集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法技術

本發明專利技術提供一種集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法。本發明專利技術提供的集成電路包含：知識產權模塊；以及動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給該知識產權模塊，并包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，耦接到該晶片上低壓降調節器與該知識產權模塊，根據該輸出信號的電流提供偵測信號；以及控制單元，耦接到該電流傳感器與該晶片上低壓降調節器，根據該偵測信號提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，其中回應于該輸出信號的該電流的變化，該晶片上低壓降調節器根據該控制信號調節該輸出信號的電壓值。本發明專利技術的集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法能夠實現較低功耗。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術有關于一種動態電壓縮放調節器(dynamic voltage scaling regulator)，更具體地，是關于一種集成電路(integrated circuit，IC)的集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法。
技術介紹
電壓調節器存在于各種系統中，用來提供系統內電路的調節過的電壓。一般來說，需要在各種不同的負載以及不同的操作頻率下提供穩定的調節過的電壓。換句話說，一個電壓調節器用來給電子設備提供并維持恒定電壓，例如低壓降(low dropout，LDO)電壓調節器，其為一個直流線性(DC linear)電壓調節器，具有非常小輸入-輸出差動電壓以及相對小的輸出噪聲。一般來說，調節器具有一個缺點是它在調節器的負載從多變少(或者變到零負載)的時候不能及時回應。在這樣的情況下，IR降的減小會使調節器的輸出電壓超過負載需要的電壓。這種過度的輸出電壓會導致不必要的負載功耗。因此，需要一種能根據IR降動態電壓調節的低壓降調節器。
技術實現思路
因此，本專利技術為了解決調節器的負載從多變少的時候不能及時回應的
技術問題，特提供一種新的集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法。本專利技術提供一種集成電路，包含：知識產權模塊；以及動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給該知識產權模塊，并包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，耦接到該晶片上低壓降調節器與該知識產權模塊，根據該輸出信號的電流提供偵測信號；以及控制單元，耦接到該電流傳感器與該晶片上低壓降調節器，根據該偵測信號提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，其中回應于該輸出信號的該電流的變化，該晶片上低壓降調節器根據該控制信號調節該輸出信號的電壓值。本專利技術另提供一種動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給知識產權模塊，包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，監控該輸出信號的電流來提供偵測信號；以及控制單元，根據該偵測信號提供該控制信號，其中當該偵測信號指示該輸出信號的該電流小于特定值，該控制單元提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，以減小該輸出信號的電壓值。本專利技術另提供一種動態電壓縮放方法，包含：使用晶片上低壓降調節器，根據控制單元的控制信號，提供輸出信號給知識產權模塊；使用電流傳感器，監控該輸出信號的電流來提供偵測信號，該偵測信號指示該輸出信號的該電流的變化；以及回應于該輸出信號的該電流的該變化來縮放該輸出信號的電壓值。本專利技術的集成電路、動態電壓縮放調節器與動態電壓縮放方法能夠實現較低功耗。本專利技術的這些及其他的目的對于本領域的技術人員來說，在閱讀了下述優選實施例的詳細說明以后是很容易理解和明白的，所述優選實施例
通過多幅圖予以揭示。附圖說明圖1顯示根據本申請一實施例的集成電路100的示意圖。圖2A顯示圖1的輸出信號Sout的電源分配網絡210的示意圖。圖2B顯示如圖2A所示的終端N1的輸出信號Sout的電流值。圖2C顯示圖2A的終端N1中的輸出信號Sout的電壓值。圖2D顯示圖2A的終端N2的輸出信號Sout的電壓值。圖3A顯示圖2A中的終端N1的輸出信號Sout的電流值的另一實施例的示意圖。圖3B顯示圖2A的終端N1中的輸出信號Sout的電壓值的另一實施例。圖4顯示圖2A的終端N1中的輸出信號Sout的電壓值的另一示意圖。圖5顯示集成電路的動態電壓縮放方法。具體實施方式本說明書及權利要求書使用了某些詞語代指特定的組件。本領域的技術人員可理解的是，制造商可能使用不同的名稱代指同一組件。本文件不通過名字的差別，而通過功能的差別來區分組件。在以下的說明書和權利要求書中，詞語“包括”是開放式的，因此其應理解為“包括，但不限于...”。圖1顯示根據本申請一實施例的集成電路(IC)100的示意圖。IC100包含至少一動態電壓縮放調節器110，以及至少一知識產權(intellectual
property，IP)模塊150。動態電壓縮放調節器110能夠提供輸出信號Sout給IP模塊150作為IP模塊150的供電電壓。需要注意的是，動態電壓縮放調節器110與IP模塊150都實施在一個芯片內。而且，IP模塊150可以是功能模塊(例如，處理器，GPU，調制解調器等)或存儲模塊(例如RAM，ROM等)。在其他實施例中，IC包含多個動態電壓縮放調節器110及多個對應動態電壓縮放調節器110的IP模塊150，其中每個動態電壓縮放調節器110能夠提供輸出信號Sout給對應的IP模塊150作為供電電壓對應IP模塊150的供電電壓。動態電壓縮放調節器110包含晶片上(on-die)低壓降調節器120，電流傳感器130與控制單元140。晶片上低壓降調節器120根據控制單元140的控制信號產生輸出信號Sout，輸出信號Sout的電壓值根據控制信號Sctrl來確定。電流傳感器130耦接到晶片上低壓降調節器120與IP模塊150。電流傳感器130能夠偵測/監控輸出信號Sout的電流值，并提供偵測信號Ssense給控制單元140。在實施例中，偵測信號Ssense指示輸出信號Sout的電流值的變化(variation)。根據偵測信號Ssense，控制單元140提供控制信號Sctrl給晶片上低壓降調節器120，以對應偵測到的電壓輸出信號Sout的電流值的變化來調整輸出信號Sout的值。在本實施例中，偵測信號Ssense是模擬信號，控制單元140包含模數轉換器(ADC)145，其能夠將偵測信號Ssense轉換為控制信號Sctrl。控制信號Sctrl是具有N比特的數字信號，控制信號Sctrl的比特數量根據實際應用情況確定。舉例來說，輸出信號Sout的電壓值可以隨著控制信號Sctrl的比特數量增加而增加。在圖1中，晶片上低壓降調節器120提供輸出信號Sout給IP模塊150作為IP模塊150的供電電壓。因此，輸出信號Sout的電流值是對應IP模塊150的負載電流。如果偵測信號Ssense指示輸出信號Sout的電流值減小，控制單元140確定IP模塊150的功耗減少。因此，控制單元140
提供控制信號Sctrl給晶片上調節器120，以減少輸出信號Sout的電壓值。相反地，如果偵測信號Ssense指示輸出信號Sout的電流值增加，控制單元140確定IP模塊150的功耗增加。因此，控制單元140提供控制信號Sctrl給晶片上調節器120，以增加輸出信號Sout的電壓值。根據偵測的輸出信號Sout的電流值，通過動態地縮放/調整輸出信號Sout的電壓值，減少了IR降，也減少了IC 100的功率消散。圖2A顯示圖1的輸出信號Sout的電源分配網絡(power delivery network)210的示意圖。在圖2A中，動態電壓縮放調節器110通過電源分配網絡210提供輸出信號Sout給IP模塊150。電源分配網絡210耦接在終端N1與終端N2之間，其中終端N1是動態電壓縮放調節器110的輸出終端，而終端N2是IP模塊150的輸入終端。電源分配網絡210由多個在動態電壓縮放調節器110的終端N1與IP模塊150的終端N2之間的傳輸線(transmission traces)所組成。圖2B顯示如圖2A所示的終端N1的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成電路，包含：知識產權模塊；以及動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給該知識產權模塊，并包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，耦接到該晶片上低壓降調節器與該知識產權模塊，根據該輸出信號的電流提供偵測信號；以及控制單元，耦接到該電流傳感器與該晶片上低壓降調節器，根據該偵測信號提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，其中回應于該輸出信號的該電流的變化，該晶片上低壓降調節器根據該控制信號調節該輸出信號的電壓值。

【技術特征摘要】
2015.05.20 US 62/164,133;2016.05.03 US 15/145,6351.一種集成電路，包含：知識產權模塊；以及動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給該知識產權模塊，并包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，耦接到該晶片上低壓降調節器與該知識產權模塊，根據該輸出信號的電流提供偵測信號；以及控制單元，耦接到該電流傳感器與該晶片上低壓降調節器，根據該偵測信號提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，其中回應于該輸出信號的該電流的變化，該晶片上低壓降調節器根據該控制信號調節該輸出信號的電壓值。2.如權利要求1所述的集成電路，其特征在于，當該偵測信號指示該輸出信號的該電流減小時，該控制單元提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，以降低該輸出信號的該電壓值。3.如權利要求1所述的集成電路，其特征在于，當該偵測信號指示該輸出信號的該電流增加時，該控制單元提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，以增加該輸出信號的該電壓值。4.如權利要求1所述的集成電路，其特征在于，該偵測信號是模擬信號以及該控制信號是數字信號，該控制單元是模數轉換器，將該模擬信號轉換為該數字信號。5.如權利要求1所述的集成電路，其特征在于，該晶片上低壓降調節器提供該輸出信號給該知識產權模塊作為該知識產權模塊的供電電壓。6.如權利要求5所述的集成電路，其特征在于，該輸出信號的該電流是對應該知識產權模塊的負載電流。7.一種動態電壓縮放調節器，提供輸出信號給知識產權模塊，包含：晶片上低壓降調節器，根據控制信號產生該輸出信號；電流傳感器，監控該輸出信號的電流來提供偵測信號；以及控制單元，根據該偵測信號提供該控制信號，其中當該偵測信號指示該輸出信號的該電流小于特定值，該控制單元提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，以減小該輸出信號的電壓值。8.如權利要求7所述的動態電壓縮放調節器，其特征在于，當該偵測信號指示該輸出信號的該電流大于該特定值，該控制單元提供該控制信號給該晶片上低壓降調節器，以恢復該輸出信號的減小的該電壓值。9.如權利要求7所述的動態電壓縮放調節器，其特征在于，該動態電壓縮放調節器與該知識產權模塊是實施在單個芯片內。10.如權利要求7所述的動態電壓縮放調節器，其特征在于，該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周榮，魏康亮，吳一品，
申請(專利權)人：聯發科技新加坡私人有限公司，
類型：發明
國別省市：新加坡;SG