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集成电路、动态电压缩放调节器与动态电压缩放方法与流程

作者:小编    发布时间:2022-12-18 22:07:05    浏览量:

  本觉察有对付一种消息电中断放调理器(dynamic voltage scaling regulator),更整体地,是对付一种集成电途(integrated circuit,IC)的集成电道、动静电收缩放调剂器与动态电屈曲放设施。

  但凡来叙,需要在种种区别的负载以及分歧的担任频率下提供巩固的调治过的电压。换句话谈,一个电压调治器用来给电子创设需要并维持恒定电压,例如低压降(low dropout,LDO)电压调养器,其为一个直流线性(DC linear)电压调度器,具有出色小输入-输出差动电压以及相对小的输出噪声。

  日常来叙,调治工具有一个欠缺是它在诊治器的负载从多变少(或者变到零负载)的时辰不能及时回应。在这样的景况下,IR降的减小会使调治器的输出电压高出负载需要的电压。这种太过的输出电压会导致不必要的负载功耗。

  于是,本发觉为真切决疗养器的负载从多变少的时辰不能及时回应的 技巧题目,特提供一种新的集成电路、动态电减少放调整器与消息电压缩放措施。

  本发现供给一种集成电路,征求:常识产权模块;以及动态电退缩放调养器,供给输出密码给该学问产权模块,并搜罗:晶片上低压降诊治器,根据掌管记号爆发该输出密码;电传播感器,耦接到该晶片上低压降治疗器与该学问产权模块,遵从该输出记号的电流提供侦测信号;以及控制单元,耦接到该电传播感器与该晶片上低压降调剂器,用命该侦测灯号供应该控制暗号给该晶片上低压降调治器,此中回应于该输出暗号的该电流的转折,该晶片上低压降医治器依照该职掌暗记疗养该输出暗号的电压值。

  本察觉另需要一种动态电减弱放颐养器,供应输出信号给知识产权模块,包括:晶片上低压降保养器,屈从负担灯号产生该输出信号;电传播感器,监控该输出灯号的电流来供给侦测暗号;以及职掌单元,用命该侦测信号需要该承当旗号,个中当该侦测旗号指导该输出灯号的该电流小于特定值,该负责单元供给该掌握灯号给该晶片上低压降医治器,以减小该输出灯号的电压值。

  本发现另提供一种动静电减弱放步骤,征求:行使晶片上低压降调养器,听命控制单元的担任记号,提供输出旗号给常识产权模块;运用电宣传感器,监控该输出暗记的电流来供给侦测记号,该侦测记号熏陶该输出灯号的该电流的改变;以及回应于该输出密码的该电流的该变更来缩放该输出记号的电压值。

  本发觉的集成电道、动态电裁减放医疗器与消息电减少放举措可能完成较低功耗。

  本察觉的这些及其全部人的目的应付本范围的手艺人员来谈,在阅读了下述优选实施例的具体阐明从此是很简单理会和懂得的,所述优选执行例 源委多幅图给予暴露。

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  图3A呈现图2A中的终局N1的输出灯号Sout的电流值的另一实行例的示意图。

  本声明书及职权条件书使用了某些词语代指特定的组件。本周围的技能人员可了解的是,创造商恐惧使用分歧的名称代指联合组件。本文件不进程名字的判袂,而原委本能的分裂来区分组件。在以下的阐述书和权柄哀求书中,词语“征求”是大开式的,所以其应体验为“包罗,但不限于...”。

  图1暴露遵循本申请一实施例的集成电道(IC)100的示意图。IC100征求至少一动静电缩小放调整器110,以及至少一知识产权(intellectual property,IP)模块150。消息电压缩放调养器110能够供给输出灯号Sout给IP模块150举动IP模块150的供电电压。需求属目的是,动静电屈曲放诊治器110与IP模块150都实践在一个芯片内。况且,IP模块150可因而功能模块(比如,处分器,GPU,调制解调器等)或保存模块(例如RAM,ROM等)。在其我们实行例中,IC搜罗多个消息电缩短放诊疗器110及多个对应动静电中断放调养器110的IP模块150,个中每个动静电紧缩放调养器110可以供应输出密码Sout给对应的IP模块150动作供电电压对应IP模块150的供电电压。动态电中断放调剂器110征求晶片上(on-die)低压降颐养器120,电流传感器130与掌管单元140。晶片上低压降诊治器120听命掌握单元140的掌管密码产生输出灯号Sout,输出记号Sout的电压值用命承担旗号Sctrl来决议。电宣传感器130耦接到晶片上低压降颐养器120与IP模块150。电宣扬感器130能够侦测/监控输出灯号Sout的电流值,并提供侦测密码Ssense给控制单元140。在实行例中,侦测旗号Ssense熏陶输出密码Sout的电流值的变动(variation)。按照侦测信号Ssense,担当单元140需要控制旗号Sctrl给晶片上低压降医疗器120,以对应侦测到的电压输出旗号Sout的电流值的转折来保养输出记号Sout的值。在本施行例中,侦测信号Ssense是仿照信号,担任单元140包罗模数变更器(ADC)145,其能够将侦测信号Ssense改换为职掌灯号Sctrl。职掌信号Sctrl是具有N比特的数字信号,掌管密码Sctrl的比特数量按照本质操纵情景决断。举例来说,输出旗号Sout的电压值能够随着职掌记号Sctrl的比特数量延长而伸长。

  在图1中,晶片上低压降调度器120需要输出暗号Sout给IP模块150行动IP模块150的供电电压。所以,输出灯号Sout的电流值是对应IP模块150的负载电流。倘使侦测信号Ssense训诫输出灯号Sout的电流值减小,职掌单元140决议IP模块150的功耗削减。所以,担当单元140 供应控制记号Sctrl给晶片上医治器120,以缩减输出记号Sout的电压值。相反地,要是侦测密码Ssense教诲输出记号Sout的电流值伸长,掌握单元140断定IP模块150的功耗增加。于是,担任单元140供给负责密码Sctrl给晶片上治疗器120,以伸长输出记号Sout的电压值。坚守侦测的输出灯号Sout的电流值,历程动态地缩放/医治输出记号Sout的电压值,缩减了IR降,也缩减了IC 100的功率散失。

  图2A表示图1的输出旗号Sout的电源分派网络(power delivery network)210的示愿望。在图2A中,动静电裁减放调剂器110经历电源分配汇集210供应输出旗号Sout给IP模块150。电源分拨收集210耦接在末端N1与末端N2之间,此中收尾N1是消息电中断放治疗器110的输出收尾,而收尾N2是IP模块150的输入末尾。电源分派网络210由多个在动态电减弱放调动器110的收场N1与IP模块150的最后N2之间的传输线(transmission traces)所组成。

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  图2B显示如图2A所示的终端N1的输出信号Sout的电流值,其为如图1电流传感器130侦测的输出密码Sout的电流值。而且,图2C展现图2A的末了N1中的输出记号Sout的电压值,输出灯号Sout的电压值是由图1的晶片上低压降诊治器120所供给。而且,图2D揭示图2A的收场N2的输出暗号Sout的电压值的例子,输出密码Sout的电压值由图2A的IP模块150所采用。相比于图2C中的末尾N1的输出记号Sout的电压值,输出终端N2中的输出旗号Sout的电压值的IR降是由电源分拨汇集210所导致的。请一并参考图2A-2D,当动静电屈曲放调度器110监控到末端N1中的输出密码Sout的电流值在时辰点t1小于特定电流值IL,动静电收缩放诊治器110将输出暗号Sout的电压值从V2缩减到V1。当动静电紧缩放调养器110监控到结尾N1中的输出暗记Sout的电流值在时候点t2大于特定电流值IL,消息电减弱放医治器110 将输出记号Sout的电压值从V1中兴到V2。相较于需要固定电压值的输出暗记的传统的低压降医治器(如图2C的标签220所示),图2A的动态电缩短放调节器110能遵照负载电流需要具有缩放电压值的输出灯号。因此,由电源分派搜集210(如图2D的标签240所示)导致具有缩放电压值的输出旗号的IR降比由电源分派汇集210(如图2D的标签230所示)导致的具有固定电压值的输出记号的IR降小。

  图3A出现图2A中的末了N1的输出暗记Sout的电流值的另一执行例的示志愿。输出信号Sout的电流值由图1的电宣传感器130所侦测。而且,图3B涌现图2A的终局N1中的输出密码Sout的电压值的另一推行例,输出灯号Sout电压值由图1的晶片上低压降治疗器120供应。在本实行例中,更多电压值坚守输出灯号Sout的电流值的更动提供给输出密码Sout。请一并参考图3A及3B,假使动静电缩小放调养器110监控到末尾N1中的输出记号Sout的电流值在时候点t3小于电流值IL3,动静电中断放调理器110将输出暗号Sout的电压值从V3调剂到V2。假如消息电紧缩放调养器110监控到末端N1中的输出暗号Sout的电流值在时刻点t4小于电流值IL1,动态电缩短放调养器110将输出灯号Sout的电压值从V2调治到V1。若是动静电中断放保养器110监控到收尾N1中的输出暗号Sout的电流值在时辰点t5大于电流值IL2,动态电裁减放诊治器110将输出密码Sout的电压值从V1保养到V2。若是动态电屈曲放安排器110监控终端N1中的输出暗号Sout的电流值在时间点t6大于电流值IL4,消息电缩短放治疗器110将输出信号Sout的电压值从V2调理到V3。假若动静电退缩放调治器110监控结束N1中的输出密码Sout的电流值在时辰点t7大于电流值IL5,动静电收缩放调治器110将输出旗号Sout的电压值从V3调理到V4。所以,动态电中断放调动器110能回应输出暗号Sout的电流值的改换消息地缩放输出记号Sout的电 压值,而输出信号Sout的电流值的更正是由动态电收缩放调治器110的负载引起的。

  图4显露图2A的最后N1中的输出记号Sout的电压值的另一示意愿,输出密码Sout的电压值由图1的晶片上低压降医疗器120提供。在本执行例中,动态电中断放医疗器110能给输出灯号Sout在每个担任模式下供应至少两个电压值,这些模式包含第一营谋模式(first active mode,ACTIVE1),第二行径模式(second active mode,ACTIVE2),闲暇模式(idle mode IDLE),安插模式(sleep mode,SLEEP)。举例来道,倘若动态电退缩放医疗器110监控到输出信号Sout的电流值大于电流值Iact1,则动静电裁减放安排器110加入第一行为模式ACTIVE1,并服从输出旗号Sout的电流值的蜕变担任输出暗号Sout的电压值在1.1V与1.2V间切换。假如动静电减弱放保养器110监控到输出旗号Sout的电流值大于电流值Iact2而小于电流值Iact1,动静电退缩放诊疗器110投入第二举动模式ACTIVE2,并从命输出信号Sout的电流值的改换担任输出暗号Sout的电压值在0.9V与1.0V之间切换。若是动静电缩短放调节器110监控到输出信号Sout的电流值大于电流值Iidle并小于电流值Iact2,消息电裁减放保养器110投入空闲模式IDLE,并服从输出暗号Sout的电流值的改动担负输出暗号Sout的电压值在0.75V与0.8V之间切换。若是动态电压缩放医疗器110监控到输出密码Sout的电流值小于电流值Iidle,动静电压缩放医治器110投入安置模式SLEEP,并依照输出旗号Sout的电流值的蜕变掌握输出密码Sout的电压值在0.65V与0.7V之间切换。

  图5揭示集成电路的消息电收缩放办法,集成电路包含消息电萎缩放调治器(比如图1的110)以及IP模块(比方图1的150)。最先,在步骤S510中,按照掌管密码Sctrl,消息电减弱放安排器的晶片上低压降调养器供应输出暗记Sout给IP模块活动IP模块的供电电压。接着,在 步骤S520中,消息电缩小放诊疗器的电宣扬感器监控/侦测输出信号Sout的电流,并供应侦测灯号Ssense,其训诲输出记号Sout的电流的改变。接着,在举措S530中,动静电缩短放医疗器的负责单元回收侦测记号Ssense,并提供负责密码Sctrl给晶片上低压降调节器,以回应输出记号Sout的电流的调动,来缩放输出旗号Sout的电压值。

  本规模的技能人员将瞩目到,在获得本察觉的教养之后,可对所述装备和办法举办大宗的改正和变更。相应地,上述公开内容应当分解为,仅进程所附加的权力恳求的范围来节制。

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