处理器电流监测器的示例性实施例包括：具有串联的LC滤波器开关电压调节器，其包括第一电感器，该第一电感器具有L1的电感值、耦合至开关的第一端子以及耦合至第一节点的第二端子，并且该LC滤波器还包括第一电容器，该第一电容器具有C1的电容值、耦合至第一节点的第一端子和耦合至第二节点的第二端子，其中开关被配置成以选定频率将电感器耦合至输入电压并且开关电压调节器被配置成将输出电流从第一节点提供至处理器；以及耦合至第一电感器的电感器电流监测元件729，其被配置成输出指示流过第一电感器的电流的大小的第一信号；耦合至第一电容器的电容器电流监测元件719，其被配置成输出指示流过第一电容器的电流的大小的第二信号；以及耦合以接收第一和第二信号的求和元件741，其被配置成输出电流监测信号，该电流监测信号指示第一和第二信号之和并且指示输出电流的大小。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于精确CPU监测的方法和装置专利技术背景下面描述的示例性实施例总地涉及感测由开关电压调节器提供的电流。使用高端处理器的服务器群在功率和冷却资源方面具有大的需求。服务器系统控制设施监测功耗，并在动态模式下，在不同的性能状态之间切换处理器以节省功率。处理器功耗是通过测量处理器电流来确定的。电压调节器(VR)设计包含一种简单电流感测技术，这项技术利用VR电感器串联寄生电阻(RL)。通过VR的电感器的电流实际上等于处理器电流(当处理器电流恒定时)，并且这种技术在静态模式期间提供可接受的准确度。然而，在动态模式下，监测电感器电流而不是实际处理器电流不提供可接受的结果，因为在处理器电流值快速变化并横跨一宽范围时，通过VR电感器的电流由于对电感器电流信号的LC滤波影响而缓慢地变化。结果，在动态模式下，通过VR电感器电流表征实际处理器电流的技术不管在时序还是电流大小监测方面都会产生误差。DC-DC电压调节器一般用来将DC输入电压转换成或者更高或者更低的DC输出电压。一种类型的电压调节器是开关调节器，这种开关调节器由于其小尺寸和效率性而常常被选择使用。开关调节器一般包括一个或多个开关，它们能快速断开和接通以在电感器(例如独立的电感器或变压器)和输入电压源之间以调节输出电压的方式传递能量。作为示例，参见图1，一种类型的开关调节器是降压开关调节器10，它接收输入DC电压(被称为V输入)并将V输入电压转换成较低的调节输出电压(被称为V输出)，该输出电压出现在输出端子11。为此，调节器10可包括开关20(例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))，该开关20可以如下所述地调节V输出电压的方式运作(经由被称为VSW的开关控制信号)。特别地另见图2和图3，开关20断开和闭合以控制电感器14的供能/解除供能循环19(每个循环具有被称为TS的持续时间)。在每个循环19中，调节器10在导通间隔(被称为T开)期间断言(例如拉高)VSW信号以闭合开关20并将能量从输入电压源9传递至电感器14。在T开间隔期间，电感器14的电流(被称为IL)具有正斜率。在循环19的断开间隔(被称为T关)期间，调节器10解除断言(例如拉低)VSW电压以断开开关20并使输入电压源9与电感器14隔离。在此时，IL电流的电平不突然停止，而相反，二极管18开始导通以将能量从电感器14传递至耦合至输出端子11的大体积电容器16和负载(未示出)。在T关间隔期间，IL电流具有负斜率，并且调节器10可闭合开关21以旁路二极管18，从而减小本应由二极管18耗散的功率量。大体积电容器16充当被负载消耗的储能源，并且额外的能量在每个T开间隔期间从电感器14被传递至大体积电容器16。对于降压开关调节器，T开间隔与TS(即T开和T关间隔之和)间隔之比被称为调节器的占空比，并通常主宰V输出电压与V输入电压之比。由此，为了增加V输出电压，可增加调节器的占空比，而为了减小V输出电压，可减小占空比。作为一个例子，调节器10可包括控制器15(见图1)，该控制器15通过使用电流模式控制技术来调节V输出电压。如此，控制器15可包括误差放大器23，它放大基准电压(被称为VREF)和与V输出电压成比例的电压(被称为VP(见图1))之间的差以产生误差电压(被称为VCNTRL)，该误差电压被用来控制V输出电压和IL电感器电流的电平。控制器15使用VCNTRL电压和指示IL电感器电流的电压(被称为VCS)来产生VSW开关控制信号，从而控制开关20。更具体地，另外参见图5，控制器15可包括用于将VCNTRL和VCS电压进行比较的比较器26。VCS电压是由差分放大器24提供的，该差分放大器24感测与电感器14串联耦合的电流感测电阻器29两侧的电压差(被称为VR)。比较器26的输出端子可耦合至开关电路27，该开关电路27产生VSW开关控制信号。作为一种类型的电流模式控制的一个例子，开关电路27可使T关时间间隔保持恒定，并使用VCS电压的正斜率来控制T开时间间隔的持续时间。由此，当VCS达到VCNTRL电压时，T开时间间隔结束，并在恒定T关间隔届满时开始。由于前面描述的配置，当V输出电压增加时，VCNTRL电压减小并使调节器10的占空比减小以抵消V输出的增加。相反，当V输出电压减小时，VCNTRL电压增加并使占空比增加以抵消V输出的减小。当IL电流的平均值或DC分量增加时，VCS电压的DC分量增加并使占空比减小以抵消IL电流的增加。相反，当IL电流的DC分量减小时，VCS电压的DC分量减小并使占空比增加以抵消IL电流的减小。开关频率(即1/TS)一般控制V输出电压的AC波纹分量(被称为V波纹(见图4))的大小，因为较高的开关频率一般使V波纹电压的大小减小。高端处理器电流的准确监测提供关于功耗的精确信息，这允许最佳的服务器系统控制并导致最佳的数据中心性能。电流感测电路越快和越准确，则处理器和服务器平台表现越好。为了监测CPU电流(功率)，本电压调节器(VR)设计包含简单电流感测技术，这种技术利用VR电感器串联寄生电阻RL。当处理器电流恒定时，流过电感器的电流Is实际上等于CPU电流并且该技术提供可接受的准确度。然而，在动态模式下，感测电感器电流而不是实际CPU电流具有一个主要的缺陷：当CPU电流值快速地改变并跨过大的范围时，流过电感器的电流由于对电流信号的LC滤波效应而缓慢地改变。结果，在动态模式下，这种技术不管在时间还是在电流大小监测方面都会产生误差。附图简述图1是现有技术的开关电压调节器的示意图。图2、图3、图4和图5是示出图1调节器的操作的波形图。图6是示例性实施例中利用的电压调节系统的示意图。图7是示例实施例的示意图。图8是指示将示例性实施例的输出与动态模式下的实际处理器电流相比较的曲线图。图9是包括电压调节器的系统的方框图。图10是示例实施例的方框图。具体实施方式现在对本专利技术的各实施例进行详细描述。在附图中示出这些实施例的示例。尽管本专利技术是结合这些实施例描述的，然而要理解不旨在将本专利技术局限于任何实施例。相反，其旨在覆盖落在本专利技术的精神和范围内的所有替代、改型和等效物，如所附权利要求书中定义的那样。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对诸实施例的透彻理解。然而，本专利技术没有这些具体细节中的一些或全部也可实施。在其它实例中，公知的过程操作不被详细描述以不至于不必要地模糊本专利技术。此外，术语“示例性实施例”在说明书多个位置的每次出现不一定表示相同的示例性实施例。参见图6，示例性实施例中利用的电压调节系统100的一个实施例包括降压开关调节器，它将输入电压(被称为V输入)转换成输出电压(被称为V输出)。调节器接收V输入输入电压并调节出现在(系统100的)输出端子107处的V输出电压。V输入电压可由电压调节器提供，该电压调节器接收例如AC壁式电压，并产生由低通滤波器(由电感器114和电容器116构成)滤波的DC电压以形成V输入输入电压。大体积电容器109耦合在输出端子107和地之间。如下所述，系统100也包括脉宽调制(PWM)控制器104，该PWM控制器104使用电流模式技术以控制开关调节器102的操作。在该例子中，开关调节器102包括开关108(例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))，该开本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理器电流监测器，包括：包括串联的LC滤波器的开关电压调节器，所述串联的LC滤波器包括第一电感器，所述第一电感器具有L1的电感值、耦合至开关的第一端子以及耦合至第一节点的第二端子，并且所述LC滤波器还包括第一电容器，所述第一电容器具有C1的电容值、耦合至第一节点的第一端子和耦合至第二节点的第二端子，其中所述开关被配置成以选定频率将电感器耦合至输入电压并且所述开关电压调节器被配置成将输出电流从第一节点提供至处理器；耦合至第一电感器的电感器电流监测元件729，被配置成输出指示流过所述第一电感器的电流的大小的第一信号；耦合至第一电容器的电容器电流监测元件719，被配置成输出指示流过所述第一电容器的电流的大小的第二信号；以及耦合以接收第一和第二信号的求和元件741，被配置成输出电流监测信号，所述电流监测信号指示第一和第二信号之和并且所述电流监测信号指示所述输出电流的大小。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理器电流监测器，包括：包括串联的LC滤波器的开关电压调节器，所述串联的LC滤波器包括第一电感器，所述第一电感器具有L1的电感值、耦合至开关的第一端子以及耦合至第一节点的第二端子，并且所述串联的LC滤波器还包括第一电容器，所述第一电容器具有C1的电容值、耦合至第一节点的第一端子和耦合至第二节点的第二端子，其中所述开关用于以选定频率将所述第一电感器耦合至输入电压并且所述开关电压调节器用于将输出电流从第一节点提供至处理器；耦合至第一电感器的电感器电流监测元件，用于输出指示流过所述第一电感器的电流的大小的第一信号；耦合至第一电容器的电容器电流监测元件，用于输出指示流过所述第一电容器的电流的大小的第二信号；以及耦合以接收第一和第二信号的求和元件，用于输出电流监测信号，所述电流监测信号指示第一和第二信号之和并且所述电流监测信号指示所述输出电流的大小。2.如权利要求1所述的处理器电流监测器，其特征在于，所述第一电容器被建模为具有C1的电容值和等效的串联电阻Rc，其中所述电容器电流监测元件包括：包括第二电容器和第一电阻器的串联电路，所述第二电容器具有C2的电容值、耦合至第一节点的第一端子以及耦合至第三节点的第二端子，而所述第一电阻器具有R1的电阻值、耦合至第三节点的第一端子和耦合至第四节点的第二端子，其中R1和C2的积的值等于C1和RC的积的值。3.如权利要求2所述的处理器电流监测器，其特征在于，还包括：电流求和放大器，其具有耦合至所述第三节点的减输入、耦合至所述第四节点的加输入以及耦合至第五节点的输出端子，所述输出端子用于输出第二信号。4.如权利要求3所述的处理器电流监测器，其特征在于，还包括：耦合至所述第五节点的电压分压器，所述电压分压器用于缩放所述第二信号的大小。5.一种用于处理器电流监测的方法，包括：感测流过包含在开关电压调节器的LC滤波器中的电感器的电流的大小，所述开关电压调节器用于向处理器提供输出电流，所述LC滤波器具有串联耦合的电感器和电容器；感测流过所述电容器的电流的大小；输出第一信号，所述第一信号的振幅指示流过所述电感器的电流的大小；输出第二信号，所述第二信号的振幅指示流过...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·D·维克曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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