CN107085450B - 一种供电电路及电路供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本申请所述技术方案能够针对大规模集成电路中不同运行状态的工作区域灵活供电，与此同时对功耗进行动态优化。

Description

一种供电电路及电路供电系统

技术领域

本申请涉及微电子技术，具体地，涉及一种供电电路及电路供电系统。

背景技术

随着电路规模的增大，对于大规模集成电路的供电问题成为人们所关注的话题。现有技术中，通常采用固定输出电压的方式为大规模集成电路供电，这样可以尽量减小输出电压随着温度、芯片制造工艺波动的变化。

然而，随着技术的发展，例如应用处理器等大规模集成电路功能的增加，其占用的芯片面积也越来越大。在实际工作中由于不同部分功能不同，其耗电电流大小也不同，对于工作频繁和运算速度高的部分会发热较大，导致该部分局部温度较高；工作负荷笑和运算速度慢的部分发热也相对较小，其局部温度也较低。另外由于芯片规模越来越大，由于工艺制造导致存在偏差，例如有些部位的晶体管阈值电压偏高，而有些部分的晶体管阈值电压偏低。一般温度较低且阈值电压偏高的电路需要的最低工作电压较大。在设计时，应尽量满足供电电压大于最低工作电压要求，如果设置供电电压太高，则浪费了功耗；如果设置供电电压太低，则可能导致电路工作不稳定，例如出现死机现象。现有技术中为了实现电路稳定，一般将固定输出的电压设置的偏高一些，但是，这样会导致功耗浪费的问题。

综上所述，现有技术中的大规模集成电路供电策略无法满足大规模集成电路在不同运行状态下的灵活供电；功耗浪费严重。

发明内容

本申请实施例中提供了一种供电电路及电路供电系统，以解决现有技术中的无法针对大规模集成电路中不同运行状态的工作区域灵活供电，并同时满足功耗优化的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种供电电路，该电路包括：

分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；

驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电电路供电的电压；

每个参考电压产生电路感应其对应的被供电电路的子区域；

所述感应为在被供电电路的子区域内设置与被供电电路的特性参数相匹配的电器元件；所述特性参数包括温度和/或阈值电压。

一种电路供电系统，其包括：

被供电电路，其被划分为多个供电子区域；

分别设置于被供电电路的多个供电子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；

驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压；

每个参考电压产生电路感应其对应的被供电电路的子区域；

所述感应为在被供电电路的子区域内设置与被供电电路的特性参数相匹配的电器元件；所述特性参数包括温度和/或阈值电压。

本发明的有益效果如下：

本申请所述技术方案通过对大规模集成电路进行分块处理，并在每个小块内放置具有感应被供电区域电路特性的参考电压产生电路，从而根据被供电区域的特性参数产生参考电压信号，进一步的利用驱动电路动态筛选多个不同工作状态区域上产生的参考电压信号中最大的电压值作为大规模集成电路的供电电压，以实现针对大规模集成电路在不同运行状态下的灵活供电，与此同时对功耗进行动态优化。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述大规模集成电路供电系统的示意图；

图2为本发明所述参考电压产生电路的第一种实施方式的示意图；

图3为本发明所述参考电压产生电路的第二种实施方式的示意图；

图4为本发明所述参考电压产生电路的第三种实施方式的示意图；

图5为本发明所述参考电压产生电路的第四种实施方式的示意图；

图6为本发明所述驱动电路的第一种实施方式的示意图；

图7为本发明所述驱动电路的第二种实施方式的示意图。

1、参考电压产生电路，2、驱动电路。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的核心思路是将供电电路拆分为多个参考电压产生电路和驱动电路，并将大规模集成电路拆分为N块小区域(或称子区域)，每个小区域中放置有一个参考电压产生电路，利用各个参考电压产生电路感应被供电区域的各个小区域的特性，并产生与被供电区域的各个小区域特性参数更好匹配的参考电压，从而以更低的输出电压工作，优化功耗。驱动电路实时对多个参考电压信号进行动态筛选，并将基于其中最大的电压信号产生输出电压作为大规模集成电路的供电电压，并通过负反馈的方式实时对该供电电压进行优化；基于对多个参考电压信号的动态筛选，同时满足对供电功耗的动态优化。

本发明第一个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路(也可以被称为被供电电路)拆分为4个1mmX1mm的子区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电电路的子区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第一个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图2所示，所述参考电压产生电路1包括：电流源、第一PMOS管MP1和第一NMOS管MN1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第一PMOS管MP1的源极连接；所述第一PMOS管MP1的栅极与其漏极连接；所述第一NMOS管MN1的漏极与第一PMOS管MP1的漏极连接，所述第一NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第一NMOS管MN1的源极接地；所述电流源第一PMOS管MP1的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端。在第一个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较高时使用，利用本实施例中所述参考电压产生电路1可以提供较高的供电电压，以便被供电电路运行更快速。

如图6所示，所述驱动电路2包括：选择模块，在至少一个参考电压中选择最大的电压输出；和，控制模块，对选择模块输出的电压进行负反馈控制，输出优化后的供电电压。第一个实例中，所述选择模块采用最大值选择器；所述控制模块采用运算放大器EA。其中，所述运算放大器EA的第一输入端与选择模块连接，所述运算放大器EA的输出端与其第二输入端连接；所述运算放大器EA的输出端作为驱动电路2的供电电压输出端。

第一个实例中，如图6所示，利用驱动电路2对多个参考电压信号进行筛选，将其中最大的电压输出至VP，运算放大器EA比较VP与输出电压VO，产生误差信号控制功率级产生输出电压，通过这种方式形成了负反馈环路，负反馈环路稳定时，VO电压等于VP电压。

本发明第二个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第二个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图3所示，所述参考电压产生电路1包括：电阻、第二PMOS管MP1和第二NMOS管MN1；所述电阻的一端与电源连接，其另一端与第二PMOS管MP1的源极连接；所述第二PMOS管MP1的栅极与其漏极连接；所述第二NMOS管MN1的漏极与第二PMOS管MN1的漏极连接，所述第二NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第二NMOS管MN1的源极接地；所述电阻与第二PMOS管MP1的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端。在第二个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较高时使用，利用本实施例中所述参考电压产生电路1可以提供较高的供电电压，以便被供电电路运行更快速。在第二个实例中，所述参考电压产生电路1与第一个实例的不同之处在于将电流源替换成了电阻R1，该设计是考虑到有些电路不方便直接添加电流源，此时，可以利用电阻R1代替电流源实现参考电压产生电路中产生工作电流的作用。

如图6所示，所述驱动电路2包括：选择模块，在至少一个参考电压中选择最大的电压输出；和，控制模块，对选择模块输出的电压进行负反馈控制，输出优化后的供电电压。第一个实例中，所述选择模块采用最大值选择器；所述控制模块采用运算放大器EA。其中，所述运算放大器EA的第一输入端与选择模块连接，所述运算放大器EA的输出端与其第二输入端连接；所述运算放大器EA的输出端作为驱动电路2的供电电压输出端。

第二个实例中，如图6所示，利用驱动电路2对多个参考电压信号进行筛选，将其中最大的电压输出至VP，运算放大器EA比较VP与输出电压VO，产生误差信号控制功率级产生输出电压，通过这种方式形成了负反馈环路，负反馈环路稳定时，VO电压等于VP电压。

本发明第三个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第三个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图4所示，所述参考电压产生电路1包括：所述参考电压产生电路包括：电流源和第三NMOS管MN1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三NMOS管MN1的漏极连接；所述第三NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第三NMOS管MN1的源极接地。在第三个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较慢，需要功率较低的时候使用，例如一些低功耗的物联网电路。根据用户需求，可以将两块第三个实例中所述参考电压产生电路1放置在划分好的被供电区域中，也可以将一块第三个实例中所述参考电压产生电路1和第四个实施例中所述参考电压产生电路1一同放置在划分好的被供电区域中。

如图6所示，所述驱动电路2包括：选择模块，在至少一个参考电压中选择最大的电压输出；和，控制模块，对选择模块输出的电压进行负反馈控制，输出优化后的供电电压。第一个实例中，所述选择模块采用最大值选择器；所述控制模块采用运算放大器EA。其中，所述运算放大器EA的第一输入端与选择模块连接，所述运算放大器EA的输出端与其第二输入端连接；所述运算放大器EA的输出端作为驱动电路2的供电电压输出端。

第三个实例中，如图6所示，利用驱动电路2对多个参考电压信号进行筛选，将其中最大的电压输出至VP，运算放大器EA比较VP与输出电压VO，产生误差信号控制功率级产生输出电压，通过这种方式形成了负反馈环路，负反馈环路稳定时，VO电压等于VP电压。

本发明第四个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第四个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图5所示，所述参考电压产生电路1包括：所述参考电压产生电路包括：流源和第三PMOS管MP1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三PMOS管MP1的源极连接；所述第三PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第三PMOS管MP1的漏极接地。在第四个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较慢，需要功率较低的时候使用，例如一些低功耗的物联网电路。根据用户需求，可以将两块第三个实例中所述参考电压产生电路1放置在划分好的被供电区域中，也可以将一块第三个实例中所述参考电压产生电路1和第四个实施例中所述参考电压产生电路1一同放置在划分好的被供电区域中。

如图6所示，所述驱动电路2包括：选择模块，在至少一个参考电压中选择最大的电压输出；和，控制模块，对选择模块输出的电压进行负反馈控制，输出优化后的供电电压。第一个实例中，所述选择模块采用最大值选择器；所述控制模块采用运算放大器EA。其中，所述运算放大器EA的第一输入端与选择模块连接，所述运算放大器EA的输出端与其第二输入端连接；所述运算放大器EA的输出端作为驱动电路2的供电电压输出端。

第四个实例中，如图6所示，利用驱动电路2对多个参考电压信号进行筛选，将其中最大的电压输出至VP，运算放大器EA比较VP与输出电压VO，产生误差信号控制功率级产生输出电压，通过这种方式形成了负反馈环路，负反馈环路稳定时，VO电压等于VP电压。

本发明第五个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第五个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

如图2所示，所述参考电压产生电路1包括：电流源、第一PMOS管MP1和第一NMOS管MN1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第一PMOS管MP1的源极连接；所述第一PMOS管MP1的栅极与其漏极连接；所述第一NMOS管MN1的漏极与第一PMOS管MP1的漏极连接，所述第一NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第一NMOS管MN1的源极接地；所述电流源第一PMOS管MP1的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端。在第五个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较高时使用，利用本实施例中所述参考电压产生电路1可以提供较高的供电电压，以便被供电电路运行更快速。

如图7所示，所述驱动电路2包括：分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)、第四PMOS管MP1、第五PMOS管MP2、第五NMOS管MNfb和电流源。所述接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的栅极作为接收参考电信号的输入端；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的漏极依次连接，并与第四PMOS管MP1的漏极连接；所述第四PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第四PMOS管MP1的源极与电源连接；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的源极依次连接，并同时与电流源的一端和第五NMOS管MNfb的源极连接；所述电流源的另一端接地；所述第五PMOS管MP2的源极与电源连接，所述第五PMOS管MP2的漏极与第五NMOS管MNfb的漏极连接；所述第四PMOS管MP1与第五NMOS管MNfb的连接点作为所述驱动电路的供电电压输出端；所述第五NMOS管MNfb的栅极与所述供电电压输出端连接。图7所示的驱动电路2是将筛选模块和控制模块集成在一起，驱动电路2自动选择参考电压信号VR1～VRn中最大的参考电压作为基准进行反馈控制。当负反馈环路稳定如时，VO电压等于VR1～VRn中的最大电压值。例如，当VRk(VR1～VRn中的一个参考电压)为最大电压时，其将分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)共用的源极电压SN拉高至VRk-Vthn，其中VRk为VRk节点的电压值，Vthn为第五NMOS管MNfb的阈值电压，这样其他低于VRk的参考电压的接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)处于截止状态(因为其电压与SN电压之差小于Vthn)，因此这些第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)不起作用，如果忽略这些截止状态的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)，则其他电路构成一个普通的运算放大器差分输入级，可以用于误差放大器的输入级。Gain Stage模块为增益级，例如可以为源级放大器，用于提高环路增益。功率级Power Stage可以为面积较大的功率器件，以提供较大的电流输出能力。如果功率级为电压调节器的功率级，则构成电压调节器的供电方式。如果功率级为直流-直流转换器的功率级，则构成直流-直流转换器的供电方式。

本发明第六个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第六个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图3所示，所述参考电压产生电路1包括：电阻、第二PMOS管MP1和第二NMOS管MN1；所述电阻的一端与电源连接，其另一端与第二PMOS管MP1的源极连接；所述第二PMOS管MP1的栅极与其漏极连接；所述第二NMOS管MN1的漏极与第二PMOS管MN1的漏极连接，所述第二NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第二NMOS管MN1的源极接地；所述电阻与第二PMOS管MP1的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端。在第六个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较高时使用，利用本实施例中所述参考电压产生电路1可以提供较高的供电电压，以便被供电电路运行更快速。在第六个实例中，所述参考电压产生电路1与第五个实例的不同之处在于将电流源替换成了电阻R1，该设计是考虑到有些电路不方便直接添加电流源，此时，可以利用电阻R1代替电流源实现参考电压产生电路中产生工作电流的作用。

如图7所示，所述驱动电路2包括：分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)、第四PMOS管MP1、第五PMOS管MP2、第五NMOS管MNfb和电流源。所述接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的栅极作为接收参考电信号的输入端；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的漏极依次连接，并与第四PMOS管MP1的漏极连接；所述第四PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第四PMOS管MP1的源极与电源连接；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的源极依次连接，并同时与电流源的一端和第五NMOS管MNfb的源极连接；所述电流源的另一端接地；所述第五PMOS管MP2的源极与电源连接，所述第五PMOS管MP2的漏极与第五NMOS管MNfb的漏极连接；所述第四PMOS管MP1与第五NMOS管MNfb的连接点作为所述驱动电路的供电电压输出端；所述第五NMOS管MNfb的栅极与所述供电电压输出端连接。图7所示的驱动电路2是将筛选模块和控制模块集成在一起，驱动电路2自动选择参考电压信号VR1～VRn中最大的参考电压作为基准进行反馈控制。当负反馈环路稳定时，VO电压等于VR1～VRn中的最大电压值。例如，当VRk(VR1～VRn中的一个参考电压)为最大电压时，其将分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)共用的源极电压SN拉高至VRk-Vthn，其中VRk为VRk节点的电压值，Vthn为第五NMOS管MNfb的阈值电压，这样其他低于VRk的参考电压的接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)处于截止状态(因为其电压与SN电压之差小于Vthn)，因此这些第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)不起作用，如果忽略这些截止状态的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)，则其他电路构成一个普通的运算放大器差分输入级，可以用于误差放大器的输入级。Gain Stage模块为增益级，例如可以为源级放大器，用于提高环路增益。功率级Power Stage可以为面积较大的功率器件，以提供较大的电流输出能力。如果功率级为电压调节器的功率级，则构成电压调节器的供电方式。如果功率级为直流-直流转换器的功率级，则构成直流-直流转换器的供电方式。

本发明第七个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第七个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图4所示，所述参考电压产生电路1包括：所述参考电压产生电路包括：电流源和第三NMOS管MN1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三NMOS管MN1的漏极连接；所述第三NMOS管MN1的栅极与其漏极连接，所述第三NMOS管MN1的源极接地。在第七个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较慢，需要功率较低的时候使用，例如一些低功耗的物联网电路。根据用户需求，可以将两块第七个实例中所述参考电压产生电路1放置在划分好的被供电区域中，也可以将一块第七个实例中所述参考电压产生电路1和第八个实施例中所述参考电压产生电路1一同放置在划分好的被供电区域中。

如图7所示，所述驱动电路2包括：分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)、第四PMOS管MP1、第五PMOS管MP2、第五NMOS管MNfb和电流源。所述接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的栅极作为接收参考电信号的输入端；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的漏极依次连接，并与第四PMOS管MP1的漏极连接；所述第四PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第四PMOS管MP1的源极与电源连接；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的源极依次连接，并同时与电流源的一端和第五NMOS管MNfb的源极连接；所述电流源的另一端接地；所述第五PMOS管MP2的源极与电源连接，所述第五PMOS管MP2的漏极与第五NMOS管MNfb的漏极连接；所述第四PMOS管MP1与第五NMOS管MNfb的连接点作为所述驱动电路的供电电压输出端；所述第五NMOS管MNfb的栅极与所述供电电压输出端连接。图7所示的驱动电路2是将筛选模块和控制模块集成在一起，驱动电路2自动选择参考电压信号VR1～VRn中最大的参考电压作为基准进行反馈控制。当负反馈环路稳定时，VO电压等于VR1～VRn中的最大电压值。例如，当VRk(VR1～VRn中的一个参考电压)为最大电压时，其将分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)共用的源极电压SN拉高至VRk-Vthn，其中VRk为VRk节点的电压值，Vthn为第五NMOS管MNfb的阈值电压，这样其他低于VRk的参考电压的接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)处于截止状态(因为其电压与SN电压之差小于Vthn)，因此这些第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)不起作用，如果忽略这些截止状态的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)，则其他电路构成一个普通的运算放大器差分输入级，可以用于误差放大器的输入级。Gain Stage模块为增益级，例如可以为源级放大器，用于提高环路增益。功率级Power Stage可以为面积较大的功率器件，以提供较大的电流输出能力。如果功率级为电压调节器的功率级，则构成电压调节器的供电方式。如果功率级为直流-直流转换器的功率级，则构成直流-直流转换器的供电方式。

本发明第八个实施例提供了一种供电电路，该系统包括：分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电区域供电的电压。本实例中，各个参考电压产生电路的结构是完全相同的。

如图1所示，作为本申请的一个实例，将大规模集成电路拆分为4个1mmX1mm的区域，每个区域内设置有参考电压产生电路1，每个参考电压产生电路1用于感应对应被供电区域的特性，该特性包括：温度、阈值电压等。4个区域中的参考电压产生电路1将其产生的参考电压信号输出至驱动电路2，驱动电路2筛选出其中最大的电压信号作为供电电压VO输出。本实例中，所述感应是通过在参考电压产生电路中设置有与被供电电路中采用的PMOS管和NMOS管类型相同的场效应管，来实现对被供电电路的温度特性和阈值电压特性进行的匹配。本方案在实际加工过程中，大规模集成电路和参考电压产生电路中的功率级器件是成对加工布置的，即将参考电压产生电路中的功率级器件尽可能的靠近参考电压产生电路对应的大规模集成电路的子区域中设置的功率级器件。这样，参考电压产生电路中的功率级器件就可以直接反应被供电区域内的功率级器件的温度、阈值电压等的情况。

在第八个实施例中，所述参考电压产生电路1包括：电流产生模块，用于配合接入电源产生用于该电路的工作电流；和，感应模块，用于感应目标电路的特性参数，并基于所述工作电流产生参考电压信号。

具体的，如图5所示，所述参考电压产生电路1包括：所述参考电压产生电路包括：流源和第三PMOS管MP1；所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三PMOS管MP1的源极连接；所述第三PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第三PMOS管MP1的漏极接地。在第八个实例中，所述参考电压产生电路1的设计主要是针对被供电电路需要运行速度较慢，需要功率较低的时候使用，例如一些低功耗的物联网电路。根据用户需求，可以将两块第八个实例中所述参考电压产生电路1放置在划分好的被供电区域中，也可以将一块第七个实例中所述参考电压产生电路1和第八个实施例中所述参考电压产生电路1一同放置在划分好的被供电区域中。

如图7所示，所述驱动电路2包括：分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)、第四PMOS管MP1、第五PMOS管MP2、第五NMOS管MNfb和电流源。所述接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的栅极作为接收参考电信号的输入端；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的漏极依次连接，并与第四PMOS管MP1的漏极连接；所述第四PMOS管MP1的栅极与其漏极连接，所述第四PMOS管MP1的源极与电源连接；所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)的源极依次连接，并同时与电流源的一端和第五NMOS管MNfb的源极连接；所述电流源的另一端接地；所述第五PMOS管MP2的源极与电源连接，所述第五PMOS管MP2的漏极与第五NMOS管MNfb的漏极连接；所述第四PMOS管MP1与第五NMOS管MNfb的连接点作为所述驱动电路的供电电压输出端；所述第五NMOS管MNfb的栅极与所述供电电压输出端连接。如图7所示的驱动电路2是将筛选模块和控制模块集成在一起，驱动电路2自动选择参考电压信号VR1～VRn中最大的参考电压作为基准进行反馈控制。当负反馈环路稳定时，VO电压等于VR1～VRn中的最大电压值。例如，当VRk(VR1～VRn中的一个参考电压)为最大电压时，其将分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)共用的源极电压SN拉高至VRk-Vthn，其中VRk为VRk节点的电压值，Vthn为第五NMOS管MNfb的阈值电压，这样其他低于VRk的参考电压的接收参考电压信号的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)处于截止状态(因为其电压与SN电压之差小于Vthn)，因此这些第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)不起作用，如果忽略这些截止状态的第四NMOS管(MN1、MN2……MNn)，则其他电路构成一个普通的运算放大器差分输入级，可以用于误差放大器的输入级。Gain Stage模块为增益级，例如可以为源级放大器，用于提高环路增益。功率级Power Stage可以为面积较大的功率器件，以提供较大的电流输出能力。如果功率级为电压调节器的功率级，则构成电压调节器的供电方式。如果功率级为直流-直流转换器的功率级，则构成直流-直流转换器的供电方式。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，该电路包括：

分别设置于被供电电路的多个子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；

驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电电路供电的电压；

每个参考电压产生电路感应其对应的被供电电路的子区域；

所述感应为在被供电电路的子区域内设置与被供电电路的特性参数相匹配的电器元件；所述特性参数包括温度和/或阈值电压。

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，设置在被供电电路多个子区域内的参考电压产生电路的结构完全相同。

3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述驱动电路独立于参考电压产生电路，并设置在被供电电路外部。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的供电电路，其特征在于，所述参考电压产生电路包括：电流源、第一PMOS管和第一NMOS管；

所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第一PMOS管的源极连接；

所述第一PMOS管的栅极与其漏极连接；

所述第一NMOS管的漏极与第一PMOS管的漏极连接，所述第一NMOS管的栅极与其漏极连接，所述第一NMOS管的源极接地；

所述电流源与第一PMOS管的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端；或，

所述参考电压产生电路包括：电阻、第二PMOS管和第二NMOS管；

所述电阻的一端与电源连接，其另一端与第二PMOS管的源极连接；

所述第二PMOS管的栅极与其漏极连接；

所述第二NMOS管的漏极与第二PMOS管的漏极连接，所述第二NMOS管的栅极与其漏极连接，所述第二NMOS管的源极接地；

所述电阻与第二PMOS管的连接点作为所述参考电压产生电路的参考电压信号输出端；或，

所述参考电压产生电路包括：电流源和第三NMOS管；

所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三NMOS管的漏极连接；

所述第三NMOS管的栅极与其漏极连接，所述第三NMOS管的源极接地；或，

所述参考电压产生电路包括：电流源和第三PMOS管；

所述电流源的一端与电源连接，其另一端与第三PMOS管的源极连接；

所述第三PMOS管的栅极与其漏极连接，所述第三PMOS管的漏极接地。

5.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

选择模块，在至少一个参考电压信号中选择最大的电压信号输出；

控制模块，对选择模块输出的电压进行负反馈控制，输出优化后的供电电压。

6.根据权利要求5所述的供电电路，其特征在于，

所述选择模块采用最大值选择器；

所述控制模块采用运算放大器；所述运算放大器的第一输入端与选择模块连接，所述运算放大器的输出端与其第二输入端连接；

所述运算放大器的输出端作为驱动电路的供电电压输出端。

7.根据权利要求6所述的供电电路，其特征在于，所述驱动电路进一步包括：连接在运算放大器输出端和运算放大器第二输入端之间的功率级。

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述驱动电路包括：分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第五NMOS管和电流源；

所述接收参考电压信号的第四NMOS管的栅极作为接收参考电压信号的输入端；

所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管的漏极依次连接，并与第四PMOS管的漏极连接；

所述第四PMOS管的栅极与其漏极连接，所述第四PMOS管的源极与电源连接；

所述分别接收多个参考电压信号的多个第四NMOS管的源极依次连接，并同时与电流源的一端和第五NMOS管的源极连接；

所述电流源的另一端接地；

所述第五PMOS管的源极与电源连接，所述第五PMOS管的漏极与第五NMOS管的漏极连接；

所述第五PMOS管与第五NMOS管的连接点作为所述驱动电路的供电电压输出端；

所述第五NMOS管的栅极与所述供电电压输出端连接。

9.根据权利要求8所述的供电电路，其特征在于，所述驱动电路进一步包括依次连接在供电电压输出端和所述第五NMOS管的漏极之间的增益模块和功率级。

10.一种电路供电系统，其特征在于，其包括：

被供电电路，其被划分为多个供电子区域；

分别设置于被供电电路的多个供电子区域内的多个参考电压产生电路，用于产生与被供电电路的多个子区域对应的多个参考电压信号；

驱动电路，基于多个参考电压信号中最大的电压信号，输出用于为被供电电路供电的电压；

每个参考电压产生电路感应其对应的被供电电路的子区域；

所述感应为在被供电电路的子区域内设置与被供电电路的特性参数相匹配的电器元件；所述特性参数包括温度和/或阈值电压。