[发明专利]面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路

权利要求书

1.一种面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路，其特征在于，包括时间-数字转换模块、气泡抑制和译码模块、可调延迟模块和H型时钟树模块；

所述的时间-数字转换模块用于对芯片的供电电压进行编码，形成数字码值；所述时间-数字转换模块包括度量单元和采样单元；所述度量单元用于接收输入测量信号，包括若干个反相器组成的反相器链，输入测量信号会在反相器链中逐个翻转，通过电压对反相器延迟的影响，将电压的变化映射到反相器链延迟的变化上，即可通过信号在一个时钟周期内成功传递的反相器个数反映芯片的当前供电电压；所述采样单元用于统计成功传递的反相器个数，通过在时钟的上升沿对度量单元中所有反相器的输出端进行采样，形成一组数字码值；

所述的气泡抑制和译码模块用于消除由于触发器亚稳态采样而导致的气泡问题，形成译码值；气泡抑制和译码模块包括气泡抑制单元和译码单元；所述气泡抑制单元用于接收时间-数字转换模块的数字码值，通过气泡后移的方式消除由于触发器亚稳态采样而导致的气泡问题，形成一组抑制气泡的码值；所述译码单元用于接收气泡抑制单元的输出码值，使用前导一检测器对码值进行译码，形成译码值，即输入信号成功传递的反相器个数；

所述的可调延迟模块支持多级可调，用于调整输入信号的相位，形成时间-数字转换模块的输入测量信号，也用于补偿电压骤变对H型时钟树模块造成的影响，从而降低电压骤变对度量单元和采样单元两者之间同步性的影响；所述可调延迟模块包括镜像采样时钟单元和多级延迟可调单元；所述镜像采样时钟单元用于补偿电压骤变对H型时钟树模块造成的影响，从而降低电压骤变对度量单元和采样单元两者之间同步性的影响；所述多级延迟可调单元包括延迟粗调电路和延迟细调电路，硅前利用延迟粗调电路调整时间-数字转换模块的量程，硅后根据工艺、温度调整延迟细调电路使得时间-数字转换模块覆盖待测电压范围；

所述的H型时钟树模块用于降低时钟偏移，形成时间-数字转换模块的输入时钟信号。

2.根据权利要求1所述的面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路，其特征在于，所述H型时钟树模块包括若干个时钟缓冲器，采用1个时钟缓冲器推动4个时钟缓冲器的方式，形成采样单元的输入时钟。

3.根据权利要求1所述的面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路，其特征在于，所述采样单元包括：若干个上升沿触发的触发器和若干个反相器；触发器在每个时钟的上升沿对度量单元中反相器链的输出端进行采样，触发器的输出端每间隔1个接入反相器，从而将输出码值转化为温度计码，该温度计码即代表1个时钟周期内输入测量信号在度量单元中成功传递的反相器个数。

4.根据权利要求1所述的面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路，其特征在于，对于触发器亚稳态采样导致气泡问题的处理方法，包括如下步骤：

步骤101：读取采样模块的输出码值，自左向右扫描是否存在‘01’码值，若存在则进入步骤102，否则进入步骤103；

步骤102：将‘01’码值替换为‘10’码值，进入步骤101；

步骤103：使用前导一检测器自右往左寻找码值首个‘1’出现的位置，即为输入测量信号在度量单元中成功传递的反相器个数。

5.根据权利要求1所述的面向处理器的片上高速高精度电压骤变监测电路，其特征在于，所述镜像采样时钟单元包括：镜像H型时钟树电路和镜像采样电路；其中镜像H型时钟树电路与H型时钟树模块的电路一致，镜像采样电路与采样单元的电路一致；将镜像H型时钟树电路末端的第一个输出信号，即镜像采样电路第一个触发器的时钟作为多级延迟可调单元的输入信号。