CN104335135A

CN104335135A - 最大电流节流

Info

Publication number: CN104335135A
Application number: CN201380028048.7A
Authority: CN
Inventors: R.M.马; C.富尔贝尔; S.瑟; J.哈伊希亚; J.A.卡尔松
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2015-02-04
Anticipated expiration: 2033-06-26
Also published as: US20140006833A1; US9274580B2; WO2014004671A1; DE112013003212T5; CN104335135B

Abstract

系统和方法可以提供用于：监视从电压调节器向处理器的非核心区域提供的电流，以及如果电流超过电压调节器的供应能力阈值，则对处理器的非核心区域声明节流信号。在一个示例中，非核心区域的指定电流供应能力大于电压调节器的电流供应能力，并且供应能力阈值小于非核心区域的指定电流供应能力和非核心区域的过电流保护阈值。

Description

最大电流节流

背景技术　　

技术领域

实施例一般地涉及计算平台中的电力管理。更具体地，实施例涉及基于电压调节器电流电平来对非核心处理器区域进行选择性节流。

讨论

随着计算平台变得更小并且重量更轻，可以遇到许多电力管理有关的事。例如，降低平台尺寸的能力可能受到向平台的各种处理器和其他电路提供电力的电压调节器（VR）组件的尺寸的限制。此外，VR组件尺寸可以是VR被预期到所能够供应的指定最大电流量（例如，I_ccmax）的函数。尽管能够将计算平台设计为具有VR，该VR具有小于指定量的电流供应能力，但这样的方式可能增加VR停机或寿命降级的风险。实际上，在传统上在平台的非核心处理器区域中缺乏保护机制的情况下，使对平台的非核心处理器区域供电的VR的尺寸缩小可能是尤其有问题的。

附图说明

通过阅读以下说明书和所附的权利要求并且通过参考以下附图，本发明的实施例的各种优点对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中：

图1是根据实施例的节流方案的示例的框图；

图2是根据实施例的对处理器的非核心区域进行节流的方法的示例的流程图；并且

图3是根据实施例的计算平台的示例的框图。

具体实施方式

实施例可以包括装置，该具有监视从电压调节器提供给处理器的逻辑的电流的电路。如果电流超过与电压调节器相关联的供应能力阈值，则电路也可以对处理器的逻辑声明节流信号。

实施例也可以包括具有指令集合的非暂时性计算机可读存储介质，如果该指令集合由设备来执行，则使设备监视从电压调节器向处理器的逻辑提供的电流。如果指令被执行，则该指令也可以在电流超过与电压调节器相关联的供应能力阈值时，使设备对处理器的逻辑声明节流信号。

其他实施例可以包括计算机实施的方法，其中对从电压调节器向处理器的逻辑提供的电流进行监视。该方法也可以提供用于在电流超过与电压调节器相关联的供应能力阈值时对处理器的逻辑声明节流信号。

另外地，实施例可以包括具有一系统，该系统具有：具有相关联的供应能力阈值的电压调节器，以及具有耦合到电压调节器的逻辑的处理器。该系统也能够包括电路，来监视从电压调节器向处理器的逻辑提供的电流，并且如果电流超过与电压调节器相关联的供应能力阈值，则对处理器的逻辑声明节流信号，其中，逻辑将响应于节流信号而降低逻辑的工作负荷。

现在转向图1，示出了电压调节器10，其中，电压调节器10向诸如处理器14的非核心区域16之类的逻辑提供电源层12（例如，V_cc）。处理器14例如可以是计算平台的中央处理单元（CPU）、输入输出（IO）控制器、存储器控制器、显示器控制器、等等，其中，所图示出的非核心区域16（例如，“无核心”）表示处理器14中的不被用于计算任务的元件。如将更详细地讨论的，可以调整电压调节器10的尺寸以促进在相对小的计算平台（诸如“超级本”计算系统或具有薄的和/或小的形状因数的其他移动设备）中部署电压调节器10。例如，相对低速率的电感器、FET（场效应晶体管）和其他组件可以用于构造电压调节器10。电压调节器10的小尺寸可以导致电压调节器10具有小于为非核心区域16指定的最大电流供应能力20（例如，I_ccmax）的相关联的最大电流供应能力18（例如，I_{ccmax_vr}）。换句话说，在所示出的示例中，可以是非核心区域16的电流要求能力22的函数的指定电流供应能力20超过电压调节器10的电流供应能力18。

为了排除对于由于这样的供应能力失配所引起的停机或寿命降级的任何担忧，所图示出的电压调节器10监视从电压调节器10向非核心区域16提供的电流／电力（例如，低侧和/或高侧FET电流），并且，如果电流超过与电压调节器10相关联的供应能力阈值24，则对非核心区域16声明节流信号26（例如，I_{CCmax_throttle}）。可以极快地完成节流信号26的声明（例如，小于一微秒）。供应能力阈值24可以小于非核心区域16的指定电流供应能力20以及小于电压调节器10的电流供应能力18。供应能力阈值24也可以小于非核心区域16的过电流保护（OCP）阈值（未示出），其中，可以基于非核心区域44的节流响应时间来选择供应能力阈值24和OCP阈值之间的差距。

响应于接收到节流信号26，非核心区域16可以降低其内部工作负荷，这进而能够降低由非核心区域16对电压调节器10作出的电流要求。因此，所图示出的节流信号26使得能够在没有停机或寿命降级风险的情况下将电压调节器10尺寸缩小。可以（例如，经由专用引线）来向非核心区域16直接地提供节流信号26，或者可以经由处理器14向非核心区域16间接地提供节流信号26，这可以进而控制非核心区域16的工作负荷。

图2示出对处理器的非核心区域进行节流的方法28。方法28可以被实施为存储在以下各项中的逻辑指令的集合：机器或计算机可读存储介质，诸如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、固件、闪速存储器、等等；可配置的逻辑，诸如像可编程序逻辑阵列（PLA）、现场可编程门阵列（FPGA）、复杂可编程逻辑器件（CPLD）；使用电路技术的固定功能逻辑硬件，诸如像专用集成电路（ASIC）、互补金属氧化物半导体（CMOS）或晶体管-晶体管逻辑（TTL）；或其任何组合。

所图示出的处理框30提供用于初始化具有向处理器的非核心区域供应电力的电压调节器的系统。初始化过程可以涉及确定和/或设置电压调节器的供应能力阈值（例如，经由访问寄存器、存储器位置，等等）。在一个示例中，供应能力阈值小于非核心区域的指定电流供应能力，其中，非核心区域的指定电流供应能力大于电压调节器的电流供应能力。框30也可以提供用于监视由电压调节器向非核心区域供应的电流和/或电力。如果在框32确定电流超过供应能力阈值，则能够在框34对非核心区域声明节流信号，并且所图示出循环重复。如已经提到的，节流信号可以引起非核心区域的工作负荷降低，这进而可以导致由非核心区域对电压调节器作出的电流要求的降低。

在另一方面，如果没有超过供应能力阈值，则可以在框36做出关于预定时间段（例如，“消除抖动时段”）是否已经期满的确定。消除抖动时段可以用于降低关于供应能力阈值出现的波动和相关联的调整的可能性。如果消除抖动时段已经期满，则所图示出的框38取消声明节流信号并且电流监视继续进行。

现在转向图3，示出了平台40，其中，平台40可以是具有计算功能（例如，个人数字助理／PDA、膝上计算机、智能平板机）、通信功能（例如，无线智能电话）、成像功能、媒体播放功能（例如，智能电视／TV）、或其任何组合（例如，移动因特网设备／MID）的设备的部分。在所图示的示例中，处理器42具有非核心区域44和核心区域46。非核心区域44例如可以包括促进处理器42和系统存储器54之间的通信的集成存储器控制器52，其中，系统存储器54例如能够包括双数据速率（DDR）同步动态随机存取存储器（SDRAM，例如，DDR3 SDRAM JEDEC标准JESD79 - 3C，2008年4月）模块。系统存储器76的模块可以被合并到单列直插存储器模块（SIMM）、双列直插存储器模块（DIMM）、小外形DIMM（SODIMM）等等中。因此，所图示出的非核心区域44不执行计算操作。在另一方面，核心区域46可以具有完全计算功能，具有指令取回单元、指令译码器、级别一(L1)高速缓存、执行单元等等。

在所图示的示例中，非核心区域44从电压调节器（VR）48接收电力并且核心区域46从不同的VR 50接收电力，其中，VR 48、50将从电源56接收到的供应电压转换为由VR 48、50所支持的相应的电路所使用的电压。计算平台40也可以包括输入输出（IO）模块58、网络控制器60、显示器控制器62、固态盘（SSD）64等等，用于支持离平台通信、促进信息存储，并且实现信息的视觉输出。IO模块58、网络控制器60、显示器控制器62，和SSD 64也可以具有从平台VR接收电力的非核心区域。

对非核心区域44供电的VR 48可以具有小于非核心区域44的指定电流供应能力的电流供应能力。因此，所图示出的VR 48具有逻辑66，该逻辑66被配置为基于供应给非核心区域44的电流是否超过VR 48的供应能力阈值来有选择地对非核心区域44声明节流信号。在一个示例中，供应能力阈值被设置为小于非核心区域44的指定电流供应能力的值，以防止在操作期间VR 48中的停机和/或损害。供应能力阈值也可以小于与非核心区域44相关联的过电流保护阈值，以向非核心区域44提供额外保护。

本文中描述的技术可以因此使用针对VR的降低的I_ccmax设计点来实现VR与较小的组件的集成、更低的成本和更高的效率。闭环检测和保护机制能够在具有严格空间要求的平台上实现非核心VR的安全尺寸缩小。

本发明的实施例可适用于与所有类型的半导体集成电路（“IC”）芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于处理器、控制器、芯片组组件、可编程逻辑阵列（PLA）、存储器芯片、网络芯片、片上系统（SoC）、SSD／NAND控制器ASIC，等等。另外，在一些附图中，利用线来表示信号导线。某些可能是不同的以指示更多构成的信号路径，具有号码标记以指示许多构成的信号路径，和/或具有在一端或多端的箭头以指示主要的信息流方向。然而，不应当以限制的方式解释这一点。更确切地，可以与一个或多个示例性实施例结合来使用这样的添加的细节，以促进对电路的更容易的理解。不管是否具有附加信息，任何所表示的信号线可以实际地包括可以在多个方向行进的一个或多个信号，并且可以利用任何适当类型的信号方案来实施，例如，利用差分对所实施的数字或模拟线、光纤线和/或单端线。

虽然可能已经给出示例尺寸／模型／值／范围，但是本发明的实施例并不局限于此。由于制造技术（例如，光刻法）随着时间成熟，人们预期到，能够制造较小尺寸的设备。另外，为图示和讨论的简单，可以或可以不在图内示出至IC芯片和其他组件的众所周知的电力／接地连接，并且以便不使本发明的实施例的某些方面模糊。另外，为了避免模糊本发明的实施例，并且还考虑到关于这种框图布置的实现方式的细节高度依赖于在其中实现实施例的平台(即，这种细节应该合适地落在本领域技术人员的认知范围内)的事实，可按照框图形式示出布置。在阐述特定细节(例如，电路)以便描述本发明的示例实施例的情况下，对于本领域技术人员而言应该显而易见的是，能够在没有这些特定细节的情况下或者在存在这些特定细节的变化的情况下实践本发明的实施例。本描述因此要被视为是说明性的，而非限制性的。

术语“耦合”可在这里用于表示所讨论的组件之间的任何类型的关系(直接关系或间接关系)，并且可应用于电气、机械、流体、光学、电磁、机电或其它连接。另外，术语“第一”、“第二”等在这里仅用于方便讨论，并且不带有特定时间或年代先后意义，除非另外指示。此外，术语“第一”、“第二”等的任何使用不把讨论的实施例限制于列出的组件的数量。

本领域技术人员将会从前面的描述理解，能够以各种形式实现本发明的实施例的广泛技术。因此，尽管本发明的实施例已被结合其特定示例被描述，但本发明的实施例的真实范围不应该限制于此，因为当研究附图、说明书和所附的权利要求时，其它修改将会对于技术专业人员而言变得显而易见。

Claims

1.一种系统，包括：

具有供应能力阈值的电压调节器；

处理器，包括耦合到电压调节器的非核心区域；以及

逻辑，用于

　　监视从电压调节器向处理器的非核心区域提供的电流，以及

　　如果电流超过电压调节器的供应能力阈值，则对处理器的非核心区域声明节流信号，其中，非核心区域将响应于节流信号而降低非核心区域的工作负荷。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，非核心区域具有大于电压调节器的电流供应能力的指定电流供应能力，并且其中，并且供应能力阈值小于非核心区域的指定电流供应能力。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，如果电流没有超过供应能力阈值达预定时间段，则逻辑将取消声明节流信号。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，非核心区域具有相关联的过电流保护阈值，并且供应能力阈值小于过电流保护阈值。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，处理器包括输入输出（IO）控制器。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，处理器包括存储器控制器。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，处理器包括显示器控制器。

8.一种装置，包括：

逻辑，用于

监视从电压调节器向处理器的非核心区域提供的电流，以及

如果电流超过电压调节器的供应能力阈值，则对处理器的非核心区域声明节流信号。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，非核心区域的指定电流供应能力将大于电压调节器的电流供应能力，并且其中，供应能力阈值将小于非核心区域的指定电流供应能力。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，如果电流没有超过供应能力阈值达预定时间段，则逻辑将取消声明节流信号。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，供应能力阈值将小于与处理器的非核心区域相关联的过电流保护阈值。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，将对输入输出（IO）控制器声明节流信号。

13.根据权利要求8所述的装置，其中，将对存储器控制器声明节流信号。

14.根据权利要求8所述的装置，其中，将对显示器控制器声明节流信号。

15.一种包括指令集合的非暂时性计算机可读存储介质，如果所述指令集合由设备执行，则使设备：

监视从电压调节器向处理器的非核心区域提供的电流；以及

16.根据权利要求15所述的介质，其中，非核心区域的指定电流供应能力将大于电压调节器的电流供应能力，并且其中，供应能力阈值将小于非核心区域的指定电流供应能力。

17.根据权利要求15所述的介质，其中，如果指令被执行，则使设备在电流没有超过供应能力阈值达预定时间段的情况下取消声明节流信号。

18.根据权利要求15所述的介质，其中，供应能力阈值将小于与处理器的非核心区域相关联的过电流保护阈值。

19.根据权利要求15所述的介质，其中，将对输入输出（IO）控制器声明节流信号。

20.根据权利要求15所述的介质，其中，将对存储器控制器声明节流信号。

21.根据权利要求15所述的介质，其中，将对显示器控制器声明节流信号。

22.一种计算机实施的方法，包括：

监视从电压调节器向处理器的非核心区域提供的电流；以及

23.根据权利要求22所述的方法，其中，非核心区域的指定电流供应能力大于电压调节器的电流供应能力，并且其中，供应能力阈值小于非核心区域的指定电流供应能力。

24.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：如果电流没有超过供应能力阈值达预定时间段，则取消声明节流信号。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，供应能力阈值将小于与处理器的非核心区域相关联的过电流保护阈值。

26.根据权利要求22所述的方法，其中，对输入输出（IO）控制器声明节流信号。

27.根据权利要求22所述的方法，其中，对存储器控制器声明节流信号。

28.根据权利要求22所述的方法，其中，对显示器控制器声明节流信号。