數字電源閘控的集成電路及方法技術

一種數字電源閘控的集成電路及方法。該數字電源閘系統(tǒng)執(zhí)行電源閘控，用以將一閘控供給總線的電壓減少至一狀態(tài)保留電壓電平，狀態(tài)保留電壓電平維持一功能電路的一數字狀態(tài)，并減少漏電流。數字電源閘系統(tǒng)包括多個閘控裝置及一電源閘控系統(tǒng)。每一閘控裝置具有多個電流端以及一控制端。電流端耦接于整合供給總線與閘控供給總線之間。控制端由一數字控制數值的位所控制。電源閘控系統(tǒng)連續(xù)地調整數位控制數值，用以將閘控供給總線的電壓減少至狀態(tài)保留電壓電平。調整增益和/或調整周期可能被改變，如在數字控制數值達特定數值或是在閘控供給總線的電壓達特定電壓電平。在特定結構中，藉由編程許多參數，用以達到調整的功能。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】一種。該數字電源閘系統(tǒng)執(zhí)行電源閘控，用以將一閘控供給總線的電壓減少至一狀態(tài)保留電壓電平，狀態(tài)保留電壓電平維持一功能電路的一數字狀態(tài)，并減少漏電流。數字電源閘系統(tǒng)包括多個閘控裝置及一電源閘控系統(tǒng)。每一閘控裝置具有多個電流端以及一控制端。電流端耦接于整合供給總線與閘控供給總線之間。控制端由一數字控制數值的位所控制。電源閘控系統(tǒng)連續(xù)地調整數位控制數值，用以將閘控供給總線的電壓減少至狀態(tài)保留電壓電平。調整增益和/或調整周期可能被改變，如在數字控制數值達特定數值或是在閘控供給總線的電壓達特定電壓電平。在特定結構中，藉由編程許多參數，用以達到調整的功能。【專利說明】數字電源鬧控的集成電路及方法
本專利技術涉及一種電源閘控，特別涉及一種數字化地控制一電路的一閘控供給電壓，該電路包括快速且平緩地調降供給電壓，調降的供給電壓足以使該電路維持本身的狀態(tài)并減少漏電流，并在恢復操作下，快速且平緩地增加供給電壓。
技術介紹
互補式MOS(COMS)電路消耗較少的功率，并且相較于其它型式的集成電路更為密集，故CMOS技術變成數字電路中主要的類型。CMOS電路具有N型通道的裝置(NMOS)與P型通道的裝置(PMOS)的組合或是多個晶體管，根據設計、尺寸、材料及制程的不同，每一晶體管的柵極與源極間具有一相對應的臨界電壓。集成電路的設計及制造技術減少了操作電壓及裝置尺寸。當裝置尺寸及電壓電平減少時，每一裝置的通道長度及氧化層厚度都會被減少。制造過程中，若改變柵極材料時，可降低臨界電壓，但卻會增加漏電流。漏電流是指當柵極與源極間的電壓小于CMOS裝置的臨界電壓時，漏極與源極間的流動電流。在已知的動態(tài)環(huán)境架構中，漏電流造成總功率損耗的15%?30%。在特定的時間周期中和/或在特定的情況下，CMOS電路或CMOS電路的局部電路可能不需正常工作，因而被閑置。由于流動的漏電流消耗寶貴的功率，因此，若維持全電源予閑置的電路實在是浪費且沒有效率。對于CMOS技術而言，藉由減少CMOS裝置的基極(bulk)電壓或是基體(body)連接的電壓,可減少漏電流。然而對于目前的40nm及28nm的CMOS技術而言，已知的方法無法有效地減少漏電流。
技術實現思路
本專利技術提供一種集成電路，其包括一整合供給總線、一閘控供給總線、一功能電路、至少一可編程裝置以及一數字電源控制系統(tǒng)。功能電路具有一電壓供給輸入端，用以耦接閘控供給總線。可編程裝置存儲至少一編程控制參數。數字電源控制系統(tǒng)包括閘控裝置以及一電源閘控系統(tǒng)。每一閘控裝置具有一電流端對以及一控制端。每一電流端對耦接于整合供給總線與閘控供給總線之間。電源閘控系統(tǒng)控制一數字控制數值，用以控制閘控裝置。電源閘控系統(tǒng)藉由調整數位控制數值，以執(zhí)行一電源閘控操作，用以使閘控供給總線的電壓與整合供給總線的電壓有關。藉由編程控制參數調整電源閘控操作。電源閘控系統(tǒng)可能包括一電源閘控制器。該電源閘控制器根據編程控制參數，在許多差異增益數值中進行選擇，用以在電源閘控下，降低閘控供給總線的電壓。電源閘控系統(tǒng)可能包括一電源閘控制器。電源閘控制器根據編程控制參數，在許多加總增益數值中進行選擇，用以在電源閘控下，增加閘控供給總線的電壓。電源閘控系統(tǒng)可能包括一電源閘控制器。電源閘控制器根據編程控制參數，在許多加總恢復增益數值中進行選擇，用以在恢復操作下，增加閘控供給總線的電壓。電源閘控系統(tǒng)可能包括一電源閘控制器。電源閘控制器根據編程控制參數，在許多停止數值中進行選擇，當數字控制數值達一選擇停止數值時，中止一恢復操作。電源閘控系統(tǒng)可能包括一時鐘控制器。時鐘控制器提供一時鐘信號，用以控制數字控制數值的一調整比例。時鐘控制器可能根據編程控制參數，改變調整比較，用以在閘控供給總線的電壓達每一電壓電平時，改變時鐘信號的周期。時鐘控制器可能根據編程控制參數，選擇時鐘信號的一固定周期，用以在一恢復操作下，增加閘控供給總線的電壓。電源閘控系統(tǒng)可能包括一數字調整器。在許多連續(xù)調整周期的每一個后，數字調整器整合一數字調整數值以及數字控制數值，用以改變閘控供給總線的電壓。電源閘控系統(tǒng)可能還包括一增益選擇邏輯。增益選擇邏輯根據編程控制參數，從數字控制數值的許多位移結果中選擇一個作為數字調整數值。增益選擇邏輯可能包括一差異選擇邏輯以及一加總選擇邏輯。在電源閘控下，差異選擇邏輯根據一可編程差異增益數值，從數字控制數值的許多位移結果中選擇一個作為一選擇異差調整數值。在電源閘控下，加總選擇邏輯根據一可編程加總增益數值，從數字控制數值的許多位移結果中選擇一個作為一選擇加總調整數值。增益選擇邏輯可能包括一恢復增益選擇邏輯。在一恢復操作下，恢復增益選擇邏輯根據一可編程恢復增益數值，從數字控制數值的許多位移結果中選擇一個作為一選擇加總調整數值。電源閘控系統(tǒng)可能包括一時鐘產生器。時鐘產生器產生一時鐘信號，用以控制連續(xù)調整周期，時鐘信號的周期取決于一時間控制數值。電源閘控系統(tǒng)可能包括一時間解碼器。時間解碼器根據編程控制參數，提供并調整時間控制數值。時間解碼器可能包括一轉換器以及一時鐘周期選擇器。轉換器將數字控制數值轉成時間控制數值，并在數字控制數值被調整時，調整時間控制數值。每當閘控供給總線的電壓達一電壓電平時，時鐘周期選擇器根據編程控制參數，從時間控制數值的許多位移結果中選擇一個。當數字控制數值達許多編程數值的每一個時，時間解碼器可能調整時間控制數值，編程數值取決于編程控制參數。時間解碼器可能包括一轉換器、一時鐘位移器以及一時鐘周期選擇器。轉換器將數字控制數值轉換成時間控制數值，并且在數字控制數值被調整時，調整時間控制數值。時鐘位移器根據數字控制數值及編程控制參數，提供至少位移數值。當數字控制數值達位移數值時，時鐘周期選擇器位移時間控制數值。當時間解碼器根據編程控制參數而動作時，可能將時間控制數值維持在一固定數值，使得時鐘信號具有一固定周期。時間解碼器根據編程控制數值，從多個固定周期數值中選擇一個。可編程裝置可能由一保險絲陣列或是一存儲器所構成。控制參數對保險絲陣列或是存儲器進行編程。在一上電或邊界掃描時，編程存儲器。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術的多內核微處理器的一可能實施例。圖2為本專利技術圖1的內核與相對應電源閘系統(tǒng)的一可能實施例。圖3為本專利技術的閘控電路的一可能實施例。圖4為本專利技術圖3的側方塊的一可能實施例。圖5為本專利技術圖4的處理控制字的高位部分的閘方塊的一可能實施例。圖6為本專利技術圖4的處理控制字的低位部分的閘方塊的一可能實施例。圖7A及圖7B為本專利技術圖2的電源閘控系統(tǒng)的一可能實施例。圖8為本專利技術圖7A及圖7B的電源閘控制器的一可能實施例。圖9A及圖9B為本專利技術圖8的增量控制字調整器的一可能實施例。圖1OA及圖1OB為本專利技術圖8的整合控制字調整器的一可能實施例。圖11為本專利技術圖8的控制字邏輯的一可能實施例。圖12為本專利技術圖7B的時間解碼器的一可能實施例。圖13為本專利技術圖12的時鐘位移器的一可能實施例。圖14為本專利技術圖12的預設時鐘選擇電路的一可能實施例。圖15為本專利技術圖12的固定恢復時鐘選擇電路的一可能實施例。圖16A及圖16B為本專利技術圖12的時鐘周期選擇器的一可能實施例。圖17為本專利技術的根據臨界電壓額外調整增益的一可能實施例，其中臨界電壓由一比較本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成電路，包括：整合供給總線；閘控供給總線；功能電路，具有一電壓供給輸入端，該電壓供給輸入端耦接該閘控供給總線；至少一可編程裝置，存儲至少一編程控制參數；以及數字電源閘系統(tǒng)，包括：多個閘控裝置，每一閘控裝置具有電流端對以及控制端，每一電流端對耦接于該整合供給總線與該閘控供給總線之間；電源閘控系統(tǒng)，控制數字控制數值，其中該數字控制數值包括多個位，每一位被提供給所述閘控裝置的至少一控制端，用以控制所述閘控裝置的一部分；以及其中該電源閘控系統(tǒng)藉由調整該數字控制數值，用以在電源閘控操作下，使該閘控供給總線的電壓與該整合供給總線的電壓有關，并且利用該編程控制參數調整該電源閘控操作。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：詹姆斯R隆柏格，
申請(專利權)人：威盛電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：中國臺灣;71