CN104977961B - 低功耗低电流分享方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低功耗低电流分享方法，其特征在于：所述方法包含有以下步骤：步骤1、将芯片系统分割为多个相互独立的子系统；步骤2、多个子系统串联后接入高电平VDD和数字地GND之间；步骤3、各个子系统与电平转换电路通讯相连；步骤4、各个子系统上并联有电压调节电路。本发明一种低功耗低电流分享方法，采用串联电流共享方式，有效的降低了整个集成芯片的功耗。

Description

低功耗低电流分享方法

技术领域

本发明涉及一种分享方法，尤其是涉及以一种低功耗低电流分享方法，属于集成芯片技术领域。

背景技术

目前，随着数码产品的普及，电子数码产品无处不在，而随着移动APP的增多，人们使用手机等电子数码产品的时间越来越长，因此数码产品用户对电池续航长时间的要求也越来越高,从而使得电子数码产品的内部芯片对低功耗的要求越来越高，小型化、低功耗的芯片成为了设计首选；

常规的芯片采用如图1所示的供电结构，其内部结构多采用并联方式连接于高电平和数字地之间，但是对于数字电路而言，高低电平只需达到器件的阈值区分电压，使得其可识别0、1信号即可，因此对于普通的数字电路而言，动辄采用+1.8V/+3V/+5V的VDD高电平，将导致芯片功耗的增加，不利于提高产品的续航能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种低功耗低电流分享方法，其采用串联电流共享方式，有效的降低了整个集成芯片的功耗。

本发明的目的是这样实现的：

一种低功耗低电流分享方法，所述方法包含有以下步骤：

步骤1、将芯片系统分割为多个相互独立的子系统；

步骤2、多个子系统串联后接入高电平VDD和数字地GND之间；

步骤3、各个子系统与电平转换电路通讯相连；

步骤4、各个子系统上并联有电压调节电路。

本发明一种低功耗低电流分享方法，各个相邻子系统之间的电压差为△V1、△V2……△Vn,各个子系统的工作电流为I1、I2……In，此时整个系统的总功耗。

本发明一种低功耗低电流分享方法，各个相邻子系统之间的电压差相等，即△V1=△V2=……=△Vn=VDD/n,此时。

本发明一种低功耗低电流分享方法，各个相邻子系统之间设定有不同电压差，即△V1≠△V2≠……≠△Vn，但。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过电流分享的方式对各个子系统进行供电，从而更加有效的提高了对电源的利用，降低了芯片系统的功耗；并且在此基础上，通过电平转换电路使得各个子系统之间仍然能够实现通讯，同时，增加电压调节电路，对各个子系统上的电压进行动态分配调节，使得整个系统对电流的共享更为有效，有助于进一步降低系统功耗。

附图说明

图1为常规的芯片内部子系统的供电方式。

图2为本发明以一种低功耗低电流分享方法的供电方式的电路结构示意图。

图3为本发明以一种低功耗低电流分享方法的供电方式的一应用例。

图4为本发明以一种低功耗低电流分享方法的供电方式的另一应用例。

图5为本发明以一种低功耗低电流分享方法中的自适应电压调节电路（PWM）的电路结构示意图。

图6为本发明以一种低功耗低电流分享方法中的自适应电压调节电路（PDM）的电路结构示意图。

具体实施方式

参见图2~4，本发明涉及的一种低功耗低电流分享方法，所述方法为：

步骤1、将芯片系统分割为多个相互独立的子系统（Sub-S1、Sub-S2……Sub-Sn）；

步骤2、多个子系统串联后接入高电平VDD和数字地GND之间；

进一步的，各个相邻子系统之间的电压差为△V1、△V2……△Vn,各个子系统的工作电流为I1、I2……In，此时整个系统的总功耗；

优选的，各个相邻子系统之间的电压差相等，即△V1=△V2=……=△Vn=VDD/n,此时；而对于如图1所示的常规系统，其总功耗；可见，在理想状态下，整个芯片的功耗降低为原来的1/n；如图3所示，各个子系统上的电压均为1.8V/3=0.6v，I1=1mA，I2==3mA，I3=10mA，此时总功耗P0=0.6v*（1+3+10）mA=8.4mW；而采用常规并联结构系统的话，总功耗P1=1.8v*（1+3+10）mA=25.2mW；可见，常规功耗是本发明系统功耗的3倍；

步骤3、各个子系统与电平转换电路通讯相连；设置电平转换电路的目的在于：各个子系统上的高、低电平不再相同，因此需要进行电平转换使得各个子系统之间能够正常通讯；优选的，该电平转换电路为一电平转换网络，从而使得各个子系统之间可以通过其相互通讯；

步骤4、各个子系统上并联有电压调节电路；设置电压调节电路的目的在于：由于各个子系统的差异，使得在分割时，各个子系统上的压差不能完全一致，从而需要对子系统上的电压进行调节；

进一步的，所述电压调节电路为自适应电压调节电路，例如，可将采样信号与参考信号的比较值发送至PWM脉冲发生器产生PWM脉冲宽度调制信号，如图5所示；或者利用PDM发生器产生PDM是脉冲密度调制信号进行控制，如图6所示；

具体的讲，以PDM方式为例，在工作周期内，比较器不停的对输出点的电压Vout与参考电压Vref进行比较，若Vout＞Vref，则转换开关不动作，此时P1=1，P1B=0，该状态持续保持；若Vout＜Vref，则转换开关动作，直至Vout＞Vref；PWM方式与PDM方式类似，不同点自傲与，PWM方式下，电路增加了一组脉宽选择开关进行控制；

优选的，当各个子系统之间的自身阈值电压相差较大时，可不比采用电压等值区分的办法，此时将各个子系统的电压调整至其自身所需即可，如图4所示，各个子系统上的电压均为△V1=0.8V，△V2=0.6V，△V1=0.4V，I1=1mA，I2==3mA，I3=10mA，此时整个系统的功耗为P2=（0.8*1+0.6*3+0.4*10）mW=6.6mW＜P0，可见，此时小于电压相等的情况；

综上所述，在本专利系统中，电压等分并非唯一降低功耗的方案，也可在本专利串联共享的基础上，各个子系统采用不同的阈值电压，以简化子系统的拆分难度，并降低整个芯片系统的功耗；

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低功耗低电流分享方法，其特征在于：所述方法包含有以下步骤：

步骤1、将芯片系统分割为多个相互独立的子系统；

步骤2、多个子系统串联后接入高电平VDD和数字地GND之间；

步骤3、各个子系统与电平转换电路通讯相连；

步骤4、各个子系统上并联有电压调节电路。

2.如权利要求1所述一种低功耗低电流分享方法，其特征在于：各个相邻子系统之间的电压差为△V1、△V2……△Vn,各个子系统的工作电流为I1、I2……In，此时整个系统的总功耗。

3.如权利要求2所述一种低功耗低电流分享方法，其特征在于：各个相邻子系统之间的电压差相等，即△V1=△V2=……=△Vn=VDD/n,此时。

4.如权利要求2所述一种低功耗低电流分享方法，其特征在于：各个相邻子系统之间设定有不同电压差，即△V1≠△V2≠……≠△Vn，但。