用于功率管理ic的自主熱控制器的制造方法
【專利摘要】用于功率管理集成電路(PMIC)的自主熱管理的技術(shù)。在示例性實施例中，在PMIC上提供嵌入式微控制器以存儲用于實現(xiàn)熱控制器的指令。熱控制器可以實時地管理與相應(yīng)的片外功率實體耦合的多個模塊的電流縮放因子。熱控制器可以包括寄存器，該寄存器可由諸如微處理器之類的片外實體來編程以便為每個模塊指定參數(shù)，諸如模塊優(yōu)先級和最小電流縮放因子。可由自主熱控制器控制的功率實體包括例如電池充電器、和/或一個或多個用戶接口實體，諸如背光顯示器驅(qū)動器、閃光LED驅(qū)動器或音頻放大器。
【專利說明】用于功率管理IC的自主熱控制器
[0001]背景

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開涉及用于功率管理集成電路(PMIC)的熱管理。

【背景技術(shù)】
[0003]功率管理集成電路(PMIC)是專門設(shè)計成管理系統(tǒng)功耗的電路。具體而言，PMIC可以處理來自電源(諸如電池)的原始電壓，并進而供應(yīng)經(jīng)調(diào)節(jié)電壓以驅(qū)動與該PMIC分開的多個片外功耗實體?，F(xiàn)代的PMIC由于較大的系統(tǒng)復(fù)雜度而變得日益集成。典型的PMIC可以包括許多高功率片上模塊以用于驅(qū)動片外功耗實體，諸如開關(guān)模式電池充電器(SMBC)、背光顯示器驅(qū)動器(WLED)、降壓穩(wěn)壓器、音頻放大器和閃光LED驅(qū)動器。片上模塊在處理往來于片外實體的功率時會耗散相當(dāng)多的功率。
[0004]在一些系統(tǒng)實現(xiàn)中，功耗實體的并發(fā)使用場景可以快速地驅(qū)升PMIC的功率耗散，并進而使芯片溫度超出硅和封裝的熱極限(例如，150°C)。例如，在典型的PMIC中，如果所有功耗實體并發(fā)地操作，則最大功率耗散可以高達(dá)8瓦。另一方面，在假定典型的封裝Θ-JA和高達(dá)85°C的環(huán)境溫度的情況下，為了使結(jié)區(qū)(或管芯)溫度低于125°C，管芯上的最大可允許功率耗散可以接近于2瓦。
[0005]為了管理PMIC功率耗散并確保結(jié)區(qū)溫度不超出最大極限，現(xiàn)有技術(shù)可能需要由單獨實體對PMIC進行監(jiān)視和軟件控制，該單獨實體例如是通過PMIC的外部引腳耦合至PMIC的單獨微處理器。將領(lǐng)會，用于PMIC的熱管理的這一辦法可能造成顯著的等待時間，因為微處理器將需要通過接口與PMIC通信，并且對于某些并發(fā)使用情形，這一等待時間會不期望地導(dǎo)致PMIC的熱關(guān)閉。替換地，現(xiàn)有技術(shù)可以包括在PMIC自身上執(zhí)行粗略溫度監(jiān)視和模塊控制。然而，這種粗略技術(shù)可能無法提供使用單獨微處理器可實現(xiàn)的靈活性以及對更復(fù)雜算法的控制。
[0006]鑒于這些考量，將期望提供用于PMIC的熱管理的改進技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的一方面提供了一種裝置，包括:多個模塊，每個模塊被配置成處理去往或來自相應(yīng)片外功率實體的功率；溫度傳感器，被配置成感測其上提供這多個模塊的集成電路的溫度；熱控制器，被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度而調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的最大功率；其中熱控制器和這多個模塊設(shè)在單個集成電路上。
[0008]本公開的另一方面提供了一種方法，包括:感測其上提供多個模塊的功率管理集成電路(PMIC)的溫度，每個模塊被配置成處理去往或來自該PMIC片外的相應(yīng)功率實體的功率；響應(yīng)于所感測到的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所遞送的最大功率，其中該調(diào)節(jié)是由該PMIC上提供的熱控制器所執(zhí)行的。
[0009]本公開的再另一方面提供了一種設(shè)備，包括:用于處理去往或來自至少一個相應(yīng)片外功率實體的功率的裝置；用于感測其上提供該用于處理功率的裝置的集成電路的溫度的裝置；用于響應(yīng)于所感測到的溫度而調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率的裝置，其中該用于調(diào)節(jié)的裝置和該用于處理功率的裝置設(shè)在單個集成電路上。
[0010]本公開的再另一方面提供了一種計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品存儲用于使計算機管理集成電路的溫度的代碼，所述代碼包括:用于使計算機向處理去往或來自至少一個相應(yīng)片外功率實體的功率的多個模塊指派優(yōu)先級的代碼；用于使計算機確定其上提供這多個模塊的集成電路的溫度的代碼；以及用于使計算機響應(yīng)于所確定的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率的代碼；其中該用于使計算機調(diào)節(jié)功率的代碼與該用于使計算機指派優(yōu)先級的代碼被設(shè)在集成在單個芯片上的存儲器中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1解說了利用功率管理集成電路(PMIC)的基線系統(tǒng)的示例。
[0012]圖2解說了 PMIC的溫度曲線，其中PMIC可以粗略地管理PMIC上的模塊以自保護PMIC免于過熱。
[0013]圖3解說了根據(jù)本公開的PMIC的示例性實施例。
[0014]圖4解說了根據(jù)本公開的熱控制器的示例性實施例。
[0015]圖5解說了由熱定序器在激活之際執(zhí)行的操作的示例性實例。
[0016]圖6解說了因本文所述的自主控制器的熱管理而產(chǎn)生的PMIC的示例性溫度曲線。

【具體實施方式】
[0017]以下結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為本發(fā)明的示例性實施例的描述，而無意表示能在其中實踐本發(fā)明的僅有實施例。貫穿本描述使用的術(shù)語“示例性”意指“用作示例、實例或解說”，并且不應(yīng)一定解釋成優(yōu)于或勝過其它示例性實施例。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的示例性實施例的透徹理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實踐本發(fā)明的示例性實施例。在一些實例中，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖形式示出以免煙沒本文中給出的示例性實施例的新穎性。
[0018]圖1解說了利用功率管理集成電路(PMIC) 101的基線系統(tǒng)100的示例。注意，圖1是僅為解說性目的示出的，而不意圖將本公開的范圍僅限于圖1明確示出的系統(tǒng)或?qū)嶓w。系統(tǒng)100可以是包含實體的電氣系統(tǒng)，這些實體的功率由PMIC上的模塊來管理或處理。這些實體可以包括例如PMIC從其接收功率的電源實體、以及PMIC向其遞送功率的片外功耗實體。在本說明書和權(quán)利要求書中，除非另外注明，否則“功率實體”表示與PMIC耦合的電源實體和功耗實體兩者，而“片外功率實體”表示這種功率實體不與PMIC設(shè)在同一集成電路上?！澳K”表示PMIC的被設(shè)計成與耦合至PMIC的相應(yīng)功率實體相對接的功能塊。在模塊耦合至功耗實體的情況下，該模塊可以被配置成將電流輸送至功耗實體。
[0019]在圖1中，PMIC 101包括耦合至電池136的電源處理模塊116，電池136向PMIC101供應(yīng)原始電壓。PMIC 101也可以從其他功率源(未示出)接收功率，其他功率源包括例如:外部充電器、適配器等。通過使用從電池136或其他功率源接收到的原始電壓，PMIC101可以生成經(jīng)調(diào)節(jié)和控制的電壓以用于對PMIC 101片外的各個功耗實體供電。PMIC 101也可以監(jiān)視提供給功耗實體的電壓，并且可以取決于例如可接受的工作極限、熱條件等來隨時間改變所供應(yīng)的電壓。
[0020]圖1所解說的功耗實體包括微處理器150、LED 134、音頻輸出單元138以及未在本文明確枚舉的其他功耗實體140。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員領(lǐng)會，本公開的技術(shù)可容易地應(yīng)用于圖1未明確示出或本文未明確提及的實體，包括例如其他用戶接口實體、數(shù)字信號處理器、調(diào)制解調(diào)器電路系統(tǒng)等。
[0021]具體而言，在圖1中，LED 134耦合至PMIC 101中的片上LED驅(qū)動器114。LED 134可以包括例如利用白色LED、閃光LED等的背光顯示器。PMIC 101還包括音頻驅(qū)動器118，音頻驅(qū)動器118被耦合成控制遞送給音頻輸出單元138的音頻信號功率。音頻輸出單元138可以包括例如揚聲器、立體聲或單聲道耳機等。PMIC 101還可以包括耦合至需要電源電壓的其他功耗實體140的電壓調(diào)節(jié)器120。
[0022]微處理器150進一步耦合至PMIC 101。微處理器150布置在與PMIC101分開的集成電路上，并且可以從PMIC 101接收經(jīng)調(diào)節(jié)的功率，以及向PMIC 101提供指令以用于控制PMIC 101的操作。例如，PMIC 101上的模塊112可以被配置成使用串行總線接口(SBI)與微處理器150通信。微處理器150可以與PMIC 101通信以實時地管理供應(yīng)給耦合至PMIC101的各個功率實體的電流。模塊112還可以向微處理器150供電。
[0023]如此前所述，將領(lǐng)會，PMIC上的高功率PMIC模塊的某些并發(fā)系統(tǒng)使用場景可以快速地驅(qū)升PMIC管芯上的功率耗散，并因此容易使PMIC超出其熱極限(例如150°C )。例如，在典型的PMIC中，如果所有高功率模塊并發(fā)地使用，則最大功率耗散可以高達(dá)8瓦(W)。然而，對于典型的封裝Θ -JA (被定義為結(jié)區(qū)到環(huán)境熱阻)，為了在最大85°C的環(huán)境溫度下保持結(jié)區(qū)溫度低于125°C，最大可允許功率耗散應(yīng)當(dāng)僅為約2瓦。
[0024]鑒于這些考量，使PMIC有效地管理管芯上的功率耗散以防止結(jié)區(qū)溫度超出工作極限是至關(guān)重要的。在圖1的系統(tǒng)100中，在PMIC 101上提供溫度傳感器110以監(jiān)視管芯上的結(jié)區(qū)溫度。溫度傳感器I1被進一步配置成經(jīng)由微處理器接口 112向微處理器150報告測量。在圖1的系統(tǒng)100中，微處理器150可以響應(yīng)于由溫度傳感器110作出的測量來實時地通過接口 132管理PMIC 101上的各個模塊，以確保PMIC 101上的結(jié)區(qū)溫度不超出工作極限。
[0025]替換地，某些功率管理設(shè)備可以包括片上溫度傳感器，并且可以包括自保護電路系統(tǒng)以進行粗略監(jiān)視并在超出特定溫度閾值時關(guān)閉模塊。圖2解說了 PMIC的溫度曲線，其中PMIC 101粗略地實時管理PMIC 101上的模塊以自保護該設(shè)備。在圖2中，解說了示例性曲線201，其描繪了測得溫度相對于時間的假設(shè)變化。不同階段表示了示例性溫度態(tài)相，其中PMIC101可以采取不同的動作來管理管芯結(jié)區(qū)溫度。注意，圖2中的各個階段和溫度極限的枚舉是僅為解說性目的示出的，而不意圖限制本公開的范圍。
[0026]在圖2中，階段O可以對應(yīng)于PMIC 101的正常工作溫度范圍，例如在溫度Tl以下。階段I可以對應(yīng)于其中結(jié)區(qū)溫度升高的狀況，例如在Tl和T2之間。階段2可以對應(yīng)于一溫度范圍，例如在T2和T3之間，其中PMIC101可以開始自動關(guān)閉用于向某些用戶接口(UI)功耗實體供電的模塊，因為這些用戶接口實體通?？上淖疃喙β?。例如，在階段2中，可以指示PMIC 101上的LED驅(qū)動器114和音頻驅(qū)動器118分別關(guān)閉到LED 134和音頻輸出138的功率，以防止結(jié)區(qū)溫度進一步增加。其他示例性的用戶接口模塊可以包括背光、D類放大器以及振動器馬達(dá)驅(qū)動器。在某些實現(xiàn)中，PMIC 101上的自動硬件控制可以被編程為:當(dāng)結(jié)區(qū)溫度超出最小階段2閾值時，完全關(guān)閉高功率用戶接口模塊。階段3可以對應(yīng)于一溫度范圍，例如在T2和T3之間，其中指示PMIC 101完全關(guān)閉。
[0027]在某些實現(xiàn)中，溫度傳感器110可以提供對所檢測到的溫度范圍的指示，例如，指示檢測到階段2溫度的獨立信號等等。替換地，溫度傳感器110可以提供簡單的溫度讀數(shù)，且微處理器150或PMIC 101可以使用該溫度讀數(shù)來確定相應(yīng)的溫度階段。
[0028]沿著示例性溫度曲線201的軌跡可見，隨著UI特征被關(guān)閉，PMIC 101的溫度可以從階段3冷卻回到階段O。在階段0，PMIC 101可被允許恢復(fù)正常操作。注意，如果PMIC101在階段3中關(guān)閉，則它可以關(guān)閉由PMIC101及其他芯片(包括微處理器150)所使用的全部已調(diào)節(jié)電源電壓。為了在這一熱關(guān)閉事件之后重新激活PMIC 101，可以利用上電觸發(fā)，諸如電源按鈕按壓。
[0029]注意，在圖1和2所述的基線實現(xiàn)中，微處理器150可設(shè)有軟件，該軟件響應(yīng)于所檢測到的結(jié)區(qū)溫度來指示PMIC 101調(diào)節(jié)模塊電流設(shè)置。因此，PMIC 101的熱管理會需要緊密的監(jiān)視和與微處理器150的軟件交互。然而，用軟件實現(xiàn)熱管理特征一般導(dǎo)致較大的等待時間，因為測得溫度和到PMIC 101的微處理器指令必須通過接口 132來回傳輸。而且，在其中微處理器150由于例如軟件故障被“鎖定”或者另行具有慢響應(yīng)時間的某些場景下，PMIC 101的結(jié)區(qū)溫度可能不經(jīng)意地被允許上升至可接受水平以上。
[0030]替換地，如果采用粗略熱管理關(guān)閉技術(shù)，如先前參照圖2所述，則對于PMIC的自保護而言不需要單獨的微處理器控制。然而，與這種粗略技術(shù)相比，將期望對PMIC 101上提供的熱管理電路系統(tǒng)提供更精細(xì)的粒度，從而使得可以對例如由PMIC 101從電源接收到的電流量、或者由PMIC 101向功耗實體輸送的電流量等施加更多控制。還將期望具有指定相對優(yōu)先級的技術(shù)，這些相對優(yōu)先級可以在響應(yīng)于升高的溫度而減小模塊的相應(yīng)電流時被指配給模塊。
[0031]根據(jù)本公開，提供了用于提供與PMIC直接集成的自主熱控制器的技術(shù)。這一自主熱控制器可設(shè)有多種功能，并且可以基于測得的結(jié)區(qū)溫度直接管理PMIC上的功率模塊，從而減小與跟單獨的片外微處理器傳達(dá)熱管理數(shù)據(jù)和指令相關(guān)聯(lián)的等待時間。
[0032]圖3解說了根據(jù)本公開的PMIC 301的示例性實施例。在圖3中，熱控制器320與PMIC 301集成，即與PMIC 301的其余部分設(shè)在同一集成電路上。熱控制器320也可以在本文表示為“自主”熱控制器，因為它與PMIC301集成并因此不需要由片外實體(諸如圖1的微控制器150)進行實時控制。熱控制器320從溫度傳感器310接收對PMIC 301的結(jié)區(qū)溫度的測量。基于溫度測量，熱控制器320可以對PMIC 301上的各個模塊330.1到330.N施加精細(xì)控制，以處理由功率源遞送至PMIC 101的功率、以及由PMIC 301遞送至各個片外功耗實體的功率。
[0033]在示例性實施例中，熱控制器320的功能可由例如PMIC 301的嵌入式微控制器(圖3未示出)來執(zhí)行。具體而言，嵌入式微控制器可以是PMIC301本地的，且用于實現(xiàn)自主熱控制器的功能的軟件可以被存儲在該嵌入式微控制器可訪問的非易失性存儲器上。在示例性實施例中，嵌入式微控制器可設(shè)有一有限指令集，該有限指令集可例如對PMIC內(nèi)的不同寄存器執(zhí)行一系列讀取和寫入來作為預(yù)定義序列的一部分，該預(yù)定義序列可以被存儲在PMIC上的一次性可編程(OTP)非易失性存儲器上。
[0034]在某些示例性實施例中，微控制器也可以充當(dāng)可編程引導(dǎo)定序器(PBS)，該可編程引導(dǎo)定序器可以被設(shè)計成允許將設(shè)備編程為在加電期間順序地執(zhí)行不同操作(例如，以預(yù)定義次序打開調(diào)節(jié)器、或者進行SBI寄存器寫入以便在引導(dǎo)之際在沒有來自微處理器的指導(dǎo)的情況下預(yù)先配置PMIC、等等)。
[0035]圖4解說了根據(jù)本公開的熱控制器320的示例性實施例320.1。注意，示例性實施例320.1是僅為解說性目的示出的，而不意圖將本公開的范圍限制為自主熱控制器必須具有圖4所公開的具體功能。
[0036]如前所述，由于特定使用情形期間高功率模塊的并發(fā)激活，因此結(jié)區(qū)溫度可能超出第一預(yù)定溫度閾值。熱控制器320.1內(nèi)的熱定序器450可以在溫度超出第一閾值時被激活。熱定序器450，或“定序器”(在本文區(qū)別于“可編程引導(dǎo)定序器”)可以響應(yīng)于溫度超出預(yù)定閾值而順序地按比例減小由多個模塊所處理的電流。
[0037]在示例性實施例中，可編程優(yōu)先級指派可以確定在多個模塊上執(zhí)行電流減小的次序。例如，由第一較高優(yōu)先級模塊接收或輸送的電流可以在由第二較低優(yōu)先級模塊接收或輸送的電流被減小之前被減小，等等。在本說明書和權(quán)利要求書中，術(shù)語“高優(yōu)先級”可以表示模塊的電流應(yīng)當(dāng)在序列中被首先減小，即在減小其他“較低優(yōu)先級”模塊的電流之前。
[0038]在示例性實施例中，熱控制器可以包括多個熱優(yōu)先級寄存器410.1到410.N。每個優(yōu)先級寄存器存儲被指派給相應(yīng)模塊的可編程優(yōu)先級值。以此方式，熱控制器可以被編程為指定減小各模塊的電流的次序。例如，與最高功耗實體(諸如開關(guān)模式電池充電器(SMBC))相對應(yīng)的模塊可以使用熱優(yōu)先級寄存器被指派最高優(yōu)先級，相反，與造成較低功率耗散的實體相對應(yīng)的模塊(諸如閃光LED、WLED和音頻放大器)可以被指派相繼更低的優(yōu)先級。在示例性實施例中，優(yōu)先級指派是可編程的，以使得它們可以例如使用來自微處理器150的軟件基于用戶要求來被設(shè)置。替換地，它們可以被硬編碼至NV存儲器中。
[0039]在示例性實施例中，熱控制器也可以包括一組最小縮放因子(SF)寄存器420.1到420.No在示例性實施例中，每個SF寄存器可以被編程有對應(yīng)于每個模塊的最小縮放因子(minSF)。SF寄存器可以設(shè)置最小電流，定序器在熱事件期間將使每個模塊減小至該最小電流，然后繼續(xù)減小下一優(yōu)先級模塊的電流縮放因子。例如，用于由SMBC模塊提供給電池的充電電流的最小縮放因子可以被設(shè)為將全部2安培的默認(rèn)電流按比例縮小為不小于500mA,此后熱控制器320.1應(yīng)前進至減小由熱優(yōu)先級寄存器410所指定的下一較低優(yōu)先級模塊輸送的電流。
[0040]在示例性實施例中，一旦結(jié)區(qū)溫度降至第二閾值以下，該第二閾值可對應(yīng)于PMIC正常工作的可接受溫度范圍，則定序器可以停止減小模塊電流，并且將適當(dāng)?shù)碾娏骺s放因子鎖存至熱控制器中的寄存器(未示出)。
[0041]注意，在本說明書和權(quán)利要求書中，電流縮放因子、或者“最大”電流縮放因子可以是由PMIC上與片外功率實體相對應(yīng)的模塊所處理的(例如，從其接收或由其輸送的)最大電流量的度量。構(gòu)想了本公開的技術(shù)也可應(yīng)用于控制除每個模塊的電流縮放因子以外的功耗參數(shù)。例如，實體的平均電流消耗、平均功耗、峰均功耗、放大器增益(在音頻放大器的情況下)、模塊中調(diào)節(jié)器的切換頻率(例如，對應(yīng)于SMPS、SMBC或背光WLED驅(qū)動器)等中的任一者或全部可以根據(jù)本公開的技術(shù)來監(jiān)視、調(diào)節(jié)和/或控制。
[0042]圖5解說了可由熱定序器在激活之際執(zhí)行的操作的示例性實例。注意，圖5是僅為解說性目的示出的，而不意圖將本公開的范圍限制為所示的任何特定熱定序器方案。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員鑒于本文所公開的原理可容易作出對圖5所示方案的修改，并且此類替代示例性方案被構(gòu)想為落在本公開的范圍之內(nèi)。
[0043]在圖5中，在框501，熱定序器關(guān)閉，并且處于重置狀態(tài)。注意，在重置狀態(tài)中，所有已存儲的縮放因子(SF)值可以根據(jù)預(yù)定的默認(rèn)值來設(shè)置，例如，對應(yīng)于所有功率實體的滿標(biāo)電流的值。
[0044]在框502，檢查溫度T是否大于或等于Tl。如果是，則操作前進至框503。如果否，則操作可以在框502繼續(xù)檢查。
[0045]在框503，激活熱定序器，并且在框504，檢查溫度T是否小于TRES。如果是，則可以確定不需要激活熱定序器，且因此操作返回至框501。如果否，則操作前進至框505。
[0046]將領(lǐng)會，如果溫度降至重置閾值TRES以下，則所有已鎖存的SF值可以被恢復(fù)至它們的原始默認(rèn)值。以此方式，如果設(shè)備溫度回到環(huán)境溫度，或回到顯著低于TO閾值(例如比TO閾值低10°或20°C的)任何溫度，則各模塊可以自動返回至其全部性能能力。于是，熱控制器會隨著重置而被禁用，直到例如另一熱事件將管芯結(jié)區(qū)溫度再次推升至Tl以上。在示例性實施例中，TRES可以小于T0。
[0047]在框505，檢查溫度(T)是否高于閾值Tl。如果否，則熱定序器繼續(xù)檢查。如果是，則熱定序器前進至框506。
[0048]在框506，第一模塊的電流縮放因子SF(I)可按步進大小遞減。在示例性實施例中，步進大小可以是預(yù)定的并且被設(shè)為固定值，或者步進大小可經(jīng)由軟件控制來編程。
[0049]在框508，檢查溫度(T)是否低于比Tl低的閾值TC。如果是，則熱定序器可繼續(xù)至框512。如果否，則定序器可繼續(xù)至框510。將領(lǐng)會，閾值TO可被選為對應(yīng)于正常工作溫度范圍的上界，其中如果Τ〈Τ0，則不需要執(zhí)行進一步的電流縮放因子減小。因此，如果Τ〈Τ0，則在框512，熱定序器將現(xiàn)有的電流縮放因子值鎖存至例如熱控制器中的多個寄存器供后續(xù)使用。
[0050]在框510，檢查SF(I)是否大于或等于第一模塊的最小縮放因子minSF (I)。如果是，則定序器返回至框506。如果否，則定序器前進至對下一模塊的處理，下一模塊例如是模塊2 (模塊2的處理未在圖5明確示出)。將領(lǐng)會，給定模塊的最小縮放因子可被選擇為對應(yīng)于電流縮放因子可被減小至的最小水平。在示例性實施例中，一旦SF(I)被減小為minSF (I)，則如果溫度保持升高，定序器在此時將不會進一步減小SF(I)，而是會轉(zhuǎn)至減小下一模塊的電流縮放因子(例如，循環(huán)通過SF (η)，其中η是從I到N的索引，表示PMIC的所有模塊)。在示例性實施例中，模塊I到N的排序可由參照圖4所述的寄存器410.1到410.N來規(guī)定。
[0051]在示例性實施例中，對于從I到N的所有模塊η的處理可以類似于參照模塊I描述的處理進行，例如可以為從I到N的所有模塊η提供用于模塊I的框504到510的類似框。在圖5中，為簡潔起見不解說對模塊2到N-1的處理，而是用框510和514之間的省略號、以及框522和504之間的省略號表不。
[0052]將領(lǐng)會，可以為所有因模塊而異的處理框提供因模塊而異的參數(shù)，例如每個模塊可以具有不同的相關(guān)聯(lián)的縮放因子SF (η)以及不同的最小縮放因子minSF (η)。在不例性實施例中，這些值可以通過對如前參照圖4描述的寄存器410和420進行編程來設(shè)置。
[0053]框514到520表示對應(yīng)于最低優(yōu)先級模塊的模塊N的處理，例如，如使用圖4中的優(yōu)先級寄存器410.1到410.N指定的。
[0054]在框520之后，如果SF (N)不大于或等于minSF (N)，則定序器前進至框530。在框530，檢查T是否大于比Tl大的閾值溫度T2。如果否，則定序器繼續(xù)檢查。如果是，則定序器前進至框540，在此可以應(yīng)用自保護方案，其中選擇性地關(guān)閉PMIC的模塊。將領(lǐng)會，溫度T大于T2可以指示盡管熱控制器采取了動作以減小模塊電流縮放因子，但溫度仍在升高，在該情況下可能需要采取自保護方案。
[0055]在框540，關(guān)閉所有用戶接口(UI)模塊，且定序器前進至框550。
[0056]在框550，檢查T是否大于比T2大的閾值溫度T3。如果否，則定序器繼續(xù)檢查。如果是，則可以在框560關(guān)閉整個PMIC。注意，如果熱控制器為自保護而關(guān)閉整個PMIC，則PMIC可能需要接收上電觸發(fā)(例如，來自電源按鈕或充電器插入的上電觸發(fā))以便被重新激活。
[0057]可以構(gòu)想，鑒于本公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地得出除圖5所示的熱定序器方案以外的其他用于降低PMIC溫度的替代熱定序器方案。例如，熱定序器的替代示例性實施例可以納入或可以不納入滯后、和/或替代的模塊優(yōu)先級排序方案(例如，其中所有模塊的縮放因子都步伐一致地同時減小，其中每個模塊具有不同的步進大小)、比所示更少或更多的溫度閾值、等等。而且，在替代的示例性實施例中可以執(zhí)行圖5未明確示出的各種溫度檢查。例如，在替代的示例性實施例中，不需要執(zhí)行框504處的溫度檢查。這種替代的示例性實施例被構(gòu)想為落在本公開的范圍內(nèi)。
[0058]圖6解說了因自主控制器320.1的熱管理所產(chǎn)生的PMIC的示例性溫度曲線。注意，溫度變量T0、T1等不需要對應(yīng)于如前參照圖2所述的相同變量。在圖6中，解說了示例性曲線601，其描繪PMIC溫度相對于時間的假設(shè)變化。從時間t0到tl，可以看到測得溫度從TO上升至Tl。在時間tl，當(dāng)測得溫度超出第一閾值Tl時，激活熱定序器。在示例性實施例中，熱定序器可以執(zhí)行如前參照圖5所述的操作。
[0059]在熱定序器在時間tl激活之后，可以看到，由于熱定序器執(zhí)行的動作(例如此前參照圖5所述的動作)，溫度變化速率在時間tl到t3之間減小。在時間t2，可以看到溫度回到Tl以下，而在時間t3，溫度回到TO以下。在示例性實施例中，熱定序器所應(yīng)用的溫度降低方案可以納入滯后，例如一旦溫度超出Tl就可以減小模塊的電流縮放因子，并且只要溫度保持在比Tl低的TO以上就可以繼續(xù)減小模塊的電流縮放因子。
[0060]鑒于本公開，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將領(lǐng)會，上述任何技術(shù)可以獨立地實現(xiàn)或者彼此相結(jié)合地實現(xiàn)，以及與本文未明確提及的其他技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，信息和信號可使用各種不同技術(shù)和技藝中的任何一種來表示。例如，貫穿上面描述始終可能被述及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、位(比特)、碼元、和碼片可由電壓、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。
[0061]本領(lǐng)域技術(shù)人員將進一步領(lǐng)會，結(jié)合本文所公開的實施例描述的各種解說性邏輯框、模塊、電路、和算法步驟可被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件、或兩者的組合。為清楚地解說硬件與軟件的這一可互換性，各種解說性組件、塊、模塊、電路、和步驟在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此類功能性是被實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體應(yīng)用和施加于整體系統(tǒng)的設(shè)計約束。技術(shù)人員可針對每種特定應(yīng)用以不同方式來實現(xiàn)所描述的功能性，但此類實現(xiàn)決策不應(yīng)被解讀為致使脫離本發(fā)明的示例性實施例的范圍。
[0062]結(jié)合本文所公開的實施例描述的各種解說性邏輯塊、模塊、和電路可用設(shè)計成執(zhí)行本文所描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、VLSI庫元件、分立硬件組件、或其任何組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，該處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協(xié)同的一個或多個微處理器、或任何其他此類配置。
[0063]結(jié)合本文所公開的實施例描述的方法或算法的各個步驟可直接用硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或兩者的組合來實現(xiàn)。軟件模塊可駐留在隨機存取存儲器(RAM)、閃存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦式可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性存儲介質(zhì)被耦合到處理器，以使得處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀取/寫入信息。替換地，存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端中。替換地，處理器和存儲介質(zhì)可作為分立組件駐留在用戶終端中。
[0064]在一個或多個示例性實施例中，所描述的功能可在硬件、軟件、固件或其任何組合中實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則各功能可以作為一條或多條指令或代碼存儲在計算機可讀介質(zhì)上或藉其進行傳送。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)兩者，包括促成計算機程序從一地向另一地傳遞的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是能被計算機訪問的任何可用介質(zhì)。作為示例而非限定，此類計算機可讀介質(zhì)可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或能被用來攜帶或存儲指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的期望程序代碼且能被計算機訪問的任何其它介質(zhì)。任何連接也被正當(dāng)?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。例如，如果軟件是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)從web網(wǎng)站、服務(wù)器、或其它遠(yuǎn)程源傳送而來，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外、無線電、以及微波之類的無線技術(shù)就被包括在介質(zhì)的定義之中。如本文所用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字多用碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中盤(disk)常常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而碟(disc)用激光來光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)被包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。
[0065]提供前面對所公開的示例性實施例的描述是為了使本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能制作或使用本發(fā)明。對這些示例性實施例的各種修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的，并且本文中定義的一般原理可被應(yīng)用于其他實施例而不會脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明不是旨在限于本文所示的各實施例，而是應(yīng)被授予與本文所公開的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裝置，包括: 多個模塊，每個模塊被配置成處理去往或來自相應(yīng)片外功率實體的功率； 溫度傳感器，被配置成感測其上提供所述多個模塊的集成電路的溫度； 熱控制器，被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率；其中所述熱控制器和所述多個模塊設(shè)在單個集成電路上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，用于操作所述溫度控制器的指令被存儲在嵌入式微控制器中。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括數(shù)字邏輯，所述數(shù)字邏輯包括用于操作所述溫度控制器的硬編碼的有限狀態(tài)機。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括單個集成電路，所述單個集成電路包括用于實現(xiàn)與所述熱控制器相關(guān)聯(lián)的操作的數(shù)字邏輯。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成調(diào)節(jié)每個模塊的電流縮放因子以調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的所述功率。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度高于閾值而減小至少一個模塊的電流縮放因子。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成將每個模塊的電流縮放因子減小到不小于最小電流縮放因子。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成響應(yīng)于所有模塊的電流縮放因子被減小到最小電流縮放因子，且響應(yīng)于所感測到的溫度高于比所述第一閾值大的第二閾值而進一步關(guān)閉與用戶接口功耗實體相對應(yīng)的所有模塊。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度高于比所述第二閾值大的第三閾值而進一步關(guān)閉所有功率實體。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度高于第一閾值而按順序減小所述多個模塊的電流縮放因子，所述順序是由多個縮放優(yōu)先級寄存器來確定的。
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成響應(yīng)于所感測到的溫度高于第一閾值而并行地減小所述多個模塊的電流縮放因子。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個功率實體包括開關(guān)模式電池充電器或線性模式電池充電器。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個功耗實體包括背光顯示器驅(qū)動器、閃光LED驅(qū)動器或音頻放大器。
14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，至少一個功率實體是用戶接口功耗實體。
15.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述嵌入式微處理器還被配置為可編程引導(dǎo)定序器。
16.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成調(diào)節(jié)模塊的放大器增益以調(diào)節(jié)由所述模塊處理的音頻信號功率。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱控制器被配置成調(diào)節(jié)模塊的切換頻率以調(diào)節(jié)由所述模塊處理的所述功率。
18.—種方法，包括: 感測功率管理集成電路(PMIC)的溫度，所述PMIC上提供多個模塊，每個模塊被配置成處理去往或來自所述PMIC片外的相應(yīng)功率實體的功率； 響應(yīng)于所感測到的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率，其中所述調(diào)節(jié)由所述PMIC上提供的熱控制器來執(zhí)行。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)功率包括:調(diào)節(jié)每個模塊的電流縮放因子以調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的所述功率。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)電流縮放因子包括:響應(yīng)于所感測到的溫度高于閾值而減小至少一個模塊的電流縮放因子。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，調(diào)節(jié)電流縮放因子還包括:將每個模塊的電流縮放因子減小到不小于最小電流縮放因子。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括:響應(yīng)于所有模塊的電流縮放因子被減小到最小電流縮放因子，且響應(yīng)于所感測到的溫度高于比所述第一閾值大的第二閾值而關(guān)閉與用戶接口功耗實體相對應(yīng)的所有模塊。
23.—種設(shè)備，包括: 用于處理去往或來自至少一個相應(yīng)的片外功率實體的功率的裝置； 用于感測其上提供所述用于處理功率的裝置的集成電路的溫度的裝置； 用于響應(yīng)于所感測到的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率的裝置，其中所述用于調(diào)節(jié)的裝置和所述用于處理功率的裝置設(shè)在單個集成電路上。
24.—種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品存儲用于使計算機管理集成電路的溫度的代碼，所述代碼包括: 用于使計算機向處理去往或來自至少一個相應(yīng)的片外功率實體的功率的多個模塊指派優(yōu)先級的代碼； 用于使計算機確定其上提供所述多個模塊的集成電路的溫度的代碼；以及 用于使計算機響應(yīng)于所確定的溫度來調(diào)節(jié)由所述多個模塊中的每一個模塊所處理的功率的代碼；其中所述用于使計算機調(diào)節(jié)功率的代碼與所述用于使計算機指派優(yōu)先級的代碼設(shè)在集成在單個芯片上的存儲器中。
25.如權(quán)利要求24所述的計算機程序產(chǎn)品，其特征在于，還包括: 用于使計算機向所述多個模塊中的每一個模塊指派最小電流縮放因子的代碼。
【文檔編號】G06F1/20GK104487911SQ201380039339
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月26日
【發(fā)明者】R·K·羅斯基, S·C·達(dá)爾 申請人:高通股份有限公司