CN107766586A - 一种多电源域可编程管理的设计方法 - Google Patents
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Abstract
一种多电源域可编程管理的设计方法。所述方法包括，通过寄存器配置选择控制多电源域的指令来源：内部软件编程产生控制指令或外部设备产生控制指令；控制指令经解析判断为有效的指令送到控制执行单元；控制执行单元根据接收到的解析指令对可控电源域的供电开关进行开启或关断的控制。该设计方法提高了对可控电源域管理的灵活性，能够与应用场景更紧密地结合，及时关闭芯片中不需要工作的可控电源域，高效地降低功耗。同时，外部触发源与通信单元共用一个外部IO端口，节省了芯片硬件资源。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种多电源域可编程管理的设计方法。
背景技术
集成电路工艺发展到深亚微米节点后，功耗成为大规模集成电路设计的一个制约因素。特别是，芯片的静态功耗占总功耗的比重越来越大。有效降低静态功耗，可以延长系统的待机时间和电池寿命。
根据相关技术，将芯片划分为多电源域并进行控制，以关断不需要工作的电源域的供电成为大规模集成电路设计的普遍做法。然而，现有的多电源域管理方法主要是采用硬件状态机控制电源域供电的开启或关断。硬件状态机是已固化在芯片内部的电路，工作状态也随之确定。芯片一旦设计生产出来，电源域的工作状态不能再做修改，也就不能根据不同的应用场景，灵活地对电源域进行管理。此外，现有的多电源域管理方法主要是芯片根据工作情况主动控制电源域的工作状态，不能根据外部环境或设备的工作需求及时关断或开启指定电源域。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于多电源域可编程管理的设计方法，该方法通过编程实现对多电源域的灵活管理；同时，能够由外部环境或设备对片上指定电源域进行管理，根据不同工作场景及时开启或关闭关断指定电源域。最终，达到降低系统待机时的静态功耗的目的，从而实现低功耗。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种多电源域可编程管理的设计方法，该设计方法用于多电源域芯片，所述多电源域芯片包括至少一个电源始终开启的常开电源域和至少一个电源能够开启或关断的可控电源域；
所述可控电源域由可编程电源域管理模块P-PMU控制；
所述可编程电源域管理模块P-PMU在常开电源域，并包括可编程控制指令产生单元、指令解析单元、以及控制执行单元；
所述可编程控制指令产生单元产生控制指令，并将所述控制指令送达所述指令解析单元；
所述指令解析单元解析接收到的控制指令，并将解析后的指令送到所述控制执行单元；
所述控制执行单元根据接收到的解析指令，对指定的可控电源域的供电开关执行开启或关断操作。
所述可编程控制指令产生单元产生的控制指令来自内部软件编程产生的指令或经通信单元接收并校验无误的指令；通过配置外部IO端口功能选择寄存器和指令来源选择寄存器，选择所述内部软件编程产生的指令或经通信单元接收并校验无误的指令作为待解析的指令；其中，经通信单元校验有误的指令被丢弃，不产生控制指令。
当使用内部软件编程产生指令时，软件编程产生的指令的触发源来自：内部立即触发源寄存器、内部计时单元计满标志触发源或外部触发源，通过配置寄存器控制三个触发源是否有效。
所述内部计时单元作为软件编程产生的指令的触发源，其计时长度由软件编程配置。
所述通信单元使用的通信端口与外部触发源端口共用一个外部IO端口，所述外部IO端口的功能通过配置外部IO端口功能选择寄存器来选择。
所述指令解析单元判断接收到的指令是否有效，并对有效的指令进行解析，以及将解析后的指令送到所述控制执行单元。
所述控制执行单元根据接收到的解析指令，控制可控电源域供电开关的开启或关断顺序，并控制可控电源域供电开关开启或关断的间隔时间。
本发明对比已有技术具有以下显著优点：
使用软件对多电源域进行管理，能够更灵活、有效地实现对电源域的管理；
外部设备能够根据其工作需求对芯片内部电源域进行控制，能够更及时的对多电源域进行管理，能够与应用场景更紧密的结合，高效地降低功耗；
通信单元的通信端口与外部触发源端口共用一个外部IO端口，节省硬件资源。
附图说明
图1为根据本发明一个实施方案的多电源域可编程管理的系统架构的示意图；
图2为根据本发明一个实施方案的可编程控制指令产生单元的内部结构示意图；
图3为根据本发明一个实施方案的内部软件编程产生控制指令的流程图；
图4为根据本发明另一个实施方案的外部设备产生控制指令的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下将结合本发明的附图，通过具体实施方式，完整地描述本发明的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施方案仅仅用以解释本发明并不用于限定本发明。
图1所示，为根据本发明一个实施方案的多电源域可编程管理的设计方法的架构图。其中，所述多电源域芯片111包括至少一个常开电源域和至少一个可控电源域。常开电源域是指芯片工作期间，供电电源始终开启的电源域；可控电源域是指芯片工作期间，能够根据功能需要开启或关闭供电电源的电源域。所述可编程电源域管理模块(P-PMU)113处于常开电源域112内，包括以下单元：可编程控制指令产生单元101、指令解析单元102和控制执行单元103。可编程控制指令产生单元101产生控制电源域的指令，然后送到指令解析单元102。指令解析单元102对接收到的控制指令进行解析，将解析后有效的指令送到控制执行单元103。控制执行单元103接收到有效指令后，按照指令规定的顺序和间隔时间，对可控电源域A117的供电开关A114、可控电源域B118的供电开关C115或可控电源域C119的供电开关C116进行管理控制。图1中包含3个可控电源域，应当理解，本发明的应用不局限于3个可控电源域，并且可控电源域的供电电源不限于同一个供电电源。
图2所示，为可编程控制指令产生单元101的内部结构图。可编程控制指令产生单元101能够实现选择软件编程产生指令或外部设备通过通信单元产生指令作为控制电源域的指令。其中，外部触发源与通信单元共用一个外部IO端口。关于可编程控制指令产生单元101的操作说明在下面的实施方案中进行具体描述。
实施方案一：
图3是根据本发明一个实施方案的多电源域可编程管理的设计方法的流程图。该实施方案选择内部软件编程产生控制指令，实现对多个可控电源域的管理控制。如图3所示，该实施方案的多电源域管理的方法包括：
步骤301、通过配置指令来源选择寄存器208，选择内部软件编程产生的控制指令作为待由指令解析单元102解析的指令。
步骤302、通过配置外部IO端口功能选择寄存器202，选择外部IO端口功能为外部触发源。
步骤303、编写软件代码，规定对3个可控电源域的供电开关进行开启或关断的顺序，同时，还规定供电开关的开启或关断之间的时间间隔。
步骤304、配置触发源，通过软件配置，选择三个触发源中的一个或几个；
(1)本步骤中，如果选择内部立即触发源311，则直接进入步骤305；
(2)本步骤中，如果选择外部触发源312，则进入步骤313等待外部触发源，待外部触发源触发时，进入步骤305；
(3)本步骤中，如果选择计时器触发源314，则进入步骤315配置计时器计时时长，再进入步骤316等待计时器计满触发，计时器计满触发后，进入步骤305。
步骤305、可编程控制指令产生单元101产生控制指令，产生的控制指令被送到指令解析单元102。
步骤306、指令解析单元102对接收到的控制指令进行解析，若指令经解析判断为无效，进入步骤307，直接废弃指令；经解析判断为有效的指令送到控制执行单元103。
步骤308、控制执行单元103接收到有效指令后，根据指令规定的对多电源域供电开关的管理控制方式，对3个可控电源域的开关分别进行开启或关断的控制。
本发明的实施方案提供的多电源域可编程管理的设计方法能够根据系统的工作需要灵活地对可控电源域的供电开关进行控制，及时关断不需要工作的可控电源域，降低了在部分模块待机情况下的系统功耗。
实施方案二：
图4是根据本发明的另一实施方案的一种多电源域可编程管理的设计方法的流程图。本发明的该实施方案选择外部设备通过通信单元产生控制指令，实现对多个可控电源域的管理控制。如图4所示，该实施方案中的多电源域管理的方法包括：
步骤401、通过配置指令来源选择寄存器208，选择外部设备通过通信单元产生的控制指令作为指令解析单元102待解析的指令。
步骤402、通过配置外部IO端口功能选择寄存器202，选择外部IO端口功能为通信功能。
步骤403、等待外部设备发送控制电源域的指令，外部设备发送控制指令后，进入步骤404。
步骤404、通信单元207对接收到的指令进行校验，若指令经校验判断为错误，则进入步骤405，直接废弃指令；经校验判断为正确的指令作为可编程控制指令产生单元101产生的控制指令，送到指令解析单元102。
可编程控制指令产生单元101产生控制指令后，进入步骤306。之后的步骤与图3中示出的实施方案的后续步骤相同。
Claims (7)
1.一种多电源域可编程管理的设计方法，该设计方法用于多电源域芯片，其特征在于，所述多电源域芯片包括至少一个电源始终开启的常开电源域和至少一个电源能够开启或关断的可控电源域；
所述可控电源域由可编程电源域管理模块P-PMU控制；
所述可编程电源域管理模块P-PMU在常开电源域，并包括可编程控制指令产生单元、指令解析单元、以及控制执行单元；
所述可编程控制指令产生单元产生控制指令，并将所述控制指令送达所述指令解析单元；
所述指令解析单元解析接收到的控制指令，并将解析后的指令送到所述控制执行单元：
所述控制执行单元根据接收到的解析指令，对指定的可控电源域的供电开关执行开启或关断操作。
2.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述可编程控制指令产生单元产生的控制指令来自内部软件编程产生的指令或经通信单元接收并校验无误的指令；通过配置外部IO端口功能选择寄存器和指令来源选择寄存器，选择所述内部软件编程产生的指令或经通信单元接收并校验无误的指令作为待解析的指令；其中，经通信单元校验有误的指令被丢弃，不产生控制指令。
3.如权利要求2所述的设计方法，其特征在于，当使用内部软件编程产生指令时，软件编程产生的指令的触发源来自：内部立即触发源寄存器、内部计时单元计满标志触发源或外部触发源，通过配置寄存器控制三个触发源是否有效。
4.如权利要求1或3所述的设计方法，其特征在于，所述内部计时单元作为软件编程产生的指令的触发源，其计时长度由软件编程配置。
5.如权利要求2或3所述的设计方法，其特征在于，所述通信单元使用的通信端口与外部触发源端口共用一个外部IO端口，所述外部IO端口的功能通过配置外部IO端口功能选择寄存器来选择。
6.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述指令解析单元判断接收到的指令是否有效，并对有效的指令进行解析，以及将解析后的指令送到所述控制执行单元。
7.如权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述控制执行单元根据接收到的解析指令，控制可控电源域供电开关的开启或关断顺序，并控制可控电源域供电开关开启或关断的间隔时间。
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