在集成电路中的电路区域的操作点控制器制造技术

在实施例中，讨论了在集成电路中的两个或更多个电路区域的操作点控制器。OPC被配置为：i)为这些电路区域中的每一个设置包括操作电压和操作频率的资源状态，以及ii)识别事件以发起在给定电路区域的两个或更多个操作点之间的转换。操作点控制器还被配置成管理在集成电路上的两个或更多个电路区域的操作点之间的转换。操作点控制器是用逻辑实现的基于硬件的机构而不是在CPU处理器上操作的软件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在集成电路中的电路区域的操作点控制器版权声明本专利文件的公开内容的一部分包含受到版权保护的材料。当呈现在专利和商标局专利文件或记录中时，版权所有者不反对任何人对互连的复制再现，但是以其他方式呈现时无论如何保留所有版权权利。相关申请本申请整体合并了2017年3月6日提交的标题为“AnOperatingPointController(OPC)forpowerdomainsinanintegratedcircuit”、序列号为62/467617的美国临时专利申请，该临时专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。背景片上系统设计可能需要更低的功耗、多个时钟域和多个电源域。这些域通过断开局部电源以消除漏电流、动态地调整电压和时钟(尤其是在处理子系统(例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)和视频引擎)中)来为操作条件优化有功功率(activepower)和改变IP核时钟来实现功率减小以满足应用使用场景的需要。尽管如此，集成电路系统电源管理器打开和关闭不同的功能块以实现上述功能中的一些，在不同功能块之间的通信网络通常保持被供电，而这些其他功能块被置于睡眠模式或空闲状态中。然而，在该领域中存在改进的余地。概述在实施例中，讨论了用于在集成电路中的电路区域(例如电源域)的操作点控制器(OPC)的方法和系统。在实施例中，讨论了在集成电路中的两个或更多个电路区域的操作点控制器。OPC被配置为：i)为这些电路区域中的每一个设置资源状态，包括操作电压和操作频率，以及ii)识别事件以发起在给定电路区域的两个或更多个操作点之间的转换。操作点控制器还被配置成管理在集成电路上的两个或更多个电路区域的操作点之间的转换。操作点控制器是用逻辑实现的基于硬件的机构而不是在CPU处理器上操作的软件。附图简述多个附图涉及设计的示例实施例。图1示出了在OPC和各种部件(包括电源域控制器、共享资源仲裁器和其他部件)之间的交互的实施例的示意图，OPC和各种部件之间的交互为集成电路中的电路区域设置开启/关闭门控状态和资源状态。图2示出了在集成电路中的两个或更多个电路区域的OPC的实施例的示意图，OPC被配置为i)为这些电路区域中的每一个设置资源状态，包括操作电压和操作频率，以及ii)为给定电路区域设置门控状态，其中OPC还被配置为管理在集成电路上的两个或更多个电路区域的操作点之间的转换。图3示出了被配置成对于两个或更多个电路区域在一个或更多个操作点表中执行查找以提供开启/关闭门控状态的选择的OPC的实施例的示意图，该开启/关闭门控状态选自由i)时钟门控状态、ii)电源门控状态、iii)较低电压保持状态、iv)操作状态和v)这四种状态的任何组合组成的组，其中该选择在存储在操作点表中的操作点之间变化。图4示出了被配置成执行所有下列操作的OPC状态机的实施例的示意图：i)识别转换条件以发起操作点改变，ii)按顺序排列在那个电路区域中需要在操作点之间转换的电路，iii)按顺序排列支持相应的操作频率所需的操作电压，以及iv)向系统资源发送出控制信号以使在电路区域中的电路以电安全的方式实现新的操作点而没有不期望的电路状态的损失。图5示出了为操作电压和频率提供温度补偿的电压、频率、温度(VFT)控制器的实施例的示意图，其中VFT控制器基于OPC的操作点和多位温度输入来利用查找表，以根据当前温度来产生适当的电压和频率索引值。图6示出了具有操作点事件选择器和一个或更多个操作点表的OPC的实施例的示意图，其中事件矩阵被配置为收集进入的硬件和/或软件事件，并将它们分配到电源域事件选择器和操作点事件选择器。图7示出了存储多个操作点的操作点表的实施例的示意图，其中第一操作点将OPC置于对该电路区域的门控状态的单一控制(solecontrol)中，且第二操作点为局部电源域控制器提供根据针对当前条件所识别的事件要选择处于的门控状态的子集。图8示出了由OPC或局部电源域控制器驱动的域性能索引的寄存器的实施例的示意图。图9A和图9B示出了具有可配置能力以具有独立的每CPU门控状态控制的OPC的实施例的电路图(9A)和表(9B)。图9C示出了在没有具有独立的每CPU门控状态控制的状态机的情况下的仅正常状态的示例状态表。图10示出了根据本文描述的系统和方法的用于产生具有一个或更多个操作点控制器的器件(例如集成电路)的过程的示例的实施例的流程图。本文件中的附图示出了各种实施例的示意图。虽然该设计受制于各种修改和可选的形式，但其特定的实施例在附图中作为示例被示出并且在本文被详细描述。该设计应被理解为不限于所公开的特定形式，但相反地，意图是涵盖落在该设计的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。详细讨论在下面的描述中，阐述了许多特定的细节，例如特定包交付服务、所命名的部件、连接、处理器的数量等的示例，以便提供对当前设计的彻底理解。然而对于本领域中的技术人员将明显的是，可以在没有这些特定细节的情况下实践本设计。在其他实例中，不是详细地而是在框图中描述公知的部件或方法，以便避免不必要地使本设计模糊。因此，所阐述的特定细节仅仅是示例性的。在一个实施例中讨论的特定细节可以在另一个实施例中被合理地实现。特定细节可以根据本设计的精神和范围变化，并且仍然被设想为在本设计的精神和范围内。总体上，讨论了在集成电路中的电路区域(例如电源域)的OPC。一个或更多个操作点控制器可以管理在集成电路(例如片上系统(SoC))上的电源，以便协调在集成电路上的电源、时钟、电压和/或频率域状态的集合的转换。下面的附图和文本描述了该设计的各种示例实现。图1示出了在OPC和各种部件(包括一个或更多个电源域控制器、共享资源仲裁器和其他部件)之间的交互的实施例的示意图，OPC和各种部件之间的交互为集成电路100中的电路区域设置开启/关闭门控状态和资源状态。OPC在每个电路区域中提供i)开启/关闭门控状态和ii)不同的资源操作状态，不同的资源操作状态包括不同的操作频率和在这些不同的操作频率下安全地操作的相应的电压电平。不同的操作频率包括至少两个或更多个频率，例如100MHz、500MHz等，除了零赫兹，因为零赫兹不是操作频率。OPC还管理在集成电路上的两个或更多个电路区域的操作点之间的转换。OPC提供i)为这些电路区域中的每一个设置包括操作电压和操作频率的资源状态，以及ii)识别事件以发起在给定电路区域的两个或更多个操作点之间的转换。OPC的逻辑包括操作点事件选择器模块、操作点状态控制器和VFT控制器。OPC包括操作点状态控制器以设置并管理每个电路区域的开启/关闭门控状态。OPC还包括一个或更多个操作点表。操作点状态控制器基于事件来在操作点表中执行查找。操作点状态控制器耦合到一组一个或更多个电源域控制器以基于查找来将来自操作点表的操作点信息传递到连接到OPC的适当电源域控制器。OPC包括VFT控制器以设置并管理包括在给定电路区域的操作点之间的转换的不同的资源操作状态。VFT控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n操作点控制器，其被配置为管理在集成电路中的一个或更多个电路区域的多个操作点之间的转换，其中，所述操作点控制器还被配置为/ni)对于所述电路区域的至少第一电路区域，改变包括操作电压和操作频率的资源状态，并且其中所述资源状态由来自所述第一电路区域的多个操作点的当前选择的操作点确定，以及/nii)识别事件以发起在所述第一电路区域的所述多个操作点之间的转换，并且/n其中，所述操作点控制器在硬件逻辑中实现，所述硬件逻辑识别事件并管理在所述多个操作点之间的转换，包括改变资源状态，而不需要任何软件来在任何中央处理器单元上操作。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170306 US 62/467,6171.一种装置，包括：
操作点控制器，其被配置为管理在集成电路中的一个或更多个电路区域的多个操作点之间的转换，其中，所述操作点控制器还被配置为
i)对于所述电路区域的至少第一电路区域，改变包括操作电压和操作频率的资源状态，并且其中所述资源状态由来自所述第一电路区域的多个操作点的当前选择的操作点确定，以及
ii)识别事件以发起在所述第一电路区域的所述多个操作点之间的转换，并且
其中，所述操作点控制器在硬件逻辑中实现，所述硬件逻辑识别事件并管理在所述多个操作点之间的转换，包括改变资源状态，而不需要任何软件来在任何中央处理器单元上操作。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述操作点控制器的所述硬件逻辑包括操作点状态控制器和电压、频率、温度控制器，其中，所述操作点控制器还包括一个或更多个操作点表，其中，所述操作点状态控制器被配置为基于所述事件来在所述操作点表中执行查找，并且其中，所述电压、频率、温度控制器被配置为基于操作点信息来将所需的操作电压和操作频率信息发送到相应的系统资源，所述系统资源包括与特定电源域相关联的系统电压源和系统时钟。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述操作点控制器的所述硬件逻辑还包括被配置为与事件矩阵协作的操作点事件选择器，其中，当事件从所述事件矩阵进入时，则所述操作点事件选择器将进入的事件映射到状态，并且该信息被传递到所述操作点状态控制器以基于所述事件来在所述操作点表中执行所述查找。


4.根据权利要求2所述的装置，其中，电压、频率、温度控制器信号被传递到电压协议和频率协议适配器，以提供在性能水平和实际机构、电压调节器和/或时钟发生器之间的转化，以对所述第一电路区域作出操作电压和操作频率改变，其中，所述电压协议和频率协议适配器经由所述电压调节器和/或时钟发生器提供的本地接口传递到所述实际机构。


5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述操作点控制器被配置成与填充有两个或更多个电路区域的多个操作点的操作点表进行协作，其中，第一电路区域的多个操作点至少包括在具有相关联的不同操作电压的至少两个不同操作频率之间的选择，其中，与较低操作频率相关联的操作电压值不会提供足够的晶体管速度来允许所述第一电路区域在较高操作频率下适当地起作用。


6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述操作点控制器被配置成用于所有下列操作：i)识别转换条件以发起操作点改变，ii)按顺序排列在那个电路区域中需要在操作点之间转换的电路，iii)按顺序排列支持相应的操作频率所需的操作电压，以及iv)向系统资源发送出控制信号以使在所述电路区域中的所述电路以电安全的方式实现新的操作点而没有不期望的电路状态的损失，其中，所有这些动作都在硬件控制下发生而不请求来自在CPU处理器上操作的任何软件的帮助。


7.根据权利要求1所述的装置，其中，在硬件逻辑中实现的所述操作点控制器比在CPU处理器上操作的所述软件允许状态的更快转换发生在电路区域中，其中，发生在所述电路区域中的状态的更快转换比缓慢的转换转化为在电池寿命方面更大的节省。


8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述操作点控制器连接到电源域控制器以在每状态分组的基础上以由所述集成电路的设计者可定义的特定顺序来将所述电源域在较高电源状态和较低电源状态之间的转换的适当排序编排到可编程寄存器中。


9.根据权利要求1所述的装置，其中，两个或更多个操作点控制器连接到一个或更多个共享资源仲裁器，并且所述共享资源仲裁器被配置为在所述多个操作点控制器当中进行仲裁以确定待被提供给共享系统资源的操作电压和操作频率的值。


10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述操作点控制器被配置为对于它控制的每个电源域控制器按顺序排列电源开关的开启，其中，所述操作点控制器被配置为将根据成员电源域控制器的编译时静态列表开启的电源域控制器的这个顺序进行排序，这将确定给定电源域控制器何时被...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·埃曼，D·E·温格德，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US