用于相干电源管理的系统和方法技术方案

在实施方案中，系统包括在不同时域(例如，具有不同带宽)中操作的多个电源管理机构和被配置为协调这些机构的操作的控制电路。例如，如果一个机构正在向系统添加能量，则控制电路可以通知另一机构能量即将到来，使得该另一机构不会采取如果没有能量到时它将采取的激烈动作。如果负载附近的电路检测到轻负载，并且系统中有足够的能量，则控制电路可以使电源管理单元(PMU)产生较少的能量或甚至暂时关闭。本公开描述了用于协调、连贯使用电力的各种机构。

A System and Method for Coherent Power Management

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于相干电源管理的系统和方法
本文所述的实施方案涉及电子系统中的电源管理，并且更具体地，涉及相干地管理包括在系统中的多个电源管理电路。
技术介绍
电子系统实现各种电源管理机构，以试图优化所消耗的电力和所实现的性能的平衡。这些机构包括逻辑上靠近电源管理的负载的高速、高带宽机构。例如，高速、高带宽机构可以集成在与负载相同的集成电路上，或者逻辑上靠近负载，诸如在负载的接口上。该机构还包括逻辑上远离负载的较低速度、较低带宽机构(例如，更靠近电源)。一般来讲，电源管理机构不在反馈回路中操作，并且彼此独立。因此，无法保证这些机构能够很好地协同工作。事实上，这些机构有时可能在交叉目的下起作用。例如，电流和电流变化率(di/dt)达到足够大的值，并且需要节流机构来限制不同时间尺度的电效应。这些机构之间的协调对于防止系统中的稳定性问题和附加噪声的激发可能是重要的。电流和di/dt较大的另一个后果是，由于电压保护带和下垂，以电的方式各种处理器(诸如中央处理单元(CPU)和图形处理单元(GPU))的性能受到影响。如果不控制电力传送的电气行为，则保护带将继续增加而不减少。此外，系统内的电力摊销可相当复杂。例如，如果通过关闭和打开负载和电源来连续对总线电容器充电和放电，则可以通过保持某些系统开启并等待最佳点将其关闭和打开来节省大量电力。CPU和GPU电力轨的电气性能预计将出现越来越大的偏差。
技术实现思路
在实施方案中，系统包括在不同时域(例如，具有不同带宽)中操作的多个电源管理机构和被配置为协调机构的操作的控制电路。例如，如果一个机构向系统添加能量，则控制电路可以通知另一机构能量即将到来，以便描述协调一致地连贯使用电力的该另一机构。附图说明下面的详细描述参照附图，现在对这些附图进行简要说明。图1是包括相干电源管理系统(CPMS)的系统的一个实施方案的高级视图的框图。图2是包括CPMS的系统的一个实施方案的框图，CPMS被示为一组信用状态机、遥测电路和节流电路。图3是包括具有特定补偿电路和检测器电路的CPMS的系统的一个实施方案的框图。图4是用于固定相位补偿电路的状态机的一个实施方案的框图。图5是用于滑行补偿电路的状态机的一个实施方案的框图。图6是用于动态负载线补偿电路的状态机的一个实施方案的框图。图7是系统的一个实施方案的框图。图8是计算机可访问存储介质的一个实施方案的框图。尽管本公开中所述的实施方案可受各种修改形式和另选形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并将在本文中详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述不旨在将实施方案限制为所公开的特定形式，而相反，本公开旨在涵盖落入所附权利要求书的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。本文所使用的标题仅用于组织目的，并不旨在用于限制说明书的范围。如在整个本申请中所使用的那样，以允许的意义(即，意味着具有可能性)而非强制的意义(即，意味着必须)使用“可能”一词。类似地，字词“包括”、“包含”是指包括但不限于。在本公开内，不同实体(其可被不同地称为“单元”、“电路”、其他部件等等)可被描述或声称成“被配置为”执行一个或多个任务或操作。此表达方式—被配置为[执行一个或多个任务]的[实体]—在本文中用于指代结构(即，物理的事物，诸如电子电路)。更具体地，此表达方式用于指示此结构被布置成在操作期间执行一个或多个任务。结构可被描述成“被配置为”执行某个任务，即使该结构当前并非正被操作亦如此。“被配置为生成输出时钟信号的时钟电路”旨在涵盖例如在操作期间执行该功能的电路，即使所涉及的电路当前并非正被使用(例如该电路并未连接到电源)。因此，被描述或表述成“被配置为”执行某个任务的实体是指物理的事物，诸如设备、电路、存储可执行以实施该任务的程序指令的存储器等。该短语在本文中不被用于指代无形的事物。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。硬件电路可包括以下项的任意组合：组合式逻辑电路、时钟存储设备(诸如触发器、寄存器、锁存器等)、有限状态机、存储器(诸如静态随机存取存储器或嵌入式动态随机存取存储器)、定制设计电路、模拟电路、可编程逻辑阵列等。类似地，为了描述方便，可将各种单元/电路/部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。术语“被配置为”并不旨在表示“可被配置为”。例如，未经编程的FPGA不会被认为是“被配置为”执行某个特定功能，虽然其可能“能够被配置为”执行该功能。在适当编程之后，FPGA然后可被配置为执行该功能。所附权利要求书中表述被配置为执行一个或多个任务的单元/电路/部件或其他结构明确地旨在对该项权利要求不援引35U.S.C.§112(f)的解释。于是，所提交的本申请中没有任何权利要求旨在要被解释为具有装置-加-功能要素。如果申请人在申请过程中想要援引112(f)部分，则其将利用“用于”[执行功能]“的装置”结构来表述权利要求的要素。在一个实施方案中，可通过以硬件描述语言(HDL)诸如Verilog或VHDL对电路的描述进行编码来实现根据本公开的硬件电路。可针对为给定集成电路制造技术设计的单元库来合成HDL描述，并可出于定时、功率和其他原因而被修改，以获得可被传输到工厂以生成掩模并最终产生集成电路的最终的设计数据库。一些硬件电路或其部分也可在示意图编辑器中被定制设计并与合成电路一起被捕获到集成电路设计中。该集成电路可包括晶体管并还可包括其他电路元件(例如，无源元件，诸如电容器、电阻器、电感器等)，以及晶体管和电路元件之间的互连件。一些实施方案可实现耦接在一起的多个集成电路，以实现硬件电路，和/或可在一些实施方案中使用离散元件。另选地，HDL设计可被合成为可编程逻辑阵列诸如现场可编程门阵列(FPGA)并且可在FPGA中实现。如本文所用，术语“基于”或“取决于”用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除可能有附加因素可影响确定。也就是说，确定可仅基于指定的因素或基于所指定的因素及其他未指定的因素。考虑短语“基于B确定A”。这个短语指定B是用于确定A的因素或者其影响A的确定。这个短语并不排除A的确定也可能基于某个其他因素诸如C。这个短语还旨在涵盖A仅基于B来确定的实施方案。如本文所用，短语“基于”与短语“至少部分地基于”是同义的。本说明书包括对各种实施方案的参考，以指示本公开并非旨在提及一个特定具体实施，而是提及落入包括所附权利要求书的本公开的实质内的一系列实施方案。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。具体实施方式本文描述的相干电源管理系统(CPMS)可以提供跨多个电源管理机构的电源管理协调，其可以在不同的时间尺度上操作(例如，它们可以具有不同的带宽或延迟)。即，给定的电源管理机构可能具有一定的等待时间来响应系统中的事件。在不存在CPMS的情况下，各种电源管理机构可以独立设计并独立运行。因此，CPMS被包括以协调电源管理机构的工作。例如，如果第一电源管理机构已经在运行以处理事件，则可以搁置其他电源管理机构或者可以减少其动作以考虑第一电源管理机构的操作。如果一个电源管理机构即将关闭部件但另一个电源管理机构指示即将进行的活动，则可以延迟/取消断电以避免断电并且此后不久再次上电(浪费能量)。尽管这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：电源管理的负载；电源管理单元，所述电源管理单元耦接到处理器并且被配置为向所述电源管理的负载供应电力；多个电路，其中：所述多个电路中的每个电路实现不同的电源管理机构；所述电源管理机构中的每个电源管理机构都会影响相同的电源管理的负载；所述多个电路在多个时域中的不同时域中操作，其中对应于所述多个时域中的每个时域的时间特性与所述多个时域中的每个时域的所述时间特性彼此不同；以及控制电路，所述控制电路被配置为协调由所述多个电路实现的所述电源管理机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.13 US 15/430,6991.一种系统，包括：电源管理的负载；电源管理单元，所述电源管理单元耦接到处理器并且被配置为向所述电源管理的负载供应电力；多个电路，其中：所述多个电路中的每个电路实现不同的电源管理机构；所述电源管理机构中的每个电源管理机构都会影响相同的电源管理的负载；所述多个电路在多个时域中的不同时域中操作，其中对应于所述多个时域中的每个时域的时间特性与所述多个时域中的每个时域的所述时间特性彼此不同；以及控制电路，所述控制电路被配置为协调由所述多个电路实现的所述电源管理机构。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电源管理的负载包括集成电路。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述电源管理的负载包括处理器。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述多个电源管理机构中的第一电源管理机构是固定相位模式，其中所述电源管理单元被配置为将所述电源管理单元中的电压调节器的多个启用相位限制为固定数量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述多个电源管理机构中的第二电源管理机构是其中所述电源管理单元被配置为禁用对所述电源管理的负载的供电，并且所述电源管理的负载被配置为对存储在耦合在到所述电源管理的负载的电源输入和接地部之间的电容器中的能量进行操作的模式。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述多个电源管理机构中的第三电源管理机构是其中在操作期间基于所述电源管理的负载的状态调整所述电源管理单元的负载线的动态负载线模式。7.根据权利要求1至6中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·狄博尼二世，I·M·索迪，K·考克斯，G·R·威廉姆斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US