产生时钟信号的集成电路和方法技术

一种产生时钟信号的集成电路，包括电压转换单元、最大功率确定单元、时钟控制单元和时钟发生器。该电压转换单元将外部电源电压转换成内部电源电压，并检测功能块电流消耗量的变化，以产生测得电压，其中该功能块利用内部电源电压消耗预定电流。该最大功率确定单元确定功能块的最大电流消耗量，并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压。该时钟控制单元根据该测得电压和最大容许电压之间的比较结果，而产生至少一个频率控制信号。该时钟发生器产生根据频率控制信号调节其频率的时钟信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，并特别涉及这样一种，它能够根据设备消耗的功率量来调节该时钟信号的频率，同时稳定地维持内部电源电压。
技术介绍
对采用电池的便携式设备的使用已变得很广泛。对于这样的便携式设备，由于它们能在不需要充电或者更换电池的情况下被更频繁地使用，所以低功耗是一个有吸引力的因素。一种降低这种设备的功耗的方法是，当系统空闲一段时间时，使系统处于睡眠模式。另一种降低功耗的方法是，当系统与时钟信号同步工作时，调节在功耗、功率电压电平或时钟频率的不同状态之间的切换概率。在韩国专利公开号2004-17039中公开了一种用于调节时钟频率(或时钟速度)的示范电路。韩国专利公开号2004-17039中的电路检测集成电路设备所消耗的电流量，并根据所检测的电流消耗量而调节时钟频率。当所检测到的电流消耗量增加时，时钟频率降低。另外，将参考电压与内部电源电压相比较，并利用比较结果来控制时钟发生电路。这个内部电源电压用作该时钟发生电路的电源电压。韩国专利公开号2004-17039中的电路不根据系统的工作模式而改变最大容许电流。因此，该电路不能可变地调节系统的操作速度，因为这个电路是采用一个受限的最大容许电流而工作的。因此，需要一种产生时钟信号的集成电路，这个时钟信号的最大电流消耗量是可以变化地调节的，并且该集成电路能够根据所调节的最大电流消耗量调节该时钟信号的频率。
技术实现思路
本专利技术的特征是提供一种，它能够根据时钟信号的最大电流消耗量而调节该时钟信号的频率。根据本专利技术的一个方面，提供了一种产生时钟信号的集成电路。该集成电路包括电压转换单元、最大功率确定单元、时钟控制单元和时钟发生器。该电压转换单元将外部电源电压转换成内部电源电压，并检测功能块的电流消耗量的变化，以产生测得电压。该功能块采用内部电源电压消耗预定量的电流。该最大功率确定单元确定功能块的最大电流消耗量并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压。该时钟控制单元根据测得电压和最大容许电压之间的比较结果，而产生至少一个频率控制信号。该时钟发生器产生根据频率控制信号而调节其频率的时钟信号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种产生时钟信号的方法。在该方法中，将外部电源电压转换成内部电源电压，并且检测电流消耗量的变化以产生测得电压。确定最大电流消耗量，并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压。根据测得电压和最大容许电压之间的比较结果，产生至少一个频率控制信号。产生根据频率控制信号而调节其频率的时钟信号。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术的示范实施例，本专利技术对于本领域的普通技术人员来说将变得更明显，其中相同的附图标记表示相同的部件，给出附图是为了图示而非限制本专利技术的示范实施例。图1是图示了根据本专利技术示范实施例的用于产生时钟信号的集成电路的方框图。图2是图示了根据本专利技术示范实施例的用于产生时钟信号的集成电路的电路图。图3A是图示了根据本专利技术示范实施例的最大功率确定单元的电路图。图3B是图示了根据本专利技术另一示范实施例的最大功率确定单元的电路图。图4A是图示了根据本专利技术示范实施例的时钟控制单元的电路图。图4B是图示了根据本专利技术另一示范实施例的时钟控制单元的电路图。具体实施例方式下文中，将参照附图详细解释本专利技术图1是图示了根据本专利技术示范实施例的用于产生时钟信号的集成电路的电路图。参考图1，所述产生时钟信号的集成电路包括电压转换单元100、最大功率确定单元200、时钟控制单元300、时钟产生单元400和功能块500。为该电压转换单元100供给外部电源电压Ext_VDD和参考电压Vref。该电压转换单元100将该外部电源电压Ext_VDD转换成内部电源电压Int_VDD。另外，电压转换单元100利用参考电压Vref对功能块500的电流消耗量的变化进行检测，以产生测得电压Vmon。当功能块500的电流消耗量增加时，内部电源电压Int_VDD降低，而与功能块500的电流消耗量对应的电压也会降低。根据参考电压Vref与对应于功能块500的电流消耗量的电压之间的比较结果，测得电压Vmon降低。当测得电压Vmon降低时，由外部电源电压Ext_VDD提供的电流增加。因此，内部电源电压Int_VDD可以保持在预定电平。最大功率确定单元200根据外部提供的功率控制信号Vctl，而确定集成电路的最大电流消耗量。该最大电流消耗量被转换成定义为最大容许电压Vmax的电压。该时钟控制单元300根据检得电压Vmon与最大容许电压Vmax之间的比较结果，而产生频率控制信号Fctl。例如，时钟控制单元300将测得电压Vmon转换成比较电压Vcomp，并将这个比较电压Vcomp与最大容许电压Vmax进行比较，以产生频率控制信号Fctl。例如，当内部电源电压Int_VDD降低时，测得电压Vmon降低，并且比较电压Vcomp基于下降的测得电压Vmon而增加。增加的比较电压Vcomp与最大容许电压Vmax作比较，以降低时钟控制单元300所产生的频率控制信号Fctl的电平。根据频率控制信号Fctl的降低的电平，从时钟产生单元400输出的时钟信号PACLK具有降低的频率。当将时钟信号PACLK的降低的频率提供给功能块500时，功能块500的电流消耗量会减少。因此，用于产生时钟信号的集成电路的功耗减少，并由此该电路以负反馈结构工作。图2是图示了根据本专利技术示范实施例的用于产生时钟信号的集成电路的电路图。参考图2，电压转换单元100包括电流检测单元140和第一电压比较单元120。该电流检测单元140包括电流源和与该电流源连接以产生第一比较电压和内部电源电压Int_VDD的电流检测通路。图2中，电流源包括PMOS晶体管P10，而电流检测通路包括电阻R10和R11。该第一电压比较单元120包括比较器CMP1。参考电压Vref被施加到比较器CMP1的负输入端上，而第一比较电压被施加到比较器CMP1的正输入端上。当功能块500的电流消耗量增加时，内部电源电压Int_VDD的电平减少。基于减少的内部电源电压Int_VDD，流过电流检测通路中的电阻R10和R11的电流量也减少。因此，第一比较电压降低。例如，比较器CMP1对应于线性比较器。因此，测得电压Vmon根据第一比较电压的降低而降低。因为测得电压Vmon被施加到电流源的PMOS晶体管P10的栅极上，所以测得电压Vmon的降低引起PMOS晶体管P10的栅源电压升高。因此，流过电路检测通路中的电阻R10和R11的电流量增加，而降低的内部电源电压Int_VDD则增加到预定电平。最大功率确定单元200根据外部提供的功率控制信号Vctl而确定最大电流消耗量，并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压Vmax。最大功率确定单元200包括电流消耗量确定单元220和最大容许电压产生单元240。电流消耗量确定单元220确定功能块500的最大电流消耗量，而最大容许电压产生单元240产生最大容许电压Vmax。图2中，电流消耗量确定单元220包括多个并联连接的晶体管P20、P21和P22，最大容许电压产生单元240包括电阻R21，其将流过电流消耗量确定单元220中的选择性导通的晶体管的电流转换成电压。晶体管P20、P21和P22可以响应于功率控制信号Vctl而独立工作。另外，各个晶体管P20、P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生时钟信号的集成电路，包括：电压转换单元，配置成将外部电源电压转换成内部电源电压，检测功能块电流消耗量的变化，并产生测得电压，其中该功能块使用内部电源电压消耗电流量；最大功率确定单元，配置成确定功能块的最大电流消耗 量，并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压；时钟控制单元，配置成基于测得电压和该最大容许电压之间的比较结果，而产生至少一个频率控制信号；和时钟发生器，配置成产生时钟信号，其中该时钟信号的频率根据该频率控制信号进行调节。

【技术特征摘要】
KR 2004-6-29 49510/041.一种用于产生时钟信号的集成电路，包括电压转换单元，配置成将外部电源电压转换成内部电源电压，检测功能块电流消耗量的变化，并产生测得电压，其中该功能块使用内部电源电压消耗电流量；最大功率确定单元，配置成确定功能块的最大电流消耗量，并将该最大电流消耗量转换成对应的最大容许电压；时钟控制单元，配置成基于测得电压和该最大容许电压之间的比较结果，而产生至少一个频率控制信号；和时钟发生器，配置成产生时钟信号，其中该时钟信号的频率根据该频率控制信号进行调节。2.根据权利要求1的集成电路，其中该电压转换单元包括电流检测单元，配置成产生第一比较电压和内部电源电压；和第一比较器，配置成将该第一比较电压与输入参考电压进行比较，以产生该测得电压。3.根据权利要求2的集成电路，其中该电流检测单元包括电流检测通路，配置成在功能块的电流消耗量增加时降低第一比较电压的电压电平；和电流源，配置成为该电流检测通路和功能块提供电流。4.根据权利要求3的集成电路，其中根据测得电压而对该电流源提供的电流量进行调节。5.根据权利要求1的集成电路，其中该最大功率确定单元包括电流消耗量确定单元，配置成基于功率控制信号确定功能块的最大电流消耗量；和最大容许电压产生单元，配置成产生与电流消耗量确定单元的输出电流对应的最大容许电压。6.根据权利要求5的集成电路，其中该电流消耗量确定单元包括多个并联连接的电流源，其中该电流源由功率控制信号选择性地导通。7.根据权利要求6的集成电路，其中该最大容许电压产生单元包括负载，用于根据从电流源中至少一个选择性导通的电流源提供的电流，而产生最大容许电压。8.根据权利要求5的集成电路，其中该电流消耗量确定单元包括电流源，由该功率控制信号选择性地导通。9.根据权利要求8的集成电路，其中该最大容许电压产生单元的负载阻抗根据该功率控制信号而进行调节。10.根据权利要求9的集成电路，其中该...

【专利技术属性】
技术研发人员：金善券，李炳勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]