具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元制造技术

提供一种具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元。根据一个总体方面，一种电子设备可包括：锁存器和控制电路。锁存器可接收输入启用信号并生成锁存启用信号。锁存器还可当锁存器透明时，将输入启用信号传递给锁存启用信号。控制电路可电连接到锁存器。控制电路可接收非门控时钟信号作为输入，并生成门控时钟信号和锁存控制信号。锁存控制信号可被配置为当非门控时钟信号处于预定状态并且当输入启用信号和锁存启用信号之一处于启用状态时，使锁存器透明。控制电路可被配置为当锁存启用信号处于启用状态时，将非门控时钟信号传递给门控时钟信号。

【技术实现步骤摘要】
具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元本申请要求于2016年1月8日提交的专利技术名称为“具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元”的第62/276,798号美国临时专利申请以及于2016年3月23日提交的第15/079,045号美国非临时专利申请的优先权。该在先前提交的申请的主题通过引用包含于此。
本描述涉及功率管理，更具体地讲，涉及一种具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元。
技术介绍
时钟门控是在用于减少动态功率损耗的许多同步电路中使用的流行的技术。时钟门控通常通过将更多逻辑添加到电路以动态地修剪时钟树来节约电力。动态地修剪时钟树经常包括：禁用电路的部分以使执行单元中的触发器或其他同步装置无需切换状态。切换状态消耗电力。当同步装置被阻止切换或不切换时，切换功耗通常变为零，仅引发泄露电流。时钟门控通常这样工作：将启用信号发送到局部时钟电路，并使用启用信号来对时钟进行门控。例如，这个工作可由将启用和全局时钟信号的翻转版本进行“与(AND)”操作以生成局部时钟信号来完成。如果启用信号指示时钟应该被禁用，则AND门的输出不管时钟的状态如何将为低。时钟门控逻辑通常以“集成的时钟门控”(ICG)单元或电路的形式被表现。通常，ICG使用锁存器来保留启用信号的值。这种锁存器传统上由时钟信号本身控制。这通常会阻止ICG中途通过将会导致故障的时钟循环来门控时钟。然而，这也意味着即使当局部时钟被门控时，ICG也会消耗切换电力，因为全局或非门控时钟正在切换ICG的锁存器部分。
技术实现思路
根据一个总体方面，一种电子设备可包括：锁存器和控制电路。锁存器可被配置为接收输入启用信号并生成锁存启用信号。锁存器还可被配置为当锁存器透明时，将输入启用信号传递给锁存启用信号。控制电路可电连接到锁存器。控制电路可被配置为接收非门控时钟信号作为输入，并生成门控时钟信号和锁存控制信号。锁存控制信号可被配置为当非门控时钟信号处于预定状态并且当输入启用信号和锁存启用信号之一处于启用状态时，使锁存器透明。控制电路可被配置为当锁存启用信号处于启用状态时，将非门控时钟信号传递给门控时钟信号。根据另一总体方面，一种操驱动电子设备的方法，可包括：通过集成时钟门控电路接收非门控时钟信号和输入启用信号。所述方法还可包括：通过集成时钟门控电路生成锁存控制信号，其中，锁存控制信号被配置为仅当非门控时钟信号处于预定状态并且输入启用信号或锁存启用信号处于启用状态时，使锁存器透明。所述方法可包括：根据锁存控制信号的指示，锁存输入启用信号以产生锁存启用信号。所述方法可包括：通过集成时钟门控电路基于锁存启用信号和非门控时钟信号，生成门控时钟信号。根据另一总体方面，一种电子设备可包括：执行单元、时钟电路和集成时钟门控电路。执行单元可被配置为根据门控时钟信号执行逻辑功能。时钟电路可被配置为生成非门控时钟信号。集成时钟门控电路可被配置为从非门控时钟信号和至少一个输入启用信号来生成门控时钟信号。集成时钟门控电路可包括：锁存器和控制电路。锁存器可被配置为接收输入启用信号并生成锁存启用信号。锁存器还可被配置为仅当锁存器透明时，将来自输入启用信号的值传递给锁存启用信号。控制电路可被配置为接收非门控时钟信号作为输入，并生成门控时钟信号和锁存控制信号。锁存控制信号可被配置为仅当非门控时钟信号处于预定状态并且输入启用信号或锁存启用信号处于启用状态时，使锁存器透明。控制电路可被配置为当锁存启用信号处于启用状态时，将来自非门控时钟信号的值传递给门控时钟信号。一个或更多个实施方式的细节在下面的附图和描述中被阐述。其他特征从描述和附图以及从权利要求将是清楚的。一种用于电力管理的系统和/或方法，更具体地讲，实质上如结合至少一个附图示出和/或描述的如权利要求中更全面的阐述的用于具有内部控制信号的低功率集成时钟门控单元。附图说明图1是根据公开的主题的系统的示例实施例的框图。图2是根据公开的主题的设备的示例实施例的框图。图3是根据公开的主题的设备的示例实施例的框图。图4是根据公开的主题的一系列电路的示例实施例的框图。图5是可包括根据公开的主题的原理产生的装置的信息处理系统的原理框图。在各种附图中的相同的参考符号指示相同的元件。具体实施方式将参照附图更全面地描述各种示例实施例，在附图中示出一些示例实施例。然而，本公开的主题可以以许多不同形式被实施，不应被解释为限于在此阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例，使得本公开将是全面而完整的，并且将本公开的主题的范围充分地传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，可夸大层和区域的大小和相对大小。将应理解的是，当元件或层被表示为在另一元件或层“之上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在该另一元件或层之上、直接连接到或结合到该另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当元件或层被表示为“直接”在另一元件或层“之上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或层。相同的标号始终表示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括关联列出项的一个或更多个的任意和所有的组合。将应理解的是，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在此用于描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离本公开的主题的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。为了描述简便，在这里可使用空间相对术语(诸如，“在…之下”、“在…下方”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等)来描述在附图中示出的一个元件或特征与另一元件或特征之间的关系。将应理解的是，空间相对术语意在包含除了在附图中描述的方位之外的使用或操作中的装置的不同方向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下面”或“之下”的元件其后将位于所述其它元件或特征“之上”。因此，示例性术语“在…下方”可包括作为“在…之上”和“在…下方”的方位两者。装置可被另外定位(旋转90度或在其他方位)，并且应该相应地解释这里使用的有关空间的描述。在此使用的术语仅为了描述具体示例实施例的目的，不意在限制本公开的主题。如在此使用的，除非上下文另外明确地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。还将应理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”说明存在所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。参照作为理想化的示例实施例(和中间结构)的示意性示图的截面图，在这里描述示例实施例。同样地，将预计出现例如由制造技术和/或公差引起的图示的形状的变化。因此，示例实施例不应被解释为限于在此示出的区域的特定形状，而将包括例如由制造产生的形状的偏差。例如，示出为矩形的注入区域将通常在其边缘具有圆的或弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不是从注入区域到非注入区域的突然变化。同样地，通过注入产生的埋区可导致在埋区与通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，在附图中示出的区域实质上是示意性的，所述区域的形状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备，包括：锁存器，被配置为接收输入启用信号并生成锁存启用信号，其中，锁存器还被配置为当锁存器透明时，将输入启用信号传递给锁存启用信号；控制电路，电连接到锁存器，其中，控制电路被配置为接收非门控时钟信号作为输入，并生成门控时钟信号和锁存控制信号，其中，锁存控制信号被配置为当非门控时钟信号处于预定状态时并且当输入启用信号和锁存启用信号之一处于启用状态时，使锁存器透明，其中，控制电路被配置为当锁存启用信号处于启用状态时，将非门控时钟信号传递给门控时钟信号。

【技术特征摘要】
2016.01.08 US 62/276,798;2016.03.23 US 15/079,0451.一种电子设备，包括：锁存器，被配置为接收输入启用信号并生成锁存启用信号，其中，锁存器还被配置为当锁存器透明时，将输入启用信号传递给锁存启用信号；控制电路，电连接到锁存器，其中，控制电路被配置为接收非门控时钟信号作为输入，并生成门控时钟信号和锁存控制信号，其中，锁存控制信号被配置为当非门控时钟信号处于预定状态时并且当输入启用信号和锁存启用信号之一处于启用状态时，使锁存器透明，其中，控制电路被配置为当锁存启用信号处于启用状态时，将非门控时钟信号传递给门控时钟信号。2.如权利要求1所述的电子设备，其中，锁存器包括：第一锁存器晶体管，连接到电压源并被输入启用信号控制；第二锁存器晶体管，连接到第一锁存器晶体管并被反相的锁存控制信号控制；第三锁存器晶体管，连接到第二锁存器晶体管并被锁存控制信号控制；第四锁存器晶体管，连接在第三锁存器晶体管与电压阱之间并被输入启用信号控制；其中，锁存启用信号通过第二锁存器晶体管与第三锁存器晶体管的连接点处的电压来生成。3.如权利要求2所述的电子设备，其中，锁存器还包括：逆变器，被配置为将锁存启用信号反相为反相的锁存启用信号；反馈电路，包括：第一反馈晶体管，连接到电压源并被反相的锁存启用信号控制，第二反馈晶体管，连接到第一反馈晶体管并被锁存控制信号控制，第三反馈晶体管，连接到第二反馈晶体管并被反相的锁存启用信号控制，其中，锁存启用信号通过第二反馈晶体管与第三反馈晶体管的连接点处的电压来生成。4.如权利要求1所述的电子设备，其中，控制电路包括：时钟门控部分，被配置为生成门控时钟信号；锁存控制部分，被配置为生成锁存控制信号；其中，当锁存启用信号处于启用状态时，门控时钟信号为到锁存控制部分的输入。5.如权利要求4所述的电子设备，其中，锁存控制部分包括：时钟部分，包括：第一时钟晶体管，连接到电压源并被输入启用信号控制，第二时钟晶体管，连接到第一时钟晶体管并被非门控时钟信号控制，第三时钟晶体管，连接在第二时钟晶体管与电压阱之间并被非门控时钟信号控制，其中，锁存控制信号通过第二时钟晶体管与第三时钟晶体管的连接点处的电压来生成；启用部分，包括：传输门，连接到时钟门控部分并被锁存启用信号控制，第一启用晶体管，连接到传输门并被反相的锁存启用信号控制，第二启用晶体管，连接在第一启用晶体管与电压阱之间并被输入启用信号控制，其中，锁存控制信号通过传输门与第一启用晶体管的连接点处的电压来生成。6.如权利要求1所述的电子设备，其中，当锁存控制信号处于禁用状态时，锁存器不消耗切换电力。7.如权利要求1所述的电子设备，其中，门控时钟信号通过切换元件与锁存控制信号分离。8.如权利要求1所述的电子设备，其中，非门控时钟信号被输入到控制电路而不被输入到锁存器，其中，动态功耗通过将与非门控时钟信号关联的引脚电容进行限制，来部分地被控制。9.一种驱动电子设备的方法，包括：通过集成时钟门控电路接收非门控时钟信号和输入启用信号；通过集成时钟门控电路生成锁存控制信号，其中，锁存控制信号被配置为仅当非门控时钟信号处于预定状态并且输入启用信号或锁存启用信号处于启用状态时，使锁存器透明；根据锁存控制信号的指示，锁存输入启用信号以形成锁存启用信号；通过集成时钟门控电路基于锁存启用信号和非门控时钟信号，生成门控时钟信号。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述锁存的步骤包括：当锁存控制信号处于启用状态时，将来自输入启用信号的值传递给锁存启用信号；通过两个逆变器馈送锁存控制信号，以维持锁存控制信号的值；其中，所述两个逆变器之一包括：第一反馈晶体管，连接到电压源并被反相的锁存启用信号控制，第二反馈晶体管，连接到第一反馈晶体管并被锁存控制信号控制，第三反馈晶体管，连接到第二反馈晶体管并被反相的锁存启用信号控制，其中，锁存启用信号通过第二反馈晶体管与第三反馈晶体管的连接点处的电压来生成。11.如权利要求9所述的方法，其中，生成锁存控制信号的步骤和生成门控时钟信号的步骤两者都包括：采用统一控制电路；其中，统一控制电路包括：时钟门控部分，被配置为生成门控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林政贤，马修·贝尔津什，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR