BR112018002833B1 - Circuito comutado de controle de potência para controlar a taxa de fornecimento de tensões a circuitos alimentados, e método e sistema relacionados - Google Patents

Abstract

CIRCUITOS DE CONTROLE COM POTÊNCIA COMUTADA PARA CONTROLAR A TAXA DE FORNECIMENTO DE TENSÕES A CIRCUITOS ALIMENTADOS, E MÉTODOS E SISTEMAS RELACIONADOS. A presente invenção se refere a circuitos de controle com potência comutada para controlar a taxa de fornecimento de tensões para circuitos alimentados. Em um aspecto, é fornecido um circuito de controle com potência comutada que é configurado para controlar a ativação de um circuito de comutação principal de modo que o circuito de comutação principal forneça gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado em vez de fornecer tensão de suprimento completa de uma maneira substancialmente instantânea. Para aumentar gradualmente uma tensão de saída, o circuito de comutação principal é configurado para fornecer a tensão de saída para o circuito alimentado em resposta a um sinal de controle recebido em uma entrada de controle. O sinal de controle é gerado por um circuito de controle em resposta a um sinal de habilitação. Para impedir que o circuito de comutação principal fornece a tensão de suprimento completa para o circuito alimentado de modo instantâneo, um circuito dissipador de corrente é configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal.

Description

PEDIDO PRIORITÁRIO

[0001] O presente pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente n° de série U.S. 14/826.472, depositado no dia 14 de agosto de 2015 e intitulado "SWITCHED POWER CONTROL CIRCUITS FOR CONTROLLING THE RATE OF PROVIDING VOLTAGES TO POWERED CIRCUITS, AND RELATED SYSTEMS AND METHODS", que é incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES I. Campo da Revelação

[0002] A tecnologia da revelação se refere, em geral, ao controle de taxas de variação de tensão, e particularmente a circuitos que controlam a taxa na qual a tensão é suprida para um circuito de carga.

II. Antecedentes

[0003] Sistemas à base de processador empregam fontes de suprimento de tensão para fornecer tensão a vários componentes para operação. Em vez de acoplar as fontes de suprimento de tensão diretamente aos componentes, um sistema à base de processador pode empregar dispositivos de comutação principal que distribuem tensão de uma ou mais fontes de suprimento de tensão dentro do sistema à base de processador. Notavelmente, em vez de fornecer continuamente tensão aos componentes dentro do sistema à base de processador, os dispositivos de comutação principal podem ser fornecidos e configurados para fornecer tensão às redes de distribuição de potência correspondente dentro desses componentes durante a operação ativa. Dessa maneira, consumo de potência de um sistema à base de processador pode ser reduzido quando componentes não estão operando.

[0004] Por exemplo, para fornecer tensão a um núcleo de processador para alimentar o núcleo de processador, múltiplos dispositivos de comutação principal estão comumente dispostos em localizações em uma matriz de sistema de processamento em torno de um perímetro do núcleo de processador. A distribuição da colocação de dispositivos de comutação principal estrategicamente em localizações em torno do perímetro do núcleo de processamento permite que uma tensão de suprimento seja fornecida a múltiplas áreas do núcleo de processador com cabeamento menos complexo, conforme comparado ao fornecimento da tensão de suprimento de um único nó. Dessa maneira, os dispositivos de comutação principal são configurados para receber a tensão de suprimento de uma ou mais fontes de suprimento de tensão. Para controlar a distribuição da tensão de suprimento dos dispositivos de comutação principal distribuídos na matriz de sistema de processamento, os dispositivos de comutação principal são configurados para serem controlados por sinais de controle. Os sinais de controle são fornecidos a partir do núcleo de processador para ativar os dispositivos de comutação principal para suprir potência para a rede de distribuição de potência do núcleo de processador.

[0005] No entanto, antes de receber a tensão de suprimento dos dispositivos de comutação principal, o núcleo de processador pode estar em um estado ocioso, em que a tensão fornecida para o núcleo de processador pode ser reduzida ou colapsada para reduzir o consumo de potência. Desse modo, o nível de tensão da rede de distribuição de potência correspondente dentro do núcleo de processador pode ser aproximadamente igual a zero Volts (0V). No entanto, quando o núcleo de processador mudar de um estado ocioso para um estado ativo, o núcleo de processador envia um sinal de controle para os dispositivos de comutação principal para aumentar a tensão fornecida para o núcleo de processador. Mediante o recebimento da tensão de suprimento das fontes de suprimento de tensão por meio dos dispositivos de comutação principal, a tensão do núcleo de processador é elevada de uma tensão inferior para a tensão de suprimento de uma maneira substancialmente instantânea. Essa etapa de tensão rápida pode causar a ressonância prolongada dentro da rede de distribuição de potência do núcleo de processador. Notavelmente, um núcleo de processador não pode operar até a ressonância na rede de distribuição de potência correspondente diminuir. No entanto, o atraso da operação de um núcleo de processador até a ressonância na rede de distribuição de potência diminuir reduz o desempenho do núcleo de processador.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[0006] Os aspectos revelados na descrição detalhada incluem circuitos comutados de controle de potência para controlar a taxa de fornecimento tensões para circuitos alimentados. Os métodos e os sistemas relacionados também são revelados. Em um aspecto, um circuito comutado de controle de potência é fornecido. O circuito comutado de controle de potência é configurado para controlar a ativação de um circuito de comutação principal de modo que o circuito de comutação principal forneça gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado. Isso se opõe ao fornecimento da tensão de suprimento completa de uma maneira substancialmente instantânea. Para fornecer gradualmente a tensão de suprimento, uma tensão de saída é fornecida, em que a tensão de saída é elevada para a tensão de suprimento. Para aumentar gradualmente a tensão de saída fornecida pelo circuito de comutação principal para o circuito alimentado, o circuito de comutação principal é configurado para fornecer a tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão para o circuito alimentado em resposta a um sinal de controle recebido em uma entrada de controle. O sinal de controle é gerado por um circuito de controle em resposta a um sinal de habilitação. Para impedir que o circuito de comutação principal forneça de modo instantâneo a tensão de suprimento completa para o circuito alimentado, um circuito dissipador de corrente é fornecido. O circuito dissipador de corrente é configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal. O controle da taxa de elevação corresponde à ativação de modo gradual do circuito de comutação principal ao longo do tempo, em que a quantidade de tensão de suprimento permitida para passar através do circuito de comutação principal é limitada pelo nível de ativação do circuito de comutação principal. Através do uso do circuito comutado de controle de potência para fornecer gradualmente a tensão de suprimento, o circuito comutado de controle de potência pode fornecer a tensão de suprimento de uma maneira controlada, que pode reduzir ou evitar a ressonância prolongada em uma rede de distribuição de potência dentro do circuito alimentado. Devido ao fato de que o circuito alimentado atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso do circuito comutado de controle de potência para reduzir ou evitar a ressonância aumenta o desempenho do circuito alimentado.

[0007] Nesse sentido, em um aspecto, um circuito comutado de controle de potência é revelado. O circuito comutado de controle de potência compreende um circuito de comutação principal. O circuito de comutação principal é configurado para fornecer uma tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão para um circuito alimentado em resposta a um sinal de controle recebido em uma entrada de controle. O circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um circuito de controle configurado para gerar o sinal de controle para controlar o fornecimento da tensão de saída pelo circuito de comutação principal para o circuito alimentado em resposta a um sinal de habilitação. O circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um circuito dissipador de corrente acoplado à entrada de controle, o circuito dissipador de corrente configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal.

[0008] Em um outro aspecto, um circuito comutado de controle de potência é revelado. O circuito comutado de controle de potência compreende um meio para fornecer uma tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão para um circuito alimentado em resposta a um sinal de controle recebido em uma entrada de controle. O circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um meio para gerar o sinal de controle para controlar o fornecimento da tensão de saída por meio do fornecimento da tensão de saída para o circuito alimentado. O circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um meio para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada por meio do fornecimento da tensão de saída para o circuito alimentado.

[0009] Em um outro aspecto, um método para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado é revelado. O método compreende gerar um sinal de controle para controlar o fornecimento de uma tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão por um circuito de comutação principal para um circuito alimentado em resposta a um sinal de habilitação. O método compreende adicionalmente controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal por um circuito dissipador de corrente acoplado a uma entrada de controle do circuito de comutação principal. O método compreende adicionalmente fornecer a tensão de saída para o circuito alimentado do circuito de comutação principal em resposta ao sinal de controle recebido na entrada de controle.

[0010] Em um outro aspecto, um sistema de comutação principal em bloco é revelado. O sistema de comutação principal em bloco compreende uma pluralidade de circuitos comutados de controle de potência. Cada circuito comutado de controle de potência compreende uma entrada de habilitação configurada para receber um sinal de habilitação. Cada circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente uma saída de habilitação configurada para fornecer o sinal de habilitação. Cada circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um circuito de comutação principal configurado para fornecer uma tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão para um circuito alimentado em resposta a um sinal de controle recebido em uma entrada de controle. Cada circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um circuito de controle configurado para gerar o sinal de controle para controlar o fornecimento da tensão de saída pelo circuito de comutação principal para o circuito alimentado em resposta ao sinal de habilitação. Cada circuito comutado de controle de potência compreende adicionalmente um circuito dissipador de corrente acoplado à entrada de controle. O circuito dissipador de corrente é configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0011] A Figura 1 é um diagrama de circuito de um circuito comutado de controle de potência exemplificativo configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado, e, então, aumentar o desempenho;

[0012] A Figura 2 é um fluxograma que ilustra um processo exemplificativo para fornecer gradualmente a tensão de suprimento para o circuito alimentado na Figura 1 para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado;

[0013] A Figura 3 é um gráfico que ilustra que a tensão de suprimento fornecida pelo circuito comutado de controle de potência na Figura 1 é fornecida gradualmente ao longo do tempo;

[0014] A Figura 4 é um diagrama de circuito de um circuito comutado de controle de potência exemplificativo configurados para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado, em que uma taxa de elevação de uma tensão de saída é controlada por um circuito de gerador de polarização;

[0015] A Figura 5 é um diagrama de blocos de um sistema de comutação principal em bloco exemplificativo configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um núcleo de processador para reduzir ou evitar a ressonância em uma rede de distribuição de potência dentro do núcleo de processador;

[0016] A Figura 6 é um diagrama de circuito de um outro circuito comutado de controle de potência exemplificativo configurados para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado, e, então, aumentar o desempenho;

[0017] A Figura 7 é um diagrama de blocos de um outro sistema de comutação principal em bloco exemplificativo configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um núcleo de processador para reduzir ou evitar a ressonância em uma rede de distribuição de potência dentro do núcleo de processador;

[0018] A Figura 8 é um gráfico que ilustra que as taxas de variação de tensão que resultam do circuito comutado de controle de potência na Figura 4 são aproximadamente iguais em vários níveis de corrente de carga;

[0019] A Figura 9 é um gráfico que ilustra que as taxas de variação de tensão que resultam do circuito comutado de controle de potência na Figura 4 são aproximadamente iguais em vários níveis de capacitância de carga do circuito alimentado;

[0020] A Figura 10 é um gráfico que ilustra as taxas de variação de tensão geradas quando um gerador de polarização é usado para orientar o circuito comutado de controle de potência na Figura 4;

[0021] A Figura 11 é um diagrama de blocos que ilustra um sistema em que os sistemas de comutação principal em bloco são distribuídos em torno de um núcleo de processador, e em que os sistemas de comutação principal em bloco são configurados para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para o núcleo de processador; e

[0022] A Figura 12 é um diagrama de blocos de um sistema à base de processador exemplificativo que pode incluir circuitos comutados de controle de potência das Figuras 1 e 4 configuradas para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento para um circuito alimentado para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0023] Em referência agora às figuras desenhadas, vários aspectos exemplificativos da presente revelação são descritos. A palavra “exemplificativo” é usada no presente documento com o significado de “que serve como um exemplo, instância ou ilustração”. Qualquer aspecto descrito no presente documento como "exemplificativo" não deve ser necessariamente interpretado como preferencial ou vantajoso em relação aos outros aspectos.

[0024] A Figura 1 ilustra um circuito comutado de controle de potência exemplificativo 100 configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento (VDD) de uma fonte de suprimento de tensão 102 para um circuito alimentado 104. Para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD), uma tensão de saída (V) é fornecida, em que a tensão de saída (V) é elevada até a tensão de suprimento (VDD)- Através do fornecimento de modo gradual da tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104, o circuito comutado de controle de potência 100 pode fornecer a tensão de suprimento (VDD) de uma maneira controlada, que pode reduzir ou evitar a ressonância em uma rede de distribuição de potência (PDN) (não mostrada) do circuito alimentado 104, aumentando, então, o desempenho do circuito alimentado 104. Para alcançar essa elevação gradual da tensão de saída (V) , o circuito comutado de controle de potência 100 emprega um circuito de comutação principal 106 que é configurado para fornecer a tensão de saída (V) gerada da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104. O circuito de comutação principal 106 inclui uma entrada de tensão 108 que é acoplada a uma entrada de tensão 110 do circuito comutado de controle de potência 100 e configurada para receber a tensão de suprimento (VDD) gerada pela fonte de suprimento de tensão 102. O circuito de comutação principal 106 também inclui uma saída de tensão 112 que é acoplada a uma saída de tensão 114 do circuito comutado de controle de potência 100 e configurada para fornecer a tensão de saída (V) para o circuito alimentado 104. O circuito de comutação principal 106 é configurado para fornecer a tensão de saída (V) para o circuito alimentado 104 em resposta a um sinal de controle 116 recebido em uma entrada de controle 118. O sinal de controle 116 é gerado por um circuito de controle 120 em resposta a um sinal de habilitação 122. O circuito comutado de controle de potência 100 também inclui um circuito dissipador de corrente 124 configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída (V) gerada pelo circuito de comutação principal 106, permitindo, então, que o circuito de comutação principal 106 forneça a tensão de suprimento completa (VDD) para o circuito alimentado 104 de uma maneira controlada para reduzir ou evitar a ressonância na PDN do circuito alimentado 104. Controlar a taxa de elevação corresponde a ativar gradualmente (isto é, ligar gradualmente) o circuito de comutação principal 106 ao longo do tempo, em que a quantidade de tensão de suprimento (VDD) permitida através do circuito de comutação principal 106 é limitada por seu nível de ativação.

[0025] Em referência contínua à Figura 1, nesse aspecto, o circuito de comutação principal 106 é controlado pelo circuito dissipador de corrente 124 quando o circuito de controle 120 gera o sinal de controle 116 em resposta ao sinal de habilitação 122 recebido em uma entrada de habilitação 126 do circuito comutado de controle de potência 100. O sinal de controle 116 indica que a tensão de suprimento (VDD) deve ser transferida da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104. Através do uso do circuito comutado de controle de potência 100 para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) de uma maneira controlada, o circuito comutado de controle de potência 100 reduz ou evita a ressonância prolongada na rede de distribuição de potência dentro do circuito alimentado 104. Devido ao fato de que o circuito alimentado 104 atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso do circuito comutado de controle de potência 100 para reduzir ou evitar essa ressonância aumenta o desempenho do circuito alimentado 104.

[0026] Em referência contínua à Figura 1, os componentes dentro do circuito comutado de controle de potência 100 podem empregar vários elementos de circuito para alcançar a funcionalidade descrita acima. Nesse aspecto, o circuito de comutação principal 106 emprega um transistor metal-óxido-semicondutor do tipo p (PMOS) 128. O transistor PMOS 128 inclui uma fonte (S) que é acoplada à entrada de tensão 108, uma porta (G) que é acoplada à entrada de controle 116 e um dreno (D) que é acoplado à saída de tensão 112. Adicionalmente, nesse aspecto, o circuito dissipador de corrente 124 inclui um transistor metal-óxido-semicondutor do tipo n (NMOS) 130. O transistor NMOS 130 inclui uma fonte (S) que é acoplada a uma fonte terrestre 132, um dreno (D) que é acoplado à porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106 (isto é, a entrada de controle 118) e uma porta (G). A porta (G) do transistor NMOS 130 nesse aspecto é acionada por uma fonte de tensão constante 134. O circuito de controle 120 nesse exemplo emprega um transistor PMOS 136. O transistor PMOS 136 inclui uma fonte (S) que é acoplada à fonte de suprimento de tensão 102, uma porta (G) que é configurada para receber o sinal de habilitação 122 e um dreno (D) que é acoplado à porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106 e o dreno (D) do transistor NMOS 130 do circuito dissipador de corrente 124. Notavelmente, outros aspectos podem empregar o acoplamento da fonte (S) do transistor PMOS 136 a uma fonte de suprimento de tensão diferente da fonte de suprimento de tensão 102.

[0027] Em referência contínua à Figura 1, a funcionalidade do circuito comutado de controle de potência 100 é agora descrita em detalhes. Devido ao fato de que o sinal de habilitação 122 é acoplado à porta (G) do transistor PMOS 136 do circuito de controle 120, o transistor PMOS 136 é ativado (isto é, ligado) enquanto o sinal de habilitação 122 tem um valor "0" de lógica baixa. Além disso, a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102 é fornecida para a porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106 enquanto o transistor PMOS 136 é ativado. O fornecimento da tensão de suprimento (VDD) para a porta (G) do transistor PMOS 128 desativa (isto é, desliga) o transistor PMOS 128 e impede que a tensão de suprimento (VDD) seja fornecida para o circuito alimentado 104.

[0028] Em resposta ao sinal de habilitação 122 que muda para um valor T de lógica alta, o transistor PMOS 136 do circuito de controle 120 é desativado, o que impede que a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102 seja fornecida para a porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106. No entanto, embora a porta (G) do transistor PMOS 128 não esteja mais recebendo a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102, a tensão de suprimento (VDD) permanece na porta (G) do transistor PMOS 128, à medida que uma capacitância de porta associada à porta (G) do transistor PMOS 128 é carregada com a tensão de suprimento (VDD) enquanto o sinal de habilitação 122 tem um valor “0” de lógica baixa.

[0029] Em referência contínua à Figura 1, devido ao fato de que a tensão de suprimento (VDD) fornecida pelo circuito de controle 120 não desativa mais o transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106, o transistor PMOS 128 pode ser ativado de modo a fornecer a tensão de saída (V) gerada da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104. No entanto, em vez de ativar completamente o transistor PMOS 128 de uma maneira substancialmente instantânea, o circuito dissipador de corrente 124 é configurado para ativar gradualmente o transistor PMOS 128 ao longo do tempo de modo que a tensão de saída (V) fornecida pelo circuito de comutação principal 106 se eleve ao longo do tempo. A porta (G) do transistor NMOS 130 do circuito dissipador de corrente 124 é acionada pela fonte de tensão constante 134 nesse exemplo de modo a ativar o transistor NMOS 130 para um nível que faça com que a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106 se descarregue gradualmente através do transistor NMOS 130 para a fonte terrestre 132.

[0030] Em referência contínua à Figura 1, à medida que a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 descarrega, o transistor PMOS 128 se ativa de modo gradual. Notavelmente, o nível da tensão de saída (V) fornecido para o circuito alimentado 104 pelo circuito de comutação principal 106 corresponde ao nível no qual o transistor PMOS 128 é ativado. Em outras palavras, à medida que o circuito dissipador de corrente 124 descarrega a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128, a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 ultrapassa uma tensão limite (Vt) do transistor PMOS 128. Visto que a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 ultrapassa a tensão limite (Vt), o transistor PMOS 128 liga e fornece uma tensão de saída progressivamente maior (V) para o circuito alimentado 104. Dessa maneira, a tensão de saída (V) fornecida para o circuito alimentado 104 se eleva de modo gradual até a tensão de suprimento completa (VDD) à medida que a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 ultrapassa a tensão limite (Vt). Através do uso do circuito comutado de controle de potência 100 para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD), dessa maneira, o circuito comutado de controle de potência 100 reduz ou evita a ressonância prolongada na rede de distribuição de potência dentro do circuito alimentado 104. Devido ao fato de que o circuito alimentado 104 atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso do circuito comutado de controle de potência 100 para reduzir ou evitar essa ressonância aumenta o desempenho do circuito alimentado 104.

[0031] Nesse sentido, a Figura 2 ilustra um processo exemplificativo 200 empregado pelo circuito comutado de controle de potência 100 na Figura 1 para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104 para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado 104. O processo 200 inclui gerar o sinal de controle 116 para controlar o fornecimento da tensão de saída (V) gerada da fonte de suprimento de tensão 102 pelo circuito de comutação principal 106 para o circuito alimentado 104 em resposta ao sinal de habilitação 122 (bloco 202). O processo 200 também inclui controlar a taxa de elevação da tensão de saída (V) gerada pelo circuito de comutação principal 106 pelo circuito dissipador de corrente 124 acoplado à entrada de controle 118 do circuito de comutação principal 106 (bloco 204). O processo 200 inclui adicionalmente fornecer a tensão de saída (V) para o circuito alimentado 104 do circuito de comutação principal 106 em resposta ao sinal de controle 116 recebido na entrada de controle 118 (bloco 206). Empregando-se o processo 200, o circuito comutado de controle de potência 100 reduz ou evita a ressonância prolongada na rede de distribuição de potência dentro do circuito alimentado 104. Devido ao fato de que o circuito alimentado 104 atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso do circuito comutado de controle de potência 100 para reduzir ou evitar essa ressonância aumenta o desempenho do circuito alimentado 104.

[0032] Nesse sentido, a Figura 3 inclui um gráfico 300 que ilustra que a tensão de suprimento (VDD) fornecida pelo circuito comutado de controle de potência 100 na Figura 1 é fornecida gradualmente ao longo do tempo. Uma linha 302 no gráfico 300 representa a quantidade da tensão de suprimento (VDD) (isto é, a tensão de saída (V)) fornecida para o circuito alimentado 104 versus tempo. Nesse aspecto, em resposta ao sinal de habilitação 122 que ativa o circuito de controle 120 na Figura 1, a ativação do circuito de comutação principal 106 se inicia no tempo t1. Desse modo, no tempo t1, o nível da tensão de suprimento (VDD) fornecida pelo circuito comutado de controle de potência 100 para o circuito alimentado 104 é aproximadamente igual à tensão VI. À medida que o tempo progride, o circuito dissipador de corrente 124 na Figura 1 controla o circuito de comutação principal 106 para ativar adicionalmente, e, então, fornecer um nível maior da tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104. Nesse aspecto, conforme anteriormente descrito, o condicionamento através do circuito dissipador de corrente 124 envolve descarregar a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106. No tempo t2, o nível da tensão de suprimento (VDD) fornecida pelo circuito comutado de controle de potência 100 para o circuito alimentado 104 é aproximadamente igual à tensão V2. O circuito de comutação principal 106 alcança gradualmente a ativação completa no tempo t3, em que o nível da tensão de suprimento (VDD) fornecida para o circuito alimentado 104 é aproximadamente igual à tensão V3. Portanto, a elevação gradual da tensão de suprimento (VDD) ilustrada no gráfico 300 fornecido pelo circuito comutado de controle de potência 100 reduz ou evita a ressonância na rede de distribuição de potência do circuito alimentado 104, aumentando, então, o desempenho do circuito alimentado 104.

[0033] Notavelmente, o circuito de comutação principal 106 também pode ser referido no presente documento como um meio para fornecer a tensão de saída (V) gerada da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104. O circuito de controle 120 também pode ser referido no presente documento como um meio para gerar o sinal de controle 116 para controlar o fornecimento da tensão de saída (V). Além disso, o circuito dissipador de corrente 124 também pode ser referido no presente documento como um meio para controlar a taxa de elevação da tensão de saída (V) gerada pelo circuito de comutação principal 106.

[0034] Conforme discutido acima, a fonte de tensão constante 134 é usada para acionar o circuito dissipador de corrente 124 de modo que o circuito dissipador de corrente 124 possa controlar a taxa de elevação da tensão de saída (V) gerada pelo circuito de comutação principal 106. No entanto, devido às variações de processo, tensão e temperatura (PVT), surgem situações em que seria útil ter a opção de programar a taxa de elevação. Nesse sentido, a Figura 4 ilustra um outro circuito comutado de controle de potência exemplificativo 400 configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104 para reduzir ou evitar a ressonância no circuito alimentado 104, em que a taxa de elevação da tensão de saída (V) é controlada por um circuito de gerador de polarização 402 em vez da fonte de tensão constante 134 na Figura 1. O circuito comutado de controle de potência 400 inclui elementos comuns com o circuito comutado de controle de potência 100 na Figura 1, em que tais elementos compartilham números de elemento comum entre as Figuras 1 e 4, e, então, não serão descritos novamente. O circuito comutado de controle de potência 400 emprega uma entrada de gerador de polarização 404 que é acoplada a uma entrada de polarização 406 do circuito dissipador de corrente 124 e é configurada para receber uma tensão de polarização (Vbias) do circuito de gerador de polarização 402. Conforme discutido com mais detalhes abaixo, o circuito comutado de controle de potência 400 também inclui uma saída de gerador de polarização 408 que é configurada para fornecer a tensão de polarização (Vbias) para outros componentes. De modo similar, o circuito comutado de controle de potência 400 inclui uma saída de habilitação 410 que é configurada para fornecer o sinal de habilitação 122 para outros componentes. Além disso, o circuito de gerador de polarização 402 é configurado para fornecer a tensão de polarização (Vbias) de modo que o circuito dissipador de corrente 124 espelhe uma corrente de polarização (Ibias) que orienta o circuito dissipador de corrente 124 de modo a controlar a taxa na qual o circuito de comutação principal 106 é ativado. Embora o circuito de gerador de polarização 402 possa ocupar mais área que a fonte de tensão constante 134 na Figura 1, o acionamento do circuito dissipador de corrente 124 com uso do circuito de gerador de polarização 402 fornece maior controle sobre a taxa de elevação da tensão de saída (V).

[0035] Em referência contínua à Figura 4, conforme anteriormente descrito, em vez de ativar completamente o transistor PMOS 128 de uma maneira substancialmente instantânea, o circuito dissipador de corrente 124 é configurado para ativar gradualmente o transistor PMOS 128 ao longo do tempo. Dessa maneira, a porta (G) do transistor NMOS 130 do circuito dissipador de corrente 124 espelha a corrente de polarização (Ibias) do circuito de gerador de polarização 402. Em resposta ao espelhamento da corrente de polarização (Ibias), o transistor NMOS 130 é ativado para um nível que faz com que a tensão na porta (G) do transistor PMOS 128 do circuito de comutação principal 106 se descarregue gradualmente através do transistor NMOS 130 para a fonte terrestre 132. Notavelmente, nesse aspecto, o circuito de gerador de polarização 402 inclui uma fonte de corrente 412 acoplada a um dreno (D) e uma porta (G) de um transistor NMOS 414. Uma fonte (S) do transistor NMOS 414 é acoplada à fonte terrestre 132. Desse modo, a intensidade da fonte de corrente 412 determina em qual nível o transistor NMOS 414 é ativado, o que controla o nível da tensão de polarização (Vbias) que é fornecido do circuito de gerador de polarização 402 para o circuito comutado de controle de potência 400. Através do uso do circuito comutado de controle de potência 400 para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD), dessa maneira, o circuito comutado de controle de potência 400 reduz ou evita a ressonância prolongada na rede de distribuição de potência conforme anteriormente descrito. Adicionalmente, empregar o circuito de gerador de polarização 402 fornece maior programabilidade da taxa de elevação da tensão de saída (V) gerada pelo circuito de comutação principal 106, permitindo, assim, que o circuito comutado de controle de potência 400 controle os problemas de mitigação ocasionados por variações de PVT.

[0036] Adicionalmente, múltiplas instâncias do circuito comutado de controle de potência 400 na Figura 4 podem ser juntamente dispostas para formar um maior sistema de comutação principal. Em outras palavras, uma pluralidade de circuitos comutados de controle de potência 400 pode ser acoplada, em que cada instância do circuito comutado de controle de potência 400 é configurada para fornecer uma tensão para uma instância do circuito alimentado 104. Nesse sentido, a Figura 5 ilustra um sistema de comutação principal em bloco exemplificativo 500 que é configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104 para reduzir ou evitar a ressonância na rede de distribuição de potência (não mostrada) dentro do circuito alimentado 104. Notavelmente, os elementos associados a cada instância do circuito comutado de controle de potência 400 foram anteriormente descritos na Figura 4, e, então, não serão novamente descritos no presente documento. O sistema de comutação principal em bloco 500 inclui circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N), em que cada um dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N) é configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104.

[0037] Em referência contínua à Figura 5, o sinal de habilitação 122 é fornecido para o gerador de polarização 402, em que o gerador de polarização 402 é configurado para fornecer a tensão de polarização (Vbias) para o circuito comutado de controle de potência 400(1) através da entrada de gerador de polarização 404(1) em resposta ao sinal de habilitação 122 que muda para um valor T de lógica alta. Notavelmente, a saída de gerador de polarização 408(1) do circuito comutado de controle de potência 400(1) é acoplada à entrada de gerador de polarização 404(2) do circuito comutado de controle de potência 400(2). Dessa maneira, a natureza de disposição do sistema de comutação principal em bloco 500 permite que a tensão de polarização (Vbias) seja fornecida do circuito comutado de controle de potência 400(1) para o circuito comutado de controle de potência 400(2), e assim por diante, para cada um dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N). Desse modo, o sistema de comutação principal em bloco 500 pode orientar cada um dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N) com uso de apenas um (1) gerador de polarização 402.

[0038] Em referência contínua à Figura 5, o sinal de habilitação 122 é também fornecido para o circuito comutado de controle de potência 400(1) através da entrada de habilitação 126(1). Conforme anteriormente descrito em referência à Figura 4, o circuito comutado de controle de potência 400(1) é configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) recebida na entrada de tensão 110(1) da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104 através da saída de tensão 114(1) em resposta ao sinal de habilitação 122 que tem um valor T de lógica alta. A saída de habilitação 410(1) do circuito comutado de controle de potência 400(1) é acoplada à entrada de habilitação 126(2) do circuito comutado de controle de potência 400(2). Notavelmente, outros aspectos podem empregar memórias temporárias sem inversão (não mostradas) entre a entrada de habilitação 126(1) e a saída de habilitação 410(1) e/ou entre a saída de habilitação 410(1) e a entrada de habilitação 126(2) para acionar o sinal de habilitação 122. Desse modo, a natureza de disposição do sistema de comutação principal em bloco 500 também permite que o sinal de habilitação 122 seja fornecido do circuito comutado de controle de potência 400(1) para o circuito comutado de controle de potência 400(2), e assim por diante, para cada um dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N).

[0039] Em referência contínua à Figura 5, como um exemplo não limitativo, o circuito alimentado 104 pode ser um único núcleo de processador, em que cada um dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N) é configurado para fornecer a tensão de suprimento (VDD) para um nó particular do único núcleo de processador. Em outras palavras, cada circuito comutado de controle de potência 400(1)-400(N) é configurado para fornecer a tensão de suprimento (VDD) para um certo nó do circuito alimentado 104. Notavelmente, embora esse aspecto forneça a tensão de suprimento (VDD) para um (1) circuito alimentado 104, os aspectos alternativos podem ser configurados para fornecer a tensão de suprimento (VDD) de cada circuito comutado de controle de potência 400(1)-400(N) para múltiplos circuitos alimentados correspondentes 104(1)-104(N). Como um exemplo não limitativo, em tais aspectos, o sistema de comutação principal em bloco 500 pode ser configurado para fornecer a tensão de suprimento (VDD) para múltiplos núcleos de processador, permitindo, então, a possibilidade de criar simultaneamente múltiplos núcleos de processador com um suprimento de potência principal, como a fonte de suprimento de tensão 102. Além disso, embora esse aspecto forneça a tensão de suprimento (VDD) de uma (1) fonte de suprimento de tensão 102, outros aspectos podem ser configurados para receber a tensão de suprimento (VDD) de múltiplas fontes de suprimento de tensão 102(1)-102(N) (não mostrada). Portanto, os circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N) do sistema de comutação principal em bloco 500 reduzem ou evitam a ressonância prolongada na rede de distribuição de potência dentro do circuito alimentado 104 (ou dentro das redes de distribuição de potência dos circuitos alimentados 104(1)-104(N)). Devido ao fato de que o circuito alimentado 104 (circuitos alimentados 104 (1)-104(N)) atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso dos circuitos comutados de controle de potência 400(1)-400(N) para reduzir ou evitar essa ressonância aumenta o desempenho do circuito alimentado 104 (circuitos alimentados 104(1)- 104(N)).

[0040] Além dos circuitos comutados de controle de potência 100, 400 nas Figuras 1 e 4, respectivamente, outros aspectos podem incluir componentes adicionais e funcionalidade. Nesse sentido, a Figura 6 ilustra um outro circuito comutado de controle de potência exemplificativo 600 configurado para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104 para reduzir ou evitar a ressonância na rede de distribuição de potência (não mostrada) do circuito alimentado 104, aumentando, então, o desempenho do circuito alimentado 104. Notavelmente, o circuito comutado de controle de potência 600 inclui elementos comuns com o circuito comutado de controle de potência 400 na Figura 4 em que tais elementos compartilham números de elemento comum entre Figuras 4 e 6, e, então, não serão novamente descritos no presente documento.

[0041] Em referência contínua à Figura 6, o circuito comutado de controle de potência 600 emprega uma entrada de habilitação rápida 602 que é configurada para receber um sinal de habilitação rápida 604. Notavelmente, o sinal de habilitação rápida 604 fornece o circuito comutado de controle de potência 600 com a opção de fornecer a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104 de uma maneira substancialmente instantânea em vez de fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) ao longo do tempo. O circuito comutado de controle de potência 600 emprega uma memória temporária de habilitação rápida 606 que é configurada para receber o sinal de habilitação rápida 604 e fornecer o sinal de habilitação rápida 604 para o circuito de comutação principal 106 em resposta ao sinal de habilitação 122 que muda para um valor "0" de lógica baixa. Nesse aspecto, quando o sinal de habilitação 122 muda para um valor "0" de lógica baixa, o transistor PMOS 136 do circuito de controle 120 é ativado, permitindo que a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão 102 ative a memória temporária de habilitação rápida 606. Notavelmente, devido ao fato de que o circuito de comutação principal 106 emprega o transistor PMOS 128, nesse aspecto, um inversor 608 é configurado para inverter o sinal de habilitação rápida 604, em que um sinal de habilitação rápida invertido 610 é fornecido para a memória temporária de habilitação rápida 606. No entanto, os aspectos alternativos que configuram o circuito de comutação principal 106 para ser ativo alto em vez de ativo baixo podem alcançar funcionalidade similar sem o inversor 608.

[0042] Em referência contínua à Figura 6, a ativação da memória temporária de habilitação rápida 606 permite que o sinal de habilitação rápida invertido 610 ative o transistor PMOS 128 no circuito de comutação principal 106, permitindo que a tensão de suprimento (VDD) seja fornecida de uma maneira substancialmente instantânea da fonte de suprimento de tensão 102 para o circuito alimentado 104. Em outras palavras, o sinal de habilitação rápida 604 que muda para um valor T de lógica alta enquanto o sinal de habilitação 122 tem um valor "0" de lógica baixa permite que o circuito comutado de controle de potência 600 evite a ativação gradual do circuito de comutação principal 106. Alternativamente, o sinal de habilitação 122 que muda para um valor T de lógica alta impede a ativação do transistor PMOS 136, enquanto ativa um transistor NMOS 612. O sinal de habilitação 122 é acoplado a uma porta (G) do transistor NMOS 612. Além disso, um dreno (D) do transistor NMOS 612 é acoplado à fonte (S) do transistor NMOS 130 do circuito dissipador de corrente 124, e uma fonte (S) do transistor NMOS 612 é acoplada a uma fonte terrestre 614. Desse modo, através da ativação do transistor NMOS 612, o sinal de habilitação 122, nesse aspecto, permite que uma corrente atravesse o circuito dissipador de corrente 124, permitindo, então, que o circuito dissipador de corrente 124 condicione o circuito de comutação principal 106 a fornecer de modo gradual a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104.

[0043] Em referência contínua à Figura 6, similar ao circuito comutado de controle de potência 400 na Figura 4, múltiplas instâncias do circuito comutado de controle de potência 600 podem ser dispostas entre si para formar um sistema de comutação principal em bloco. Desse modo, o circuito comutado de controle de potência 600 também inclui uma saída de habilitação rápida 616 que é configurada para fornecer o sinal de habilitação rápida 604 para outros componentes.

[0044] Nesse sentido, a Figura 7 ilustra um sistema de comutação principal em bloco exemplificativo 700 que pode ser configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104 com uso do sinal de habilitação 122, ou fornecer a tensão de suprimento (VDD) de uma maneira substancialmente instantânea com uso do sinal de habilitação rápida 604. O sistema de comutação principal em bloco 700 inclui circuitos comutados de controle de potência 600(1)-600(N), em que cada um dos circuitos comutados de controle de potência 600(1)-600(N) é configurado para receber o sinal de habilitação 122 e o sinal de habilitação rápida 604. Dessa maneira, se o sinal de habilitação 122 tiver um valor T de lógica alta, o sistema de comutação principal em bloco 700 é configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) para o circuito alimentado 104. No entanto, se o sinal de habilitação rápida 604 tiver um valor “1” de lógica alta enquanto o sinal de habilitação 122 tem um valor "0" de lógica baixa, o sistema de comutação principal em bloco 700 é configurado para fornecer a tensão de suprimento (VDD) aproximadamente de modo instantâneo para o circuito alimentado 104. Notavelmente, similar ao sistema de comutação principal em bloco 500 na Figura 5, cada um dos circuitos comutados de controle de potência 600(1)-600(N) no sistema de comutação principal em bloco 700 pode ser configurado para fornecer a tensão de suprimento (VDD) para circuitos alimentados correspondentes 104(1)- 104(N) em vez de para múltiplos nós do único circuito alimentado 104.

[0045] Em referência contínua à Figura 7, o sistema de comutação principal em bloco 700 também inclui um circuito de habilitação de polarização 702 que é configurado para controlar a ativação do circuito de gerador de polarização 402 em resposta ao sinal de habilitação 122 e ao sinal de habilitação rápida 604. Nesse aspecto, o circuito de habilitação de polarização 702 emprega um inversor 704 e uma porta NAND 706. O inversor 704 é configurado para receber o sinal de habilitação rápida 604 e fornecer um sinal de habilitação rápida invertido 708 para a porta NAND 706. Além de ser configurado para receber o sinal de habilitação rápida invertido 708, a porta NAND 706 é configurada para receber o sinal de habilitação 122. Além disso, a porta NAND 706 fornece um sinal de entrada de controle de polarização 710 que controla a ativação do circuito de gerador de polarização 402. Nesse aspecto, o circuito de gerador de polarização 402 é ativado em resposta ao sinal de entrada de controle de polarização 710 que tem um valor “0” de lógica baixa. Desse modo, o circuito de habilitação de polarização 702 é configurado para ativar o circuito de gerador de polarização 402 quando tanto o sinal de habilitação 122 quanto o sinal de habilitação rápida 604 tiverem um valor “1” de lógica alta. Mediante o emprego do circuito de habilitação de polarização 702, o sistema de comutação principal em bloco 700 é configurado para empregar a tensão de polarização (Vbias) para os circuitos comutados de controle de potência 600(1)-600(N) apenas quando o sinal de habilitação 122 e o sinal de habilitação rápida 604 indicarem que o sistema de comutação principal em bloco 700 é para fornecer a tensão de suprimento (VDD) gradualmente para o circuito alimentado 104 em vez de uma maneira substancialmente instantânea.

[0046] As taxas de variação de tensão da tensão de suprimento (VDD) fornecida pelos circuitos comutados de controle de potência 100, 400, e 600 nas Figuras 1, 4, e 6 (referidas geralmente como o circuito comutado de controle de potência 100) são agora descritas. Nesse sentido, a Figura 8 ilustra um gráfico 800 que ilustra que as taxas de variação de tensão do circuito comutado de controle de potência 100 são aproximadamente iguais em vários níveis de corrente de carga. O gráfico 800 representa a quantidade da tensão de suprimento (VDD) (isto é, a tensão de saída (V)) fornecida pelo circuito comutado de controle de potência 100 versus tempo. Por exemplo, a linha 802 representa a taxa de variação de tensão que resulta do circuito comutado de controle de potência 100 com uma corrente de carga igual a três Amps (3 A). A linha 804 representa a taxa de variação de tensão que resulta do circuito comutado de controle de potência 100 com uma corrente de carga igual a um e meio Amps (1,5 A). Além disso, as linhas 806, 808 representam a taxa de variação de tensão do circuito comutado de controle de potência 100 com correntes de carga de 200 mA e 20 mA, respectivamente. Conforme ilustrado pelo gráfico 800, as linhas 802, 804, 806, e 808 variam de zero Volts (0 V) a um Volt (1 V) em taxas de variação de tensão aproximadamente iguais. Desse modo, o circuito comutado de controle de potência 100 é configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) em taxas de variação de tensão aproximadamente iguais através de correntes de carga variáveis.

[0047] Adicionalmente, o circuito comutado de controle de potência 100 é configurado para fornecer taxas de variação de tensão aproximadamente iguais através de capacitâncias de carga variáveis do circuito alimentado 104. Nesse sentido, a Figura 9 inclui um gráfico 900 que ilustra que as taxas de variação de tensão que resultam do circuito comutado de controle de potência 100 são aproximadamente iguais através de vários níveis de capacitância de carga do circuito alimentado 104. O gráfico 900 representa a quantidade da tensão de suprimento (VDD) (isto é, a tensão de saída (V)) fornecida pelo circuito comutado de controle de potência 100 versus tempo. Por exemplo, a linha 902 representa a taxa de variação de tensão do circuito comutado de controle de potência 100 quando o circuito alimentado 104 tem uma capacitância de carga de quinze nano-Farads (15 nF). A linha 904 representa a taxa de variação de tensão do circuito comutado de controle de potência 100 quando o circuito alimentado 104 tem uma capacitância de carga de trinta nF (30 nF). Além disso, as linhas 906, 908 representam a taxa de variação de tensão do circuito comutado de controle de potência 100 quando o circuito alimentado 104 tem uma capacitância de carga de sessenta nF (60 nF) e 120 nF, respectivamente. Conforme ilustrado pelo gráfico 900, as linhas 902, 904, 906, e 908 variam de 0 V a 1 V em taxas de variação de tensão aproximadamente iguais. Desse modo, o circuito comutado de controle de potência 100 é configurado para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD) em taxas de variação de tensão aproximadamente iguais através das capacitâncias de carga variáveis.

[0048] Adicionalmente, conforme anteriormente descrito, o circuito de gerador de polarização 402 é configurado para fornecer a tensão de polarização (Vbias) de modo a controlar a taxa na qual o circuito de comutação principal 106 é ativado, controlando, então, a taxa de variação de tensão associada ao circuito comutado de controle de potência 100. Nesse sentido, a Figura 10 inclui um gráfico 1000 que ilustra as taxas de variação de tensão geradas quando o circuito de gerador de polarização 402 é usado para orientar os circuitos comutados de controle de potência 400, 600. O gráfico 1000 representa a quantidade da tensão de suprimento (VDD) (isto é, a tensão de saída (V)) fornecida pelos circuitos comutados de controle de potência 400, 600 versus tempo. As linhas 1002, 1004, 1006, 1008, 1010, 1012, 1014, e 1016 representam taxas de variação de tensão variáveis da tensão de suprimento (VDD) fornecida pelos circuitos comutados de controle de potência 400, 600 que corresponde a níveis variáveis da tensão de polarização (Vbias) fornecida pelo circuito de gerador de polarização 402. Por exemplo, a taxa de variação de tensão associada à linha 1002 indica que a tensão de suprimento (VDD) é fornecida dos circuitos comutados de controle de potência 400, 600 para o circuito alimentado 104 aproximadamente de modo instantâneo. No entanto, a tensão de polarização (Vbias) aplicada ao circuito dissipador de corrente 124 muda a taxa de variação de tensão dos circuitos comutados de controle de potência 400, 600. Desse modo, a taxa de variação de tensão associada a cada uma das linhas 1004-1016 aumenta gradualmente à medida que a corrente de polarização (Ibias) muda. Portanto, o circuito de gerador de polarização 402 pode ser usado para condicionar o circuito dissipador de corrente 124 de modo a controlar a taxa na qual o circuito de comutação principal 106 é ativado, controlando, então, as taxas de variação de tensão.

[0049] Conforme anteriormente descrito nas Figuras 5 e 7, os circuitos comutados de controle de potência 400, 600 podem ser empregados nos sistemas de comutação principal em bloco 500, 700, respectivamente. Nesse sentido, a Figura 11 ilustra um sistema 1100 em que os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) são distribuídos em torno de um núcleo de processador 1104, e em que os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) são configurados para fornecer gradualmente uma tensão de suprimento (VDD) para o núcleo de processador 1104. Notavelmente, os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) podem ser configurados de modo similar aos sistemas de comutação principal em bloco 500, 700 nas Figuras 5 e 7, respectivamente. Além disso, embora os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) sejam distribuídos em torno do núcleo de processador 1104 nesse aspecto, aspectos alternativos podem empregar os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) dentro do núcleo de processador 1104. Através do uso dos sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) para fornecer gradualmente a tensão de suprimento (VDD), os sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) reduzem ou evitam ressonância prolongada na rede de distribuição de potência dentro do núcleo de processador 1104. Devido ao fato de que o núcleo de processador 1104 atrasa a operação até tal ressonância diminuir, o uso dos sistemas de comutação principal em bloco 1102(1), 1102(2) para reduzir ou evitar essa ressonância aumenta o desempenho do núcleo de processador 1104.

[0050] Os circuitos comutados de controle de potência para controlar a taxa de fornecimento de tensões para circuitos alimentados de acordo com os aspectos revelados no presente documento podem ser fornecidos em ou integrados a qualquer dispositivo à base de processador. Os exemplos, sem limitação, incluem um conversor do tipo set top box, uma unidade de entretenimento, um dispositivo de navegação, um dispositivo de comunicações, uma unidade de dados de localização fixa, uma unidade de dados de localização móvel, um telefone móvel, um telefone celular, um telefone inteligente, um computador do tipo tablet, um fablet, um computador, um computador portátil, um computador do tipo desktop, um assistente pessoal digital (PDA), um monitor, um monitor de computador, uma televisão, um sintonizador, um rádio, um rádio por satélite, um reprodutor de música, um reprodutor de música digital, um reprodutor de música portátil, um reprodutor de vídeo digital, um reprodutor de vídeo, um reprodutor de disco de vídeo digital (DVD), um reprodutor de vídeo digital portátil e um automóvel.

[0051] Nesse sentido, a Figura 12 ilustra um exemplo de um sistema à base de processador 1200 que pode empregar os circuitos comutados de controle de potência 100, 400, e 600 ilustrados nas Figuras 1, 4 e 6. Nesse exemplo, o sistema à base de processador 1200 inclui uma ou mais unidades de processamento central (CPUs) 1202, em que cada uma inclui um ou mais processadores 1204, como o núcleo de processador 1104 na Figura 11. A CPU (ou CPUs) 1202 pode ter memória em cache 1206 acoplada ao processador (ou processadores) 1204 para acesso rápido aos dados temporariamente armazenados. A CPU (ou CPUs) 1202 é acoplada a um barramento de sistema 1208 e pode provocar o interacoplamento dos dispositivos mestre e escravo incluídos no sistema à base de processador 1200. Conforme será bem conhecido, a CPU (ou CPUs) 1202 se comunica com esses outros dispositivos através da troca de endereço, controle e informações de dados sobre o barramento de sistema 1208. Por exemplo, a CPU (ou CPUs) 1202 pode comunicar solicitações de transação de barramento para um controlador de memória 1210 como um exemplo de um dispositivo escravo. Embora não ilustrados na Figura 12, múltiplos barramentos de sistema 1208 poderiam ser fornecidos, em que cada barramento de sistema 1208 constitui uma estrutura diferente.

[0052] Outros dispositivos mestre e escravo podem ser conectados ao barramento de sistema 1208. Conforme ilustrado na Figura 12, esses dispositivos podem incluir um sistema de memória 1212, um ou mais dispositivos de entrada 1214, um ou mais dispositivos de saída 1216, um ou mais dispositivos de interface de rede 1218, e um ou mais controladores de exibição 1220, como exemplos. O dispositivo (ou dispositivos) de entrada 1214 pode incluir qualquer tipo de dispositivo de entrada, que inclui, porém sem limitação, chaves de entrada, comutadores, processadores de voz, etc. O dispositivo (ou dispositivos) de saída 1216 pode incluir qualquer tipo de dispositivo de saída, que inclui, porém sem limitação, áudio, vídeo, outros indicadores visuais, etc. O dispositivo (ou dispositivos) de interface de rede 1218 pode ser qualquer dispositivo configurado para permitir a troca de dados para e de uma rede 1222. A rede 1222 pode ser qualquer tipo de rede, que inclui, porém sem limitação, uma rede com ou sem fio, uma rede pública ou privada, uma rede de área local (LAN), uma rede de área local sem fio (WLAN), uma rede de longa distância (WAN), uma rede BLUETOOTH™ ou a Internet. O dispositivo (ou dispositivos) de interface de rede 1218 pode ser configurado para suportar qualquer tipo de protocolo de comunicações desejado. O sistema de memória 1212 pode incluir uma ou mais unidades de memória 1224(1)- 1224(N).

[0053] A CPU (ou CPUs) 1202 também pode ser configurada para acessar o controlador (ou controladores) de exibição 1220 sobre o barramento de sistema 1208 para controlar informações enviadas para um ou mais visores 1226. O controlador (ou controladores) de exibição 1220 envia informações para o visor (ou visores) 1226 para ser exibido através de um ou mais processadores de vídeo 1228, que processam as informações a serem exibidas em um formato adequado para o visor (ou visores) 1226. O visor (ou visores) 1226 pode incluir qualquer tipo de exibição, que inclui, porém sem limitação, um tubo de raios catódicos (CRT), uma tela de cristal líquido (LCD), uma tela de plasma, um visor de diodo emissor de luz (LED), etc.

[0054] Aquele elemento versado na técnica apreciará adicionalmente que os vários blocos lógicos, módulos, circuitos e algoritmos ilustrativos descritos em conexão com os aspectos revelados no presente documento podem ser implementados como hardware eletrônico, instruções armazenadas na memória ou em um outro meio legível por computador e executadas por um processador ou outro dispositivo de processamento, ou combinações de ambos. Os dispositivos mestre e escravo descritos no presente documento podem ser empregados em qualquer circuito, componente de hardware, circuito integrado (IC), ou chip de IC, como exemplos. A memória revelada no presente documento pode ser de qualquer tipo e tamanho de memória e pode ser configurada para armazenar qualquer tipo de informações desejadas. Para ilustrar claramente essa intercambialidade, vários componentes, blocos, módulos, circuitos e etapas ilustrativos foram descritos acima de modo geral em termos de sua funcionalidade. Como essa funcionalidade é implementada depende do pedido particular, escolhas de projeto e/ou restrições de projeto impostos ao sistema geral. Aqueles elementos versados podem implantar a funcionalidade descrita de maneiras variáveis para cada pedido particular, porém tais decisões de implantação não devem ser interpretadas como causadoras de um afastamento do escopo da presente revelação.

[0055] Os vários blocos lógicos, módulos e circuitos ilustrativos descritos em conexão com os aspectos revelados no presente documento podem ser implementados ou realizados com um processador, um Processador de Sinal Digital (DSP), um Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC), um Arranjo de Portas Programável em Campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável, porta distinta ou lógica de transistor, componentes de hardware distintos, ou qualquer combinação dos mesmos projetada para realizar as funções descritas no presente documento. Um processador pode ser um microprocessador, porém, alternativamente, o processador pode ser qualquer processador, controlador, microcontrolador ou máquina de estados convencional. Um processador também pode ser implementado como uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um DSP núcleo ou qualquer outra tal configuração.

[0056] Os aspectos revelados no presente documento podem ser empregados em hardware e em instruções que são armazenadas em hardware, e podem residir, por exemplo, em Memória de Acesso Aleatório (RAM), memória rápida, Memória Somente de Leitura (ROM), ROM Eletricamente Programável (EPROM), ROM Programável Eletricamente Apagável (EEPROM), registradores, um disco rígido, um disco removível, um CD-ROM, ou qualquer outra forma de meio legível por computador conhecido na técnica na técnica. Um meio de armazenamento exemplificativo é acoplado ao processador de modo que o processador possa ler informações a partir do e gravar informações no meio de armazenamento. Alternativamente, o meio de armazenamento pode ser integral ao processador. O processador e o meio de armazenamento podem residir em um ASIC. O ASIC pode residir em uma estação remota. Alternativamente, o processador e o meio de armazenamento podem residir como componentes distintos em uma estação remota, estação-base ou servidor.

[0057] Nota-se também que as etapas operacionais descritas em qualquer um dos aspectos exemplificativos no presente documento são descritas para fornecer exemplos e discussão. As operações descritas podem ser realizadas em várias sequências diferentes em vez das sequências ilustradas. Além disso, as operações descritas em uma única etapa operacional podem ser, de fato, realizadas em inúmeras etapas diferentes. Adicionalmente, uma ou mais etapas operacionais discutidas nos aspectos exemplificativos podem ser combinadas. Deve-se entender que as etapas operacionais ilustradas nos diagramas de fluxograma podem ser submetidas a várias modificações diferentes conforme será prontamente aparente para um elemento versado na técnica. O elemento versado na técnica também entenderá que as informações e os sinais podem ser representados com uso de qualquer uma dentre uma variedade de diferentes tecnologias e técnicas. Por exemplo, os dados, as instruções, os comandos, as informações, os sinais, os bits, os símbolos e os chips que podem ser mencionados ao longo da descrição acima podem ser representados por tensões, correntes, ondas eletromagnéticas, campos ou partículas magnéticas, campos ou partículas ópticas ou qualquer combinação dos mesmos.

[0058] A descrição anterior da revelação é fornecida para possibilitar que uma pessoa versada na técnica produza ou use a revelação. Várias modificações da revelação serão prontamente evidentes para as pessoas versadas na técnica e os princípios genéricos definidos no presente documento podem ser aplicados a outras variações sem se afastar do espírito e do escopo da revelação. Dessa forma, a revelação não pretende ser limitada aos exemplos e projetos descritos no presente documento, mas deve ser compatível com o escopo mais amplo consistente com os princípios e recursos inovadores revelados no presente documento.

Claims (15)

1. Circuito comutado de controle de potência que compreende: um meio configurado para fornecer uma tensão de saída (112) gerada a partir de uma fonte de suprimento de tensão (102) para um circuito alimentado (104) em resposta a um sinal de controle (116) recebido em uma entrada de controle (118); um meio configurado para gerar o sinal de controle (116) para controlar o fornecimento da tensão de saída pelo meio configurado para fornecer a tensão de saída para o circuito alimentado (104) em resposta a um primeiro sinal de habilitação (122); um meio configurado para controlar uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo meio configurado para fornecer a tensão de saída para o circuito alimentado; o circuito comutado de controle de potência caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um meio configurado para receber um segundo sinal de habilitação; e um meio configurado para armazenar temporariamente o segundo sinal de habilitação configurado para fornecer o segundo sinal de habilitação para o meio configurado para fornecer a tensão de saída (112); em que o meio configurado para armazenamento temporário do segundo sinal de habilitação é ativado em resposta à desativação do primeiro sinal de habilitação (122); e em que o meio configurado para fornecer a tensão de saída é configurado para fornecer uma tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão (102) para o circuito alimentado (104) de uma maneira substancialmente instantânea em resposta ao segundo sinal de habilitação.

2. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira entrada de habilitação configurada para receber o primeiro sinal de habilitação; e em que o meio configurado para fornecer a tensão de saída gerada a partir da fonte de suprimento de tensão para o circuito alimentado (104) em resposta a um sinal de controle (116) recebido em uma entrada de controle (118) é um circuito de comutação principal (106); o meio configurado para gerar o sinal de controle para controlar o fornecimento da tensão de saída (112) pelo meio configurado para fornecer a tensão de saída para o circuito alimentado em resposta ao primeiro sinal de habilitação é um circuito de controle (120); o meio configurado para controlar a taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo meio configurado para fornecer a tensão de saída é um circuito de dissipação de corrente (124) acoplado à entrada de controle (118); o meio configurado para receber o segundo sinal de habilitação é uma segunda entrada de habilitação; e uma memória temporária (606) configurada para: receber o segundo sinal de habilitação; e fornecer o segundo sinal de habilitação para o circuito de comutação principal (106); em que a memória temporária (606) é configurada adicionalmente para ser ativada em resposta à desativação do primeiro sinal de habilitação (122); e em que o circuito de comutação principal (106) é configurado adicionalmente para fornecer a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão (102) para o circuito alimentado (104) de maneira substancialmente instantânea em resposta ao segundo sinal de habilitação.

3. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o circuito dissipador de corrente (124) é configurado para controlar a taxa de elevação através de sua configuração para elevar progressivamente a tensão de saída até a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão (102).

4. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um gerador de polarização (402) acoplado a uma entrada de polarização (406) do circuito dissipador de corrente (124), em que o gerador de polarização (402) é configurado para fornecer uma tensão de polarização (VDD) que polariza o circuito dissipador de corrente (124) de modo a controlar uma taxa na qual o circuito de comutação principal (106) é ativado.

5. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma segunda saída de habilitação configurada para fornecer um sinal de habilitação rápida (604).

6. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira saída de habilitação configurada para fornecer o primeiro sinal de habilitação.

7. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma entrada de gerador de polarização (404) acoplada à entrada de polarização (406) do circuito dissipador de corrente (124); e a entrada de gerador de polarização (404) configurada para receber uma tensão de polarização (Vbias) de um gerador de polarização (402), em que o gerador de polarização é configurado para fornecer a tensão de polarização que polariza o circuito dissipador de corrente (124), em que o circuito dissipador de corrente é configurado para espelhar uma corrente de polarização (Ibias) de modo a controlar uma taxa na qual o circuito de comutação principal (106) é ativado.

8. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma saída de gerador de polarização (408) configurada para fornecer a tensão de polarização (Vbias).

9. Circuito de controle com potência comutada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o circuito de comutação principal (106) compreende um transistor metal-óxido-semicondutor do tipo p (PMOS), em que o transistor PMOS (128) compreende: uma fonte acoplada a uma entrada de tensão (108) do circuito de comutação principal (106); uma porta acoplada à entrada de controle (116) do circuito de comutação principal (106); e um dreno acoplado a uma saída de tensão (112) do circuito de comutação principal (106).

10. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o circuito de controle (120) compreende um transistor PMOS, em que o transistor PMOS (136) compreende: uma fonte acoplada à fonte de suprimento de tensão (102); uma porta configurada para receber o primeiro sinal de habilitação (122); e um dreno acoplado à porta do transistor PMOS (128) do circuito de comutação principal (106) e do circuito dissipador de corrente (124).

11. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o circuito dissipador de corrente (124) compreende um transistor metal-óxido-semicondutor do tipo n (NMOS), em que o transistor NMOS (130) compreende: um dreno acoplado à porta do transistor PMOS (128) do circuito de comutação principal (106); uma porta acoplada a um gerador de polarização (402); e uma fonte acoplada a uma fonte aterrada (132).

12. Circuito comutado de controle de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser integrado a um circuito integrado (IC).

13. Circuito de controle com potência comutada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser integrado a um dispositivo selecionado a partir do grupo que consiste em: um conversor do tipo set top box; uma unidade de entretenimento; um dispositivo de navegação; um dispositivo de comunicações; uma unidade de dados de localização fixa; uma unidade de dados de localização móvel; um telefone móvel; um telefone celular; um telefone inteligente; um computador do tipo tablet; um fablet; um computador; um computador portátil; um computador do tipo desktop; um assistente pessoal digital (PDA); um monitor; um monitor de computador; uma televisão; um sintonizador; um rádio; um rádio por satélite; um reprodutor de música; um reprodutor de música digital; um reprodutor de música portátil; um reprodutor de vídeo digital; um reprodutor de vídeo; um reprodutor de disco de vídeo digital (DVD); um reprodutor de vídeo digital portátil; e um automóvel.

14. Método (200) para fornecer uma tensão de suprimento (VDD) para um circuito alimentado (104) que compreende: gerar (202) um sinal de controle (116) para controlar o fornecimento de uma tensão de saída gerada de uma fonte de suprimento de tensão (102) por um circuito de comutação principal (106) para o circuito alimentado (104) em resposta a um primeiro sinal de habilitação (122); controlar (204) uma taxa de elevação da tensão de saída gerada pelo circuito de comutação principal (106) por um circuito dissipador de corrente (124) acoplado a uma entrada de controle (118) do circuito de comutação principal (106); fornecer (206) a tensão de saída para o circuito alimentado (104) do circuito de comutação principal (106) em resposta ao sinal de controle recebido na entrada de controle; o método para fornecer uma tensão de suprimento para um circuito de potência caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: receber um segundo sinal de habilitação; armazenar temporariamente o segundo sinal de habilitação, em que o segundo sinal de habilitação é fornecido para o circuito de comutação principal (106) em resposta à desativação do primeiro sinal de habilitação (122); e fornecer a tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão (102) para o circuito alimentado (104) de uma maneira substancialmente instantânea em resposta ao segundo sinal de habilitação.

15. Sistema de comutação principal em bloco caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de circuitos comutados de controle de potência conforme definidos na reivindicação 1, em que cada circuito comutado de controle de potência compreende: uma primeira saída de habilitação configurada para fornecer o primeiro sinal de habilitação; uma segunda entrada de habilitação configurada para receber um segundo sinal de habilitação; uma segunda saída de habilitação configurada para fornecer o segundo sinal de habilitação; e em que o circuito de comutação principal (106) é configurado para fornecer uma tensão de suprimento (VDD) da fonte de suprimento de tensão (102) para o circuito alimentado (104) de uma maneira substancialmente instantânea em resposta ao recebimento do segundo sinal de habilitação.

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