CN107533355B - 无线设备的功率管理 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于无线设备的功率管理的方法。该方法包括：在处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平供应给易失性存储设备；在处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平供应给该存储设备，以用于保持数据，其中，第二电压电平比第一电压电平低；以及确定第二电压电平的值。第二电压电平是通过以下操作来确定的：执行对该存储设备的自测试，以最小第二电压电平，其给出低于预定门限的数据错误数量。

Description

无线设备的功率管理
背景技术
无线设备通常具有有限的能量供应，例如具有有限容量的电池。期望的是，无线设备在能量供应要求重新充电或者替换之前尽可能高效地使用能量供应，以便延长无线设备的有用操作时段。
延长无线设备的操作时段的一种方式是在不需要该设备执行任何有用的活动时使得该设备的一些部分断电。例如，一些无线协议周期性地发送轮询信号，以维持网络中的设备之间的联系。在轮询信号的传输之间，可以使得发射机和/或接收机断电。该设备在其断电时的时段期间具有减少的功率消耗。因此，无线设备具有减少的平均功率消耗，并且可以在重新充电之间的较长时段内使用。
以下描述的实施例并不限于解决用于无线设备的功率管理的已知布置的缺点中的任何或者所有缺点的实施方式。
发明内容
提供该发明内容以便以简化的形式介绍以下进一步描述的一些概念。该发明内容并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或者必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
根据一个方面，本发明提供了一种用于无线设备的功率管理的方法，所述无线设备包括处理器以及连接到所述处理器并且由所述处理器使用的易失性存储设备。所述方法包括：在所述处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平供应给所述易失性存储设备；在所述处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平供应给所述易失性存储设备，以用于保持数据，其中，所述第二电压电平比所述第一电压电平低；以及确定所述第二电压的值。所述确定所述第二电压的值的步骤包括：(i)将所述第二电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；(ii)在所述第二电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；(iii)将所述自测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；以及(iv)将所述第二电压电平改变为新值，并且利用所述第二电压电平的所述新值重复步骤(i)-(ii)，以找出所述第二电压电平的最小值，在所述第二电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的的数据错误数量。
根据另一方面，本发明提供了一种无线设备，包括：处理器；易失性存储设备，其连接到所述处理器并且由所述处理器使用；以及功率管理单元。所述功率管理单元被布置为：在所述处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平供应给所述易失性存储设备；在所述处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平供应给所述易失性存储设备，以用于保持数据，其中，所述第二电压比所述第一电压电平低；以及确定所述第二电压电平的值。所述第二电压电平的所述值通过以下操作来确定：(i)将所述第二电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；(ii)在所述第二电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；(iii)将所述测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；以及(iv)将所述第二电压电平改变为新值，并且利用所述第二电压电平的所述新值重复步骤(i)-(ii)，以找出所述第二电压电平的最小值，在所述第二电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量。
根据又一方面，本发明提供了一种用于确定要供应给易失性存储设备的最佳电压值的方法。所述电压值可以是：在相关联的处理器或者设备的操作状态期间读电压和/或写电压的值、或者在所述处理器或者设备的减小的功率状态期间用于保持数据的保持电压的值。所述方法包括：将电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；(ii)在处于所述初始值处的所述电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；(iii)将所述自测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；(iv)将所述电压电平改变为新值，并且利用所述电压电平的所述新值重复步骤(i)-(iii)，以找出所述电压电平的最小值，在所述电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量。所述方法可以确定存储器读或写操作的电压电平的最佳值、或者在减小的功率状态中用于保持数据的存储器保持电压。
如对本领域技术人员显而易见的，可以将以下描述的特征酌情进行组合，并且可以将其与本发明的各方面中的任何方面进行组合。
附图说明
将通过举例的方式，参照以下附图来描述本发明的实施例，其中：
图1示出具有以下各项的无线设备的例子：处理器、易失性存储设备以及功率管理单元；
图2示出在一时间段内被供应给易失性存储设备的电压电平的例子；
图3示出电压电平被供应给易失性存储设备以确定保持电压的值的例子；
图4示出电压电平被供应给易失性存储设备以确定保持电压的值的例子；
图5示出具有多个存储体的易失性存储设备；
图6示出具有多个存储体的易失性存储设备以及该设备之上的变化的电压；
图7示出存储体的选择操作；
图8示出无线设备的功率管理的方法；
图9示出确定保持电压的值的方法。
贯穿各图使用相同的附图标记，以指示类似的特征。
具体实施方式
以下仅通过举例的方式来描述本发明的实施例。这些例子表示当前为申请人所已知的实施本发明的最佳方式，但是它们并不是这可以实现的仅有方式。该描述阐述了例子的功能以及用于构建和操作该例子的步骤的顺序。然而，可以通过不同的例子来完成相同或者等效的功能和顺序。
如上所述，可能需要无线设备与另一设备周期性地通信(例如，以维持链路或者确认它们仍然在操作)。否则，如果无线设备没有活动地执行任务，那么该设备可以进入减小功率(或者睡眠)状态，在该状态下，其消耗与完全操作时(其可以被称为活动状态)相比较少的功率。在各个场景中，与该设备处于睡眠状态的时间相比，该设备觉醒并且处于活动状态的时间可以非常短，以使得睡眠状态中的功率消耗是主要功率消耗者。以下描述了如下的方法和装置：在所述方法和装置中，减少在睡眠状态期间的功率消耗，并且特别地减少无线设备内的易失性存储器(例如，RAM)中的一些或者全部的功率消耗。将功率提供给睡眠状态期间的易失性存储器，以使得保持在易失性存储器中存储的数据。如果提供的电压太低，那么存在所存储的数据将会丢失的可能性。
图1示意性地示出无线设备5的例子。为了便于说明，图1描绘了无线设备5，其以框图形式示出各个功能框。在实际中，所示出的功能框可以单独地实现或者以其任意组合一起实现。根据设计需求，功能框可以用软件、固件和/或硬件实现。无线设备5可以例如是以下各项中的一项或者组合：无线传感器、无线音频设备、通用低功率控制器、远程控制设备以及手表。无线设备5包括处理器10、易失性存储设备或者存储器20、功率管理单元(PMU)30以及自测试/错误监测单元40。处理器10可以是CPU(中央处理单元)、微控制器、微处理器或者用于处理计算机可执行指令以控制设备5的操作的任何其它适当类型的处理器。处理器10可以形成以下各项的部分：用于经由天线12进行无线通信的发射机、接收机或者收发机11。替代地，处理器10可以执行无线设备5内的处理，或者可以控制整个无线设备5内的其它设备的操作。易失性存储器20可以包括例如单个存储器实例(其包括如以下关于图5所描述的多个单独的存储器存储体(bank))或者多个单独的存储器实例。
无线设备5可以包括具有嵌入式存储器的片上系统(SoC)，嵌入式存储器具有用于以传统方式在初始化时段期间(例如，在通电时)测试存储器的存储器内建自测试(MBIST)单元。在优选实施例中，这种现有的存储器内建自测试(MBIST)单元可以用作无线设备5的自测试/错误监测单元40，以如以下详细描述地操作根据本发明的方法。在这样的实施例中，MBIST单元可以在多个存储器实例(即，一个设备或者各个设备的存储体中的一个或者子集)之间共享，或者可以提供专用于每个单独的存储器实例的MBIST单元。因此，MBIST单元可以与对应的易失性存储设备20和/或其它存储器实例集成在同一冲模(die)上。
处理器10连接到14易失性存储设备20，并且使用设备20来存储数据。在易失性存储设备20中存储的数据类型可以是程序数据(例如，操作系统软件、应用)或者用户数据。易失性存储设备20就其要求施加电源以便保留数据值的意义而言是易失性的。当电源被关闭或者减小到低于某个值时，数据将被损坏。易失性存储设备20可以是随机存取存储器(RAM)、寄存器文件、触发器阵列等。
功率管理单元30连接到能量供应33(例如，电池)，其通常在无线设备5之外。功率管理单元30向易失性存储设备20提供电源38(例如，供电电压)。功率管理单元30可以具有用于控制功率的供应处于要求的值处的相关联的电压或者电流调节电路或者任何适当的控制电路，其可以与功率管理单元30分开或者被包括在功率管理单元30内。功率管理单元30包括用于设置供电电源38到易失性存储设备20的电压电平的逻辑单元32，并且该逻辑单元32可以是可编程逻辑单元，以使得供电电压38到易失性存储设备20的电压电平是可编程的。存储设备34被布置为存储由功率管理单元30用于设置供电电压的数据值35、36。这些数据值可以包括：(i)用于在处理器处于操作状态的时段期间的供电电压的数据值Vop 35，以及(ii)用于在处理器处于减小的功率状态的时段期间的供电电压的数据值Vret 36，其中，Vret<Vop。应明白的是，在实际中，Vop可以包括读电压和写电压，其可以具有相同的值或者两个不同的值。在各个例子中，Vop可以在无线设备5的运行寿命内是固定值，而如以下更详细地描述的，Vret的值可以在无线设备5的运行寿命内，基于其动态确定而改变(并且在各个例子中可以增大)。在其它例子中，Vop的值还可以在无线设备5的运行寿命内改变，例如，根据取决于设备使用年限的制造商推荐的Vop的值或者基于其动态确定。存储设备34是非易失性存储装置。
自测试/错误监测单元40被布置为执行对易失性存储设备20的测试，以确定易失性存储设备是否运行正确，或者易失性存储设备20的任何部分是否运行不正确。如上所述，传统的存储器测试可以在设备通电时执行。例如，自测试/错误监测单元40(例如，MBIST)可以确定易失性存储设备20的某些数据单元没有正确地保持数据，以便冗余或者替代的数据单元随后在设备操作期间在它们的位置上使用。可以使用各种现有的测试算法，例如，棋盘算法(其使用存储器中的零-一数据值的物理棋盘)、各种March算法中的一种或多种、跳步图(Galloping Pattern)(GALPAT)、走步图(walking pattern)、蝴蝶算法。如本领域中公知的，被选择用于执行针对给定应用或者IC芯片的存储器测试(例如，MBIST)的最佳算法将取决于用于每个存储器实例的逻辑与物理映射、架构(例如，存储器布局)以及连接性。例如，传统的测试涉及将测试模式数据比特写入存储器中，并且之后读取数据比特，以确定存储器单元中的任何单元是否没有正确地存储和保持数据比特。测试算法定义用于在测试期间读和写操作的固定电压值。
在本发明的实施例中，自测试/错误监测单元40在IC芯片的使用寿命期间动态地执行额外的存储器测试(如本文中所描述的并且为了简短而被称为“自测试”)，以识别当电压在低功率或者睡眠状态期间被减小时失效的数据单元，以便可以将电压值增大以确保数据单元保持数据。因此，对最合适的测试算法的选择将基于在电压被减小时最可能失效的存储器比特以及失效比特的简档。对于同一存储器类型的不同实例而言，所选择的算法可以改变，因为存储器中的失效比特的位置可能由于信号上的不同负载或者电源连接差异而不同。自测试/错误监测单元40连接到37功率管理单元30，并且(内部地)连接到39易失性存储设备或者存储器20。功率管理单元30的电压设置逻辑单元32根据从自测试/错误监测单元40接收的结果来设置电压值Vret。
在使用时，处理器10在不需要其的期间断电。例如，处理器10可以在需要发射机11发送轮询信号的时段期间进行操作，并且然后可以在那些时段之间断电。操作时段与减少功率时段的比可以例如是1:999(1μs开通，999μs掉电)或者更高或者更低的比。在处理器掉电的时段期间，通过将足以保留存储设备中的数据的电压供应给易失性存储设备20，来将数据保留在易失性存储设备20中。以这种方式，在加电时，存储器10可以在没有延迟或者仅具有最小的延迟的情况下进行操作。
图1的无线设备5的一种应用是物联网(IoT)场景。无线设备5可以包括与连接到互联网的主机进行无线通信的无线传感器或者可以形成其一部分。主机可以是智能电话或者其它设备。用于进行该连接的适当的短距离无线技术是蓝牙
Figure BDA0001448458450000071
智能(或者蓝牙
Figure BDA0001448458450000072
低能量，BLE)。存在减小蓝牙
Figure BDA0001448458450000073
智能芯片的功率消耗的需求，以便延迟这种类型的应用的电池寿命。
易失性存储设备(包括具有嵌入式易失性存储器的IC芯片)的制造商公开具有操作电压的推荐值的数据表。制造商将制定用于易失性存储设备20中的数据保持的推荐电压值。推荐值通常是基于诸如以下各项的因素的：制造工艺(用于制作易失性存储设备)、操作温度以及易失性存储设备的使用年限。推荐值通常是守恒值(例如，如保持数据所需要的实际电压可能随着使用年限和温度而增大)，并且其可能以较低的值供应电压，而仍然保持易失性存储设备20中的数据。本发明的实施例使得供应给易失性存储设备20的保持电压能够比制造商推荐的值低。
图2示出在一时间段内被供应给易失性存储设备的电压电平的例子。时间段T0-T1表示设备的初始化或者安装时段，在该时段期间，对保持和操作电压进行校准。该初始化时段可以发生在产品测试期间(在设备被封装之前或者之后)，发生在设备的试运行期间(例如，在工厂处，当其被并入模块或者终端产品时)，或者发生在设备在服务时的启动时段期间。由于用于确定保持和操作值的初始校准过程本身将消耗功率，所以通常应当完成初始化时段的定时的评估，以便对总的使用寿命功率使用进行优化。
如下所讨论的，在初始化时段期间，执行对易失性存储设备20的自测试。因此，自测试通常将在不需要所存储的数据时完成，并且可以执行完整的检查过程。替代地或者另外，如果需要在存储器中存储的数据(例如，当设备处于服务中时)，那么可以通过使用标准的检查过程(例如，可以使用用于存储器的额外的冗余比特的错误检测以及错误校正过程(例如，CRC检查))来验证其完整性。
在初始化时段期间，方法确定用于在减小功率时段期间供应给易失性存储设备的保持电压的最佳值Vret。该方法可以使用例如传统的MBIST测试算法(如上所讨论的)连同变化的保持电压Vref一起，来执行对易失性存储设备20的自测试。Vref的最佳值可以是在其处发生可接受数量的数据错误的电压的最小值。换句话说，这可以是电压电平Vret的最小值，在该最小值处，测试的结果给出与门限数据错误数量相比较少的数据错误数量。虽然没有在图2中示出在初始化时段期间供应给易失性存储设备20的电压，但是在图3和4中示出一些例子。
在初始化时段之后，在时间T1处，处理器10处于减小功率或者睡眠状态。在该例子中，保持电压Vret的值V1已经被确定为在减小功率时段期间使用。功率管理单元30将电压V1供应给易失性存储设备。在时间T2处，处理器10改变为操作状态，并且功率管理单元30将增大的电压Vop供应给易失性存储设备。在时间T3处，处理器10进入减小的功率状态，并且功率管理单元30将减小的电压V1供应给易失性存储设备。在时间T4处，处理器10返回到操作状态，并且功率管理单元30将电压Vop供应给易失性存储设备。
在初始化(T0-T1)期间执行的方法的全部或者部分可以在设备的操作期间的某个时刻重复，以确定电压是否正确或者其是否应当被改变。可以使用一个或多个测试值来执行对易失性存储设备20的进一步自测试。例如，进一步自测试可以在时段T3-T4期间执行。在图2的例子中，该方法已经确定电压应当被增大。该方法可能已经确定在V1处操作时发生了不可接受数量的错误。通常，该方法可以确定用于在减小功率时段期间使用的电压的增大值，或者用于在减小功率时段期间使用的电压的减小值。再次参照图2，在某个稍后的时间T6处，处理器10进入减小的功率状态。功率管理单元30将电压V2供应给易失性存储设备。由于进一步的自测试确定电压应当被增大，所以电压V2比先前在减小功率时段T1-T2和T3-T4期间使用的值V1高。
图3和4示出在初始化时段(例如，图2中的T0-T1)期间或者在随后的执行自测试的时段中的一个时段期间被供应给易失性存储设备的电压电平的两个例子。图3示出将多个不同的电压被顺序地供应给易失性存储设备20的例子。在时间T1处，将电压的起始值V1供应给易失性存储设备。当将电压V1供应给易失性存储设备20时，对易失性存储设备执行自测试。测试提供了指示在易失性存储设备中的数据错误的数量的结果。该结果可以与门限数据错误数量(其表示针对操作的可接受的错误数量)进行比较。在时间T2-T3期间，将电压的增大的值V2(V2>V1)供应给易失性存储设备。在将电压V2供应给易失性存储设备20时，对易失性存储设备执行进一步的自测试。这可以在时段T3-T4期间在更高的电压V3(V3>V2)处再次重复。如果在某一电压处自测试的结果给出与门限数据错误数量相比较少的数据错误数量，那么该方法可以停止。以这种方式，该方法找到用于易失性存储电压的操作的保持电压Vret的最小值。
图4示出多个不同的电压被顺序地被供应给易失性存储设备20的另一例子。该例子不同于图3，因为其对易失性存储设备20施加一系列逐渐减小的电压。在时间T1处，将电压的起始值V3供应给易失性存储设备。在将电压3供应给易失性存储设备20时，对易失性存储设备执行自测试。该测试提供了指示在易失性存储设备中的数据错误数量的结果。该结果可以与门限数据错误数量(其表示针对操作的可接受的错误数量)进行比较。在时间T2-T3期间，将电压的减小的值V2(V2>V3)供应给易失性存储设备。在将电压V2供应给易失性存储设备20时，对易失性存储设备执行进一步的自测试。这可以在时段T3-T4期间针对更低的电压V1(V1<V3)再次重复。如果在某一电压处自测试的结果给出与门限数据错误数量相比较高的数据错误数量，那么该方法可以停止。在该例子中，考虑电压V1给出与门限数据错误数量相比较高的数据错误数量的情况。电压V2被选择为用于易失性存储设备在减小功率时段期间的操作的保持电压Vret的最小值。
在图3和4的该例子中，电压的递增(V1→V2，V2→V3)是线性的。然而，这种递增可以是非线性的。在另一变型中，可能在确定给出与门限数据错误数量相比较高的数据错误数量的电压电平时，执行易失性存储设备的自测试的一个或多个另外的迭代。考虑图4的例子。在电压V1处自测试的结果给出与门限数据错误数量相比较高的数据错误数量。一种选项是在该点处停止测试，并且将电压V2选择为用于易失性存储设备在减小功率时段期间的操作的保持电压的最小值。另一种选项是在时段T4-T5期间在V1与V2之间的电压处执行进一步的自测试。这可以在时段T5-T6期间在不同的电压处重复。例如，如果在T4-T5期间的测试指示与门限数据错误数量相比较高的数据错误数量，那么可以将电压增大到在时段T4-T5期间使用的值与V2之间的值(已知其是可接受的)。以这种方式，以较高水平的分辨率找到保持电压的值，这将进一步帮助节省功率。
当在稍后的时间处重复确定保持电压的值的方法时，该方法可以通过供应在第一初始化时段期间或者在先前的初始化时段期间确定的保持电压的值来开始。
当使用上述方法中的任何方法找到Vret的值时，功率管理单元30存储Vret的新值(例如，在非易失性存储设备34中)。新值可以覆盖任何现有的值，或者功率管理单元30可以存储Vret的先前使用的值，以用于随后的使用和/或分析。
图5示出包括多个存储体25的易失性存储设备或者存储器20的例子。示出N个存储体，其中，N≥2。上述用于找出用于在减小功率时段期间使用的电压的最小值的方法中的任何方法可以应用于具有多个存储体的存储器。可以对易失性存储设备20的存储体25中的每个存储体、或者对易失性存储设备20的存储体25中的子集执行自测试。针对存储设备20中的每个被测试的存储体25或者一组存储体25，获得保持电压Vret的最小值，其中，Vret是必须供应给整个设备20以便满足存储体25处的特定错误率的电压值。存储设备34可以存储图5中所示的形式的Vret值的表格55。Vret的总值可以是基于这些存储体25的单独的要求而选择的。一种策略是选择表格55中的等于这些存储体25所要求的最高值的Vret的值。
图6示出包括多个存储体25的易失性存储设备或者存储器20的另一例子。在该例子中，电压调节器50经由电压轨51将电压供应给存储体25。可以在与易失性存储设备20相同的芯片上或者在单独的芯片上设置电压调节器50。电压调节器50通常是功率管理单元(PMU)30的子组件，但是其在某些架构中可以是单独的。在任一情况中，PMU 30指示电压调节器50将特定的电压电平供应给存储体25。
在这种布置中，在每个存储体25处的实际的供电电压将根据与调节器的距离以及诸如布线轨道厚度、其阻抗和电容性负载之类的精确的供电布线而改变。电压的这种变化可以通过增大沿着电压调节器与存储体之间的电源轨的阻抗(以及电压降)来引起。在图6中，存储体_1最接近电压调节器50，而存储体_N距离电压调节器50最远。图6示出跨越存储设备20的电压分布61。对于由调节器50输出的电压Vret的任何给定值，存储体_1将接收到最高的供电电压(即，在值上最接近Vret的电压)，而存储体_N将接收到最低的供电电压(即，小于Vret的电压)。图6还示出用于保持数据的Vret的值的示例分布62。距离调节器50最远的存储体需要供应给设备20的较高电压Vret，以便保持数据，这是因为电压跨越到这些存储体的供电路径而下降。这意味着最接近电压调节器50的一些存储体将以比保持数据实际必需的电压高的电压进行操作，而将会浪费功率。
在图6中示出的Vret的值的分布62忽略了Vret的值的任何变化，这些变化可能是由于工艺变化或者其它因素(其可能意味着即使没有实际供电电压的变化，针对每个存储体的Vret的值也可能会改变(例如，如上参照图5所描述的))造成的。由于工艺变化或者其它因素以及与调节器50的距离的组合，当从调节器移动离开并且依次考虑每个存储体时可能不存在Vret的减小，并且与一存储体相比距离调节器远的另一存储体可能具有Vret的较低值。
图7示出包括一组五个存储体25的易失性存储设备或者存储器20。存储体25可以根据需要被打开/关闭，以节省功率。基于如上所述在初始化阶段期间使用测试所确定的Vret的值，可以将这些存储体可以表示为存储体1-5，使得存储体1具有Vret的最低值(如基于门限错误数量所确定的)，存储体2具有下一最低值等，其中，存储体5具有Vret的最高值(如基于门限错误数量所确定的)。
如果仅存在存储可以在三个存储体中容纳的数据量的需求，那么关闭存储体4和5，并且可以在处于低功率状态时使用用于存储体3的Vret的值(其将是用于存储体1-3中的所有存储体的最高值)。关闭存储体4和5，这是因为它们需要给设备20的较高电压Vret(与存储体1-3相比)来保持数据。因此，存储体1-3是存储该数据量的最功率高效的方式。对存储体的选择可以是基于要被存储的数据量的。在该例子中，对存储体的选择可以是基于自测试结果的，该自测试结果指示被提供给设备20以便保持存储体中的数据所需要的电压值Vret。然而，在其它例子中，对存储体的选择可以是基于对从调节器的供电连接的仿真和建模来执行的，而不需要使用上述自测制度来确定用于每个存储体的Vret的值。
在一些场景中，将存储器的部分(例如，某些单元或者单元块)保留仅用于测试目的(例如，允许在存储设备处于使用中时执行测试)，这可能是有益的。例如，保留区域可以是该设备中的“淡黄色(canary)”类型的区域，该区域与存储器中的被发现在存储器单元的完整测试期间在减小电压处首先开始失效的比特相关联。这种机制可以如下操作。执行对存储器的完整测试，并且最易受攻击的比特被确定为随着电压被减小而首先失效的那些比特。然后可以将存储器的对应部分的位置存储在非易失性存储器或者保持其功率的存储器中。然后可以将存储器的该区域保留用于单独的测试目的，以确定存储器保持何时开始失效。然后该存储器的其它部分完整地保持用户的数据，而不受“早期失效”(这将仅用于存储器验证目的)的影响。被分配用于该目的的存储器测试区域的大小可以通过以下项来确定：随着电压被减小，失效的存储器比特的数量增加多快以及相应地进行决策。
图8示出包括处理器和易失性存储设备的无线设备的功率管理的方法，易失性存储设备连接到处理器并且由处理器使用。该方法可以例如由功率管理单元30来执行，功率管理单元30包括图1中示出的无线设备5的电压设置逻辑单元32。如上所讨论的，功率管理单元30的功能可以用硬件、软件和/或固件来实现。在框102处，该方法在处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平(Vop)供应给易失性存储设备。第一电压电平(Vop)可以是从存储设备34获得的数据值35或者另一预先确定的或者计算的值。在框103处，该方法在处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平(Vret)供应给易失性存储设备。第二电压(Vret)比第一电压电平(Vop)低。第二电压电平(Vret)可以是从存储设备34获得的数据值36或者另一预先确定的或者计算的值。该方法还包括确定第二电压电平的值的框101。框101可以例如在初始化时段期间执行，并且该结果可以作为数据值36存储在存储设备34中。框101可以执行一次(例如，当初始开启无线设备时)，或者可以在无线设备的使用寿命期间执行多次(例如，当初始开启无线设备时以及当无线设备在初始启动之后被重置/重新启动时再次周期性地执行)。
图9示出可以在图8的框101处执行的操作的例子。框111将第二电压电平的初始值供应给易失性存储设备。在第二电压电平被供应给易失性存储设备时，框112执行对易失性存储设备的自测试，以提供指示易失性存储设备中的数据错误数量的结果。框113将测试的结果与门限数据错误数量进行比较。该门限数量可以表示针对操作而言可接受的错误数量。
该门限数量通常是零，但是在一些情况中，可以大于零。具体地，比特错误的概率将取决于系统中存储器的数量以及制造质量。因此，通常给出制造商指南，以利用错误检测和错误校正技术引入冗余，以适应比特失效。这些比特失效通常将借助于标准技术而被检测到，并且将被屏蔽防止使用。然而，将在本发明方法期间，监测被视为良好并且在存储器的正常操作范围内作用的比特。在已经执行标准验证和配置之后，可接受的比特错误的数量通常将是零，但是在一些情况中，相对小数量的先前未被识别的比特错误可以是可接受的。
返回到图9的框113，如果错误数量小于门限数量(通常是零)，那么该方法继续进行到框114，并且将第二电压电平改变(例如，增大或者减小)为新值。图9实现了在其中可以使用以上关于图4所描述的顺序来该改变第二电压电平的方法。将明白的是，可以使用用于改变第二电压电平的其它合适的方案，例如，图3中示出的顺序(在针对该方法的合适的修改的情况下)。从框114，该方法继续进行到使用在框114处设置的Vret的新值的框111。返回到框113，如果错误数量大于门限数量，那么该方法可以继续进行到框115，并且基于先前框的结果来设置第二电压电平的值。例如，第二电压电平Vret可以被设置为给出与门限数据错误数量相比较少的数据错误数量的最低值。再次，如果在框113处错误数量大于门限数量，那么该方法继续进行到框116，并且将第二电压电平改变(例如，增大或者减小)为新值。与在框114处使用的正常递增/递减相比，这可以以较高的分辨率找出vret的最小值。该方法继续进行到使用在框116处设置的Vret的新值的框111。
本发明的实施例将现有的片上MBIST功能(其通常采用测试电路和其它硬件和固件的形式)用于上述方法，而有利地实现了该方法，而无需显著的额外修改。另外，由于动态地执行自测试，所以可以重新校准Vref的值，以将以下各项考虑在内：环境的变化、设备的使用年限以及在其整个使用寿命内影响易失性存储设备中的数据单元的可靠性的其它因素。
虽然已经描述了用于确定用于易失性存储器的保持电压Vref的最佳值(即，用于在相关联的无线设备或者处理器的减小功率或者睡眠模式期间保持数据)的方法，但是该方法还可以应用于确定易失性存储器的操作电压值Vop(即，用于在相关联的无线设备或者处理器的操作模式期间进行读和写)。在每种情况中，使用上述自测试过程来确定最佳电压(在上述自测过程中电压被动态地改变)，以找出最小的可接受的电压值，以使得最佳电压(Vop和/或Vref)的使用节省功率。
如对于本领域技术人员将显而易见的是，可以对本文给出的任何范围或者设备值进行扩展或者改变，而不会损失所寻求的效果。
将理解的是，上述益处和优点可以涉及一个实施例或者可以涉及若干实施例。这些实施例并不限于解决所述问题中的任何或者全部问题的那些实施例、或者具有所述益处和优点中的任何或者全部益处和优点的那些实施例。
对“一(an)”项目的任何提及指代那些项目中的一个或多个项目。术语“包括”在本文中用于意指包括所标识的方法框或者元素，但是这种框或者元素并不包括排除性列表，并且方法或者装置可以包含额外的框或者元素。术语“易失性存储设备”旨在涵盖任何形式的易失性存储器，例如其包括：包括多个存储器实例、具有一个或多个存储器存储体或者阵列、以分布式配置被布置在芯片上的嵌入式存储器。术语“存储器实例”旨在包括半导体存储器IP，其通常具有其自己的存储器编译器以及单独的读/写电路。
可以按照任何适当的次序或者在适当的情况下同时执行本文描述的方法的步骤。另外，在不脱离本文描述的主题的精神和范围的情况下，可以从所述方法中的任何方法中删除单独的框。在不损失所寻求的效果的情况下，上述例子中的任何例子的各方面可以与所描述的其它例子中的任何例子的各方面进行组合，以形成另外的例子。
将理解的是，对优选实施例的以上描述仅是通过举例方式给出的，并且本领域技术人员可以进行各种修改。虽然已经以某种程度的特殊性或者参照一个或多个单独的实施例描述了各个实施例，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对所公开的实施例进行很多修改。

Claims (13)

1.一种用于无线设备的功率管理的方法，所述无线设备包括处理器以及连接到所述处理器并且由所述处理器使用的易失性存储设备，所述方法包括：
在所述处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平供应给所述易失性存储设备；
在所述处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平供应给所述易失性存储设备，以用于保持数据，其中，所述第二电压电平比所述第一电压电平低；以及
通过以下操作来确定所述第二电压电平的值：
(i)将所述第二电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；
(ii)在所述第二电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；
(iii)将所述自测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；
(iv)将所述第二电压电平改变为新值，并且利用所述第二电压电平的所述新值重复步骤(i)-(iii)，以找出所述第二电压电平的最小值，在所述第二电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的的数据错误数量，
其中，所述易失性存储设备包括多个存储体，以及所述确定所述第二电压电平的值的步骤是针对所述存储体中的至少两个存储体执行的，以找出针对所述至少两个存储体中的每个存储体的最小值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述第二电压电平的值的步骤是在所述无线设备的初始化时段期间执行的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，至少步骤(i)-(iii)在稍后的时间处被重复，其中，在步骤(i)处所述第二电压电平的所述初始值是所述第二电压电平的在以下各项中的一项期间确定的值：所述初始化时段以及步骤(i)-(iii)的先前重复。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在对步骤(i)-(iii)的重复之前，步骤(iv)减小所述第二电压电平，并且所述第二电压电平的所述最小值是在其处所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量的最后的值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在对步骤(i)-(iii)的重复之前，步骤(iv)增大所述第二电压电平，并且所述第二电压电平的所述最小值是在其处所述测试的所述结果给出与针对操作的所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量的第一值。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所需要的所述存储体的数量；
选择具有第二电压电平的所述最小值中的最低值的存储体；以及
使用所选择的存储体。
7.一种无线设备，包括：
处理器；
易失性存储设备，其连接到所述处理器并且由所述处理器使用；
功率管理单元，其被布置为：
在所述处理器处于操作状态的时段期间将第一电压电平供应给所述易失性存储设备；
在所述处理器处于减小的功率状态的时段期间将第二电压电平供应给所述易失性存储设备，以用于保持数据，其中，所述第二电压电平比所述第一电压电平低；以及
通过以下操作来确定所述第二电压电平的值：
(i)将所述第二电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；
(ii)在所述第二电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；
(iii)将所述测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；
(iv)将所述第二电压电平改变为新值，并且利用所述第二电压电平的所述新值重复步骤(i)-(iii)，以找出所述第二电压电平的最小值，在所述第二电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量，
其中，所述易失性存储设备包括多个存储体，以及所述确定所述第二电压电平的值的步骤是针对所述存储体中的至少两个存储体执行的，以找出针对所述至少两个存储体中的每个存储体的最小值。
8.根据权利要求7所述的无线设备，其中，所述功率管理单元被布置为：确定在其初始化时段期间所述第二电压电平的值。
9.根据权利要求8所述的无线设备，其中，所述功率管理单元被布置为在稍后的时间处重复至少步骤(i)-(iii)，其中，在步骤(i)处所述第二电压电平的所述初始值是所述第二电压电平的在以下各项中的一项期间确定的值：所述初始化时段以及步骤(i)-(iii)的先前重复。
10.根据权利要求7所述的无线设备，其中，所述功率管理单元被布置为使得在对步骤(i)-(iii)的重复之前，步骤(iv)减小所述第二电压电平，并且所述第二电压电平的所述最小值是在其处所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量的最后的值。
11.根据权利要求7所述的无线设备，其中，所述功率管理单元被布置为使得在对步骤(i)-(iii)的重复之前，步骤(iv)增大所述第二电压电平，并且所述第二电压电平的所述最小值是在其处所述测试的所述结果给出与针对操作的所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量的第一值。
12.根据权利要求7所述的无线设备，其中，所述功率管理单元还被布置为：
确定所需要的所述存储体的数量；
选择具有第二电压电平的所述最小值中的最低值的存储体；以及
使用所选择的存储体。
13.一种用于确定要供应给易失性存储设备的最佳电压值的方法，所述方法包括：
(i)将电压电平的初始值供应给所述易失性存储设备；
(ii)在处于所述初始值处的所述电压电平被供应给所述易失性存储设备时，执行对所述易失性存储设备的自测试，以提供指示所述易失性存储设备中的数据错误数量的结果；
(iii)将所述自测试的所述结果与门限数据错误数量进行比较；
(iv)将所述电压电平改变为新值，并且利用所述电压电平的所述新值重复步骤(i)-(iii)，以找出所述电压电平的最小值，在所述电压电平的所述最小值处，所述测试的所述结果给出与所述门限数据错误数量相比较少的数据错误数量，
其中，所述易失性存储设备包括多个存储体，以及所述方法是针对所述存储体中的至少两个存储体执行的，以找出针对所述至少两个存储体中的每个存储体的最小值。
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