使用较高电压供电电平的低压逻辑操作制造技术

一种电路，包括：　　　　串联连接在第一和第二参考电势之间的２↑［ｎ］个模块；　　　　设置在所述２↑［ｎ］个模块的相邻模块之间的２↑［ｎ］－１个节点；以及　　　　２↑［ｎ］－１个２∶１ＤＣ／ＤＣ变换器，其中所述２↑［ｎ］－１个２∶１ＤＣ／ＤＣ变换器中的每一个都与所述２↑［ｎ］－１个节点中相应的一个节点通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用较高电压供电电平和较低电流水平的低压复合逻辑宏(complex logic macro)和/或模块的操作。
技术介绍
在过去的十年间，互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺通过集成更多数量的晶体管而产生了更小的器件。例如，当前的微处理器比十年前制造的微处理器的功能强大千倍以上。微处理器的功率消耗也在增加。现在，一些微处理器的功耗超过100W。使用低压CMOS工艺构建的现代处理器采用的供电电压电平很少超过1V。结果，基于CMOS的微处理器需要超过100A的电流水平。物理障碍开始限制流经这些器件的电流量。一个障碍涉及与电力在这些微处理器中的分布有关的电压降。芯片封装件和/或印刷电路板(PCB)电源层中的1mΩ的寄生电阻能产生100mV的电压降。事实上，在不显著增加材料和相关处理成本的条件下将寄生电阻降低到小于1MΩ是非常困难的。例如，一般半导体封装件中的金接合导线的电阻在直径1微米长度5mm时具有约100MΩ的电阻。为了将总电源电阻限制在1MΩ以下，每个电源连接(VDD和VSS)必须被限制为小于0.5MΩ。该方法需要超过400个接合导线。由于寄生电阻的其他来源，将需要更多的接合导线。一种方法去除了接合导线并且使用倒装芯片封装技术。该方法解决了封装电阻问题中的部分问题。其他考虑的事项包括半导体自身中的金属电阻、倒装芯片封装件的金属电阻以及印刷电路板(PCB)的金属电阻还必须相互适应。随着芯片继续缩小，布线的迹线必须做得更窄。结果，必须使用更薄的金属材料，而这又增加了寄生电阻。本申请是2005年4月4日递交的美国专利申请No.11/098,129的继续申请，该申请要求2004年11月29日递交的美国临时申请No.60/631,552和2005年3月21日递交的美国临时申请No.60/663,933的优先权。上述申请的公开内容通过引用结合于此。
技术实现思路
一种电路包括第一模块和与第一模块通信的第二模块。第一和第二模块在第一和第二参考电势之间串联连接。电流均衡模块与第一和第二模块之间的节点通信，并且减小第一和第二模块之间的电流消耗差。在其他方面，电流均衡模块包括降压变换器(buck converter)。降压变换器包括与第三参考电势通信的导电开关。自由回转开关(freewheelingswitch)与第四参考电势和导电开关通信。电感元件与所述导电开关和自由回转开关以及所述节点通信。电容元件与第四参考电势和所述节点通信。在其他方面，电流均衡模块包括2∶1 DC/DC变换器。2∶1 DC/DC变换器包括第一和第二导电开关。第一和第二电感元件与第一和第二导电开关通信。第一和第二自由回转开关与第一和第二导电开关通信，以在非导电时段期间提供一条电流路径。2∶1 DC/DC变换器还包括驱动信号发生器，用于产生控制第一和第二导电开关和自由回转开关的驱动信号。第一和第二电感元件缠绕在一个公用的芯上。第一和第二导电开关、第一和第二电感元件、以及第一和第二自由回转开关以降压式配置连接，使得输出电压近似为输入电压幅度的一半。在其他方面，电流均衡模块包括均衡开关电容器件。均衡开关电容器件包括具有第一端和第二端的第一电容元件，其中第一电容元件的第一端与第一模块和第一参考电势通信，第一电容元件的第二端与所述节点通信。第二电容元件具有与第二模块和第二参考电势通信的第一端以及与所述节点通信的第二端。第三电容元件具有第一和第二端。多个开关将第一、第二和第三电容选择性连接到第一和第二模块以及选择性地断开连接，来均衡第一和第二模块的电流消耗。所述多个开关包括第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关，其中第一开关具有与第一电容元件的第一端通信的第一端以及与第三电容元件的第一端通信的第二端，第二开关具有与第二电容元件的第一端通信的第一端以及与第三电容元件的第二端通信的第二端，第三开关具有与第三电容元件的第一端通信的第一端以及与所述节点通信的第二端，第四开关具有与第三电容元件的第二端通信的第一端以及与所述节点通信的第二端。驱动信号发生器产生用来控制所述多个开关的驱动信号。在其他方面，电流均衡模块包括线性推挽(push-pull)调节器。线性推挽调节器包括第一和第二线性推挽调节器。第一阶线性推挽调节器包括第一运算放大器(opamp)、具有与第一运算放大器的输出通信的控制输入的第一晶体管、与第三参考电势通信的第一端子、以及与所述节点通信的第二端子。第二阶线性推挽调节器包括第二运算放大器(opamp)、具有与第二运算放大器的输出通信的控制输入的第二晶体管、与所述节点通信的第一端子、以及与第四参考电势通信的第二端子。线性推挽调节器还包括具有第一端和第二端的电阻元件，电阻元件的第一端与第一和第二运算放大器的第一输入通信，电阻元件的第二端与所述节点通信。在其他方面，电流均衡模块包括迟滞比较器(hysteresis comparator)模块。迟滞比较器模块包括可调偏置模块、可调带宽模块和/或可调延迟模块中的至少一个。电路是集成电路。在其他方面，DC/DC变换器接收输入信号并产生输出信号。第二2∶1DC/DC变换器具有与DC/DC变换器的输出通信的输入以及与2∶1 DC/DC变换器的输入通信的输出。在其他方面，提供了第三和第四模块。第一、第二、第三和第四模块在第一和第二参考电势之间串联连接。电流均衡模块包括第一2∶1 DC/DC变换器，第一2∶1 DC/DC变换器与第一参考电势、第一和第二模块之间的第一节点、以及第二和第三模块之间的第二节点通信。第二2∶1 DC/DC变换器与第二节点、第三和第四模块之间的第三节点以及第二参考电势通信。第三2∶1 DC/DC变换器与第一参考电势、第二节点和第二参考电势通信。在其他方面，一种设备包括所述电路，并且进一步包括N对电路。第一模块包括N对电路中的一对的第一电路。第二模块包括N对电路中的一对的第二电路。N对电路包括处理电路。第三模块包括N对电路中的另一对的第一电路。第四模块包括N对电路中的另一对的第二电路。第三和第四模块在第一和第二参考电势之间串联连接，并且电流均衡模块与第三和第四模块之间的节点通信。第一、第二、第三和第四模块包括信号处理模块。第一、第二、第三和第四模块包括图形流水线模块。在其他方面，一种处理系统包括所述设备。第一模块包括第一中央处理单元(CPU)并且第二模块包括第二CPU。操作系统与第一和第二CPU通信，并且执行第一和第二CPU的负载均衡和/或节流中的至少一个，以减小第一和第二CPU之间的电流消耗差。在其他方面，第一和第二CPU都是由单个集成电路实现的。电流均衡模块包括具有第一和第二电感器的2∶1 DC/DC变换器。2∶1 DC/DC变换器中除第一和第二电感器之外的组件是由集成电路实现的。在其他方面，一种系统包括处理系统，并且进一步包括印刷电路板(PCB)、布置在PCB上的第一和第二插槽、以及从集成电路伸出并被第一和第二插槽接收的引脚。第一和第二电感器被附接到集成电路，并且被布置在集成电路和PCB之间。一种网络设备包括第一信道模块、与第一信道模块串联连接的第二信道模块、与第二信道模块串联连接的第三信道模块、以及与第三信道模块串联连接的第四信道模块。第一和第四信道模块串联连接在第一和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：塞哈特·苏塔迪嘉，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：