欠电压检测和性能调节制造技术

本发明专利技术公开了一种欠电压检测电路和用于操作包括该欠电压检测电路的IC的方法。在一个实施方案中，IC包括具有第一比较器和第二比较器的欠电压检测电路，该第一比较器和第二比较器被配置为将供电电压分别与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，其中第二电压阈值大于第一电压阈值。逻辑电路被耦接成从第一比较器和第二比较器接收信号。在由对应的功能电路在高性能状态中操作期间，该逻辑电路被配置为响应于供电电压已下降至低于第一阈值的指示而使得对调节信号进行断言。被提供至功能电路的时钟信号可响应于该指示而被调节。如果供电电压随后升高到高于第二阈值的水平，则调节信号可被解除断言。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】欠电压检测和性能调节
本公开涉及集成电路，并且更具体地涉及用于平衡性能和功率消耗的电路。
技术介绍
在向集成电路(IC)提供功率时，经常实施介于最大可能供电电压和实际供电电压之间的保护带。例如，当IC的电路可在无错误操作的情况下在0.9伏特下起作用时，向其提供的供电电压可在1.0伏特处。类似地，时钟频率还可局限于实际上小于IC(或其中的功能电路)可正常运转的最大值的一个值。例如，如果特定的IC可正常运转的最大时钟频率为1.1MHz，则可在1MHz下提供时钟信号。在许多情况下，供电电压和时钟信号频率彼此相关，因为当提供更高的电压时，IC能够在更高的时钟频率下正常地起作用。在许多情况下，尽管存在保护带规范，但是IC诸如处理器可在超过全局保护带评级的性能状态中(即，在与保护带评级相比更高的电压和/或时钟频率下)操作。这可允许针对特定IC的更高的性能和增加的处理吞吐量。
技术实现思路
本专利技术公开了一种欠电压检测电路和用于操作包括该欠电压检测电路的IC的方法。在一个实施方案中，IC包括具有第一比较器和第二比较器的欠电压检测电路，该第一比较器和第二比较器被配置为将供电电压分别与第一电压阈值和第二电压阈值进行比较，其中第二电压阈值大于第一电压阈值。逻辑电路被耦接成从第一比较器和第二比较器接收信号。在由对应的功能电路在特定的性能状态中操作期间，该逻辑电路被配置为响应于供电电压已下降至低于第一阈值的指示来使得对调节信号进行断言。被提供至功能电路的时钟信号可响应于该指示而被调节。如果供电电压随后升高到高于第二阈值的水平，则调节信号可被解除断言。在电路的初始化期间，对调节信号进行断言可被抑制，直到供电电压升高到高于第二阈值的水平。在一个实施方案中，当对应的功能电路在高性能状态或加速性能状态中操作时可对欠电压检测电路进行操作。否则，当正在较低性能状态中操作时，对调节信号进行断言可被抑制。耦接至第一计数器和第二计数器的输出端的计数器可确定供电电压在具体时间段中跨越其各自被监测的阈值的次数。如果耦接至第一比较器的计数器指示调节信号不经常被断言(基于供电电压在具体时间段期间下降至低于第一阈值的次数)，则功率管理电路可将功能电路置于在更高供电电压下操作的加速性能状态中。如果调节经常出现，则功率管理电路可随后将功能电路置于具有比高性能状态的时钟频率低的时钟频率的中等性能状态中。附图说明现在对附图进行简要说明，下面的具体说明将参照附图进行描述。图1是集成电路(IC)的一个实施方案的框图。图2是示出了与功率管理电路的实施方案共同操作的欠电压检测电路的一个实施方案的图示。图3是示出了具有欠电压检测电路的IC的一个实施方案的操作的状态图。图4是示出了在针对与包括欠电压检测电路的IC的实施方案结合操作的功能电路的性能状态之间进行转换的状态图。图5是用于操作具有欠电压检测电路的IC的方法的一个实施方案的流程图。图6是示例性系统的一个实施方案的框图。尽管所公开的主题易受各种修改形式和替代形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，附图及对附图的详细描述并非旨在将所公开的主题限制于所公开的特定形式，而正相反，其目的在于覆盖落在由所附权利要求书所限定的所公开主题的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。本文所使用的标题仅用于组织目的，并且并非旨在受到说明书的范围的限制。如在整个本专利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”是指包括但不限于。各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。如此，即使在单元/电路/部件当前未接通时，单元/电路/部件也可被配置为执行任务。一般来讲，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路和/或存储可执行以实现该操作的程序指令的存储器。该存储器可包括易失性存储器(诸如静态随机存取存储器或动态随机存取存储器)和/或非易失性存储器(诸如光盘或磁盘存储装置、闪存存储器、可编程只读存储器等)。类似地，为了描述中的方便，可将各种单元/电路/部件描述为执行一项或多项任务。此类描述应当被解释成包括短语“被配置为”。详述被配置为执行一项或多项任务的单元/电流/组件意在明确地不援引35U.S.C.§112，段落(f)(或pre-AIA第六段)对该单元/电路/部件的解释。具体实施方式现在转向图1，其示出了IC的一个实施方案的框图。如图1所示的IC10是用于示出本公开的各个方面的示例性实施方案，但并非旨在进行限制。落入本公开的范围的各种IC实施方案是可能的并且被设想到。此外，尽管IC10和其各个电路在下文中为了便于理解而以简化的术语来论述，但是应当理解，他们的功能不局限于明确讨论的那些功能。在所示的实施方案中的IC10包括稳压器(Vreg)11、功能电路块12、功率管理电路15、时钟发生器电路17、和欠电压检测电路20。功能电路块12包括被配置为执行IC10的主要功能的电路。此类电路可包括(但不限于)通用处理电路、图形处理电路、用于与IC10外部的电路进行接口连接的各种类型的电路、存储器电路(例如高速缓存、寄存器等)等。IC10中的电路的至少一部分包括接收时钟信号的同步数字电路，尽管组合的数字逻辑电路和模拟电路也可被包括。被提供至功能电路块12的时钟信号初始由时钟发生器电路17生成。时钟发生器电路17可为被配置为生成时钟信号的任何合适类型的电路，诸如锁相环(PLL)或本机振荡器。在一些实施方案中，时钟发生器电路17还可包括用于使时钟信号成形的电路，以便将占空比控制成所需的值(例如50％)。来自时钟发生器电路17的时钟信号输出RootClk可被提供至功率管理电路15。在所示的实施方案中，功率管理电路15被配置为执行针对IC10的各种功率管理功能。一些功率管理功能可通过控制功能电路块12的性能状态来执行。给定的性能状态可由被提供至功能电路块12的时钟信号的频率以及供电电压来限定。一般来讲，旨在提供更好性能的性能状态是那些具有更高时钟频率和更高供电电压的性能状态。旨在减少功率消耗的性能状态可以是那些具有更低时钟频率和更低供电电压的性能状态。这样，功率管理电路15可包括能够对被提供至功能电路块12的时钟信号的频率施加控制的电路。在所示的实施方案中的功率管理电路15还包括使得其能够控制被提供至功能电路块12的供电电压Vdd的电路。这里需注意，功率管理电路15和时钟发生器17可从一个或多个其他电压源接收功率，该一个或多个其他电压源未被明确示出并且与提供至功能电路块12的供电电压分开。各种性能指标和数据可从功能电路块12提供至功率管理电路15，以便使得功率管理电路15确定适当的性能状态。性能指标/数据可包括当前的处理工作负载、处理工作负载的类型(例如处理器密集型、存储器密集型)、在给定时间段内执行/停用的指令、温度读数等。至少部分地基于该信息，功率管理电路15可对被提供至功能电路块12的时钟信号的频率和供电电压施加控制。在所示的实施方案中，IC10包括被配置为从外部电源接收功率的稳压器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：被配置为将供电电压与第一电压阈值进行比较的第一比较器；被配置为将所述供电电压与第二电压阈值进行比较的第二比较器，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值；和被耦接成分别从所述第一比较器和所述第二比较器接收第一信号和第二信号的逻辑电路，其中所述逻辑电路被配置为当对应的功能电路块正在高性能状态中操作时，如果所述供电电压下降至低于所述第一电压阈值则对调节信号进行断言，并且被进一步配置为如果所述供电电压高于所述第二电压阈值则将所述调节信号保持在解除断言状态中；其中所述逻辑电路被进一步配置为当正在具有比所述高性能状态低的性能的性能状态中操作时抑制对所述调节信号进行断言，并且在转换至所述高性能状态时，抑制对所述调节信号进行断言，直到在所述供电电压已增加至高于所述第二电压阈值的值的时间点之后为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 14/673,3261.一种电路，包括：被配置为将供电电压与第一电压阈值进行比较的第一比较器；被配置为将所述供电电压与第二电压阈值进行比较的第二比较器，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值；和被耦接成分别从所述第一比较器和所述第二比较器接收第一信号和第二信号的逻辑电路，其中所述逻辑电路被配置为当对应的功能电路块正在高性能状态中操作时，如果所述供电电压下降至低于所述第一电压阈值则对调节信号进行断言，并且被进一步配置为如果所述供电电压高于所述第二电压阈值则将所述调节信号保持在解除断言状态中；其中所述逻辑电路被进一步配置为当正在具有比所述高性能状态低的性能的性能状态中操作时抑制对所述调节信号进行断言，并且在转换至所述高性能状态时，抑制对所述调节信号进行断言，直到在所述供电电压已增加至高于所述第二电压阈值的值的时间点之后为止。2.根据权利要求1所述的电路，其中在当所述功能电路块正在所述高性能状态中操作时对所述调节信号进行断言之后，所述逻辑电路被进一步配置为将所述调节信号保持为被断言，直到所述第二比较器指示所述供电电压已升高到高于所述第二阈值为止或直到功能电路块退出所述高性能状态为止。3.根据权利要求1所述的电路，还包括第一计数器和第二计数器，所述第一计数器被配置为记录所述供电电压下降至低于所述第一阈值的实例，所述第二计数器被配置为记录所述供电电压下降至低于所述第二阈值的实例。4.根据权利要求3所述的电路，还包括状态机，所述状态机被配置为如果所述第一计数器指示预先确定时间段内的对所述调节信号的多于预先确定数量的断言则使得所述功能电路块退出所述高性能状态并进入加速性能状态。5.根据权利要求4所述的电路，其中在所述高性能状态中操作包括在第一时钟频率和第一供电电压下操作，并且其中在加速性能状态中操作包括在所述第一时钟频率、大于所述第一电压的第二电压下操作。6.根据权利要求4所述的电路，其中所述状态机被配置为如果所述第一计数器在所述加速性能状态中操作期间指示预先确定时间段内的对所述调节信号的多于所述预先确定数量的断言则使得所述功能电路块退出所述加速性能状态并进入中等性能状态。7.根据权利要求6所述的电路，其中在所述中等性能状态中操作包括在所述第一电压和小于所述第一时钟频率的第二时钟频率下操作。8.根据权利要求1所述的电路，其中所述逻辑电路进一步包括被配置为抑制供电电压瞬变触发所述调节信号的滤波器。9.根据权利要求1所述的电路，还包括被配置为当进入所述高性能状态时在使得增加时钟频率之前使得增加所述供电电压的定序器。10.一种方法，包括：第一比较器将供电电压与第一电压阈值进行比较；第二比较器将所述供电电压与第二电压阈值进行比较；在所述第一功能电路块正在高性能状态中操作的同时，逻辑电路在所述第一比较器指示所述供电电压已下降至低于所述第一电压阈值时对被提供至功能电路块的时钟信号进行调节，其中使得进行调节包括对调节信号进行断言；如果所述第二比较器指示所述供电电压已升高到高于所述第二电压阈值则对所述调节信号解除断言；如果所述功能电路块正在具有比所述高性能状态低的性能的性能状态中操作则抑制对所述调节信号进行断言；以及在转换至所述高性能状态时，抑制对所述调节信号进行断言，直到在所述供电电压高于所述第二阈值的时间点之后为止。11.根据权利要求10所述的方法，还包括第一计数器和第二计数器，所述第一计数器记录所述供电电压下降至低于所述第一电压阈值的实例，所述第二计数...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·崔帕西，E·G·史密斯，E·P·麦克尼吉，曺政郁，K·M·阿拉斯牟尼，K·B·卡特尔，V·M·白塔达，杨波，魏文龙，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US