專利名稱：用于睡眠模式的供電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供電電路和一種用于為集成電路的電路區(qū)域供電的方法，尤其是 一種用于在電路區(qū)域的上電階段提供電壓的供電電路。
背景技術(shù)：
為了降低集成電路的功耗，倡導(dǎo)允許集成電路的某些區(qū)域在空閑時(shí)斷電。這通常 被稱為睡眠模式，包括使電路的這些區(qū)域與集成電路的供電電壓斷開。為集成電路的電路區(qū)域提供睡眠方式隨之而來的一個(gè)問題在于，對(duì)于睡眠時(shí)段之 后的上電期間的一個(gè)較短時(shí)段來說，流過該電路區(qū)域的電流會(huì)變得很高，導(dǎo)致常常稱為IR 壓降的供電電壓壓降。由于其會(huì)影響到諸如存儲(chǔ)設(shè)備之類的集成電路的其它區(qū)域，因而供 電電壓的這種下降是不希望有的。有時(shí)，供電電壓壓降會(huì)導(dǎo)致部分電路的功能喪失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)目的在于至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)問題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于控制集成電路的電路區(qū)域的睡眠時(shí)段結(jié)束 時(shí)的上電階段的供電電路，該供電電路包括第一和第二開關(guān)，其耦合于電路區(qū)域的供電節(jié) 點(diǎn)和供電導(dǎo)軌之間，該供電導(dǎo)軌被耦合以便從電源單元接收供電電壓；比較器，用于基于該 供電節(jié)點(diǎn)處的電壓與基準(zhǔn)電壓之間的比較而提供輸出；以及控制電路，耦合于第一開關(guān)和 第二開關(guān)的控制端，且用于在上電階段開始時(shí)激活第一開關(guān)，以及一旦比較器的輸出端指 示該供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓就激活第二開關(guān)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生于供電電壓。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，供電電路進(jìn)一步包括一元件，例如二極管，其耦合在所述供電 電壓和所述比較器之間用于提供所述基準(zhǔn)電壓。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，所述第一開關(guān)由第一控制信號(hào)激活，所述比較器也由所述第 一控制信號(hào)激活。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，供應(yīng)電路更進(jìn)一步包括動(dòng)作控制單元，其用于向所述控制電 路產(chǎn)生斷電信號(hào)，指示何時(shí)開始睡眠時(shí)段以及何時(shí)結(jié)束睡眠時(shí)段。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)比較器的輸出表明供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控 制電路用于向所述動(dòng)作控制單元產(chǎn)生確認(rèn)信號(hào)。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，除了該電路區(qū)域之外，動(dòng)作控制單元耦合于至少另一個(gè)電路 區(qū)域以便控制所述至少另一個(gè)電路區(qū)域的睡眠時(shí)段的開始和結(jié)束。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，動(dòng)作控制單元耦合 于所述電源單元，用于指示所述電源單元 任何所述電路區(qū)域何時(shí)已經(jīng)開始或者即將結(jié)束睡眠時(shí)段。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，供應(yīng)電路更進(jìn)一步包括第三開關(guān)，其耦合在該電路區(qū)域的供 電導(dǎo)軌與供電節(jié)點(diǎn)之間；另一個(gè)比較器，其基于該供電節(jié)點(diǎn)處的電壓與另一個(gè)基準(zhǔn)電壓之 間的比較而向控制電路提供輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種電子設(shè)備，包括包括多個(gè)電路區(qū)域的集成電 路；電源單元；以及用于控制該多個(gè)電路區(qū)域的睡眠時(shí)段的上述供電電路。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于控制集成電路的電路區(qū)域的睡眠時(shí)段結(jié) 束時(shí)上電時(shí)段的方法，該供電電路包括第一和第二開關(guān)，其耦合于電路區(qū)域的供電節(jié)點(diǎn)和 供電導(dǎo)軌之間，該供電導(dǎo)軌被耦合以便從電源單元接收供電電壓，其中在睡眠時(shí)段期間第 一和第二開關(guān)停用，該方法包括在上電階段開始時(shí)由控制電路激活第一開關(guān)而不是第二 開關(guān)；由比較器將供電節(jié)點(diǎn)處的電壓與基準(zhǔn)電壓相比較；以及當(dāng)供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基 準(zhǔn)電壓時(shí)激活第二開關(guān)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該方法更進(jìn)一步包括，在激活第一開關(guān)之前，由動(dòng)作控制單元產(chǎn) 生上電信號(hào)，其表明睡眠時(shí)段即將結(jié)束；以及當(dāng)供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，由控制 電路向動(dòng)作控制單元提供確認(rèn)信號(hào)。 根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該方法更進(jìn)一步包括，在產(chǎn)生上電信號(hào)的步驟之前，向電源單 元產(chǎn)生一報(bào)警信號(hào)，其用于指示電路區(qū)域的睡眠時(shí)段即將結(jié)束。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，該方法更進(jìn)一步包括如果供電節(jié)點(diǎn)處的電壓低于基準(zhǔn)電壓， 則由控制電路產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，同時(shí)激活第二開關(guān)。


以例示而非限制的方式，參考附圖，根據(jù)實(shí)施例的以下詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述及 其他目的、特點(diǎn)、觀點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將變得很明顯。圖1舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的集成電路；圖2舉例說明了圖1的集成電路的時(shí)序信號(hào)；圖3更詳細(xì)地舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1的集成電路的一個(gè)小島 (islet)；圖4舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖3的小島的時(shí)序信號(hào)；圖5更詳細(xì)地舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的圖1的集成電路的小島； 以及圖6舉例說明了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖5的小島的時(shí)序信號(hào)；
具體實(shí)施例方式圖1舉例說明了集成電路(IC) 100，其例如是片上系統(tǒng)(SoC)。IC 100可以是諸如 個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、機(jī)頂盒之類的電子設(shè)備的一部分，或者是諸如移動(dòng)電話、數(shù)字 照相機(jī)、便攜式游戲機(jī)、全球定位設(shè)備之類的便攜式設(shè)備的一部分，等等。IC 100包括小島102 (ISLETl)和小島104 (ISLET2)。雖然僅僅描述了兩個(gè)小島， 但是也可以提供更大數(shù)目的小島。小島是執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能的集成電路的區(qū)域，其對(duì)應(yīng) 于出于供電目的可彼此獨(dú)立地對(duì)待的電路區(qū)域。尤其是，小島不必須涉及集成電路的物理 上獨(dú)立的區(qū)域，而是在睡眠模式期間斷電的電路，而此時(shí)集成電路的其它部分繼續(xù)運(yùn)行。因 而小島可定義為具有單獨(dú)的電源，以及提供給它以便激活或停用它的單獨(dú)的觸發(fā)信號(hào)。通 常，小島包括可在電源變化期間絕緣的輸出端，所述電源變化諸如當(dāng)進(jìn)入睡眠模式時(shí)、睡眠 模式期間和/或睡眠模式結(jié)束時(shí)。這是因?yàn)榇藭r(shí)小島的輸出狀態(tài)是不確定的，以及使輸出端絕緣可避免無效狀態(tài)傳播到其它邏輯電路。IC 100包括動(dòng)作控制單元(ACU) 106，其耦合于每一個(gè)小島102和104。ACU106還 耦合于電源單元(PSU) 108，其經(jīng)由供電導(dǎo)軌110向小島102和104提供DC供電電壓VDD。 PSU 108例如包括全部或部分地集成在芯片上的直流-直流變換器。A⑶106在線112上向小島102提供斷電控制信號(hào)PWD1，在線114上從小島102 中接收確認(rèn)信號(hào)ISLET1_ACK。采用類似的方式，A⑶106在線116上向小島104提供斷電 信號(hào)PWD2，在線118上從小島104中接收確認(rèn)信號(hào)ISLET2_ACK。ACU 106還分別在相應(yīng)的線120和122上向PSU 108提供與小島102和小島104 有關(guān)的睡眠模式信號(hào)SMl和SM2。PSU 108分別在線124和126上將相應(yīng)的確認(rèn)信號(hào)SM1_ ACK 禾口 SM2_ACK 提供回 ACU 106。現(xiàn)在參考圖2的時(shí)序圖來描述圖1的集成電路100的電路操作。 圖2的時(shí)序圖顯示了與圖1的小島102有關(guān)的時(shí)序信號(hào)PWD1、ISLET1_ACK、SM1和 SM1_ACK的例子。時(shí)序信號(hào)的類似順序可用于激活或停用圖1的電路的其它小島。當(dāng)小島102帶電時(shí)，斷電信號(hào)PWDl例如為低，并正常操作。當(dāng)希望小島102斷電 時(shí)，要求信號(hào)PWDl為高，如圖2的沿202所示。小島102內(nèi)的控制電路(圖1未示出)通 過使小島102與供電導(dǎo)軌VDD斷開從而進(jìn)行響應(yīng)。一旦結(jié)束，就在線114上提供確認(rèn)信號(hào)， 例如通過狀態(tài)變換來表示，如下降沿204所示。當(dāng)ACU 106收到確認(rèn)信號(hào)ISLET1_ACK時(shí)，ACU 106在線120上向PSU 108聲明該 睡眠模式信號(hào)SM1，如由圖2中的上升沿206所示。這個(gè)信號(hào)向PSU 108表明小島102已經(jīng) 進(jìn)入了睡眠模式。作為響應(yīng)，PSU 108例如使其供電電路適應(yīng)于該已更新的要求。尤其是， 由于小島102降低了消耗的關(guān)系，可以停用一部分PSU 108以節(jié)省電力。PSU 108通過提供確認(rèn)信號(hào)SM1_ACK來確認(rèn)小島102的睡眠模式，在圖2的例子中 用這個(gè)信號(hào)的下降沿208表示。在睡眠模式結(jié)束時(shí)，當(dāng)重新激活小島102時(shí)，A⑶106首先使睡眠模式信號(hào)SMl降 低，如圖2中由沿212所示。這會(huì)向PSU 108預(yù)警即將再次對(duì)小島102供電，以及PSU 108 例如通過激活附加電路來進(jìn)行響應(yīng)以符合小島102的預(yù)期額外功率的需求。然后PSU 108 通過聲明確認(rèn)信號(hào)SM1_ACK來確認(rèn)小島102的睡眠模式的預(yù)定結(jié)束，如圖2中由上升沿212 所示。然后A⑶106使對(duì)小島102的斷電信號(hào)PWDl降低，如由下降沿214所表示的，指 示小島102它即將被重新激活。小島102中的控制電路通過使小島重新連接供電導(dǎo)軌VDD 來進(jìn)行響應(yīng)，然后一旦小島102中的功能電路再次正常運(yùn)行，則在線114上聲明該確認(rèn)信號(hào) ISLET1_ACK，如由上升沿216所示。圖3更詳細(xì)地舉例說明了根據(jù)一個(gè)例子的小島102。小島102包括電路302，表示 用于執(zhí)行功能的小島的功能電路，諸如邏輯功能、記憶功能或能夠在睡眠模式期間斷電的 其它功能。電路302包括輸入端303，其例如耦合于集成電路的其它小島或電路。電路302 還包括輸出端304，其例如經(jīng)由絕緣單元305耦合到集成電路的其它小島或電路。絕緣單 元305在睡眠模式期間和在小島的上電或斷電期間使輸出端304絕緣，以避免無效數(shù)據(jù)信 號(hào)傳播到其它電路。小島102還包括功率保持控制器(PRC) 306，其在線112上從A⑶106中接收斷電信號(hào)PWDl并且在線114上向A⑶106提供確認(rèn)信號(hào)ISLET1_ACK。PRC 306產(chǎn)生功率控制 信號(hào)PCl和PC2。信號(hào)PCl耦合于P溝道MOS晶體管307的柵極端子，而信號(hào)PC2耦合于P 溝道MOS晶體管308的柵極端子。晶體管307和308耦合在供電導(dǎo)軌和中間電壓節(jié)點(diǎn)310 之間。中間電壓節(jié)點(diǎn)310耦合于供電電路302，并向這個(gè)電路提供供電導(dǎo)軌。盡管圖3中沒 有示出，供電導(dǎo)軌309耦合于圖1的電源單元108以接收例如1.8V的供電電壓VDD。供電 節(jié)點(diǎn)310處于電壓電平VDD_INT，其例如VDD或很接近于此同時(shí)電路302被供電，以及在睡 眠模式期間其處于低電壓，例如接地。絕緣單元305由信號(hào)SA控制，所述信號(hào)SA由功率保持控制器306產(chǎn)生，其例如對(duì) 應(yīng)于功率控制信號(hào)PCI的反向。比較器312包括耦合于供電節(jié)點(diǎn)310以接收電壓VDD_INT的一個(gè)輸入端，和耦合 于線314以接收基準(zhǔn)電壓VREF的另一個(gè)輸入端。電壓VREF例如稍低于供電電壓VDD，且由 耦合于供電導(dǎo)軌309的二極管316供電。基準(zhǔn)電壓例如在供電電壓VDD的75%到99%之 間。比較器312的輸出信號(hào)CTRL在線317上被提供給PRC 306。

現(xiàn)在參考圖4的時(shí)序圖來描述圖3的電路的電路操作。圖4的時(shí)序圖顯示了小島102的時(shí)序信號(hào)PWD1、PCU PC2、VDD_INT、CTRL禾口 ISLET1_ACK的例子。類似的信號(hào)例如也用于小島104中。如前面所述，當(dāng)要進(jìn)入睡眠模式時(shí)，A⑶106聲明斷電信號(hào)PWD1。這在圖4中由沿 402表示。PRC 306通過聲明信號(hào)PCl和PC2來進(jìn)行響應(yīng)，在圖4中如沿404和406所示。 這樣使晶體管307和308斷路，把供電節(jié)點(diǎn)310從供電導(dǎo)軌309上斷開，并與電路302斷開 電力。因而，如圖4由下降沿408所示，節(jié)點(diǎn)310處的電壓VDD_INT從VDD降到0V。因而比 較器312的輸出端(標(biāo)注CTRL)之后不久就變?yōu)榈?，如下降?10所示，作為響應(yīng)PRC模塊 306通過使這個(gè)信號(hào)變?yōu)榈蛻B(tài)而產(chǎn)生并發(fā)送確認(rèn)信號(hào)ISLET1_ACK，如由沿412所示。當(dāng)在睡眠模式的末尾要對(duì)小島102上電時(shí)，信號(hào)PWDl再次由A⑶106變?yōu)榈停?由下降沿414所示。作為響應(yīng)，PRC 306將信號(hào)PCl變?yōu)榈蛻B(tài)，如下降沿416所例示的，但 是最初就使信號(hào)PC2處于高態(tài)。這會(huì)導(dǎo)致晶體管307使供電導(dǎo)軌309耦合于節(jié)點(diǎn)310，同 時(shí)晶體管308保持不導(dǎo)電。晶體管307可比晶體管308更小，例如，其寬度處于晶體管308 的幅寬的十分之一到四分之一之間。因而，僅允許有限電流(limited current)從供電導(dǎo) 軌309流向電路302。這防止了可能會(huì)導(dǎo)致電路其余部分中供電電壓VDD的壓降的電流尖 峰 (current spikes)。相對(duì)較慢地，節(jié)點(diǎn)310處的電壓VDD_INT向著供電電壓電平VDD增大，如圖4中由 上升沿418所示。在某個(gè)時(shí)期之后，電壓VDD_INT到達(dá)VDD，或很接近于VDD，并且比較器312 的輸出CTRL變?yōu)楦?，如圖4中由沿420所示。作為響應(yīng)，PRC306控制信號(hào)PC2變?yōu)榈停瑢?dǎo) 通晶體管308。PRC 306還提供確認(rèn)信號(hào)ISLET1_ACK，如上升沿424所例示的，以通知A⑶ 106小島102的上電已結(jié)束。當(dāng)兩個(gè)晶體管307和308都被激活以把供電導(dǎo)軌309和供電節(jié)點(diǎn)310耦合在一起 時(shí)，最好在供電導(dǎo)軌309和節(jié)點(diǎn)310之間僅存在較小的阻抗，對(duì)于大部分負(fù)載電流來說在這 些晶體管兩端產(chǎn)生微不足道的電壓降。當(dāng)供電導(dǎo)軌處于VDD時(shí)并且小島102進(jìn)入睡眠模式時(shí)，PRC模塊306例如直接耦 合于供電導(dǎo)軌309，并且因而被永久供電。比較器312例如還耦合于供電導(dǎo)軌，但是被控制成僅在PCl被聲明為低時(shí)為激活狀態(tài)。因而，如圖3所示，它例如接收信號(hào)PCl的反相作為 激活信號(hào)。一旦PC2被聲明為低，以致晶體管308導(dǎo)電，就停用比較器312。然而，在一些實(shí) 施例中，比較器312繼續(xù)運(yùn)行，并且用來在節(jié)點(diǎn)310處的電壓低于基準(zhǔn)電壓VREF的情況下 提供報(bào)警信號(hào)。這表明例如電路302引導(dǎo)了太多的電流，也許是由于故障的原因。將這種 報(bào)警信號(hào)提供給ACU106或者集成電路的其它電路。圖5舉例說明了根據(jù)替換實(shí)施例的小島102。與圖3的小島中那些特征相同的特 征被標(biāo)注為類似的參考標(biāo)號(hào)，不會(huì)再次詳細(xì)描述。圖5的小島102中，除了晶體管307和308之外，提供了另外三個(gè)晶體管502、504 和506，其與晶體管307和308并聯(lián)在供電導(dǎo)軌309和節(jié)點(diǎn)310之間。晶體管502到506分 別在其控制端從PRC 306中接收功率控制信號(hào)PC3到PC5。而且，除了比較器312之外，還提 供了比較器508、510和512。每一個(gè)比較器312和508到512在正極輸入端處接收相應(yīng)的 基準(zhǔn)電壓VREFA、VREFB, VREFC和VREFD。電壓VREFA由二極管316來提供，而電壓VREFB、 VREFC和VREFD由相應(yīng)的二極管514、516和518來提供，每個(gè)二極管的陽(yáng)極耦合于供電電 壓導(dǎo)軌309，每個(gè)都具有不同的尺寸以便基準(zhǔn)電壓彼此略有偏差。在這個(gè)例子中，基準(zhǔn)電壓 VREFA是最低的，VREFD是最高的，例如該值為VREFA =供電電壓VDD的60%，VREFB =供電 電壓VDD的70 %，VREFC =供電電壓VDD的80 %以及VREFD =供電電壓VDD的90 %。每個(gè) 比較器312、508、510、512的負(fù)極輸入端耦合于電壓節(jié)點(diǎn)310以接收電壓VDD_INT。比較器 312和508到512的輸出端分別在反饋線上向I3RC 306提供控制電壓CTRLA到CTRLD。PRC 306選擇性地包括耦合于圖1的A⑶106的控制輸入端CMD。現(xiàn)在參考圖6的時(shí)序圖來描述圖5的小島102的操作的一個(gè)例子。圖6的時(shí)序圖描述了信號(hào)PWDl、PC1和VDD_INT的一個(gè)例子，這些信號(hào)與圖4的那 些相同，還描述了圖5的小島102的信號(hào)PCA到PC2D、CTRLA到CTRLD和ISLET1_ACK。類 似信號(hào)例如可用于小島104。當(dāng)斷電信號(hào)PWDl變高時(shí)，功率控制信號(hào)PCl到PC5同時(shí)達(dá)到高，斷開全部晶體管 307、308和502到506，借此斷開電路302。這隨后使得電壓VDD_INT下降，以及每個(gè)控制信 號(hào)CTRLA到CTRLD都變低。作為響應(yīng)，由PRC 306通過使信號(hào)ISLET1_ACK變低而聲明確認(rèn) 信號(hào)，這表明已經(jīng)結(jié)束了斷電。當(dāng)斷電信號(hào)PWDl再次變低時(shí)，表明小島102將要上電，最初例如僅將PCl變低，激 活晶體管307以及觸發(fā)節(jié)點(diǎn)310處的電壓VDD_INT上升。當(dāng)達(dá)到了由VREFA確定的閾值 時(shí)，控制信號(hào)CTRLA變高，觸發(fā)功率控制信號(hào)PC2變低，并激活晶體管308。然后，當(dāng)達(dá)到了 由VREFB確定的閾值時(shí)，控制信號(hào)CRTLB變高，觸發(fā)功率控制信號(hào)PC3變低，并激活晶體管 502。當(dāng)達(dá)到了控制信號(hào)CTRLC和CTRLD的相應(yīng)閾值時(shí)，控制信號(hào)CTRLC和CTRLD相繼地上 升，例如觸發(fā)功率控制信號(hào)PC4和PC5下降，并激活所有晶體管。一旦控制信號(hào)CTRLD變高， 則由PRC 306通過使ISLET1_ACK變高來聲明確認(rèn)信號(hào)，表明已經(jīng)完成上電。在替換實(shí)施例中，當(dāng)斷電信號(hào)PWDl變低時(shí)，可根據(jù)一個(gè)或多個(gè)控制信號(hào)CTRLA到CTRLD以其它組合來激活PC信號(hào)PCl到PC5。例如，信號(hào)PCl和PC2最初一起變低，以及一 旦達(dá)到了由VREFB確定的閾值就把信號(hào)PC3到PC5變低。根據(jù)另一個(gè)替換，最初信號(hào)PCl 變低，以及一旦達(dá)到了由VREFD確定的閾值就把其余的信號(hào)PC2到PC5變低。作為再一個(gè) 替換，最初信號(hào)PCl和PC2變低，然后一旦達(dá)到了由VREFA確定的閾值，就把信號(hào)PC3和PC4變低，然后一旦達(dá)到了由VREFB確定的閾值就把信號(hào)PC5變低。通常，電壓VDD_INT的上升時(shí)間與上電期間使用的功率成反比。換句話說，上升時(shí) 間越快，峰值電流越高。在一些實(shí)施例中，由A⑶106根據(jù)可用的功率資源經(jīng)由到PRC 306 的CMD輸入端來控制基于一個(gè)或多個(gè)信號(hào)CTRLA到CTRLD的PCl到PC5的激活順序。例如， 如果A⑶106確定ISLET 104處于睡眠模式，則它允許ISLET 102快速上電，例如通過最初 使信號(hào)PCI、PC2和信號(hào)PC3為低、然后當(dāng)達(dá)到了由CTRLA確定的閾值時(shí)使信號(hào)PC4和PC4 變?yōu)榈?。換句話說，如果例如ACU 106確定了 ISLET 102和104都要同時(shí)被上電，則ISLET 102使用相對(duì)較慢的上升時(shí)間，例如僅在最初使信號(hào)PCl變低，然后一旦達(dá)到了由VREFD確 定的閾值就僅把信號(hào)PC5變低。在一些實(shí)施例中，如果功率資源使用變化，則ACU 106可部 分地通過上電來改變PCl到PC5的信號(hào)激活順序。晶體管308、502、504、506例如具有相同的尺寸，或者替換地這些晶體管可具有不 同尺寸，例如不同寬度，以便可以通過激活這些晶體管的不同組合來更精確地控制在不同 的上電級(jí)時(shí)被激活晶體管的跨導(dǎo)(transconductance)。此處描述的電路的優(yōu)點(diǎn)在于，其中所述電路包括用于為小島供電的兩個(gè)獨(dú)立激活 的晶體管，可選擇該晶體管使其具有較小的尺寸以限制該小島上電時(shí)的電流，同時(shí)選擇另 一個(gè)晶體管使其具有較大的尺寸以降低在為小島供電期間供電導(dǎo)軌與該小島之 間的阻抗。 此外，通過提供比較器以監(jiān)測(cè)到該小島的供電節(jié)點(diǎn)的電壓，可在小島穩(wěn)定時(shí)瞬間激活第二 晶體管，借此防止第二晶體管太早被激活、也不會(huì)不必要地太遲被激活。太早激活第二晶體 管會(huì)導(dǎo)致電流尖峰，導(dǎo)致VDD下降。不必要地延遲激活第二晶體管會(huì)導(dǎo)致激活模式期間理 想導(dǎo)電性較少。因而，描述了本發(fā)明至少一個(gè)說明性實(shí)施例，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易想到各 種改變、修改和改進(jìn)。例如，雖然此處所描述的實(shí)施例中由耦合于供電導(dǎo)軌的二極管提供基準(zhǔn)電壓，但 是在替換實(shí)施例中可由諸如分壓器之類的替換電路來提供。而且，對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，可由PRC 306在一個(gè)或多個(gè)比較器316 或316A到316D的輸出端變高與由相應(yīng)的功率控制信號(hào)PC2或PC2A到PC2D來激活晶體管 之間引入一個(gè)短延遲。而且，功率控制信號(hào)PC2或PC2A中任一個(gè)的延遲方案都能夠用于激 活與晶體管307、308和308A到308D并聯(lián)耦合的附加晶體管。而且，雖然已經(jīng)描述了在供電導(dǎo)軌與小島的供電節(jié)點(diǎn)之間采用了兩個(gè)晶體管307 和308，但是對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是這些晶體管中任一個(gè)均可由并聯(lián)耦合 的多個(gè)晶體管來構(gòu)成、由相同的信號(hào)(PCl或PC2)來控制。而且，在替換實(shí)施例中，這些晶 體管，其在圖中被顯示為P溝道MOS晶體管，也可被實(shí)現(xiàn)為N溝道MOS晶體管或者其它類型 的開關(guān)?？刂菩盘?hào)PCl和PC2可由此被改變，以便例如在處于高態(tài)而非低態(tài)時(shí)激活該開關(guān)。雖然將PSU描述為包括直流_直流變換器，但在替換實(shí)施例中，該P(yáng)SU也可以是交 流_直流變換器、一個(gè)或多個(gè)電池組或替換電源。
權(quán)利要求
一種用于控制集成電路(100)的電路區(qū)域(302)的睡眠時(shí)段結(jié)束時(shí)的上電階段的供電電路，該供電電路包括第一和第二開關(guān)(307，308)，其耦合于電路區(qū)域的供電節(jié)點(diǎn)(310)和供電導(dǎo)軌(309)之間，該供電導(dǎo)軌被耦合以便從電源單元(108)接收供電電壓(VDD)；比較器(312)，其用于基于該供電節(jié)點(diǎn)處的電壓(VDD_INT)與基準(zhǔn)電壓(VREF)之間的比較而提供輸出(317)；以及控制電路(306)，其耦合于第一開關(guān)和第二開關(guān)的控制端，且用于在上電階段開始時(shí)激活第一開關(guān)，以及一旦比較器的輸出端指示該供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓就激活第二開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電電路，其中基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生于供電電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的供電電路，進(jìn)一步包括耦合在所述供電電壓和所述比較器之 間的元件(316)用于提供所述基準(zhǔn)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電電路，其中該元件是二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一個(gè)所述的供電電路，其中所述第一開關(guān)由第一控制信號(hào) (PCl)激活，所述比較器也由所述第一控制信號(hào)激活。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一個(gè)所述的供應(yīng)電路，更進(jìn)一步包括動(dòng)作控制單元(106)， 其用于向所述控制電路產(chǎn)生斷電信號(hào)，指示何時(shí)開始睡眠時(shí)段以及睡眠時(shí)段何時(shí)結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的供電電路，其中，當(dāng)比較器的輸出表明供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大 于基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制電路用于向所述動(dòng)作控制單元產(chǎn)生確認(rèn)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的供電電路，其中，除了該電路區(qū)域之外，所述動(dòng)作控制單 元耦合于至少另一個(gè)電路區(qū)域(104)以便控制所述至少另一個(gè)電路區(qū)域的睡眠時(shí)段的開 始和結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的供電電路，其中，動(dòng)作控制單元耦合于所述供電單元，用于指 示所述供電單元任何所述電路區(qū)域何時(shí)已經(jīng)開始或者即將結(jié)束睡眠時(shí)段。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一個(gè)所述的供電電路，更進(jìn)一步包括第三開關(guān)(502、504、 506)，其耦合在電路區(qū)域的供電導(dǎo)軌(309)與供電節(jié)點(diǎn)(310)之間，以及包括另一個(gè)比較 器(514到518)，其用于基于供電節(jié)點(diǎn)處的電壓(VDD_INT)與另一個(gè)基準(zhǔn)電壓(VREFB到 VREFD)之間的比較來向控制電路(306)提供輸出(CTRLB到CTRLD)。
11.一種電子設(shè)備，包括集成電路，所述集成電路包括多個(gè)電路區(qū)域(102，104)；供電單元(108)；以及用于控制所述多個(gè)電路區(qū)域的睡眠時(shí)段的根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一個(gè)的供電電路。
12.一種用于控制集成電路(100)的電路區(qū)域(302)的睡眠時(shí)段結(jié)束時(shí)上電時(shí)段的方 法，該集成電路包括第一和第二開關(guān)(307，308)，其耦合于電路區(qū)域的供電節(jié)點(diǎn)(310)和 供電導(dǎo)軌(309)之間，該供電導(dǎo)軌被耦合以便從供電單元(108)接收供電電壓，其中在睡眠 時(shí)段期間第一和第二開關(guān)停用，該方法包括在上電階段開始時(shí)由控制電路(306)激活第一開關(guān)而不是第二開關(guān)；由比較器(312)將供電節(jié)點(diǎn)處的電壓與基準(zhǔn)電壓相比較；以及當(dāng)供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)激活第二開關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，更進(jìn)一步包括在激活第一開關(guān)之前，由動(dòng)作控制單元(106)產(chǎn)生上電信號(hào)，該上電信號(hào)表明睡眠時(shí) 段即將結(jié)束；以及當(dāng)供電節(jié)點(diǎn)處的電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，由控制電路向所述動(dòng)作控制單元提供確認(rèn)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，更進(jìn)一步包括，在產(chǎn)生上電信號(hào)的步驟之前，向供電 單元產(chǎn)生一報(bào)警信號(hào)，其用于指示電路區(qū)域的睡眠時(shí)段即將結(jié)束。
15.根據(jù)權(quán)利要求11到14中任一個(gè)的方法，更進(jìn)一步包括如果供電節(jié)點(diǎn)處的電壓低于 基準(zhǔn)電壓，則由控制電路產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，同時(shí)激活第二開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于控制集成電路(100)的電路區(qū)域(302)的睡眠時(shí)段結(jié)束時(shí)的上電階段的供電電路，該供電電路包括第一和第二開關(guān)(307，308)，其耦合于電路區(qū)域的供電節(jié)點(diǎn)(310)和供電導(dǎo)軌(309)之間，該供電導(dǎo)軌被耦合以便從電源單元(108)接收供電電壓(VDD)；比較器(312)，其用于基于該供電節(jié)點(diǎn)處的電壓(VDD_INT)與基準(zhǔn)電壓(VREF)之間的比較而提供輸出(317)；以及控制電路(306)，其耦合于第一開關(guān)和第二開關(guān)的控制端，且用于在上電階段開始時(shí)激活第一開關(guān)，以及一旦比較器的輸出端指示該供電節(jié)點(diǎn)的電壓大于基準(zhǔn)電壓就激活第二開關(guān)。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101847630SQ20101014198
公開日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月24日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·高伯特, 羅穆爾德·索萊克斯 申請(qǐng)人:道芬綜合公司