[发明专利]门控时钟锁存器、其操作方法和采用其的集成电路

说明书

技术领域

本发明总地涉及时钟驱动集成电路（IC），并且，更具体地，涉及用于IC的门控时钟锁存器（clock gating latch）和操作门控时钟锁存器的方法。

背景技术

对于时钟驱动IC，时钟所消耗的功率占整体IC功耗的重要部分。时钟不仅展示出高级别的活动性，其还具有相对大的开关负载。为解决时钟功耗问题，已在现代IC中广泛使用门控时钟锁存器。门控时钟锁存器是配置为通过禁止时钟信号传播到钟控的（clocked）但不活动的存储元件来减少时钟功耗的电路。

发明内容

一方面提供门控时钟锁存器。在一个实施例中，门控时钟锁存器包括：（1）传播电路，具有配置为由输入时钟信号所驱动的单个第一开关，（2）保持器电路，耦连到传播电路并具有配置为由输入时钟信号所驱动的单个第一开关，以及（3）AND（与）门，耦连到传播电路和保持器电路并具有耦连到传播电路中的第二开关和保持器电路中的第二开关的内部节点。

另一方面提供对时钟信号进行门控的方法。在一个实施例中，方法包括：（1）置位使能信号以将门控时钟锁存器置入使能模式中，在该使能模式中门控时钟锁存器提供作为输入时钟信号的函数的输出时钟信号，以及（2）解置位使能信号以将门控时钟锁存器置入禁止模式中，在该禁止模式中输出时钟信号被禁止并且输入时钟信号至多驱动门控时钟锁存器的传播电路的开关、门控时钟锁存器的保持器电路的开关以及门控时钟锁存器的AND门的输入。

又一方面提供IC。在一个实施例中，IC包括：（1）时钟，（2）耦连到时钟的多个门控时钟锁存器。多个门控时钟锁存器中的每一个具有：（2a）传播电路，具有配置为由输入时钟信号所驱动的单个第一开关，（2b）保持器电路，耦连到传播电路并具有配置为由输入时钟信号所驱动的单个第一开关，以及（2c）AND门，耦连到传播电路和保持器电路并具有耦连到传播电路中的第二开关和保持器电路中的第二开关的内部节点。IC进一步包括：（3）耦连到多个门控时钟锁存器的对应的多个钟控的存储元件，（4）其他IC电路，以及（5）控制器，耦连到多个门控时钟锁存器并配置为置位使能信号以将多个门控时钟锁存器中的一个置入使能模式中，在该使能模式中门控时钟锁存器提供作为输入时钟信号的函数的输出时钟信号，以及解置位使能信号以将多个门控时钟锁存器中的一个置入禁止模式中，在该禁止模式中输出时钟信号被禁止并且输入时钟信号至多驱动门控时钟锁存器的传播电路的开关以及门控时钟锁存器的保持器电路的开关。

附图说明

现在结合附图对下面的描述进行参考，其中：

图1是IC的框图；

图2是门控时钟锁存器的一个实施例的示意图；

图3是门控时钟锁存器的另一个实施例的示意图；以及

图4是对时钟信号进行门控的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

如上所述，门控时钟锁存器是配置为通过禁止时钟信号传播到钟控的但不活动的存储元件来减少时钟功耗的电路。不幸的是，门控时钟锁存器其自身是钟控的存储元件，并因此消耗时钟功率。更具体地，假定提供给门控时钟锁存器的时钟信号是活动的并且门控时钟锁存器的上游没有以某种方式被禁止，则门控时钟锁存器接收输入时钟信号的部分甚至当锁存器对下游电路禁止时钟信号时也继续进行开关。

相关技术领域的技术人员应意识到，门控时钟锁存器通常采用低相锁存器的形式，这允许其存储使能值并保证门控时钟锁存器具有与传入时钟信号的高相的完全重叠。常规门控时钟锁存器还包括二输入与（AND2）门，其允许所存储的使能值来对时钟信号进行门控。