提供可伸缩功率的功率集成电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种提供可伸缩功率的功率集成电路及方法。该功率集成电路包括：模块化主芯片；一个或多个从属芯片，与模块化主芯片并联耦接；以及其中模块化主芯片检测电流负载所吸收电流量，并通过改变对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的有效从属芯片的个数，控制提供至电流负载的可伸缩电流量。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及功率集成电路，尤其涉及为多相调节器提供可伸缩功率的集成电路及方法。
技术介绍
专用集成电路ASICs和微处理器(例如图形处理器GPUs和中央处理器CPUs等)需要大电流(IO2安培数量级)和相对低的电压(常常小于I伏特)来完成现代信息社会所需的庞大的计算任务。这就要求用于功率配送系统的高度专用功率集成电路系统在提供所需电流的同时提供低电压。 为了分析更大更复杂的数据集，需要为执行计算功能的处理器提供更多的计算功率。为满足这一强烈需求并提供更多的计算资源，具有几何增长晶体管密度的微处理器已经生产出来，在很多计算机中开始普遍采用多个微处理器内核。超线程(Hyperthreading)技术不仅已经允许在计算任务中高效利用多个处理器内核，而且为避免信号干扰，需要额外的晶体管相位管理。此外，随着计算资源的容量继续呈指数增长，计算节点的功率损耗也呈指数增长。这些增长速度打造了一个行业。但是由于相数和电流需求不同，微处理器不同时代的功率需求不能采用相似的电路板来适应。因此，新处理器的每一代几乎都要伴随新的电路来满足功率需求，新处理器的引入与实施需要投入更多的成本与时间。因此，本专利技术提出一种为微处理器提供可伸缩功率的功率集成的电路，该功率集成的电路能够定制地调整，为当前或下一代的各种处理器提供可伸缩的功率。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的目的是提供一种为多相调节器提供可伸缩功率的功率集成的电路及方法，能够在电流需求和相数改变时，不必改变芯片布局即可适应性地提供可伸缩的功率。在本专利技术一个方面，提出一种提供可伸缩功率的功率集成电路，包括模块化主芯片；一个或多个从属芯片，与模块化主芯片并联耦接；以及其中模块化主芯片检测电流负载所吸收电流量，并通过改变对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的有效从属芯片的个数，控制提供至电流负载的可伸缩电流量。在本专利技术的另一个方面，提出一种提供可伸缩功率的方法，包括检测电流负载所吸收电流量；通过改变耦接至模块化主芯片的有效从属芯片个数，调节提供至电流负载的最大可伸缩电流量；为模块化主芯片和从属芯片调节具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号；根据具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号来驱动模块化主芯片的输出模块和每个有效从属芯片的输出级，以调节由输出模块输出的电流和由输出级输出的电流；将由输出模块输出的电流和由输出级输出的电流联合在一起，产生提供至电流负载的可伸缩电流；以及其中每个有效从属芯片与模块化主芯片并联耦接；其中模块化主芯片根据具有一个或多个相移的一个或多个交错时钟信号自动控制模块化主芯片和每个有效的从属芯片，为电流负载提供可伸缩电流。附图说明为了更好地理解本专利技术的特性与优点，同时也为了优选模式的应用，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述图I是根据本专利技术一实施例的用于可伸缩的功率集成电路系统中的功率管理电路的布局不意图；图2是根据本专利技术一实施例的用于可伸缩的功率集成电路系统中的功率管理电路的框图；图3是根据本专利技术一实施例为电流负载提供可伸缩功率的方法流程图。 具体实施例方式本说明书撰写的目的是为了更好地解释本专利技术的思想，并不用于限制本专利技术。此夕卜，本说明书所描述的特定的特征可以与其它可能的排列、组合中的特性进行组合。除非有专门的限定，所有的术语都应当给予最宽的可能性理解，这样的理解可以是来自说明书中所提及的意思，也可以是本领域普通技术人员理解的意思或是字典、论著中所定义的意思。在一个实施例中，一种提供可伸缩功率的功率集成电路包括模块化主芯片和若干个与模块化主芯片并联耦接的从属芯片。其中模块化主芯片用于检测电流负载所吸收电流量，并通过改变对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的有效从属芯片的个数，控制提供至电流负载的可伸缩电流量。在另一个实施例中，一种提供可伸缩功率的方法包括检测电流负载所吸收电流量；通过改变耦接至模块化主芯片的有效从属芯片的个数，调节提供至电流负载的最大伸缩电流量；调节具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号；根据具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号来驱动模块化主芯片的输出模块和每个有效从属芯片的输出级，以调节由输出模块输出的电流和由输出级输出的电流；将由模块化主芯片输出的电流和由每个有效的从属芯片输出侧输出的电流联合在一起，产生提供至电流负载的可伸缩电流；其中每个从属芯片与模块化主芯片并联耦接，模块化主芯片根据具有一个或多个相移的一个或多个交错时钟信号自动控制模块化主芯片和每个有效的从属芯片，为电流负载提供可伸缩电流。在又一个实施例中，一种提供可伸缩功率的功率集成电路包括模块化主芯片，该模块化主芯片包括输出模块、与输出模块通信的相位控制模块以及与输出模块和相位控制模块通信的控制模块。相位控制模块包括脉宽调节器，用于控制输出模块输出的电流。控制模块用于检测电流负载所吸收电流量，确定一个或多个交错的时钟信号，通过调节对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的若干输出模块来控制供给负载的可伸缩电流量。在一个实施例中，一种为多相调节器提供可伸缩功率的功率集成电路包括模块化主芯片，该模块化主芯片包括输出模块、与输出模块通信的相位控制模块以及与输出模块和相位控制模块进行通信的控制模块。输出模块用于输出电流，相位控制模块控制输出模块输出的电流。控制模块可拆地耦接至相位控制模块。在一个实施例中，一种为多相调节器提供可伸缩功率的功率集成电路还包括一个或多个从属芯片。其中每个从属芯片包括输出级和与输出级通信的相位控制级。输出级用于输出电流，相位控制级控制输出级输出的电流。每个从属芯片与模块化的主芯片并联耦接。根据具有一个或多个相移的交错的时钟信号自动控制输出模块和输出级输出的电流，为电流负载提供可伸缩的电流量。在一个实施例中，功率集成电路包括振荡器和控制电路放大器，任何本领域的普通技术人员所熟知的控制电路放大器和振荡器均可被使用。振荡器产生系统时钟信号，与相位控制模块和相位控制级进行通信。控制电路放大器，产生可伸缩电流量的电流分配信号，用于分配由各从属芯片和模块化主芯片输出的电流，为电流负载提供可伸缩的电流量。在一个实施例中，控制电路放大器与产生振荡信号的振荡器相匹配。 在一个实施例中，模块化主芯片的相位控制模块与一个或多个从属芯片的相位控制级均包括实时检相/分相器。实时检相分相器用于响应控制电路放大器的电流分配信号。模块化主芯片的相位控制模块与一个或多个从属芯片的相位控制级还都包括脉宽调节器。在一个实施例中，模块化主芯片的相位控制模块与从属芯片的相位控制级分别响应控制电路放大器的电流分配信号，利用脉宽调节器器切换运行，产生具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号。在一个实施例中，模块化主芯片的控制模块包括检测元件，直接与输出模块和输出级的联合输出进行通信，检测电流负载所吸收电流量；振荡器，产生系统时钟信号，与相位控制模块和相位控制级进行通信；控制电路放大器，产生可伸缩电流量的电流分配信号，用于分配由从属芯片和模块化主芯片输出的电流，为电流负载提供可伸缩的电流量。在一个实施例中，相位控制模块与相位控制级接收来自控制电路放大器的电流分配信号和来自振荡器的系统时钟信号，产生提供至输出模块和输出级的具有一个或多个相移的一个或多个交错的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供可伸缩功率的功率集成电路，包括：模块化主芯片；一个或多个从属芯片，与模块化主芯片并联耦接；以及其中，模块化主芯片检测电流负载所吸收的电流量，并通过改变对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的有效从属芯片的个数，控制提供至电流负载的可伸缩电流量。

【技术特征摘要】
2011.09.29 US 13/249,1441.一种提供可伸缩功率的功率集成电路，包括 模块化主芯片； 一个或多个从属芯片，与模块化主芯片并联耦接；以及 其中，模块化主芯片检测电流负载所吸收的电流量，并通过改变对提供至电流负载的可伸缩电流量起作用的有效从属芯片的个数，控制提供至电流负载的可伸缩电流量。2.如权利要求I所述的功率集成电路，其中 模块化主芯片包括 输出模块，用于输出电流； 相位控制模块，与输出模块进行通信，控制输出模块输出的电流； 控制模块，可拆地耦接至相位控制模块，与输出模块和相位控制模块进行通信； 每个从属芯片包括 输出级，用于输出电流； 相位控制级，与输出级通信，控制输出级输出的电流；以及 其中相位控制模块与一个或多个相位控制级耦接在一个相位控制环路中； 其中模块化主芯片根据具有一个或多个相移的交错的时钟信号自动控制输出模块和输出级输出的电流，为电流负载提供可伸缩的电流量。3.如权利要求2所述的功率集成电路，其中控制模块包括 检测元件，直接与输出模块和输出级的联合输出进行通信，检测电流负载所吸收的电流量； 振荡器，产生系统时钟信号，与相位控制模块和相位控制级进行通信； 控制电路放大器，产生可伸缩电流量的电流分配信号，用于分配由从属芯片和模块化主芯片输出的电流，为电流负载提供可伸缩的电流量。4.如权利要求3所述的功率集成电路，其中相位控制模块与相位控制级接收来自控制电路放大器的电流分配信号和来自振荡器的系统时钟信号，产生提供至输出模块和输出级的具有一个或多个相移的一个或多个交错的时钟信号，控制模块化主芯片和从属芯片输出的电流。5.如权利要求4所述的功率集成电路，其中相位控制模块与相位控制级均包括 实时检相/分相器，接收来自控制电路放大器的电流分配信号和来自振荡器的系统时钟信号； 脉宽调节器，产生提供至输出模块或输出级的时钟信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鹏，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：