EP0891045B1

A coupling charge compensation device for VLSI circuits

Abstract

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EP0891045B1, drawing sheet 1
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Expired 9 March 2018, 8.5 years ago.

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10 claims: 10 independent, 0 dependent

  1. 1
    A charge compensation apparatus, comprising:a culprit line (102) and a victim line (110), wherein there is a parasitic capacitance (116) between the culprit line (102) and the victim line (110), wherein a culprit line transition is accomplished by adding a first charge with a first polarity to the culprit line;characterized bytransition detecting means (104, 106) having an input and an output (112), the input connected to the culprit line (102), the transition detecting means (104, 106) determining when the culprit line transitions from a first voltage level to a second voltage level;andcharge dumping means (108), responsive to the transition detecting means (104, 106), connected between the output (112) of the transition detecting means (104, 106) and the victim line (110), the charge dumping means (108) dumping a second charge onto the victim line, said second charge having a second polarity that is the opposite polarity of the first polarity. Eine Ladungskompensationsvorrichtung mit folgenden Merkmalen: einer Täterleitung (102) und einer Opferleitung (110), wobei eine parasitäre Kapazität (116) zwischen der Täterleitung (102) und der Opferleitung (110) auftritt, wobei ein Täterleitungsübergang durch ein Hinzufügen einer ersten Ladung mit einer ersten Polarität zu der Täterleitung erzielt wird;gekennzeichnet durcheine Übergangserfassungseinrichtung (104, 106), die einen Eingang und einen Ausgang (112) aufweist, wobei der Eingang mit der Täterleitung (102) verbunden ist und wobei die Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) bestimmt, wenn die Täterleitung von einem ersten Spannungspegel zu einem zweiten Spannungspegel übergeht;undeine Ladungsabladungseinrichtung (108), die ansprechend auf die Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) ist und zwischen den Ausgang (112) der Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) und die Opferleitung (110) geschaltet ist, wobei die Ladungsabladungseinrichtung (108) eine zweite Spannung auf die Opferleitung ablädt, wobei die zweite Ladung eine zweite Polarität aufweist, die entgegengesetzt zu der ersten Polarität ist. Un appareil de compensation de charge qui comprend: une ligne coupable (102) et une ligne victime (110), telles qu'une capacité parasite (116) existe entre la ligne coupable (102) et la ligne victime (110), une transition de ligne coupable étant accomplie en ajoutant à la ligne coupable une première charge à première polarité;caractérisé parun moyen détecteur (104, 106) de transition à une entrée et une sortie (112), l'entrée étant connectée à la ligne coupable (102), le moyen détecteur (104, 106) de transition déterminant quand une transition s'effectue d'un premier niveau de tension à un deuxième niveau de tension dans la ligne coupable;etun moyen d'adjonction (108) de charge, qui répond au moyen détecteur (104, 106) de transition, connecté entre la sortie (112) du moyen détecteur (104, 106) de transition et la ligne victime (110), le moyen d'adjonction (108) de charge adjoignant une deuxième charge sur la ligne victime, ladite deuxième charge étant d'une deuxième polarité qui est la polarité opposée à la première polarité.
  2. 2
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Ladungsabladungseinrichtung (108) ein Kondensator ist. L'appareil selon la revendication 1, dans lequel le moyen d'adjonction (108) de charge est un condensateur. The apparatus of claim 1, wherein the charge dumping means (108) is a capacitor.
  3. 3
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) ein CMOS-Inverter ist. L'appareil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le moyen détecteur (104, 106) de transition est un inverseur CMOS. The apparatus of claim 1 or 2, wherein the transition detecting means (104, 106) is a CMOS inverter.
  4. 4
    Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Ladungsabladungseinrichtung (108) einen ersten Anschluß und einen zweiten Anschluß aufweist, wobei der erste Anschluß mit der Opferleitung (110) verbunden ist, wobei die Vorrichtung ferner folgendes Merkmal aufweist:eine Schalteinrichtung (104, 106), die auf die Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) anspricht, zum Verbinden des zweiten Anschlusses mit einer Leistungsversorgung, die in etwa der erste Spannungspegel ist. L'appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen d'adjonction (108) de charge comprend une première borne et une deuxième borne, la première borne étant connectée à la ligne victime (110), l'appareil comprenant en outre: un moyen commutateur (104, 106) qui répond au moyen détecteur (104, 106) de transition pour connecter la deuxième borne à une alimentation en énergie qui est approximativement au premier niveau de tension. The apparatus of one of claims 1 to 3, wherein the charge dumping means (108) has a first terminal and a second terminal, the first terminal being connected to the victim line (110), the apparatus further comprising: switching means (104, 106), responsive to the transition detecting means (104, 106), for connecting the second terminal to a power supply that is approximately the first voltage level.
  5. 5
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der die Schalteinrichtung (104, 106) aus Feldeffekttransistoren besteht. L'appareil selon la revendication 4, dans lequel le moyen commutateur (104, 106) comprend des transistors à effet de champ. The apparatus of claim 4, wherein the switching means (104, 106) are comprised of field effect transistors.
  6. 6
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die parasitäre Kapazität (116) den Effekt hat, ein Ladungskoppeln zwischen der Täterleitung (102) und der Opferleitung (110) zu bewirken, wenn die Täterleitung zwischen einem ersten Spannungspegel und einem zweiten Spannungspegel übergeht;und wobei die Übergangserfassungseinrichtung (104, 106) einen Inverter aufweist, der einen Eingang und einen Ausgang (112) aufweist, wobei der Eingang mit der Täterleitung (102) gekoppelt ist, und wobei der Ausgang (112) mit einem ersten Anschluß des Ladungsabladungskondensators (108) verbunden ist, wobei ein zweiter Anschluß des Ladungsabladungskondensators mit der Opferleitung (110) verbunden ist, und wodurch der Inverter (104, 106) den Ausgang (102) ansprechend auf den Übergang der Täterleitung von dem ersten Spannungspegel zu dem zweiten Spannungspegel schaltet, wodurch der Effekt einer Ladungskopplung zwischen der Täterleitung (102) und der Opferleitung (110) durch ein Abladen einer Ladung auf dem Ladungsabladungskondensator (108) auf die Opferleitung (110) reduziert wird. L'appareil selon la revendication 2, dans lequel ladite capacité parasite (116) exerce l'effet de provoquer un couplage de charge entre la ligne coupable (102) et la ligne victime (110) lors d'une transition de la ligne coupable entre un premier niveau de tension et un deuxième niveau de tension;et    dans lequel le moyen détecteur (104, 106) de transition comprend un inverseur à une entrée et une sortie (112), l'entrée est couplée à la ligne coupable (102) et la sortie (112) est connectée à une première borne du condensateur d'adjonction (108) de charge, une deuxième borne du condensateur d'adjonction de charge est connectée à la ligne victime (110), de sorte que l'inverseur (104, 106) commute la sortie (112) en réponse à la transition de la ligne coupable entre le premier niveau de tension et le deuxième niveau de tension en réduisant ainsi l'effet de couplage de charge entre la ligne coupable (102) et la ligne victime (110) par adjonction d'une charge sur le condensateur (108) d'adjonction de charge sur la ligne victime (110). The apparatus of claim 2, wherein said parasitic capacitance (116) has the effect of causing charge coupling between the culprit line (102) and the victim line (110) when the culprit line transitions between a first voltage level and a second voltage level;and wherein the transition detecting means (104, 106) comprises an inverter having an input and an output (112), the input being coupled to the culprit line (102) and the output (112) being connected to a first terminal of the charge dumping capacitor (108), wherein a second terminal of the charge dumping capacitor is connected to the victim line (110), and whereby the inverter (104, 106) switches the output (112) in response to the transition of the culprit line from the first voltage level to the second voltage level thereby reducing the effect of charge coupling between the culprit line (102) and the victim line (110) by dumping a charge on the charge dumping capacitor (108) onto the victim line (110).
  7. 7
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der der Ladungsabladungskondensator (222) aus einem n-Kanal-Feldeffekttransistor (NFET) aufgebaut ist, wobei der NFET einen ersten Drain und eine erste Source und ein erstes Gate aufweist, und bei der das erste Gate mit der Opferleitung (212) verbunden ist, wobei die Übergangserfassungseinrichtung folgende Merkmale aufweist:einen ersten Inverter (204, 206), der einen ersten Eingang und einen ersten Ausgang (230) aufweist, wobei der erste Eingang mit der Täterleitung gekoppelt ist und wobei der erste Ausgang (230) mit dem ersten Drain und der ersten Source verbunden ist;undeinen zweiten Inverter (208, 210), der einen zweiten Eingang und einen zweiten Ausgang (232) aufweist, wobei der Eingang mit der Täterleitung (202) gekoppelt ist;wobei die Vorrichtung einen zweiten Ladungsabladungskondensator (220) aufweist, wobei der zweite Ladungsabladungskondensator (220) aus einem p-Kanal-Feldeffekttransistor (PFET) aufgebaut ist, wobei der PFET einen zweiten Drain und eine zweite Source und ein zweites Gate aufweist, und wobei das zweite Gate mit der Opferleitung (212) verbunden ist, wobei der zweite Ausgang (232) des zweiten Inverters mit dem zweiten Drain und der zweiten Source verbunden ist. L'appareil selon la revendication 2, dans lequel le condensateur d'adjonction (222) de charge consiste en un transistor à effet de champ à canal n (NFET), le NFET comportant un premier drain et une première source et une première grille, et dans lequel la première grille est connectée à la ligne victime (212), et dans lequel le moyen détecteur de transition comprend: un premier inverseur (204, 206) à première entrée et première sortie (230), la première entrée étant couplée à la ligne coupable, la première sortie (230) étant connectée au premier drain et à la première source;etun deuxième inverseur (208, 210) à deuxième entré et deuxième sortie (232), la deuxième entrée étant couplée à la ligne coupable (202);dans lequel l'appareil comprend un deuxième condensateur d'adjonction (220) de charge, ledit deuxième condensateur d'adjonction (220) de charge consistant en un transistor à effet de champ à canal p (PFET), le PFET incluant un deuxième drain, une deuxième source et une deuxième grille, la deuxième grille étant connectée à la ligne victime (212), la deuxième sortie (232) du deuxième inverseur étant connectée au deuxième drain et à la deuxième source. The apparatus of claim 2, wherein the charge dumping capacitor (222) is constructed from an n-channel field effect transistor (NFET), the NFET having a first drain and a first source and a first gate, and wherein the first gate is connected to the victim line (212), wherein the transition detecting means comprises a first inverter (204, 206) having a first input and a first output (230), the first input being coupled to the culprit line, the first output (230) being connected to the first drain and the first source;anda second inverter (208, 210) having a second input and a second output (232), the second input being coupled to the culprit line (202);wherein the apparatus comprises a second charge dumping capacitor (220), said second charge dumping capacitor (220) being constructed from a p-channel field effect transistor (PFET), the PFET having a second drain and a second source and a second gate, and wherein the second gate is connected to the victim line (212), the second output (232) of the second inverter being connected to the second drain and the second source.
  8. 8
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 7, bei der die parasitäre Kapazität den Effekt hat, eine Ladungskopplung mit einer ersten Polarität zwischen der Täterschaltung (202) und der Opferleitung (212) zu bewirken, wenn die Täterleitung zwischen einem ersten Spannungspegel und einem zweiten Spannungspegel übergeht, und bei der die parasitäre Kapazität den Effekt aufweist, eine Ladungskopplung mit einer zweiten Polarität zwischen der Täterschaltung (202) und der Opferleitung (212) zu bewirken, wenn die Täterleitung zwischen dem zweiten Spannungspegel und dem ersten Spannungspegel übergeht, wobei der erste Spannungspegel höher als der zweite Spannungspegel ist, und bei der der erste Inverter (204, 206) den ersten Ausgang (230) schneller ansprechend auf die Täterleitungsübergänge zwischen dem ersten Spannungspegel und dem zweiten Spannungspegel schaltet als der erste Inverter (204, 206) den ersten Ausgang (230) ansprechend auf den Täterleitungsübergang zwischen dem zweiten Spannungspegel und dem ersten Spannungspegel schaltet. L'appareil selon la revendication 7 dans lequel la capacité parasite exerce l'effet de provoquer un couplage de charge d'une première polarité entre la ligne coupable (202) et la ligne victime (212) lors d'une transition de la ligne coupable entre un premier niveau de tension et un deuxième niveau de tension, et dans lequel la capacité parasite exerce l'effet de provoquer un couplage de charge d'une deuxième polarité entre la ligne coupable (202) et la ligne victime (212) lors d'une transition de la ligne coupable entre le deuxième niveau de tension et le premier niveau de tension, le premier niveau de tension étant supérieur au deuxième niveau de tension, et dans lequel le premier inverseur (204, 206) commute la première sortie (230), en réponse aux transitions de la ligne coupable entre le premier niveau de tension et le deuxième niveau de tension, plus rapidement que le premier inverseur (204, 206) ne commute la première sortie (230) en réponse à la transition de la ligne coupable entre le deuxième niveau de tension et le premier niveau de tension. The apparatus of claim 7 wherein the parasitic capacitance has the effect of causing charge coupling of a first polarity between the culprit line (202) and the victim line (212) when the culprit line transitions between a first voltage level and a second voltage level, and wherein the parasitic capacitance has the effect of causing charge coupling of a second polarity between the culprit line (202) and the victim line (212) when the culprit line transitions between the second voltage level and the first voltage level, the first voltage level being higher than the second voltage level, and wherein the first inverter (204, 206) switches the first output (230) faster in response to the culprit line transitions between the first voltage level and the second voltage level than the first inverter (204, 206) switches the first output (230) in response to the culprit line transition between the second voltage level and the first voltage level.
  9. 9
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 8, bei der der zweite Inverter (208, 210) den zweiten Ausgang (232) schneller ansprechend auf die Täterleitungsübergänge zwischen dem zweiten Spannungspegel und dem ersten Spannungspegel schaltet als der zweite Inverter (208, 210) den zweiten Ausgang (232) ansprechend auf die Täterleitungsübergänge zwischen dem ersten Spannungspegel und dem zweiten Spannungspegel schaltet. L'appareil selon la revendication 8, dans lequel le deuxième inverseur (208, 210) commute la deuxième sortie (232), en réponse aux transitions de la ligne coupable entre le deuxième niveau de tension et le premier niveau de tension, plus rapidement que le deuxième inverseur (208, 210) ne commutent la deuxième sortie (232) en réponse aux transitions de la ligne coupable entre le premier niveau de tension et le deuxième niveau de tension. The apparatus of claim 8 wherein the second inverter (208, 210) switches the second output (232) faster in response to the culprit line transitions between the second voltage level and the first voltage level than the second inverter (208, 210) switches the second output (232) in response to the culprit line transitions between the first voltage level and the second voltage level.
  10. 10
    Die Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der der erste Inverter (204, 206) den ersten Ausgang (230) schneller ansprechend auf die Täterleitungsübergänge zwischen dem ersten Spannungspegel und dem zweiten Spannungspegel schaltet als der zweite Inverter (208, 210) den zweiten Ausgang (232) ansprechend auf den Täterleitungsübergang zwischen dem ersten Spannungspegel und dem zweiten Spannungspegel schaltet. L'appareil selon la revendication 9 dans lequel le premier inverseur (204, 206) commute la première sortie (230), en réponse aux transitions de la ligne coupable entre le premier niveau de tension et le deuxième niveau de tension, plus rapidement que le deuxième inverseur (208, 210) ne commute la deuxième sortie en réponse à la transition de la ligne coupable entre le premier niveau de tension et le deuxième niveau de tension. The apparatus of claim 9 wherein the first inverter (204, 206) switches the first output (230) faster in response to the culprit line transitions between the first voltage level and the second voltage level than the second inverter (208, 210) switches the second output (232) in response to the culprit line transition between the first voltage level and the second voltage level.