PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005052747A1 28.12.2006
Titel Schaltung und Verfahren zum Senden eines Signals
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Kuzmenka, Maxim, 81829 München, DE
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 04.11.2005
DE-Aktenzeichen 102005052747
Offenlegungstag 28.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.12.2006
IPC-Hauptklasse H04L 25/08(2006.01)A, F, I, 20051104, B, H, DE
Zusammenfassung Eine Schaltung zum Senden eines Signals weist eine erste Signalleitung und eine zweite Signalleitung auf, wobei die zweite Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung angeordnet ist, derart, dass eine Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf den Signalleitungen gesendet werden, stattfindet. Die Schaltung weist ferner einen ersten Treiber auf zum Treiben eines ersten Signals auf der ersten Signalleitung, wobei das erste Signal eine Verzögerung aufweist. Ein zweiter Treiber ist zum Treiben eines zweiten Signals auf der zweiten Signalleitung konfiguriert, abhängig von der Verzögerung des ersten Signals, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals auf Grund der Wechselwirkung des zweiten Signals auf dem ersten Signal eingestellt ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schaltungen und Verfahren zum Senden eines Signals, und insbesondere auf Schaltungen und Verfahren, die zum Senden eines Signals innerhalb eines Chips, innerhalb eines Schaltungsmoduls oder einer PLL-Schaltung verwendet werden können. Grundlegend bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einstellbare Verzögerungsschaltungen, die verbreitet in einem modernen Chip- und System-Entwurf verwendet werden, wie zum Beispiel einer PLL, DLL (Delay Locked Loop = verzögerte Regelschleife) oder einem OCD (Off Chip Driver = Treiber außerhalb des Chips).

Gegenwärtige Halbleiterchips oder Schaltungsplatinen weisen eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitssignalen auf. Für die ordnungsgemäße Funktionalität einer Schaltung ist eine genaue Ankunftszeit eines Signals an einem Empfänger sehr wichtig. Die Ankunftszeit hängt zum Beispiel von der Länge eines Signalwegs, Kapazitäten oder Nebensprechen zwischen benachbarten Signalleitungen ab.

Bei modernen integrierten Schaltungen oder Systementwürfen entsteht sehr häufig das Problem einer genauen Ausrichtung von Daten- und Strobe-Signalen bzw. Übernahmesignalen, um eine optimale Empfangsbedingung zu schaffen. Die optimale Empfangsbedingung bedeutet üblicherweise das Platzieren eines Strobe-Signals in der Mitte der Bit-Zeit von binären Daten. Um die Ausrichtung des Strobe-Signals in der Mitte der Bitzeit von binären Daten zu erreichen, ist häufig eine Zeitverschiebung notwendig. Normalerweise wird die Einfügung einer zusätzlichen Kapazität in einen Signalweg oder eine Layoutoption, die das Passieren eines Signals durch Spuren mit unterschiedlichen Längen ermöglicht, für eine Zeitverschiebung eines Signals verwendet. Eine andere Möglichkeit für eine Zeitverschiebung eines Signals ist das Einfügen einer Inverterkette in den Signalweg. Inverter ermöglichen eine Zeitverzögerung durch Schritte von ungefähr 50ps, was für viele Entwürfe nicht fein genug ist.

Die vorliegenden Verfahren zum Verschieben eines Signals sind häufig schwierig zu realisieren, haben einen schlechten Einfluss auf die Signalqualität, sind schwierig einzustellen oder liefern keine Möglichkeit, eine Zeitverschiebung des Signals während der Operation einer Schaltung einzustellen. Daher ist die Ankunftszeit eines Signals an einem Empfänger häufig nicht genau genug, um eine sicher Übertragung von Signalinformationen zu schaffen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltung und ein Verfahren zum Senden eines Signals, die eine sichere Übertragung des Signals ermöglichen, und eine Möglichkeit zum Variieren einer Signalausbreitungsverzögerung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1, ein Verfahren gemäß Anspruch 13 und ein Computerprogramm gemäß Anspruch 14.

Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine Schaltung zum Senden eines Signals, die folgendes aufweist: eine erste Signalleitung, eine zweite Signalleitung, wobei die zweite Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung angeordnet ist, derart, dass eine induktive und/oder kapazitive Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf den Signalleitungen gesendet werden, stattfindet, einen ersten Treiber zum Treiben eines ersten Signals auf der ersten Signalleitung, wobei das erste Signal eine Verzögerung aufweist, einen zweiten Treiber zum Treiben eines zweiten Signals auf der zweiten Signalleitung, wobei der zweite Treiber konfiguriert ist, um das zweite Signal zu treiben, abhängig von der Verzögerung des ersten Signals, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals auf Grund der Wechselwirkung des zweiten Signals auf dem ersten Signal eingestellt wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Senden eines Signals, das folgende Schritte aufweist: Treiben eines ersten Signals auf einer ersten Signalleitung, wobei das erste Signal eine Verzögerung aufweist, Treiben eines zweiten Signals auf einer zweiten Signalleitung, wobei die zweite Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung angeordnet ist, derart, dass eine Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf den Signalleitungen gesendet werden, stattfindet, wobei das zweite Signal getrieben wird abhängig von der Verzögerung des ersten Signals, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals auf Grund der Wechselwirkung des zweiten Signals auf bzw. mit dem dritten Signal eingestellt wird.

Gemäß einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das einen Programmcode aufweist zum Ausführen des Verfahrens zum Senden eines Signals, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.

Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass es möglich ist, eine Verzögerung eines Signals zu ändern durch Anlegen eines invertierten oder nicht invertierten Signals mit demselben Datenstrom an benachbarte Abschirmspuren.

Der erfinderische Ansatz hat den Vorteil, dass er eine Möglichkeit schafft, eine Verzögerung eines Signals zu ändern, nur durch ein digitales Schalten von benachbarten Treibern in einen invertierten oder nicht invertierten Modus. Wenn die Zeitverschiebung erreicht wird durch Stimulieren benachbarter Treiber, ist es möglich, die Verzögerung oder Laufzeit eines Signals „während des Betriebs" während einer Operation einer Schaltung einzustellen. Durch Verwenden von angepassten Treibern in demselben Chip und auf Grund von relativ stabilen Platinenparametern sind die Verzögerungsabweichungen relativ gering über Temperatur- und Prozess-Abweichungen. Daher ist eine sehr genaue Einstellung der Verzögerungszeit eines Signals möglich. Ferner kann die Verzögerungszeit in sehr winzigen Schritten eingestellt werden. Dies stellt eine sichere Übertragung von Signalinformationen sicher und ermöglicht noch sogar höhere Übertragungsfrequenzen.

Der erfinderische Ansatz ermöglicht eine Synchronisation von Signalen mit einem digitalen implementierbaren Algorithmus. Es besteht kein Bedarf nach einer analogen Analysierschaltung. Eine Synchronisation von Signalen, zum Beispiel Datensignalen, kann notwendig sein, wenn die Signalausbreitung von unterschiedlichen Signalen auf Grund einer technischen Fehlanpassung unterschiedlich ist. Einige der Signale benötigen vielleicht eine weitere Verzögerung, andere Signale sollen vielleicht schneller sein. Der erfinderische Ansatz ermöglicht das Verschieben der Verzögerung eines Signals sogar nachdem der Entwurf abgeschlossen ist. Ferner ermöglicht der erfinderische Ansatz das Synchronisieren von Signalen mit einem Strobe-Signal.

Ein weiterer Vorteil ist, dass der erfindungsgemäße Ansatz nicht auf einen bestimmten Schaltungsentwurf beschränkt ist, sondern auch für In-Chip-Anwendungen funktioniert sowie für die Verbindungen von integrierten Schaltungen auf einer Schaltungsplatine.

Der erfinderische Ansatz kann in Verbindung mit der so genannten „Abschirmspur"-Technik verwendet werden, bei der Daten- und/oder Strobesignal-Spuren auf einer gedruckten Schaltungsplatine oder auf einer integrierten Schaltung verschachtelt sind, durch mit Masse verbundene oder abgeschlossene Spuren, um ein gegenseitiges Koppeln zu reduzieren. Wenn eine Spur bereits durch solche benachbarten Spuren abgeschirmt ist, können diese Spuren verwendet werden, um ein invertiertes oder nicht invertiertes Signal zu senden, gemäß dem erfinderischen Ansatz.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Signalleitung in der Nachbarschaft von zwei weiteren Signalleitungen. Während eines Schaltereignisses findet eine kapazitive und induktive Wechselwirkung zwischen den Spuren statt. Wenn Signale auf den drei Leitungen gleichzeitig schalten, wird die Verzögerung des mittleren Signals durch das Schaltereignis auf den benachbarten Leitungen beeinflusst.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Wechselwirkung der benachbarten Signalleitungen weiter verbessert durch Einfügen eines Kopplungselements, zum Beispiel einer Kapazität oder einer Induktivität, zwischen den benachbarten Leitungen.

Im Prinzip gibt es fünf mögliche Kombinationen zum Schalten. Im Gerade-Modus werden drei Signale gleichzeitig mit derselben Phase getrieben. Im Ungerade-Modus wird die mittlere Signalspur gegenphasig zu den benachbarten zwei Spuren getrieben. In einem „Nachbarn-Aus"-Modus werden die benachbarten Signalspuren durch eine statische „0" oder „1" getrieben.

Im Gerade-Modus wird die Verzögerung des Signals auf der mittleren Spur verringert. Im Ungerade-Modus wird die Verzögerung des Signals auf der mittleren Spur erhöht. Im Nachbarn-Aus-Modus ist die Verzögerung des Signals auf der mittleren Spur unverändert.

Im „Halb-Gerade"- oder „Halb-Ungerade"-Modus wird eines der benachbarten Signale phasengleich mit dem mittleren Signal getrieben und die andere benachbarte Spur wird durch eine statische „0" oder „1" getrieben. In dem Halb-Gerade- und Halb-Ungerade-Modus ist die Wirkung einer Zeitverschiebung auf dem mittleren Signal weniger stark als die Wirkung in dem Gerade-Modus oder in dem Ungerade-Modus, da bei dem Halb-Gerade- und Halb-Ungerade-Modus nur eines der benachbarten Signale gleichzeitig mit dem mittleren Signal schaltet.

Jeder dieser fünf Fälle liefert einen individuellen Betrag einer Verzögerung für das Signal in der Mitte, auf Grund einer kapazitiven und/oder induktiven Wechselwirkung, Kopplung oder Nebensprechen zwischen den Spuren.

Während die Auswahl eines Halb-Gerade- und Halb-Ungerade-Modus bereits eine feine Einstellung der Verzögerung des mittleren Signals liefert, ist eine noch feinere Einstellung möglich durch Ändern der Treiberwiderstände der benachbarten Treiber. Eine Einstellung der Treiberwiderstände macht es möglich, sogar noch kleinere Verzögerungsänderungsschritte zu haben.

Da eine solche feine Einstellung der Verzögerung des mittleren Signals möglich ist, kann der erfinderische Ansatz vorteilhaft für die Einstellung der Verzögerung bei Takt-PLL-Rückkopplungsschleifen (PLL; PLL = phase locked loop = Phasenregelschleife), DLLs (DLL; DLL = delay locked loop = verzögerte Regelschleife) oder OCDs (OCD; OCD = off chip driver = Außerchiptreiber) verwendet werden. Der erfinderische Ansatz kann für DLLs verwendet werden, die Datensignale mit einem Strobe-Signal oder PLL-Rückkopplungsschleifen auf registrierten DDR-DIMM-Speichermodulen synchronisieren, wo normalerweise viele Layout- und Einzelkondensator-Optionen für die Einstellung der Verzögerung verwendet werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1a eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Senden eines Signals gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

1b eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Senden eines Signals gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

2 eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Senden eines Signals gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

3 ein vereinfachtes Ersatzschema der Schaltung, die in 2 gezeigt ist;

4 eine graphische Ansicht der Wechselwirkung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

5 ein Simulationsschema für die Ergebnisse, die in 4 gezeigt sind; und

6 eine schematische Ansicht einer Platinenaufstapelung, die für die Simulation des Ausführungsbeispiels verwendet wird, gezeigt in 4.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden gleiche oder ähnliche Bezugszeichen für ähnliche Elemente verwendet, die in unterschiedlichen Figuren gezeigt sind, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.

1a zeigt eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Senden eines Signals gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Schaltung weist einen ersten Treiber 102, einen zweiten Treiber 104, einen ersten Empfänger 112 und einen zweiten Empfänger 114 auf. Der zweite Empfänger 114 kann als eine Empfänger-Kopie bzw. ein -Replica realisiert sein.

Der erste Treiber 102 ist konfiguriert, um ein erstes Signal auf die erste Signalleitung 122 zu treiben. Die erste Signalleitung 122 sendet das erste Signal zu dem Empfänger 112. Der zweite Treiber 104 ist konfiguriert, um ein zweites Signal auf die zweite Signalleitung 124 zu treiben, die das zweite Signal zu der Empfängerkopie 114 sendet. Die Empfängerkopie 114 stellt sicher, dass beide, das erste und das zweite Signal, dieselbe Umgebung aufweisen. Dieselbe Umgebung ist wichtig, um die notwendige Wechselwirkung zwischen den zwei Signalen zu erreichen. Die Empfängerkopie 114 muss keine Nachbildung eines normalen Empfängers sein, sondern muss die elektrischen Eingangseigenschaften imitieren, wie zum Beispiel R, L, C, eines normalen Empfängers. Die Empfängerkopie 114 weist keinen Datenausgang auf, da das zweite Signal kein Datensignal ist, sondern nur zum Einstellen der Verzögerung des ersten Signals verwendet wird. Üblicherweise weist der Empfänger 112 ein Paar von Transistoren auf. Die Empfängerkopie 114 wird als eine Last verwendet, um den echten Empfänger zu imitieren. Bei einem idealen Ausführungsbeispiel ist die zweite Signalleitung 124 mit einem weiteren Vorrichtungsstift verbunden. Wenn kein Vorrichtungsstift für die Empfängerkopie 114 verfügbar ist, kann eine Kapazität oder ein Widerstand verwendet werden, um die Eigenschaft der Vorrichtung zu imitieren. Die erste Signalleitung ist benachbart zu den zweiten Signalleitungen angeordnet, derart, dass eine Wechselwirkung oder ein Nebensprechen zwischen Signalen, die auf der ersten Signalleitung und der zweiten Signalleitung gesendet werden, stattfindet. Die Signale 122, 124 können die gesamte Distanz zwischen den Treibern 102, 104 und den Empfängern 112, 114 oder nur für einen Teil der Distanz benachbart geleitet werden. In 1a ist die Region, in der die erste und die zweite Leitung 122, 124 nahe beieinander geleitet werden, derart, dass eine Wechselwirkung stattfindet; der mittlere Teil der Leitungen 122, 124.

Der erste Treiber ist konfiguriert, um das erste Signal auf der ersten Signalleitung 122 von einem hohen Zustand in einen niedrigen Zustand oder von einem niedrigen Zustand in einen hohen Zustand zu schalten. Das erste Signal kommt an dem ersten Empfänger 112 mit einer Verzögerungszeit an, die zum Beispiel von der Länge der Signalspur 122 oder von Kapazitäten zwischen der ersten Signalspur 122 und benachbarten Signalspuren 124 oder einer Masseebene abhängt.

Die Verzögerung des ersten Signals auf der ersten Signalleitung 122 kann beeinflusst werden durch ein Schalten des elektrischen Potentials der zweiten Signalleitung 124 von einem hohen zu einem niedrigen Zustand oder von einem niedrigen zu einem hohen Zustand. Wenn der erste Treiber 102 und der zweite Treiber 104 Signale gleichzeitig auf den Signalleitungen 122, 124 treiben, hängt die Verzögerungszeit des ersten Signals auf der ersten Signalleitung 122 von dem Schalten des zweiten Signals auf der zweiten Signalleitung 124 ab. Wenn das zweite Signal phasengleich mit dem ersten Signal schaltet, wird die Verzögerungszeit des ersten Signals verringert. Anders ausgedrückt kommt das erste Signal früher an dem ersten Empfänger 112 an oder die Übertragung des ersten Signals wird beschleunigt. Wenn das zweite Signal gegenphasig zu dem ersten Signal schaltet, wird die Verzögerungszeit des ersten Signals erhöht. Anders ausgedrückt wird das erste Signal verlangsamt. In dem Fall, dass das zweite Signal statisch auf einem hohen oder niedrigen Pegel ist, bleibt die Verzögerungszeit des ersten Signals unverändert.

Die Signalleitungen 122, 124 sind derart angeordnet, dass eine Wechselwirkung der Signale stattfinden kann. Die Wechselwirkung hängt von der Distanz zwischen den zwei Leitungen 122, 124 und von der Länge der zwei Leitungen 122, 124, die nahe zueinander geleitet werden, ab. Je näher die zwei Leitungen sind, desto stärker ist die Wirkung des Nebensprechens zwischen den zwei Signalen. Dasselbe gilt für die Distanz, für die die zwei Leitungen nahe beieinander geleitet werden. Somit kann die Wirkung des kapazitiven und/oder induktiven Koppelns zwischen den zwei Leitungen durch die Distanz der zwei Leitungen und die Länge, die die zwei Leitungen nahe aneinander geleitet werden, eingestellt werden. In dem Fall von Spuren auf einer PCB, wird ein Koppeln kapazitiv/induktiv gemischt. In dem Fall von Auf-Chip-Metallspuren spielt hauptsächlich kapazitives Koppeln eine Rolle.

Der zweite Treiber 104 ist konfiguriert, um das zweite Signal auf der zweiten Signalleitung 124 phasengleich oder gegenphasig mit dem ersten Signal auf der ersten Signalleitung 122 oder auf einem statischen Pegel zu treiben. Die Entscheidung des Treibmodus des zweiten Signals hängt von der Verzögerungszeit des ersten Signals 122 ab. Daher ist der zweite Treiber 104 mit Verzögerungsinformationen 132 versehen, an denen die Entscheidung des Treibmodus des zweiten Signals getroffen wird. Die Verzögerung des ersten Signals auf der ersten Signalleitung 122 kann auf einer Prototyp-Platine gemessen werden, während eines Konfigurationsmodus oder „während des Betriebs" während einer Operation der Schaltung. Daher können Verzögerungsinformationen 132 fest in der Schaltung, vorauswählbar, innerhalb der Schaltung gespeichert sein, zum Beispiel in einer Speichereinheit, die ein Ändern der Verzögerungsinformationen ermöglicht, oder können zu dem zweiten Treiber 104 durch eine Rückkopplungsschaltung geliefert werden (nicht gezeigt in 1a). Vorprogrammierte Verzögerungsinformationen sind nützlich, wenn nur leichte Unterschiede zwischen Chips vorliegen. Üblicherweise gilt dies für Chips, die von demselben Wafer genommen werden. In diesem Fall kann ein einzelner Chip getestet werden und die gemessenen Verzögerungsinformationen können in Chips derselben Ladung vorprogrammiert werden. Alternativ ist das Einstellen der Verzögerungsinformationen während einer Operation der Schaltung nützlich, wenn Änderungen bei der Verzögerung während einer Operation vorliegen, zum Beispiel auf Grund von Spannungs- oder Temperatur-Änderungen. In diesem Fall kann die Verzögerung der Signale überwacht werden und die Verzögerungsinformationen können periodisch eingestellt werden, zum Beispiel nach jedem Zyklus oder nach 100 Zyklen. Eine solche Operationsrückkopplung kann für DLLs verwendet werden. In dem Fall einer DLL können die Verzögerungsinformationen eine Zeitdifferenz zwischen einem Daten- und einem Strobe-Signal sein. Ansonsten kann die Verzögerung die Zeit zwischen einem Daten- oder einem Takt-Signal oder zwischen zwei anderen Signalen sein.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in 1a gezeigt ist, werden der erste Treiber 102 und der zweite Treiber 104 durch eine Steuereinheit 142 ausgelöst. Die Steuereinheit 142 kann eine Speichersteuerung sein, die ein Speichersignal liefert, um durch den ersten Treiber 102 ausgegeben zu werden. In 1a ist die Steuereinheit 142 konfiguriert, um ein „data in" Signal (Dateneingabe-Signal) zu empfangen, das durch den ersten Treiber 102 gesendet werden soll. Abgesehen von dem ersten Treiber 102 triggert die Steuereinheit 142 den zweiten Treiber 104 derart, dass der zweite Treiber eingestellt wird, um das zweite Signal zu treiben, gleichzeitig zu dem ersten Treiber 102, der das erste Signal treibt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel empfängt die Steuereinheit 142 die Verzögerungsinformationen 132 des ersten Signals. Abhängig von den Verzögerungsinformationen 132 ist die Steuereinheit 142 konfiguriert, um den zweiten Treiber 104 zu stimulieren, um das zweite Signal phasengleich, gegenphasig oder auf einem statischen Pegel zu treiben.

Die Wirkung der Einstellung der Verzögerung des ersten Signals auf der ersten Signalleitung 122 kann ferner erhöht werden durch ein drittes oder weitere Signale, die nahe zu der ersten Signalleitung 122 angeordnet sind. Die weiteren Signale hängen von der Verzögerung des ersten Signals ab und werden entsprechend dem zweiten Signal gesteuert: Die Signalleitungen können auf einer gemeinsamen Ebene nebeneinander oder aufeinander angeordnet sein. Ferner ist es möglich, eine Mehrzahl von Signalleitungen nebeneinander auf einer ersten Signalschicht und eine Mehrzahl von weiteren Signalleitungen auf anderen Signalschichten anzuordnen, die über oder unter der Signalschicht der ersten Signalleitung sein können.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Wechselwirkung zwischen dem ersten und dem zweiten Signal weiter eingestellt werden durch Treiben des zweiten Signals nicht genau zur gleichen Zeit wie das erste Signal durch Auswählen unterschiedlicher Längen für die erste und zweite Signalleitung.

1b zeigt eine schematische Ansicht einer Schaltung zum Senden eines Signals gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die erste und zweite Signalleitung 122, 124 sind durch ein Kopplungselement 155 gekoppelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kopplungselement 155 eine Kapazität, die die erste und die zweite Signalleitung 122, 124 verbindet. Alternativ kann eine Induktivität zum Koppeln der Signalleitungen 122, 124 verwendet werden. Die gerade Verbindung der Signalleitungen 122, 124 durch die Kapazität 155 richtet eine Wechselwirkung zwischen den benachbarten Signalleitungen 122, 124 ein. Eine Kopplung mit Hilfe eines diskreten Kopplungselements 155 kann verwendet werden, um die Kopplung zwischen benachbarten Leitungen 122, 124 zu erhöhen, zum Beispiel wenn die Länge der Leitungen 122, 124 nicht lang genug ist, um eine Wechselwirkung einer erforderlichen Stärke einzurichten.

2 zeigt ein Beispiel einer typischen Chip-Zu-Chip-Kommunikation, wobei ein erster Chip als ein Treiber funktioniert und ein zweiter Chip als ein Empfänger funktioniert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Chip 1 und der Chip 2 beide integrierte Schaltungen, die auf einer gedruckten Schaltungsplatine angeordnet sind. Der Chip 1 weist einen ersten Treiber 202, einen zweiten Treiber 204 und einen dritten Treiber 206 auf. Der Chip 2 weist einen ersten Empfänger 212, einen zweiten Empfänger 214 und einen dritten Empfänger 216 auf. Der Chip 1 und der Chip 2 sind durch eine erste Signalleitung 222, eine zweite Signalleitung 224 und eine dritte Signalleitung 226 verbunden. Die erste Signalleitung 222 verbindet den ersten Treiber 202 mit dem ersten Empfänger 212, die benachbarten Signalleitungen 224, 226 verbinden den zweiten und dritten Treiber 204, 206 mit dem entsprechenden zweiten und dritten Empfänger 214, 216.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Treiber 202 konfiguriert, um ein erstes Informationssignal zu senden, wie zum Beispiel ein Speicherdatensignal, auf der ersten Signalleitung 222 zu dem ersten Empfänger 212, der zweite und dritte Treiber 204, 206 werden nicht verwendet, um ein Informationssignal zu senden, sondern um ein Einstellsignal zu senden. Die Einstellsignale auf den benachbarten Signalleitungen 224, 226 werden verwendet, um die Verzögerung des ersten Informationssignals auf der ersten Signalleitung 222 einzustellen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die erste Signalleitung 222 zwischen der zweiten und dritten Signalleitung 224, 226 geleitet und die drei Signalleitungen sind auf einer gemeinsamen Signalebene einer gedruckten Schaltungsplatine derart angeordnet, dass ein Nebensprechen zwischen den drei Leitungen 222, 224, 226 stattfindet.

3 zeigt ein vereinfachtes Ersatzschema des Ausführungsbeispiels, das in 2 gezeigt ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Treiber-Chip drei Treiber 302, 304, 306 auf und der Empfänger-Chip weist einen ersten Empfänger 312 und einen gemeinsamen zweiten Empfänger 314 auf. Die Treiber 312, 314 und der Empfänger sind durch Signalleitungen 322, 324, 326 auf einer gedruckten Schaltungsplatine verbunden. Die Treiber 302, 304, 306 weisen Treiberwiderstände 352, 354, 356 auf. Der erste Empfänger 312 weist einen ersten Abschlusswiderstand 362 auf, und die benachbarten Signalspuren 324, 326 sind durch Abschlusswiderstände 364, 366 abgeschlossen, die die benachbarten Signalleitungen 324, 326 zu einem Spannungspegel Vdd/2 abschließen, der der Hälfte der Versorgungsspannung der Schaltung entspricht.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind die zweite und dritte Signalleitung 324, 326 zu demselben Spannungspegel abgeschlossen. Da die Signale auf der zweiten und dritten Signalleitung 324, 326 nicht zum Senden von Informationen verwendet werden, sondern für die Einstellung des ersten Signals auf der ersten Signalleitung 322, kann der Empfänger 314 als ein Abschluss der zweiten und dritten Signalleitung 324, 326 realisiert sein.

Wie durch die Pfeile zwischen den Signalleitungen 322, 324, 326 angezeigt ist, erfolgt eine Wechselwirkung zwischen benachbarten Signalleitungen während der Schaltereignisse.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind der Treiber- und Empfänger-Chip Teil einer Speicherschaltung. Zum Beispiel kann der Treiber-Chip eine Speichersteuerung sein, und der Empfänger-Chip kann ein Speicher-Chip auf einem Speichermodul sein. Die Mittelspur 322 kann zum Beispiel zum Liefern eines Strobe-Signals zu dem Empfänger-Chip verwendet werden. Die Spuren 324, 326 in 3 oben und unten von der Mittelspur 322 können zum Abschirmen verwendet werden und für die Einstellung der Verzögerung des Strobe-Signals der Mittelspur 322.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die erste Signalleitung 322 eine bidirektionale Übertragungsleitung. Daher müssen die zweite und dritte Übertragungsleitung 324, 326 ebenfalls bidirektional sein.

4 zeigt ein Simulationsschema des Ausführungsbeispiels, das in 3 gezeigt ist. Die Simulation basiert auf einem Agilent-ADS-Simulator. Die Signalleitungen 322, 324, 326 sind als PCB-Spuren mit einer charakteristischen Impedanz von 60 Ohm simuliert. Eine solche Impedanz ist typisch für eine DDR-Speichermodul-PCB (PCB = Printed Circuit Board = gedruckte Schaltungsplatine).

Die Spurlängen der Signalleitungen 322, 324, 326 ist 500 mil (12,7 mm), die Breite ist mil (0,1 mm) und eine Kante-Zu-Kante-Beabstandung ist 4 mil. Eine Querschnittsansicht durch eine gedruckte Schaltungsplatine, wie sie für die Simulation verwendet wird, gezeigt in 6. Die Bitrate, die für eine Simulation verwendet wird ist 1,6 Gbps (Giga bit pro Sekunde). Der Spannungshub zwischen Niedrigspannung und Hochsignalspannung ist 0 V bis 1,8 V.

Die Anstiegs-/Abfall-Zeit ist 150 ps und der Treiberwiderstand der Widerstände R1, R2, R3 ist 40 Ohm. Der Empfängerabschluss R4, R5, R6 ist 60 Ohm. Die Treiber-/Empfänger-Kapazität C1, C3, C5, C6, C7, C8 ist 2,5 pF. Für eine Simulation wird eine einfache 36 Bit lange Pseudozufallsbitsequenz verwendet „010100110001110000111101111000010000".

5 zeigt das resultierende Datenauge der Simulation basierend auf dem Simulationsschema, das in 4 gezeigt ist. Die Datenaugen, die in 4 präsentiert sind, sind von Signalen in allen Modi, d.h. die zweite und dritte Signalleitung 324, 326 werden phasengleich, gegenphasig oder auf einem statischen Pegel im Vergleich zu dem ersten Signal auf der ersten Signalleitung 322 getrieben.

In dem Nachbar-Aus-Modus sind das zweite und dritte Signal auf einem statischen Pegel. Daher wird das erste Signal auf der ersten Signalleitung 322 nicht durch die benachbarten Signalleitungen beeinflusst. Wie in 5 gezeigt ist, ist der Kreuzungspunkt des ersten Signals bei 0,9 V bei 173,0 psek.

Durch Stimulieren der Schaltung in dem Ungerade-Modus oder in dem Halb-Ungerade-Modus kann der Kreuzungspunkt nach links verschoben werden, was bedeutet, dass die Verzögerung des ersten Signals reduziert wird. Durch Simulieren der Schaltung mit dem Halb-Gerade-Modus oder dem Gerade-Modus kann der Kreuzungspunkt nach rechts verschoben werden, was bedeutet, dass die Verzögerung des ersten Signals erhöht wird.

In dem Ungerade-Modus werden das zweite und dritte Signal gegenphasig zu dem ersten Signal getrieben. Der Kreuzungspunkt des ersten Signals in dem Ungerade-Modus ist bei 152,2 psek. Durch Wählen des Ungerade-Modus kann die Verzögerung des ersten Signals um 20,8 psek reduziert werden. In dem Halb-Ungerade-Modus, was bedeutet, dass eines des zweiten oder des dritten Signals gegenphasig zu dem ersten Signal getrieben wird und das andere auf einem statischen Pegel getrieben wird, ist der Kreuzungspunkt des ersten Signals bei 160,5 psek, was bedeutet, dass die Verzögerung des ersten Signals um 12,5 psek reduziert wird.

In dem Gerade-Modus, was bedeutet, dass das zweite und dritte Signal gleichphasig mit dem ersten Signal getrieben werden, ist der Kreuzungspunkt des ersten Signals bei 206,5 psek, was bedeutet, dass die Verzögerung des ersten Signals um 33,4 psek erhöht wird. In dem Halb-Gerade-Modus, was bedeutet, dass eines des zweiten oder des dritten Signals gleichphasig mit dem ersten Signal getrieben wird und das andere auf einem statischen Pegel getrieben wird, ist der Kreuzungspunkt des ersten Signals bei 189,7 psek, was bedeutet, dass die Verzögerung des ersten Signals um 16,7 psek erhöht wird.

Dies zeigt, dass eine Länge von 12,7 mm von Spuren in Wechselwirkung eine Verzögerungseinstellung im Bereich von ungefähr +/–27 psek mit einem Schritt von ungefähr 13,5 psek ermöglicht. Der Einstellbereich könnte verbreitert werden durch Verwenden längerer Spuren oder einer geringeren Kante-Zu-Kante-Spurbeabstandung.

6 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine gedruckte Schaltungsplatine, wie sie für die Simulation verwendet wird, die in 4 und 5 beschrieben ist. Die gedruckte Schaltungsplatine weist ein Fr 4 Dielektrikum 670 auf. Das Dielektrikum 670 weist eine Dicke von 3,55 mil (0,087 mm) und eine dielektrische Konstante von E = 4,2 auf. Eine untere Oberfläche des Dielektrikums 670 ist durch eine Masseebene 671 abgedeckt, die aus Kupfer hergestellt ist. Auf der gegenüberliegenden Oberfläche der Masseebene 671 sind die drei Signalspuren 322, 324, 326 angeordnet. Die Signalspuren sind aus Kupfer. Die Signalspuren weisen eine Höhe von 1,8 mil (0,045 mm) und eine Breite von 4 mil (0,1 mm) auf. Es besteht eine Distanz von 4 mil (0,1 mm) zwischen den drei Spuren 322, 324, 326.

Abhängig von den Bedingungen kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Senden eines Signals in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann auf einem digitalen Speichermedium ausgeführt werden, insbesondere einer Diskette oder einer CD unter Verwendung von Steuersignalen, die elektronisch ausgelesen werden können, die somit mit dem programmierbaren Computersystem zusammenarbeiten können, so dass das Verfahren ausgeführt wird. Im Allgemeinen ist die Erfindung ebenfalls vorhanden in einem Computerprogrammprodukt, das einen Programmcode aufweist, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verschlüsseln von Originaldaten, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer läuft. Anders ausgedrückt kann die Erfindung auch als ein Computerprogramm realisiert sein, das einen Programmcode aufweist zum Ausführen des Verfahrens zum Verschlüsseln von Originaldaten, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.

Während diese Erfindung im Hinblick auf verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, gibt es Änderungen, Vertauschungen und Entsprechungen, die in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Es sollte ebenfalls darauf hingewiesen werden, dass es viele alternative Möglichkeiten zum Implementieren der Verfahren und Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gibt. Es ist daher beabsichtigt, dass die nachfolgenden Patentansprüche derart interpretiert werden, dass sie alle derartigen Änderungen, Vertauschungen und Entsprechungen, die in das wahre Wesen und den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen, umfassen.

102
erster Treiber
104
zweiter Treiber
112
erster Empfänger
114
zweiter Empfänger
122
erste Signalleitung
124
zweite Signalleitung
132
Verzögerungsinformationen
142
Steuereinheit
155
Kopplungselement
202
erster Treiber
204
zweiter Treiber
206
dritter Treiber
212
erster Empfänger
214
zweiter Empfänger
216
dritter Empfänger
222
erste Signalleitung
224
zweite Signalleitung
226
dritte Signalleitung
302
erster Treiber
304
zweiter Treiber
306
dritter Treiber
312
erster Empfänger
314
zweiter Empfänger
322
erste Signalleitung
324
zweite Signalleitung
326
dritte Signalleitung
352, 354, 356
Treiberwiderstand
362, 364, 366
Abschlusswiderstand
670
Dielektrikum
671
Masseebene
702
erster Treiber
704
zweiter Treiber
712
Phasendetektor
714
Masse
722
erste Signalleitung
724
zweite Signalleitung
742a
Oszillator
742b
Einrichtung zum Einstellen
782
Frequenzausgang


Anspruch[de]
Schaltung zum Senden eines Signals, die folgende Merkmale aufweist:

eine erste Signalleitung (122; 222; 322);

eine zweite Signalleitung (124; 224; 324), wobei die zweite Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung angeordnet ist, derart, dass eine Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf den Signalleitungen gesendet werden, stattfindet;

einen ersten Treiber (102; 202; 302) zum Treiben eines ersten Signals auf der ersten Signalleitung, wobei das erste Signal eine Verzögerung aufweist;

einen zweiten Treiber (104; 204; 304) zum Treiben eines zweiten Signals auf der zweiten Leitung, wobei der zweite Treiber konfiguriert ist, um das zweite Signal zu treiben, abhängig von der Verzögerung des ersten Signals, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals auf Grund der Wechselwirkung des zweiten Signals auf dem ersten Signal eingestellt wird.
Schaltung gemäß Anspruch 1, bei der der zweite Treiber konfiguriert ist, um das zweite Signal phasengleich mit dem ersten Signal zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals reduziert wird. Schaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der zweite Treiber konfiguriert ist, um das zweite Signal gegenphasig mit dem ersten Signal zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals erhöht wird. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der zweite Treiber konfiguriert ist, um das zweite Signal auf einem statischen Pegel zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals unverändert ist. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der zweite Treiber einen Treiberwiderstand aufweist und konfiguriert ist, um den Treiberwiderstand abhängig von der Verzögerung des ersten Signals zu ändern, um die Wechselwirkung des zweiten Signals auf das erste Signal fein einzustellen. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner einen Empfänger aufweist zum Empfangen des ersten Signals, wobei der Empfänger konfiguriert ist, um die Verzögerung des ersten Signals zu bestimmen und um Verzögerungsinformationen zu dem zweiten Treiber zu liefern. Schaltung gemäß Anspruch 6, wobei die Schaltung eine verzögerte Regelschleife aufweist zum Einstellen des ersten Signals auf ein Strobe-Signal, und bei der die Verzögerungsinformationen eine Verzögerungsdifferenz zwischen dem ersten Signal und dem Strobe-Signal sind. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner eine Speichereinheit aufweist zum Speichern von Verzögerungsinformationen über die Verzögerung des ersten Signals, wobei die Speichereinheit konfiguriert ist, um die Verzögerungsinformationen zu dem zweiten Treiber zu liefern. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner ein Kopplungselement zum Erhöhen der Wechselwirkung zwischen der ersten und zweiten Signalleitung aufweist, wobei das Kopplungselement mit der ersten Signalleitung und mit der zweiten Signalleitung verbunden ist. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner eine dritte Signalleitung aufweist, wobei die dritte Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung derart angeordnet ist, dass eine Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf der ersten und dritten Signalleitung gesendet werden, stattfindet; und einen dritten Treiber, der ein drittes Signal auf der dritten Leitung treibt, wobei der dritte Treiber konfiguriert ist, um das dritte Signal abhängig von der Verzögerung des ersten Signals zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals weiter eingestellt wird auf Grund der Wechselwirkung des dritten Signals auf dem ersten Signal. Schaltung gemäß Anspruch 10, bei der die erste Leitung zwischen der zweiten und dritten Leitung angeordnet ist und bei der die Leitungen auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Schaltung gemäß Anspruch 10 oder 11, bei der der dritte Treiber konfiguriert ist, um das dritte Signal phasengleich oder gegenphasig zu dem zweiten Signal zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals weiter erhöht oder verringert wird, oder konfiguriert ist, um das dritte Signal auf einem statischen Pegel zu treiben, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals nicht weiter verändert wird. Verfahren zum Senden eines Signals, das folgende Schritte aufweist:

Treiben eines ersten Signals auf einer ersten Signalleitung, wobei das erste Signal eine Verzögerung aufweist;

Treiben eines zweiten Signals auf einer zweiten Signalleitung, wobei die zweite Signalleitung benachbart zu der ersten Signalleitung angeordnet ist, derart, dass eine Wechselwirkung zwischen Signalen, die auf den Signalleitungen gesendet werden, stattfindet, wobei das zweite Signal getrieben wird abhängig von der Verzögerung des ersten Signals, derart, dass die Verzögerung des ersten Signals auf Grund der Wechselwirkung des zweiten Signals auf dem dritten Signal eingestellt wird.
Computerprogramm, das einen Programmcode aufweist zum Ausführen des Verfahrens zum Senden eines Signals gemäß Anspruch 13, wenn das Computerprogramm auf einem Computer läuft.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com