时钟电路、计算装置和片上系统制造方法及图纸

提供一种时钟电路、计算装置、片上系统和对时钟信号升频的方法。该时钟电路包括：时钟产生电路，用于产生时钟信号；时钟门控单元，与时钟产生电路耦接，用于接收升频指示信号和时钟信号，并仅在升频指示信号指示升频时，对时钟信号进行门控，然后输出门控后的时钟信号；其中，门控后的时钟信号在多个固定时段的时钟频率逐步增加，并最终升频到目标时钟频率。这种先获得与目标时钟频率相同的时钟信号，再利用门控来实现升频的方案实施起来相对简单，电路设计和复杂度都较低。路设计和复杂度都较低。路设计和复杂度都较低。

【技术实现步骤摘要】
时钟电路、计算装置和片上系统


[0001]本公开涉及芯片领域，具体而言，涉及一种时钟电路、计算装置、片上系统和对时钟信号升频的方法。

技术介绍

[0002]集成电路的小型化趋势使得处理器制造商对如何降低功耗充满热情。处理器降低功耗的方法主要有两种：动态电压与频率调节(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)和自适应电压与频率调节(Adaptive Voltage Frequency Scaling，AVFS)。DVFS根据处理器所运行的应用程序对计算能力的不同需要，动态调节系统的时钟频率和供电电压，从而达到节能的目的。AVFS通过传感器实时测量检测数据决定系统的供电电压。
[0003]在DVFS系统和AVFS系统中，调节时钟频率和供电电压可分为升频操作和降频操作。升频操作时需先调高供电电压，再调高时钟频率，降频操作则需先降低时钟频率再降低供电电压。但是升频操作，如果时钟频率突变跨度太大会引起负载功耗突然增加，从而导致供电电压被拉低，而供电电压拉低幅度过大则会导致系统出错。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开的目的是提供一种时钟电路、片上系统、计算装置和对时钟信号进行门控的方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]第一方面，本公开实施例提供一种时钟电路，包括：
[0006]时钟产生电路，用于产生时钟信号；
[0007]时钟门控单元，与所述时钟产生电路耦接，用于接收升频指示信号和所述时钟信号，并仅在所述升频指示信号指示升频时，对所述时钟信号进行门控，然后输出门控后的时钟信号；
[0008]其中，所述门控后的时钟信号在多个固定时段的时钟频率逐步增加，并最终升频到目标时钟频率。
[0009]可选地，所述时钟产生电路包括：
[0010]时钟源电路，两个输出端分别输出第一时钟信号和第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号是基于所述第一时钟信号升频后的时钟信号。
[0011]选择器，两个输入端分别接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，控制端接收所述升频指示信号，在所述升频指示信号指示升频时，输出所述第二时钟信号，否则，输出所述第一时钟信号。
[0012]可选地，所述时钟门控单元包括：
[0013]门控逻辑生成器，用于在所述升频指示信号指示升频时，生成门控逻辑信号；
[0014]门控单元，用于在接收到所述门控逻辑信号时，使用所述门控逻辑信号对所述时钟信号进行门控，并输出所述门控后的时钟信号。
[0015]可选地，所述门控逻辑生成器还接收升频比，并根据所述升频比和所述第二时钟
信号生成所述门控逻辑信号，所述升频比为所述目标时钟频率与升频之前的时钟频率的比值。
[0016]可选地，所述门控后的时钟信号在所述多个固定时段的平均时钟频率匀速增加。
[0017]可选地，门控逻辑生成器包括：
[0018]第一选择器，用于根据第一选择控制信号从N个输入端的N个激励信号中输出第一激励信号；
[0019]第二选择器，用于根据第二选择控制信号输出所述第一激励信号与右循环移位器输出的移位操作后的信号中的一个，并作为输出信号；
[0020]第一寄存器，与所述门控单元耦接，用于缓存所述输出信号；
[0021]右循环移位器，用于对所述输出信号进行右移位操作，
[0022]其中，从第一到第N个激励信号，在所述多个固定时段内用于指示门控的高电平或低电平逐渐减少，N为大于1的正整数。
[0023]可选地，所述门控逻辑生成器还包括激励控制器和斜率控制器，所述激励控制器基于调频信号和升频比计算所述第一选择控制信号，所述斜率控制器基于调频信号确定所述第二选择控制信号。
[0024]可选地，所述门控单元为ICG或集成了ICG。
[0025]可选地，所述第二选择控制信号表征每个激励信号的循环次数，可通过配置所述第二选择控制信号来控制时钟频率的增长斜率。
[0026]第二方面，本公开实施例提供一种计算装置，包括：
[0027]时钟产生电路，用于产生时钟信号；
[0028]时钟门控单元，与所述时钟产生电路耦接，用于接收升频指示信号和所述时钟信号，并仅在所述升频指示信号指示升频时，对所述时钟信号进行门控，输出门控后的时钟信号，所述门控后的时钟信号在多个固定时段的时钟频率逐步增加，并最终升频到目标时钟频率；
[0029]执行单元，与所述时钟门控单元耦接，用于门控后的时钟信号执行逻辑功能。
[0030]可选地，所述时钟产生电路包括：
[0031]时钟源电路，两个输出端分别输出第一时钟信号和第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号是基于所述第一时钟信号升频后的时钟信号。
[0032]选择器，两个输入端分别接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，控制端接收所述升频指示信号，在所述升频指示信号指示升频时，输出所述第二时钟信号，否则，输出所述第一时钟信号。
[0033]可选地，所述时钟门控单元包括：
[0034]门控逻辑生成器，用于在所述升频指示信号指示升频时，生成门控逻辑信号；
[0035]门控单元，用于在接收到所述门控逻辑信号时，使用所述门控逻辑信号对所述时钟信号进行门控，并输出所述门控后的时钟信号。
[0036]可选地，所述门控逻辑生成器还接收升频比，并根据所述升频比和所述第二时钟信号生成所述门控逻辑信号，所述升频比为所述目标时钟频率与升频之前的时钟频率的比值。
[0037]可选地，所述门控后的时钟信号在所述多个固定时段的平均时钟频率匀速增加。
[0038]可选地，门控逻辑生成器包括：
[0039]第一选择器，用于根据第一选择控制信号从N个输入端的N个激励信号中输出第一激励信号；
[0040]第二选择器，用于根据第二选择控制信号输出所述第一激励信号与右循环移位器输出的移位操作后的信号中的一个，并作为输出信号；
[0041]第一寄存器，与所述门控单元耦接，用于缓存所述输出信号；
[0042]右循环移位器，用于对所述输出信号进行右移位操作，
[0043]其中，从第一到第N个激励信号，在所述多个固定时段内用于指示门控的高电平或低电平逐渐减少，N为大于1的正整数。
[0044]可选地，所述门控逻辑生成器还包括激励控制器和斜率控制器，所述激励控制器基于调频信号和升频比计算所述第一选择控制信号，所述斜率控制器基于调频信号确定所述第二选择控制信号。
[0045]可选地，所述门控单元为ICG或集成了ICG。
[0046]第三方面，本公开实施例提供一种片上系统，包括：
[0047]调频调压控制器，用于传送调频信号；
[0048]时钟电路，与所述调频调压控制器耦接，用于根据所述调频信号产生时钟信号，并针对所述时钟信号进行门控，输出门控后的时钟信号；
[0049]处理单元，用于基于所述门控后的时钟信号执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种时钟电路，包括：时钟产生电路，用于产生时钟信号；时钟门控单元，与所述时钟产生电路耦接，用于接收升频指示信号和所述时钟信号，并仅在所述升频指示信号指示升频时，对所述时钟信号进行门控，然后输出门控后的时钟信号；其中，所述门控后的时钟信号在多个固定时段的时钟频率逐步增加，并最终升频到目标时钟频率。2.根据权利要求1所述的时钟电路，其中，所述时钟产生电路包括：时钟源电路，两个输出端分别输出第一时钟信号和第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号是基于所述第一时钟信号升频后的时钟信号；选择器，两个输入端分别接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，控制端接收所述升频指示信号，在所述升频指示信号指示升频时，输出所述第二时钟信号，否则，输出所述第一时钟信号。3.根据权利要求1所述的时钟电路，其中，所述时钟门控单元包括：门控逻辑生成器，用于在所述升频指示信号指示升频时，生成门控逻辑信号；门控单元，用于在接收到所述门控逻辑信号时，使用所述门控逻辑信号对所述时钟信号进行门控，并输出所述门控后的时钟信号。4.根据权利要求3所述的时钟电路，其中，所述门控逻辑生成器还接收升频比，并根据所述升频比和所述第二时钟信号生成所述门控逻辑信号，所述升频比为所述目标时钟频率与升频之前的时钟频率的比值。5.根据权利要求1所述的时钟电路，其中，所述门控后的时钟信号在所述多个固定时段的平均时钟频率匀速增加。6.根据权利要求4所述的时钟电路，其中，门控逻辑生成器包括：第一选择器，用于根据第一选择控制信号从N个输入端的N个激励信号中输出第一激励信号；第二选择器，用于根据第二选择控制信号输出所述第一激励信号与右循环移位器输出的移位操作后的信号中的一个，并作为输出信号；第一寄存器，与所述门控单元耦接，用于缓存所述输出信号；右循环移位器，用于对所述输出信号进行右移位操作，其中，从第一到第N个激励信号，在所述固定时段内用于指示门控的高电平或低电平逐渐减少，N为大于1的正整数。7.根据权利要求6所述的时钟电路，其中，所述门控逻辑生成器还包括激励控制器和斜率控制器，所述激励控制器基于调频信号和升频比计算所述第一选择控制信号，所述斜率控制器基于调频信号确定所述第二选择控制信号。8.根据权利要求3所述的时钟电路，其中，所述门控单元为ICG或集成了ICG。9.根据权利要求6所述的时钟电路，其中，所述第二选择控制信号表征每个激励信号的循环次数，可通过配置所述第二选择控制信号来控制时钟频率的增长斜率。10.一种计算装置，包括：时钟产生电路，用于产生时钟信号；
时钟门控单元，与所述时钟产生电路耦接，用于接收升频指示信号和所述时钟信号，并仅在所述升频指示信号指示升频时，对所述时钟信号进行门控，输出门控后的时钟信号，所述门控后的时钟信号在多个固定时段的时钟频率逐步增加，并最终升频到目标时钟频率；执行单元，与所述时钟门控单元耦接，用于门控后的时钟信号执行逻辑功能。11.根据权利要求10所述的计算装置，其中，所述时钟产生电路包括：时钟源电路，两个输出端分别输出第一时钟信号和第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号是基于所述第一时钟信号升频后的时钟信号；选择器，两个输入端分别接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号，控制端接收所述升频指示信号，在所述升频指示信号指示升频时，输出所述第二时钟信号，否则，输出所述第一时钟信号。12.根据权利要求10所述的计算装置，其中，所述时钟门控单元包括：门控逻辑生成器，用于在所述升频指示信号指示升频时，生成门控逻辑信号；门控单元，用于在接收到所述门控逻辑信号时，使用所述门控逻辑信号对所述时钟信号进行门控，并输出所述门控后的时钟信号。13.根据权利要求12所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鹏，蒲宇，王彤，李一帆，陈林飞，王洁，杨运福，高云，石欢，刘昂立，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：