動(dòng)器電路和第二半驅(qū)動(dòng)器電路之間的充電再循環(huán)。因?yàn)閬?lái)自堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的一半的充電可以重新用于對(duì)堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的另一半進(jìn)行充電，因此可以降低IC設(shè)備100的功耗。充電再循環(huán)導(dǎo)致流經(jīng)第一半驅(qū)動(dòng)器電路和第二半驅(qū)動(dòng)器電路的電流之間的最小差異。因此，可以利用較低驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路，這降低了短路電流和泄露以及電壓開(kāi)銷(xiāo)(例如，給靜態(tài)電流消耗)。例如，可以使用全擺幅時(shí)鐘信號(hào)的最大擺幅電壓的一半的驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)堆疊時(shí)鐘信號(hào)驅(qū)動(dòng)器電路。
[0025]圖2示出了圖1中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104的實(shí)施例。圖2中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路204是圖1中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104的一個(gè)可能實(shí)施例。然而，圖1中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104不限于圖2中示出的實(shí)施例。
[0026]圖2中示出的實(shí)施例中，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路204包括上半驅(qū)動(dòng)器電路212和下半驅(qū)動(dòng)器電路214。上半驅(qū)動(dòng)器電路包括與電源電壓“VDD”以及與驅(qū)動(dòng)電壓“VDD/2”耦合的兩個(gè)反相器220、230。上半驅(qū)動(dòng)器電路的每個(gè)反相器220或230包括PMOS晶體管222、232以及NMOS晶體管224、234。上半驅(qū)動(dòng)器電路接收在電壓“VDD/2”和電壓“VDD”之間擺動(dòng)的輸入時(shí)鐘信號(hào)，并生成在電壓“VDD/2”和電壓“VDD”之間擺動(dòng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。下半驅(qū)動(dòng)器電路214包括與地和驅(qū)動(dòng)電壓“VDD/2”耦合的兩個(gè)反相器240、250。下半驅(qū)動(dòng)器電路的每個(gè)反相器240或250包括PMOS晶體管242、252和NMOS晶體管244、254。下半驅(qū)動(dòng)器電路接收在零和電壓“VDD/2”之間擺動(dòng)的輸入時(shí)鐘信號(hào)，并生成在零和電壓“VDD/2”之間擺動(dòng)的輸出時(shí)鐘信號(hào)。上半驅(qū)動(dòng)器電路和下半驅(qū)動(dòng)器電路具有類(lèi)似的切換行為。堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的一個(gè)分區(qū)所需的充電等同于堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的另一分區(qū)所需的充電，這使充電再循環(huán)。充電再循環(huán)引起流經(jīng)上半驅(qū)動(dòng)器電路和下半驅(qū)動(dòng)器電路的電流之間的最小差異。因此，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路可以利用具有“VDD/2”電壓的電壓源驅(qū)動(dòng)，這將引起非常有限的開(kāi)銷(xiāo)。
[0027]相比于傳統(tǒng)的非堆疊驅(qū)動(dòng)器電路，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路204不引起附加的負(fù)載組件或電容。具體地，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的負(fù)載電容被分解為P-網(wǎng)電容和N-網(wǎng)電容。上半驅(qū)動(dòng)器電路212和下半驅(qū)動(dòng)器電路214的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)P-網(wǎng)電容或N-網(wǎng)電容。堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的總驅(qū)動(dòng)電容與傳統(tǒng)非堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路的總驅(qū)動(dòng)電容相同。因此，相比于傳統(tǒng)的非堆疊驅(qū)動(dòng)器電路，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路204不會(huì)導(dǎo)致負(fù)載電容的額外開(kāi)銷(xiāo)。
[0028]返回圖1，IC設(shè)備100的負(fù)載電路106包括半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器116和全擺幅負(fù)載模塊118。堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104和半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器形成時(shí)鐘分布設(shè)備120。負(fù)載電路可以用一個(gè)或更多個(gè)互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)反相器、NAND、NOR和/或其他合適的半導(dǎo)體元件實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，負(fù)載電路包括不同半導(dǎo)體類(lèi)型的多個(gè)負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。在該實(shí)施例中，每個(gè)負(fù)載電路配置為由來(lái)自堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104的輸出時(shí)鐘信號(hào)之一來(lái)驅(qū)動(dòng)。例如，在半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器中，可以將終端負(fù)載分解為PMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和NMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。PMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)可以包括一個(gè)或更多個(gè)PMOS晶體管，而NMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)可以包括一個(gè)或更多個(gè)NMOS晶體管。在實(shí)施例中，PMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)僅包括PMOS晶體管而NMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)僅包括NMOS晶體管。NMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)可以由在O至VDD/2之間擺動(dòng)的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。類(lèi)似地，PMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)可以由在VDD/2至VDD之間擺動(dòng)的信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)。圖1中示出的實(shí)施例中，上半驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)PMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)并且下半驅(qū)動(dòng)器電路驅(qū)動(dòng)NMOS負(fù)載網(wǎng)絡(luò)。
[0029]圖3中示出了圖1中示出的半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器116的實(shí)施例。圖3中示出的半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器316是圖1中示出的半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器116的一種可能實(shí)施例。然而，圖1中示出的半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器116不限于圖3中示出的實(shí)施例。圖3中示出的實(shí)施例中，半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器316包括PMOS網(wǎng)絡(luò)320和NMOS網(wǎng)絡(luò)330。PMOS網(wǎng)絡(luò)320包括與電源電壓“VDD”耦合的四個(gè)PMOS晶體管322、324、326、328。PMOS網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)PMOS晶體管接收在電壓“VDD/2”和電壓“VDD”之間擺動(dòng)的輸入時(shí)鐘信號(hào)。NMOS網(wǎng)絡(luò)330包括與地耦合的四個(gè)NMOS晶體管332、334、336、338。PMOS網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)NMOS晶體管接收在零和電壓“VDD/2”之間擺動(dòng)的輸入時(shí)鐘信號(hào)。半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器316生成在零和電壓“VDD”之間擺動(dòng)的全擺幅輸出時(shí)鐘信號(hào)。
[0030]返回圖1，負(fù)載電路106的全擺幅負(fù)載模塊118可以操作為IC設(shè)備100的時(shí)鐘下沉點(diǎn)。傳統(tǒng)負(fù)載(例如，觸發(fā)器(flip-flop)可以在全擺幅負(fù)載模塊中使用。例如，傳統(tǒng)時(shí)鐘電路的現(xiàn)有庫(kù)元件(例如，觸發(fā)器)可以通過(guò)修改觸發(fā)器的輸入緩沖器而在全擺幅負(fù)載模塊118中使用。因此，IC設(shè)備100可以與傳統(tǒng)數(shù)字時(shí)鐘定時(shí)方法兼容，并且完全集成在具有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)流和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施中。
[0031]相比于傳統(tǒng)時(shí)鐘邏輯電路，圖1中示出的IC設(shè)備100可以在用于降低時(shí)鐘線路中的功耗的半擺幅時(shí)鐘域130和用于高性能的全擺幅時(shí)鐘域132 二者中操作。具體地，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路104利用半擺幅時(shí)鐘信號(hào)在半擺幅時(shí)鐘域130中操作，而負(fù)載電路106的全擺幅源108和全擺幅負(fù)載模塊118利用全擺幅時(shí)鐘信號(hào)在全擺幅時(shí)鐘域132中操作。
[0032]圖4中示出了圖1中示出的IC設(shè)備100的實(shí)施例。圖4中示出的IC設(shè)備400是圖1中示出的IC設(shè)備100的一種可能實(shí)施例。然而，圖1中示出的IC設(shè)備100不限于圖4中示出的實(shí)施例。圖4中示出的實(shí)施例中，IC設(shè)備400包括時(shí)鐘源408、全擺幅至半擺幅轉(zhuǎn)換器410、堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路404以及半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器416。IC設(shè)備400的電壓源電路430包括具有電源電壓“VDD”的電壓源430和具有電源電壓“VMID”的電壓源434，VMID等于VDD的一半。
[0033]時(shí)鐘源408是具有O和VDD之間的信號(hào)擺動(dòng)的時(shí)鐘信號(hào)源。圖4中示出的實(shí)施例中，時(shí)鐘源408包括電壓源440、與電源電壓“VDD”耦合的PMOS晶體管442和與地耦合的NMOS晶體管444。時(shí)鐘源408生成全擺幅輸入時(shí)鐘信號(hào)“clock_input”(在O和VDD之間擺動(dòng))，向全擺幅至半擺幅轉(zhuǎn)換器410輸出該全擺幅輸入時(shí)鐘信號(hào)“clockjnput”。
[0034]全擺幅至半擺幅轉(zhuǎn)換器410將全擺幅時(shí)鐘輸入信號(hào)“clockjnput”拆分為分別由具有0-VDD/2和VDD/2-VDD信號(hào)擺幅的“clklO”以及“clkhO”表示的兩個(gè)等分部分。圖4中示出的實(shí)施例中，全擺幅至半擺幅轉(zhuǎn)換器410包括與電源電壓“VDD”耦合的PMOS晶體管446,448,與地耦合的NMOS晶體管450、452。PMOS晶體管446、448以及NMOS晶體管450、452接收全擺幅時(shí)鐘輸入信號(hào)“clock_input”，并生成分別具有0-VDD/2和VDD/2-VDD信號(hào)擺幅的半擺幅信號(hào)“clklO”和“clkhO”。將電源電壓“VMID”供給在PMOS晶體管448和NMOS晶體管450之間的節(jié)點(diǎn)454。
[0035]堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路404從半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器410接收時(shí)鐘信號(hào)“clklO”和“clkhO”，并生成兩個(gè)半擺幅時(shí)鐘信號(hào)“clkl”和“clkh”。圖4中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路404與圖2中示出的堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路相同或類(lèi)似。圖4中示出的實(shí)施例中，堆疊時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器電路404包括上半驅(qū)動(dòng)器電路412和下半驅(qū)動(dòng)器電路414。上半驅(qū)動(dòng)器電路412包括與電源電壓“VDD”耦合的PMOS晶體管456、458和與驅(qū)動(dòng)電壓“VMID”耦合的NMOS晶體管460、462。PMOS晶體管456和NMOS晶體管460形成反相器而PMOS晶體管458和NMOS晶體管462形成另一反相器。時(shí)鐘信號(hào)“clkhl”從PMOS晶體管456和NMOS晶體管460形成的反相器輸出至由PMOS晶體管458和NMOS晶體管462形成的反相器。時(shí)鐘信號(hào)“clkh”從PMOS晶體管458和NMOS晶體管462形成的反相器輸出至半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器416。下半驅(qū)動(dòng)器電路414包括與驅(qū)動(dòng)電壓“VMID”親合的PMOS晶體管464、466，以及與地耦合的NMOS晶體管468、470。PMOS晶體管464和NMOS晶體管468形成反相器而PMOS晶體管466和NMOS晶體管470形成另一反相器。時(shí)鐘信號(hào)“clkll”從PMOS晶體管464和NMOS晶體管468形成的反相器輸出至PMOS晶體管466和NMOS晶體管470形成的反相器。時(shí)鐘信號(hào)“clkl”從PMOS晶體管466和NMOS晶體管470形成的反相器輸出至半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器416。將電源電壓“VMID”供給PMOS晶體管464和NMOS晶體管460之間的節(jié)點(diǎn)472以及PMOS晶體管466和NMOS晶體管462之間的節(jié)點(diǎn)474。
[0036]半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器416將兩個(gè)半擺幅時(shí)鐘信號(hào)“clkl”和“clkh”轉(zhuǎn)換為全擺幅(O-VDD)信號(hào)，“flip-flop_int”。半擺幅至全擺幅轉(zhuǎn)換器包括耦合至電源