功率域电流平衡制造技术

一个示例公开了一种用于功率管理的设备，其包括：电流吸收器/源传感器，其被配置成监视电源至功率域间吸收器/源的电流，并且如果电源至功率域间吸收器/源的电流超出阈值范围，则生成电流不匹配信号；以及电流不平衡控制器，其经耦合以接收所述电流不匹配信号，并且配置成生成一组功率域控制信号；其特征在于所述组功率域控制信号减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。

【技术实现步骤摘要】
功率域电流平衡
本说明书涉及用于功率管理的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
技术介绍
低功率是多种多样的下一代产品的关键区分因素。由于物联网(IoT)引入的应用的新时代的多样性，同一计算平台可能必需在多个应用中工作。在许多现有或即将来临的功率性能敏感的产品中已经看到了上述趋势。对于这样的功率敏感系统，可以利用使用电荷再循环的能量最小化。能量/电荷再循环应用于具有两个或更多个功率域的电路或系统。能量/电荷再循环是用于优化一组功率域(例如电路和/或计算平台)的能效的技术。这样的技术可以基于使用电路堆叠(例如逻辑上设存储器)以再循环电荷，这样会得到静态和/或动态的功率降低。这样的技术会减少电压调节功率损耗。
技术实现思路
根据示例实施例，一种用于功率管理的设备，其包括：电流吸收器/源传感器，其被配置成监视电源至功率域间吸收器/源的电流，并且如果电源至功率域间吸收器/源的电流超出阈值范围，则生成电流不匹配信号；以及电流不平衡控制器，其经耦合以接收所述电流不匹配信号，并且配置成生成一组功率域控制信号；其中所述组功率域控制信号减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。在另一示例实施例中，所述阈值范围包括零安培。在另一示例实施例中，电源至功率域间吸收器/源的电流是供应到顶部功率域与底部功率域之间的电节点的电流或者从所述节点吸收的电流。在另一示例实施例中，所述顶部和底部功率域是采用电荷再循环的堆叠配置。在另一示例实施例中，所述顶部和底部功率域是匹配电路。在另一示例实施例中，所述功率域中的一个是存储器电路，另一个是计算逻辑电路。在另一示例实施例中，所述组功率域控制信号包括以下各项中的至少一者：电压控制信号、频率控制信号和任务控制信号。在另一示例实施例中，进一步包括功率域电压控制器，其耦合到电流不平衡控制器；其中所述电压控制器向所述组功率域控制信号添加顶部功率域电压选择信号和底部功率域电压选择信号；并且其中所述电压选择信号被配置成减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。在另一示例实施例中，如果电流不匹配信号指示顶部功率域电流大于底部功率域电流，则顶部功率域电压选择信号选择减小的顶部功率域电压。在另一示例实施例中，如果电流不匹配信号指示顶部功率域电流大于底部功率域电流，则底部功率域电压选择信号选择增加的底部功率域电压。在另一示例实施例中，进一步包括功率域频率控制器，其耦合到电流不平衡控制器；其中所述频率控制器向所述组功率域控制信号添加顶部功率域频率选择信号和底部功率域频率选择信号；并且其中所述频率选择信号被配置成减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。在另一示例实施例中，如果电流不匹配信号指示顶部功率域电流大于底部功率域电流，则顶部功率域频率选择信号选择减小的顶部功率域频率。在另一示例实施例中，进一步包括功率域任务控制器，其耦合到电流不平衡控制器；其中所述任务控制器向所述组功率域控制信号添加顶部功率域任务选择信号和底部功率域任务选择信号；并且其中所述任务选择信号被配置成减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。在另一示例实施例中，如果电流不匹配信号指示顶部功率域电流大于底部功率域电流，则顶部功率域任务选择信号选择顶部功率域任务的减小的负载。在另一示例实施例中，所述任务选择信号包括以下各项中的至少一者：逻辑选择信号、固件选择信号或软件执行信号。在另一示例实施例中，任务选择信号指令功率域中的至少一个的一部分接通或断开。在另一示例实施例中，所述任务选择信号指令功率域中的至少一个的一部分执行一组软件指令或者不执行一组软件指令。在另一示例实施例中，所述电流不平衡控制器是自适应相对电压和频率按比例调整(ARVFS)控制器。根据示例实施例，一种制品包括至少一个非暂时性有形机器可读存储媒体，其包括用于功率管理的可执行机器指令，其中所述指令包括：监视电源至功率域间吸收器/源的电流；如果电源至功率域间吸收器/源的电流超出阈值范围，则生成电流不匹配信号；以及响应于所述电流不匹配信号生成一组功率域控制信号，以便减小电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。在另一示例实施例中，所述组功率域控制信号包括以下各项中的至少一者：电压控制信号、频率控制信号、任务控制信号和衬底偏压控制信号。在另一示例实施例中，进一步包括：当物件加电时，将电压、频率和任务控制信号同时初始化成一组值。以上论述并不意图表示当前或将来权利要求集的范围内的每一示例实施例或每一实施方案。附图和具体实施方式还举例说明了各种示例实施例。考虑结合附图的以下详细描述可更全面地理解各种示例实施例，在附图中：附图说明图1是用于功率域电流平衡的设备的一个示例。图2是用于功率域电流均衡的一组指令的一个示例。图3是用于功率域电流平衡的设备的另一示例。图4是用于托管用于支持功率域电流平衡设备的指令的示例系统。虽然本专利技术容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于示例在附图中示出且将详细地描述。然而，应理解，超出所描述的特定实施例的其它实施例也是可能的。也涵盖落在所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。具体实施方式但是，由于所述组功率域之间的能耗不匹配，能量/电荷再循环技术的有效性可能是有限的。电路分割会直接影响可以在两个或更多个功率域之间在多大程度上优化能量/电荷再循环和负载平衡(即，使电流变化最小化)。在一种负载平衡方法中，一个电路要将电路分割成两个或更多个差不多相等的电流消耗块(即，对称/镜像电路分割)。举例来说，在双CPU系统中，一个CPU在顶部功率域中，第二CPU在底部功率域中。类似地，比如(SRAM)之类的其它功能性也可以在两个或更多个功率域之间相等地划分。这样的镜像功能性使得顶部和底部功率域能够尽可能相同并且以相同的电压及频率运行。然而，即使功率域划分成两个相等/对称的功能半部，这样也只是使其固有电容相等。其中I-top(即用于顶部功率域的电流)大致等于I-bottom(即用于底部功率域的电流)，于是这可以在数学上表达为：等式1顶部功率域的(aCVf)～底部功率域的(aCVf)其中，‘a’：活动，‘C’：本征电容，‘V’：电压(例如VDD-top和VDD-bottom)和‘f’：频率。因而，在此设计中，当CPU或子系统消耗相等或差不多相等的电流时，发生高效电荷再循环。这样的双重CPU执行的任务(即执行的软件代码)之间的变化还会引起电流不平衡，这是因为其活动因子(‘a’)对于不同任务和/或软件将是不同的，即使‘C’是平衡的。在其它示例中，这样的对称/镜像功能性可能是不可能的或者不是优选的。举例来说，顶部功率域中的CPU可能需要第一电压和频率，而底部功率域中的存储器可能需要第二不同电压和频率。这些不同功能性还可能具有不相等的电流需求。举例来说，存储器消耗的功率比MCU或CPU中的逻辑少20-40％。现在论述使用一组自适应相对电压和频率按比例调整(ARVFS)技术包含任务调度来限制一组功率域之间的能量/电荷和电流不匹配的电路。这些电路和技术更好地对准一组功率域之间的电流消耗因而对准负载平衡。虽然通常针对一组堆叠(即共享电流)功率域论述示例实施例，但是这些技术也可以用于平坦(即共享电压)电路设计。并且，虽然这些示例实施例论述用于仅两个堆叠功率域的功率管理技术，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率管理的设备，其特征在于包括：电流吸收器/源传感器，其被配置成监视电源至功率域间吸收器/源的电流，并且如果所述电源至功率域间吸收器/源的电流超出阈值范围则生成电流不匹配信号；以及电流不平衡控制器，其经耦合以接收所述电流不匹配信号并且配置成生成一组功率域控制信号；其中所述组功率域控制信号减小所述电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。

【技术特征摘要】
2015.12.17 US 14/973,5751.一种用于功率管理的设备，其特征在于包括：电流吸收器/源传感器，其被配置成监视电源至功率域间吸收器/源的电流，并且如果所述电源至功率域间吸收器/源的电流超出阈值范围则生成电流不匹配信号；以及电流不平衡控制器，其经耦合以接收所述电流不匹配信号并且配置成生成一组功率域控制信号；其中所述组功率域控制信号减小所述电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述阈值范围包括零安培。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述电源至功率域间吸收器/源的电流是被供应到顶部功率域和底部功率域之间的电节点或者从所述电节点吸收的电流。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：进一步包括功率域电压控制器，其耦合到所述电流不平衡控制器；其中所述电压控制器向所述组功率域控制信号添加顶部功率域电压选择信号和底部功率域电压选择信号；以及其中所述电压选择信号被配置成减小所述电源至功率域间吸收器/源的电流的绝对值。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于：如果所述电流不匹配信号指示顶部功率域电流大于底部功率域电流，则所述顶部功率域电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿杰伊·卡谱，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL