

因此在高速系统中，空间电磁场造成的电磁干扰(ElectromagneticInterference,EMI)成为不容忽视的问题。同时国际上也制定了相关法规、电磁兼容技术标准国际化和电磁兼容强制性认证的规定。我国也制定了多项电磁兼容(Electro MagneticCompatibility,EMC)国家标准。由此可见，EMI问题不论在技术上还是在法律法规上都有非常的解决必要。

通常减小EMI的方法主要包括：

(1)金属屏蔽；

(2)控制翻转信号的反转时间；

(3)采用耕地电源电压和差分电路；

(4)合理的芯片板级规划；

(5)扩频时钟技术。

其中，扩频时钟技术是一种低成本的片内实现方案。在时钟电路中，通过将集中于单一频点的峰值能量分散到附近的频带内，可以高效地抑制辐射的峰值能量，从而减小EMI。扩频时钟技术有三种扩频方法：向上扩频、中心扩频和向下扩频。向上扩频是将能量从中心频率分散到高频，中心扩频是将能量均匀的分散到中心频率两侧，而向下扩频则是将能量分散到中心频率的更低频处。调制波形通常有三种：方波、三角波和Hershey Kiss波，相对于方波和三角波的线性波，Hershey Kiss波在同等条件下可以分散更多的峰值能量，并且峰值降落更加均匀，从频谱图上可以看出其频谱具有更好的平坦度。上述三种调制波形中，方波的调制效果最差，但方波易于生成；Hershey Kiss波是一种非线性波，在电路中需要更多额外的硬件开销才可生成，而三角波调制效果居于二者之间，并且容易实现，因此成为使用最广的一种调制波形。