一种SRAM模块的电源管理系统及电源管理方法、FPGA芯片技术方案

本发明专利技术提供了一种SRAM模块的电源管理系统及电源管理方法、FPGA芯片，该电源管理系统应用于FPGA芯片中。该电源管理系统包括电源管理模块、电源管理控制器及振荡器。电源管理模块用于给SRAM模块供电，供电电压包括内核电压及模拟输入输出电压。电源管理模块具有用于判断内核电压及模拟输入输出电压是否完成上电的上电复位模块。电源管理控制器及振荡器用于在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，控制电源管理模块对SRAM模块上电。电源管理控制器及振荡器还用于在SRAM模块完成上电后，控制电源管理电路对SRAM模块清零。通过采用先上电，之后再清零的方式，使内部各个电源的上电顺序明确，可避免导致内部逻辑混乱的情形，从而减小芯片的功耗。

Power management system and method of SRAM module, FPGA chip

【技术实现步骤摘要】
一种SRAM模块的电源管理系统及电源管理方法、FPGA芯片
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种SRAM模块的电源管理系统及电源管理方法、FPGA芯片。
技术介绍
目前FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列，下文简称FPGA)芯片中有大量的SRAM(StaticRadomAccessMemory，静态随机访问存储器，下文简称SRAM)模块。在FPGA芯片完成上电之前，需要对SRAM模块进行清零。在FPGA芯片的设计中，为了使FPGA芯片的处理速度更快，通常会单独给SRAM模块进行供电，且给SRAM模块供电的供电电压通常会高于正常的FPGA芯片内的CORE(内部核心，简称内核)模块的电源电压，其中，CORE模块的供电电压(简称CORE电压)是根据工艺提供的标准电压。现有技术设计中，在上电时，各个电源上电顺序没有固定要求。在应用过程中，如果SRAM电压上电过快，而CORE电压上电较慢，则无法在SRAM模块上电完成之前及时对各个SRAM模块进行清零，内部逻辑容易出现混乱，从而产生较大的功耗。
技术实现思路
本专利技术提供了一种SRAM模块的电源管理系统及电源管理方法、FPGA芯片，用以确定在FPGA芯片上电过程中各个电源的上电顺序，使内部逻辑清晰，减小功耗。第一方面，本专利技术提供了一种SRAM模块的电源管理系统，该电源管理系统应用于FPGA芯片中。该电源管理系统包括电源管理模块、电源管理控制器及振荡器。其中，电源管理模块用于给SRAM模块供电，且电源管理模块的供电电压包括内核电压及模拟输入输出电压。电源管理模块具有用于判断内核电压及模拟输入输出电压是否完成上电的上电复位模块。电源管理控制器及振荡器用于在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，控制电源管理模块对SRAM模块上电。电源管理控制器及振荡器还用于在SRAM模块完成上电后，控制电源管理电路对SRAM模块清零。在上述的方案中，通过设置上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压是否完成上电；并在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块对SRAM模块上电；在SRAM模块完成上电后，控制电源管理电路对SRAM模块清零。通过采用先上电，之后再清零的方式，使内部各个电源的上电顺序明确，可避免上电与清零同时进行时，不能同时完成，导致内部逻辑混乱的情形，从而减小芯片的功耗。在一个具体的实施方式中，SRAM模块包括SRAM阵列、字线驱动模块及位线驱动模块；电源管理模块对SRAM模块上电具体为：电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块以内核电压对字线驱动模块上电；电源管理控制器及振荡器在字线驱动模块完成上电后，控制电源管理模块以设定电压对SRAM阵列上电；其中，设定电压大于内核电压。通过采用SRAM阵列的供电电压(设定电压)大于内核电压，提高SRAM模块的运行效率。且通过采用先对字线驱动模块先供电，后对SRAM阵列后供电的方式，保证SRAM阵列在上电过程中不会出现大电流的现象，便于将数据锁存到SRAM阵列中。在一个具体的实施方式中，电源管理控制器及振荡器还用于对SRAM阵列上电完成后，对SRAM阵列清零前，控制电源管理模块上拉字线驱动模块的供电电压至不小于设定电压；且电源管理模块对SRAM阵列清零时，字线驱动模块的供电电压不小于设定电压。通过在清零前，上拉字线驱动模块的供电电压不小于设定电压，保证SRAM模块的字线驱动模块的输出状态稳定。在一个具体的实施方式中，设定电压的大小随FPGA芯片的结温的升高而降低，保证FPGA芯片的运行速度和可靠性。在一个具体的实施方式中，电源管理模块还包括：带隙基准模块，其中带隙基准模块的供电电压为模拟输入输出电压，上电复位模块与带隙基准模块的输出端连接；与带隙基准模块的输出端连接且用于给字线驱动模块供的第一LDO(LowDropoutRegulator低压差线性稳压器)；与带隙基准模块连接且用于给SRAM阵列供电的第二LDO。设计了两套LDO分别给SRAM模块中的WLDR(字线驱动模块)和SRAM阵列提供不同可配置的电源电压。且两套LDO从带隙基准模块获得精准的基准参考电压，产生出精准的输出电源，提高SRAM模块的运行速度。在一个具体的实施方式中，电源管理控制器及振荡器还用于在SRAM模块完成清零后，控制电源管理模块对SRAM模块编程；且电源管理模块对SRAM模块编程时，字线驱动模块的供电电压不小于设定电压，保证SRAM可以正常写入。在一个具体法实施方式中，电源管理控制器及振荡器还用于在电源管理模块对SRAM模块编程后，控制电源管理模块对SRAM模块读取；电源管理控制器及振荡器还用于在电源管理模块对SRAM模块编程后且读取前，控制电源管理模块下拉字线驱动模块的供电电压至内核电压。保证SRAM模块能够正常读取。第二方面，本专利技术还提供了一种FPGA芯片，该FPGA芯片包括SRAM模块及上述任意一种电源管理系统。通过设置上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压是否完成上电；并在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块对SRAM模块上电；在SRAM模块完成上电后，控制电源管理电路对SRAM模块清零。通过采用先上电，之后再清零的方式，使内部各个电源的上电顺序明确，可避免上电与清零同时进行时，不能同时完成，导致内部逻辑混乱的情形，从而减小芯片的功耗。第三方面，本专利技术还提供了一种上述SRAM模块的电源管理系统对应的电源管理方法，该电源管理方法包括：在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块对SRAM模块上电；在电源管理模块对SRAM模块完成上电后，电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块对SRAM模块清零。通过设置上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压是否完成上电；并在上电复位模块判断内核电压及模拟输入输出电压完成上电后，电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块对SRAM模块上电；在SRAM模块完成上电后，控制电源管理电路对SRAM模块清零。通过采用先上电，之后再清零的方式，使内部各个电源的上电顺序明确，可避免上电与清零同时进行时，不能同时完成，导致内部逻辑混乱的情形，从而减小芯片的功耗。在一个具体的实施方式中，SRAM模块包括SRAM阵列、字线驱动模块及位线驱动模块。电源管理模块对SRAM模块上电具体为：电源管理控制器及振荡器控制电源管理模块以内核电压对字线驱动模块上电；电源管理控制器及振荡器在字线驱动模块完成上电后，控制电源管理模块以设定电压对SRAM阵列上电；其中，设定电压大于内核电压。通过采用SRAM阵列的供电电压(设定电压)大于内核电压，提高SRAM模块的运行效率。且通过采用先对字线驱动模块先供电，后对SRAM阵列后供电的方式，保证SRAM阵列在上电过程中不会出现大电流的现象，便于将数据锁存到SRAM阵列中。在一个具体的实施方式中，电源管理控制器及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SRAM模块的电源管理系统，应用于FPGA芯片中，其特征在于，所述电源管理系统包括：/n用于给所述SRAM模块供电的电源管理模块，所述电源管理模块的供电电压包括内核电压和模拟输入输出电压，所述电源管理模块包括用于判断所述内核电压及所述模拟输入输出电压是否完成上电的上电复位模块；/n电源管理控制器及振荡器，用于在所述上电复位模块判断所述内核电压及所述模拟输入输出电压完成上电后，控制所述电源管理模块对所述SRAM模块上电；所述电源管理控制器及振荡器还用于在所述SRAM模块完成上电后，控制所述电源管理电路对所述SRAM模块清零。/n

【技术特征摘要】
1.一种SRAM模块的电源管理系统，应用于FPGA芯片中，其特征在于，所述电源管理系统包括：
用于给所述SRAM模块供电的电源管理模块，所述电源管理模块的供电电压包括内核电压和模拟输入输出电压，所述电源管理模块包括用于判断所述内核电压及所述模拟输入输出电压是否完成上电的上电复位模块；
电源管理控制器及振荡器，用于在所述上电复位模块判断所述内核电压及所述模拟输入输出电压完成上电后，控制所述电源管理模块对所述SRAM模块上电；所述电源管理控制器及振荡器还用于在所述SRAM模块完成上电后，控制所述电源管理电路对所述SRAM模块清零。


2.如权利要求1所述的电源管理系统，其特征在于，所述SRAM模块包括SRAM阵列、字线驱动模块及位线驱动模块；
所述电源管理模块对所述SRAM模块上电具体为：
所述电源管理控制器及振荡器控制所述电源管理模块以所述内核电压对所述字线驱动模块上电；
所述电源管理控制器及振荡器在所述字线驱动模块完成上电后，控制所述电源管理模块以设定电压对所述SRAM阵列上电；其中，所述设定电压大于所述内核电压。


3.如权利要求2所述的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器及振荡器还用于对所述SRAM阵列上电完成后，对所述SRAM阵列清零前，控制所述电源管理模块上拉所述字线驱动模块的供电电压至不小于所述设定电压；
且所述电源管理模块对所述SRAM阵列清零时，所述字线驱动模块的供电电压不小于所述设定电压。


4.如权利要求3所述的电源管理系统，其特征在于，所述设定电压的大小随所述FPGA芯片的结温的升高而降低。


5.如权利要求3所述的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理模块还包括：
供电电压为所述模拟输入输出电压的带隙基准模块，所述上电复位模块与所述带隙基准模块的输出端连接；
与所述带隙基准模块的输出端连接且用于给所述字线驱动模块供的第一LDO；
与所述带隙基准模块连接且用于给所述SRAM阵列供电的第二LDO。


6.如权利要求3～5任一项所述的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器及振荡器还用于在所述SRAM模块完成清零后，控制所述电源管理模块对所述SRAM模块编程；
且所述电源管理模块对所述SRAM模块编程时，所述字线驱动模块的供电电压不小于所述设定电压。


7.如权利要求6所述的电源管理系统，其特征在于，所述电源管理控制器及振荡器还用于在所述电源管理模块对所述SRAM模块编程后，控制所述电源管理模块对所述SRAM模块读取；
所述电源管理控制器及振荡器还用于在所述电源管理模块对所述SRAM模块编程后且读取前，控制所述电源管理模块下拉所述字线驱动模块的供电电压至所述内核电压。


8.一种FPGA芯片，其特征在于，包括：
SRAM模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：田磊，廖英豪，
申请(专利权)人：深圳市紫光同创电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44