动态自适应电压-频率防护频带控制电路制造技术

在特定方面中，一种系统包括：电压下降缓解电路，被配置为监控提供给电路的电源电压中的电压下降，并且如果监控到的电压下降等于或大于下降阈值，则针对电路执行电压下降缓解。在一个方面中，该系统还包括性能监控器，被配置为跟踪电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的时钟循环的数目，并且基于时钟循环的数目调整下降阈值。在另一方面中，该系统还包括性能监控器，被配置为跟踪电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的次数，并且基于电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的次数调整下降阈值。

DYNAMIC ADAPTIVE VOLTAGE-FREQUENCY PROTECTIVE FREQUENCY BAND CONTROL CIRCUIT

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】动态自适应电压-频率防护频带控制电路相关申请的交叉参考本申请要求2016年12月28日向美国专利商标局提交的非临时申请第15/393,107号的优先权，其内容通过引证引入本文。
本公开的方面总体上涉及电压下降，更具体地，涉及电压下降缓解。
技术介绍
芯片上的电路(例如，处理器)经由配电网络(PDN)从电压源接收功率。电路行为中的突然变化会诱发PDN中的大电流瞬变。大电流瞬变引起电源电压的下降。如果电压下降的幅度足够大到使得电源电压下降到低于电路的适当操作所需的最小电源电压，则电路会发生故障(例如，会在电路的关键路径中发生定时违例)。
技术实现思路
以下呈现一个或多个实施例的简单概要以提供这些实施例的基本理解。该概要不是所有预期实施例的广泛概述，并且既不用于识别所有实施例的关键或重要元件也不界定任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个实施例的一些概念作为稍后呈现的更详细描述的前序。第一方面涉及一种系统。该系统包括电压下降缓解电路，被配置为监控提供给电路的电源电压中的电压下降，并且在监控到的电压下降等于或大于下降阈值的情况下针对该电路执行电压下降缓解。该系统还包括性能监控器，其被配置为跟踪电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的时钟循环的数目，并且基于时钟循环的数目调整下降阈值。第二方面涉及一种用于调整下降阈值的方法。该方法包括：监控提供给电路的电源电压中的电压下降；以及如果监控到的电压下降等于或大于下降阈值，则针对电路执行电压下降缓解。该方法还包括：跟踪在持续时间内执行电压下降缓解的时钟循环的数目，并且基于时钟循环的数目调整下降阈值。第三方面涉及一种系统。该系统包括电压下降缓解电路，被配置为监控提供给电路的电源电压中的电压下降，并且在监控到的电压下降等于或大于下降阈值的情况下针对该电路执行电压下降缓解。该系统还包括性能监控器，被配置为跟踪电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的次数，并且基于电压下降缓解电路在持续时间内执行电压下降缓解的次数调整下降阈值。第四方面涉及一种方法。该方法包括：监控提供给电路的电源电压中的电压下降；以及如果监控到的电压下降等于或大于下降阈值，则针对电路执行电压下降缓解。该方法还包括：跟踪在持续时间内执行电压下降缓解的次数，并且基于在持续时间内执行电压下降缓解的次数调整下降阈值。为了完成前述和相关目的，一个或多个实施例包括下文全面描述且在权利要求中具体指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个实施例的特定说明性方面。然而，这些方面仅指示可以采用各个实施例的原理的各种方式中的一些，并且所述实施例用于包括所有这些方面及其等效。附图说明图1示出了经由配电网络(PDN)从电压源接收电源电压的电路的示例。图2示出了电源电压中的电压下降的示例。图3示出了构建在电源电压中以解决最坏情况的电压下降的防护带的示例。图4示出了根据本公开的特定方面的电压下降缓解电路的示例。图5示出了根据本公开的特定方面的通过使用电压下降缓解电路提供的防护带的减少的示例。图6示出了根据本公开的特定方面的性能监控器的另一示例。图7A是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的示例性方法的流程图。图7B是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的另一示例性方法的流程图。图8示出了根据本公开的特定方面的利用下降阈值的调整而调整的电源电压和防护带的示例。图9A是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的又一示例性方法的流程图。图9B是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的又一示例性方法的流程图。图10示出了根据本公开的特定方面的时钟减速器的示例性实施方式。图11示出了根据本公开的特定方面的时钟分频器的示例性实施方式。图12示出了根据本公开的特定方面的基于电压的下降监控器的示例性实施方式。图13示出了根据本公开的特定方面的时钟分布路径上的延迟设备的示例。图14示出了根据本公开的特定方面的基于定时的下降监控器的示例性实施方式。图15示出了根据本公开的特定方面的可调谐延迟设备的示例。图16是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的示例性方法的流程图。图17是示出根据本公开的特定方面的用于调整下降阈值的另一示例性方法的流程图。具体实施方式下面结合附图的详细描述作为各种配置的描述并且不用于仅表示可实践本文所述概念的配置。详细描述包括用于提供各个概念的完整理解的具体细节。然而，本领域技术任何将明白，可以在不具有这些具体细节的情况下实践这些概念。在一些情况下，已知结构和部件以框图形式示出以避免模糊这些概念。图1示出了经由配电网络(PDN)115从电压源120接收功率的电路110(例如，处理器)的示例。电压源120可以包括功率管理集成电路(PMIC)，其被配置为生成经由PDN115提供给电路110的电源电压VDD。关于这点，PMIC可以包括被配置为将输入电压(例如，来自电池或另一源)转换为电源电压VDD的电压调节器(切换调节器)。电路110接收用于为电路110的操作定时的时钟信号(表示为“CLK”)。具体地，电路110要求最小电源电压以适当地在特定时钟频率下操作。例如，电路110可要求最小电源电压，用于使电路110中的关键路径满足适当操作的特定定时需求(例如，设置时间)。电路110(例如，处理器)的行为的突然改变可以包括PDN115中的大电流瞬变。大电流瞬变引起电源电压VDD的下降。这是因为电压源120(例如，PMIC)由于PDN115中的电感而不能够立刻响应大电流瞬变。因此，电流瞬变对PDN115中的电容器(例如，去耦电容器)和/或耦合至PDN115的其他电路中的电容器放电，引起电源电压VDD的下降。关于这点，图2示出了由大电流瞬变引起的电源电压VDD的下降210的示例。如果电压下降210的幅度足够大到使得电源电压VDD下降到低于电路110的适当操作所要求的最小电源电压，则电路110会发生故障(例如，会在电路110的关键路径中发生定时违例)。为了解决该问题，通常在电源电压VDD中建立防护带(电压域)。防护带是电源电压VDD通过其上升到高于最小电压以适应电压下降的量。图3示出了具有大约100mV的防护带的电源电压VDD的示例。在图3中，电压波形310示出了电源电压围绕期望电源电压电平(也称为目标电源电压)的波动，并且线320示出了在目标时钟频率下电路110的适当操作所要求的最小电压(表示为“VMIN”)。在该示例中，防护带基于最坏情况的电压下降，使得电源电压VDD不下降到低于最坏情况电压下降的最小电压VMIN。该方法的缺陷在于，电源电压VDD需要增加以添加防护带，这增加了电路110的功耗。可以使用电压下降缓解来减小防护带。关于这点，图4示出了电压下降缓解电路410的示例。电压下降缓解电路410包括电压下降监控器420和时钟减速器430。如下文进一步讨论的，电压下降监控器410可以被配置为监控电源电压VDD的电压下降。时钟减速器430接收来自时钟源450的输入时钟信号(表示为“CLK_IN”)，并且向电路110输出用于为电路110的操作进行定时的输出时钟信号(表示为“CLK_OUT”)。时钟减速器430被配置为在电压下降监控器420的控制下以两种模式中的一种来操作。在第一模式中，时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：电压下降缓解电路，被配置为监控提供给电路的电源电压中的电压下降，并且如果监控到的所述电压下降等于或大于下降阈值，则针对所述电路执行电压下降缓解；以及性能监控器，被配置为跟踪所述电压下降缓解电路在持续时间内执行所述电压下降缓解的时钟循环的数目，并且基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.28 US 15/393,1071.一种系统，包括：电压下降缓解电路，被配置为监控提供给电路的电源电压中的电压下降，并且如果监控到的所述电压下降等于或大于下降阈值，则针对所述电路执行电压下降缓解；以及性能监控器，被配置为跟踪所述电压下降缓解电路在持续时间内执行所述电压下降缓解的时钟循环的数目，并且基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压下降缓解电路被配置为：通过降低输入时钟信号的频率以产生频率降低的时钟信号并且将所述频率降低的时钟信号输出至所述电路来执行电压下降缓解；以及当没有执行所述电压下降缓解时，将所述输入时钟信号传送至所述电路。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述时钟循环的数目是所述输入时钟信号的时钟循环的数目或者所述频率降低的时钟信号的循环的数目。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述性能监控器被配置为：通过将所述时钟循环的数目与第一阈值数进行比较以及如果所述时钟循环的数目低于所述第一阈值数则降低所述下降阈值，来基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述性能监控器被配置为：如果所述下降阈值减小，则降低所述电源电压。6.根据权利要求4所述的系统，其中所述电压下降缓解电路被配置为：通过降低输入时钟信号的频率以产生频率降低的时钟信号以及将所述频率降低的时钟信号输出至所述电路来执行电压下降缓解；当没有执行所述电压下降缓解时，将所述输入时钟信号传送至所述电路；以及如果所述下降阈值减小，则增加所述输入时钟信号的频率。7.根据权利要求4所述的系统，其中所述性能监控器被配置为：通过将所述时钟循环的数目与第二阈值数进行比较并且如果所述时钟循环的数目大于所述第二阈值数则增加所述下降阈值，来基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述电压下降缓解电路包括：驱动电路，被配置为输出数据信号；接收触发器；延迟路径，位于所述驱动电路和所述接收触发器之间，其中所述延迟路径包括可调谐延迟设备，所述数据信号经由所述延迟路径从所述驱动电路传播至所述接收触发器，并且所述接收触发器被配置为在输入时钟信号的有效边沿上锁存所述数据信号的逻辑值；以及错误检测电路，被配置为基于锁存的所述逻辑值检测所述接收触发器处的定时错误，并且如果检测到所述定时错误，则触发电压下降缓解；其中所述性能监控器被配置为通过调整所述可调谐延迟设备的延迟设置来调整所述下降阈值。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述可调谐延迟设备包括：多条延迟路径，所述多条延迟路径中的每条延迟路径均包括由所述电源电压供电的不同数目的缓冲器；以及多路复用器，被配置为根据延迟选择信号选择所述多条延迟路径中的一条延迟路径，其中所述性能监控器被配置为通过调整所述延迟选择信号来调整所述可调谐延迟设备的所述延迟设置。10.一种用于调整下降阈值的方法，包括：监控提供给电路的电源电压中的电压下降；如果监控到的所述电压下降等于或大于所述下降阈值，则针对所述电路执行电压下降缓解；跟踪在持续时间内执行所述电压下降缓解的时钟循环的数目；以及基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值。11.根据权利要求10所述方法，其中执行所述电压下降缓解包括降低输入时钟信号的频率以产生频率降低的时钟信号，以及将所述频率降低的时钟信号输出至所述电路，并且所述方法还包括当没有执行所述电压下降缓解时将所述输入时钟信号传送至所述电路。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述时钟循环的数目是所述输入时钟信号的时钟循环的数目或者所述频率降低的时钟信号的循环的数目。13.根据权利要求10所述的方法，其中基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值包括：将所述时钟循环的数目与第一阈值数进行比较，并且如果所述时钟循环的数目低于所述第一阈值数，则降低所述下降阈值。14.根据权利要求13所述的方法，还包括：如果所述下降阈值减小，则降低所述电源电压。15.根据权利要求13所述的方法，其中执行所述电压下降缓解包括：降低输入时钟信号的频率以产生频率降低的时钟信号，以及将所述频率降低的时钟信号输出至所述电路，并且其中所述方法还包括：当没有执行所述电压下降缓解时，将所述输入时钟信号传送至所述电路，以及如果所述下降阈值减小，则增加所述输入时钟信号的频率。16.根据权利要求13所述的方法，其中基于所述时钟循环的数目调整所述下降阈值还包括：将所述时钟循环的数目与第二阈值数进行比较，并且如果所述时钟循环的数目大于所述第二阈值数，则增加所述下降阈值。17.根据权利要求10所述的方法，其中监控所述电压下降包括：检测由所述电压下降引起的延迟路径中的定时错误，所述延迟路径包括可调谐延迟设备，并且其中如果监控到的所述电压下降等于或大于所述下降阈值则针对所述电路执行所...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·何，K·A·鲍曼，N·图斯扎德，SH·J·胡，M·R·卡科伊，S·K·坎南，
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