優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)

本申請(qǐng)案要求標(biāo)題為“具有廣泛操作電壓范圍的時(shí)鐘分配方案(clockdistributionschemeswithwideoperatingvoltageranges)”的在2015年3月10日提出申請(qǐng)的序號(hào)為14/642,859的美國(guó)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述美國(guó)專利申請(qǐng)案的內(nèi)容以全文引用的方式并入本文中。

本發(fā)明的技術(shù)大體來(lái)說(shuō)涉及減少集成電路(ic)中的時(shí)鐘偏差。

背景技術(shù)：

計(jì)算裝置且尤其移動(dòng)通信裝置在當(dāng)前社會(huì)中已變得普遍。這些計(jì)算裝置的流行是部分地由現(xiàn)在在此些裝置上實(shí)現(xiàn)的許多功能驅(qū)動(dòng)。對(duì)此些功能的需求增加處理能力要求且產(chǎn)生對(duì)更復(fù)雜電路的需求。雖然此電路中的一些可異步地起作用是可能的，但在許多狀況下，電路需要共用時(shí)鐘信號(hào)(或至少?gòu)闹蝎@益)。共用時(shí)鐘信號(hào)及相關(guān)聯(lián)時(shí)鐘匯點(diǎn)可被稱作且表示為時(shí)鐘樹(shù)。

隨著需要共用時(shí)鐘信號(hào)的元件的數(shù)目增加，時(shí)鐘源與給定時(shí)鐘匯點(diǎn)之間的物理距離可能增加，從而需要長(zhǎng)導(dǎo)體，此又導(dǎo)致時(shí)鐘信號(hào)的到達(dá)的延遲。并發(fā)問(wèn)題為不同匯點(diǎn)可能距時(shí)鐘源不同距離的事實(shí)。不同距離意指時(shí)鐘信號(hào)將在不同時(shí)間到達(dá)匯點(diǎn)。此差異有時(shí)被稱作時(shí)鐘偏差。時(shí)鐘偏差是重要的，因?yàn)槠錅p少可用于計(jì)算的有效時(shí)鐘周期。

雖然大部分時(shí)鐘偏差來(lái)自時(shí)鐘樹(shù)內(nèi)的不同時(shí)鐘路徑，但一些額外時(shí)鐘偏差可由元件之間的工藝變化引起。以廣泛變化電壓操作的裝置的出現(xiàn)增加了電路設(shè)計(jì)的困難。例如，可佩戴因特網(wǎng)裝置可具有用以延長(zhǎng)電池使用壽命的非常低功率模式，但還可具有用基本上較大電壓的活動(dòng)模式。經(jīng)優(yōu)化用于以第一電壓操作的時(shí)鐘樹(shù)可能在第二電壓下具有不同時(shí)鐘偏差。因此，仍需要能夠在廣泛操作電壓范圍下解決時(shí)鐘分配及時(shí)鐘偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

詳細(xì)描述中所揭示的方面包含具有廣泛操作電壓范圍的時(shí)鐘分配方案。特定來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的示范性方面預(yù)期感測(cè)操作電壓電平或條件。在第一電壓條件中，在時(shí)鐘樹(shù)內(nèi)使用延遲元件來(lái)使時(shí)鐘偏差最小化。在第二電壓條件中，繞過(guò)一或多個(gè)延遲及/或計(jì)時(shí)元件以使所述第二電壓條件下的時(shí)鐘偏差最小化。除了控制時(shí)鐘偏差外，可通過(guò)使所述所繞過(guò)元件降低功率來(lái)節(jié)省功率。以此方式控制時(shí)鐘偏差改進(jìn)包含所述時(shí)鐘樹(shù)的計(jì)算裝置的操作，且可改進(jìn)電池使用壽命。

就此來(lái)說(shuō)，在一個(gè)方面中，揭示控制計(jì)算裝置內(nèi)的時(shí)鐘樹(shù)的方法。方法包括：從多個(gè)電壓條件間確定集成電路(ic)裝置的第一電壓條件。方法還包括：在所述第一電壓條件有效時(shí)，使用第一時(shí)鐘樹(shù)配置來(lái)使所述ic裝置的時(shí)鐘樹(shù)的時(shí)鐘偏差最小化。方法還包括從所述多個(gè)電壓條件間確定第二電壓條件。方法還包括：在所述第二電壓條件下時(shí)繞過(guò)所述時(shí)鐘樹(shù)內(nèi)的計(jì)時(shí)單元以產(chǎn)生第二時(shí)鐘樹(shù)配置。方法還包括：在所述第二電壓條件下時(shí)使所述計(jì)時(shí)單元降低功率。

在另一方面中，公開(kāi)一種ic。所述ic包括由多個(gè)計(jì)時(shí)元件形成的時(shí)鐘樹(shù)。所述ic還包括與所述多個(gè)計(jì)時(shí)元件中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)旁通開(kāi)關(guān)。所述ic還包括以操作方式耦合到所述至少一個(gè)旁通開(kāi)關(guān)的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置以在多個(gè)電壓條件間的第一電壓條件下控制所述ic的操作。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以在所述第一電壓條件有效時(shí)使用第一時(shí)鐘樹(shù)配置來(lái)使所述ic的所述時(shí)鐘樹(shù)的時(shí)鐘偏差最小化。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以致使轉(zhuǎn)變到多個(gè)電壓條件間的所述的第二電壓條件。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以致使所述至少一個(gè)旁通開(kāi)關(guān)在所述第二電壓條件下時(shí)繞過(guò)所述多個(gè)計(jì)時(shí)元件中的至少一個(gè)。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以在所述第二電壓條件下時(shí)使所繞過(guò)計(jì)時(shí)元件降低功率。

在另一方面中，公開(kāi)一種ic。所述ic包括由多個(gè)計(jì)時(shí)元件形成的時(shí)鐘樹(shù)。所述ic還包括至少一個(gè)用于繞過(guò)所述多個(gè)計(jì)時(shí)元件中的至少一個(gè)的裝置。所述ic還包括以操作方式耦合到所述至少一個(gè)用于繞過(guò)的裝置的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)經(jīng)配置以在多個(gè)電壓條件間的第一電壓條件下控制所述ic的操作。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以在所述第一電壓條件有效時(shí)使用第一時(shí)鐘樹(shù)配置來(lái)使所述ic的所述時(shí)鐘樹(shù)的時(shí)鐘偏差最小化。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以致使轉(zhuǎn)變到所述多個(gè)電壓條件間的第二電壓條件。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以致使至少一個(gè)旁通開(kāi)關(guān)在所述第二電壓條件下時(shí)繞過(guò)所述多個(gè)計(jì)時(shí)元件中的至少一個(gè)。所述控制系統(tǒng)還經(jīng)配置以在所述第二電壓條件下時(shí)使所繞過(guò)計(jì)時(shí)元件降低功率。

附圖說(shuō)明

圖1a為佩戴多個(gè)計(jì)算裝置的個(gè)人的簡(jiǎn)化說(shuō)明；

圖1b為具有可使用不同電壓條件的多個(gè)集成電路(ic)的移動(dòng)計(jì)算裝置的簡(jiǎn)化框圖；

圖2a及2b為可同時(shí)用于ic中以適應(yīng)不同電壓條件的兩個(gè)時(shí)鐘樹(shù)的簡(jiǎn)化圖；

圖3根據(jù)本發(fā)明的示范性方面說(shuō)明能夠在多個(gè)電壓條件下操作的具有可旁通元件的組合式時(shí)鐘樹(shù)；

圖4a及4b說(shuō)明供圖3的可旁通元件使用的示范性開(kāi)關(guān)及控制元件；

圖5根據(jù)本發(fā)明的示范性方面說(shuō)明具有可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘樹(shù)；

圖6根據(jù)本發(fā)明的示范性方面說(shuō)明具有可旁通計(jì)時(shí)單元的組合式時(shí)鐘樹(shù)；

圖7為說(shuō)明用于操作具有可旁通元件的時(shí)鐘樹(shù)的示范性工藝的流程圖；以及

圖8為可包含具有可旁通時(shí)鐘元件的時(shí)鐘樹(shù)的示范性基于處理器系統(tǒng)的框圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考圖式圖，描述本發(fā)明的數(shù)個(gè)示范性方面。措詞“示范性”在本文中用于意指“用作實(shí)例、例子或說(shuō)明”。本文中描述為“示范性”的任一方面未必解釋為比其它方面較佳或有利。

詳細(xì)描述中所公開(kāi)的方面包含具有廣泛操作電壓范圍的時(shí)鐘分配方案。特定來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的示范性方面預(yù)期感測(cè)操作電壓電平或條件。在第一電壓條件中，在時(shí)鐘樹(shù)內(nèi)使用延遲元件來(lái)使時(shí)鐘偏差最小化。在第二電壓條件中，繞過(guò)一或多個(gè)延遲及/或計(jì)時(shí)元件以使所述第二電壓條件下的時(shí)鐘偏差最小化。除了控制時(shí)鐘偏差外，可通過(guò)使所述所繞過(guò)元件降低功率來(lái)節(jié)省功率。以此方式控制時(shí)鐘偏差改進(jìn)包含所述時(shí)鐘樹(shù)的計(jì)算裝置的操作，且可改進(jìn)電池使用壽命。

用以啟用以多個(gè)電壓模式(即，在多個(gè)電壓約束下)操作的集成電路(ic)的壓力隨著物聯(lián)網(wǎng)(iot)及可佩戴計(jì)算裝置的出現(xiàn)而增加。此些裝置通常具有多種模式，包含期間使用相對(duì)低電壓(即，低電壓約束)的較低性能模式，以及期間使用相對(duì)高電壓(即，高電壓約束)的較高性能模式。就此來(lái)說(shuō)，圖1a說(shuō)明佩戴多個(gè)計(jì)算裝置的個(gè)人10，所述多個(gè)計(jì)算裝置包含計(jì)算眼鏡12(例如，glass^tm)、計(jì)算手表14(例如，iwatch^tm)，以及計(jì)算襯衫16(例如，ralphsmartshirt^tm)。每一計(jì)算裝置(即，12、14及16)在其中具有至少一個(gè)ic，所述至少一個(gè)ic可通過(guò)設(shè)計(jì)在至少兩個(gè)電壓條件(例如，有源及備用)下操作。

雖然iot特別易于使用至少兩個(gè)電壓條件，但含有高性能芯片或ic的其它裝置通常也具有多個(gè)性能(電壓)模式以使得ic可維持在其熱設(shè)計(jì)功率內(nèi)且防止過(guò)熱對(duì)ic造成損害。同樣地，此些多種模式可經(jīng)啟用以改進(jìn)能量效率。就此來(lái)說(shuō)，圖1b說(shuō)明射頻(rf)移動(dòng)終端20。移動(dòng)終端20可為蜂窩式電話、智能電話、尋呼機(jī)或其類似者。移動(dòng)終端20可包含接收器22、rf發(fā)射器24、天線26、交換器28、基帶處理器30、控制系統(tǒng)32、頻率合成器34以及用戶接口36。

繼續(xù)參考圖1b，接收器22從由基站(未展示)提供的一或多個(gè)遠(yuǎn)程發(fā)射器接收承載信息的rf信號(hào)。低噪聲放大器(lna)38放大信號(hào)。濾波器40使所接收信號(hào)中的寬帶干擾最小化，同時(shí)下變頻與數(shù)字化電路42將經(jīng)濾波的所接收信號(hào)下變頻為中間或基帶頻率信號(hào)，所述中間或基帶頻率信號(hào)接著被數(shù)字化為一或多個(gè)數(shù)字流。接收器22通常使用由頻率合成器34產(chǎn)生的一或多個(gè)混合頻率?；鶐幚砥?0處理經(jīng)數(shù)字化的所接收信號(hào)以提取在信號(hào)中傳達(dá)的信息或數(shù)據(jù)位。如此，基帶處理器30通常實(shí)施于一或多個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)中。

繼續(xù)參考圖1b，在發(fā)射側(cè)上，基帶處理器30從控制系統(tǒng)32接收所述控制系統(tǒng)編碼用于傳輸?shù)慕?jīng)數(shù)字化數(shù)據(jù)，所述經(jīng)數(shù)字化數(shù)據(jù)可表示語(yǔ)音、數(shù)據(jù)或控制信息。經(jīng)編碼數(shù)據(jù)經(jīng)輸出到rf發(fā)射器24，其中經(jīng)編碼數(shù)據(jù)由調(diào)制器44用于以所要發(fā)射頻率調(diào)制載波信號(hào)。rf功率放大器46將經(jīng)調(diào)制載波信號(hào)放大到適于傳輸?shù)乃?，且通過(guò)交換器28將經(jīng)放大且經(jīng)調(diào)制載波信號(hào)遞送到天線26。

繼續(xù)參考圖1b，用戶可經(jīng)由用戶接口36與移動(dòng)終端20交互，所述用戶接口可包含與麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、小鍵盤及顯示器相關(guān)聯(lián)的接口電路48。接口電路48通常包含模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、放大器及其類似者。另外，其可包含語(yǔ)音編碼器/解碼器，在此狀況下，其可與基帶處理器30直接通信。經(jīng)編碼于所接收信號(hào)中的音頻信息是由基帶處理器30恢復(fù)，且由接口電路48轉(zhuǎn)換成適于驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器的模擬信號(hào)。小鍵盤及顯示器使得用戶能夠與移動(dòng)終端20交互。例如，小鍵盤及顯示器可使得用戶能夠輸入待撥打的號(hào)碼、存取通訊簿信息或其類似者，以及監(jiān)視呼叫進(jìn)行信息。

實(shí)際上，移動(dòng)終端20可能具有用于移動(dòng)終端20的不同功能的一或多個(gè)ic。例如，交換器28可為一個(gè)ic、接收器22為另一ic，基帶處理器30為第三ic，rf發(fā)射器24為第四ic，且接口電路48為第五ic。各種ic中的每一個(gè)可能具有多個(gè)操作模式，每一操作模式可包含相應(yīng)電壓條件。因此，如同移動(dòng)終端20且特定來(lái)說(shuō)其中的ic的裝置可從本發(fā)明的示范性方面獲益。

應(yīng)了解，不同的電壓條件可能在計(jì)時(shí)元件間產(chǎn)生不同的延遲，因?yàn)樵诮徊骈撝惦妷簳r(shí)可能使用更多的時(shí)間。不同延遲可能破壞仔細(xì)產(chǎn)生的時(shí)鐘樹(shù)且將非所要時(shí)鐘偏差引入到ic中。在一些計(jì)算裝置中，第二時(shí)鐘樹(shù)用于確保時(shí)鐘偏差跨越多個(gè)電壓條件保持最小化。

就此來(lái)說(shuō)，圖2a說(shuō)明可適于在相對(duì)高電壓(即，高電壓約束)下用于ic的第一時(shí)鐘樹(shù)50。如本文中所使用，高電壓為供應(yīng)電壓，其大于大約0.9伏特。第一時(shí)鐘樹(shù)50可包含具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器54的時(shí)鐘52。如本文中所使用，“驅(qū)動(dòng)器”為邏輯塊，所述邏輯塊還可具有與時(shí)鐘信號(hào)組合以產(chǎn)生經(jīng)修改的時(shí)鐘輸出信號(hào)的額外信號(hào)。以此方式，驅(qū)動(dòng)器54為第一時(shí)鐘樹(shù)50內(nèi)的計(jì)時(shí)元件。在一些情況下，驅(qū)動(dòng)器54可為延遲元件。驅(qū)動(dòng)器54由導(dǎo)線56連接。與較低電壓、較低頻率模式中所使用的導(dǎo)線及驅(qū)動(dòng)器相比，導(dǎo)線56相對(duì)較短且驅(qū)動(dòng)器54相對(duì)較小。通過(guò)使驅(qū)動(dòng)器54相對(duì)小且導(dǎo)線56相對(duì)短，使時(shí)鐘偏差(由線58標(biāo)示)最小化。此外，應(yīng)注意，雖然第一時(shí)鐘樹(shù)50適于在高電壓條件下使ic中的時(shí)鐘偏差最小化，但第一時(shí)鐘樹(shù)50可不能夠在低電壓條件下使ic的時(shí)鐘偏差最小化。

相比之下，圖2b說(shuō)明可適于在相對(duì)低電壓(即，低電壓約束)下用于ic的第二時(shí)鐘樹(shù)60。如本文中所使用，低電壓為供應(yīng)電壓，其為大約500到600mv。第二時(shí)鐘樹(shù)60可包含具有多個(gè)驅(qū)動(dòng)器64的時(shí)鐘62。如同圖2a的驅(qū)動(dòng)器54，驅(qū)動(dòng)器64在所述術(shù)語(yǔ)用于本文中時(shí)為計(jì)時(shí)元件。驅(qū)動(dòng)器64由導(dǎo)線66連接。與較高電壓、較高頻率模式中所使用的導(dǎo)線及驅(qū)動(dòng)器(例如，優(yōu)化第一時(shí)鐘樹(shù)50中所使用的那些)相比，導(dǎo)線66相對(duì)較長(zhǎng)且驅(qū)動(dòng)器64相對(duì)較大。通過(guò)使驅(qū)動(dòng)器64相對(duì)大且導(dǎo)線66相對(duì)長(zhǎng)，減小串聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器64的數(shù)目及相關(guān)聯(lián)延遲變化，且使時(shí)鐘偏差(由線68標(biāo)示)最小化。雖然第二時(shí)鐘樹(shù)60可適于在低電壓下使用，但第二時(shí)鐘樹(shù)60可不能夠在高電壓條件下使ic的時(shí)鐘偏差最小化。

為在兩個(gè)操作條件下使時(shí)鐘偏差最小化，電路設(shè)計(jì)者可創(chuàng)建使用第一時(shí)鐘樹(shù)50及第二時(shí)鐘樹(shù)60兩者的ic。雖然在單個(gè)ic中使用第一時(shí)鐘樹(shù)50及第二時(shí)鐘樹(shù)60兩者允許ic在多個(gè)電壓條件下操作而不改變時(shí)鐘偏差，但應(yīng)了解，使用多個(gè)時(shí)鐘樹(shù)(例如，第一時(shí)鐘樹(shù)50及第二時(shí)鐘樹(shù)60)是昂貴的且消耗空間。商業(yè)壓力使得此些昂貴的ic不合意。同樣地，空間尤其在移動(dòng)計(jì)算裝置中極為珍貴。

本發(fā)明的示范性方面有助于避免必須使用具有可取決于ic的電壓條件選擇性繞過(guò)的可旁通計(jì)時(shí)元件的兩個(gè)單獨(dú)時(shí)鐘樹(shù)(例如，第一時(shí)鐘樹(shù)50及第二時(shí)鐘樹(shù)60)。因此，在示范性方面中，在低功率模式中，繞過(guò)短導(dǎo)線及小驅(qū)動(dòng)器(即，計(jì)時(shí)元件)以有助于較少大驅(qū)動(dòng)器及較長(zhǎng)導(dǎo)線。相比之下，在高功率模式中，繞過(guò)大驅(qū)動(dòng)器且將額外小驅(qū)動(dòng)器與短導(dǎo)線一起使用。取決于電壓約束而繞過(guò)計(jì)時(shí)元件允許跨越廣泛電壓約束的范圍使時(shí)鐘偏差最小化。在示范性方面中，在兩個(gè)模式中的不同者中繞過(guò)不同元件。在另一示范性方面中，僅在模式中的一個(gè)中繞過(guò)元件。在又一示范性方面中，存在多于兩個(gè)模式，且可以在一或多個(gè)模式中繞過(guò)不同的元件，包含可能每個(gè)模式具有所繞過(guò)元件。

就此來(lái)說(shuō)，圖3說(shuō)明通過(guò)使用取決于ic或計(jì)算裝置的操作狀態(tài)而繞過(guò)的可旁通計(jì)時(shí)元件來(lái)有效地組合圖2a的第一時(shí)鐘樹(shù)50及圖2b的第二時(shí)鐘樹(shù)60的組合式時(shí)鐘樹(shù)70。特定來(lái)說(shuō)，組合式時(shí)鐘樹(shù)70包含具有計(jì)時(shí)元件74、76、78、80、82及84的根時(shí)鐘72。另外，組合式時(shí)鐘樹(shù)70包含可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94。應(yīng)了解，導(dǎo)線96將計(jì)時(shí)元件74、76、78、80、82及84與時(shí)鐘72以及可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94互連。控制系統(tǒng)(在圖3中經(jīng)標(biāo)記為cs)98還與組合式時(shí)鐘樹(shù)70相關(guān)聯(lián)且取決于組合式時(shí)鐘70操作的ic的操作狀態(tài)而控制可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94。

繼續(xù)參考圖3，如果未繞過(guò)可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94，那么組合式時(shí)鐘樹(shù)70包含第一時(shí)鐘樹(shù)50的全部計(jì)時(shí)元件。相比之下，如果繞過(guò)可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94，那么組合式時(shí)鐘樹(shù)70基本上僅包含第二時(shí)鐘樹(shù)60的計(jì)時(shí)元件。因此，在第一可操作狀態(tài)(例如，高電壓條件)中，未繞過(guò)可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94且ic有效地使用具有最小時(shí)鐘偏差的第一時(shí)鐘樹(shù)50。在第二操作狀態(tài)(例如，低電壓條件)中，控制系統(tǒng)98致使繞過(guò)可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94，且ic有效地使用具有最小時(shí)鐘偏差的第二時(shí)鐘樹(shù)60。在示范性方面中，計(jì)時(shí)元件76及82包含可定位在可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92或94下游的可變驅(qū)動(dòng)器且可調(diào)整阻抗或以其它方式補(bǔ)償在可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94在第二操作狀態(tài)下繞過(guò)時(shí)發(fā)生的改變。

應(yīng)了解，雖然圖3是針對(duì)可定位在二維或三維ic中且可在兩個(gè)電壓條件下操作的組合式時(shí)鐘樹(shù)70，但本發(fā)明并不限于此。處置多個(gè)電壓條件或操作狀態(tài)的組合式時(shí)鐘樹(shù)也是可能的。在此些情況下，可操作狀態(tài)中的每一個(gè)可選擇性繞過(guò)一或多個(gè)計(jì)時(shí)元件。一些計(jì)時(shí)元件可在多個(gè)操作狀態(tài)中的多個(gè)中繞過(guò)而其它計(jì)時(shí)元件在所有操作狀態(tài)中活動(dòng)。如上文提及，在示范性方面中，可能的是，在第一模式中，繞過(guò)第一計(jì)時(shí)元件而第二計(jì)時(shí)元件活動(dòng)，且在第二模式中，ic經(jīng)重新配置使得繞過(guò)第二計(jì)時(shí)元件而第一計(jì)時(shí)元件活動(dòng)。即，每一模式可視需要具有所繞過(guò)的計(jì)時(shí)元件以使時(shí)鐘樹(shù)優(yōu)化且使線布局根據(jù)電路的需求操作。

應(yīng)了解，存在形成可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及94的多種技術(shù)。就此來(lái)說(shuō)，圖4a及4b說(shuō)明兩個(gè)此類技術(shù)。特定來(lái)說(shuō)，圖4a說(shuō)明可旁通計(jì)時(shí)元件90'，其中理解可旁通計(jì)時(shí)元件90'的結(jié)構(gòu)可用于可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及/或94?？膳酝ㄓ?jì)時(shí)元件90'具有驅(qū)動(dòng)器100、輸入102及輸出104。輸入102及輸出104由短電路路徑106耦合，所述短路路徑是由輸入側(cè)106a及輸出側(cè)106b以及開(kāi)關(guān)108形成，所述開(kāi)關(guān)在輸入側(cè)106a與輸出側(cè)106b之間選擇性提供電連接。在開(kāi)關(guān)108閉合時(shí)，存在短路，有效地繞過(guò)驅(qū)動(dòng)器100。圖3的控制系統(tǒng)98發(fā)信號(hào)通知開(kāi)關(guān)108的斷開(kāi)及閉合且將控制信號(hào)在控制線路110上提供到驅(qū)動(dòng)器100以在開(kāi)關(guān)108閉合時(shí)將驅(qū)動(dòng)器100斷開(kāi)電源。通過(guò)在開(kāi)關(guān)108閉合時(shí)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器100的低功率模式中，可節(jié)省功率，此可延長(zhǎng)電池使用壽命。

圖4b說(shuō)明用以形成可旁通計(jì)時(shí)元件92'的第二更詳細(xì)技術(shù)。應(yīng)理解，針對(duì)可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92及/或94，可存在類似結(jié)構(gòu)?？膳酝ㄓ?jì)時(shí)元件92'具有驅(qū)動(dòng)器112、輸入114及輸出116。輸入114及輸出116是由短路路徑118耦合，所述短路路徑由輸入側(cè)118a及輸出側(cè)118b以及開(kāi)關(guān)120形成，所述開(kāi)關(guān)在輸入側(cè)118a與輸出側(cè)118b之間選擇性提供電短路。開(kāi)關(guān)120可由兩個(gè)場(chǎng)效晶體管(fet)120a及120b以及兩個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體fet(mosfet)120c及120d形成。mosfet120c及120d是由升壓電路及開(kāi)關(guān)控制邏輯122控制。升壓電路及開(kāi)關(guān)控制邏輯122從模式解碼器124接收信號(hào)，所述信號(hào)致使升壓電路及開(kāi)關(guān)控制邏輯122取決于哪一操作狀態(tài)為活動(dòng)的而斷開(kāi)或閉合開(kāi)關(guān)120。模式解碼器124從控制系統(tǒng)98(圖3)接收對(duì)操作狀態(tài)的指示。模式解碼器124還控制驅(qū)動(dòng)器控制邏輯126，所述驅(qū)動(dòng)器控制邏輯在開(kāi)關(guān)120閉合時(shí)使用控制線路128將驅(qū)動(dòng)器112斷開(kāi)電源。如同圖4a的可旁通計(jì)時(shí)元件90'，通過(guò)在開(kāi)關(guān)閉合時(shí)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器112的低功率模式，可節(jié)省功率。其它結(jié)構(gòu)及/或電路可用于可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92以及94。

雖然圖3、4a及4b假定不同操作狀態(tài)之間的組合式時(shí)鐘樹(shù)70的差異為計(jì)時(shí)元件的添加或移除，但本發(fā)明的示范性方面并不限于此。基于哪一操作狀態(tài)為活動(dòng)的而可移除整個(gè)時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)。就此來(lái)說(shuō)，圖5根據(jù)本發(fā)明的示范性方面說(shuō)明具有時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)132、134及136以及可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138及140的時(shí)鐘樹(shù)130。可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138與旁通路徑142相關(guān)聯(lián)，所述旁通路徑在開(kāi)關(guān)144閉合時(shí)在可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138周圍提供短路?？赏ㄟ^(guò)開(kāi)關(guān)146將功率信號(hào)(未展示)選擇性提供到可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138。在開(kāi)關(guān)144閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)146斷開(kāi)，且可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138進(jìn)入低功率狀態(tài)。開(kāi)關(guān)148經(jīng)提供以在開(kāi)關(guān)144斷開(kāi)時(shí)將可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138的元件耦合到接地150。開(kāi)關(guān)144、146及148由控制系統(tǒng)98(圖3)控制，但也可存在額外邏輯電路。

繼續(xù)參考圖5，可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140與旁通路徑152相關(guān)聯(lián)，所述旁通路徑在開(kāi)關(guān)154閉合時(shí)在可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140周圍提供短路?？赏ㄟ^(guò)開(kāi)關(guān)156將功率信號(hào)(未展示)選擇性提供到可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140。在開(kāi)關(guān)154閉合時(shí)，開(kāi)關(guān)156斷開(kāi)，且可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140進(jìn)入低功率狀態(tài)。開(kāi)關(guān)158經(jīng)提供以在開(kāi)關(guān)154斷開(kāi)時(shí)將可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140的元件耦合到接地150。開(kāi)關(guān)154、156及158由控制系統(tǒng)98(圖3)控制，但也可存在額外邏輯電路。

繼續(xù)參考圖5，插圖說(shuō)明可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140內(nèi)的示范性元件的擴(kuò)展圖?？膳酝ㄓ?jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)140包含如所說(shuō)明的兩個(gè)mosfets160及162。應(yīng)了解，可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138及140可包含其它元件而不背離本發(fā)明的范圍。

上述論述已呈現(xiàn)可旁通計(jì)時(shí)元件及可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。如本文中所使用，可旁通計(jì)時(shí)元件及可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)兩者為可旁通計(jì)時(shí)單元。如本文中所使用，“計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)”并非必須為單元件(例如，延遲元件或驅(qū)動(dòng)器)或整個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如，圖5的可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138)。就此來(lái)說(shuō)，圖6根據(jù)本發(fā)明的示范性方面說(shuō)明具有可旁通計(jì)時(shí)單元172的組合式時(shí)鐘樹(shù)170。組合式時(shí)鐘樹(shù)170能夠在多個(gè)操作狀態(tài)下操作，其中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于不同電壓條件。組合式時(shí)鐘樹(shù)170包含將時(shí)鐘信號(hào)176提供到可變驅(qū)動(dòng)器178及180的時(shí)鐘174，及其它驅(qū)動(dòng)器182、184、186、188及190，以及可旁通計(jì)時(shí)單元172?？膳酝ㄓ?jì)時(shí)單元172包含驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198?？膳酝ㄓ?jì)時(shí)單元172進(jìn)一步包含旁通線路200及202。旁通線路200包含開(kāi)關(guān)204，且旁通線路202包含開(kāi)關(guān)206。當(dāng)開(kāi)關(guān)204及206閉合時(shí)，形成短路，所述短路繞過(guò)驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198。開(kāi)關(guān)204及206由控制系統(tǒng)(也被標(biāo)示為cs)208控制。控制系統(tǒng)208進(jìn)一步使用控制線路210、212、214及216來(lái)致使驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198分別斷開(kāi)電源。通過(guò)在將驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198斷開(kāi)電源時(shí)同時(shí)繞過(guò)驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198，可節(jié)省功率?？刂葡到y(tǒng)208通過(guò)確定是否繞過(guò)可旁通計(jì)時(shí)單元172且接著將恰當(dāng)命令發(fā)布到開(kāi)關(guān)204及206及控制線路210、212、214及216來(lái)對(duì)操作狀態(tài)的改變作出響應(yīng)。通過(guò)將計(jì)時(shí)元件(即，驅(qū)動(dòng)器192、194、196及198)移除，可針對(duì)某些操作狀態(tài)來(lái)使時(shí)鐘偏差最小化。

針對(duì)圖1到6的背景，圖7說(shuō)明用于操作具有可旁通元件的時(shí)鐘樹(shù)的示范性工藝220的流程圖。工藝220通過(guò)在ic中提供組合式時(shí)鐘樹(shù)(框222)開(kāi)始。組合式時(shí)鐘樹(shù)可包含可旁通計(jì)時(shí)元件(例如圖3的可旁通計(jì)時(shí)元件86、88、90、92或94)、可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)(例如，圖5的可旁通計(jì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)138或140)，或更一般可旁通計(jì)時(shí)單元(例如圖6的可旁通計(jì)時(shí)單元172)。ic的控制系統(tǒng)(例如，控制系統(tǒng)98或208)確定在對(duì)應(yīng)第一電壓條件下的第一操作狀態(tài)(塊224)。第一電壓條件可為高電壓條件或低電壓條件或多個(gè)可能電壓條件中的一個(gè)。ic的控制系統(tǒng)接通及關(guān)斷可旁通計(jì)時(shí)單元以針對(duì)第一電壓條件使用第一時(shí)鐘樹(shù)配置來(lái)使ic的時(shí)鐘偏差最小化(塊226)。

繼續(xù)參考圖7，ic的控制系統(tǒng)確定ic應(yīng)轉(zhuǎn)變到第二操作狀態(tài)(塊228)。此確定可為用以進(jìn)入低功率狀態(tài)的指令的結(jié)果。指令可由ic的控制系統(tǒng)產(chǎn)生或從外部源接收。在任何情況下，ic的控制系統(tǒng)確定與第二操作狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的第二電壓條件(塊230)。ic的控制系統(tǒng)強(qiáng)制ic進(jìn)入良性狀態(tài)(塊232)。良性狀態(tài)允許時(shí)鐘樹(shù)重新配置而無(wú)數(shù)據(jù)損失或?qū)r(shí)鐘樹(shù)內(nèi)的元件的損害的風(fēng)險(xiǎn)。

繼續(xù)參考圖7，ic的控制系統(tǒng)識(shí)別針對(duì)第二時(shí)鐘樹(shù)配置將繞過(guò)的一或多個(gè)計(jì)時(shí)單元(塊234)。ic的控制系統(tǒng)將命令發(fā)布到恰當(dāng)開(kāi)關(guān)以斷開(kāi)或閉合從而繞過(guò)所識(shí)別的計(jì)時(shí)單元(塊236)。同樣地，不再繞過(guò)的計(jì)時(shí)單元使相應(yīng)開(kāi)關(guān)經(jīng)切換以使得將計(jì)時(shí)單元重新插入到時(shí)鐘樹(shù)中。ic的控制系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)布用以使任何所繞過(guò)計(jì)時(shí)單元降低功率的命令(塊238)。另外，ic的控制系統(tǒng)可致使調(diào)整任何可變驅(qū)動(dòng)器以便適應(yīng)第二時(shí)鐘樹(shù)配置。如上文所述，此些調(diào)整可包含阻抗調(diào)整或用以適應(yīng)上游計(jì)時(shí)元件的存在或不存在的其它調(diào)整。一旦所有改變經(jīng)做出并完成，ic的控制系統(tǒng)即可致使ic在第二電壓條件情況下進(jìn)入第二操作狀態(tài)(塊240)。

根據(jù)本文中所公開(kāi)的方面的具有廣泛操作電壓范圍的時(shí)鐘分配方案可提供于或整合到任何基于處理器的裝置中。實(shí)例(非限制性)包含機(jī)頂盒、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、固定位置數(shù)據(jù)單元、移動(dòng)位置數(shù)據(jù)單元、移動(dòng)電話、蜂窩式電話、計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、電視、調(diào)諧器、無(wú)線電、衛(wèi)星無(wú)線電、音樂(lè)播放器、數(shù)字音樂(lè)播放器、便攜式音樂(lè)播放器、數(shù)字視頻播放器、視頻播放器、數(shù)字視頻光盤(dvd)播放器以及便攜式數(shù)字視頻播放器。

在此方面，圖8說(shuō)明可采用圖3、5或6中說(shuō)明的組合式時(shí)鐘樹(shù)70、130或170的基于處理器的系統(tǒng)250的實(shí)例。在此實(shí)例中，基于處理器的系統(tǒng)250包含一或多個(gè)中央處理單元(cpu)252，每一中央處理單元包含一或多個(gè)處理器254。cpu252可具有耦合到處理器254以供快速存取暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器256。cpu252耦合到系統(tǒng)總線258且可相互耦合包含在基于處理器的系統(tǒng)250中的裝置。如眾所周知，cpu252通過(guò)經(jīng)由系統(tǒng)總線258交換地址、控制及數(shù)據(jù)信息來(lái)與這些其它裝置進(jìn)行通信。舉例來(lái)說(shuō)，cpu252可將總線事務(wù)請(qǐng)求傳達(dá)到存儲(chǔ)器控制器260。盡管圖8中未說(shuō)明，但可提供多個(gè)系統(tǒng)總線258。

其它裝置可連接到系統(tǒng)總線258。如圖8中所說(shuō)明，作為實(shí)例，這些裝置可包含存儲(chǔ)器系統(tǒng)262、一或多個(gè)輸入裝置264、一或多個(gè)輸出裝置266、一或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口裝置268及一或多個(gè)顯示控制器270。輸入裝置264可包含任何類型的輸入裝置，包含但不限于輸入鍵、開(kāi)關(guān)、語(yǔ)音處理器等。輸出裝置266可包含任何類型的輸出裝置，包含但不限于音頻、視頻、其它視覺(jué)指示器等。網(wǎng)路接口裝置268可為經(jīng)配置以允許交換往返網(wǎng)絡(luò)272的數(shù)據(jù)的任何裝置。網(wǎng)絡(luò)272可為任何類型的網(wǎng)絡(luò)，包含但不限于有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、私用或公用網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)(lan)、無(wú)線局域網(wǎng)(wlan)、廣域網(wǎng)(wan)、bluetooth^tm網(wǎng)絡(luò)及因特網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)接口裝置268可經(jīng)配置以支持所要的任何類型的通信協(xié)議。存儲(chǔ)器系統(tǒng)262可包含一或多個(gè)存儲(chǔ)器單元274(0-n)。

cpu252還可經(jīng)配置以經(jīng)由系統(tǒng)總線258來(lái)接入顯示控制器270以控制發(fā)送到一或多個(gè)顯示器276的信息。顯示控制器270將信息發(fā)送到顯示器276以經(jīng)由一或多個(gè)視頻處理器278顯示，所述一或多個(gè)視頻處理器處理信息以將其顯示成適于顯示器276的格式。顯示器276可包含任何類型的顯示器，包含但不限于陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、發(fā)光二極管(led)顯示器、等離子顯示器等。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所公開(kāi)的方面所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路及算法可實(shí)施為電子硬件、存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中或另一計(jì)算機(jī)可讀媒體中且由處理器或其它處理裝置執(zhí)行的指令，或兩者的組合。作為實(shí)例，本文中所描述的裝置可用于任何電路、硬件組件、集成電路(ic)或ic芯片中。本文中所公開(kāi)的存儲(chǔ)器可為任何類型及大小的存儲(chǔ)器且可經(jīng)配置以存儲(chǔ)所要的任何類型的信息。為清楚地說(shuō)明此可互換性，上文通常已就其功能性方面描述了各種說(shuō)明性組件、塊、模塊、電路及步驟。如何實(shí)施此類功能取決于特定應(yīng)用、設(shè)計(jì)選擇及/或強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。雖然所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對(duì)每一特定應(yīng)用以變化方式實(shí)施所描述功能性，但不應(yīng)將此些實(shí)施方案決策解釋為導(dǎo)致對(duì)本發(fā)明的范圍的脫離。

結(jié)合本文中所公開(kāi)的方面所描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊及電路可通過(guò)以下各項(xiàng)來(lái)實(shí)施或執(zhí)行：處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、場(chǎng)可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯裝置、離散閘或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任一組合。處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何習(xí)知處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。還可將處理器實(shí)施為計(jì)算裝置的組合(例如dsp與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合dsp核心的一或多個(gè)微處理器或任一其它此類配置)。

本文中所公開(kāi)的方面可以硬件及存儲(chǔ)于硬件中的指令體現(xiàn)，且可駐留在(例如)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬盤、可拆卸磁盤、cd-rom或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的計(jì)算機(jī)可讀媒體。示范性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器使得所述處理器可從所述存儲(chǔ)媒體讀取信息且將信息寫(xiě)入到所述存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，所述存儲(chǔ)媒體可與處理器成整體。處理器及存儲(chǔ)媒體可駐存在asic中。asic可駐存于遠(yuǎn)程站中。在替代方案中，處理器及存儲(chǔ)媒體可作為離散組件駐存于遠(yuǎn)程站、基站或服務(wù)器中。

還應(yīng)注意，本文中的示范性方面中的任一個(gè)中所描述的可操作步驟經(jīng)描述以提供實(shí)例及論述。所描述的操作可以除所說(shuō)明次序外的眾多不同次序執(zhí)行。此外，單個(gè)操作步驟中所描述的操作可實(shí)質(zhì)上以多個(gè)不同步驟執(zhí)行。另外，可組合示范性方面中所論述的一或多個(gè)操作步驟。應(yīng)理解，流程圖中所說(shuō)明的操作步驟可經(jīng)受眾多不同修改，如對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易顯而易見(jiàn)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將理解，可使用各種不同技藝及技術(shù)來(lái)表示信息及信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁性粒子、光場(chǎng)或光學(xué)粒子或其任何組合來(lái)表示可貫穿以上描述所參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)及碼片。

本發(fā)明的前述描述經(jīng)提供以使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或使用本發(fā)明。對(duì)本發(fā)明非各種修改對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將易于顯而易見(jiàn)，且在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，本文中所定義的一般原理可應(yīng)用于其它變化形式。因此，本發(fā)明并不意欲限于本文中所描述的實(shí)例及設(shè)計(jì)，而是欲賦予其與本文中所公開(kāi)的原理及新穎特征相一致的最寬廣范圍。