申请/专利权人：高通股份有限公司

申请日：2018-02-01

公开（公告）日：2023-08-25

公开（公告）号：CN110301091B

主分类号：H03K19/00

分类号：H03K19/00

优先权：["20170215 US 15/433,814"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.08.25#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.01#公开

摘要：提供一种具有未终结端点的裸片，该未终结端点在充当接收端点时，利用来自电容器的电容来电容性地加载其输入阻抗，并且在充当发射端点时将其输出阻抗与该电容隔离。

主权项：1.一种用于第一裸片的未终结端点，包括：焊盘；驱动器，具有活动模式，所述驱动器在活动模式中被配置成通过所述焊盘将信号驱动到远程裸片；接收器，具有活动模式，所述接收器在活动模式中被配置成通过所述焊盘从所述远程裸片接收信号；电容器；开关，连接到所述电容器，其中所述开关被配置成：在所述开关闭合时，通过所述电容器将所述焊盘耦合到地，并且在所述开关断开时，不通过所述电容器将所述焊盘耦合到地；以及控制器，被配置成：在所述接收器处于活动模式时，闭合所述开关，并在所述驱动器处于活动模式时，断开所述开关。

全文数据：用于支持从未终结端点进行双向信令的可编程焊盘电容相关申请的交叉应用本申请要求2017年02月15日提交的美国专利申请No.15433,814的优先权和权益。技术领域本申请涉及裸片到裸片接口，更具体地涉及用于支持未终结双向裸片到裸片信令的可编程焊盘电容。背景技术为了防止通过传输线耦合的发射器和接收器之间的反射，通常使每个端点将其阻抗与传输线阻抗相匹配。例如，公共传输线阻抗为50Ω，使得每个端点也将向传输线呈现匹配的50Ω阻抗。当信号的上升沿或下降沿沿传输线从发射器传播到具有这种匹配阻抗的接收器时，传输线和接收器端点之间不存在阻抗的不连续性，因此没有信号反射的边缘。但是匹配的负载耦合到地并且因此耗散功率，这在诸如智能电话或平板电脑的电池操作的设备中是个问题。为了节省功率，在移动应用中常规地使芯片到芯片接口未终结。例如，智能手机通常会包括用作智能手机“大脑”的片上系统SoC。SoC通常与一个或多个动态随机存取存储器DRAM封装在一起。为了节省功率，已经为使用未终结端点的SoCDRAM接口开发了各种低功率双倍数据速率LPDDR通信协议。尽管功耗降低，但SoC和DRAM的未终结端点在接收时引起信号边沿的反射。例如，假设未终结端点在二进制0传输之后接收二进制高信号。在本文表示为“回铃”的现象中，二进制1信号的上升沿将从接收端点反射回发射端点，发射端点又将反射信号重新反射回接收端点，等等。因此，回铃噪声可能在接收端点处引起误码，特别是在存在诸如相邻传输线之间的串扰的其他噪声源的情况下。为了防止误码，可以重新设计传输线以降低串扰。但是这种减少串扰的技术增加了制造成本。因此，本领域需要减少回铃的改进的双向未终结端点。发明内容为了提供增加的接收信号质量，提供了一种未终结端点，其包括通过电容器和开关耦合到地的焊盘焊盘也可以被表示为端点端子。在回铃减少操作模式中，在未终结端点用于通过端点焊盘接收信号时，控制器控制开关闭合。在回铃减少操作模式期间闭合开关以利用来自电容器的电容来加载未终结端点的输入阻抗。相反，在未终结端点用于通过端点焊盘来发射信号时，控制器断开开关。断开开关防止利用来自电容器的电容加载未终结端点的输出阻抗。如果在回铃减少操作模式不活动时，未终结端点用于接收信号，则控制器不会闭合开关，从而不利用电容来加载未终结端点的输入阻抗。例如，控制器可以将数据速率与阈值进行比较，以分辨回铃减少操作模式是否活动。在低于阈值的数据速率下，数据速率使得回铃噪声在连续数据比特的传输之间被充分地忽略。相反，当数据速率增大到超过阈值时，在连续数据比特传输之间将不能充分地忽略回铃噪声，使得控制器闭合开关以抑制回铃噪声。在信号接收期间对端点输入阻抗选择性增加电容是非常有利的，因为来自端点焊盘的接收信号的上升沿和下降沿的反射被减弱，这是因为电容器从信号上升沿接收电荷并将电荷放电到信号下降沿。因此，大大减少了从接收端点到发射端点的回铃，进而降低了误码率。虽然增加的电容会减少来自接收端点的回铃，但它会加剧在发射端点的反射。因此，仅在端点用作接收器时选择性地连接电容器非常有利。通过以下详细描述可以更好地理解这些和其他有利特征。附图说明图1是根据本公开的一个方面的示例未终结端点的图。图2是根据本公开的一个方面的图1的未终结端点的实施例的电路图。图3是根据本公开的一个方面的堆叠式封装集成电路的图，其中裸片包括多个诸如图1或图2中所示的未终结端点。图4是根据本公开的一个方面的用于未终结端点的示例操作方法的流程图。通过参考下面的详细描述，可以最好地理解本发明的实施例及其优点。应当理解，相同的附图标记用于标识一个或多个附图中图示的相同元件。具体实施方式为了减少来自接收端点的回铃，通过由控制器激活的开关利用电容来加载未终结端点的焊盘。在回铃减少操作模式中，在未终结端点用作接收端点时，控制器闭合开关以通过电容器将焊盘耦合到地，使得未终结端点的输入阻抗被电容器的电容加载。如果未终结端点然后用作发射端点或作为接收端点，其中回铃减少操作模式不活动，则控制器断开开关，使得未终结端点的输出阻抗不被电容器加载。现在转向附图，图1中示出了示例未终结端点100。如本文所使用的，术语端点可以与输入输出IO电路互换使用。未终结端点100包括用于包括未终结端点100的主机裸片未图示的焊盘105。焊盘105是主机裸片的IO端子的通用表示，诸如，主机裸片连接到外部传输线120所使用的实际焊盘或针脚。远程裸片未图示包括通过外部传输线120与主机裸片通信的类似端点。外部传输线120被配置成具有诸如50Ω的特征阻抗。如其名称所暗示的，未终结端点100没有通过耦合在焊盘105和地之间的任何种类的电阻器来匹配该特征阻抗，以防止通过这种电阻器发生的功率损耗。未终结端点100是双向的，使得它既可以在焊盘105处从外部传输线120接收信号，又可以通过焊盘105发射信号以沿着外部传输线120向下传播到远程裸片。因此，未终结端点100包括用于从焊盘105接收信号的接收器115以及用于通过焊盘105将信号驱动到外部传输线120的驱动器110。远程裸片通过将传输线120充电到二进制高电压或通过将外部传输线120接地而将二进制信号通过外部传输线120传送到未终结端点100。在其他实施例中，外部传输线120可以是差分传输线的一部分，但是，不失一般性，下面的讨论将假设在外部传输线120上的通信是单端的。在这种单端传输中，在从远程裸片传输二进制0之后传输二进制1的比特导致在焊盘105处接收上升沿，使得焊盘的电压从地突然地升高到二进制高电压。由于与外部传输线120的特征阻抗相比，未终结端点100的输入阻抗不连续，因此上升沿将倾向于从未终结端点100反射并沿外部传输线120向下传播到远程裸片，作为如前所讨论的表示为“回铃”的现象的一部分。类似地，在从远程裸片传输二进制1的比特之后传输二进制0的比特导致在焊盘105处接收到下降沿，使得焊盘的电压从二进制高电压突然下降到地。焊盘105处的阻抗不连续性将类似地倾向于通过外部传输通道120将下降沿反射回远程裸片。尽管阻抗不连续，但为了显著减少这种回铃，未终结端点100包括连接在焊盘105和开关S1之间的电容器C1，开关S1又连接到地。在一个备选实施例中，开关S1可以替代地位于电容器C1和焊盘105之间。控制器125在未终结端点100用作接收端点时，控制开关S1闭合，并且在未终结端点100用作发射端点时，控制开关S1断开。特别地，驱动器110可以具有活动操作模式，其中它用于通过焊盘105将信号发射到远程裸片。类似地，未终结端点100可以具有回铃减少操作模式，其中接收器115用于通过焊盘105从远程裸片接收信号。控制器125被配置成在未终结端点110处于回铃减少操作模式时，闭合开关S1并且在驱动器110处于其活动操作模式时，断开开关S1。注意，随着数据速率的降低，回铃噪声变得不那么成问题。在这种降低的数据传输速率下，回铃噪声有机会在从一个数据比特传输到下一个数据比特传输的相对长的间隔期间充分衰减。但是在更高的数据速率下，连续数据比特传输之间的间隔变小，使得回铃噪声成为问题。因此，在接收器115用于接收数据时，在断言接收使能信号未图示时，控制器125可以通过确定数据传输速率是否大于阈值来确定回铃减少操作模式是否活动。例如，在接收器115活动时，控制器125可以将与数据传输速率同步的时钟信号与阈值进行比较，以确定回铃减少操作模式是否活动。而且，注意，控制器125还可以对超控信号未图示做出反应，使得无论数据传输速率如何，它都抑制闭合开关S1。响应于回铃减少操作模式的激活，控制器125闭合开关S1。相反，控制器125可以通过断开开关S1来响应回铃减少操作模式的去激活，诸如在驱动器110在其活动操作模式下工作时会发生这种情况。备选地，即使接收器115活动，因为数据传输速率低于阈值，控制器125也可以断开开关S1。当开关S1闭合时，利用来自电容器C1的电容加载焊盘105对于抑制回铃是非常有利的。例如，电容器C1可以从在焊盘105处接收的二进制1的比特的信号传输的上升沿吸收电荷，以便抑制上升沿从焊盘105反射回到外部传输线120上。类似地，电容器C1可以将电荷释放到在焊盘105处接收的二进制0的比特的信号的下降沿，以便抑制下降从焊盘105反射回到外部传输线120上。可以使用任何合适的晶体管来实施开关S1。例如，图2中所示的未终结端点200包括n型金属氧化物半导体NMOS晶体管M1和另一个NMOS晶体管M2以用作开关。每个晶体管M1和M2连接到其自己的对应的电容器，该电容器在未终结端点200中分别使用一对晶体管M3和M4的栅极电容来实施。晶体管M1连接在地和晶体管M3的漏极源极端子之间，晶体管M3的栅极连接到焊盘105。类似地，晶体管M2连接在地和晶体管M4的漏极源极端子之间，晶体管M4的栅极连接到焊盘105。控制器125驱动晶体管M1和M2的栅极以确定它们是导通还是关断。当晶体管M1导通时，对应晶体管M3的栅极电容加载焊盘105。类似地，当晶体管M2导通时，对应晶体管M4的栅极电容加载焊盘105。以这种方式，控制器125可以通过选择性地仅导通晶体管M1和M2中的一个或导通两个，来调谐用于加载焊盘105的电容的所需的量。在备选的实施例中，在终结端点200用作接收端点时，可以添加附加的电容器以增加用于加载焊盘105的所需电容的调谐范围。通过诸如M3或M4的晶体管的栅极电容来实施电容器C1是有利的，因为不需要外部电容器。给定晶体管的栅极电容的量将根据工艺节点而变化，但通常的值的范围为约200飞法拉至400飞法拉。然而，应当理解，在备选实施例中，电容器C1可以包括外部电容器。另外，注意，晶体管M1和M2可以被重新排列，位于它们相应的电容器和焊盘105之间。类似地，晶体管M1、M2、M3和M4可以替代地被实施为p型金属氧化物半导体PMOS晶体管。在一个实施例中，图1的开关S1和电容器C1的组合或图2的晶体管M1和M3或图2的晶体管M2和M4可以被认为包括在接收器115活动并且接收器115的数据速率高于阈值时，用于利用电容加载焊盘105，并且在驱动器110活动或者接收器115活动并且接收器115的数据速率低于阈值时，用于将焊盘105与电容隔离的装置。本文公开的未终结端点具有用于裸片到裸片输入输出IO接口的广泛应用。例如，SoC裸片305可以包括多个未终结端点100，以用于与多个DRAM裸片310中的对应端点通信，如图3中所示的那样为了清楚起见，仅针对SoC裸片305和一个DRAM裸片310示出了一个未终结端点100。SoC裸片305和DRAM裸片310被布置为形成示例堆叠式封装PoP集成电路封装300。下部封装320包括SoC裸片305，而上部封装315包括四个DRAM裸片310。如PoP技术中所公知的，每个封装320和315包括诸如有机基板的基板，该基板具有被图案化以形成所需的外部传输线120的金属层为了清楚起见，图3中仅示出了一条从SoC裸片305延伸到DRAM裸片310中的一个活动的DRAM裸片的外部传输线120。特别地，外部传输线120可以包括来自SoC裸片305中的未终结端点100的焊盘的铜柱，该焊盘通过下部封装320中的有机基板中的迹线耦合到焊球325，焊球325将下部封装有机基板连接到上部封装有机基板。外部传输线120通过上部封装有机基板中的迹线继续以连接到接线键合，该接线键合通向DRAM裸片310中的一个活动的DRAM裸片中的未终结端点100的焊盘。因此，各种DRAM裸片310和SoC裸片305之间的回铃将如本文所讨论的那样被有利地抑制。现在将关于图4的流程图讨论未终结端点的示例操作方法。该方法包括动作400：当在第一裸片中的未终结端点的焊盘处接收信号时，闭合开关以利用来自电容器的电容加载焊盘。关于图1讨论的开关S1的闭合或图2的晶体管M1和或M2的导通是动作400的一个示例。该方法还包括动作405：当将信号从第一裸片中的未终结端点的焊盘发射到远程裸片时，断开开关以不利用电容加载焊盘。关于图1讨论的开关S1的断开或图2的晶体管M1和M2的关断是动作405的一个示例。如本领域技术人员现在将理解并且取决于当前的特定应用，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对本公开的材料、装置、配置和设备的使用方法进行许多修改、替换和变化。鉴于此，本公开的范围不应当限于本文图示和描述的特定实施例的范围，因为它们仅仅作为本公开的一些实例，而是应当与下面的所附权利要求及其功能等同的范围完全相称。

权利要求：1.一种用于第一裸片的未终结端点，包括：焊盘；驱动器，具有活动模式，所述驱动器在活动模式中被配置成通过所述焊盘将信号驱动到远程裸片；接收器，具有活动模式，所述接收器在活动模式中被配置成通过所述焊盘从所述远程裸片接收信号；电容器；开关，连接到所述电容器，其中所述开关被配置成：在所述开关闭合时，通过所述电容器将所述焊盘耦合到地，并且在所述开关断开时，不通过所述电容器将所述焊盘耦合到地；以及控制器，被配置成：在所述接收器处于活动模式时，闭合所述开关，并在所述驱动器处于活动模式时，断开所述开关。2.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述控制器还被配置成：仅在所述接收器处于活动模式并且所述接收器的数据速率高于阈值时，才闭合所述开关。3.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述电容器包括晶体管的栅极。4.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述开关连接在所述电容器和地之间。5.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述电容器包括多个电容器，并且其中所述开关包括与所述多个电容器一一对应的多个开关。6.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述控制器还被配置成：在所述接收器处于活动模式时，选择性地闭合所述多个开关中的开关以调谐来自所述电容器的电容性负载。7.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述开关包括NMOS晶体管，并且其中所述控制器被配置成通过对所述NMOS晶体管的栅极充电来闭合所述开关。8.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述第一裸片是片上系统SoC裸片，并且其中所述远程裸片是动态随机存取存储器DRAM裸片。9.根据权利要求8所述的未终结端点，其中所述SoC裸片被集成在堆叠式封装集成电路的下部封装内，并且其中所述DRAM裸片被集成在所述堆叠式封装集成电路的上部封装内。10.根据权利要求9所述的未终结端点，其中所述DRAM裸片是低功率双倍数据速率LPDDRDRAM裸片。11.根据权利要求1所述的未终结端点，其中所述DRAM裸片包括多个DRAM裸片。12.一种方法，包括：当在第一裸片中的未终结端点的焊盘处接收第一信号时，闭合开关以利用来自电容器的电容加载所述焊盘；以及当将第二信号从所述第一裸片中的所述未终结端点的所述焊盘传输到远程裸片时，断开所述开关以不利用所述电容加载所述焊盘。13.根据权利要求12所述的方法，其中接收所述第一信号以高于阈值的第一数据速率发生，所述方法还包括：当在所述焊盘处接收第三信号时，断开所述开关，其中接收所述第三信号以低于所述阈值的第二数据速率发生。14.根据权利要求12所述的方法，其中闭合所述开关通过晶体管的栅极电容将所述焊盘连接到地，以电容性地加载所述未终结端点的所述焊盘。15.根据权利要求14所述的方法，其中闭合所述开关将所述晶体管的漏极和源极连接到地。16.根据权利要求14所述的方法，其中断开所述开关将所述晶体管的所述栅极电容与地隔离。17.根据权利要求12所述的方法，还包括：调谐所述电容器的电容以调整所述焊盘的电容加载。18.一种用于裸片的未终结端点，包括：焊盘；驱动器，具有活动模式，所述驱动器在活动模式中被配置成通过所述焊盘将信号驱动到远程裸片；接收器，具有活动模式，所述接收器在活动模式中被配置成通过所述焊盘从所述远程裸片接收信号；电容器；以及在所述接收器处于活动模式并且所述接收器的数据速率高于阈值时，用于利用来自所述电容器的电容加载所述焊盘，并且在所述驱动器处于活动模式时，或者在所述接收器处于活动模式并且所述接收器的数据速率低于阈值时，用于将所述焊盘与所述电容器隔离的装置。19.根据权利要求18所述的未终结端点，其中所述电容器包括晶体管的栅极。20.根据权利要求19所述的未终结端点，其中所述晶体管包括NMOS晶体管。

百度查询： 高通股份有限公司 用于支持从未终结端点进行双向信令的可编程焊盘电容

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD