實(shí)現(xiàn)單個(gè)裸片上的多個(gè)功能塊的精細(xì)粒度級(jí)功率管理的用于集成電路的雙模功率遞送方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于到包括功能塊(2021……202M)的集成電路(200)的雙模及精細(xì)粒度級(jí)功率遞送的系統(tǒng)及方法。第一電源(2l0)耦合到所述集成電路的功能塊(2021)以用于支持所述功能塊的第一操作模式。第二電源(2041)耦合到所述功能塊以用于支持所述功能塊的第二操作模式。所述第一操作模式及所述第二操作模式可分別為高頻模式及低頻模式。所述第二電源可使用裸片上調(diào)節(jié)器從所述第一電源導(dǎo)出或獨(dú)立地來提供(254)。所述功能塊的所要平均輸送量可通過控制所述第一電源及所述第二電源的工作循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】實(shí)現(xiàn)單個(gè)裸片上的多個(gè)功能塊的精細(xì)粒度級(jí)功率管理的用于集成電路的雙模功率遞送方案

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所揭示實(shí)施例涉及用于集成電路的功率遞送方案。更確切地說，示例性實(shí)施例涉及經(jīng)配置以提供到集成在單個(gè)半導(dǎo)體裸片上的多個(gè)功能塊的精細(xì)粒度級(jí)功率遞送的雙模功率遞送系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]由數(shù)字電路消耗的切換功率或動(dòng)態(tài)功率一般是通過公式P= FCV2來控管，其中C為經(jīng)切換的電容的值，F(xiàn)為切換的時(shí)鐘頻率，且V為在切換組件處出現(xiàn)的電壓的量值。所屬領(lǐng)域中存在很好地認(rèn)識(shí)到的尤其是關(guān)于手持式及電池操作的裝置的對于減少的功率消耗的需求。減少功率消耗的常規(guī)技術(shù)涉及降低電壓V及頻率F以便減少動(dòng)態(tài)功率。
[0003]數(shù)字電路通常集成在半導(dǎo)體裸片上，其中若干功能塊可存在于單個(gè)半導(dǎo)體裸片上。這些功能塊可涵蓋廣泛多種功能元件，且因此，其頻率及電壓需求可大大地不同。因此，為了滿足低功率目標(biāo)，這些功能塊中的每一者可獨(dú)立地操作以使得可適當(dāng)?shù)匕幢壤{(diào)整其相應(yīng)頻率及電壓值。
[0004]然而，獨(dú)立地在個(gè)別電壓及頻率下操作所述若干功能塊可能需要用于每一功能塊的個(gè)別時(shí)鐘及電壓源。一般來說，因?yàn)殡妷涸椿旧峡刂齐娏?yīng)器，所以電壓源在此描述中還將被稱作電源。在提供此類個(gè)別電源中出現(xiàn)伴隨的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在參看圖1，說明具有N個(gè)功能塊……102j^常規(guī)數(shù)字電路100。數(shù)字電路100可集成在半導(dǎo)體裸片上，其中半導(dǎo)體裸片可集成在具有有限數(shù)目個(gè)引腳的封裝中，所述引腳用以將封裝連接到下一級(jí)組合件(例如，印刷電路插件)。引腳可包含信號(hào)輸入/輸出引腳以及電源引腳。印刷電路插件自身可受其可適應(yīng)的引腳的數(shù)目限制。
[0005]現(xiàn)在返回到圖1，電源KM1……104N可耦合到數(shù)字電路100以便分別將經(jīng)個(gè)別定制的功率供應(yīng)到功能塊102i……102n。電源KM1……104N可經(jīng)配置用于進(jìn)行頻率及電壓按比例調(diào)整，使得可將經(jīng)定制的時(shí)鐘及電壓提供到功能塊102i……102N中的每一者。如所展示，電源KM1……10勾可提供于容納數(shù)字電路100的半導(dǎo)體裸片或封裝的外部。歸因于資源(例如，引腳)的限制，及與隨著功能塊的數(shù)目增加而提供大量電源相關(guān)聯(lián)的高成本，使得例如數(shù)字電路100等常規(guī)實(shí)施方案變得不切實(shí)際。
[0006]替代地，已知實(shí)施方案可包含集成在與功能塊相同的半導(dǎo)體裸片上的裸片上電壓調(diào)節(jié)器(例如，用于調(diào)節(jié)頻率或電壓，或共同地調(diào)節(jié)“功率”)。雖然常規(guī)裸片上電壓調(diào)節(jié)器可經(jīng)配置以(例如)將可編程供應(yīng)電壓提供到個(gè)別功能塊，但所述情形是以高得驚人的成本得到的。這些裸片上電壓調(diào)節(jié)器通常消耗較大裸片上區(qū)域。裸片上電壓調(diào)節(jié)器的選擇是可包含電感器的切換模式電力供應(yīng)器拓?fù)洹Ｊ褂脭?shù)個(gè)電感器以便將功率遞送到個(gè)別功能塊會(huì)增加成本，且此外，這些電感器不容易經(jīng)得起集成在半導(dǎo)體裸片上。另外，這些裸片上電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生在移動(dòng)裝置中為不合需要的大量熱能。
[0007]因此，所屬領(lǐng)域中需要克服常規(guī)實(shí)施方案的前述限制，且遞送用于包括集成在半導(dǎo)體裸片上的各種功能塊的數(shù)字電路設(shè)計(jì)的精細(xì)粒度級(jí)功率管理解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及用于到集成在單個(gè)半導(dǎo)體裸片上的多個(gè)功能塊的雙模及精細(xì)粒度級(jí)功率遞送的系統(tǒng)及方法。
[0009]舉例來說，示例性實(shí)施例涉及一種將功率遞送到包括功能塊的集成電路的方法，所述方法包括:將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第一操作模式，從所述第一電源導(dǎo)出第二電源，及將所述第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式。
[0010]另一示例性實(shí)施例涉及一種用于雙模功率遞送的集成電路，其包括:第一功能塊；第一電源，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第一操作模式；及第二電源，其是從所述第一電源導(dǎo)出，所述第二電源耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第二操作模式。
[0011]又一示例性實(shí)施例涉及一種經(jīng)配置用于雙模功率遞送的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:第一集成電路裝置；第一功率裝置，其耦合到所述第一集成電路裝置且經(jīng)配置以支持所述第一集成電路裝置的第一操作模式；及第二功率裝置，其是從所述第一功率裝置導(dǎo)出，所述第二功率裝置耦合到所述第一集成電路裝置且經(jīng)配置以支持所述第一集成電路裝置的第二操作模式。
[0012]另一示例性實(shí)施例涉及一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，其包括在由處理器執(zhí)行時(shí)致使所述處理器執(zhí)行用于將功率遞送到包括功能塊的集成電路的操作的代碼，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體包括:用于將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第一操作模式的代碼；用于從所述第一電源導(dǎo)出第二電源的代碼；及用于將所述第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式的代碼。
[0013]另一示例性實(shí)施例涉及一種將功率遞送到包括功能塊的集成電路的方法，所述方法包括:將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的操作模式；將第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式；及控制將所述第一電源及所述第二電源提供到所述第一功能塊的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一功能塊的所要平均輸送量。
[0014]另一示例性實(shí)施例涉及一種用于雙模功率遞送的集成電路，其包括:第一功能塊；第一電源，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第一操作模式；第二電源，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第二操作模式；及第一定序器，其用以控制所述第一電源及所述第二電源的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一功能塊的所要平均輸送量。
[0015]另一示例性實(shí)施例涉及一種經(jīng)配置用于雙模功率遞送的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:第一集成電路裝置；第一功率裝置，其耦合到所述第一集成電路裝置且經(jīng)配置以支持所述第一集成電路裝置的第一操作模式；第二功率裝置，其耦合到所述第一集成電路裝置且經(jīng)配置以支持所述第一集成電路裝置的第二操作模式；及第一定序器裝置，其經(jīng)配置以控制所述第一功率裝置及所述第二功率裝置的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一集成電路裝置的所要平均輸送量。
[0016]又一示例性實(shí)施例涉及一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體，其包括在由處理器執(zhí)行時(shí)致使所述處理器執(zhí)行用于將功率遞送到包括功能塊的集成電路的操作的代碼，所述非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體包括:用于將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的操作模式的代碼；用于將第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式的代碼；及用于控制將所述第一電源及所述第二電源提供到所述第一功能塊的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一功能塊的所要平均輸送量的代碼。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]呈現(xiàn)附圖以輔助描述本發(fā)明的實(shí)施例，且提供所述附圖僅用于說明本發(fā)明的實(shí)施例而非限制本發(fā)明的實(shí)施例。
[0018]圖1為用于包括集成在半導(dǎo)體裸片上的功能元件的數(shù)字電路中的功率遞送的常規(guī)實(shí)施方案的示意圖。
[0019]圖2A到2B為根據(jù)示例性實(shí)施例的經(jīng)配置用于到集成在半導(dǎo)體裸片上的功能塊的雙模功率遞送的示例性處理系統(tǒng)200及250的示意性說明。
[0020]圖3A到3B為說明根據(jù)示例性實(shí)施例的定義用于集成在半導(dǎo)體裸片上的功能塊的雙模功率遞送源的操作流程的流程圖。
[0021]圖4說明可有利地在其中使用本發(fā)明的實(shí)施例的示例性無線通信系統(tǒng)400。

【具體實(shí)施方式】
[0022]在以下針對本發(fā)明的特定實(shí)施例的描述和相關(guān)圖式中揭示本發(fā)明的若干方面?？稍诓幻撾x本發(fā)明的范圍的情況下設(shè)計(jì)出替代實(shí)施例。另外，將不會(huì)詳細(xì)描述或?qū)⑹÷员景l(fā)明的眾所周知的元件以免混淆本發(fā)明的相關(guān)細(xì)節(jié)。
[0023]詞語“示例性”在本文中用于意味著“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”。本文中被描述為“示例性”的任何實(shí)施例未必應(yīng)解釋為比其它實(shí)施例優(yōu)選或有利。同樣，術(shù)語“本發(fā)明的實(shí)施例”并非要求本發(fā)明的所有實(shí)施例包含所論述的特征、優(yōu)點(diǎn)或操作模式。
[0024]本文中所使用的術(shù)語僅僅是為了描述特定實(shí)施例，且并不希望限制本發(fā)明的實(shí)施例。如本文所使用，單數(shù)形式“一”及“所述”既定還包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指示。將進(jìn)一步理解，術(shù)語“包括”及/或“包含”當(dāng)在本文中使用時(shí)指定所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但并不排除一或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。
[0025]另外，依據(jù)待由(例如)計(jì)算裝置的元件執(zhí)行的動(dòng)作的序列來描述許多實(shí)施例。將認(rèn)識(shí)到，本文中所描述的各種動(dòng)作可由特定電路(例如，專用集成電路(ASIC))、由正由一或多個(gè)處理器執(zhí)行的程序指令或由所述兩者的組合來執(zhí)行。另外，本文中所描述的這些動(dòng)作序列可被視為全部在任何形式的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體內(nèi)體現(xiàn)，在所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒體中存儲(chǔ)有對應(yīng)的計(jì)算機(jī)指令集，所述計(jì)算機(jī)指令在執(zhí)行時(shí)將致使相關(guān)聯(lián)的處理器執(zhí)行本文中所描述的功能性。因此，本發(fā)明的各種方面可以數(shù)種不同形式來體現(xiàn)，預(yù)期其全部屬于所主張的標(biāo)的物的范圍內(nèi)。另外，對于本文中所描述的實(shí)施例中的每一者來說，任何此類實(shí)施例的對應(yīng)形式可在本文中被描述為(例如)“經(jīng)配置以(執(zhí)行所描述動(dòng)作)的邏輯”。
[0026]示例性實(shí)施例認(rèn)識(shí)到對以下情形的需求:將經(jīng)定制的操作頻率及電壓提供到可集成在半導(dǎo)體裸片上的一或多個(gè)功能塊，而不需要對與用于每一功能塊的單獨(dú)功率遞送相關(guān)聯(lián)的引腳的完整補(bǔ)充。因此，示例性實(shí)施例可包含雙模功率遞送方案，其包括用于將功率遞送到集成在半導(dǎo)體裸片上的功能塊的兩個(gè)獨(dú)特的電源。第一電源可經(jīng)配置以遞送高電壓或功率。舉例來說，第一電源可為經(jīng)配置以支持功能塊的高功率(及相對應(yīng)地高性能/頻率)操作的高電流共享網(wǎng)絡(luò)。第二電源可經(jīng)配置以遞送低電壓或功率。在一些實(shí)施例中，第二電源可從第一電源導(dǎo)出且可包括集成在與功能塊相同的半導(dǎo)體裸片上的一或多個(gè)低電流裸片上電壓調(diào)節(jié)器，且經(jīng)配置以支持功能塊的低功率(及相對應(yīng)地低性能/頻率)操作。在一些其它實(shí)施例中，第二電源可為經(jīng)配置以支持功能塊的低功率/低性能/低頻率操作的低電流共享網(wǎng)絡(luò)。
[0027]現(xiàn)在參看圖2A，說明第一示例性處理系統(tǒng)200。處理系統(tǒng)200可包含集成電路214。因此，集成電路214可包括M個(gè)功能塊202i……202m，如所展示。這些M個(gè)功能塊可包括已知數(shù)字邏輯元件、半導(dǎo)體電路、處理核心、存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)等中的任一者或組合。本文所描述的實(shí)施例不限于功能塊的任何特定布置，且所揭示的技術(shù)可容易地?cái)U(kuò)展到半導(dǎo)體裸片或封裝上的功能塊的各種結(jié)構(gòu)及布局。
[0028]繼續(xù)參看圖2A，集成電路214可集成在半導(dǎo)體裸片或封裝上?？杉僭O(shè)，半導(dǎo)體裸片或封裝可支持有限數(shù)目個(gè)引腳，例如輸入/輸出及電源引腳。因此，實(shí)施例在所描述的功率遞送方案中優(yōu)化了對有限數(shù)目個(gè)電源引腳的使用。共享電壓軌210可從外部電源導(dǎo)出且用以將高電壓供應(yīng)到所述M個(gè)功能塊202i……202m。如所展示，共享電壓軌210可通過單個(gè)引腳找到包括集成電路214的半導(dǎo)體裸片或封裝中的入口點(diǎn)，或在其它實(shí)施例中，可利用少量的一或多個(gè)引腳來將共享電壓軌210延伸到所述M個(gè)功能塊。引腳的數(shù)目可取決于例如M的值、功能塊的布局等參數(shù)。共享電壓軌210可包括上文所描述的第一電源，且因此可經(jīng)配置以攜載高電壓。
[0029]共享電壓軌210還可對可集成在包括集成電路214的半導(dǎo)體裸片或封裝上的裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M進(jìn)行饋送。在所說明的實(shí)施例中，展示M個(gè)裸片上電壓調(diào)節(jié)器204!……204M分別對應(yīng)于M個(gè)功能塊202工……202M。然而，應(yīng)理解，圖2A中所展示的配置僅僅是為了說明性目的，且在一些實(shí)施例中，單個(gè)裸片上電壓調(diào)節(jié)器可在一或多個(gè)功能塊之間共享。如所展示，裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M可經(jīng)配置以將從共享電壓軌210接收的高電壓轉(zhuǎn)換成在低電壓軌212i……212M上驅(qū)動(dòng)的低電壓輸出。這些裸片上電壓調(diào)節(jié)器204!……204M可表示上文所提到的經(jīng)配置以在低電壓212 i……212?上輸出低電壓的第二電源。可確定這些裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M的個(gè)別電壓輸出值以使得其滿足對應(yīng)功能塊202i……202M的最小電壓值要求。一種確定最小電壓要求的方式可基于支持對應(yīng)功能塊的指定操作頻率所需的最小電壓。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到針對特定電路配置的上述實(shí)施例的合適的變化。
[0030]M個(gè)功能塊……202M可連接到如圖2A中所展示的第一電源及第二電源。M個(gè)高功率開關(guān)ZOei……206M可將M個(gè)功能塊202 !……202M親合到共享電壓軌210，從而形成第一電源；且M個(gè)低功率開關(guān)208i……208?可分別將M個(gè)功能塊202廣.202M親合到已耦合到M個(gè)裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……20勾的M個(gè)低電壓軌ZU1……212m，從而形成第二電源。
[0031]應(yīng)了解，包含雙模功率遞送方案的示例性實(shí)施例克服了與先前所描述的常規(guī)實(shí)施方案相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。舉例來說，關(guān)于第一電源，與需要用于每一功能塊的專用電力供應(yīng)器的常規(guī)實(shí)施方案相比較，共享電壓軌210是以顯著減少的成本得到的。另外，共享電壓軌210簡化了到包括集成電路214的半導(dǎo)體裸片或封裝的電源布線，且允許較寬電源布線連接到可耦合到半導(dǎo)體裸片或封裝的印刷電路板。共享軌道210的較寬電源布線實(shí)現(xiàn)低電感功率遞送路徑，從而產(chǎn)生較低電力供應(yīng)器噪聲。另外，在耦合到共享電壓軌210的M個(gè)功能塊
202!......202M當(dāng)中發(fā)生負(fù)荷平均化，從而減少了大的電流負(fù)荷尖峰的出現(xiàn)。如將認(rèn)識(shí)到，共享電壓軌210的上述特性還促進(jìn)裸片上功率分布，這是因?yàn)榭蓪?shí)現(xiàn)共享電壓軌210的上部金屬層的簡化設(shè)計(jì)。
[0032]關(guān)于第二電源，例如，與經(jīng)配置用于從低電壓到高電壓輸出要求的范圍內(nèi)的整個(gè)范圍的常規(guī)調(diào)節(jié)器相比較，用于經(jīng)配置用于僅低電壓輸出的示例性裸片上電壓調(diào)節(jié)器204!……204M的響應(yīng)時(shí)間可顯著較快。相對應(yīng)地，示例性裸片上電壓調(diào)節(jié)器204 !……204M中消耗較少功率，這是因?yàn)橄说碗妷号c高電壓輸出之間的最大擺動(dòng)。此外，由于類似原因，示例性裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M可能不需要集成電感器。因此，與常規(guī)全電壓范圍切換模式電力供應(yīng)器調(diào)節(jié)器相比較，裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M可能較小且涉及更簡單的設(shè)計(jì)考量。
[0033]另外，與裸片外網(wǎng)絡(luò)相比較，與電壓軌2%……212M相關(guān)聯(lián)的裸片上網(wǎng)絡(luò)可具有低得多的電容要求。因?yàn)槁闫想妷赫{(diào)節(jié)器201……204M在電力上更接近消耗電路(功能塊202i……202m)，所以其可能更適合于感測隨著改進(jìn)的頻寬的負(fù)荷變化及對負(fù)荷變化做出響應(yīng)。
[0034]在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)200可包括邏輯或軟件(未分別加以說明)以動(dòng)態(tài)地確定與M個(gè)功能塊202i……202M中的每一者相關(guān)聯(lián)的模式。如果對于特定功能塊(如，功能塊202J，確定在一時(shí)間點(diǎn)需要進(jìn)行高性能或高頻率操作，那么功能塊202i可通過接通其高功率開關(guān)206i及斷開其低功率開關(guān)208 i從第一電源(即，共享電壓軌210)導(dǎo)出其操作電壓。類似地，在其中需要低性能或低頻率操作的相反情況下，功能塊202i可通過接通其低功率開關(guān)208i及斷開其高功率開關(guān)206 i經(jīng)由低電壓軌212 i從第二電源(即，裸片上電壓調(diào)節(jié)器204D導(dǎo)出其操作電壓。
[0035]如先前所提及，在一些實(shí)施例中，可減少裸片上電壓調(diào)節(jié)器及開關(guān)的數(shù)目，這是因?yàn)檫@些組件可跨越功能塊共享。舉例來說，兩個(gè)或兩個(gè)以上功能塊可共享作為其第二電源的單個(gè)裸片上電壓調(diào)節(jié)器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，共享裸片上電壓調(diào)節(jié)器的輸出可分別通過兩個(gè)或兩個(gè)以上低功率開關(guān)耦合到兩個(gè)或兩個(gè)以上功能塊。在另一示例性實(shí)施例中，一或多個(gè)低功率開關(guān)還可跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上功能塊共享，例如，在其中這兩個(gè)或兩個(gè)以上功能塊可具有類似頻率/性能要求的情況下。因?yàn)榫吐闫蠀^(qū)域及功率來說，切換邏輯可招致成本，所以此類共享可降低相關(guān)聯(lián)的成本。可添加合適的軟件/硬件支持以支持此類共享，而且確定可經(jīng)得起共享低功率開關(guān)的功能塊。
[0036]因此，通過適當(dāng)?shù)厥褂眠壿嫽蜍浖幚硐到y(tǒng)200可通過考慮例如需要在任何特定實(shí)例或時(shí)間間隔通過個(gè)別功能塊實(shí)現(xiàn)的工作的本質(zhì)及量等參數(shù)，確定用于M個(gè)功能塊202!……202?中的每一者的上述高或低頻率/性能模式。頻率/性能模式還可經(jīng)設(shè)計(jì)以使得特定功能塊可經(jīng)配置以在第一時(shí)間段內(nèi)在高頻率/性能模式操作；且在第二時(shí)間段內(nèi)，完全關(guān)掉(例如，通過關(guān)閉與特定功能塊相關(guān)聯(lián)的高功率及低功率開關(guān))或轉(zhuǎn)變到低頻率/性能模式。在示例性實(shí)施例中，處理系統(tǒng)200還可確定用于特定功能塊的頻率/性能模式，使得特定功能塊經(jīng)配置以完全在最低(或最高)可允許的頻率及電壓值下操作。又其它實(shí)施例可考慮例如用于處理系統(tǒng)200的所要平均計(jì)算輸送量等參數(shù)，借此以將滿足所要平均計(jì)算輸送量的方式固定用于個(gè)別功能塊的頻率/性能模式。
[0037]還將理解，雖然在示例性實(shí)施例中，上文所描述的雙模功率遞送方案定義對應(yīng)于兩個(gè)電源的兩個(gè)功率范圍，但并非將任一電源聯(lián)系到特定電壓。舉例來說，低電壓軌212可經(jīng)編程以提供跨越低電壓操作窗的電壓，所述低電壓操作窗可與高電壓共享電壓軌210的電壓操作窗重疊。在另一實(shí)例中，如果確定可通過因此減少共享電壓軌210上的電壓電平來改進(jìn)處理系統(tǒng)200的效率，那么共享電壓軌210可經(jīng)配置以攜載低電壓。
[0038]現(xiàn)在參看圖2B，說明第二示例性處理系統(tǒng)250。處理系統(tǒng)250與處理系統(tǒng)200的顯著不同在于:第二電源可為獨(dú)立的且包括共享網(wǎng)絡(luò)，而不是使用一或多個(gè)裸片上電壓調(diào)節(jié)器從第一電源導(dǎo)出。更確切地說，處理系統(tǒng)250可包含包括M個(gè)功能塊252i……252?的集成電路264，如所展示。共享電壓軌260及254可從外部電源導(dǎo)出且可配置為第一電源及第二電源以分別將高電壓及低電壓供應(yīng)到M個(gè)功能塊252i……252m。M個(gè)功能塊252i……252M可分別使用M個(gè)高功率開關(guān)256 !……256?及M個(gè)低功率開關(guān)258 !……258?連接到第一電源及第二電源。M個(gè)定序器塊262i……262?可經(jīng)配置以控制M個(gè)高功率開關(guān)256 i……256?及M個(gè)低功率開關(guān)258 i……258M，如所展示。
[0039]在處理系統(tǒng)250中，可通過分別控制第一電源260及第二電源254的工作循環(huán)來實(shí)現(xiàn)M個(gè)功能塊252i……252M中的每一者的所要輸送量。輸送量可涉及先前所描述的功能塊的性能模式。在一個(gè)實(shí)例中，用于功能塊的所要輸送量可涉及在一個(gè)時(shí)間單位內(nèi)可處理的指令的數(shù)目。輸送量的常規(guī)測量單位可依據(jù)每秒百萬指令數(shù)(MIPS)來計(jì)。如先前所描述，對于特定功能塊，可通過經(jīng)由將功能塊耦合到高電壓電源而使功能塊在高性能模式中操作來實(shí)現(xiàn)較高輸送量或較高M(jìn)IPS值。相對應(yīng)地，可通過經(jīng)由將功能塊耦合到低功率源而使功能塊在低性能模式中操作來實(shí)現(xiàn)較低輸送量或較低MIPS值。因此，可通過按比例控制在高性能模式及低性能模式中操作功能塊的時(shí)間量來實(shí)現(xiàn)用于特定功能塊的在位于最高可能輸送量值與最低可能輸送量值之間的輸送量值范圍內(nèi)的任何所要平均輸送量?？梢罁?jù)工作循環(huán)來測量功能塊在高性能模式及低性能模式中操作的相對時(shí)間量。
[0040]在非限制性說明性實(shí)例中，第一電源260可為能夠攜載在I到1.1伏范圍內(nèi)的高電壓值的高電壓共享網(wǎng)絡(luò)，而第二電源254可為能夠攜載在0.6到0.7伏范圍內(nèi)的低電壓值的低電壓共享網(wǎng)絡(luò)。在此說明性實(shí)例中，當(dāng)耦合到最高電壓值1.1伏時(shí)，特定功能塊252m可能能夠?qū)崿F(xiàn)3MIPS的最大輸送量，且當(dāng)耦合到最低電壓值0.6伏時(shí)，特定功能塊252?可能能夠?qū)崿F(xiàn)0.5MIPS的最小輸送量。在一個(gè)實(shí)施例中，可主要通過控制高功率開關(guān)256?及低功率開關(guān)258M，借此通過在給定時(shí)間單位內(nèi)分別耦合到第一電源260及第二電源254控制操作功能塊252?的時(shí)間量，來實(shí)現(xiàn)用于功能塊252 ?的介于最高可能輸送量與最低可能輸送量之間的2MIPS的輸送量。定序器塊262M可經(jīng)配置以相應(yīng)地控制高功率開關(guān)256 M及低功率開關(guān)258m。關(guān)于每一電源的工作循環(huán)可被定義為在時(shí)間單位內(nèi)通過相對應(yīng)的電源開關(guān)使用電源將功率供應(yīng)到功能塊252M的時(shí)間量。M個(gè)定序器塊262 !……262?可經(jīng)配置以按上文所描述的方式控制關(guān)于相對應(yīng)的M個(gè)功能塊252i……252M的工作循環(huán)，這些M個(gè)定序器塊262^.262M的邏輯/功能性不需要分成如所說明的M個(gè)單獨(dú)塊，且可統(tǒng)一成可根據(jù)特定需求放置在任何位置的全局控制。在一些實(shí)施例中，定序器塊或全局控制甚至可位于芯片外或集成電路264外部，或在一些實(shí)施例中，可使用軟件算法執(zhí)行這些塊的相關(guān)功能。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到上文所描述的實(shí)施例的大致變化。
[0041]繼續(xù)上文說明性實(shí)例，在另一實(shí)施例中，除控制工作循環(huán)以便實(shí)現(xiàn)所要輸送量之外或代替此情形，還可變更高電壓及低電壓范圍內(nèi)的電壓值。舉例來說，如果工作循環(huán)固定在恒定值，那么可選擇I到1.1伏的高電壓范圍及0.6到0.7伏的低電壓范圍內(nèi)的特定電壓值以便實(shí)現(xiàn)在固定工作循環(huán)內(nèi)的2MIPS的所要輸送量。在示例性實(shí)施例中，控制高電壓范圍及低電壓范圍內(nèi)的電壓值以及控制工作循環(huán)可提供精細(xì)調(diào)諧控制以用于實(shí)現(xiàn)所要輸送量值。
[0042]雖然未加以說明，但在一些實(shí)施例中，可提供兩個(gè)以上電源。舉例來說，除用于高電壓及低電壓的第一電源及第二電源之外，在其中高電壓范圍與低電壓范圍之間的間隙高的情況下，還可提供用于中間范圍電壓的第三電源。因此，在不脫離實(shí)施例的范圍的情況下，特定系統(tǒng)可經(jīng)配置而具有任何數(shù)目個(gè)電源。舉例來說，在一些示例性處理系統(tǒng)中，到功能塊的功率遞送可基于分別關(guān)于圖2A及2B的處理系統(tǒng)200及250描述的功率遞送方案的組合。因此，用于一些功能塊的第二電源可從外部低電壓電力供應(yīng)器導(dǎo)出，而一些功能塊可通過使用裸片上調(diào)節(jié)器從第一電源導(dǎo)出其第二電源。因此，可在相同處理系統(tǒng)或集成電路內(nèi)集成示例性技術(shù)。
[0043]因此，應(yīng)了解，實(shí)施例包含用于執(zhí)行本文揭示的過程、功能及/或算法的各種方法。在一個(gè)實(shí)例中，如圖3A中所說明，第一示例性實(shí)施例可包含一種將功率遞送到集成電路(例如，集成電路214)的方法，所述方法包括:將第一電源(例如，共享電壓軌210)提供到集成電路的第一功能塊(例如，功能塊202J以用于支持第一功能塊的第一操作模式(-框302);從第一電源導(dǎo)出第二電源(裸片上電壓調(diào)節(jié)器204D (-框304);及將第二電源提供到第一功能塊以用于支持第一功能塊的第二操作模式(_框306)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一操作模式可為高頻操作模式且第二操作模式可為低頻操作模式。操作模式下的所要頻率可基于例如第一功能塊的所要功率目標(biāo)、第一功能塊的所要效率、集成電路的所要平均計(jì)算輸送量等參數(shù)。在一些實(shí)施例中，第一功能塊可在第一時(shí)間段內(nèi)在高頻操作模式中操作且在第二時(shí)間段內(nèi)在低頻操作模式中操作。第一時(shí)間段及第二時(shí)間段可基于用于集成電路的所要平均輸送量。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，操作模式不限于通過頻率確定的那些操作模式，而可包含任何其它高功率及低功率模式。
[0044]在另一實(shí)例中，如圖3B中所說明，第二示例性實(shí)施例可包含一種將功率遞送到集成電路(例如，集成電路264)的方法，所述方法包括:將第一電源(例如，共享高電壓軌260)提供到集成電路的第一功能塊(例如，功能塊252m)以用于支持第一功能塊的第一操作模式(-框352);將第二電源(例如，共享低電壓軌254)提供到第一功能塊以用于支持第一功能塊的第二操作模式(_框354);及控制將第一電源及第二電源提供到第一功能塊的工作循環(huán)(例如，使用定序器塊262m)以實(shí)現(xiàn)第一功能塊的所要平均輸送量(_框356)。
[0045]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可使用多種不同技術(shù)及技藝中的任一者來表示信息及信號(hào)。舉例來說，可通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可能貫穿上述描述提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)及碼片。
[0046]另外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，結(jié)合本文所揭示的實(shí)施例而描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為清楚說明硬件與軟件的此可互換性，上文已大體上關(guān)于其功能性而描述了各種說明性組件、塊、模塊、電路及步驟。此功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對每一特定應(yīng)用以不同方式來實(shí)施所描述的功能性，但此類實(shí)施方案決策不應(yīng)被解釋為會(huì)導(dǎo)致脫離本發(fā)明的范圍。
[0047]結(jié)合本文所揭示的實(shí)施例而描述的方法、序列及/或算法可直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合來體現(xiàn)。軟件模塊可駐留在RAM存儲(chǔ)器、快閃存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可卸除式磁盤、CD-ROM，或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。示例性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息及將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器成一體式。
[0048]參看圖4，描繪包含根據(jù)示例性實(shí)施例配置的多核心處理器的無線裝置的特定說明性實(shí)施例的框圖且一般將其指明為400 ο裝置400包含數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 464，其可包含圖2A中所說明的處理系統(tǒng)200的組件。舉例來說，DSP 464可包含分別耦合到共享電壓軌210的功能塊2(^……202M及裸片上電壓調(diào)節(jié)器201……204M、高功率開關(guān)2(^……206M及低功率開關(guān)208i……208M，如所展示。在特定實(shí)施例中，電力供應(yīng)器444耦合到系統(tǒng)單芯片裝置422，且電力供應(yīng)器444充當(dāng)高電壓源以將高電壓供應(yīng)到已耦合到電力供應(yīng)器444的共享高電壓軌210。圖4還展示耦合到DSP 464及顯示器428的顯示器控制器426。譯碼器/解碼器(編碼解碼器)434(例如，音頻及/或話音編碼解碼器)可耦合到DSP 464。DSP464還耦合到存儲(chǔ)器432，如所展示。還說明例如無線控制器440 (其可包含調(diào)制解調(diào)器)等其它組件。揚(yáng)聲器436及麥克風(fēng)438可耦合到編碼解碼器434。圖4還指示無線控制器440可耦合到無線天線442。在特定實(shí)施例中，DSP 464、顯示器控制器426、存儲(chǔ)器432、編碼解碼器434及無線控制器440包含在系統(tǒng)級(jí)封裝或系統(tǒng)單芯片裝置422中。
[0049]在特定實(shí)施例中，輸入裝置430耦合到系統(tǒng)單芯片裝置422。此外，在特定實(shí)施例中，如圖4中所說明，顯示器428、輸入裝置430、揚(yáng)聲器436、麥克風(fēng)438、無線天線442和電力供應(yīng)器444在系統(tǒng)單芯片裝置422外部。然而，顯示器428、輸入裝置430、揚(yáng)聲器436、麥克風(fēng)438、無線天線442及電力供應(yīng)器444中的每一者可耦合到系統(tǒng)單芯片裝置422的組件，例如接口或控制器。
[0050]應(yīng)注意，盡管圖4描繪了無線通信裝置，但DSP 464及存儲(chǔ)器432也可以集成到機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導(dǎo)航裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元或者計(jì)算機(jī)中。處理器(例如，DSP 464)還可集成到此類裝置中。
[0051]因此，本發(fā)明的實(shí)施例可包含體現(xiàn)雙模功率遞送方法的計(jì)算機(jī)可讀媒體。因此，本發(fā)明不限于所說明的實(shí)例，且用于執(zhí)行本文中所描述的功能性的任何裝置包含在本發(fā)明的實(shí)施例中。
[0052]雖然前述揭示內(nèi)容展示本發(fā)明的說明性實(shí)施例，但應(yīng)注意，在不脫離如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的范圍的情況下，可在其中做出各種改變及修改。無需以任何特定次序來執(zhí)行根據(jù)本文中所描述的本發(fā)明的實(shí)施例的方法權(quán)利要求項(xiàng)的功能、步驟及/或動(dòng)作。此外，盡管可能以單數(shù)形式描述或主張本發(fā)明的元件，但除非明確陳述限于單數(shù)形式，否則也涵蓋復(fù)數(shù)形式。
【權(quán)利要求】
1.一種將功率遞送到包括功能塊的集成電路的方法，所述方法包括: 將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第一操作模式(302)； 從所述第一電源導(dǎo)出第二電源(304);以及 將所述第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式(306)ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一操作模式為高頻模式，且所述第二操作模式為低頻模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一電源為耦合到所述集成電路外部的高電壓源的共享高電壓軌，且所述第二電源包括耦合到所述第一功能塊的第一裸片上電壓調(diào)節(jié)器且其中所述第一裸片上電壓調(diào)節(jié)器集成在與所述集成電路相同的裸片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述共享高電壓軌提供到所述集成電路的第二功能塊以用于支持所述第二功能塊的第一操作模式，及將所述第二電源提供到所述第二功能塊以用于支持所述第二功能塊的第二操作模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第二電源進(jìn)一步包括耦合到所述第二功能塊的第二裸片上電壓調(diào)節(jié)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述第一裸片上電壓調(diào)節(jié)器在所述第一功能塊與所述第二功能塊之間共享。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括: 通過第一高功率開關(guān)將所述第一電源耦合到所述第一功能塊； 通過第一低功率開關(guān)將所述第二電源耦合到所述第一功能塊；以及 基于所述第一功能塊的所要操作頻率控制所述第一高功率開關(guān)及所述第一低功率開關(guān)以選擇性地將所述第一功能塊連接到所述第一電源或所述第二電源。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第一功能塊的所述所要頻率模式是基于所述第一功能塊的所要功率目標(biāo)、所述第一功能塊的所要效率或所述集成電路的所要平均計(jì)算輸送量中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括在第一時(shí)間段內(nèi)使所述第一功能塊在所述高頻模式中操作；且在第二時(shí)間段內(nèi)使所述第一功能塊在所述低頻模式中操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述集成電路的所要平均輸送量確定所述第一時(shí)間段及所述第二時(shí)間段。
11.一種將功率遞送到包括功能塊的集成電路的方法，所述方法包括: 將第一電源提供到所述集成電路的第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的操作模式(352)； 將第二電源提供到所述第一功能塊以用于支持所述第一功能塊的第二操作模式(354);以及 控制將所述第一電源及所述第二電源提供到所述第一功能塊的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一功能塊的所要平均輸送量(356)。
12.一種用于雙模功率遞送的集成電路(200)，其包括: 第一功能塊(202!)； 第一電源(210)，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第一操作模式；以及 第二電源(204^，其是從所述第一電源導(dǎo)出，所述第二電源耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第二操作模式。
13.一種用于雙模功率遞送的集成電路(250)，其包括: 第一功能塊(252J ； 第一電源(260)，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第一操作模式； 第二電源(254)，其耦合到所述第一功能塊且經(jīng)配置以支持所述第一功能塊的第二操作模式；以及 第一定序器(262^，其用以控制所述第一電源及所述第二電源的工作循環(huán)以實(shí)現(xiàn)所述第一功能塊的所要平均輸送量。
14.一種包括用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一權(quán)利要求所述的方法的裝置的設(shè)備。
15.—種包括計(jì)算機(jī)可讀媒體的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體包括用于致使計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到11中任一權(quán)利要求所述的方法的至少一個(gè)指令。
【文檔編號(hào)】G06F1/26GK104471509SQ201380027657
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月6日
【發(fā)明者】耶什萬特·納加拉杰·卡拉, 杰弗里·赫伯特·費(fèi)希爾, 威廉·R·弗萊德巴赫 申請人:高通股份有限公司