用于存储器和逻辑的具有独立功率特性的功率岛制造技术

所述功率岛的实施例包括：第一段、第二段和电源线。第一段包括硬件设备，所述硬件设备按照表示至少第一电压的第一功率特性工作。第二段包括可缩放逻辑，所述可缩放逻辑按照表示至少第二电压的第二功率特性工作。所述可缩放逻辑的第二功率特性与所述硬件设备的第一功率特性不同。电源线接收外部电源信号VDD，并且将所述外部电源信号导引至所述第一段和所述第二段。所述第二段改变外部电源信号的至少一个功率特性，以根据第二功率特性操作所述可缩放逻辑。也描述了设备的其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于存储器和逻辑的具有独立功率特性的功率岛
技术介绍
片上系统(SoC)是组合以在单个集成电路上形成计算机的硬件和软件的集成设计。实现SoC的一个好处是将各种类型的功能集成到单个芯片上的能力，而不是将实现独立功能的多个芯片互相连接。例如，SoC可以用于移动电话，将数字、模拟和射频功能集成到单个芯片上。这种类型的集成可以节省大量空间，并且允许将器件制造得更小并且更强大。在SoC内，对不同的硬件和软件部件(也称作IP块和模块)进行组合以实现特定的功能。设计SoC的一种复杂性是一些部件可以设计为按照不同的功率要求来工作，包括不同的电压和/或不同的工作频率。此外，在一些情况下能够独立地控制不同组的部件是有用的，例如当不要求部件的全部功能时将特定的部件设置为休眠模式。由于通过操作SoC内的所有部件消耗了大量的功率，许多SoC设计者关心功率效率技术。一种功率管理设计方法将具有类似功率要求的部件组合成组，将其称作是功率岛或者在一些示例中称作是电压岛。功率岛内的所有部件典型地具有与其他功率岛的功率特性相比独特的类似功率特性。使用功率岛，每一组内的部件可以独立地接通或关断。通过在器件操作不要求功率岛的时间期间关断供给功率岛的功率，可以减小器件的总功耗。然后，当再次需要所述功率岛的部件时，可以再次接通对于所述功率岛的功率。这样，通过抑制暂时不使用的部件的泄露电流，可以显著地增加便携电子设备的电池寿命。尽管使用功率岛实现动态电压和频率缩放(DVFS)的传统SoC实现方式可以节省大量的功率，在使用传统功率岛设计可以节省的功率量方面仍然存在限制。具体地，岛上的一些存储器部件不能缩放到与逻辑部件相同的程度，并且因此功率岛的存储器部件可以限制可能缩放的逻辑的范围。更具体地，内部存储器典型地具有非常窄的电压范围，而逻辑部件典型地具有较宽的电压范围。因此，存储器的较窄电压范围限制了可以施加至相同功率岛中的逻辑部件的电压范围。因此，限制逻辑缩放量的存储器部件也限制了通过DVFS节省功率的能力。与限制逻辑的电压范围以匹配存储器的电压范围的实施例相反，一些传统实施例可以使用针对较宽电压范围而设计的存储器。然而，针对较宽电压范围设计存储器阻止了最优的存储器设计，并且通常导致具有较差功率和/或速度性能的存储器。同样，针对较宽电压范围而设计的存储器通常使用较大的存储器单元，这增加了功率岛的尺寸。
技术实现思路
描述了设备的实施例。在一个实施例中，所述设备是用于片上系统(SoC)的功率岛。所述功率岛的实施例包括第一段、第二段和电源线。第一段包括硬件设备，所述硬件设备按照表示至少第一电压的第一功率特性工作。第二段包括可缩放逻辑，所述可缩放逻辑按照表示至少第二电压的第二功率特性工作。所述可缩放逻辑的第二功率特性与所述硬件设备的第一功率特性不同。电源线接收外部电源信号VDD，并且将所述外部电源信号导引至所述第一段和所述第二段。所述第二段改变外部电源信号的至少一个功率特性，以根据第二功率特性操作所述可缩放逻辑。也描述了设备的其他实施例。也描述了系统的实施例。在一个实施例中，所述系统是SoC。SoC的实施例包括多个功率控制和多个功率岛。每一个功率岛与相应的功率控制相耦合。每一个功率控制提供具有电源电压的唯一电源信号VDD。每一个功率岛从相应的功率控制接收单独的唯一电源信号。每一个功率岛包括第一段和第二段。第一段包括按照第一功率特性工作的第一模块。 第一功率特性包括来自相应功率控制的唯一电源信号的电源电压。第二段包括按照至少部分地不同于第一段的第一功率特性的第二功率特性工作的第二模块。也描述了系统的其他实施例。也描述了方法的实施例。在一个实施例中，所述方法是一种制造用于SoC的功率岛的方法。所述方法的实施例包括将存储器件与功率岛的电源线相耦合。所述电源线从外部功率控制接收外部电源信号VDD，以根据第一功率特性操作所述存储器件。所述方法也包括将电源转换器与功率岛的电源线相耦合。所述电源转换器改变外部电源信号的至少一个功率特性，以根据至少部分地不同于第一功率特性的第二功率特性向功率岛上的逻辑模块提供内部电源信号VDDi。也描述了方法的其他实施例。根据结合附图并且作为本专利技术原理的示例说明的以下详细描述，本专利技术实施例的其他方面和优点将变得清楚明白。附图说明图1描述了具有片上系统(SoC)和电源集成电路(IC)的一个电路实施例的示意性方框图。图2描述了图1的SoC的功率岛的另一个实施例的示意性方框图。图3描述了图1的SoC的功率岛的另一个实施例的示意性方框图。图4描述了针对图3的功率岛的一个实施例的工作电压电平的示意性电压图。图5描述了用于控制图4的功率岛的系统的一个实施例的示意性方框图。图6描述了用于控制多个功率岛的系统的一个实施例的示意性方框图。图7描述了制造用于SoC的功率岛的方法的一个实施例的流程图。贯穿说明书，类似的参考数字可以用于表示类似的部件。具体实施例方式应该理解，如这里通常描述并且在附图中说明的实施例的部件可以按照多种不同的结构排列和设计。因此，如附图中所表示的各种实施例的以下详细描述并非旨在限制本专利技术公开的范围，而只是表示各种实施例。尽管在附图中展示了实施例的各个方面，除非另有声明，附图不必按比例绘制。在不脱离本专利技术的精神和实质特性的情况下可以按照其他特定的形式实现本专利技术。认为所述实施例在所有方面都只是说明性而不是限制性的。因此，本专利技术的范围由所附权利要求而不是所述详细描述来表示。落在权利要求等价物的意思和范围之内的所有变化均包含在其范围之内。贯穿该说明书对于特征、优点或类似语言的参考并非暗示利用本专利技术可以实现的所有特征和优点应该在本专利技术的任意单独实施例中。相反，指代所述特性和优点的语言应该理解为意味着结合实施例描述的特定特征、优或特性将包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿该说明书对于特征和优点以及类似语言的讨论不一定但是可以指代相同的实施例，但是也不必一定是相同的实施例。另外，可以在一个或多个实施例中按照任意合适的方式对所述特征、优点和特性进行组合。本领域普通技术人员按照这里的描述应该理解，可以在不包括具体实施例的一个或多个特定特征或优点的情况下实践本专利技术。在其他示例中，可以在特定的实施例中存在本专利技术的所有实施例中都不存在的附加特征和优点。至于整个说明书中的“一个实施例”、“实施例”或类似语言意味着在本专利技术的至少一个实施例中包括了结合所示实施例描述的具体特征、结构或者特性。因此，在整个说明书的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或类似语言不一定但是可以涉及相同的实施例。尽管这里描述了许多实施例，所述实施例的至少一些涉及片上系统(SoC)的实现。通常，SoC的实施例包括至少一个功率岛，所述功率岛具有多个部件。每一个部件按照特定的功率特性工作，包括电源电压和工作频率。替代地，一些部件能够在功率特性范围内工作。在特定的实施例中，所述功率岛的一些部件按照第一组功率特性工作，而所述功率岛的其他部件按照第二组功率特性工作。换句话说，相同功率岛的不同部件可以按照不同的电源电压和/或工作频率工作。作为一个示例，功率岛的一个实施例使用从外部信号源提供的电源信号操作存储器件(例如，随机存取存储器(RAM))，而使用从外部电源信号得出的但是不同于外部电源信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·罗斯·伊旺艾，何塞德耶稣·皮内达德干维兹，彼得·克拉普罗特，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：