可调节电源轨复用制造技术

本文公开了用于可调节电源轨复用的集成电路(IC)。在一示例方面，IC包括第一电源轨、第二电源轨和负载电源轨。该IC进一步包括多个功率复用器(power‑mux)砌块和调节电路系统。该多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并且被实现成联合地执行功率复用操作。每个功率复用器砌块被实现成：在将负载电源轨耦合到第一电源轨与将负载电源轨耦合到第二电源轨之间切换。调节电路系统被实现成：调节该多个功率复用器砌块执行功率复用操作的至少一部分的至少一个次序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可调节电源轨复用相关申请的交叉引用本申请要求于2015年12月28日提交的题为“ADJUSTABLEPOWERRAILMULTIPLEXING(可调节电源轨复用)”的美国专利申请No.14/981,183的权益，该美国专利申请通过援引全部明确纳入于此。背景公开领域本公开一般涉及对用于电子设备中的集成电路(IC)的功率管理，尤其涉及将电路的电源切换到较低的电压电平以降低功耗。相关技术描述功耗在电子设备的设计和使用中是越来越重要的关注问题。从全球视角，可用于企业和消费者的众多电子设备消耗大量的功率。相应地，已作出努力来降低电子设备的功耗以帮助节省地球资源并降低企业和消费者两者的成本。从个人视角，由电池供电的电子设备的盛行持续增长。例如，由便携式电池供电的个人计算设备消耗的能量越少，该便携式电池供电设备就可以在无需对电池再充电的情况下操作得越久。较低的能耗还使得能够使用较小电池，以及因此针对便携式电子设备采用更小和更薄的形状因子。因此，便携式电子设备的流行也提供了降低电子设备的功耗的强烈动机。一般而言，如果电子设备以较低的电压操作，则该电子设备消耗较少的功率。因此，降低功耗的一种常规办法涉及降低对电子设备供电的电压。例如，在过去的几十年中，随着用于制造集成电路的工艺技术的进步，对电子设备的集成电路(IC)供电的电压已从大约五伏(5V)降低至大约一伏(1V)。已开发了支持将一个电源在不同时间改变到不同电压电平的其他常规办法。然而，这些常规办法可使用比向集成电路提供不同电压所需要的功率量显著更大的功率量。概述在一示例方面，公开了一种集成电路。所述集成电路包括第一电源轨、第二电源轨和负载电源轨。所述集成电路进一步包括多个功率复用器(power-mux)砌块(tile)和调节电路系统。所述多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并且被配置成联合地执行功率复用操作。每个功率复用器砌块被配置成：在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间切换。所述调节电路系统被配置成：调节所述多个功率复用器砌块执行所述功率复用操作的至少一部分的至少一个次序。例如，所述调节电路系统可被配置成：实现对所述多个功率复用器砌块的控制的调节，以使得所述功率复用操作的至少一部分是按顺序次序或者不按顺序次序来执行的。在一示例方面，公开了一种集成电路。所述集成电路包括第一电源轨、第二电源轨和负载电源轨。所述集成电路还包括多个功率复用器砌块，所述多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并且被配置成执行功率复用操作，所述功率复用操作包括：在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间进行切换。所述功率复用操作具有由所述多个功率复用器砌块针对所述链式布置被耦合的系列所决定的至少一个次序。所述集成电路进一步包括：用于调节所述多个功率复用器砌块要执行所述功率复用操作的至少一部分的所述至少一个次序的调节装置。在一示例方面，公开了一种用于集成电路中的可调节电源轨复用的方法。所述方法包括：在负载电源轨耦合到第一电源轨之时经由所述第一电源轨向电路负载提供功率。所述方法还包括：作为功率复用操作的一部分将所述负载电源轨从所述第一电源轨解耦。所述方法进一步包括：作为所述功率复用操作的一部分将所述负载电源轨耦合到第二电源轨。所述方法进一步包括：在所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之时经由所述第二电源轨向所述电路负载提供功率。所述方法另外包括：在所述功率复用操作期间，提供信号以确立所述第一电源轨与所述第二电源轨之间的短路电流状况的历时。在一示例方面，公开了一种装置。所述装置包括：电路负载、第一电源轨、第二电源轨、以及耦合到所述电路负载的负载电源轨。所述装置进一步包括多个功率复用器砌块和调节电路系统。所述多个功率复用器砌块被设置成链式布置。所述多个功率复用器砌块被配置成：在沿所述链式布置的第一方向上在连贯功率复用器砌块之间传播电源轨选择信号以将所述第一电源轨从所述负载电源轨断开，并在沿所述链式布置的第二方向上在连贯功率复用器砌块之间传播反馈控制信号以将所述第二电源轨连接到所述负载电源轨。所述调节电路系统被配置成：使得能够确立在所述多个功率复用器砌块中的特定功率复用器砌块处将所述第二电源轨连接到所述负载电源轨的发生的定时。附图简述图1描绘了包括多个功率复用器(power-mux)砌块和电路负载的示例集成电路部分。图2描绘了多个功率复用器砌块的示例链式布置，其包括耦合到电源轨的内部开关协同功率复用器电路系统和调节电路系统。图3解说了由串联耦合的多个功率复用器砌块执行的功率复用操作的示例次序。图4描绘了多个功率复用器砌块的示例链式布置，其中每个功率复用器砌块包括可由调节电路系统使用示例功率复用操作控制信号来管理的两个晶体管和一延迟控制电路。图5描绘了一系列功率复用器砌块，功率复用操作控制信号(包括示例反馈调节信号)传播经过该系列功率复用器砌块。图6解说了用于响应于反馈调节信号而实现调节操作的示例办法。图7解说了用于要由多个功率复用器砌块执行的功率复用操作的示例次序，其中不产生短路电流状况。图8解说了用于要由多个功率复用器砌块执行的功率复用操作的示例次序，其中产生长达一个历时的短路电流状况。图9解说了用于要由多个功率复用器砌块执行的功率复用操作的另一示例次序，其中产生长达另一更长的历时的短路电流状况。图10解说了用于选择性地使个体功率复用器砌块不按顺序次序地来执行功率复用操作的至少一部分的示例办法。图11描绘了其中功率复用器砌块的多个链式系列由调节电路系统管理的示例机构。图12描绘了功率复用器砌块的示例实现，该功率复用器砌块包括分别与两个电源轨相关联的两个晶体管、以及延迟控制电路。图13解说了图12的功率复用器砌块的示例第一操作稳态状况。图14解说了图12的功率复用器砌块的示例过渡状态。图15解说了图12的功率复用器砌块的示例第二操作稳态状况。图16解说了图12的功率复用器砌块的另一示例过渡状态。图17描绘了从如图12中所示的功率复用器砌块输出的反馈控制信号的示例生成。图18是解说了用于可调节电源轨复用的示例过程的流程图。图19描绘了包括集成电路(IC)的示例电子设备。详细描述对电子设备的功率管理需要控制集成电路(IC)随时间或在瞬时基础上消耗的功率量。功率复用技术可被用作为功率管理策略的一部分以提供功率降低机会。利用功率复用，集成电路部分被从在一个电压电平被供电切换到在另一电压电平被供电。一般而言，集成电路部分如果以较低的电压电平被操作则消耗较少能量。在不使用的时间期间如果集成电路被完全降电，则能耗可以被降至零或接近零。在较低利用率的时间或者为了保留一些所存储的数据，集成电路可被降电至较低的电压电平以降低功耗。如果集成电路作为整体不能被降电，则一个或多个部分或核可以彼此独立地被降电。例如，在图形处理单元(GPU)的上下文中，如果GPU的集成电路芯片正在等待附加的数据或用户输入之后才改变屏幕上的显示，则该GPU的核可以被完全降电。替换地，可以降低GPU核的电源电压。降低电源电压的一种方式是使用功率复用技术将GPU核从被保持在一个电压电平的一个电源轨切换到被保持在另一较低电压电平的另一电源轨。一般而言对于功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，包括：第一电源轨；第二电源轨；负载电源轨；多个功率复用器砌块，所述多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并被配置成联合地执行功率复用操作，每个功率复用器砌块被配置成：在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间切换；以及调节电路系统，所述调节电路系统被配置成：调节所述多个功率复用器砌块执行所述功率复用操作的至少一部分的至少一个次序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.28 US 14/981,1831.一种集成电路，包括：第一电源轨；第二电源轨；负载电源轨；多个功率复用器砌块，所述多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并被配置成联合地执行功率复用操作，每个功率复用器砌块被配置成：在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间切换；以及调节电路系统，所述调节电路系统被配置成：调节所述多个功率复用器砌块执行所述功率复用操作的至少一部分的至少一个次序。2.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于：所述功率复用操作是跨所述多个功率复用器砌块的所述链式布置来实现的；所述功率复用操作包括断开部分和连接部分；所述多个功率复用器砌块被配置成：按顺序次序来执行所述功率复用操作的所述断开部分；以及所述调节电路系统被进一步配置成：使所述多个功率复用器砌块按非顺序次序来执行所述功率复用操作的所述连接部分。3.如权利要求2所述的集成电路，其特征在于，所述调节电路系统被进一步配置成：使得所述多个功率复用器砌块中的至少一个功率复用器砌块能够不按由所述多个功率复用器砌块的所述链式布置的串联耦合所决定的次序来执行所述功率复用操作的所述连接部分。4.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，所述调节电路系统被进一步配置成：向所述至少一个功率复用器砌块提供从被设置为逻辑高值的预设信号或者由在前功率复用器砌块产生的输出反馈控制信号中选择的输入反馈控制信号。5.如权利要求4所述的集成电路，其特征在于：所述至少一个功率复用器砌块被配置成：响应于所述输入反馈控制信号具有逻辑高值而将所述负载电源轨连接到所述第二电源轨；以及所述调节电路系统被进一步配置成：选择所述预设信号作为所述至少一个功率复用器砌块的所述输入反馈控制信号，以使得所述至少一个功率复用器砌块能够不按由所述多个功率复用器砌块的所述链式布置的串联耦合所决定的次序来将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨。6.如权利要求3所述的集成电路，其特征在于，所述调节电路系统被进一步配置成：向所述至少一个功率复用器砌块提供被设置为逻辑高值的输入反馈控制信号，以使得所述至少一个功率复用器砌块能够不按由所述多个功率复用器砌块的所述链式布置的所述串联耦合所决定的次序来将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨。7.如权利要求6所述的集成电路，其特征在于，所述调节电路系统被进一步配置成：提供被绑定到预设值的反馈调节信号，以使所述输入反馈控制信号被耦合到被设置为逻辑高值的预设信号。8.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于：所述多个功率复用器砌块在一个模式中被进一步配置成：按至少一个顺序次序在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间切换，以避免在所述第一电源轨与所述第二电源轨之间产生短路电流状况；以及所述调节电路系统在另一模式中被进一步配置成：通过使得所述多个功率复用器砌块中的一个或多个功率复用器砌块能够不按所述至少一个顺序次序将所述负载电源轨选择性地耦合到所述第二电源轨，来实现对所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨和所述第二电源轨两者的历时的调节。9.如权利要求8所述的集成电路，其特征在于，所述历时的长度能够基于在所述多个功率复用器砌块的所述链式布置中最后的功率复用器砌块与第一个被启用为能够不按所述至少一个顺序次序将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨的另一功率复用器砌块之间的居间功率复用器砌块的数目来控制。10.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述多个功率复用器砌块中的每个功率复用器砌块包括：第一开关，所述第一开关被配置成将所述负载电源轨连接到所述第一电源轨或从所述第一电源轨断开；第二开关，所述第二开关被配置成将所述负载电源轨连接到所述第二电源轨或从所述第二电源轨断开；以及延迟控制电路，所述延迟控制电路被配置成：防止给定的功率复用器砌块的第一开关和第二开关被同时闭合。11.如权利要求10所述的集成电路，其特征在于，所述延迟控制电路包括独立于周期性时钟信号的自定时电路系统。12.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于，所述调节电路系统被进一步配置成引起时间交叠区域，在所述时间交叠区域中，所述多个功率复用器砌块中的一个功率复用器砌块将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨，并且所述多个功率复用器砌块中的另一功率复用器砌块将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨。13.如权利要求1所述的集成电路，其特征在于：所述多个功率复用器砌块包括形成第一链式系列的功率复用器砌块的多个第一功率复用器砌块；所述集成电路进一步包括第二链式系列的功率复用器砌块，所述第二链式系列包括多个第二功率复用器砌块，所述多个第二功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并且被配置成联合地执行所述功率复用操作；以及所述调节电路系统被进一步配置成：通过协调所述第一链式系列的功率复用器砌块和所述第二链式系列的功率复用器砌块的操作，来确立在所述第一电源轨与所述第二电源轨之间产生的短路电流状况的历时。14.一种集成电路，包括：第一电源轨；第二电源轨；负载电源轨；多个功率复用器砌块，所述多个功率复用器砌块按链式布置被串联耦合并且被配置成执行功率复用操作，所述功率复用操作包括：在将所述负载电源轨耦合到所述第一电源轨与将所述负载电源轨耦合到所述第二电源轨之间进行切换，所述功率复用操作具有由所述多个功率复用器砌块针对所述链式布置被耦合的系列所决定的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·曹，D·库马，B·扎法，R·维兰古蒂皮查，V·纳拉亚南，X·罗，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US