本發明涉及復用器,具體地,涉及電路如用于在復用器中使用或作為復用器使用的鎖存電路。這種電路可以實現為例如ic芯片上的集成電路。
背景技術:
復用電路用于將輸入數據信號(通常是數字數據信號)上攜載的數據(或其它信息)復用到輸出數據信號上。對于將輸入數據信號重新定時到輸出數據信號上,這種電路通常也是有用的。在轉換之前,復用電路可以設置在數模轉換器(dac)的輸入級處,或者在轉換之后,復用電路可以設置在模數轉換器(adc)的輸出級處。
當然,可以在期望將兩個或更多個輸入信息流復用到輸出信息流上的任何地方設置復用電路。
已經發現先前考慮的復用器在噪聲和/或功率性能方面不利地影響其它電路(如dac電路),并且在電路面積方面效率低。期望解決這樣的問題。
技術實現要素:
根據本發明的第一方面的實施方式,提供了一種用作復用器的鎖存電路,該鎖存電路用于將由各對輸入信息信號攜載的信息復用到輸出信息信號上,每對輸入信息信號包括第一輸入信息信號和第二輸入信息信號,并且每對輸入信息信號基于那些輸入信息信號的信號值并且與由其他的一對或多對輸入信息信號攜載的信息值交錯地攜載信息值。所述對的數目可以是整數x,其中x是2或更大的值。
鎖存電路可以包括:多對輸入開關,每對輸入開關包括第一輸入開關和第二輸入開關,并且每對輸入開關被配置成由相應的成對的輸入信息信號來控制;以及輸出端,其被配置成輸出所述輸出信息信號。
對于所述每對輸入開關,第一輸入開關可以被配置成接收相應的成對的輸入信息信號的第一輸入信息信號,并且第二輸入開關可以被配置成接收該對輸入信息信號的第二輸入信息信號。對于所述輸入開關,第一輸入開關可以被連接以控制鎖存電路的第一節點處的第一電流,并且第二輸入開關可以被連接以控制鎖存電路的第二節點處的(單獨的)第二電流。第一電流和第二電流可以在單獨的路徑中流動,以便它們可以例如通過比較器被比較。
鎖存電路可以被配置成基于所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流來控制輸出信息信號,以便將成對的輸入信息信號所攜載的連續信息值鎖存到輸出信息信號上。以這種方式,這樣的鎖存電路可以通過采用多對輸入開關和這樣的相應的成對的輸入信息信號來有效地提供復用功能。
例如,如果其他每對輸入開關由其成對的輸入信息信號控制為給定的非確定狀態,則輸入開關可以被連接成使得成對的輸入開關中的一對輸入開關(其由其成對的輸入信息信號控制為給定的確定狀態)確定所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流。因此,輸入信息信號可以被配置成使得在任一時刻攜載信息值的那些輸入信息信號之一將其成對的輸入開關控制為確定狀態(并且控制所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流),而其他每對輸入信息信號將其成對的輸入開關控制為非確定狀態(并且不控制所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流)。以這種方式,由成對的輸入信息信號所攜載的信息值可以被復用到輸出信息信號上。
作為一個選項,第一輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第一節點的相應的并行的第一電流路徑被連接。在這種情況下,第二輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第二節點的相應的并行的第二電流路徑被連接。
作為另一選項,第一輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第一節點的第一電流路徑串聯連接。在這種情況下,第二輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第二節點的第二電流路徑串聯連接。
第一電流路徑和第二電流路徑都可以在一端穿過同一公共節點,而在另一端穿過第一節點或第二節點(視情況而定)。
鎖存電路可以包括被配置成接收時鐘信號的時鐘輸入端,其中,鎖存電路被配置成與所述時鐘信號同步地在交替的設置相和評估相中進行操作,所述輸入信息信號與所述時鐘信號同步,以便每個評估相在信息值由所述成對的輸入信息信號攜載時發生,并且鎖存電路被配置成在每個評估相中將由所述成對的輸入信息信號攜載的信息值鎖存到輸出信號上。
輸出信息信號可以是成對的輸出信息信號,包括第一輸出信息信號和第二輸出信息信號。在這種情況下,鎖存電路可以被配置成使第一輸出信息信號和第二輸出信息信號在每個設置相具有彼此相同的信號值,而在每個評估相具有彼此不同的信號值。此外,鎖存電路可以被配置成在每個評估相中使第一輸出信息信號和第二輸出信息信號中的一個輸出信息信號具有比那些輸出信息信號中的另一個輸出信息信號更高的信號值,在該評估相中,信息值被鎖存到成對的輸出信息信號上,從而確定那些輸出信息信號中的哪個輸出信息信號具有較高的信號值或較低的信號值。
根據本發明的第二方面的實施方式,提供了一種復用器,該復用器包括:根據前述第一方面的鎖存電路。這樣的復用器可以包括被配置成將成對的輸入信息信號引入到鎖存電路的信息信號引入電路,其中信息信號引入電路被連接至鎖存電路,使得輸入開關接收它們各自的輸入信息信號并且由它們各自的輸入信息信號控制。
每對輸入信息信號可以具有交替的有效相和無效相,每對輸入信息信號可以基于那些輸入信息信號的信號值在其有效相中的每一個中攜載信息值,并且每對輸入信息信號可以在多對輸入信息信號中的其他每對輸入信息信號處于無效相時處于有效相。以這種方式,由成對的信息信號攜載的信息值可以是交錯的或交替的。
每對輸入信息信號可以在其無效相中具有用于將有關的輸入開關控制為非確定狀態的信號值,以便在其無效相中接收輸入信息信號的所有輸入開關處于非確定狀態。每對輸入信息信號可以在其有效相中具有用于將有關的輸入開關控制為確定狀態的信號值,處于確定狀態的輸入開關確定第一電流和第二電流中的哪個電流大于另一個電流。
對于每對輸入信息信號,第一輸入信息信號的信號值和第二輸入信息信號的信號值可以在無效相中彼此相同(例如,都為邏輯低或都為邏輯高),但在有效相中彼此不同(例如,一個為邏輯高,而另一個為邏輯低)。在每個有效相中,處于該有效相的第一輸入信息信號和第二輸入信息信號中的一個輸入信息信號可以具有比所述第一輸入信息信號和所述第二輸入信息信號中的另一個輸入信息信號更高的信號值,該有效相中攜載的信息值確定那些輸入信息信號中的哪個輸入信息信號具有較高的信號值或較低的信號值(例如,其為邏輯低或其為邏輯高)。
信息信號引入電路可以是被配置成接收成對的輸入信息信號的信息信號接收電路或被配置成生成成對的輸入信息信號的信息信號生成電路。多組本鎖存電路可以一起充當這樣的信息信號生成電路。
根據本發明的第三方面的實施方式,提供了一種復用器系統,該復用器系統包括:根據前述第一方面的鎖存電路,該鎖存電路是下游鎖存電路,其中所述下游鎖存電路中的成對的輸入開關的數目是兩個;以及第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路,所述第一上游鎖存電路和所述第二上游鎖存電路是根據上述第一方面的鎖存電路,其中輸出信息是成對的輸出信息信號。在這種情況下,第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路可以被配置成彼此異相地操作,并且下游鎖存電路可以被連接以接收所述第一上游鎖存電路的成對的輸出信息信號作為下游鎖存電路的成對的輸入開關中的一對輸入開關的成對的輸入信息信號,并且接收所述第二上游鎖存電路的成對的輸出信息信號作為下游鎖存電路的成對的輸入開關中的另一對輸入開關的成對的輸入信息信號。
在這樣的系統中,所述鎖存電路中的每一個可以是以下這樣的鎖存電路:其中,輸出信息是成對的輸出信息信號。在這種情況下,第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路以及下游鎖存電路可以形成上游-下游鎖存電路組,該系統可以包括多個上游-下游鎖存電路組,并且各個上游-下游鎖存電路組中的成對的下游鎖存電路可以是另一所述上游-下游鎖存電路組中的第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路。因此,這樣的鎖存電路可以以樹結構或網絡連接在一起以形成這樣的復用器系統。
根據本發明的第四方面的實施方式,提供了一種用作復用器的鎖存電路,該鎖存電路用于將由各對輸入信息信號攜載的信息復用到輸出信息信號上,每對輸入信息信號包括第一輸入信息信號和第二輸入信息信號,每對輸入信息信號具有交替的有效相和無效相,每對輸入信息信號基于那些輸入信息信號的信號值在其有效相中的每一個中攜載信息值,并且每對輸入信息信號在多對輸入信息信號中的其他每對輸入信息信號處于無效相時處于有效相,所述鎖存電路包括:多對輸入開關,每對輸入開關包括第一輸入開關和第二輸入開關,并且每對輸入開關被配置成由相應的所述成對的輸入信息信號來控制;以及輸出端,其被配置成輸出所述輸出信息信號,其中,對于所述每對輸入開關,第一輸入開關被配置成接收相應的成對的輸入信息信號的第一輸入信息信號,并且第二輸入開關被配置成接收該對輸入信息信號的第二輸入信息信號,并且輸入開關被連接在鎖存電路中,以控制輸出信息信號,并且在其有效相和無效相中被連接在與成對的輸入信息信號的信號值相適應(或與其一致或與其對應)的布置中,使得當輸入開關由它們各自的輸入信息信號控制時,由成對的輸入信息信號所攜載的連續信息值被鎖存到輸出信息信號上。
該布置可以使得處于有效相的該對輸入信息信號將它們的輸入開關控制為確定狀態,在所述確定狀態下,那些開關確定輸出信號的值,而處于無效相的每對輸入信息信號將它們的輸入開關控制為非確定狀態,在所述非確定狀態下,那些開關不確定輸出信號的值。
對于所述輸入開關,第一輸入開關可以被連接以控制鎖存電路的第一節點處的第一電流,并且第二輸入開關被連接以控制鎖存電路的第二節點處的(單獨的)第二電流。處于其有效相和無效相的成對的輸入信息信號的信號值可以被配置成使得由處于有效相的成對的輸入信息信號所攜載的信息值來確定所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流。鎖存電路可以被配置成基于在連續的所述有效相中所述第一電流和所述第二電流中的哪個電流大于另一個電流來控制輸出信息信號,以便將由成對的輸入信息信號攜載的連續信息值鎖存到輸出信息信號上。
作為一個選項,第一輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第一節點的相應的并行的第一電流路徑被連接。在這種情況下,第二輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第二節點的相應的并行的第二電流路徑被連接。
作為另一選項,第一輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第一節點的第一電流路徑串聯連接。在這種情況下,第二輸入開關可以包括單獨的晶體管,所述晶體管的柵極端子被配置成接收相應的輸入信息信號,并且所述晶體管的溝道沿著穿過所述第二節點的第二電流路徑串聯連接。
第一電流路徑和第二電流路徑都可以在一端穿過同一公共節點,而在另一端穿過第一節點或第二節點(視情況而定)。
對于每對輸入信息信號,第一輸入信息信號的信號值和第二輸入信息信號的信號值在無效相中可以彼此相同,而在有效相中彼此不同。在每個有效相中,處于該有效相的第一輸入信息信號和第二輸入信息信號中的一個輸入信息信號可以具有比所述第一輸入信息信號和所述第二輸入信息信號中的另一個輸入信息信號更高的信號值,該有效相中攜載的信息值確定那些輸入信息信號中的哪個輸入信息信號具有較高的信號值或較低的信號值。
這樣的鎖存電路可以包括:時鐘輸入端,其被配置成接收時鐘信號,其中,鎖存電路被配置成與所述時鐘信號同步地在交替的設置相和評估相中進行操作,輸入信息信號與所述時鐘信號同步,以便每個評估相在相應的有效相期間發生,并且鎖存電路被配置成在每個評估相中將由處于有效相的成對的輸入信息信號攜載的信息值鎖存到輸出信號上。
輸出信息信號可以是成對的輸出信息信號,包括第一輸出信息信號和第二輸出信息信號。在這種情況下,鎖存電路可以被配置成使第一輸出信息信號和第二輸出信息信號在每個設置相具有彼此相同的信號值,而在每個評估相具有彼此不同的信號值。鎖存電路可以被配置成在每個評估相使第一輸出信息信號和第二輸出信息信號中的一個輸出信息信號具有比那些輸出信息信號中的另一個輸出信息信號更高的信號值,在該評估相中被鎖存到該對輸出信息信號上的信息值確定那些輸出信息信號中的哪個輸出信息信號具有較高的信號值或較低的信號值。
根據本發明的第五方面的實施方式,提供了一種復用器,該復用器包括根據前述第四方面的鎖存電路。這樣的復用器可以包括被配置成將成對的輸入信息信號引入到鎖存電路的信息信號引入電路,其中,信息信號引入電路被連接至鎖存電路,使得輸入開關接收它們各自的所述輸入信息信號并且由它們各自的所述輸入信息信號控制。
信息信號引入電路可以是被配置成接收成對的輸入信息信號的信息信號接收電路或被配置成生成成對的輸入信息信號的信息信號生成電路。多組本鎖存電路可以一起充當這樣的信息信號生成電路。
根據本發明的第六方面的實施方式,提供了一種復用器系統,該復用器系統包括:根據前述第四方面的鎖存電路,所述鎖存電路是下游鎖存電路,其中所述下游鎖存電路中的所述成對的輸入開關的數目是兩個;以及第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路,所述第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路是根據前述第四方面的鎖存電路,其中輸出信息信號是成對的輸出信息信號,其中,第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路被配置成彼此異相地操作,并且下游鎖存電路被連接以接收所述第一上游鎖存電路的成對的輸出信息信號作為下游鎖存電路的成對的輸入開關中的一對輸入開關的成對的輸入信息信號,并且接收所述第二上游鎖存電路的成對的輸出信息信號作為下游鎖存電路的成對的輸入開關中的另一對輸入開關的成對的輸入信息信號。
在這樣的系統中,所述每個鎖存電路可以是根據上述第四方面的鎖存電路,其中輸出信息信號是成對的輸出信息信號。在這種情況下,第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路以及下游鎖存電路可形成上游-下游鎖存電路組,該系統可以包括多個所述上游-下游鎖存電路組,并且各個上游-下游鎖存電路組的成對的下游鎖存電路可以是另一個所述上游-下游鎖存電路組的第一上游鎖存電路和第二上游鎖存電路。因此,這樣的鎖存電路可以以樹結構連接在一起以形成這樣的復用器系統。
根據本發明的第七方面的實施方式,提供了一種將由相應的成對的輸入信息信號攜載的信息復用到輸出信息信號上的方法,每對輸入信息信號包括第一輸入信息信號和第二輸入信息信號,所述方法包括:將成對的輸入信息信號提供至鎖存電路,所述鎖存電路包括多對輸入開關以及輸出端,每對輸入開關包括第一輸入開關和第二輸入開關,每對輸入開關被連接以接收相應的所述成對的輸入信息信號,所述輸出端被配置成輸出所述輸出信息信號,其中,對于所述每對輸入開關,第一輸入開關被連接以接收相應的成對的輸入信息信號的第一輸入信息信號,并且第二輸入開關被連接以接收該對輸入信息信號的第二輸入信息信號;配置輸入信息信號使得每對輸入信息信號具有交替的有效相和無效相,每對輸入信息信號基于那些輸入信息信號的信號值在其有效相中的每一個中攜載信息值,并且每對輸入信息信號在多對輸入信息信號中的其他每對輸入信息信號處于無效相時處于有效相;以及取決于輸入開關如何被連接,將成對的輸入信息信號的信號值配置在其有效相和無效相中,使得當輸入開關由它們各自的輸入信息信號控制時,由成對的輸入信息信號攜載的連續信息值被鎖存到輸出信息信號上。
根據本發明的第八方面的實施方式,提供了一種用作復用器的strongarm或其他鐘控鎖存電路,其具有多對輸入端,其中成對的輸入端并聯連接在一起。也就是說,如果每對輸入端包括第一輸入端和第二輸入端,則第一輸入端可以并聯連接,并且第二輸入端也可以并聯連接。例如,如果輸入端被實現為柵極控制nmos晶體管,則對應于成對的輸入端的成對的輸入信息信號可以是差分rtz(歸零)信號。
根據本發明的第九方面的實施方式,提供了一種用作復用器的strongarm或其他鐘控鎖存電路,其具有多對輸入端,其中成對的輸入端被串聯連接在一起。也就是說,如果每對輸入端包括第一輸入端和第二輸入端,則第一輸入端可以串聯連接,并且第二輸入端也可以串聯連接。例如,如果輸入端被實現為柵極控制nmos晶體管,則對應于成對的輸入端的成對的輸入信息信號可以是差分rto(歸一)信號。
這樣的鎖存電路可以以樹結構或網絡連接在一起,其中這樣的鎖存電路中的兩個或更多個的輸出端形成另一個這樣的鎖存電路的輸入端。
這樣的鎖存電路可以包括:第一對輸入晶體管,其柵極端子充當所述多對輸入端中的一對輸入端;至少第二對輸入晶體管,其分別與第一對晶體管并聯連接,并且其柵極端子充當所述多對輸入端中的另一對輸入端。此外,兩個交叉耦接的成對的晶體管連接在一起以形成交叉耦接的反相器,并且其輸出端一起提供鎖存電路的輸出端。成對的輸入晶體管可以連接在公共尾節點與第一中間節點和第二中間節點之間。交叉耦接的反相器可以連接在中間節點和第一參考電壓源之間。該電路可以包括連接在各個反相器的輸出端與第一參考電壓源之間的兩個鐘控預充電晶體管以及連接在所述公共尾節點和第二參考電壓源之間的鐘控激活晶體管。兩個輸出端都可以設置有反相器以提供最終的反相輸出。
輸入信息信號可以是數據信號或控制信號。輸入信息信號可以是數字信號。輸入信息信號對可以是差分歸零信號或歸一信號。
對于每對輸入信息信號,它們中的第一輸入信息信號可以具有邏輯1值,而它們中的第二輸入信息信號可以具有邏輯0值,以在有效相期間指示數字數據值1,并且它們中的第一輸入信息信號可以具有邏輯0值,而它們中的第二輸入信息信號可以具有邏輯1值,以在有效相期間指示數字數據值0。
根據本發明的第十方面的實施方式,提供了包括根據前述方面中的一個或更多個方面的鎖存電路或復用器或復用器系統的數模電路或模數電路。
根據本發明的第十一方面的實施方式,提供了一種ic芯片如倒裝芯片,所述ic芯片包括根據前述方面中的一個或更多個方面的鎖存電路或復用器或復用器系統或數模電路或模數電路。
本發明擴展至與裝置方面對應的方法方面。
附圖說明
現在將通過示例的方式參考附圖,其中:
圖1是對理解本發明的實施方式有用的復用器系統的示意圖;
圖2是表示圖1的各個復用器之一的示意圖;
圖3是對理解圖2的電路的操作有用的信號定時圖;以及
圖4是實現本發明的電路的示意性框圖。
具體實施方式
圖1是對理解可以使用本發明的實施方式的一般環境有用的復用器系統1的示意圖。
復用器系統1包括多個復用器2和dac電路塊4。應當理解的是,dac電路塊4僅僅是可以基于從復用器提供的輸入數據信號進行操作的一個示例電路塊。本發明的實施方式當然可以結合采用數據信號的任何電路來使用。
還應當理解的是,本系統1和本文中稍后公開的各種實施方式在復用數字數據信號的上下文中描述。然而,數字數據信號僅僅是一個方便的示例,并且本發明一般可以應用于信息信號的復用。例如,這樣的信息信號可以是數據信號或控制信號,并且可以是數字信號或模擬信號。從下面的描述顯而易見的是,本發明處理成對的信息信號,并且信息值由每對信息信號之間的幅度差表達。
返回到圖1,示出了為了方便而標記為a、b和c的三個復用器2,應當理解的是,這三個復用器2可以形成較大的復用器樹布置的一部分。在該示例中,復用器a和復用器b存在于樹的相同級中,其中,其相應的輸出信號(為了方便,也標記為a和b)由下一級中的復用器c接收。
復用器a被連接以接收數據(信息)信號數據1和數據2以及時鐘信號clka。復用器b被連接以接收數據(信息)信號數據3和數據4以及時鐘信號clkb。復用器c被連接以接收數據(信息)信號a和b以及時鐘信號clkc。復用器a將數據信號a輸出至復用器c,并且類似地,復用器b將數據信號b輸出至復用器c。繼而,復用器c輸出數據信號c。
復用器a和復用器b以相同的速度(在圖1中表示為時鐘頻率f)進行操作,并且同樣地,時鐘信號clka和clkb可以彼此相同或者例如彼此簡單地異相。下一級中的復用器c以復用器a和復用器b的雙倍速度進行操作,并且這在圖1中表示為時鐘頻率2f。因此,時鐘信號clka和clkb具有時鐘頻率f,并且時鐘信號clkc具有時鐘頻率2f。時鐘信號clkc可以與時鐘信號clka和clkb中的一個時鐘信號或這兩個時鐘信號同步并且同相。
因此,如圖1所示,數據信號(作為信息信號的示例)從復用器樹的級傳遞到級,每個級執行并行-串行復用/重新定時操作,以便以到如圖1中指示的dac電路塊4的單個輸入結束。雖然圖1中未示出,但是更多的復用器級可以在復用器a和復用器b之前,而且更多的復用器級可以跟隨復用器c。級的數目當然取決于應用。
圖2是表示各個復用器2中的一個復用器(在這種情況下是復用器c)的示意圖。從圖2顯而易見的是,本復用器2可以稱為雙輸入鎖存電路。
復用器c在圖2中以“黑盒”形式示出,簡單地指示輸入和輸出,以便可以理解其總體功能,并且還以詳細形式指示被配置成執行總體功能的電路(鎖存電路)10的一個示例。
數據輸入和輸出作為成對的信息信號提供,在這種情況下作為差分rtz(歸零)信號?!安罘謗tz”的含義將參照在下面更詳細地描述的圖3來理解。
復用器a的輸出a(見圖1)是差分rtz對rza和/rza,并且類似地,復用器b的輸出b是差分rtz對rzb和/rzb。這四個信號rza、/rza、rzb和/rzb與其時鐘信號clkc一起形成到復用器c的輸入。應當理解的是,前級復用器a和b分別基于異相時鐘信號clka和clkb進行操作。信號數據1至數據4也可以各自被實現為這樣的成對的差分rtz信號。
圖2中所示的示例電路10可以容易地描述為strongarm鎖存器或鐘控(clocked)鎖存器,但重要的是具有(至少)兩組并聯連接的輸入端(一組接收rza和/rza,而另一組接收rzb和/rzb),并且在輸出端具有反相器以生成rzc和/rzc(一起對應于圖1中的輸出c)。
電路10包括:第一對輸入晶體管12和14、至少第二對輸入晶體管16和18、構成反相器28和30的兩個交叉耦接的成對的晶體管20、22、24和26、公共尾節點32、中間節點34和36、第一參考電壓源38、第一預充電(設置)晶體管40和第二預充電(設置)晶體管42、反相器輸出節點44和46、鐘控激活(評估)晶體管50、第二參考電壓源52以及輸出反相器54和56。
第一對輸入晶體管12和14的柵極端子充當多對輸入端中的一對輸入端,在這種情況下接收信號rza和/rza。第二對輸入晶體管16和18的柵極端子充當多對輸入端中的另一對輸入端,在這種情況下接收輸入信號rzb和/rzb。晶體管12與晶體管16并聯連接,并且晶體管14與晶體管18并聯連接。
兩個交叉耦接的成對的晶體管20、22、24和26被連接在一起以形成交叉耦接的反相器28和30。盡管經由反相器54和56,但是設置在輸出節點44和46處的這些反相器28和30的輸出端提供電路10的最終輸出。
成對的輸入晶體管12、14、16和18連接在公共尾節點32與第一中間節點34和第二中間節點36之間。具體地,晶體管12和16彼此并聯連接在公共尾節點32和第一中間節點34之間,并且晶體管14和18彼此并聯連接并且在公共尾節點32和第二中間節點36之間。
交叉耦接的反相器28和30連接在中間節點34和36與第一參考電壓源38(在這種情況下為vdd)之間。具體地,反相器28連接在第一中間節點34和第一參考電壓源之間,并且反相器30連接在第二中間節點36和第一參考電壓源38之間。反相器28的輸出端連接至輸出節點44,并且反相器30的輸出端連接至輸出節點46。
兩個預充電晶體管40和42連接在輸出節點44和46與第一參考電壓源38之間。具體地,預充電晶體管40連接在節點44和第一參考電壓源38之間,并且預充電晶體管42連接在輸出節點46和第一參考電壓源之間。激活晶體管50連接在公共尾節點32和第二參考電壓源52(在這種情況下為接地(gnd))之間。
在本實施方式中,晶體管12、14、16、18、20、22和50是nmosmosfet,而晶體管24、26、40和42是pmosmosfet。晶體管40、42和50被連接以在其柵極端子處接收時鐘信號clkc。
反相器54和56分別設置在輸出節點44和46處,以提供最終的電路輸出rzc和/rzc。
圖3是對理解圖2的電路的操作有用的信號定時圖。
假設輸入rza和/rza來自基于時鐘信號clka而進行操作的類似的在前復用器2。因此,當時鐘信號clka為低時,在前復用器處于其復位(或“設置”或“預充電”或“無效”)相,并且同樣地,信號rza和/rza都為低(如圖3所示)。當時鐘信號clka為高時,在前復用器處于活躍(“再生”或“有效”或“評估”或“激活”)相,因此取決于數據值,信號rza或/rza為高。
因此,對于諸如rza和/rza的差分rtz對,存在交替的“有效”相和“無效”相,其中,在圖3中“無效”相被標記為“rst”(復位)相。對于有效相,信息值由以下狀態表達:兩個信號中的一個信號先變高(vdd)然后返回到低或零(gnd)從而歸零,并且這兩個信號中的另一個信號保持低。在圖3的示例中,數字“1”由rza先變高(vdd)然后返回至低(gnd)同時/rza保持低來表達,并且數字“0”由/rza先變高(vdd)然后返回至低(gnd)同時rza保持低來表達。對于無效相或rst相,rza和/rza都保持低。
以上對輸入rza和/rza的描述類似地適用于輸入rzb和/rzb,應當注意的是,考慮到時鐘信號clka和clkb之間的相位關系,它們的有效相和無效相與信號rza和/rza的有效相和無效相不同相。
復用器c的時鐘輸入,即時鐘信號clkc,是時鐘信號clka和clkb的頻率的兩倍。因此可以看出,如圖3所示,復用器c基于其輸入rza、/rza、rzb和/rzb以及時鐘信號clkc生成輸出rzc和/rzc。
例如,當時鐘信號clkc為低時,復用器c處于復位(或設置或預充電)相,并且同樣地,該信號rzc和/rzc都為低(再如圖3所示)。原因是當時鐘信號clkc為低時,晶體管50截止(防止電流流過節點32并從而流過節點34和節點36),并且晶體管40和42導通,將節點44和46充電到邏輯高或vdd(其中反相器54和56因此給出低輸出)。
當時鐘信號clkc為高時,復用器c處于活躍(或再生或評估)相,因此取決于有關的數據值,信號rzc或/rzc為高。原因是當時鐘信號clkc為高時,晶體管50導通(允許電流流過節點32),并且晶體管40和42截止。此外,信號rza、/rza、rzb和/rzb使得晶體管12、14、16和18中的一個晶體管導通而其它晶體管截止,從而使得在流過中間節點34和36的電流中存在不平衡。具體地,采用數字“1”由變高的rza表達的示例,晶體管12導通,而晶體管14、16和18截止。因此,允許電流流過節點32和34,但不流過節點36。節點34和36處的這種不平衡影響交叉耦接的反相器28和30的操作,而這又放大了該不平衡,從而導致節點44和46中的一個節點變高而另一個節點變低。在該示例中,當晶體管12導通而晶體管14、16和18截止時,節點34被拉低,這也將節點46拉低,因此節點44變高,從而導致rzc變高并且/rzc變(或有效地保持)低,為當前目的忽略短暫的過渡狀態,而交叉耦接的反相器28和30將其輸出加速到它們的最終狀態。因此,在該示例中,在確定rzc和/rzc的值的意義上,成對的晶體管12和14處于確定狀態,而成對的晶體管16和18處于非確定狀態,以便rza和/rza對在該時間處正在控制輸出(處于有效相)。
應當理解的是,如圖3所示的由輸入a和b攜載的原始數據序列1-1-0-0被復用到輸出信號c上,那些數據值之間具有間隙,以允許來自與復用器c處于復用器樹中同一級中的另一復用器的異相等效信號。
注意,電路10基于rtz信號對進行操作。也就是說,在每對(例如,rza和/rza)中,不管數據值如何,對于其“有效”相,信號中的一個保持相同,而另一個信號在每個時鐘周期中上升和下降。在以下意義上,一對信號是差分的:重要的是有效相期間這些信號之間的幅度的差。
因此,在整個復用器樹上,電路汲取與數據無關的恒定電流,即存在數據無關的功耗。這得以實現的原因是:不管數據是變化還是保持不變,一對信號中的一個信號在每個有效相中先變高然后再變低。例如,雖然標準的cmos復用器取決于數據可以具有范圍從100ma到400ma的電流汲取,但是本配置可以恒定地汲取例如200ma。當考慮復用器電路對周圍電路(如圖1中的dac電路塊4)的影響時,這是有利的。
此外,一般的strongarm鎖存布置是低功率電路,例如,原因是strongarm鎖存布置具有比節省功率的cmos鎖存器更小的時鐘負載。同樣地,整個復用器樹在低功率下進行操作。
圖4是實現本發明的復用器60的示意圖。復用器60包括信息信號引入電路62和鎖存電路64。
信息信號引入電路62被配置成在已經接收或生成與時鐘信號同步的多對差分rtz信息信號的情況下輸出所述多對差分rtz信息信號。在這種情況下,成對的信息信號包括第一對a和/a以及第二對b和/b。每對信息信號具有交替的有效相和無效相,所述交替的有效相和無效相對應于上面結合圖3描述的交替的活躍相和復位相。如從圖3應當理解的,每對信息信號在其他每對信息信號處于無效相時處于有效相。
鎖存電路64是鐘控電路,并且包括多對輸入端和輸出端。那些成對的輸入端可以并聯連接在一起??商孢x地,它們可以串聯連接在一起。在這種情況下,第一對輸入端接收信號a和/a,并且第二對輸入端接收信號b和/b。鐘控鎖存電路64的輸出端輸出信號c和/c,這些信號也是一對差分rtz信號。
通過比較圖1和圖4,應當理解的是,復用器a和b組合對應于信息信號引入電路62,并且復用器c對應于鎖存電路64。因此,成對的復用器2可以在復用器樹中為下一個復用器2提供輸入信號。即使當在較大的復用器樹中設置許多這樣的復用器2時,也提供了上述優點。因此,可以提供具有低功耗和數據無關功耗的大規模復用。
回顧圖2,應當理解的是,盡管電路10設置有兩對輸入端(一對輸入端接收rza和/rza,而另一對輸入端接收rzb和/rzb),但是通??梢跃哂姓麛祒對輸入端,其中x是2或更大的值。例如,可以設置三(即,其中x=3)對輸入端,其中如圖3,有效相和無效相在三對輸入信息信號之間交錯,以便在某一時刻這三對輸入信息信號中只有一對輸入信息信號處于有效相。因此,這種電路可以一般地提供x路復用。此外,可以調整時鐘信號的占空比(例如,其中x=4,25%:75%的占空比),以輔助與圖1一致的多組電路10的級聯。
此外,一起回顧圖2和圖3,應當理解的是,rtz信號rza、/rza、rzb和/rzb是合適的,原因是晶體管12、14、16和18是nmos晶體管,其中晶體管12和16并聯并且連接至節點34,而且晶體管14和18并聯并且連接至節點36。也就是說,信號被布置成使得它們中的僅一個(處于其有效相的一個)在某一時刻具有邏輯高值,并且使得處于有效相的對有效地確定信號rzc和/rzc上輸出的值。
然而,nmos晶體管12、14、16和18可以具有串聯布置,其中晶體管12和16串聯并且連接至節點34,而且晶體管14和18串聯并且連接至節點36。在那種情況下,信號rza、/rza、rzb和/rzb可以用等效的歸一信號來代替,使得它們中的僅一個(處于其有效相的一個)在某個時刻具有邏輯低值,并且使得處于有效相的對有效地確定與rzc和/rzc等效的輸出信號上輸出的值。應當理解的是,晶體管布置和輸入信號布置的其他兼容配對將可以實現相同的總體效果,即,處于有效相的成對的輸入信號有效地確定輸出信號上輸出的值,并且本公開內容將被相應地理解。
此外,根據圖3應當理解的是,除了時鐘頻率和數據速率加倍之外,輸出信號對rzc和/rzc在格式上與輸入信號對rza、/rza以及rzb、/rzb相似。因此,應當理解的是,輸出信號對rzc和/rzc可以形成隨后的復用器2(參見圖1)的輸入信號對。
應當理解的是,實現本發明的電路可以連同混合信號電路如dac或adc電路一起設置。本文中公開的電路(其與dac或adc電路一起設置)因此可被描述為dac或adc。
本發明的電路可以實現為例如ic芯片如倒裝芯片上的集成電路。本發明擴展到如上所述的集成電路和ic芯片、包括這樣的ic芯片的電路板以及包括這樣的電路板的通信網絡(例如,因特網光纖網絡和無線網絡)和這樣的網絡的網絡設備。
在所附權利要求的精神和范圍內,根據上述公開內容,本發明可以以許多不同的方式來實現。