布局結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種布局結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種可用于一多相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]環(huán)形振蕩器(ring oscillator)廣泛用于數(shù)字系統(tǒng)中，用來(lái)產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)鐘。一般來(lái)說(shuō)，一環(huán)形振蕩器包括奇數(shù)個(gè)反相器，每一反相器的輸入端連接于前一反相器的輸出端，以形成一環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使得每一反相器輸出的信號(hào)在兩電位之間不斷地上下振蕩，而產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。多相位環(huán)形振蕩器(mult1-phase ring oscillator)則是在環(huán)形振蕩器中多個(gè)反相器的輸出端產(chǎn)生輸出信號(hào)，以輸出多個(gè)不同相位的時(shí)鐘。舉例來(lái)說(shuō)，一單端八相位環(huán)形振蕩器(single-ended8_phase ring oscillator)可輸出八個(gè)不同相位的時(shí)鐘,且在理想狀況下，每?jī)上噜彆r(shí)鐘之間都具有45度的相位差。
[0003]請(qǐng)參考圖1A，圖1A為一常見(jiàn)的八相位環(huán)形振蕩器10的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1A所示，八相位環(huán)形振蕩器10包括四個(gè)延遲單元Il?14及八個(gè)輸出級(jí)SI?S8。在延遲單元Il?14中，每一延遲單元的輸出端都連接至另一延遲單元的輸入端，以形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)。其中，每一延遲單元Il?14都是差分輸入及差分輸出的結(jié)構(gòu)，因此，每一延遲單元Il?14都包括兩個(gè)輸入端及兩個(gè)輸出端，其中，正輸入端、負(fù)輸入端、正輸出端及負(fù)輸出端分別以I+、1-、0+及O-表示。此外，每一延遲單元的一輸入端分別通過(guò)連接線LI?L8連接至前一延遲單元的一輸出端。在每一延遲單元中，兩輸入端先分別接收互為反相的兩振蕩信號(hào)，并在經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間后，兩輸出端分別輸出互為反相的兩振蕩信號(hào)。在八個(gè)輸出級(jí)SI?S8中，每一輸出級(jí)的輸入端分別連接于四個(gè)延遲單元Il?14的其中一輸出端，進(jìn)而輸出八個(gè)不同相位的時(shí)鐘信號(hào)Pl?P8，如圖1B所不。
[0004]請(qǐng)參考圖2，圖2為八相位環(huán)形振蕩器10的常見(jiàn)布局結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，延遲單元Il?14循序排列，且每一延遲單元的兩輸入端及兩輸出端都通過(guò)一垂直線向上延伸。連接線LI?L8則以橫向方式配置，以通過(guò)上述垂直線連接每一延遲單元的一輸入端與前一延遲單元的一輸出端。然而，在圖2的布局結(jié)構(gòu)中，連接于延遲單元14的輸出端及延遲單元Il的輸入端之間的連接線L7及L8的長(zhǎng)度大于其它連接線LI?L6的長(zhǎng)度，因此，連接線L7及L8會(huì)產(chǎn)生較大的寄生電容而影響了延遲單元14的輸出端，使得延遲單元14輸出的時(shí)鐘信號(hào)P7及P8產(chǎn)生時(shí)序的誤差，而無(wú)法達(dá)到每?jī)上噜彆r(shí)鐘之間都為45度相位差的理想狀況。
[0005]請(qǐng)參考圖3，圖3為八相位環(huán)形振蕩器10的另一常見(jiàn)布局結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，延遲單元11?14循序排列，且每一延遲單元的兩輸入端及兩輸出端都通過(guò)一垂直線向上延伸。連接線LI?L8則以橫向方式配置，以通過(guò)上述垂直線連接每一延遲單元的一輸入端與前一延遲單元的一輸出端。與圖2的不同之處在于，連接線LI?L8各自配置于一水平軸線，且分別向左右延伸至所有延遲單元Il?14的左端及右端，使得所有連接線LI?L8都具有相同長(zhǎng)度。此外，在連接線LI?L8的上方及下方分別鋪設(shè)一條虛設(shè)線(du_y)，使所有連接線LI?L8產(chǎn)生的寄生電容都相同，以達(dá)到每?jī)上噜彆r(shí)鐘之間都為45度相位差的理想狀況。然而，圖3的布局結(jié)構(gòu)在水平方向總共需要10條連接線，該連接線的長(zhǎng)度較長(zhǎng)且配置于10條水平軸線上。在此情況下，每一連接線都會(huì)產(chǎn)生較大的寄生電容并影響延遲單元的輸出時(shí)鐘，使得多相位環(huán)形振蕩器的調(diào)整范圍及操作頻率受限，且連接線面積的增加也可能造成布局的面積上升，使成本增加。此外，對(duì)于具有差分輸入輸出結(jié)構(gòu)的N級(jí)差分多相位環(huán)形振蕩器而言，總共需要(2*N+2)條連接線(其中2條為虛設(shè)線)。因此，當(dāng)系統(tǒng)需要更多種相位的時(shí)鐘使得N的數(shù)目增加時(shí)，連接線的面積及成本也會(huì)同步增加。
[0006]有鑒于此，實(shí)有必要提出一種多相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)，可通過(guò)長(zhǎng)度較短的連接線進(jìn)行布局以降低連接線面積，同時(shí)降低多相位環(huán)形振蕩器所受到的寄生電容影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種可用于多相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)，其可通過(guò)長(zhǎng)度較短的連接線進(jìn)行布局，以實(shí)現(xiàn)每?jī)上噜彆r(shí)鐘之間的相位差都相等的理想狀況，同時(shí)降低連接線的面積以及多相位環(huán)形振蕩器所受到的寄生電容影響，進(jìn)而提高多相位環(huán)形振蕩器的調(diào)整范圍及操作頻率。
[0008]本發(fā)明公開(kāi)了一種布局結(jié)構(gòu)，用于一多相位環(huán)形振蕩器，該布局結(jié)構(gòu)包括多個(gè)延遲單元，以單行方式排列，其中每一延遲單元與前一延遲單元相鄰或僅間隔一延遲單元；多條垂直線，垂直于該多個(gè)延遲單元的排列方向，并往同一方向延伸，其中每一延遲單元中的每一輸出端及輸入端皆各自對(duì)應(yīng)連接一垂直線；以及多條連接線，其中每一連接線用來(lái)分別連結(jié)該多條垂直線以耦接該多個(gè)延遲單元中一延遲單元的一輸入端與該延遲單元的前一延遲單兀的一輸出端；其中，該每一連接線向該多個(gè)延遲單兀的排列方向延伸的長(zhǎng)度不超過(guò)3a，其中a為每一延遲單元在該多個(gè)延遲單元的排列方向的長(zhǎng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1A為一常見(jiàn)的八相位環(huán)形振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0010]圖1B為八相位環(huán)形振蕩器所輸出的八個(gè)不同相位的時(shí)鐘信號(hào)的示意圖。
[0011]圖2為八相位環(huán)形振蕩器的常見(jiàn)布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0012]圖3為八相位環(huán)形振蕩器的另一常見(jiàn)布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0013]圖4A為本發(fā)明實(shí)施例一四相位環(huán)形振蕩器的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0014]圖4B為本發(fā)明實(shí)施例四相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0015]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一差分八相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0016]圖6A及圖6B分別為本發(fā)明實(shí)施例具有5個(gè)及6個(gè)延遲單元的多相位環(huán)形振蕩器的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0017]圖7為使用現(xiàn)有技術(shù)的布局結(jié)構(gòu)與本發(fā)明布局結(jié)構(gòu)需使用的水平軸線的數(shù)量差異的示意圖。
[0018]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0019]10八相位環(huán)形振蕩器
[0020]Il?16、II，?14，延遲單元
[0021]SI ?S8、S1’ ?S4’輸出級(jí)
[0022]I+、1-、I輸入端
[0023]O+、O-、O輸出端
[0024]LI ?L8、L1，?L4’連接線
[0025]Pl?P8時(shí)鐘信號(hào)
[0026]L1_D’、L3_D’、L3_D、L4_D、 虛設(shè)連接線
[0027]L7_D、L8_D
[0028]LHl?LH6水平軸線
【具體實(shí)施方式】
[0029]為方便說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，在此先以單端多相位環(huán)形振蕩器(single-endedmult1-phase ring oscillator)進(jìn)行說(shuō)明。請(qǐng)參考圖4A,圖4A為本發(fā)明實(shí)施例一四相位環(huán)形振蕩器40的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4A所示，四相位環(huán)形振蕩器40包括四個(gè)延遲單元ΙΓ?14’及四個(gè)輸出級(jí)SI’?S4’。在延遲單元ΙΓ?14’中，每一延遲單元的輸出端都耦接至另一延遲單元的輸入端，以形成一環(huán)形結(jié)構(gòu)。其中，每一延遲單元ΙΓ?14’都是單端輸入及單端輸出的結(jié)構(gòu)，因此，每一延遲單元ΙΓ?14’都包括一輸入端及一輸出端，其中，輸入端及輸出端分別以I及O表示。此外，每一延遲單元的輸入端I分別通過(guò)連接線LI’?L4’耦接至前一延遲單元的輸出端O。在每一延遲單元中，輸入端I先接收一振蕩信號(hào)，并且在經(jīng)過(guò)一段延遲時(shí)間后，再由輸出端O輸出另一振蕩信號(hào)。在四個(gè)輸出級(jí)SI’?S4’中，每一輸出級(jí)的輸入端分別耦接至四個(gè)延遲單元II’?14’中一延遲單元的輸出端0，進(jìn)而輸出四個(gè)不同相位的時(shí)鐘信號(hào)。
[0030]請(qǐng)參考圖4B，圖4B為本發(fā)明實(shí)施例四相位環(huán)形振蕩器40的布局結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖4B所示，延遲單元11’?14’是以12’、ΙΓ、13’及14’的順序排列，且每一延遲單元的輸入端I及輸出端O都通過(guò)一垂直線向上延伸。連接線LI’?L4’則以橫向方式配置，以連結(jié)每一延遲單元的輸入端I與前一延遲單元的輸出端O。圖4B的布局結(jié)構(gòu)與圖3的布局結(jié)構(gòu)的主要差異在于，在圖4B的布局結(jié)構(gòu)中，每一連接線LI’?L4’并非各自位于一水平軸線，而是共享3條水平軸線LA、LB及LC的配置空間。舉例來(lái)說(shuō)，連接線LI’連接于延遲單元ΙΓ及12’之間，且位于水平軸線LB上；連接線L2’連接于延遲單元12’及13’之間，且位于水平軸線LC上；連接線L3’連接于延遲