BR112020000216A2 - multiplexor de potência digital - Google Patents

multiplexor de potência digital Download PDF

Info

Publication number
BR112020000216A2
BR112020000216A2 BR112020000216-0A BR112020000216A BR112020000216A2 BR 112020000216 A2 BR112020000216 A2 BR 112020000216A2 BR 112020000216 A BR112020000216 A BR 112020000216A BR 112020000216 A2 BR112020000216 A2 BR 112020000216A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
transistor
power
energy
voltage
source
Prior art date
Application number
BR112020000216-0A
Other languages
English (en)
Inventor
Venkatasubramanian Narayanan
Dorav KUMAR
Ramaprasath Vilangudipitchai
Venugopal Boynapalli
Original Assignee
Qualcomm Incorporated
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Incorporated filed Critical Qualcomm Incorporated
Publication of BR112020000216A2 publication Critical patent/BR112020000216A2/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/263—Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/693—Switching arrangements with several input- or output-terminals, e.g. multiplexers, distributors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/06—Two-wire systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33515—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/002—Switching arrangements with several input- or output terminals
    • H03K17/005—Switching arrangements with several input- or output terminals with several inputs only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6872—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor using complementary field-effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/001—Arrangements for reducing power consumption in bipolar transistor circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0013—Arrangements for reducing power consumption in field effect transistor circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008—Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0016—Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/173—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0036—Means reducing energy consumption
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

Um multiplexor de potência inclui: uma primeira derivação incluindo um primeiro transistor acoplado em série a um segundo transistor entre uma primeira fonte de energia e uma saída de energia; uma segunda derivação incluindo um terceiro transistor acoplado em série a um quarto transistor entre uma segunda fonte de energia e a saída de energia; um controlador configurado para seletivamente afirmar e não afirmar um sinal de controle para a primeira derivação e segunda derivação; um primeiro deslocador de nível de tensão acoplado entre o segundo transistor e o controlador; e um segundo deslocador de nível de tensão acoplado entre o terceiro transistor e o controlador.

Description

“MULTIPLEXOR DE POTÊNCIA DIGITAL” REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] O presente pedido reivindica prioridade a e o benefício do pedido de patente não provisório no. 15/647326, depositado em 12 de julho de 2017, que é pelo presente incorporado por referência na íntegra como se totalmente exposto abaixo e para todas as finalidades aplicáveis.
CAMPO TÉCNICO
[0002] O presente pedido se refere, em geral, a multiplexores de potência e, mais especificamente, a multiplexores de potência digital.
ANTECEDENTES
[0003] Um dispositivo de computação convencional (por exemplo, smart phone, computador tablet etc.) pode incluir um sistema em chip (SOC), que tem um processador e outros circuitos operacionais. O SOC pode receber sua energia de uma bateria e desse modo designs convencionais podem equilibrar o desempenho de SOC e uso de energia para fornecer uma experiência desejável para o usuário enquanto exige tão pouca carga de bateria quanto praticável.
[0004] Alguns designs de SOC convencionais incluem múltiplos domínios de potência recebendo energia de uma ou mais fontes de energia. A multiplexação de energia pode ser usada em alguns sistemas convencionais para reduzir o consumo de energia durante operação normal de um dispositivo de computação. Por exemplo, um multiplexor de potência pode incluir um multiplexor que recebe em suas entradas múltiplas (por exemplo, duas) entradas de energia e tem uma saída de energia, e o multiplexor de potência seleciona entre as entradas de energia. E um design de SOC dado pode incluir uma variedade de multiplexores de potência diferentes para fornecer energia a unidades de processamento diferentes no SOC.
[0005] Um modo no qual alguns sistemas convencionais podem usar multiplexação de energia para poupar energia é habilitar um colapso de energia de algumas partes de um núcleo de processamento (usando um primeiro multiplexor de potência e um primeiro domínio de energia) enquanto fornece energia a partes do núcleo de processamento que armazenam valores de estado (usando um segundo multiplexor de potência e um segundo domínio de energia). Tanto o primeiro como o segundo multiplexores de energia podem selecionar entre o primeiro e o segundo domínios de energia. Outro modo no qual alguns sistemas convencionais podem usar multiplexação de energia é comutar de uma primeira fonte de energia para uma segunda fonte de energia para ligar uma memória de unidade de processamento central (CPU) e então ajustar a segunda fonte de energia para Overdrive a memória de CPU. Essa técnica pode poupar energia por permitir que o SOC seletivamente eleve uma tensão em alguns componentes enquanto não eleva a tensão em outros componentes.
[0006] Desse modo, um multiplexor de potência (ou mux de energia) pode ser usado para comutar núcleos entre duas ou mais fontes de energia, dependendo do modo operacional. Um multiplexor de potência convencional pode incluir um design de sinal misturado, empregando componentes analógicos (por exemplo, um comparador VDD)
para detectar a mais alta de duas fontes e um gerador de tensão analógico que gera a mais alta das duas (ou múltiplas) tensões que estão sendo comutadas para um fornecimento interno. O conjunto de circuitos analógicos, como o comparador e gerador de tensão, pode ser complexo e usar uma quantidade indesejavelmente grande de espaço de circuito. Por conseguinte, há necessidade na técnica por designs de multiplexor de potência que omitem comparadores analógicos e geradores de tensão.
[0007] Tais multiplexores de potência convencionais podem usar comutadores principais tendo um único transistor cada. O multiplexor de potência convencional pode operar sob a assunção de que somente um lado está ativo em qualquer momento dado, permitindo a comutação entre domínios de potência. Entretanto, se um transistor usado em um dos comutadores principais não for totalmente desligado, pode permitir vazamento entre os domínios de potência, o que pode ser indesejável. Por conseguinte, há necessidade na técnica por um multiplexor de potência mais confiável.
SUMÁRIO
[0008] Várias modalidades fornecem um multiplexor de potência digital tendo pelo menos uma primeira derivação e uma segunda derivação, cada da primeira e segunda derivações incluindo dois ou mais transistores. Pelo menos dois dos transistores em uma dada derivação são controlados por tensões diferentes para desligar os transistores em uma derivação que é destinada estar desligada. Por conseguinte, várias modalidades podem reduzir ou eliminar a possibilidade de vazamento indesejável de um domínio de potência para outro. Além disso, várias modalidades podem usar componentes digitais no lugar de alguns componentes analógicos, desse modo reduzindo a complexidade e espaço de circuito.
[0009] De acordo com uma modalidade, um multiplexor de potência inclui: uma primeira derivação incluindo um primeiro transistor acoplado em série com um segundo transistor entre uma primeira fonte de energia e uma saída de energia; uma segunda derivação incluindo um terceiro transistor acoplado em série a um quarto transistor entre uma segunda fonte de energia e a saída de energia; um controlador configurado para seletivamente afirmar e negar um sinal de controle para a primeira derivação e segunda derivação; um primeiro deslocador de nível de tensão acoplado entre o segundo transistor e o controlador; e um segundo deslocador de nível de tensão acoplado entre o terceiro transistor e o controlador.
[00010] De acordo com outra modalidade, um método inclui: afirmar um sinal de controle para uma primeira derivação de um multiplexor de potência, a primeira derivação incluindo um primeiro transistor e um segundo transistor acoplado entre uma primeira fonte de energia e uma saída de energia, em que o sinal de controle é aplicado a uma porta do primeiro transistor e aplicado a um deslocador de nível em uma porta do segundo transistor; negar o sinal de controle para uma segunda derivação do multiplexor de potência, a segunda derivação incluindo um terceiro transistor e um quarto transistor acoplado entre uma segunda fonte de energia e a saída de energia; e conduzir corrente da segunda fonte de energia para a saída de energia após negar o sinal de controle para a segunda derivação.
[00011] De acordo com outra modalidade, um multiplexor de potência digital inclui: meio para conduzir corrente de uma primeira fonte de energia, o meio para conduzir corrente da primeira fonte de energia incluindo um primeiro transistor e um segundo transistor acoplados em série entre a primeira fonte de energia e uma saída de energia; meio para conduzir corrente de uma segunda fonte de energia, o meio para conduzir corrente da segunda fonte de energia incluindo um terceiro transistor e um quarto transistor acoplados em série entre a segunda fonte de energia e a saída de energia; e meio para selecionar a primeira fonte de energia ou a segunda fonte de energia em um dado tempo e não selecionar a outra entre a primeira fonte de energia ou a segunda fonte de energia no tempo dado, o meio para selecionar incluindo saídas de sinal de controle para o primeiro e quarto transistores e saídas de sinal de controle para deslocadores de nível de tensão no segundo e terceiro transistores.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00012] A figura 1 é uma ilustração de um multiplexor de potência de exemplo, de acordo com várias modalidades.
[00013] A figura 2 é uma ilustração de uma arquitetura interna de exemplo do controlador de multiplexor de potência da figura 1, de acordo com uma modalidade.
[00014] A figura 3 é uma ilustração do multiplexor de potência de exemplo da figura 1, ilustrando uma derivação ligada e uma derivação desligada, de acordo com uma modalidade.
[00015] A figura 4 é uma ilustração de uma porção de exemplo de um dispositivo de computação usando mais de duas fontes de energia, múltiplas unidades de processamento e múltiplos multiplexores de potência, de acordo com uma modalidade.
[00016] A figura 5 é uma ilustração de um método de exemplo para multiplexação de potência, de acordo com uma modalidade.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[00017] Várias modalidades fornecidas aqui incluem sistemas e métodos para distribuir energia usando um multiplexor de potência digital. O multiplexor de potência digital inclui pelo menos duas derivações, cada das derivações tendo pelo menos dois transistores em série entre uma fonte de energia respectiva e uma saída de energia. Adicionalmente, um deslocador de nível de tensão pode ser usado em cada derivação em uma porta de pelo menos um dos transistores. Portanto, em cada derivação, há pelo menos um transistor que recebe um sinal de controle em uma primeira tensão e outro transistor que recebe um sinal de controle de nível deslocado. Em outras palavras, dois transistores em cada derivação são controlados por tensões diferentes. Como explicado adicionalmente abaixo, essa arquitetura pode ajudar a assegurar que uma derivação dada é desligada quando a outra fonte de energia está sendo usada para fornecer corrente para a saída de energia.
[00018] Em uma modalidade, um processador de computador inclui diversos chips de circuitos integrados
(por exemplo, um SOC que tem diversos núcleos de processamento, um circuito integrado de gerenciamento de energia (PMIC), e similar). Os chips são dispostos em um dispositivo de computação, como um smart phone. O dispositivo de computação também inclui uma bateria, um painel de circuito impresso abrigando os chips, um display de tela de toque e um alojamento externo, entre outras coisas. Uma fonte de energia, por exemplo, o PMIC, converte a tensão e corrente da bateria em uma tensão e corrente que podem ser usadas pelos outros chips.
[00019] Continuando com o exemplo, o PMIC pode ser acoplado a um primeiro domínio de potência. O processador de computador pode incluir outros domínios de energia também, e esses outros domínios de energia podem ser usados para fornecer energia em tensões diferentes, energia prontamente dobrável e similares. Em todo o processador de computador, pode haver uma variedade de multiplexores de potência, em que cada daqueles multiplexores de potência pode receber energia de dois ou mais domínios de potência e selecionar entre aqueles dois ou mais domínios de potência. Por exemplo, cada núcleo de processamento em um SOC pode ter seu próprio multiplexor de potência de modo que o núcleo possa ser dobrado em energia ou fornecido uma tensão mais alta ou mais baixa em um dado tempo. Na realidade, qualquer componente específico pode receber sua energia através de um multiplexor de potência, desse modo permitindo que domínios de potência sejam selecionados e/ou ajustados como apropriado para um objetivo dado.
[00020] Em um exemplo, um multiplexor de potência específico pode incluir uma primeira derivação para conduzir corrente de uma primeira fonte de energia. A primeira derivação pode incluir um primeiro transistor e um segundo transistor acoplados em série entre a primeira fonte de energia e uma saída de energia. O multiplexor de potência de exemplo também pode incluir uma segunda derivação para conduzir corrente a partir de uma segunda fonte de energia. A segunda derivação pode incluir mais dois transistores – um terceiro transistor e um quarto transistor – acoplados em série entre a segunda fonte de energia e a saída de energia. Nesse exemplo, os transistores incluem transistores de semicondutor de óxido de metal tipo P (PMOS), que podem ser desligados por uma tensão de porta que é mais alta que ou igual a uma fonte ou uma tensão de dreno.
[00021] O multiplexor de potência também pode incluir um controlador de multiplexor de potência para selecionar a primeira fonte de energia ou a segunda fonte de energia em um dado tempo e desmarcar a outra fonte de energia. O controlador de multiplexor de potência tem saídas de sinal de controle para a primeira derivação e segunda derivação, permitindo que o controlador de multiplexor de potência seletivamente afirmar um sinal de controle para uma das derivações e seletivamente negar o sinal de controle para a outra das derivações.
[00022] Continuando com esse exemplo, o controlador de multiplexor de potência pode desligar a primeira derivação, desse modo desmarcar a primeira fonte de energia, por afirmar o sinal de controle para a primeira derivação. Um dos transistores da primeira derivação recebe o sinal de controle em uma primeira tensão (por exemplo, uma tensão associada à primeira fonte de energia) e o outro dos transistores da primeira derivação recebe o sinal de controle afirmado através de um deslocador de nível de tensão que desloca a tensão a partir da primeira tensão para uma segunda tensão (por exemplo, uma tensão associada à segunda fonte de energia). Em um exemplo no qual a segunda tensão é mais alta que a primeira tensão, a aplicação da segunda tensão a uma porta do segundo transistor ajuda a assegurar que o segundo transistor seja desligado, mesmo quando uma fonte ou dreno no segundo transistor pode estar na própria segunda tensão.
[00023] Além disso nesse exemplo, o controlador de multiplexor de potência liga uma ou a outra derivação em um momento específico. Desse modo, o controlador de multiplexor de potência pode ligar a segunda derivação, desse modo selecionando a segunda fonte de energia. O controlador de multiplexor de potência pode ligar a segunda derivação nesse exemplo por negar o sinal de controle para o terceiro e o quarto transistores. Quando a segunda derivação está liada, a segunda fonte de energia conduz corrente para a saída de energia.
[00024] O controlador de multiplexor de potência pode selecionar a primeira fonte de energia por negar o sinal de controle para a primeira derivação e afirmar o sinal de controle para a segunda derivação. Novamente, um dos transistores (por exemplo, o terceiro transistor) da segunda derivação recebe o sinal de controle afirmado através de um deslocador de nível de tensão enquanto o outro dos transistores (por exemplo, o quarto transistor) recebe o sinal de controle afirmado sem deslocamento de nível. A tensão mais alta na porta do terceiro transistor ajuda a assegurar que o terceiro transistor esteja desligado e não permite fluxo de corrente a partir da segunda fonte de energia. Por contraste, negação do sinal de controle para a primeira derivação liga os transistores da primeira derivação, desse modo permitindo que a corrente seja conduzida da primeira fonte de energia para a saída de energia. Desse modo, uma CPU ou outro dispositivo lógico em um chip pode selecionar uma fonte de energia em um dado multiplexor de potência por fazer com que o controlador afirme um sinal de controle para uma derivação do multiplexor de potência enquanto nega o sinal de controle para a outra derivação do multiplexor de potência. Em outra modalidade, lógica para selecionar uma fonte de energia pode ser incorporada no próprio controlador de multiplexor de potência.
[00025] A figura 1 é um diagrama simplificado ilustrando um multiplexor de potência de exemplo 100, de acordo com uma modalidade. O multiplexor de potência de exemplo 100 inclui uma primeira derivação 101 com transistor 111 e transistor 112 acoplado em série entre uma primeira fonte de energia (VDD_AUX) e saída de energia 120. Embora não explicitamente mostrado na figura 1, a saída de energia 120 pode ser acoplada, por exemplo, em circuitos de relógio, núcleos de processamento, componentes de lógica sequencial nos núcleos, e similares.
[00026] O multiplexor de potência de exemplo 100 também inclui uma segunda derivação 102 com transistores 113, 114 acoplados em série entre uma segunda fonte de energia (VDD_DOM) e a saída de energia 120. Além disso nesse exemplo, a primeira fonte de energia VDD_AUX inclui uma fonte de energia “sempre ligada”. Evidentemente, é possível que VDD_AUX possa ser desligado, por exemplo, por remover uma bateria do dispositivo. Não obstante, VDD_AUX pode incluir um domínio de potência que é distribuído para uma variedade de dispositivos diferentes (não mostrados aqui) que usam o domínio de potência para um nível de tensão compatível e acesso confiável àquela tensão durante operação normal do dispositivo. Em várias modalidades, VDD_AUX pode fornecer uma tensão que varia por quantidades relativamente pequenas para responder por temperatura de operação, envelhecimento de transistores, e outros fenômenos. O controlador de multiplexor de potência 130 é ligado por VDD_AUX para tirar proveito da tensão compatível e confiável.
[00027] VDD_DOM nesse exemplo é outra fonte de energia e pode incluir ainda outra fonte de energia “sempre ligada” ou pode incluir outro tipo de fonte de energia que pode ser esperada ser ligada ou desligada em vários momentos ou pode ser associada a uma tensão que pode variar relativamente substancialmente, por exemplo, para economia de energia ou overdriving. O multiplexor de potência 100 permite seleção entre VDD_AUX e VDD_DOM de modo que uma ou a outra daquelas fontes de energia conduz corrente para a saída de energia 120.
[00028] O multiplexor de potência de exemplo 100 também inclui controlador de multiplexor de potência 130, que pode afirmar e negar sinais de controle En_1 e En_2. Além disso nesse exemplo, os sinais de controle En_1 e En_2 têm um nível de tensão correspondendo àquele de VDD_AUX, pelo menos quando afirmado. Olhando a primeira derivação 101, o deslocador de nível de tensão 132 é acoplado entre a porta do transistor 112 e o controlador de multiplexor de potência 130. Similarmente, o deslocador de nível 134 é acoplado entre a porta de transistor 113 e controlador 130. Quando o sinal de controle En_1 é afirmado, tem um nível de tensão correspondendo a VDD_AUX, de modo que o nível de tensão de VDD_AUX seja aplicado à porta do transistor 111. O deslocador de nível de tensão 132 desloca um nível de tensão de En_1 para um nível de tensão correspondendo àquele de VDD_DOM, desse modo aplicando o nível de tensão de VDD_DOM à porta de transistor 112. Quando o sinal de controle En_1 é afirmado, isso desliga a primeira derivação 101. A primeira derivação 101 pode ser ligada por negar o sinal de controle En_1, desse modo aplicando 0 V ou outra tensão baixa apropriada às portas de transistores 111, 112.
[00029] Quando o sinal de controle En_2 é afirmado, um nível de tensão correspondendo àquele de VDD_AUX é aplicado à porta do transistor 114. O deslocador de nível 134 desloca a tensão de En_2 para aquela de VDD_DOM, desse modo aplicando o nível de tensão de VDD_DOM à porta do transistor 113. Quando o sinal de controle En_2 é afirmado, isso desliga a segunda derivação 102. Negar o sinal de controle En_2 liga a derivação 102 por aplicar uma tensão baixa, como 0 V, nas portas de transistores 113,
114. Evidentemente, nesse exemplo específico em qualquer momento dado um dos sinais de controle En_1 ou En_2 seria afirmado e o outro seria negado. Por exemplo, se En_1 for negado, então En_2 seria afirmado (e vice-versa) para evitar um cenário onde as duas derivações 101, 102 estão ligadas ao mesmo tempo. Algumas modalidades podem incluir também desligar as duas derivações 101, 102 ao mesmo tempo para desligar componentes à jusante.
[00030] O controlador de multiplexor de potência 130 pode ser implementado usando qualquer técnica apropriada. Por exemplo, o controlador de multiplexor de potência 130 pode incluir um processador de computador que opera uma máquina de estado de acordo com hardware, software ou combinação dos mesmos. Similarmente, o controlador de multiplexor de potência 130 pode ser implementado usando uma combinação de portas lógicas digitais. Uma combinação de exemplo de portas lógicas digitais é mostrada na figura 2, de acordo com uma modalidade. No exemplo da figura 2, duas portas lógicas AND 202, 204 são combinadas como mostrado para transmitir En_1 ou En_2, dependendo de qual derivação é selecionada. Por exemplo, se o sinal Select1 corresponder à En_1, e se o sinal Select2 corresponder a En_2, então afirmando um ou o outro de Select1 ou Select 2 afirmará En_1 ou En_2 respectivamente, com o outro sendo negado. Em alguns exemplos, os sinais Select1 e Select2 podem ser fornecidos por uma CPU ou outro componente que opera um algoritmo de gerenciamento de energia.
[00031] Várias modalidades podem escalonar o multiplexor de potência 100 como apropriado. Por exemplo, embora cada derivação 101, 102 mostrada tendo transistores cada, outras modalidades podem incluir três ou mais transistores em cada derivação. Similarmente, cada derivação na figura 1 é associada a uma fonte de energia específica, de modo que o multiplexor de potência 100 como mostrado na figura 1 selecione entre duas opções de fonte de energia. Entretanto, outras modalidades podem incluir mais de duas derivações para ser capaz de selecionar entre três ou mais fontes de energia. Por exemplo, o número de sinais de controle pode ser aumentado de modo que cada derivação possa ser ligada ou desligada individualmente para permitir que uma fonte de energia selecionada conduza corrente para a saída de energia enquanto derivações nas outras fontes de energia são desligadas.
[00032] A figura 3 é uma ilustração de um caso de uso de multiplexor de potência de exemplo 100, de acordo com uma modalidade. Embora o controlador de multiplexor 130 não seja mostrado na figura 3, é entendido que os sinais de controle En_1, En_2 são fornecidos pelo controlador de multiplexor 130. Além disso, embora a descrição da figura 3 use valores de tensão específicos, é entendido que várias modalidades podem usar os valores de tensão apropriados e que o escopo de modalidades não é limitado a nenhum conjunto específico de valores de tensão.
[00033] Continuando com o exemplo, VDD_AUX tem um valor de 0.75 V, ao passo que VDD_DOM tem um valor de
0.95 V. Por conseguinte, o controlador de multiplexor de potência 130 (não mostrado) pode ser ligado por 0.75 V, e os sinais de controle En_1, En_2 podem ter um nível de tensão de 0.75 V quando afirmado e 0 V quando negado.
[00034] O exemplo da figura 3 assume que a primeira derivação 101 é desligada e que a segunda derivação 102 é ligada, desse modo selecionando a fonte de energia VDD_DOM para conduzir corrente para a saída de energia 120. Uma vez que a primeira derivação 101 é desligada, VDD_AUX é não selecionado.
[00035] Quando o sinal de controle En_1 é afirmado, isso aplica 0.75 V à porta do transistor 111. O deslocador de nível 132 desloca o valor de tensão do sinal de controle En_1 para um valor associado a um nível de tensão de VDD_DOM (0.95 V). Por conseguinte, 0.95 V é aplicado à porta do transistor 112. Observe que a fonte ou dreno do transistor 112 está em 0.95 V também, e desse modo o transistor 112 é desligado porque sua porta está em uma tensão que é mais alta que ou igual a sua tensão de dreno/fonte. Na realidade, como a porta do transistor 112 é retida em uma tensão igual a ou mais alta que VDD_DOM isso elimina ou minimiza qualquer fluxo de corrente através do transistor 112 quando a derivação 101 é desligada e a derivação 102 é ligada. Em modalidades nas quais um valor de VDD_DOM pode variar, os deslocadores de nível 132, 134 podem transmitir uma tensão associada a um valor esperado mais alto de VDD_DOM para assegurar que o transistor 112 (ou transistor 113) seja desligado quando apropriado. O transistor 111 também é desligado porque a porta está em uma tensão que é mais alta que ou igual á tensão em sua fonte ou dreno (0.75 V).
[00036] Olhando a derivação 102, o sinal de controle En_2 é negado e nesse exemplo está em 0 V, o que faz com que 0 V seja aplicado às portas de ambos os transistores 113, 114. Isso liga a derivação 102 e cria um percurso de corrente da fonte de energia VDD_DOM para a saída de energia 120.
[00037] Similarmente, a derivação 101 pode ser ligada e a derivação 102 pode ser desligada por negar o sinal de controle En_1 e afirmar o sinal de controle En_2. Embora não mostrado na figura 3, tal ação resultaria em 0 V sendo aplicado nas portas de transistores 111, 112, desse modo ligando a derivação 101. Tal ação também resultaria em
0.95 V sendo aplicado à porta do transistor 113 e 0.75 V sendo aplicado na porta do transistor 114. Uma vez que o transistor 113 teria sua porta em uma tensão mais alta que ou igual àquela de sua fonte (0.95 V), o transistor 113 seria desligado e eliminaria ou minimizaria qualquer fluxo de corrente através do transistor 113. O transistor 114 também seria desligado porque sua porta seria retida em
0.75 V, que é mais alto que ou igual à tensão em sua fonte ou dreno.
[00038] A figura 4 é uma ilustração do sistema de exemplo 400, adaptado de acordo com uma modalidade. Como observado acima, vários sistemas de computação podem incluir uma variedade de unidades de processamento. Desse modo, a figura 4 inclui duas unidades de processamento – unidade de processamento central (CPU) 402 e unidade de processamento gráfico (GPU) 404. O exemplo da figura 4 ilustra uma porção de um sistema de computação, como um SOC ou outro sistema de computação de múltiplos componentes que pode ser implementado em qualquer de uma variedade de dispositivos, como um smart phone, computador tablet, computador laptop e similar.
[00039] A figura 4 inclui multiplexor de potência 410, que é acoplado à CPU 402, e o multiplexor de potência 420, que é acoplado a GPU 404. Os multiplexores de potência 410, 420 são controlados pelo controlador de multiplexor de potência 430, que transmite sinais de controle En_1- En_4 como apropriado para selecionar uma fonte de energia dada em uma dada unidade de processamento. Em contraste com a ilustração da figura 1, e que um controlador de multiplexor de potência única é associado a um multiplexor de potência única, a modalidade da figura 4 ilustra que a funcionalidade de controle de um controlador de multiplexor de potência pode ser usado para controlar uma variedade de multiplexores de potência por todo um sistema. Por exemplo, o controlador de multiplexor de potência 430 pode selecionar a fonte de energia 412 ou a fonte de energia 414 por afirmar um dos sinais de controle En_1 ou En_2 e negar o outro sinal de controle. Isso pode fazer com que o multiplexor de potência 410 conduza corrente de uma das fontes de energia 412, 414 para a CPU 402 e desligue uma derivação associada à outra das fontes de energia.
[00040] Similarmente, o controlador de multiplexor de potência 430 pode selecionar uma fonte de energia 412 ou 422 por afirmar um dos sinais de controle En_3 ou En_4 e negar o outro dos sinais de controle. Isso pode fazer com que o multiplexor de potência 420 conduza corrente de uma das fontes de energia 412, 422 para a GPU 404 e desligue uma derivação associada à outra das fontes de energia. O controlador de multiplexor de potência 430 nesse exemplo é controlado pela CPU 402 através do sinal Selecionar, que faz com que o controlador de multiplexor de potência 430 afirme ou negue qualquer dos sinais de controle En_X como apropriado. Evidentemente, o escopo de modalidades não é limitado a esse regime de controle específico, visto que o controlador de multiplexor de potência 430 pode ser controlado por qualquer lógica apropriada adequada a uma aplicação específica.
[00041] Cada dos multiplexores de potência 420, 420 no exemplo da figura 4 pode ser implementado de acordo com uma arquitetura ilustrada acima com relação ás figuras 1-3. Especificamente, cada dos multiplexores de potência 410,420 pode incluir duas derivações – uma para cada de suas fontes de energia respectivas – e cada das derivações tendo pelo menos dois transistores. Cada derivação pode ter um transistor controlado por uma tensão de um deslocador de nível e outro transistor controlado por tensão do sinal de controle respectivo En_X.
[00042] Continuando com o exemplo, a fonte de energia 412 pode ser uma fonte de energia “sempre ligada” que fornece uma tensão confiável e estável, ao passo que fontes de energia 414, 422 podem ser fontes de energia “sempre ligadas” ou não. Por exemplo, uma modalidade pode implementar a fonte de energia 412 usando um PMIC que alimenta um domínio de energia amplamente usado, como ilustrado pela fonte de energia 412 fornecendo energia no multiplexor 410, multiplexor 420 e controlador de multiplexor de potência 430. Os exemplos de fontes de energia 414 e 422 podem incluir fontes de energia no modo comutado (SMPSs) associadas a domínios de potência locais menos amplamente usados. Além disso nesse exemplo, a fonte de energia 412 é associada a uma corrente mais alta do que são as fontes de energia 414, 422 porque a fonte de energia 412 pode ser usada para ligar ambas as unidades de processamento 402, 404 durante operações normais.
[00043] Considere um caso de uso de exemplo no qual se deseja ajustar uma tensão da CPU 402. Por exemplo, pode ser desejável aumentar a tensão na CPU 402 para aumentar a frequência de operação, ou pode ser desejável reduzir a tensão na CPU 402 para poupar energia. Em qualquer evento, tais alterações de tensão podem ser facilitadas pela fonte de energia 414 (local para a CPU 402) para deixar a GPU 404 não afetada. Em tal exemplo, a CPU 402 pode usar o sinal Selecionar para fazer com que o controlador de multiplexor de potência 430 afirme ou negue o apropriado de En_1 ou En_2 para fazer com que o multiplexor de potência 410 conduz a corrente da fonte de energia 414 e desligue a derivação associada á fonte de energia 412. Quando a CPU 402 recebe sua energia a partir da fonte de energia 414, outros processos podem reduzir ou aumentar a tensão da fonte de energia 414 de acordo.
[00044] Em alguns casos, alterações de tensão e frequência são determinadas por um kernel de sistema operacional que é executado pela CPU 402, embora o escopo de modalidades possa incluir qualquer funcionalidade para fornecer alterações de tensão e frequência. Após o kernel de sistema operacional determinar alterar a frequência e tensão da CPU 402 de volta para uma tensão e frequência normais, a CPU 402 pode então usar o sinal Selecionar para fazer com que o controlador de multiplexor de potência 430 afirme ou negue En_1 ou En_2 como apropriado de modo que o multiplexor de potência 410 conduz corrente da fonte de energia 412 ao invés da fonte de energia 414.
[00045] Uma operação similar pode ser executada na GPU 404 com relação ao multiplexor de potência 420. Em outras palavras, assumindo que a fonte de energia 412 é uma fonte de energia “sempre ligada”, então alterações de tensão podem ser realizadas pelo controlador de multiplexor de potência 430 fazendo com que o multiplexor de potência 420 comute para a fonte de energia 422 e eleve ou diminua a tensão na fonte de energia 422 de acordo. O controlador de multiplexor de potência 430 pode em um momento posterior fazer com que o multiplexor de potência 420 mude de volta para conduzir corrente da fonte de energia 412 para a GPU
404.
[00046] A modalidade da figura 4 mostra a CPU 402 e a GPU 404, embora o escopo de modalidades não seja limitado a qualquer número de unidades de processamento nem a qualquer número de componentes que podem ser individualmente controlados por tensão por um multiplexor de potência. Ao invés, os princípios descritos com relação ás figuras 1-4 podem ser escalonados para incluir qualquer número de controladores de multiplexor de potência, qualquer número de multiplexores de potência, fontes de energia e unidades de processamento. Além disso, embora os multiplexores de potência 410, 420 sejam mostrados como correspondendo a unidades de processamento individuais, o escopo de modalidades não é limitado a um nível de abstração em unidades de processamento. Ao invés, qualquer componente de consumo de energia, para o qual possa ser desejável selecionar um domínio de potência para aquele componente individual, pode ser associado a um multiplexor de potência. E qualquer número de multiplexores de potência pode ser usado em um sistema de computação para fornecer energia tanto confiável quando flexível a qualquer componente como apropriado.
[00047] Várias modalidades podem incluir uma ou mais vantagens em relação a sistemas convencionais. Por exemplo, alguns multiplexores de potência convencionais podem usar derivações que podem ser ligadas ou desligadas, em que essas derivações têm somente um único transistor cada. Entretanto, tais multiplexores de potência convencionais podem falhar em desligar um transistor totalmente, desse modo permitindo que corrente vaze de uma fonte de energia quando é pretendido que outra fonte de energia seja selecionada. Por contraste, várias modalidades descritas aqui usam múltiplos transistores em cada derivação, em que os transistores em cada derivação podem ser controlados por tensões diferentes, desse modo empregando uma tensão mais alta para desligar um transistor quando uma fonte/dreno daquele transistor pode ser exposto a uma tensão mais alta. Portanto, tais modalidades podem reduzir ou eliminar corrente através de transistores que são pretendidos estar desligados.
[00048] Adicionalmente, várias modalidades podem omitir comparadores analógicos e geradores de tensão, ao invés de usar a lógica dos múltiplos transistores em cada derivação e os deslocadores de nível de tensão para ligar ou desligar uma dada derivação em resposta a afirmação ou negação do sinal de controle. Por conseguinte, tais modalidades podem ser menos complicadas do que alguns multiplexores de potência convencionais e usam menos espaço de circuito.
[00049] Um diagrama de fluxo de um método de exemplo 500 de multiplexação entre múltiplas fontes de energia é ilustrado na figura 5. Em um exemplo, o método 500 é executado por uma unidade de gerenciamento de energia, que pode incluir funcionalidade de hardware e/ou software em um processador (por exemplo, CPU) do dispositivo de computação. Em alguns exemplos, uma unidade de gerenciamento de energia inclui conjunto de circuitos de processamento que executa instruções legíveis por computador para comutar entre múltiplas fontes de energia de acordo com um algoritmo específico. Em algumas modalidades, a unidade de gerenciamento de energia pode incluir funcionalidade fornecida por um kernel de sistema operacional ou outro serviço em uma GPU, CPU ou outra unidade de processamento. A funcionalidade faz com que a GPU, CPU ou outra unidade de processamento envie sinais para um ou mais multiplexores de potência para controlar esses multiplexores de potência para comutar entre fontes de energia diferentes. Controladores de multiplexor de potência recebem aqueles sinais das unidades de processamento e então afirmam ou negam sinais de controle de acordo.
[00050] Na ação 510, o controlador de multiplexor de potência afirma um sinal de controle para a primeira derivação do multiplexor de potência para desligar a primeira derivação. Um exemplo é mostrado na figura 3, em que a primeira derivação 101 inclui um primeiro transistor PMOS 111 e um segundo transistor PMOS 112 acoplado entre uma primeira fonte de energia VDD_AUX e uma saída de energia 120. Nesse exemplo, o sinal de controle afirmado é aplicado a uma porta do primeiro transistor 111 e a plicado ao deslocador de nível 132 na porta do segundo transistor
112.
[00051] Nesse exemplo, afirmar o sinal de controle faz com que o primeiro transistor e o segundo transistor desliguem. Por exemplo, na ação 510 a porta do primeiro transistor 111 está em uma tensão (0.75 V) que é igual ou mais alto que uma tensão associada à primeira fonte de energia VDD_AUX (0.75 V). Continuando com o exemplo, o deslocador de nível de tensão 132 desloca a tensão do sinal de controle para uma tensão que é associada à segunda fonte de energia VDD_DOM (0.95 V). Por conseguinte, a porta do segundo transistor 112 está em uma tensão que é igual a ou mais alta que uma tensão associada à segunda fonte de energia.
[00052] Na ação 520, o controlador de multiplexor de potência nega o sinal de controle para a segunda derivação do multiplexor de potência. A ação 520 faz com que a segunda derivação ligue.
[00053] Um exemplo é mostrado na figura 3, em que negar o sinal de controle inclui aplicar um nível de tensão mais baixa (por exemplo, 0 V) às portas do terceiro e do quarto transistores PMOS 113, 114. No presente exemplo, o terceiro e quarto transistores 113, 114 ligam quando suas portas estão em uma tensão mais baixa do que suas fontes ou seus drenos.
[00054] Na ação 530, o multiplexor de potência conduz corrente da segunda fonte de energia para a saída de energia. No exemplo da figura 3, a segunda derivação 102 conduz corrente da segunda fonte de energia VDD_DOM para a saída de energia 120 quando a segunda derivação 102 é ligada.
[00055] O escopo de modalidades não é limitado ao método específico mostrado na figura 5. Outras modalidades podem adicionar, omitir, reorganizar ou modificar uma ou mais ações. Por exemplo, o método 500 pode incluir ainda desligar a segunda derivação e ligar a primeira derivação, desse modo conduzindo corrente da primeira fonte de energia para a saída de energia. Tal exemplo a partir da figura 3 pode incluir afirmar o sinal de controle na segunda derivação (En_2) de modo que uma tensão de nível deslocado é aplicada à porta do terceiro transistor 113 e a tensão do sinal de controle é aplicada à porta do quarto transistor 114. Isso desliga os transistores 113, 114 e para a corrente de ser conduzida da segunda fonte de energia VDD_DOM para a saída de energia
120.
[00056] Com a segunda derivação 102 estando desligada, a primeira derivação 101 pode então ser ligada. Para ligar a primeira derivação 101, o controlador de multiplexor de potência pode negar o sinal de habilitar (En_2), desse modo fazendo com que uma tensão mais baixa como 0 V seja aplicada ao primeiro e ao segundo transistores 111, 112. A tensão mais baixa nas portas dos transistores 111, 112 liga os transistores 111, 112 de modo que corrente seja conduzida da primeira fonte de energia VDD_AUX para a saída de energia 120. Nesse exemplo, uma derivação é liada e a outra derivação é desligada a qualquer momento dado para evitar que ambas as derivações sejam ligadas ao mesmo tempo e permitindo que corrente vaze de uma fonte de energia para a outra.
[00057] Várias modalidades podem incluir comutar entre a primeira e a segunda fontes de energia repetidamente durante operação normal do dispositivo de computação. Além disso, como observado acima, outras modalidades podem incluir mais de duas fontes de energia para um dado multiplexor de potência, e em tal exemplo o método 500 pode incluir desligar cada das derivações do multiplexor de potência exceto por uma derivação associada a uma fonte de energia selecionada. Evidentemente, fontes de energia diferentes podem ser selecionadas durante o curso de um intervalo de tempo por ligar uma derivação associada a uma fonte de energia selecionada dada ao desligar as outras derivações. Adicionalmente, várias modalidades podem incluir múltiplos multiplexores de potência distribuídos entre uma variedade de componentes diferentes, em que cada desses multiplexores de potência diferentes pode conduzir corrente de uma fonte de energia ou outra fonte de energia de acordo com o método 500.
[00058] Deve ser também observado que o método 500 pode ser associado a outras ações, como diminuir ou elevar um nível de tensão de uma fonte de energia específica e diminuir ou elevar uma frequência de operação do dispositivo de computação. Por exemplo, ações 510-530 descrevem a seleção da segunda fonte de energia, e em uma modalidade na qual a segunda fonte de energia é uma fonte de energia mais flexível ou local, o método 500 pode incluir ainda elevar ou diminuir um nível de tensão associado àquela fonte de energia para poupar energia ou ooverdrive o dispositivo de computação. Evidentemente, o método 500 pode incluir ainda comutar de volta para uma fonte de energia diferente, como uma fonte de energia sempre ligada, após a operação de overdriving ou economia de energia ser feita.
[00059] Como aqueles com algum conhecimento na técnica reconhecerão e dependendo da aplicação específica em mão, muitas modificações, substituições e variações podem ser feitas em e para os materiais, aparelho, configurações e métodos de uso dos dispositivos da presente revelação sem se afastar do espírito e escopo da mesma. À luz disso, o escopo da presente revelação não deve ser limitado àquele das modalidades específicas ilustradas e descritas na presente invenção, visto que são meramente como alguns exemplos da mesma, porém ao invés, deve ser totalmente comensurável com aquele das reivindicações apensas a seguir e seus equivalentes funcionais.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES
1. Multiplexor de potência, compreendendo: Uma primeira derivação incluindo um primeiro transistor acoplado em série a um segundo transistor entre uma primeira fonte de energia e uma saída de energia; Uma segunda derivação incluindo um terceiro transistor acoplado em série a um quarto transistor entre uma segunda fonte de energia e a saída de energia; Um controlador configurado para seletivamente afirmar e não afirmar um sinal de controle para a primeira derivação e a segunda derivação; Um primeiro deslocador de nível de tensão entre o segundo transistor e o controlador; e Um segundo deslocador de nível de tensão entre o terceiro transistor e o controlador.
2. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro transistor, segundo transistor, terceiro transistor e quarto transistor compreendem, individualmente um transistor de semicondutor de óxido de metal do tipo P (PMOS) respectivo.
3. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que a primeira fonte de energia é operável para transmitir um primeiro nível de tensão e em que a segunda fonte de energia é operável para transmitir um segundo nível de tensão e em que o segundo nível de tensão é mais alto que o primeiro nível de tensão.
4. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro transistor é configurado para receber o sinal de controle a partir do controlador em um nível de tensão da primeira fonte de energia e em que o primeiro deslocador de nível de tensão é configurado para aumentar uma tensão do sinal de controle a um nível de tensão associado à segunda fonte de energia.
5. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o quarto transistor é configurado para receber o sinal de controle a partir do controlador em um nível de tensão da primeira fonte de energia e em que o segundo deslocador de nível de tensão é configurado para aumentar uma tensão do sinal de controle a um nível de tensão associado à segunda fonte de energia.
6. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o controlador é configurado para desligar o primeiro transistor e o segundo transistor por afirmar o sinal de controle para a primeira derivação e configurado para desligar o terceiro transistor e quarto transistor por negar o sinal de controle para a segunda derivação.
7. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo ainda: Uma unidade de processamento acoplada à saída de energia e configurada para receber energia do multiplexor de energia, em que a unidade de processamento é configurada para fornecer um segundo sinal de controle para o controlador, adicionalmente em que o controlador é configurado para ligar a primeira derivação ou a segunda derivação em resposta ao segundo sinal de controle.
8. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o multiplexor de energia é implementado em um sistema em chip (SOC0 e é configurado para transmitir uma primeira tensão associada à primeira fonte de energia ou uma segunda tensão associada à segunda fonte de energia para uma unidade de processamento no SOC.
9. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 1, em que o controlador é configurado para receber energia da primeira fonte de energia e em que o sinal de controle está em um nível de tensão da primeira fonte de energia.
10. Multiplexor de potência, de acordo com a reivindicação 9, em que a primeira fonte de energia compreende uma fonte de energia sempre ligada.
11. Método, compreendendo: Afirmar um sinal de controle em uma primeira derivação de um multiplexor de potência, a primeira derivação incluindo um primeiro transistor e um segundo transistor acoplados entre uma primeira fonte de energia e uma saída de energia, em que o sinal de controle é aplicado a uma porta do primeiro transistor e aplicado a um deslocador de nível em uma porta do segundo transistor; negar o sinal de controle para uma segunda derivação do multiplexor de energia, a segunda derivação incluindo um terceiro transistor e um quarto transistor acoplados entre uma segunda fonte de energia e a saída de energia; e Conduzir corrente da segunda fonte de energia para a saída de energia após negar o sinal de controle para a segunda derivação.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que afirmar o sinal de controle faz com que o primeiro transistor e o segundo transistor desliguem.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12,
compreendendo ainda: Aplicar uma tensão de nível deslocado na porta do segundo transistor pelo deslocador de nível.
14. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que negar o sinal de controle faz com que o terceiro transistor e quarto transistor liguem, desse modo criando um percurso de corrente da segunda fonte de energia para a saída de energia.
15. Método, de acordo com a reivindicação 11, compreendendo ainda: Deslocar uma tensão do sinal de controle para uma tensão associada à segunda fonte de energia pelo deslocador de nível; e Aplicar a tensão associada a segunda fonte de energia à porta do segundo transistor.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, em que a porta do primeiro transistor está em uma tensão que é igual a ou mais alta que uma tensão associada à primeira fonte de energia; em que a porta do segundo transistor está em uma tensão que é igual a ou mais alta que uma tensão associada à segunda fonte de energia; e em que o primeiro transistor e o segundo transistor estão desligados.
15. Multiplexor de potência digital compreendendo: Meio para conduzir corrente de uma primeira fonte de energia, o meio para conduzir corrente da primeira fonte de energia incluindo um primeiro transistor e um segundo transistor acoplados em série entre a primeira fonte de energia e uma saída de energia; Meio para conduzir corrente de uma segunda fonte de energia, o meio para conduzir corrente da segunda fonte de energia incluindo um terceiro transistor e um quarto transistor acoplados em série entre a segunda fonte de energia e a saída de energia; e Meio para selecionar a primeira fonte de energia ou a segunda fonte de energia em um dado tempo e não selecionar a outra da primeira fonte de energia ou a segunda fonte de energia no dado tempo, o meio para selecionar incluindo saídas de sinal de controle para o primeiro e quarto transistores e saídas de sinal de controle para deslocadores de nível de tensão nos segundo e terceiro transistores.
18. Multiplexor de potência digital, de acordo com a reivindicação 17, em que o primeiro transistor, segundo transistor, terceiro transistor e quarto transistor compreendem transistores de semicondutor de óxido de metal do tipo P (PMOS) respectivos.
19. Multiplexor de potência digital, de acordo com a reivindicação 17, em que o meio para seleção compreende meio para gerar um sinal de controle tendo uma tensão correspondendo a uma tensão da primeira fonte de energia.
20. Multiplexor de potência digital, de acordo com a reivindicação 17, em que os deslocadores de nível de tensão são configurados para deslocar um nível de tensão associado a um sinal de controle do meio para selecionar para um nível de tensão associado à segunda fonte de energia.
21. Multiplexor de potência digital, de acordo com a reivindicação 17, em que o meio para seleção é configurado para receber energia da primeira fonte de energia.
22. Multiplexor de potência digital, de acordo com a reivindicação 21, em que a primeira fonte de energia compreende uma fonte de energia sempre ligada.
BR112020000216-0A 2017-07-12 2018-06-15 multiplexor de potência digital BR112020000216A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/647,326 2017-07-12
US15/647,326 US10103626B1 (en) 2017-07-12 2017-07-12 Digital power multiplexor
PCT/US2018/037778 WO2019013925A1 (en) 2017-07-12 2018-06-15 DIGITAL POWER MULTIPLEXER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112020000216A2 true BR112020000216A2 (pt) 2020-07-07

Family

ID=62875287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020000216-0A BR112020000216A2 (pt) 2017-07-12 2018-06-15 multiplexor de potência digital

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10103626B1 (pt)
EP (1) EP3652611B1 (pt)
KR (1) KR102124883B1 (pt)
CN (1) CN110869876B (pt)
BR (1) BR112020000216A2 (pt)
SG (1) SG11201911562QA (pt)
WO (1) WO2019013925A1 (pt)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200293089A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-17 ACCO Brands Corporation Dock for a portable electronic device with an alternative power source
US10924112B2 (en) * 2019-04-11 2021-02-16 Ememory Technology Inc. Bandgap reference circuit
WO2022026489A1 (en) 2020-07-31 2022-02-03 Qualcomm Incorporated Systems and methods for adaptive power multiplexing
US11237580B1 (en) * 2020-09-09 2022-02-01 Qualcomm Incorporated Systems and methods providing leakage reduction for power gated domains
US11799480B1 (en) * 2021-12-03 2023-10-24 Synopsys, Inc. Scalable supply multiplexer circuit

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002215089A (ja) * 2001-01-19 2002-07-31 Fujitsu Hitachi Plasma Display Ltd 平面表示装置の駆動装置および駆動方法
US7005911B1 (en) 2003-04-04 2006-02-28 Xilinx, Inc. Power multiplexer and switch with adjustable well bias for gate breakdown and well protection
US6894472B2 (en) * 2003-08-20 2005-05-17 Broadcom Corporation Low leakage CMOS power mux
US7215043B2 (en) * 2003-12-30 2007-05-08 Ememory Technology Inc. Power supply voltage switch circuit
JP2008067369A (ja) * 2006-08-11 2008-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 切換装置
US7759823B2 (en) * 2006-08-11 2010-07-20 Panasonic Corporation Switching device
US8264801B2 (en) * 2007-11-30 2012-09-11 Nxp B.V. Arrangement and approach for coupling power supplies using controlled switching techniques
JP2009141640A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Seiko Instruments Inc 電源切換回路
US9450580B2 (en) 2013-06-05 2016-09-20 Via Technologies, Inc. Digital power gating with programmable control parameter
US9804650B2 (en) 2014-09-04 2017-10-31 Qualcomm Incorporated Supply voltage node coupling using a switch
KR102237574B1 (ko) * 2015-04-29 2021-04-07 삼성전자주식회사 시스템-온-칩 및 이를 포함하는 전자 장치
US9654101B2 (en) 2015-07-30 2017-05-16 Qualcomm Incorporated Integrated circuit power rail multiplexing
US10355477B2 (en) * 2015-10-30 2019-07-16 Silicon Laboratories Inc. Digital signal transfer between multiple voltage domains

Also Published As

Publication number Publication date
EP3652611A1 (en) 2020-05-20
SG11201911562QA (en) 2020-01-30
WO2019013925A1 (en) 2019-01-17
US10103626B1 (en) 2018-10-16
EP3652611C0 (en) 2023-12-27
CN110869876A (zh) 2020-03-06
KR20200010559A (ko) 2020-01-30
EP3652611B1 (en) 2023-12-27
KR102124883B1 (ko) 2020-06-22
CN110869876B (zh) 2023-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BR112020000216A2 (pt) multiplexor de potência digital
US9979282B2 (en) Charge pump for low power consumption apparatus and associated methods
US11418194B2 (en) Method for multiplexing between power supply signals for voltage limited circuits
US9323272B2 (en) Integrated circuit with internal and external voltage regulators
JP6026191B2 (ja) 電力制御回路、それを含む半導体装置及び該電力制御回路の動作方法
TWI676887B (zh) 伴隨活躍的負載的功率多工
KR20150016097A (ko) 듀얼 서플라이 메모리
JP2015094945A (ja) ディスプレイパネルをディスプレイ送信エンジンに接続する物理層インターフェースについての電力管理
KR20130040700A (ko) 프로세싱 코어를 위한 전원 게이팅 구성
US10296075B2 (en) Wide voltage range level shifting circuit with isolation function
CN106095037B (zh) 处理设备以及相关控制方法
WO2016058498A1 (en) Novel low cost, low power high performance smp/asmp multiple-processor system
US8762753B2 (en) Power management circuit using two configuration signals to control the power modes of two circuit modules using two crosslinked multiplexers and a level shifter
JP6196380B2 (ja) 回路における電力管理
US10340900B2 (en) Sense amplifier flip-flop with embedded scan logic and level shifting functionality
US20160357210A1 (en) On-chip power-domain supply drooping for low voltage idle/standby management
US9798344B2 (en) Power switch with source-bias mode for on-chip powerdomain supply drooping
US20170155320A1 (en) Voltage regulator
US20230378804A1 (en) Robust Fail-Safe System for Prolonging the Backup Battery Life in Real-Time Low Power MCU Systems
JPH0962649A (ja) 信号入出力回路
BR112019019842B1 (pt) Dispositivo eletrônico, método para multiplexar energia com uma carga ativa e circuito integrado
TWI426378B (zh) 一種功率區域隔離的系統和方法

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]