用于设备电力管理的供给电压控制制造技术

用于设备电力管理的供给电压控制。一个实施例提供用于减小设备逻辑中的泄漏电流的方法，所述设备逻辑具有操作供给电压阈值、非零数据留存供给电压阈值，以及两个或更多个裸片上晶体管开关以可切换地将电压源连接到设备逻辑。在逻辑进入空闲时段之后，打开开关中的一个或多个以将逻辑的供给电压降低到低于操作供给电压阈值但高于数据留存供给电压阈值。当逻辑退出空闲时段时，闭合开关中的一个或多个以将逻辑的供给电压升高到高于操作供给电压阈值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】用于设备电力管理的供给电压控制。一个实施例提供用于减小设备逻辑中的泄漏电流的方法，所述设备逻辑具有操作供给电压阈值、非零数据留存供给电压阈值，以及两个或更多个裸片上晶体管开关以可切换地将电压源连接到设备逻辑。在逻辑进入空闲时段之后，打开开关中的一个或多个以将逻辑的供给电压降低到低于操作供给电压阈值但高于数据留存供给电压阈值。当逻辑退出空闲时段时，闭合开关中的一个或多个以将逻辑的供给电压升高到高于操作供给电压阈值。【专利说明】用于设备电力管理的供给电压控制
技术介绍
电子设备可以制定电力管理方案以减小功耗、限制热耗散、延长电池寿命等。电力管理方案的一个方面可以以设备中所谓的“泄漏电流”为目标一当设备的部件空闲时流过该部件的相对小的电流。为此，设备可以包括配置为检测一个或多个设备部件的空闲条件的电力管理单元(PMU)。在检测到空闲条件之后，可以保存空闲部件的逻辑状态，并且到该部件的供给电压被断开。以这种方式，大大减小了否则将被拉动通过部件的泄漏电流。在一段时间之后，PMU可以检测恢复无电力部件的操作的请求。那时候，对部件的供给电压得以恢复，并且部件的逻辑状态得以还原。上文概述的电力管理方案对于一些设备和使用场景与其它相比更有用。限制其效用的特征是每次检测到空闲条件时都需要保存空闲部件的逻辑状态，以及每次部件返回到操作时都需要还原逻辑状态。一般而言，每个保存和还原操作都要求时间、处理能力以及能量。因此，上文的方案最适用于空闲条件相对稀少并且历时相对长的场景。如果要求更频繁的保存和恢复操作，那么可能使设备的总性能受损，并且可能削弱潜在电力节省。【专利附图】【附图说明】图1示意性地示出了根据本公开的实施例的示范性电子设备的各方面。图2示出了根据本公开的实施例的数据状态还原电力管理方案的各方面。图3是根据本公开的实施例的逻辑设备部件的两个不同使用场景的比较。图4示出了根据本公开的实施例的数据状态保留电力管理方案的各方面。图5和6示出了根据本公开的实施例的逻辑设备部件的各方面。图7示出了根据本公开的实施例的、用于减小逻辑设备部件中的泄漏电流的示范性方法。【具体实施方式】现在将通过示例并且参考上文列出的所示出的实施例对本公开的各方面进行描述。在一个或多个实施例中可以大致相同的部件、过程步骤以及其它元件被同等地标识并且以最低限度的重复进行描述。然而，将注意的是，被同等标识的元件也可以某种程度上不同。将进一步注意的是，包括在本公开中的附图是示意性的并且一般未按比例绘图。而是，可能故意扭曲图中示出的部件的各绘图比例、长宽比以及数目以使某些特征或关系更易于查看。图1示意性地示出了一个实施例中的示范性电子设备10的各方面。设备可以是例如蜂窝电话、计算机、手持式媒体播放器或游戏系统。图1的设备包括部件12A、12B和12C。更一般地，设备可以包括任何数目的部件12。术语“部件”、“设备部件”、“逻辑设备部件”、“逻辑”、“逻辑结构”、“设备逻辑”在本文中用来指示设备的有电力的子结构。设备10的部件可以包括例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)或片上系统(S0C)。在本文所考虑的实施例中，部件中的至少一个可配置用于易失性数据存储一即数据存储在要求至少一些电力以对数据状态加以留存的某一形式的电子存储器中。在图1的实施例中，这类电力来源于电池14。尽管图中仅示出了一个电池，但是设备可以包括任何数目的电池。在其它实施例中，电池可以由任何其它适合的电源替换，诸如例如插入式电源或太阳能电池。来自电池或其它电源的电力经由PMU16分布到设备的各部件。适当的经负载调节的电压(例如+3.3VDC)从电压调节器18供应到PMU0图1的各方面不应以限制性意义来理解，因为也可以预期大量其它实施例。例如，设备10可以包括多于一个电压调节器以将多于一个的经调节电压供应到部件12。一个或多个电压调节器可以在裸片上或裸片外。设备10和其中的部件可以经受间歇使用。在不被使用期间，部件中的一个或多个的逻辑结构可以空闲一即不实施操作。如果在空闲条件期间部件保持有电力，那么该部件内的逻辑结构可以继续拉动与供应到部件的电压成比例的相对小的“泄漏电流”。随着时间的过去，损失到泄漏电流的能量的量可能是显著的。因此，PMU16可配置为制定电力管理方案，其中暂停到空闲部件的电力供给。该策略可以帮助减小功耗、限制热耗散、延长电池寿命等。在一些情况下，部件的逻辑结构可以定义在空闲时段期间必须保留的逻辑状态，使得当部件恢复到操作时可以重新开始所期望的功能性。这类逻辑状态可以包括例如以下各项的内容:寄存器堆、数据和指令高速缓存和/或位标记。如果存储在部件中的逻辑状态是易失性的，那么PMU16在暂停到部件的电力之前必须将状态保存在其它地方一例如在非易失性存储中。此外，当部件恢复到操作时，必须还原所保存的逻辑状态一即写回到部件中使得可以重新开始所期望的功能性。图2以示例的 方式示出数据状态还原PM方案20的各方面，PMU16可配置为制定该数据状态还原PM方案20。上面的曲线表示一个示范性场景中的与时间相对的部件使用；它与下面的曲线共享同一时间轴，该下面的曲线表示与时间相对的供给电压。图2表示的特定供给电压是漏极(drain)供给电压(Vdd)，其可以从正供给轨分布到互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的微结构。然而，本文所阐述的方法同样适用于那些从负供给轨分布的以及那些分布到其它逻辑族的微结构的其它供给电压。为了便于例示，本文的附图将部件使用表示为二进制值一如果部件在使用中则为1，如果它空闲则为O。然而，读者将理解的是，也可以以其它方式来量化部件使用一例如作为连续函数。在图2的^处，PMU16检测到部件使用已经下降到0，这指示部件已进入空闲时段。在该点，PMU开始为用于该部件的空闲计时器计时。在t2处，PMU确定部件不活动的时段已超过预定的不活动阈值1\。不活动阈值Ti定义在切断供给电压之前正常PMU操作应持续到空闲时段中的什么程度。在一些实施例中，Ti可以根据一个或多个启发算法进行调整，如下文所描述的。在到达不活动阈值Ti的点处，PMU16开始保存部件的逻辑状态，其在Ts间隔的末尾&处完成。一旦逻辑状态被保存，则部件可以断电；因此，供给电压在〖3处减小到O。更准确地，到部件的虚拟供给电压或电压调节器的实际供给电压中的一者或二者可以减小到O0在图2的场景中，部件保持空闲直到t4为止。从t3到t4，供给电压维持于0，因此没有泄漏电流流过部件。在t4处，PMU16检测对设备10中的功能或服务的请求，其要求空闲部件进行操作。该条件触发从空闲时段的退出。因此，PMU将正常供给电压(Vdd)恢复到部件。一旦供给电压恢复，则PMU还原部件的逻辑状态；该过程在I；间隔的末尾t5处完成。在一个方法中，以运行在设备上的固件和/或软件的方式将Ti阈值的长度设定到所期望的值。Ti的所期望的值可以部分地基于Ts和I；间隔的结合长度来凭经验确定。实质上，八和I；间隔的结合长度可以用来为阈值建立粗略的时间标度，其可以根据启发函数或统计函数来修改。以这种方式，Ti阈值可被优化以减小功耗、改进性能或达到二者之间令人满意的平衡。继续图2，在t6处部件使用再次下降到0，并且PM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于减小逻辑中的泄漏电流的方法，所述逻辑具有用于维持操作的操作供给电压阈值、用于留存数据的非零数据留存供给电压阈值、以及可切换地将电压源连接到所述逻辑的两个或更多个裸片上晶体管开关，所述方法包括：在所述逻辑进入空闲时段之后，打开所述开关中的一个或多个以将所述逻辑的供给电压降低到低于所述操作供给电压阈值但高于所述数据留存供给电压阈值；以及当所述逻辑退出所述空闲时段后，闭合所述开关中的一个或多个以将所述逻辑的所述供给电压升高到高于所述操作供给电压阈值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马杜·斯沃尔那，泰扎斯威·拉贾，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US