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用于在電壓受限電路的電源信號(hào)之間復(fù)用的方法

閱讀：605發(fā)布：2020-05-08

專利匯可以提供用于在電壓受限電路的電源信號(hào)之間復(fù)用的方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括多個(gè)功能 電路 、電源電路和功率管理電路。電源電路可生成耦接到所述功能電路中的每個(gè)的共享功率 信號(hào) ，并且生成多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)。一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)可耦接到所述功能電路的特定功能電路。所述功率管理電路可向所述電源電路發(fā)出將所述一個(gè)特定可調(diào)功率信號(hào)的 電壓 電平從第一電壓改變?yōu)榈诙妷旱? 請求 。所述特定功能電路可將所述特定功能電路的子電路的相應(yīng)功率 節(jié)點(diǎn) 耦接到所述共享功率信號(hào)或所述特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者。所述特定功能電路也可被配置為維持所述功率節(jié)點(diǎn)上的操作電壓電平。，下面是用于在電壓受限電路的電源信號(hào)之間復(fù)用的方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種系統(tǒng)，包括：
多個(gè)功能電路；
電源電路，所述電源電路被配置為：
生成共享功率信號(hào)，所述共享功率信號(hào)耦接到包括在所述多個(gè)功能電路中的每個(gè)功能電路中的相應(yīng)第一子電路；以及
生成多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)，其中所述多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的特定可調(diào)功率信號(hào)耦接到所述多個(gè)功能電路中的特定功能電路；和
功率管理電路，所述功率管理電路被配置為向所述電源電路發(fā)送將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平從第一電壓電平改變?yōu)榈诙妷弘娖降?a href='/zhuanli/list-18310-1.html' target='_blank'>請求；
其中所述特定功能電路被配置為：
基于控制信號(hào)將包括在所述特定功能電路中的第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者；以及
當(dāng)將所述功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者時(shí)，維持所述相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)上的操作電壓電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述功率管理電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定所述第一電壓電平小于所述共享功率信號(hào)的電壓電平并且所述第二電壓電平大于所述共享功率信號(hào)的所述電壓電平而斷言所述控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中為了將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平從所述第一電壓電平改變?yōu)樗龅诙妷弘娖?，所述電源電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于來自所述功率管理電路的所述請求而將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平改變?yōu)橹虚g電壓電平，并且其中所述功率管理電路被進(jìn)一步配置為斷言所述控制信號(hào)以使得所述特定功能電路將所述第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)從所述共享功率信號(hào)切換到所述特定可調(diào)功率信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述電源電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確認(rèn)信號(hào)的斷言而將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平改變?yōu)樗龅诙妷弘娖剑⑶移渲兴鎏囟üδ茈娐繁贿M(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定所述第二子電路耦接到所述特定可調(diào)功率信號(hào)來斷言所述確認(rèn)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述中間電壓電平與所述共享功率信號(hào)的所述電壓電平相差可編程變化量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述可編程變化量為負(fù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)功能電路中的另一個(gè)功能電路被配置為基于另一個(gè)控制信號(hào)來將相應(yīng)第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或另一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的任一者，并且其中所述功率管理電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定所述特定功能電路并非正在所述共享功率信號(hào)和所述特定可調(diào)功率信號(hào)之間轉(zhuǎn)換來斷言所述另一個(gè)控制信號(hào)。
8.一種方法，所述方法包括：
由電源電路生成與包括在至少兩個(gè)功能電路中的每個(gè)功能電路中的相應(yīng)第一子電路耦接的共享功率信號(hào)；
由所述電源電路生成多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)，其中所述多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的特定可調(diào)功率信號(hào)耦接到所述至少兩個(gè)功能電路中的特定功能電路；
由功率管理電路請求將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平從第一電壓電平改變?yōu)榈诙妷弘娖剑?br/>由所述特定功能電路基于控制信號(hào)將包括在所述特定功能電路中的第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者；以及當(dāng)將所述功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者時(shí)，維持所述相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)上的操作電壓電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括響應(yīng)于確定所述第一電壓電平大于所述共享功率信號(hào)的電壓電平并且所述第二電壓電平小于所述共享功率信號(hào)的所述電壓電平，由所述功率管理電路來斷言所述控制信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括響應(yīng)于確定所述第一電壓電平大于閾值電壓電平并且所述第二電壓電平小于所述閾值電壓電平，由所述功率管理電路來斷言所述控制信號(hào)，其中所述閾值電壓電平與所述共享功率信號(hào)的所述電壓電平相差可編程偏移。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平從所述第一電壓電平改變?yōu)樗龅诙妷弘娖桨ǎ?br/>由所述電源電路將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平改變?yōu)橹虚g電壓電平；以及響應(yīng)于所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平改變?yōu)樗鲋虚g電壓電平，將所述第二子電路的所述相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)從所述特定可調(diào)功率信號(hào)切換到所述共享功率信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括：
響應(yīng)于確定所述第二子電路的所述相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)耦接到所述共享功率信號(hào)，由所述特定功能電路斷言確認(rèn)信號(hào)；以及
響應(yīng)于所述確認(rèn)信號(hào)的所述斷言，將所述特定可調(diào)功率信號(hào)的所述電壓電平改變?yōu)樗龅诙妷弘娖健?br/>13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述中間電壓電平大于所述第一電壓電平和所述第二電壓電平兩者。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括：
基于另一個(gè)控制信號(hào)將相應(yīng)第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或另一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的任一者；以及
響應(yīng)于確定所述特定功能電路并非正在所述共享功率信號(hào)和所述另一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)之間轉(zhuǎn)換，由所述功率管理電路來斷言所述另一個(gè)控制信號(hào)。
15.一種裝置，包括：
功率復(fù)用電路，所述功率復(fù)用電路耦接到共享功率信號(hào)和可調(diào)功率信號(hào)；和電路塊，所述電路塊包括耦接到所述可調(diào)功率信號(hào)的第一子電路和耦接到所述功率復(fù)用電路的第二子電路；
其中所述功率復(fù)用電路被配置為：
基于控制信號(hào)將包括在所述電路塊的所述第二子電路中的功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述可調(diào)功率信號(hào)中的任一者；以及
當(dāng)將所述功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述可調(diào)功率信號(hào)中的任一者時(shí)，維持所述功率節(jié)點(diǎn)上的操作電壓電平。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，還包括耦接到所述電路塊的第三子電路的另一個(gè)功率復(fù)用電路，其中所述功率復(fù)用電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定所述電路塊的所述第二子電路耦接到所述可調(diào)功率信號(hào)而斷言確認(rèn)信號(hào)，并且其中所述另一個(gè)功率復(fù)用電路被配置為基于所述確認(rèn)信號(hào)將包括在所述電路塊的所述第三子電路中的功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到所述共享功率信號(hào)或所述可調(diào)功率信號(hào)中的任一者。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述另一個(gè)功率復(fù)用電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定所述電路塊的所述第三子電路耦接到所述可調(diào)功率信號(hào)而斷言另一個(gè)確認(rèn)信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述功率復(fù)用電路被進(jìn)一步配置為：
當(dāng)所述共享功率信號(hào)被耦接到所述功率節(jié)點(diǎn)時(shí)，將所述功率節(jié)點(diǎn)耦接到所述可調(diào)功率信號(hào)；以及
在所述可調(diào)功率信號(hào)已耦接到所述功率節(jié)點(diǎn)之后，使所述共享功率信號(hào)與所述功率節(jié)點(diǎn)解耦。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中為了在所述可調(diào)功率信號(hào)已耦接到所述功率節(jié)點(diǎn)之后使所述共享功率信號(hào)與所述功率節(jié)點(diǎn)解耦，所述功率復(fù)用電路被進(jìn)一步配置為延遲共享功率禁用信號(hào)的上升轉(zhuǎn)換。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述功率復(fù)用電路被進(jìn)一步配置為將所述控制信號(hào)的邏輯電壓電平從所述共享功率信號(hào)的電壓電平變換到所述可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平。

說明書全文

用于在電壓受限電路的電源信號(hào)之間復(fù)用的方法

背景技術(shù)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本文所述實(shí)施方案涉及集成電路領(lǐng)域，并且更具體地涉及集成電路的功率管理。
[0002] 相關(guān)技術(shù)
[0003] 一些集成電路(IC)(包括一些片上系統(tǒng)(SoC))可包括具有不同電源電壓電平的各種功能電路?？衫秒娫窜壪蚴褂锰囟妷弘娖降墓δ茈娐诽峁┚哂刑囟妷弘娖降墓β?。一些功能電路可從多個(gè)功率軌接收功率，因?yàn)榻o定功能電路的不同部分可使用不同電壓電平。例如，為了節(jié)省功率，電路的第一部分在以低功率模式操作時(shí)可利用低電壓電平，并且在完全操作時(shí)可利用較高電壓電平。電路的第二部分在低功率模式下可利用高于電路的第一部分的低電壓電平的第三電壓電平，并且在完全操作時(shí)可利用較高電壓電平。
[0004] 在一些情況下，電路的第一部分可耦接到在低電壓電平和較高電壓電平之間可調(diào)節(jié)的第一電源信號(hào)，而電路的第二部分耦接到在第三電壓電平和較高電壓電平之間可調(diào)節(jié)的第二電源信號(hào)。在低功率模式下，第一功率信號(hào)和第二功率信號(hào)可分別被設(shè)定為低電壓電平和第三電壓電平。當(dāng)電路將完全操作時(shí)，第一電源信號(hào)和第二電源信號(hào)均可被設(shè)定為較高電壓電平。如果SoC包括利用多個(gè)功率信號(hào)的若干電路，則用于SoC的電源可生成許多不同電源信號(hào)以允許每個(gè)電路利用合適的電壓電平。發(fā)明內(nèi)容
[0005] 本發(fā)明公開了處理器的各種實(shí)施方案。廣義地講，本公開設(shè)想了一種系統(tǒng)、一種裝置和一種方法，其中系統(tǒng)包括多個(gè)功能電路、電源電路和功率管理電路。電源電路可被配置為生成與包括在所述多個(gè)功能電路中的每個(gè)中的相應(yīng)第一子電路耦接的共享功率信號(hào)，并且生成多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)，其中所述多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)耦接到所述多個(gè)功能電路中的特定功能電路。功率管理電路可被配置為向電源電路發(fā)送將一個(gè)特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平從第一電壓電平改變?yōu)榈诙妷弘娖降?a href='/zhuanli/list-18310-1.html' target='_blank'>請求。特定功能電路可被配置為基于控制信號(hào)將包括在特定功能電路中的第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到共享功率信號(hào)或特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者。特定功能電路也可被配置為當(dāng)將功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到共享功率信號(hào)或特定可調(diào)功率信號(hào)中的任一者時(shí)，維持功率節(jié)點(diǎn)上的操作電壓電平。
[0006] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，功率管理電路可被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定第一電壓電平小于共享功率信號(hào)的電壓電平并且第二電壓電平大于共享功率信號(hào)的電壓電平而斷言控制信號(hào)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，為了將特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平從第一電壓電平改變?yōu)榈诙妷弘娖?，電源電路可被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于來自功率管理電路的請求而將特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平改變?yōu)橹虚g電壓電平。功率管理電路可被進(jìn)一步配置為斷言控制信號(hào)，以使得特定功能電路基于控制信號(hào)將第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到特定可調(diào)功率信號(hào)。
[0007] 在一個(gè)實(shí)施方案中，電源電路可被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確認(rèn)信號(hào)的斷言而將特定可調(diào)功率信號(hào)的電壓電平改變?yōu)榈诙妷弘娖健５谝还δ茈娐房杀贿M(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定第二功率節(jié)點(diǎn)耦接到特定可調(diào)功率信號(hào)而斷言該確認(rèn)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，中間電壓電平可大于第一電壓電平和第二電壓電平兩者。
[0008] 在另一個(gè)實(shí)施方案中，所述多個(gè)功能電路中的另一個(gè)功能電路可被配置為基于另一個(gè)控制信號(hào)將相應(yīng)第二子電路的相應(yīng)功率節(jié)點(diǎn)選擇性地耦接到共享功率信號(hào)或另一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)中的任一者。在另一個(gè)實(shí)施方案中，功率管理電路被進(jìn)一步配置為響應(yīng)于確定特定功能電路并非正在共享功率信號(hào)與另一個(gè)可調(diào)功率信號(hào)之間轉(zhuǎn)換而斷言另一個(gè)控制信號(hào)。附圖說明
[0009] 下面的詳細(xì)描述參照附圖，現(xiàn)在對這些附圖進(jìn)行簡要說明。
[0010] 圖1示出了具有多個(gè)功率軌的SoC的實(shí)施方案的框圖。
[0011] 圖2示出了功率復(fù)用電路的實(shí)施方案的框圖。
[0012] 圖3示出了時(shí)序圖的實(shí)施方案的圖表，其示出了與SoC相關(guān)聯(lián)的各種功率信號(hào)的電壓電平。
[0013] 圖4示出了用于在SoC中復(fù)用功率信號(hào)的方法的實(shí)施方案的流程圖。
[0014] 圖5示出了時(shí)序圖的另一個(gè)實(shí)施方案的圖表，其示出了與SoC相關(guān)聯(lián)的各種功率信號(hào)的電壓電平。
[0015] 圖6示出了用于使用中間電壓電平在SoC中復(fù)用功率軌的方法的實(shí)施方案的流程圖。
[0016] 盡管本公開容易作出各種修改形式和替代形式，但附圖中以舉例的方式示出并將在本文中詳細(xì)描述其具體實(shí)施方案。然而，應(yīng)當(dāng)理解，附圖及具體實(shí)施方式并非旨在將本公開限制于例示的特定形式，而正相反，其目的在于覆蓋落在由所附權(quán)利要求書限定的本公開的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有修改形式、等同形式和替代形式。本文所使用的標(biāo)題僅用于組織目的，并不旨在用于限制說明書的范圍。如在整個(gè)本專利申請中所使用的那樣，以允許的意義(即，意味著具有可能性)而非強(qiáng)制的意義(即，意味著必須)使用字詞“可”。類似地，字詞“包括”意味著包括但不限于。
[0017] 各種單元、電路或其他部件可被描述為“被配置為”實(shí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。在此類上下文中，“被配置為”是一般意味著“具有”在操作期間實(shí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)的“電路”的結(jié)構(gòu)的寬泛表述。如此，即使在單元/電路/部件當(dāng)前未接通時(shí)，單元/電路/部件也可被配置為執(zhí)行任務(wù)。通常，形成與“被配置為”對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的電路可包括硬件電路。類似地，為了描述中方便，可將各種單元/電路/部件描述為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。此類描述應(yīng)當(dāng)被解釋為包括短語“被配置為”。表述被配置為執(zhí)行一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)的單元/電路/部件明確地旨在對該單元/電路/部件不援引對35U.S.C.§112第f段的解釋。更一般地，對任何元件的表述都明確旨在不調(diào)用35U.S.C.§112第f段針對該元件的解釋，除非特別表述了“用于……的裝置”或“用于……的步驟”的語言。

具體實(shí)施方式

[0018] SoC可包括多個(gè)電路，其中所述多個(gè)電路中的每個(gè)利用超過一個(gè)電源信號(hào)。例如，給定SoC可包括三個(gè)功能電路，其包括與相應(yīng)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)陣列結(jié)合的數(shù)字邏輯電路。這些功能電路中的每個(gè)的數(shù)字邏輯可在低于SRAM的電源電壓電平下工作，并因此可耦接到不同于SRAM的電源軌。另外，可增加和減小功能電路中的每個(gè)的電源軌的電壓電平以匹配功能電路中的每個(gè)的當(dāng)前性能水平。在一些情況下，電壓電平可從低于SRAM電源軌的電平的電平改變?yōu)楦哂赟RAM電源軌的電平。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)數(shù)字邏輯的電壓電平高于SRAM的電壓電平時(shí)，可提高SRAM功率軌的電壓電平以匹配數(shù)字邏輯功率軌的電平。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在一些實(shí)施方案中，SoC可包括由三個(gè)功能電路中的每個(gè)利用的每個(gè)電源信號(hào)的功率軌，使得除了用于SoC的其他部件的任何其他電源信號(hào)之外，該電源還生成這三個(gè)功能電路的六個(gè)不同電源信號(hào)。
[0019] 需要一種系統(tǒng)來減小由SoC中的功能電路的電源生成的功率信號(hào)的數(shù)量。本發(fā)明所公開的實(shí)施方案可演示用于將電路從第一功率軌轉(zhuǎn)換到第二功率軌而不中斷該電路的操作的方法和系統(tǒng)。
[0020] 本公開中使用了許多參考SoC設(shè)計(jì)常用的術(shù)語。為了清楚起見，除非另外指明，否則這些術(shù)語中的一些的預(yù)期定義如下。
[0021] 金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)描述了可用于現(xiàn)代數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)中的一種類型的導(dǎo)電設(shè)備。MOSFET被設(shè)計(jì)為以下兩種基本類型中的一種：n信道和p信道。當(dāng)在柵極和源極之間施加大于設(shè)備的閾值電壓的正電壓時(shí)，N信道和P信道MOSFET兩者均在源極和漏極之間打開導(dǎo)電路徑。
[0022] 互補(bǔ)MOSFET(CMOS)描述了設(shè)計(jì)有n信道和p信道MOSFET的混合的電路。在CMOS設(shè)計(jì)中，n信道和p信道MOSFET可被布置成使得MOSFET的柵極上的高電平接通n信道設(shè)備，即，打開導(dǎo)電路徑，并且關(guān)閉p信道MOSFET，即，關(guān)閉導(dǎo)電路徑。相反，MOSFET的柵極上的低電平接通p信道并且關(guān)閉n信道。此外，術(shù)語“導(dǎo)電”用于本公開的部件中。雖然在示例中使用CMOS邏輯，但需注意，任何合適的數(shù)字邏輯過程可用于本公開所述的電路。
[0023] 需注意，“高”、“高電平”和“高邏輯電平”是指大到足以導(dǎo)通n信道MOSFET并關(guān)閉p信道MOSFET的電壓，而“低”、“低電平”和“低邏輯電平”是指小到足以實(shí)現(xiàn)相反目的的電壓。如本文所用，“邏輯信號(hào)”是指在高邏輯電平和低邏輯電平之間轉(zhuǎn)換的信號(hào)。在各種其他實(shí)施方案中，不同的技術(shù)可導(dǎo)致針對“低”和“高”的不同電壓電平。
[0024] 本文示出和描述的實(shí)施方案可采用CMOS電路。然而，在各種其他實(shí)施方案中，可采用其他合適的技術(shù)。
[0025] 圖1示出了具有多個(gè)功率軌的SoC的實(shí)施方案的框圖。在例示的實(shí)施方案中，SoC?101包括功率管理電路105和功能電路107和108。SoC?101還包括共享功率軌121和可調(diào)功率軌122和123。功能電路107和108各自包括相應(yīng)的電路塊111a-b和112a-b，以及相應(yīng)的功率開關(guān)113和114。功率管理電路105耦接到電源電路103，該電源電路繼而向共享功率軌121和可調(diào)功率軌122和123提供功率信號(hào)。在各種實(shí)施方案中，SoC?101和電源電路103可被配置為用于計(jì)算應(yīng)用中，諸如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、智能電話或可穿戴設(shè)備。
[0026] SoC?101包括功能電路107和108。在各種實(shí)施方案中，功能電路107和108可在SoC?101內(nèi)執(zhí)行各種功能中的任一種。例如，功能電路107和108中的任一個(gè)可對應(yīng)于處理器內(nèi)核、圖形處理器、音頻處理器、安全處理器、網(wǎng)絡(luò)接口、相機(jī)接口等中的任一者。功能電路107和108中的電路塊111a和112a各自分別耦接到可調(diào)功率軌122和123。電路塊111a和112a可對應(yīng)于能夠在寬泛的電源電壓電平范圍內(nèi)操作的數(shù)字邏輯或其他類型的電路，這取決于期望的性能水平。相比之下，電路塊111b和112b可能無法分別以與電路塊111a和112a的供電電壓一樣低的供電電壓操作。電路塊111b和112b中的每個(gè)分別耦接到功率開關(guān)113和114。
需注意，電路塊111b被示為三個(gè)塊的集合。在一些實(shí)施方案中，電路塊111b可包括任何合適數(shù)量的電路，每個(gè)電路耦接到功率開關(guān)113的相應(yīng)輸出。
[0027] 電路塊112b耦接到功率開關(guān)114，并且電路塊111b耦接到功率開關(guān)113。在一些實(shí)施方案中，功率開關(guān)113可包括用于包括在電路塊111b中的每個(gè)電路塊的相應(yīng)功率開關(guān)。功率開關(guān)113耦接到共享功率軌121和可調(diào)功率軌122，而功率開關(guān)114耦接到共享功率軌121和可調(diào)功率軌123。如本文所用，“功率軌”是指將功率信號(hào)傳導(dǎo)至耦接到功率軌的各種電路的電路節(jié)點(diǎn)或導(dǎo)線。在例示的實(shí)施方案中，共享功率軌121耦接到功能電路107和功能電路108，并且還可耦接到SoC中未示出的附加功能電路。在操作SoC?101時(shí)，共享功率軌121的電壓電平可保持在適當(dāng)恒定的電壓電平。然而，需注意，恒定電壓電平可包括由于各種外部或內(nèi)部條件(例如，來自各種其他電路的開關(guān)噪聲或來自用于供電電壓信號(hào)的電壓調(diào)節(jié)電路的噪聲)而引起的一些偏差。
[0028] 可調(diào)功率軌122耦接到功能電路107，并且可調(diào)功率軌123耦接到功能電路108。在各種實(shí)施方案中，可調(diào)功率軌中的任一者或兩者可耦接到其他功能電路。SoC?101可包括用于其他功能電路的附加可調(diào)功率軌?？烧{(diào)功率軌122和123的電壓電平可變化至合適的電平，以分別匹配功能電路107和108的當(dāng)前功率使用。例如，當(dāng)功能電路107空閑或具有較少要執(zhí)行的任務(wù)時(shí)，可降低提供給功能電路107的時(shí)鐘信號(hào)的頻率以節(jié)省功率。結(jié)合降低的時(shí)鐘頻率，可降低可調(diào)功率軌122的電壓電平以進(jìn)一步降低功率消耗。相比之下，當(dāng)功能電路107處于活動(dòng)狀態(tài)或具有許多要執(zhí)行的任務(wù)時(shí)，可增加所接收的時(shí)鐘信號(hào)的頻率以增加處理性能。在增加所接收的時(shí)鐘信號(hào)的頻率之前，可增加可調(diào)功率軌122的電壓電平，以便為較高的操作頻率提供足夠的功率。
[0029] 在例示的實(shí)施方案中，功率開關(guān)113和114各自基于共享功率軌121的電壓電平或可調(diào)功率軌122和123的相應(yīng)一個(gè)的電壓電平中的任一者來輸出本地功率信號(hào)?？刂菩盘?hào)124和125的值分別確定功率開關(guān)113和114輸出的電壓電平。功率管理電路105基于功能電路107和108的操作狀態(tài)生成控制信號(hào)124和125。在各種實(shí)施方案中，操作狀態(tài)可對應(yīng)于空閑狀態(tài)、活動(dòng)狀態(tài)、低功率狀態(tài)、高性能狀態(tài)等。操作狀態(tài)可確定功能電路107和108中的每個(gè)中的本地功率信號(hào)的特定電壓電平。為了設(shè)定相應(yīng)本地功率信號(hào)的電壓電平，功率管理電路105向電源電路103發(fā)送請求，以將經(jīng)由可調(diào)功率軌122和123分布的功率信號(hào)的電壓電平設(shè)定成與功能電路107和108的操作狀態(tài)相對應(yīng)。電源電路103在共享功率軌121上生成電壓電平，該電壓電平為至少高到足以為耦接到共享功率軌121的任何電路供電的電壓電平。
在各種實(shí)施方案中，功率管理電路105可請求共享功率軌121的特定電壓電平，或者電源電路103可被設(shè)計(jì)成輸出共享功率軌121的特定電壓電平。
[0030] 在例示的實(shí)施方案中，當(dāng)功能電路107處于低功率狀態(tài)時(shí)，功率管理電路105請求可調(diào)功率軌122的低電壓電平，并且斷言控制信號(hào)124上的值，以使得功率開關(guān)113基于共享功率軌121的電壓電平來輸出具有電壓電平的本地功率信號(hào)。功率開關(guān)113可斷言確認(rèn)(ack)信號(hào)126以指示電路塊111b已被切換到共享功率軌121。在該低功率狀態(tài)下，電路塊111a以基于可調(diào)功率軌122的電壓電平操作，而電路塊111b以基于共享功率軌121的高于可調(diào)功率軌122的電壓電平的電壓電平操作。
[0031] 在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，功能電路107可被置于完全操作狀態(tài)。然后，功率管理電路105向電源電路103發(fā)送增加可調(diào)功率軌122的電壓電平的請求，以向電路塊111a提供足夠的功率。該增加的電壓電平可大于共享功率軌121的電壓電平，并且因此，功率管理電路105可斷言控制信號(hào)124上的值，以使得功率開關(guān)113基于可調(diào)功率軌122而不是共享功率軌121來輸出電壓電平。由于共享功率軌121可耦接到除了電路塊111b之外的電路，因此共享功率軌121的電壓電平保持在適當(dāng)?shù)偷碾妷弘娖剑撾妷弘娖綖榭神罱拥皆摴蚕砉β受壍娜魏坞娐诽峁┳銐虻墓β?。在可調(diào)功率軌122的電壓電平達(dá)到或超過共享功率軌121的電壓電平之前，功率開關(guān)113可能不會(huì)從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌122。當(dāng)功率開關(guān)113從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌122時(shí)，耦接到電路塊111b的相應(yīng)一個(gè)的功率開關(guān)113的每個(gè)輸出可以特定序列諸如一個(gè)接一個(gè)進(jìn)行切換，從而允許電路塊111b的第一電路在切換下一個(gè)電路之前達(dá)到新電壓電平。在各種實(shí)施方案中，功率開關(guān)113可斷言單個(gè)確認(rèn)信號(hào)126以指示所有電路塊111b已被切換到可調(diào)功率軌122，或者可隨著電路塊111b中的每個(gè)電路被切換到可調(diào)功率軌122而斷言相應(yīng)的確認(rèn)信號(hào)126(未示出)。
[0032] 在例示的實(shí)施方案中，當(dāng)功能電路107從完全操作狀態(tài)返回到低功率狀態(tài)時(shí)，發(fā)生類似的過程。功率管理電路105請求可調(diào)功率軌122的電壓電平，該電壓電平對于低功率狀態(tài)是足夠的。功率管理電路105斷言控制信號(hào)124上的值，從而使得功率開關(guān)113再次基于共享功率軌121來輸出電壓電平。功率開關(guān)113可遵循相同的序列以將每個(gè)輸出切換到共享功率軌121，或者在其他實(shí)施方案中，該功率開關(guān)可遵循相反或換句話講不同的序列以切換電路塊111b中的每個(gè)的每個(gè)輸出。因此，當(dāng)電路塊111b被切換到共享功率軌121時(shí)，功率開關(guān)113斷言確認(rèn)信號(hào)。功能電路108遵循與功率開關(guān)114類似的過程以向電路塊112b供電。
[0033] 在一些實(shí)施方案中，功率開關(guān)113中的多個(gè)開關(guān)可被配置為一次一個(gè)地在可調(diào)功率軌122和共享功率軌121之間切換。通過一次一個(gè)地在功率軌之間切換，可通過在功率軌之間錯(cuò)開切換而不是讓所有電路塊111b在功率軌之間被一致切換來避免或減少電壓電平尖峰和/或電壓電平下降。例如，在例示的實(shí)施方案中，功率開關(guān)113中的第一開關(guān)接收控制信號(hào)124上的值，其指示從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌122。第一開關(guān)對電路塊111b的第一電路執(zhí)行切換，并且一旦完成，就斷言第一確認(rèn)信號(hào)。該第一確認(rèn)信號(hào)由功率開關(guān)113中的第二開關(guān)作為控制信號(hào)接收，該第一確認(rèn)信號(hào)指示從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌122。在一些實(shí)施方案中，第一確認(rèn)信號(hào)可以是控制信號(hào)124的延遲版本。第二開關(guān)對第二電路塊執(zhí)行切換，并且一旦完成，就斷言第二確認(rèn)信號(hào)，該第二確認(rèn)信號(hào)可對應(yīng)于控制信號(hào)124的另外的延遲版本。功率開關(guān)113中的第三開關(guān)接收該第二確認(rèn)信號(hào)，其指示從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌122，并因此對電路塊111b中的第三電路塊執(zhí)行切換。在完成切換之后，斷言對應(yīng)于確認(rèn)信號(hào)126的第三確認(rèn)信號(hào)。雖然圖1中示出了三對電路塊111b和功率開關(guān)113，但是可包括任何合適數(shù)量的電路塊，并且可如剛剛描述地串聯(lián)聯(lián)接。
[0034] 需注意，圖1所示的框圖僅為一個(gè)示例。在其它實(shí)施方案中，根據(jù)旨在用于對應(yīng)電路的特定應(yīng)用，不同電路塊和電路塊的不同配置可為可能的。在其他實(shí)施方案中，SoC可包括任何合適數(shù)量的功能電路，其任何部分可從多于一個(gè)功率軌接收功率。因此，在此類實(shí)施方案中可包括對應(yīng)數(shù)量的可調(diào)功率軌。
[0035] 轉(zhuǎn)到圖2，示出了功率復(fù)用電路的實(shí)施方案的框圖。在一些實(shí)施方案中，功率開關(guān)213可對應(yīng)于圖1中的功率開關(guān)113或114。功率開關(guān)213包括電壓選擇器201、電平移位器202和203、邏輯門NAND?204和NAND?205、反相電路INV?206，以及晶體管Q?208和Q?209。功率開關(guān)213經(jīng)由本地功率信號(hào)227耦接到電路塊211，該電路塊在一些實(shí)施方案中可對應(yīng)于電路塊111b中的電路或圖1中的電路塊112b。功率開關(guān)213還耦接到共享功率軌221和可調(diào)功率軌222，每個(gè)功率軌可對應(yīng)于圖1中類似命名和編號(hào)的項(xiàng)。功率開關(guān)213接收控制信號(hào)224和啟用信號(hào)225。
[0036] 在例示的實(shí)施方案中，功率開關(guān)213用于基于共享功率軌221或可調(diào)功率軌222的電壓電平中的任一者來生成本地功率信號(hào)227?？刂菩盘?hào)224的值用于在兩個(gè)功率軌之間進(jìn)行選擇。啟用信號(hào)225上的另一個(gè)值用于啟用或禁用本地功率信號(hào)227。當(dāng)啟用信號(hào)225為邏輯低值時(shí)，如果控制信號(hào)224具有邏輯高值，則NAND?204和205中的每個(gè)的至少一個(gè)輸入是低的，從而使得NAND?204和205兩者的輸出都是邏輯高的。高值使得Q?208和Q?209兩者將電流限制為本地功率信號(hào)227。電路塊211b可因此斷電。
[0037] 雖然Q?208和Q?209在圖2中被示為MOSFET，但是在其他實(shí)施方案中可利用任何合適類型的導(dǎo)電設(shè)備。在一些實(shí)施方案中，Q?208和Q?209中的每個(gè)可使用多于一個(gè)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。在例示的實(shí)施方案中，Q?208和Q?209被示出具有三個(gè)端子。在其他實(shí)施方案中，Q?208和Q?209可包括耦接到體連接的第四節(jié)點(diǎn)。在此類實(shí)施方案中，Q?208和Q?209的該體連接可分別耦接到共享功率軌221和可調(diào)功率軌222，或耦接到任何其他合適的信號(hào)。
[0038] 當(dāng)啟用信號(hào)225為邏輯高值時(shí)，NAND?204和205的輸出值由控制信號(hào)224的值確定。控制信號(hào)224上的高值導(dǎo)致NAND?204的低值和NAND?205的高值，從而接通Q?208并關(guān)閉Q?
209。然后從共享功率軌221生成本地電源信號(hào)227。同樣，控制信號(hào)224上的低值導(dǎo)致來自NAND?204的高值和來自NAND?205的低值。關(guān)閉Q?208并且接通Q?209，從而產(chǎn)生本地功率信號(hào)227，該本地功率信號(hào)由可調(diào)功率軌222生成。NAND?204和NAND?205的輸出可被設(shè)計(jì)成比從低值轉(zhuǎn)換到高值更快地從高值轉(zhuǎn)換到低值。這可創(chuàng)建其中Q?208和Q?209均打開的短暫時(shí)間段，從而創(chuàng)建先合后斷連接件。如本文所用，“先合后斷”連接件是指在斷開信號(hào)中的一個(gè)之前將兩個(gè)或更多個(gè)信號(hào)暫時(shí)耦接在一起的開關(guān)。如果Q?208和Q?209兩者在功率軌之間切換的過程中同時(shí)關(guān)閉，則使用先合后斷連接可避免本地功率信號(hào)227暫時(shí)斷電。
[0039] 狀態(tài)電路210接收來自NAND門204和205的輸出并生成確認(rèn)信號(hào)226。在一些實(shí)施方案中，狀態(tài)電路210可斷言確認(rèn)信號(hào)226以反映控制信號(hào)224的當(dāng)前狀態(tài)。例如，當(dāng)控制信號(hào)224高，從而選擇共享功率軌221時(shí)，也可基于來自NAND?204的低輸出和來自NAND?205的高值來斷言確認(rèn)信號(hào)226高，并且當(dāng)控制信號(hào)224低時(shí)反之亦然。在其他實(shí)施方案中，狀態(tài)電路
210可響應(yīng)于NAND?204或NAND?205中的任一者的輸出的變化來斷言確認(rèn)信號(hào)226上的脈沖。
確認(rèn)信號(hào)226可被發(fā)送到功率管理單元，諸如圖1中的功率管理電路105。
[0040] 為了關(guān)閉Q?208和Q?209，NAND?204和205的輸出的電壓電平可能需要分別接近共享功率軌221和可調(diào)功率軌222的電壓電平。在例示的實(shí)施方案中，為了幫助NAND?204和205在產(chǎn)生高輸出值時(shí)產(chǎn)生足夠高的電壓電平，電壓選擇器201用于選擇共享功率軌221和可調(diào)功率軌222上的電平之間的較高電壓電平作為輸出。電壓選擇器201的輸出用于為NAND?204、NAND?205、INV?206和電平移位器202和203的輸出部分供電。當(dāng)可調(diào)功率軌222的電平大于共享功率軌221的電平時(shí)，電平移位器202和203可用于將控制信號(hào)224和啟用信號(hào)225的邏輯高電壓電平從共享功率軌221的電壓電平修改為可調(diào)功率軌222的電平。
[0041] 需注意，為提高清晰度并有助于演示所公開的概念，圖2所示的框圖已被簡化。在其他實(shí)施方案中，不同和/或附加的電路和這些電路的不同配置是可能的并進(jìn)行了設(shè)想。
[0042] 轉(zhuǎn)到圖3，其示出了時(shí)序圖的實(shí)施方案的圖表，該圖表示出了與SoC相關(guān)聯(lián)的各種功率信號(hào)的電壓電平。在例示的實(shí)施方案中，圖表300對應(yīng)于與SoC中的功率管理相關(guān)聯(lián)的信號(hào)，例如圖1中的SoC?101。圖表300包括三個(gè)信號(hào)，它們對應(yīng)于SoC?101中類似命名和編號(hào)的功率軌：共享功率321、可調(diào)功率322和可調(diào)功率323隨時(shí)間變化的電壓電平。
[0043] 圖300示出了SoC?101的可調(diào)功率軌122和123上的電壓電平可如何隨時(shí)間的推移而相對于共享功率軌121變化。在時(shí)間t0處，共享功率321的電壓電平大于可調(diào)功率322的電壓電平，該可調(diào)功率繼而大于可調(diào)功率323。在例示的實(shí)施方案中，可調(diào)功率322表示向功能電路107提供功率的可調(diào)功率軌122的電壓電平。同樣，可調(diào)功率323表示向功能電路108提供功率的可調(diào)功率軌123的電壓電平。在時(shí)間t0處，功能電路107和108兩者均可處于相應(yīng)的低功率模式，并且因此，電路塊111b和112b兩者均可耦接到共享功率321。
[0044] 在時(shí)間t1處，功能電路107可開始從低功率模式轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式。作為轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式的一部分，可調(diào)功率322的電壓電平可從V1升高到V4。因此，功率管理電路105還向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率322的電平從V1增加到V4的請求。在一些實(shí)施方案中，一旦可調(diào)功率322的電平達(dá)到V2，與共享功率321相同，功率管理電路105就可斷言控制信號(hào)124上的值，以使得功率開關(guān)113開始將電路塊111b中的電路從共享功率321切換到可調(diào)功率322。在其他實(shí)施方案中，功率管理電路105可等待斷言控制信號(hào)124上的值，直到可調(diào)功率322在時(shí)間t2達(dá)到V4。響應(yīng)于控制信號(hào)124上所斷言的值，功率開關(guān)113將開始將電路塊111b中的電路從共享功率321切換到可調(diào)功率322。
[0045] 在例示的實(shí)施方案中，當(dāng)可調(diào)功率322從V1轉(zhuǎn)換到V4并且功率開關(guān)113從共享功率321轉(zhuǎn)換到可調(diào)功率322時(shí)，功能電路108可開始從低功率模式轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式。作為該轉(zhuǎn)換的一部分，功能電路108可向功率管理電路105發(fā)送將可調(diào)功率323從V0轉(zhuǎn)換到V3的請求。然而，功率管理電路105可延遲將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至電源電路103，直到可調(diào)功率322和功率開關(guān)
113的轉(zhuǎn)換已完成。在時(shí)間t3處，功率開關(guān)113完成從共享功率321轉(zhuǎn)換到可調(diào)功率322。功率開關(guān)113的最后一個(gè)開關(guān)斷言確認(rèn)信號(hào)126，并且作為響應(yīng)，功率管理電路105現(xiàn)在可向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率323的電平從V0增加到V3的請求。與可調(diào)功率322一樣，在一些實(shí)施方案中，一旦可調(diào)功率323的電平達(dá)到V2，功率開關(guān)114就可開始將電路塊112b從共享功率
321切換到可調(diào)功率323。在其他實(shí)施方案中，功率開關(guān)114可等待直到可調(diào)功率323在時(shí)間t4處達(dá)到V3，然后開始將電路塊112b從共享功率321切換到可調(diào)功率323。
[0046] 在時(shí)間t5處，功能電路108可向功率管理電路105指示可調(diào)功率323的電平將從V3增加到V5。由于V3和V5均高于共享功率321的電平(V3)，因此當(dāng)電平升高到V5時(shí)，功率開關(guān)114可使電路塊112b保持耦接到可調(diào)功率323。
[0047] 功能電路107在時(shí)間t6處開始重新進(jìn)入低功率狀態(tài)的過程。功能電路107向功率管理電路105指示可調(diào)功率322的電平將減小到V1。由于可調(diào)功率322的當(dāng)前電平(V4)大于共享功率321的電平(V2)，并且新電平(V1)小于V2，因此在可調(diào)功率322的電平降至V2以下之前，功率開關(guān)113將電路塊111b轉(zhuǎn)換為共享功率321。在一些實(shí)施方案中，功率開關(guān)113可在功率管理電路105向電源電路103發(fā)出改變可調(diào)功率322的電平的請求之前從可調(diào)功率322切換。例如，功率開關(guān)113的最后一個(gè)開關(guān)可響應(yīng)于完成電路塊111b轉(zhuǎn)換到共享功率321而經(jīng)由例如控制信號(hào)124來斷言指示信號(hào)。在檢測到控制信號(hào)124的斷言時(shí)，功率管理電路105可向電源電路103發(fā)出降低可調(diào)功率322的電平的請求。在其他實(shí)施方案中，可調(diào)功率322的電平從V4降至V2的時(shí)間可足以使功率開關(guān)113將電路塊111b轉(zhuǎn)換為共享功率321，并且功率管理電路105可因此向電源電路103發(fā)出請求而無需等待指示。
[0048] 在一些實(shí)施方案中，可將可調(diào)功率322的當(dāng)前電壓電平和新電壓電平與閾值電壓電平進(jìn)行比較，而不是將可調(diào)功率322的當(dāng)前電壓電平和可調(diào)功率322的新電壓電平與共享功率321的電壓電平進(jìn)行比較。該閾值電壓電平可與共享功率321的電壓電平相差一個(gè)偏移值。例如，如果可調(diào)功率322的當(dāng)前電壓電平大于共享功率321的電壓電平和閾值電壓兩者，并且可調(diào)功率322的新電壓電平小于共享功率321的電壓電平但大于閾值電壓，則功率管理電路105可不斷言控制信號(hào)124，而是讓電路塊111b保持耦接到可調(diào)功率322。在此類實(shí)施方案中，偏移值可例如通過功率管理電路105或包括在SoC?100中的處理器來編程。此類可編程偏移值可被設(shè)定為正電壓電平、負(fù)電壓電平或零電平。零電平偏移值可導(dǎo)致功率管理電路105在可調(diào)功率322或323的電壓電平超過共享功率321的電平的任何時(shí)間斷言控制信號(hào)124，如上所述。
[0049] 需注意，圖3所示的圖表300僅為一個(gè)示例。為清楚起見，圖表300中示出的信號(hào)被簡化。在其他實(shí)施方案中，電壓電平波形可由于例如來自耦接到每個(gè)相應(yīng)功率軌的其他電路的負(fù)載而不同。
[0050] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，其示出了用于復(fù)用SoC中的功率信號(hào)的方法的實(shí)施方案的流程圖。方法400可應(yīng)用于SoC，例如圖1中的SoC?101，包括功率開關(guān)，例如圖2中的功率開關(guān)213。共同參考圖1和圖4的方法，方法400始于框401。
[0051] 供電單元生成共享功率信號(hào)(框402)。在例示的實(shí)施方案中，供電單元諸如電源電路103生成耦接到SoC?101中的共享功率軌121的功率信號(hào)。共享功率軌121的電壓電平可由功率管理電路105設(shè)定，或者在其他實(shí)施方案中，該電壓電平可以是由電源電路103確定的默認(rèn)電壓電平或預(yù)定電壓電平?？蛇x擇滿足耦接到共享功率軌121的任何電路塊的最小功率電平的電壓電平。例如，SoC?101的一個(gè)實(shí)施方案可包括具有875毫伏(mV)的最小操作電壓電平的各種SRAM陣列，以及具有925mV的最小操作電壓電平的一個(gè)或多個(gè)模擬電路。如果只有SRAM陣列將耦接到共享功率軌121，那么可將電壓電平設(shè)定為875mV。否則，如果至少一個(gè)模擬電路耦接到共享功率軌121，那么可將電壓電平設(shè)定為925mV。
[0052] 供電單元生成多個(gè)可調(diào)功率信號(hào)(框404)。電源電路103生成可調(diào)功率軌122和123的相應(yīng)可調(diào)功率信號(hào)。在一些實(shí)施方案中，電源電路103可生成圖1中未示出的附加功率軌的附加功率信號(hào)。可調(diào)功率軌122和123的初始電壓電平可由功率管理電路105設(shè)定，或者可被設(shè)定為默認(rèn)電壓電平，直到從功率管理電路105接收到新電平。
[0053] 請求可調(diào)功率信號(hào)中的一個(gè)的新電壓電平(框406)。在一些實(shí)施方案中，功率管理電路105準(zhǔn)備功能電路，例如功能電路108，以用于從低功率狀態(tài)改變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)。在其他實(shí)施方案中，功能電路108可向功率管理電路105發(fā)送以從低功率狀態(tài)改變?yōu)榛顒?dòng)狀態(tài)的請求。作為轉(zhuǎn)換過程的一部分，功率管理電路105向電源電路103發(fā)送增加可調(diào)功率軌123的電壓電平的請求。功率管理電路105還響應(yīng)于確定可調(diào)功率軌123的增加的電壓電平將超過共享功率軌121的電壓電平而斷言控制信號(hào)125上的第一值。
[0054] 該方法的進(jìn)一步操作可取決于控制信號(hào)的狀態(tài)(框408)。功率開關(guān)114接收控制信號(hào)125。功率管理電路105確定電路塊112b是否由共享功率軌121或可調(diào)功率軌123供電并且相應(yīng)地?cái)嘌曰蛉∠麛嘌钥刂菩盘?hào)125。功率管理電路105可確定電源電路103是否已完成在斷言控制信號(hào)125以將電路塊112b切換到可調(diào)功率軌123之前增加可調(diào)功率軌123的電壓電平的請求。在其他實(shí)施方案中，功率管理電路105可等待預(yù)先確定的時(shí)間量，以避免在斷言控制信號(hào)125之前請求電壓電平增加。如果控制信號(hào)125被斷言，則該方法進(jìn)行到框410以將電路塊112b耦接到可調(diào)功率軌123。否則，方法400進(jìn)行到框412以將電路塊112b耦接到共享功率軌121。
[0055] 如果控制信號(hào)125被斷言，則將電路塊112b的功率節(jié)點(diǎn)耦接到可調(diào)功率軌123(框410)。當(dāng)控制信號(hào)125被斷言時(shí)，功率開關(guān)114將可調(diào)功率軌123耦接到電路塊112b的功率節(jié)點(diǎn)。功率開關(guān)114可使用晶體管或其他類型的導(dǎo)電設(shè)備來從功率節(jié)點(diǎn)禁用共享功率軌121，并替代地將該節(jié)點(diǎn)耦接到可調(diào)功率軌123。
[0056] 如果控制信號(hào)125在框408中被取消斷言，則將電路塊112b的功率節(jié)點(diǎn)耦接到共享功率軌121(框412)。當(dāng)控制信號(hào)125被取消斷言時(shí)，功率開關(guān)114將共享功率軌121耦接到電路塊112b的功率節(jié)點(diǎn)，并使可調(diào)功率軌123與該功率節(jié)點(diǎn)解耦。
[0057] 在功率軌之間切換的過程中，功率保持在操作電平(框414)。如果切換到可調(diào)功率軌123，則功率開關(guān)114可在解耦共享功率軌121之前將可調(diào)功率軌123耦接到功率節(jié)點(diǎn)，其中兩個(gè)功率軌都簡單地耦接到功率節(jié)點(diǎn)，以便保持耦接到功率節(jié)點(diǎn)的至少一個(gè)功率軌以避免電路塊112b中的功率中斷。如果切換到共享功率軌121，則使用類似的過程。在解耦可調(diào)功率軌123之前，共享功率軌121耦接到功率節(jié)點(diǎn)。一旦切換完成，功率開關(guān)114就可以斷言確認(rèn)信號(hào)127。在一些實(shí)施方案中，功率開關(guān)114可斷言確認(rèn)信號(hào)127上的與控制信號(hào)125的值對應(yīng)的值。在其他實(shí)施方案中，功率開關(guān)114可斷言確認(rèn)信號(hào)127上的脈沖以指示功率軌切換完成。|該方法在框416處結(jié)束。
[0058] 需注意，圖4所示的方法僅為用于展示目的的一個(gè)示例。在一些實(shí)施方案中，可以包括額外的操作。另外，在各種實(shí)施方案中，可以不同順序執(zhí)行操作。
[0059] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，其示出了時(shí)序圖的另一個(gè)實(shí)施方案的圖表，該圖表示出了與SoC相關(guān)聯(lián)的各種功率信號(hào)的電壓電平。在例示的實(shí)施方案中，圖表500對應(yīng)于與SoC中的功率管理相關(guān)聯(lián)的信號(hào)，例如圖1中的SoC?101。圖500包括兩個(gè)信號(hào)：共享功率521，其示出了共享功率軌121的電壓電平，和可調(diào)功率522，其示出了可調(diào)功率軌122的電壓電平。在其他實(shí)施方案中，可調(diào)功率522可對應(yīng)于可調(diào)功率軌123。此外，四個(gè)特定電壓電平由虛線表示：電壓電平525、中間電壓電平526、電壓電平527和電壓電平528。
[0060] 與圖3中的圖表300類似，圖500示出了SoC?101的可調(diào)功率軌122上的電壓電平可如何隨時(shí)間的推移而相對于共享功率軌121變化。圖500示出了中間電壓電平526對轉(zhuǎn)換電路諸如從共享功率軌121到可調(diào)功率軌122的電路塊111b的使用。在例示的實(shí)施方案中，在時(shí)間t0處，可調(diào)功率522的電壓電平為電壓電平525，該電壓電平小于共享功率521的電壓電平。電路塊111a由可調(diào)功率522供電，并且電路塊111b由共享功率521供電。在時(shí)間t0處，功能電路107可處于低功率模式。
[0061] 在時(shí)間t1處，功能電路107可開始從低功率模式轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式。作為轉(zhuǎn)換到活動(dòng)模式的一部分，功能電路107請求功率管理電路105將可調(diào)功率522的電壓電平增加到電壓電平525，該電壓電平大于共享功率521的電壓電平。功率管理電路105確定可調(diào)功率522上的電壓電平從小于共享功率521的電平到大于該電平交叉變化。響應(yīng)于該確定，功率管理電路105向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率522的電平增加到中間電壓電平526的請求。一旦可調(diào)功率522的電平已適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定在中間電壓電平526，功率管理電路105就斷言控制信號(hào)124，以使得功率開關(guān)113根據(jù)可調(diào)功率522而不是共享功率521來對電路塊111b供電。在各種實(shí)施方案中，電路塊111b可一次全部、一次一個(gè)或以任何合適的組合進(jìn)行切換。
[0062] 在時(shí)間t2處，功率開關(guān)113完成將電路塊111b轉(zhuǎn)換到可調(diào)功率522。功率開關(guān)113斷言確認(rèn)信號(hào)126以指示轉(zhuǎn)換完成。作為響應(yīng)，功率管理電路105向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率522的電平改變?yōu)殡妷弘娖?27的請求，從而完成轉(zhuǎn)換到電壓電平527。需注意，盡管電壓電平527小于中間電壓電平526，但轉(zhuǎn)換到電壓電平527仍包括將可調(diào)功率522設(shè)定為中間電壓電平526。
[0063] 在時(shí)間t3處，功能電路107向功率管理電路105發(fā)送將可調(diào)功率522的電平增加到電壓電平528的請求。例如，功能電路107可能需要較高的電壓電平來完成當(dāng)前任務(wù)或準(zhǔn)備新任務(wù)。由于從電壓電平527到電壓電平528的變化不超過共享功率521的電平，因此功率管理電路105將該請求發(fā)送到電源電路103，并且可調(diào)功率522的電壓電平被增加。電路塊111b已由可調(diào)電源522供電，因此功率開關(guān)113可能不需要附加的轉(zhuǎn)換。
[0064] 在時(shí)間t4處，功能電路107可能已完成其任務(wù)并且準(zhǔn)備好返回到低功率模式。為準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換到低功率模式，功能電路107向功率管理電路105發(fā)送將可調(diào)功率522的電平減小到電壓電平525的請求。功率管理電路105確定電平變化超過共享功率521的電平，因此，在可調(diào)功率522的電平改變?yōu)殡妷弘娖?25之前，電路塊111b將需要切換到共享功率521。功率管理電路105向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率522的電平改變?yōu)橹虚g電壓電平526的請求。一旦可調(diào)功率522的電平適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定在中間電壓電平526，功率管理電路105就取消斷言控制信號(hào)124，從而導(dǎo)致功率開關(guān)113將電路塊111b從可調(diào)功率522轉(zhuǎn)換為共享功率521。同樣，可以任何合適的順序執(zhí)行電路塊111b的轉(zhuǎn)換。
[0065] 在完成將電路塊111b轉(zhuǎn)換到共享功率521時(shí)，功率開關(guān)113斷言確認(rèn)信號(hào)126以指示在時(shí)間t5處完成轉(zhuǎn)換。功率管理電路105向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率522的電平改變?yōu)殡妷弘娖?25的請求。在各種實(shí)施方案中，功能電路107可響應(yīng)于確認(rèn)信號(hào)126的斷言而進(jìn)入低功率模式，或者可等待直到可調(diào)功率522的電平已適于穩(wěn)定在電壓電平525。
[0066] 在圖5的實(shí)施方案中，如果將可調(diào)功率522的當(dāng)前電壓電平改變?yōu)槟繕?biāo)電壓電平導(dǎo)致可調(diào)功率522的電平超過共享功率521的電壓電平，則可調(diào)功率522的電平在被設(shè)定為目標(biāo)電壓電平之前被設(shè)定為中間電壓電平526。當(dāng)目標(biāo)電壓電平高于共享功率521的電平時(shí)，電路塊111b在可調(diào)功率522適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定在中間電壓電平526之后被轉(zhuǎn)換為由可調(diào)功率522供電。當(dāng)目標(biāo)電壓電平低于共享功率521的電平時(shí)，電路塊111b在可調(diào)功率522適當(dāng)?shù)胤€(wěn)定在中間電壓電平526之后被轉(zhuǎn)換為由共享功率521供電。當(dāng)可調(diào)功率軌處于中間電壓電平時(shí)，切換電路可允許當(dāng)兩個(gè)功率軌之間的電壓電平差為已知變化量時(shí)，電路在可調(diào)功率軌和共享功率軌之間切換。在各種實(shí)施方案中，可選擇該變化量以適應(yīng)到功率軌和來自功率軌的負(fù)載變化，同時(shí)減輕由于每個(gè)軌供電的負(fù)載的變化而低于或超過安全操作電平的風(fēng)險(xiǎn)。該變化量也可通過例如功率管理電路105或SoC?100中的處理器來編程。盡管中間電壓電平被示為大于共享功率521的電壓電平，但在其他實(shí)施方案中，該變化量可被編程為小于共享功率521的電壓電平。在一些實(shí)施方案中，使用中間電壓電平進(jìn)行超過共享功率軌的電平的電平改變可簡化功率管理電路中的電路。
[0067] 需注意，圖5的圖表500僅為一個(gè)示例。為清楚起見，已簡化例示的波形。在其他實(shí)施方案中，波形可由于IC制造中的系統(tǒng)噪聲和/或缺陷而不同。盡管圖500相對于功能電路107進(jìn)行了描述，但圖5的實(shí)施方案可適用于利用共享功率軌和可調(diào)功率軌的SoC?101中的任何功能電路。
[0068] 轉(zhuǎn)到圖6，其示出了用于使用中間電壓電平在SoC中復(fù)用功率軌的方法的實(shí)施方案的流程圖。方法600可應(yīng)用于SoC，例如圖1中的SoC?101。共同參考圖1和圖6的方法，方法600始于框601。
[0069] 功率管理電路向供電單元發(fā)出改變功率軌的電壓電平的請求(框602)。例如，功率管理電路諸如功率管理電路105向電源電路諸如電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率軌諸如可調(diào)功率軌123的電壓電平從當(dāng)前電壓電平改變?yōu)樾码妷弘娖降恼埱?。在例示的?shí)施方案中，功能電路108最初發(fā)送將電壓電平改變?yōu)楣β使芾黼娐?05的請求，但在其他實(shí)施方案中，功率管理電路105可發(fā)起請求。
[0070] 方法600的進(jìn)一步操作可取決于新電壓電平(框604)。在例示的實(shí)施方案中，功率管理電路105確定當(dāng)從當(dāng)前電壓電平改變?yōu)樾码妷弘娖綍r(shí)，可調(diào)功率軌123的電平是否將超過共享功率軌121的電平。在一些實(shí)施方案中，進(jìn)一步確定可調(diào)功率軌123的當(dāng)前電壓電平和新電壓電平是否與共享功率軌121的電壓電平相差超過偏移值。如果可調(diào)功率軌123的電平將超過，則電路塊112b的電源可被切換。如果可調(diào)功率軌123的電平在增加，則電路塊112b的電源可從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌123，并且如果可調(diào)功率軌123的電平在減小，則反之亦然。如果可調(diào)功率軌123的電平將超過共享功率軌121的電平，則方法600進(jìn)行到框606以將可調(diào)功率軌123的電平改變?yōu)橹虚g電壓電平。否則，該方法進(jìn)行到框612以將可調(diào)功率軌123的電平改變?yōu)樾码妷弘娖健?br>
[0071] 如果可調(diào)功率軌123的電平將超過共享功率軌121的電平，則可調(diào)功率軌123的電平將改變?yōu)橹虚g電壓電平(框606)。功率管理電路105向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率軌123的電壓電平改變?yōu)橹虚g電壓電平的請求。無論新電壓電平如何，都可能發(fā)生中間電壓電平的變化。例如，參見圖5的圖表500，如果可調(diào)功率軌123的電平從電壓電平525增加到電壓電平527，則可調(diào)功率軌123的電平將在被設(shè)定為電壓電平527之前被設(shè)定為中間電壓電平526。首先切換到中間電壓電平的一個(gè)原因可以是在將電路塊112b的電源從一個(gè)功率軌切換到另一個(gè)功率軌的同時(shí)在共享功率軌121和可調(diào)功率軌123的電平之間具有一致的電壓電平差或變化量。使用一致的電壓電平變化量可趨于在電力軌之間轉(zhuǎn)換期間減小電路塊
112b和功率開關(guān)114的錯(cuò)誤操作或避免其損壞?？蛇x擇中間電壓電平，使得在先合后斷切換中(例如，兩個(gè)功率軌在一個(gè)解耦之前耦接到電路塊112b)，從具有較高電壓電平的功率軌流向具有較低電壓電平的軌的電流是可接受的量。
[0072] 切換電路塊112b的電源(框608)。在一些實(shí)施方案中，電源電路103可向功率管理電路105指示已設(shè)定可調(diào)功率軌123的新電壓電平。功率管理電路105可斷言(或在其他實(shí)施方案中取消斷言)控制信號(hào)125，從而使得功率開關(guān)114轉(zhuǎn)換電路塊112b的電源。如果新電壓電平將高于共享功率軌121的電平，則電路塊112b的電源可從共享功率軌121切換到可調(diào)功率軌123，并且如果新電壓電平低于共享功率軌121的電平，則反之亦然。如果正在轉(zhuǎn)換多于一個(gè)電路塊的電源，則功率開關(guān)114可一次一個(gè)、成組地或一次全部地轉(zhuǎn)換每個(gè)電路塊。
[0073] 方法600的繼續(xù)操作可取決于確認(rèn)信號(hào)(框610)。一旦功率開關(guān)114完成了電路塊112b的電源的轉(zhuǎn)換，則在例示的實(shí)施方案中，功率開關(guān)114斷言確認(rèn)信號(hào)127。在框610中，保持方法600直到功率開關(guān)114斷言確認(rèn)信號(hào)127。在斷言確認(rèn)信號(hào)127之后，該方法進(jìn)行到框
612以改變可調(diào)功率軌123的電平。
[0074] 在電路塊112b已耦接到適當(dāng)?shù)墓β受壷?，可調(diào)功率軌123的電平將改變?yōu)樾码妷弘娖?框612)。功率管理電路105從功率開關(guān)114接收所斷言的確認(rèn)信號(hào)，并且作為響應(yīng)，向電源電路103發(fā)送將可調(diào)功率軌123的電壓電平改變?yōu)樾码娖降恼埱蟆Ｔ摲椒ㄔ诳?14處結(jié)束。
[0075] 需注意，圖6的方法600僅為一個(gè)示例。在一些實(shí)施方案中，可以不同的順序執(zhí)行操作。另外，在各種實(shí)施方案中，可包括附加的操作。
[0076] 盡管上文已經(jīng)描述了具體實(shí)施方案，但這些實(shí)施方案并非要限制本公開的范圍，即使僅相對于特定特征描述單個(gè)實(shí)施方案的情況下也是如此。本公開中提供的特征示例意在進(jìn)行例示，而非限制，除非做出不同表述。上述說明書意在涵蓋此類替代形式、修改形式和等價(jià)形式，這對知曉本公開有效效果的本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。
[0077] 本公開的范圍包括本文(明確或暗示)公開的任意特征或特征的組合或其任意概括，而無論其是否減輕本文解決的任何或所有問題。因此，在本專利申請(或要求享有其優(yōu)先權(quán)的專利申請)進(jìn)行期間可針對特征的任何此類組合作出新的權(quán)利要求。具體地，參考所附權(quán)利要求書，可將從屬權(quán)利要求的特征與獨(dú)立權(quán)利要求的特征進(jìn)行組合，并可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞蕉皇莾H通過所附權(quán)利要求書中所列舉的特定組合來組合來自相應(yīng)獨(dú)立權(quán)利要求的特征。
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