改變諧振時鐘模式的制作方法
【專利摘要】描述了一種具有能夠從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式的時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的集成電路。在一系列時鐘周期期間逐漸的完成在時鐘模式之間或者在多個諧振時鐘頻率之間的轉(zhuǎn)變。在示例中，當(dāng)從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式時，在一系列時鐘周期期間減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度，并且與減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
【專利說明】改變諧振時鐘模式
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主題的實施例通常涉及數(shù)字器件中時鐘分配的領(lǐng)域，并且更具體地涉及在集成電路的時鐘分配網(wǎng)路中在諧振時鐘模式和非諧振時鐘模式之間改變。
【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路系統(tǒng)(諸如微處理器、專用集成電路(ASIC)、片上系統(tǒng)(SOC)器件、超大規(guī)模集成(VLSI)芯片、或其他計算機處理器系統(tǒng))中，時鐘信號用于限定用于在集成電路系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)移動的時間參考(例如時鐘速率)。通常，時鐘信號通過將時鐘信號傳播至各個部分而控制集成電路各個部分的功能。當(dāng)時鐘信號在周期性時鐘脈沖中不一致時，發(fā)生時鐘抖動。當(dāng)時鐘脈沖在不同時刻到達集成電路的各個部分時，發(fā)生時鐘偏斜(skew)。時鐘抖動和時鐘偏斜是影響集成電路恰當(dāng)運行的問題。近期以做出努力以減小時鐘抖動和偏斜，并且減小將時鐘信號發(fā)送至集成電路各個部分所需的功率。
[0003]可以使用時鐘分布網(wǎng)絡(luò)(諸如時鐘樹或時鐘網(wǎng)格)將全局時鐘信號傳播至集成電路的各個部分。時鐘分布網(wǎng)絡(luò)通常占用集成電路消耗的功率的很小一部分。最近，已經(jīng)通過使用諧振時鐘改進傳統(tǒng)的時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。諧振時鐘涉及在電容器和電感器之間的能量的重復(fù)利用。能量在電容器(C)與電感器(L)之間交換，引起了磁場變化。磁場變化引起能量沿另一方向交換。由于電容器和電感器之間電路(也稱作LC電路、LC振蕩器、LC儲能或者儲能電路)內(nèi)的能量的周期性交換，發(fā)生了諧振。
[0004]諧振鐘控需要較少功率以維持一致性的時鐘信號。諧振時鐘網(wǎng)格電路利用了鏈接至?xí)r鐘分布網(wǎng)絡(luò)的LC電路群組中的諧振鐘控。傳統(tǒng)地，諧振時鐘網(wǎng)格電路已經(jīng)設(shè)計用于基于LC電路電子特性的特定諧振頻率。諧振時鐘網(wǎng)格的諧振頻率可以與集成電路的特定時鐘速率相關(guān)聯(lián)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本公開中，提供了一種方法和設(shè)備，用于控制時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的多個諧振開關(guān)以在非諧振時鐘模式和諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變。在非諧振和諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變可以包括在一系列時鐘周期期間的時鐘分區(qū)驅(qū)動器(也稱作時鐘分區(qū)緩沖器)的強度改變(例如減小或者增大)，以及與改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合而修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨的諧振開關(guān)。修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)可以包括逐漸啟用(例如步進式)對應(yīng)于諧振電路的諧振開關(guān)的量。修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)可以包括使用可調(diào)電阻器而漸進阻尼衰減或者非阻尼衰減對應(yīng)的諧振電路。
[0006]根據(jù)本公開的一個方面，提供一種方法，包括:從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式，其中，所述轉(zhuǎn)變包括:在一系列時鐘周期期間，減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度；以及在一系列時鐘周期期間，與所述減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0007]可選地，所述方法進一步包括:檢測用于在所述非諧振時鐘模式與所述第一諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變的激勵，其中所述轉(zhuǎn)變響應(yīng)于所述檢測。
[0008]可選地，所述激勵基于時鐘速率的改變超出閾值水平。
[0009]可選地，所述多個諧振開關(guān)包括可調(diào)諧振開關(guān)。
[0010]可選地，所述多個諧振開關(guān)的每個諧振開關(guān)與連接至?xí)r鐘分布電路的對應(yīng)諧振電路相關(guān)聯(lián)。
[0011]可選地，所述減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度包括以步進方式或者連續(xù)程度逐漸改變所述強度。
[0012]可選地，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以步進方式或者連續(xù)量逐漸啟用所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0013]可選地，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以波形圖案啟用所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0014]可選地，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以線性步進圖案閉合所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0015]可選地，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括修改與所述線性步進圖案相關(guān)聯(lián)的步進尺寸，所述步進尺寸是非線性的。
[0016]可選地，所述轉(zhuǎn)變進一步包括:在所述一系列時鐘周期期間，與所述改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地改變與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電阻。
[0017]可選地，與連接至?xí)r鐘分布網(wǎng)絡(luò)的時鐘源相關(guān)聯(lián)的功率消耗取決于所述轉(zhuǎn)變。
[0018]可選地，所述方法進一步包括:在所述從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式之前:從第二諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至所述非諧振時鐘模式。
[0019]可選地，所述多個諧振開關(guān)和時鐘分區(qū)驅(qū)動器是時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)包括時鐘樹設(shè)計、時鐘柵格設(shè)計、鏈接至?xí)r鐘樹的時鐘柵格、或者時鐘脊柱(clock spine)設(shè)計的一個或多個。
[0020]可選地，所述多個諧振開關(guān)和時鐘分區(qū)驅(qū)動器是時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的一部分，所述方法進一步包括:針對低頻時鐘速率的第一頻帶以低頻非諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)；針對低頻時鐘速率的第二頻帶以低頻諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)；針對高頻時鐘速率的第三頻帶以高頻非諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)；以及針對高頻時鐘速率的第四頻帶以高頻諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。
[0021]可選地，所述方法進一步包括:從所述諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至所述非諧振時鐘模式，其中，從諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至非諧振時鐘模式包括:在一系列時鐘周期期間，增加時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度；以及在所述一系列時鐘周期期間，與所述改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0022]可選地，所述方法進一步包括:獨立地控制所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)以動態(tài)地改變時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的電感。
[0023]可選地，響應(yīng)于負載失衡而動態(tài)地改變所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0024]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種集成電路，包括:時鐘分布網(wǎng)絡(luò)，配置為從時鐘源接收時鐘信號，所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)能夠以多個諧振時鐘模式或者非諧振時鐘模式操作，其中，所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)連接至與對應(yīng)的諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)；以及時鐘模式控制器，配置為控制從非諧振模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式，其中所述時鐘模式控制器被配置成在一系列時鐘周期期間，減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度，以及在所述一系列時鐘周期期間，與所述減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與對應(yīng)的諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
[0025]可選地，所述集成電路進一步包括:時鐘源，配置為提供所述時鐘信號至所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。
[0026]可選地，所述時鐘模式控制器被配置成通過以步進方式或者連續(xù)程度逐漸地改變所述強度來減小所述時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度。
[0027]可選地，所述時鐘模式控制器被配置成通過以步進方式或者連續(xù)量逐漸地啟用所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)來修改所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]可以通過參考附圖來更好理解本發(fā)明的實施例，以及本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更理解大量目標、特征和優(yōu)點，其中遍及附圖的相同的數(shù)字涉及基本上相似的特征。
[0029]圖1描述了根據(jù)本公開的一個實施例的與傳統(tǒng)非諧振時鐘模式相比的、與各種諧振時鐘模式相關(guān)聯(lián)的功率節(jié)省的圖表。
[0030]圖2描述了根據(jù)本公開的一個實施例的可以用在各種頻率范圍處的示例性頻率范圍圖表以及相關(guān)聯(lián)的諧振和非諧振時鐘模式。
[0031]圖3描述了根據(jù)本公開的一個實施例的具有諧振以及非諧振時鐘模式能力的分區(qū)時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。
[0032]圖4描述了根據(jù)本公開的一個實施例的具有諧振以及非諧振時鐘模式能力的四個分區(qū)的示例性集成電路。
[0033]圖5描述了根據(jù)本公開的一個實施例的當(dāng)從非諧振時鐘模式改變至諧振時鐘模式時可調(diào)諧振開關(guān)的步進式控制的具體實現(xiàn)方式。
[0034]圖6描述了根據(jù)本公開的多個實施例的基于可調(diào)諧振開關(guān)的步進式控制所期望的時鐘周期壓縮的示例性仿真。
[0035]圖7描述了根據(jù)本公開的一個實施例的在非諧振和諧振時鐘模式之間改變的流程圖。
[0036]圖8描述了根據(jù)本公開多個實施例的用于控制在非諧振和諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)和存儲器。
[0037]圖9是示出了根據(jù)本公開的一個實施例的其中可以使用非諧振和諧振時鐘模式的計算機系統(tǒng)的示例性框圖。
【具體實施方式】
[0038]以下本說明書包括了具體化了本發(fā)明創(chuàng)新性主題技術(shù)的示例性系統(tǒng)、方法、技術(shù)、指令序列和計算機程序產(chǎn)品。然而，應(yīng)該理解，，可以不采用這些特定細節(jié)來實現(xiàn)所述實施例。例如，盡管示例涉及在諧振和非諧振時鐘模式之間改變，本公開的備選實施方式可以用于改變諧振頻率或者其他時鐘特征。在其他情況下，為了不模糊本發(fā)明，并未詳細示出已知的指令實例、協(xié)議、結(jié)構(gòu)和技術(shù)。
[0039]在集成電路設(shè)計中避免時鐘失真(時鐘抖動和時鐘偏斜)是一個目標?？梢栽O(shè)計全局時鐘分布網(wǎng)絡(luò)以通過控制全局時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的電子特性而最小化時鐘失真。在諧振時鐘網(wǎng)格中，可以基于時鐘速率所需的諧振頻率而確定LC電路的電感和電容。在一些集成電路中，需要基于集成電路性能需要或者用途來調(diào)整時鐘速率。例如，可以在短持續(xù)時間內(nèi)需要更高的頻率時鐘速率，在其他時間期間可以使用較低的頻率時鐘速率。可以通過基于集成電路需求調(diào)整時鐘速率頻率來實現(xiàn)節(jié)省能源。通常較低頻率時鐘速率比高頻時鐘速率利用更少的功率。
[0040]然而，為了適應(yīng)于各種時鐘速率，可以期望調(diào)整諧振時鐘電路以適應(yīng)于不同的諧振頻率。為了最小化時鐘失真，在本公開中，在一系列時鐘周期內(nèi)完成在非諧振時鐘模式與諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變。可以基于時鐘頻率和節(jié)能需求而在各種諧振或者非諧振時鐘模式中操作時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。在非諧振和諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變可以包括在一系列時鐘周期期間改變(例如減小或者增大)時鐘分區(qū)驅(qū)動器(也稱作時鐘分區(qū)緩沖器)的強度，以及與改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。可以控制諧振開關(guān)以逐漸的啟用(例如步進式)對應(yīng)于諧振電路的諧振開關(guān)的量。當(dāng)諧振電路添加至?xí)r鐘分布網(wǎng)絡(luò)時，時鐘模式從非諧振時鐘模式改變至諧振時鐘模式。也可以改變與每個諧振電路相關(guān)聯(lián)的可調(diào)電阻器，以在一系列時鐘周期期間啟用每個諧振電路的諧振特性。
[0041]通過控制時鐘分區(qū)驅(qū)動器和多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)以在非諧振時鐘模式和諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變期間、在一系列時鐘周期期間逐漸改變，減小了時鐘失真(例如時鐘周期壓縮或抖動，以及時鐘偏斜)。此外，可以在集成電路的正常操作期間在不同諧振和非諧振時鐘模式之間做出各種轉(zhuǎn)變。
[0042]圖1是示出了基于兩個示例性諧振頻率而在傳統(tǒng)非諧振時鐘模式期間節(jié)省能量的圖表100。第一曲線110示出了高頻諧振模式。例如，與諧振時鐘網(wǎng)格相關(guān)聯(lián)的LC電路可以配置具有較小的電容值和/或較小的電感值，使得LC電路的諧振頻率為較高頻率。第二曲線120示出了低頻諧振模式，其對于針對較低頻率諧振調(diào)諧的LC電路具有不同的電學(xué)特性。如圖表100中所示，在約3.5GHz的頻率處，與曲線110相關(guān)聯(lián)的高頻諧振模式提供了更大的節(jié)能。在從3.5GHz下降至2.5GHz的頻率處，與曲線120相關(guān)聯(lián)的低頻諧振模式提供了更大的節(jié)能。最終，對于一些頻率(未示出，例如低于2.5GHz)而言，可以期望使用非諧振模式以用于全局時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。第三曲線130示出了與傳統(tǒng)非諧振時鐘模式相比的、在本公開的實施例中與工作在非諧振時鐘模式相關(guān)聯(lián)的相對功率消耗。如圖100所不，曲線130顯示用于在一些頻率處以非諧振時鐘模式操作的負的節(jié)能(例如需要額外功率消耗)。如下進一步詳述，本公開中全局時鐘分布網(wǎng)絡(luò)能夠以諧振以及非諧振模式工作。全局時鐘分布網(wǎng)絡(luò)包括允許用于兩種模式的電路，其與傳統(tǒng)的非諧振時鐘模式相比增添了用于非諧振時鐘模式的一些額外功率需求。在該公開中，混合時鐘模式系統(tǒng)能夠使用諧振或者非諧振時鐘模式而以各種頻率工作。
[0043]圖2示出了具有四個操作頻帶的示例性頻率范圍圖表200。應(yīng)該理解，多于四個操作頻帶可以用于混合時鐘模式系統(tǒng)中，并且圖2中的頻率用作非限定性示意性示例。在頻率范圍圖表200中，第一頻帶210的時鐘頻率范圍從OGHZ至2.5GHz。第二頻帶220的時鐘頻率范圍從2.5GHz至3.5GHz。第三頻帶230的時鐘頻率范圍從3.5GHz至5.5GHz。第四頻帶240的時鐘頻率范圍從5.5GHz至6.0GHz (或更高)。與每個示例性頻帶相關(guān)聯(lián)的頻率僅用于示例目的而并非意在限定于本公開。[0044]對于時鐘頻率的每個頻帶而言，可以具有用于優(yōu)化節(jié)能或者性能的一個或多個時鐘模式。例如，圖2中的第一頻帶210可以使用低頻非諧振時鐘模式215而執(zhí)行地更好。低頻非諧振時鐘模式215對于在OGHz與3.5GHz時鐘頻率之間的頻率執(zhí)行地更好，從而覆蓋了第一頻帶210和第二頻帶220。在第二頻帶220處，作為低頻非諧振時鐘模式215的備選，可以期望低頻諧振時鐘模式225。例如，低頻諧振時鐘模式225可以利用比低頻非諧振時鐘模式215更少的能量。在第三頻帶230處，可以使用高頻諧振時鐘模式235或者高頻非諧振時鐘模式245。高頻時鐘模式245適用于3.5GHz之上的頻率，這包括了第三頻帶230和第四頻帶240。
[0045]如圖2所示，靈活的時鐘分布系統(tǒng)可以能夠取決于時鐘頻率而在各種頻率與諧振或者非諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變。例如，當(dāng)集成電路將時鐘頻率從第一頻帶210中的頻率增大至第二頻帶220中的頻率時，集成電路可以從低頻非諧振時鐘模式215轉(zhuǎn)變至低頻諧振時鐘模式225。轉(zhuǎn)變可以并未精確發(fā)生在頻帶(例如2.5GHz)之間的邊界處，而是可以發(fā)生在第二頻帶220內(nèi)或者靠近與其相關(guān)聯(lián)的頻率的任何頻率處。當(dāng)時鐘頻率增大至在第二頻帶220與第三頻帶230之間的轉(zhuǎn)變時，可以改變時鐘模式。例如，利用了低頻諧振時鐘模式225的時鐘分布網(wǎng)絡(luò)可以轉(zhuǎn)變至高頻諧振時鐘模式235，或者可以轉(zhuǎn)變至高頻非諧振時鐘模式245。
[0046]在一些實施方式中，集成電路可以在轉(zhuǎn)變至不同諧振時鐘模式之前，從諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至非諧振時鐘模式。通過限定在各種諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變路徑，可以減小時鐘模式控制器的復(fù)雜性。時鐘模式控制器可以具有用于在非諧振時鐘模式與諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變的已存儲轉(zhuǎn)變計劃。例如，當(dāng)從低頻諧振時鐘模式移動至高頻諧振時鐘模式時，需要首先從低頻諧振時鐘模式移動至非諧振時鐘模式(使用第一已存儲轉(zhuǎn)變計劃)，并且隨后從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至高頻諧振時鐘模式(使用第二已存儲轉(zhuǎn)變計劃)。因此，時鐘模式控制器可以無需存儲轉(zhuǎn)變計劃，以直接從低頻諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至高頻諧振時鐘模式。
[0047]為了有助于諧振時鐘模式的配置結(jié)構(gòu)，可以配置四個數(shù)值。數(shù)值取決于電路特性而可以是可編程的，但是在集成電路的運行時間操作期間可以是靜態(tài)不變的。第一值(低頻諧振下限(LFRLower))限定了對于低頻諧振時鐘模式225頻帶的下端部的Pstate (頻率)。第二值(低頻諧振上限(LFRUpper))限定了對于低頻諧振時鐘模式225頻帶的上端部的Pstate (頻率)。第三值(高頻諧振下限(HFRLower))限定了對于高頻諧振時鐘模式235頻帶的下端部的Pstate (頻率)。第四值(高頻諧振上限(HFRUpper))限定了對于高頻諧振時鐘模式235頻帶的上端部的Pstate (頻率)。注意，LFRUpper和HFRLower可以是不一致的，并且可能設(shè)置使得低頻諧振時鐘模式225頻帶與高頻諧振時鐘模式235頻帶具有輕微的重疊。另一值(全時鐘分區(qū)緩沖器(FCSB))是限定對于時鐘分區(qū)緩沖器應(yīng)當(dāng)處于全部強度以支持Vmin操作的所在點處的Pstate (頻率)的值。FCSB將發(fā)生在第一頻帶210中(或者在第一頻帶210的一些最小閾值處)。注意，時鐘分區(qū)緩沖器的強度是由時鐘分區(qū)緩沖器(也已知作為時鐘驅(qū)動器)所驅(qū)動的電流的量。
[0048]在靈活的時鐘分布系統(tǒng)中，集成電路可以具有基于功耗限制、集成電路性能需求、和/或上述限定的操作數(shù)值而選擇合適的時鐘模式的能力?？梢允褂脮r鐘分布網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整能力以提供在各種頻率下在諧振與非諧振時鐘模式之間的靈活性。然而，在諧振與非諧振時鐘模式之間切換要求考慮時鐘失真，以確保時鐘抖動和時鐘偏斜在可容忍限制內(nèi)。一旦啟用諧振時鐘電路，額外能量將導(dǎo)入時鐘網(wǎng)格，這可以暫時過驅(qū)動網(wǎng)格。過驅(qū)動時鐘網(wǎng)格無意地形成了短時鐘周期。短時鐘周期(其中時鐘周期變得壓縮低于正常時鐘周期時間)可以在集成電路中引起性能問題。集成電路可以更容忍長時鐘周期，而短時鐘周期可以消極地影響集成電路。例如，短時鐘周期可以導(dǎo)致在集成電路的部分之間移動的數(shù)據(jù)的損失、計算錯誤、或者非同步的集成電路操作。利用步進式調(diào)節(jié)LC電路和時鐘緩沖器以在諧振和非諧振時鐘模式之間切換，這確保了時鐘周期壓縮和時鐘偏斜在可容忍限制內(nèi)。
[0049]當(dāng)從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式時，需要對于潛在的短時鐘周期補償，而并非必需承擔(dān)轉(zhuǎn)變中用于定時裕量的額外電壓。逐漸控制兩個元素:1)時鐘分區(qū)緩沖器強度步進至較弱的設(shè)置；以及2)控制可以由電感器釋放的電流的量的可調(diào)諧振開關(guān)步進至更強的量。相反地，當(dāng)諧振電路禁用時，需要發(fā)生相反情況:1)使與各種電感器相關(guān)聯(lián)的可調(diào)諧振開關(guān)步進關(guān)斷；以及2)使時鐘分區(qū)緩沖器步進至更強的設(shè)置。在本公開中，可調(diào)諧振開關(guān)用于與時鐘分布網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作以在時鐘分布網(wǎng)絡(luò)中提供對于各種電感器的顆粒(granular)控制。
[0050]圖3示出了時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的示例性分區(qū)300。分區(qū)包括時鐘源310,標作clk_in。時鐘源310提供了經(jīng)由時鐘分布網(wǎng)絡(luò)而分布的全局時鐘信號。在圖3的示例中，時鐘樹320可以展示為承載時鐘信號至分區(qū)。在分區(qū)處，可調(diào)分區(qū)緩沖器325布置在全局時鐘信號與分區(qū)時鐘柵格330之間。分區(qū)時鐘柵格330可以是連接至集成電路的示例性分區(qū)中各個部件的引線網(wǎng)格。
[0051]分區(qū)時鐘柵格330在分區(qū)中分布了全局時鐘信號。分區(qū)時鐘柵格330連接至電感器1^山、1^、1^..!^，包括示例性電感器L1 340。電感器構(gòu)成了 LC電路的L部分。與電感器一起，電容Cdeap 350包含在保持分區(qū)時鐘柵格330的電路中。電感器和電容用于諧振時鐘模式中。
[0052]與在諧振時鐘模式中使用的傳統(tǒng)LC電路相對，圖3中的LC電路也包括多個可調(diào)諧振開關(guān)，諸如每個電感器與電容分離的可調(diào)諧振開關(guān)360?？烧{(diào)諧振開關(guān)可以包括諸如示例開關(guān)365之類的開關(guān)，以及諸如可調(diào)電阻器370之類的可調(diào)電阻器(也稱作諧振驅(qū)動器)?？烧{(diào)諧振開關(guān)的部件允許每個`電感器的效果為啟用或者禁用，并且用于修改諧振頻率。每個開關(guān)(諸如例如開關(guān)365)控制了對應(yīng)的諧振電路(諸如例如電感器L1 340，與電容CdMP350 —起作用)。研習(xí)圖3作為示例，當(dāng)示例性開關(guān)365閉合時，示例性的電感器L1 340與電容350可以提供諧振時鐘。當(dāng)示例性開關(guān)365閉合時，在與時鐘柵格330相關(guān)聯(lián)的電容、電容350以及示例性電感器340之間交換的能量提供了諧振鐘控。
[0053]每個對應(yīng)的諧振電路也可以具有可調(diào)電阻器(諸如示例可調(diào)電阻器370)。示例性的可調(diào)電阻器370可以調(diào)整電阻以用于在電容350與示例性電感器340之間交換的能量。可以基于遍及分區(qū)時鐘柵格330傳播的時鐘信號的頻率而一起調(diào)整可調(diào)電阻器與可調(diào)分區(qū)緩沖器。具體地，可以修改可調(diào)電阻器370以控制諧振電路的電導(dǎo)?？梢云谕谝幌盗袝r間周期期間使電路阻尼衰減或者非阻尼衰減，以在改變時鐘模式時最小化時鐘失真?？烧{(diào)電阻器370的電導(dǎo)可以沿著連續(xù)區(qū)從開路(例如用作斷開的開關(guān)365)變化至有限的最大電導(dǎo)?？梢耘c開關(guān)365的改變配合完成電導(dǎo)的改變。例如,可調(diào)電阻器370的電導(dǎo)的改變可以與開關(guān)365改變相結(jié)合以用于特定諧振電路。備選地，所有可調(diào)電阻器(例如多個對應(yīng)的諧振電路)可以在一系列時鐘周期期間逐漸地從開路改變至它們的最大電導(dǎo)。在一個示例中，閉合(例如啟用使用了諧振電路)了開關(guān)(例如開關(guān)365)，但是可調(diào)電阻器逐漸地從最小電導(dǎo)變至最大電導(dǎo)(反之亦然)，以啟用(或禁用)諧振電路。
[0054]在非諧振模式下，分區(qū)的所有可調(diào)諧振開關(guān)可以斷開(禁用了在電感器與電容之間能量的交換)。因此在非諧振模式下，時鐘信號將完全從時鐘源310、經(jīng)由時鐘樹320并通過可調(diào)分區(qū)緩沖器325。因此，在非諧振模式下將需要更多能量以確保完全傳播時鐘信號。
[0055]在諧振模式下，可以閉合分區(qū)的一些或者所有可調(diào)諧振開關(guān)(啟用在電感器和電容350 (包括與時鐘柵格330相關(guān)聯(lián)的任何電容)之間交換能量，從而導(dǎo)致諧振LC電路)。LC電路提供了對在電感器和電容之間交換的一些能量的重復(fù)利用，這導(dǎo)致與非諧振模式相比的節(jié)能?？梢越栌善渲幸蕾囉谀Ｊ秸{(diào)整可調(diào)諧振開關(guān)的方式來控制LC電路中所用的諧振的量。具體地，當(dāng)在諧振時鐘模式與非諧振時鐘模式之間移動時，可以期望以步進方式調(diào)整可調(diào)諧振開關(guān)的一個以在時鐘模式轉(zhuǎn)變期間避免潛在的短時鐘周期(時鐘壓縮)。
[0056]圖4是具有四個分區(qū)430、431、432、434的四分區(qū)集成電路400的示意圖。應(yīng)當(dāng)理解，集成電路的實施方式可以具有單個分區(qū)或者多個分區(qū)。在圖4中，全局時鐘源410經(jīng)由時鐘分布網(wǎng)絡(luò)(示出作為時鐘樹420)而提供全局時鐘信號至每個分區(qū)的可調(diào)分區(qū)緩沖器，包括SI分區(qū)431中的可調(diào)分區(qū)緩沖器450?？烧{(diào)分區(qū)緩沖器將全局時鐘信號分布至?xí)r鐘柵格440。在圖4中，共用的時鐘柵格(也稱作“單柵格”)用于四分區(qū)集成電路400。由于在每個分區(qū)具有時鐘信號和LC電路，共用的時鐘柵格可以是在分區(qū)之中的引線網(wǎng)格而不形成時鐘失真。然而，在一些實施方式中，每個分區(qū)可以具有分離的時鐘柵格(也稱作差分柵格)，例如當(dāng)分區(qū)獨立地可以工作在不同諧振或非諧振時鐘模式下時，這可以是有利的。
[0057]圖4中每個分區(qū)430、431、432、433具有兩個電感器,并且每個電感器經(jīng)由可調(diào)諧振開關(guān)連接至電容性元件。為了簡要起見，僅采用附圖標記標識了在分區(qū)SI 431中的示例。示例性電感器460位于時鐘柵格440與可調(diào)諧振開關(guān)之間?？烧{(diào)諧振開關(guān)包括示例性開關(guān)465和可調(diào)電阻器470?？烧{(diào)諧振開關(guān)連接至電容480。類似于圖3中所述，可以通過控制與每個電感器相關(guān)聯(lián)的可調(diào)諧振開關(guān)而可以獨立地啟用或者禁用每個電感器。
[0058]圖5描述了當(dāng)從非諧振改變至諧振時鐘模式時可調(diào)諧振開關(guān)(諸如圖3中可調(diào)諧振開關(guān)360)與分區(qū)緩沖器的步進式控制的特定實施方式。在圖5中，第一圖表510示出了如何可以步進式方式在標作步驟0-19的二十個步驟515的過程期間激活可調(diào)諧振開關(guān)。在一個實施方式中，每個步驟可以與單個時鐘周期相關(guān)聯(lián)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，每個步驟可以在其他實施方式中與多個時鐘周期相關(guān)聯(lián)。第一圖表510中每個列表示按步進方式的方式從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式的步驟。第一圖表510中每個行表示可調(diào)諧振開關(guān)。在與附圖5相關(guān)聯(lián)的示例中存在十六個可調(diào)諧振開關(guān)。
[0059]在第一圖表510中，在步驟O處，對于所有十六個可調(diào)諧振開關(guān)而言，標識了零個。因為所有可調(diào)諧振開關(guān)斷開，因此沒有與可調(diào)諧振開關(guān)相關(guān)聯(lián)的電感器能夠提供與電容的諧振能量交換。因此，在步驟O處，時鐘分布網(wǎng)絡(luò)在非諧振時鐘模式中工作。逐漸地，可調(diào)諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)閉合(因此啟用了與閉合諧振開關(guān)相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的諧振電路)，開始于第一圖表510中的步驟3處。在步驟4處，兩個諧振開關(guān)閉合，如列534中兩個“I”數(shù)值所示。如第一圖表510中所示，以線性步進式方式逐漸激活可調(diào)諧振開關(guān)，開始于步驟3處并且持續(xù)直至步驟17，在此時所有可調(diào)諧振開關(guān)均已閉合。在若干時鐘周期的過程期間，通過步進方式地啟用與每個可調(diào)諧振開關(guān)相關(guān)聯(lián)的電感器而增大了時鐘柵格的電感。[0060]應(yīng)該理解，可以線性步進式方式閉合可調(diào)諧振開關(guān)，但是在可編程開關(guān)電導(dǎo)中具有非線性的步進尺寸。其他實施例可以使用非線性部件、線性步進尺寸、或一些其他的組合，以實現(xiàn)所需的導(dǎo)通特性。應(yīng)該理解，通過閉合可調(diào)諧振開關(guān)而啟用對應(yīng)的諧振電路可以伴隨其他改變。例如，通過改變用于每個諧振電路的可調(diào)電阻器的阻尼衰減水平(電導(dǎo)值)，可以更逐漸的集成諧振電路，并且使得較少中斷時鐘失真。
[0061]如上所述，當(dāng)電感器添加值時鐘分布網(wǎng)絡(luò)時，時鐘分布網(wǎng)絡(luò)處的能量增大，并且需要降低來自時鐘源(經(jīng)由分區(qū)緩沖器)的能量的量。圖5中第二圖表520示出了如何與從非諧振時鐘模式步進轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式配合使用地控制分區(qū)緩沖器。第二圖表520中每個列表示在從非諧振時鐘模式步進轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式中的步驟。每個列中的O和I表示布置在時鐘源與時鐘分布網(wǎng)絡(luò)之間的一個或多個可調(diào)分區(qū)緩沖器(例如圖3的可調(diào)分區(qū)緩沖器325或者圖4的可調(diào)分區(qū)緩沖器450)的強度。
[0062]在第二圖表520中，在步驟O處，分區(qū)緩沖器強度標作“0000011111111111”。與諧振時鐘模式所需的較低分區(qū)緩沖器強度相比，在步驟O處的分區(qū)緩沖器處于更高緩沖器強度以支持非諧振時鐘模式。可以使用由標作I或O的功率步進作為分區(qū)緩沖器強度中的“步進”來控制分區(qū)緩沖器的強度。在示例性實施方式中，具有16個功率步進。步進可以是線性的或者幾何的。例如，步進尺寸可以對于每個步進從較小增大至較大步進尺寸。在另一示例中，步進可以是相等尺寸，以使得功率的100%劃分為16個步進(每個步進表示6.25%的功率)。在相等步進情形下，在步驟O處的數(shù)值“0000011111111111 ”表示對于68.75 %的總分區(qū)緩沖器強度而言的11個步進，每個6.25%。為了簡短，分區(qū)緩沖器強度在本公開中表示為16-位二進制數(shù)值，代表了 16個功率電平步進(具有線性或者非線性步進尺寸)。
[0063]在步驟5處，減小分區(qū)緩沖強度一個電平，標識為列535中的值“0000001111111111”。如第二圖表520中所示，以非線性步進方式逐漸減小分區(qū)緩沖器強度，開始于步驟5處并且持續(xù)直至步驟15，在此時分區(qū)緩沖器強度已經(jīng)到達諧振時鐘模式所需的較低強度。在若干時鐘周期的過程期間，分區(qū)緩沖器強度(第二圖表520中)以步進方式逐漸減小，其中可調(diào)諧振開關(guān)(第一圖表510中)的步進改變。應(yīng)當(dāng)理解，可以取決于應(yīng)用需求而以線性或者非線性圖式改變分區(qū)緩沖器強度。在第一實施例中，步進尺寸是非線性的，并且步進是非線性的。
[0064]圖5中所示的實施方式中另一特征是從非諧振時鐘模式步進方式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式的開始和結(jié)束。步進方式圖案針對較強和較弱緩沖器以及硬件學(xué)習(xí)留下了未使用動態(tài)范圍。例如，分區(qū)緩沖器電平0-3總是導(dǎo)通，而分區(qū)緩沖器電平10-15總是關(guān)斷。這些未使用的動態(tài)范圍提供了額外調(diào)整能力以用于補償硬件漂移、設(shè)計錯誤、負載差異、以及可以出現(xiàn)在人造產(chǎn)品中的其他問題。
[0065]盡管圖5是從非諧振轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式的示意圖，但是應(yīng)該理解，類似的步進方式圖案(可能是圖5中相反的圖案)可以用于從諧振轉(zhuǎn)變至非諧振時鐘模式。此外，其他圖式可以用于在不同諧振頻率之間轉(zhuǎn)變或者根據(jù)需要調(diào)整各種時鐘信號強度。在其他實施方式中，步進方式圖案可以包括對于可調(diào)電阻器(諸如圖3中可調(diào)電阻器370，可調(diào)諧振開關(guān)的一部分)電導(dǎo)的步進方式改變或者被其所替代。此外，可以基于對于特定集成電路芯片所確定的電學(xué)特性(諸如電容值和電感值)而動態(tài)地變更在諧振和非諧振時鐘模式之間的步進方式轉(zhuǎn)變的圖案。[0066]圖6包括示出了基于示例性步進式轉(zhuǎn)變圖案(諸如圖5中所述圖案)控制可調(diào)諧振開關(guān)的結(jié)果的圖表。圖表600示出了期望的時鐘周期壓縮的若干線條曲線圖。每個線條曲線圖表示與在特定頻率下從非諧振至諧振時鐘模式的轉(zhuǎn)變相關(guān)聯(lián)的時鐘周期壓縮。例如，線條曲線圖包括在5.5GHz,5.0GHz,4.5GHZ、4.0GHZ和3.5GHz時鐘頻率下從非諧振至諧振時鐘模式的轉(zhuǎn)變。在每個線條曲線圖中，所得的周期壓縮小于1%。測量周期壓縮作為與時鐘源處實際時鐘周期相比的、針對短時鐘周期的時間段。如圖表600可見，步進方式轉(zhuǎn)變圖案有助于將周期壓縮保持在示例性系統(tǒng)的可容忍閾值(I %)之下。
[0067]圖7描述了在非諧振時鐘模式和諧振時鐘模式之間改變的示例性流程圖700。在步驟710處，集成電路在非諧振時鐘模式下工作。在步驟720處，集成電路的時鐘分布網(wǎng)絡(luò)從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式。從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式涉及控制時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的多個可調(diào)諧振開關(guān)以在非諧振時鐘模式710與諧振時鐘模式770之間轉(zhuǎn)變。例如，塊720可以包括在一系列時鐘周期期間逐漸地改變多個可調(diào)諧振開關(guān)的單獨可調(diào)諧振開關(guān)。
[0068]可以在由時鐘模式控制器執(zhí)行的操作的方面描述步驟720。在步驟730處，時鐘模式控制器確定步進方式圖案以用于從非諧振時鐘模式710轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式770。例如，時鐘模式控制器可以動態(tài)地計算步進式轉(zhuǎn)變圖案，或者可以從位于集成電路上的存儲器檢索預(yù)定的步進式轉(zhuǎn)變圖案。可以基于環(huán)境變量、時鐘頻率、測得的時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的電感或電容、或其他因素而調(diào)整步進式轉(zhuǎn)變圖案。在一些實施例中，預(yù)定步進式轉(zhuǎn)變圖案，并且該步進方式轉(zhuǎn)變圖案取決于期望時鐘分布網(wǎng)路的頻率，以從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式(如上所述，諸如LFRLower)。步進方式轉(zhuǎn)變圖案包括步進方式調(diào)整一系列時鐘周期。圖5中可以發(fā)現(xiàn)步進方式轉(zhuǎn)變圖案的示例。
[0069]在步驟740處，根據(jù)步進方式轉(zhuǎn)變圖案中執(zhí)行的當(dāng)前步驟，時鐘模式控制器啟用了多個可調(diào)諧振開關(guān)的單獨可調(diào)諧振開關(guān)。在步驟750處，時鐘模式控制器可以根據(jù)步進方式轉(zhuǎn)變圖案中執(zhí)行的當(dāng)前步驟調(diào)整一個或多個可調(diào)分區(qū)緩沖的緩沖器強度。在步驟760處，如果沒有更多步驟待執(zhí)行，方法流程在步進方式轉(zhuǎn)變圖案中下一個步驟的開始處返回至步驟740。
[0070]應(yīng)該理解，盡管圖7描述了從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至諧振時鐘模式770，可以執(zhí)行相同的方法以從諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至非諧振時鐘模式，或者在對于諧振時鐘模式的不同操作點之間轉(zhuǎn)變。
[0071]圖8描述了一種用于控制在非諧振時鐘模式與諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變的系統(tǒng)800以及方法。作為用于示意性目的的示例，示出了圖4中所述的四分區(qū)集成電路400。在圖8中也示出了時鐘模式控制器810。時鐘模式控制器810可以采用來自時鐘源410的時鐘輸入805。時鐘模式控制器810連接至(如箭頭820所示)時鐘分區(qū)驅(qū)動器。應(yīng)該理解，在一些實施方式中對于每個時鐘分區(qū)驅(qū)動器可以具有分離的控制連接。在圖8示例中，所有時鐘分區(qū)驅(qū)動器連接至來自時鐘模式控制器810的單個控制電路820。時鐘模式控制器810也具有去往時鐘分布網(wǎng)絡(luò)中每個可調(diào)諧振開關(guān)的控制電路裝置(如箭頭825所示)。類似的，在一些實施方式中，時鐘模式控制器810可以對于每個諧振開關(guān)或者開關(guān)群組具有分離的控制電路裝置。備選地，在控制電路裝置之上的控制單線將表示對于連接至控制電路裝置的單獨一個諧振開關(guān)的命令。在任一事件中，時鐘模式控制器810具有控制諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)的能力，以啟用與每個諧振開關(guān)相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的諧振電路。
[0072]配置時鐘模式控制器810以在一系列時鐘周期期間控制時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度和諧振開關(guān)中的單獨諧振開關(guān)，以控制在諧振時鐘模式與非諧振時鐘模式或頻率之間轉(zhuǎn)變。用于從各個時鐘模式轉(zhuǎn)變的圖案可以存儲在存儲器830中，并且可以由時鐘模式控制器810所訪問。在一些實施方式中，時鐘模式控制器可以是狀態(tài)機，或者可以是基于硬件的控制器。在一些實施方式中，時鐘模式控制器是具有可以由固件編程的多個寄存器的邏輯模塊。寄存器可以確定對于每個時鐘模式的起始和停止閾值，以及對于時鐘分區(qū)驅(qū)動器、諧振開關(guān)和/或可調(diào)電阻器的步進和/或步進尺寸。備選地，硬件編碼的步進程序可以存儲在時鐘模式控制器處，并且通過設(shè)置控制寄存器中的位來啟用。
[0073]所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的各個方面可以實現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個方面可以具體實現(xiàn)為以下形式，即:完全的硬件實施方式、完全的軟件實施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結(jié)合的實施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。此外，在一些實施例中，本發(fā)明的各個方面還可以實現(xiàn)為在一個或多個計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序產(chǎn)品的形式，該計算機可讀介質(zhì)中包含計算機可讀的程序代碼。
[0074]可以采用一個或多個計算機可讀介質(zhì)的任意組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是一但不限于——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導(dǎo)體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個或多個導(dǎo)線的電連接、便攜式計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPR0M或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何包含或存儲程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。
[0075]計算機可讀的信號介質(zhì)可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括——但不限于——電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質(zhì)還可以是計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序。
[0076]計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無線、有線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0077]可以以一種或多種程序設(shè)計語言的任意組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的計算機程序代碼，所述程序設(shè)計語言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言一諸如Java、Smalltalk、C++等，還包括常規(guī)的過程式程序設(shè)計語言一諸如“C”語言或類似的程序設(shè)計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡(luò)一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來通過因特網(wǎng)連接)。
[0078]下面將參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、裝置(系統(tǒng))和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖描述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由計算機程序指令實現(xiàn)。這些計算機程序指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而生產(chǎn)出一種機器，使得這些計算機程序指令在通過計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行時，產(chǎn)生了實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的裝置。
[0079]也可以把這些計算機程序指令存儲在計算機可讀介質(zhì)中，這些指令使得計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理裝置、或其他設(shè)備以特定方式工作，從而，存儲在計算機可讀介質(zhì)中的指令就產(chǎn)生出包括實現(xiàn)流程圖和/或框圖中的一個或多個方框中規(guī)定的功能/動作的指令的制造品(article of manufacture)0
[0080]計算機程序指令也可以加載在計算機、其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備、或引起在計算機上執(zhí)行一系列運算步驟的其他裝置、其他可編程設(shè)備或其他裝置上以產(chǎn)生計算機實施的程序步驟，使得在計算機或者其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供了用于實施流程圖和/或結(jié)構(gòu)圖模塊中所述的功能/動作的程序步驟。
[0081]圖9描述了示例性計算機系統(tǒng)，其中集成電路可以在非諧振時鐘模式與諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變。計算機系統(tǒng)包括處理器單元902 (可能包括多個處理器、多個核芯、多個節(jié)點、和/或?qū)嵤┒嗑€程等等)。計算機系統(tǒng)包括存儲器906。存儲器906可以是系統(tǒng)存儲器(例如一個或多個緩存、SRAM、DRAM、零電容器RAM、雙晶體管RAM、eDRAM、EDO RAM,DDR RAM、EEPROM、NRAM、RRAM、SONOS, PRAM等等)，或者機器可讀媒介的上述可能實現(xiàn)方式的任何一個或多個。計算機系統(tǒng)也包括總線910 (例如PC1、ISA、PC1-Express、HyperTransport ?、InfiniBand?、NuBus等等)、網(wǎng)絡(luò)接口 904 (例如ATM接口、以太網(wǎng)接口、框架延遲接口、SONET接口、無線接口等等)、以及存儲裝置908 (例如光存儲器、磁存儲器等等)。系統(tǒng)存儲器906實現(xiàn)了實施如上所示實施例的功能。例如，系統(tǒng)存儲器906可以包括一個或多個功能函數(shù)以利于以步進式方式在多個時鐘周期期間控制在非諧振與諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變。這些功能函數(shù)的任意一個可以部分地(或者全部)實施在硬件中和/或在處理器單元902上。例如，功能函數(shù)可以采用專用集成電路實施，實施在處理單元902中的邏輯元件中，在外圍器件或者卡上的協(xié)處理器中等等。此外，實現(xiàn)方式可以包括更少的或者圖9中未示出的額外部件(例如視頻卡、音頻卡、額外網(wǎng)絡(luò)接口、外圍器件等等)。處理器單元902、存儲裝置908和網(wǎng)絡(luò)接口 904耦合至總線910。盡管示出了耦合至總線910，存儲器906也可以耦合至處理器單元902。
[0082]盡管參照各個實施方式和開發(fā)方式描述了實施例，應(yīng)該理解，這些實施例是示意說明性的，并且發(fā)明主題的范圍并非限定于此。通常，可以容易地采用任何硬件系統(tǒng)來實施在此所述的用于控制在非諧振與諧振時鐘模式之間轉(zhuǎn)變的技術(shù)。可以有許多改變、修改、添加和改進。
[0083]多個實例可以具有在此所述作為單個實例的部件、操作或結(jié)構(gòu)。最終，各個部件、操作和數(shù)據(jù)存儲之間的邊界是有些任意的，并且在特定示意性配置結(jié)構(gòu)的上下文中示出了特定操作。功能函數(shù)的其他定位是已想到的，并且可以落入發(fā)明主題的范圍內(nèi)。通常，在示例性配置結(jié)構(gòu)中作為分立部件表示的結(jié)構(gòu)和功能函數(shù)可以實施作為組合的結(jié)構(gòu)或部件。類似的，作為單個部件表示的結(jié)構(gòu)和功能函數(shù)可以實施作為分立的部件。這些和其他變形、修改、添加和改進可以落入發(fā)明主題的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式， 其中，所述轉(zhuǎn)變包括: 在一系列時鐘周期期間，減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度；以及 在所述一系列時鐘周期期間，與所述減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 檢測用于在所述非諧振時鐘模式與所述第一諧振時鐘模式之間的轉(zhuǎn)變的激勵，其中所述轉(zhuǎn)變響應(yīng)于所述檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述激勵基于時鐘速率的改變超出閾值水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個諧振開關(guān)包括可調(diào)諧振開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個諧振開關(guān)的每個諧振開關(guān)與連接至?xí)r鐘分布電路的對應(yīng)諧振電路相關(guān)聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度包括以步進方式或者連續(xù)程度逐漸改變所述強度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以步進方式或者連續(xù)量逐漸啟用所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以波形圖案啟用所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括以線性步進圖案閉合所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述修改多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)包括修改與所述線性步進圖案相關(guān)聯(lián)的步進尺寸，所述步進尺寸是非線性的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)變進一步包括: 在所述一系列時鐘周期期間，與所述改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地改變與所述諧振電路相關(guān)聯(lián)的電阻。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，與連接至?xí)r鐘分布網(wǎng)絡(luò)的時鐘源相關(guān)聯(lián)的功率消耗取決于所述轉(zhuǎn)變。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括:在所述從非諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式之前: 從第二諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至所述非諧振時鐘模式。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個諧振開關(guān)和所述時鐘分區(qū)驅(qū)動器是時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)包括時鐘樹設(shè)計、時鐘柵格設(shè)計、鏈接至?xí)r鐘樹的時鐘柵格、或者時鐘脊柱(clock spine)設(shè)計中的一個或多個。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個諧振開關(guān)和所述時鐘分區(qū)驅(qū)動器是時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的一部分，所述方法進一步包括: 針對低頻時鐘速率的第一頻帶以低頻非諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)； 針對低頻時鐘速率的第二頻帶以低頻諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)； 針對高頻時鐘速率的第三頻帶以高頻非諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)；以及針對高頻時鐘速率的第四頻帶以高頻諧振時鐘模式操作所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 從所述諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至所述非諧振時鐘模式， 其中，從所述諧振時鐘模式轉(zhuǎn)變至所述非諧振時鐘模式包括: 在一系列時鐘周期期間，增加時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度；以及 在所述一系列時鐘周期期間，與所述改變時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 獨立地控制所述多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)以動態(tài)地改變時鐘分布網(wǎng)絡(luò)的電感。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，響應(yīng)于負載失衡而動態(tài)地改變所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)。
19.一種集成電路，包括: 時鐘分布網(wǎng)絡(luò)，配置為從時鐘源接收時鐘信號，所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)能夠以多個諧振時鐘模式或者非諧振時鐘模式操作，其中，所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)連接至與對應(yīng)的諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)；以及 時鐘模式控制器，配置為控制從非諧振模式轉(zhuǎn)變至第一諧振時鐘模式，其中所述時鐘模式控制器被配置成 在一系列時鐘周期期間，減小時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度，以及 在所述一系列時鐘周期期間，與減小所述時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度配合地修改與所述對應(yīng)的諧振電路相關(guān)聯(lián)的多個諧振開關(guān)的單獨諧振開關(guān)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，進一步包括: 時鐘源，配置為提供所述時鐘信號至所述時鐘分布網(wǎng)絡(luò)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的集成電路，其中，所述時鐘模式控制器被配置成通過以步進方式或者連續(xù)程度逐漸地改變所述強度來減小所述時鐘分區(qū)驅(qū)動器的強度。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的集成電路，其中，所述時鐘模式控制器被配置成通過以步進方式或者連續(xù)量逐漸地啟用所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)來修改所述多個諧振開關(guān)的所述單獨諧振開關(guān)。
【文檔編號】G06F1/04GK103885526SQ201310590766
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月19日
【發(fā)明者】T·J·布斯洛特, A·德拉克, J·D·弗萊德里奇, J·D·希伯勒, 方良得, W·R·雷奧爾, P·J·雷斯特爾, G·S·斯蒂爾, M·G·R·湯姆森 申請人:國際商業(yè)機器公司