芯片动态调压电路和终端设备制造技术

本发明专利技术提供一种芯片动态调压电路和终端设备。该调压电路包括：参数检测模块，用于检测芯片的属性参数；PWM信号生成模块，用于根据属性参数产生对应的PWM数字信号，且通过低通滤波器将PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟信号；供电模块，包括DC-DC转换器或低压差线性稳压器，其中的误差放大器的反馈输入端分别连接至PWM信号生成模块的信号输出端和所述调压电路的电压输出端，用于根据反馈的所述模拟信号和所述调压电路的电压输出端的反馈信号调整输出电压。本发明专利技术能够利用已有的供电电路结构，基于芯片属性参数的变化，以PWM数字信号转换而成的模拟信号精确调整输出电压的大小，从而能够以较低的成本实现芯片动态调压，避免功耗浪费。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及电气技术，尤其涉及一种芯片动态调压电路和终端设备。
技术介绍
随着系统级芯片(System On Chip,简称S0C)的集成度和速度的不断提高,芯片的内核(core)电源电流越来越大，芯片功耗占据了芯片所在系统整机功耗的大部分比例。因此，如果能降低芯片内核电源的功耗，会对整机功耗降低有很大的收益。降低芯片内核功耗的途径之一就是为芯片提供匹配的电源电压，避免过高电压导致的功耗。目前，芯片的工艺偏差会导致芯片内核电压的需求不同，如，根据芯片中半导体材质的生长速度的差异，芯片分为SS、TT和FF等不同类型，不同工艺类型的芯片所需的内核电压不同。制造者为了尽量减少芯片良率的损失，一般发布的芯片内核电压会偏高以满足最低芯片内核电压的工作条件，如内核电压满足SS芯片的工作条件时需要偏高。这个电压对TT和FF芯片来说是过要求的，导致它们的功耗增加。所以，采用固定芯片内核电压的产品就存在一定的功耗浪费。为了降低芯片内核功耗，现有技术提出了动态调整供给给芯片的电源电压的技术。现有技术采用供电管理单元(Power Management Unit,简称PMU)为SOC芯片供电,可利用PMU与SOC芯片之间的I2C总线或SPI总线，以SOC芯片中的CPU产生数字控制信号，反馈至PMU的数字控制接口，以调整PMU的输出电压来实现动态调压。但是，此方案的成本高，由于需要在PMU中增设数字信号处理的逻辑电路，所以具备动态调压功能的PMU的成本一般比同规格的DC/DC转换器成本至少高出30%。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种芯片动态调压电路和终端设备，以实现对芯片的电源电压进行动态调整来降低芯片内核功耗，且降低产品成本。本专利技术实施例提供了一种芯片动态调压电路，包括参数检测模块，用于检测芯片的属性参数；PWM信号生成模块，用于根据检测到的属性参数产生对应的PWM数字信号，且通过低通滤波器将所述PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟信号；供电模块，包括DC-DC转换器或低压差线性稳压器，所述DC-DC转换器或低压差线性稳压器包括误差放大器，所述误差放大器的反馈输入端分别连接至PWM信号生成模块的信号输出端和所述调压电路的电压输出端，用于根据反馈的所述PWM数字信号转换而成的模拟信号和所述调压电路的电压输出端的反馈信号调整输出电压。本专利技术实施例还提供了一种终端设备，包括芯片，还包括本专利技术任意实施例所提供的芯片动态调压电路。本专利技术实施例提供的芯片动态调压电路，能够利用包括误差放大器的已有供电电路结构，基于芯片属性参数的变化，以PWM数字信号对应的模拟信号精确调整输出电压的大小，从而能够以较低的成本实现芯片动态调压，避免功耗浪费。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的芯片动态调压电路的结构示意图；图2所不为t旲拟电平与PWM数字[目号的对应关系不意图；图3为本专利技术实施例二提供的芯片动态调压电路的结构示意图；图4为本专利技术提供的一芯片动态调压电路实例的结构示意图；图5为本专利技术提供的另一芯片动态调压电路实例的结构不意图。具体实施例方式实施例一图1为本专利技术实施例一提供的芯片动态调压电路的结构示意图，该电路适用于为 设有S0C芯片的系统进行供电，且具备动态调压能力。该电路具体包括参数检测模块10、 PWM (脉冲宽度调制，Pulse-Width Modulation)信号生成模块和供电模块30。其中，参数 检测模块10用于检测芯片100的属性参数，可设置在芯片100中，也可以独立于芯片100 设置，只要能完成参数检测功能即可；PWM信号生成模块用于根据检测到的属性参数产生 对应的PWM数字信号，且通过低通滤波器将所述PWM数字信号转换成为具有直流电压的模 拟信号；供电模块30,包括DC-DC转换器或低压差线性稳压器(Low DropOut regulator,简 称LD0)，所述DC-DC转换器或LD0包括误差放大器31，误差放大器31的反馈输入端分别连 接至PWM信号生成模块的信号输出端和调压电路的电压输出端，用于根据反馈的PWM数字 信号转换而成的模拟信号和所述调压电路的电压输出端的反馈信号调整输出电压Vout。本实施例的供电电路，可以直接采用DC-DC转换器或LD0转换器，此类供电电路的 主要结构包括误差放大器31和电压输出电路32。误差放大器31的同相输入端连接基准电压源Vref，误差放大器31的反相输入端 作为反馈输入端，与PWM信号生成模块相连以接收PWM数字信号转换而成的模拟信号，误差 放大器31用于输出反馈输入端所输入电压与基准电压源之间的电压差值，即模拟信号和 输出电压，与基准电压源之间的电压差值；电压输出电路40的输入端与误差放大器31的输 出端相连以获取所述电压差值，并根据所述电压差值对输入电压Vin进行调整后作为输出 电压提供至所述芯片100，且所述输出电压反馈至所述误差放大器31的反相输入端，作为 反馈电压Vfb。本专利技术实施例中，所检测的芯片属性参数，是能够影响芯片内核电压需求的参数， 例如芯片的工艺参数、芯片所运行的场景情况等。根据芯片的属性参数可以获取对应的输 出电压。属性参数与输出电压的对应关系可以为设定映射关系，通过设计人员的经验和试 验，预先测定不同的芯片属性参数对应的系统所需供给电压。而后将确定的电压值以具有 设定占空比的PWM数字信号形式来标识，再将PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟 信号。即PWM信号生成模块优选是包括数字模拟转换单元21、PWM信号生成器22和低 通滤波器(Low-Pass Filter，简称LPF) 23，如图1所示，还根据需要包括分压电阻R3。数 字模拟转换单元21用于基于设定的映射关系，将检测到的属性参数转换成为对应的电压；PWM信号生成器22用于根据电压生成具有对应占空比的PWM数字信号；LPF 23用于将PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟信号。LPF 23可以选择多种形式，典型地是采用RC构成低通滤波器，如图I所示。众所周知，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(0N)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码，通过PWM数字信号高电平的占空比来对应不同的模拟值，如图2所示为模拟电平与PWM数字信号的对应关系示意图。本实施例的技术方案，能够利用误差放大器和电压输出电路等已有芯片供电电路，增设PWM数字信号转换而成的模拟信号作为反馈控制信号来动态调整供给给芯片所在系统的电压，从而避免过电压的功耗浪费。在已有的芯片供电电路中，通常会设置DC-DC转换器或LDO转换器，根据需求将输入电压进行升压或降压操作，且同时对输入电压进行稳压操作。此类转换器均包括误差放大器，误差放大器的同相输入端连接一基准电压源Vref，反向输入端连接反馈电压Vfb，即从输出电压处反馈回来的电压。可进一步通过一输出电压采样电路来获得反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯片动态调压电路，其特征在于，包括：参数检测模块，用于检测芯片的属性参数；脉冲宽度调制PWM信号生成模块，用于根据检测到的属性参数产生对应的PWM数字信号，且通过低通滤波器将所述PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟信号；供电模块，包括DC？DC转换器或低压差线性稳压器，所述DC？DC转换器或低压差线性稳压器包括误差放大器，所述误差放大器的反馈输入端分别连接至PWM信号生成模块的信号输出端和所述调压电路的电压输出端，用于根据所述PWM数字信号转换而成的模拟信号和所述调压电路的电压输出端的反馈信号调整输出电压。

【技术特征摘要】
1.一种芯片动态调压电路，其特征在于，包括 参数检测模块，用于检测芯片的属性参数； 脉冲宽度调制PWM信号生成模块，用于根据检测到的属性参数产生对应的PWM数字信号，且通过低通滤波器将所述PWM数字信号转换成为具有直流电压的模拟信号； 供电模块，包括DC-DC转换器或低压差线性稳压器，所述DC-DC转换器或低压差线性稳压器包括误差放大器，所述误差放大器的反馈输入端分别连接至PWM信号生成模块的信号输出端和所述调压电路的电压输出端，用于根据所述PWM数字信号转换而成的模拟信号和所述调压电路的电压输出端的反馈信号调整输出电压。2.根据权利要求I所述的芯片动态调压电路，其特征在于，所述参数检测模块包括 芯片工艺监测器，用于检测所述芯片的工艺属性参数；和/或 场景监测器，用于检测芯片所在设备的场景状态属性参数。3.根据权利要求I所述的芯片动态调压电路，其特征在于，所述PWM信号生成模块包括 数字模拟转换单元，用于基于设定的映射关系，将检测到的属性参数转换成为对应的电压； PWM信号生成器，用于根据所述电压生成具有对应占空比的PWM数字信号； 低通滤波器，用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉柱，黄涛，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：