CN109428488B - 具有动态自适应负载线的dc-dc转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“具有动态自适应负载线的DC‑DC转换器”。本发明描述了为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出的系统、设备和方法。在各种实施方案中，功率转换器包括两个反馈回路以将稳定性和等效输出电阻分开，这允许增加带宽。第一回路包括补偿器，该补偿器接收放大器的输出电流。此外，第一转换器和第一电流镜基于放大器的输出电流生成目标电流。多个降压转换器基于目标电流生成输出电压，该输出电压通过电阻器返回到放大器。第二回路包括具有一阶串联RC滤波器的第二转换器，以减小所述第二回路的响应时间。第二电流镜接收来自第二转换器的电流，并且生成动态自适应反馈电流，该动态自适应反馈电流流过第一回路中的电阻器。

Description

具有动态自适应负载线的DC-DC转换器
技术领域
本文所述的实施方案涉及集成电路领域，更具体地讲涉及为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出。
背景技术
计算系统诸如半导体芯片包括多个部件，每个部件都能够处理数据。多个部件包括接口和功能块或单元。在各种实施方案中，多个部件是片上系统(SOC)、多芯片模块(MCM)或印刷电路板之一上的单个管芯。例如，部件是在中央处理单元(CPU)中具有一个或多个内核的通用处理器、在图形处理单元(GPU)和数字信号处理器(DSP)中具有一个或多个内核的高度并行数据架构处理器、显示控制器、音频处理部件、联网部件、外围设备接口控制器和存储器控制器等。
计算系统内的控制逻辑部件诸如电力管理单元决定不同部件的一个或多个操作状态。操作状态包括电源电压和操作时钟频率。时钟生成电路在一个或多个指定的不同频率生成不同的时钟信号，而配电网络提供一个或多个指定的不同电源电压。该片上网络使用电源和调节电路生成指定的不同电源电压以供功能单元内的设备使用。此外，该网络依赖于一对片上层，其中一个电压层(金属层)专用于电源电压，另一个接地层(金属层)专用于接地值。
目标输出电压随着操作模式随时间推移而改变，并且给定操作模式下的工作需求随着时间推移而改变一个或多个部件。当部件中的设备从电源和接地层吸收电流时，电流需求的变化创建电流电阻(IR)下降和瞬时电压降两者。尽管电压变化的持续时间可能是暂时性，但电压变化导致引起变化的设备和相邻设备的不可靠行为。此外，对于移动设备，电池提供的电压值随着存储能量的消耗而降低。
鉴于以上所述，需要用于为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出的方法和机制。
发明内容
预期管理为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出的操作模式的系统和方法。在各种实施方案中，功率转换器接收输入电压，并且在输出电容器上为一个或多个部件生成输出电压。在一些实施方案中，多个部件是片上系统(SOC)之一上的单个管芯。功率转换器包括用于基于差分电压输入输送输出电流的放大器。在各种实施方案中，功率转换器包括在放大器的两个输入之一终止的两个反馈回路。两个反馈回路将功率转换器的稳定性和等效输出电阻分开，这允许增加功率转换器的带宽。两个反馈回路中的第一回路提供功率转换器的等效输出电阻。两个反馈回路中的第二回路为功率转换器提供稳定性。通过将等效输出电阻和稳定性分开，分别成为功率转换器的独立参数。
在实施方案中，功率转换器包括跨导运算放大器(OTA)和包括补偿器的第一反馈回路。在各种实施方案中，补偿器可以是两种类型之一。在实施方案中，补偿器可以是第一种类型，所述类型提供原点极点、一个零点、一个高频极点以及达到90度的相位提升，以抵消传递函数中包含的一些增益和相位。例如，第一种类型的补偿器可以是II型补偿器，提供两个极点和一个零点，以及两个极点和一个零点的位置，并且另外相位提升达到90度。或者，补偿器可以是第二种类型，提供两个极点、两个零点和大于90度的相位提升。例如，第二种类型的补偿器可以是III型补偿器。
补偿器基于OTA的输出电流生成电压。第一反馈回路还包括具有接收所生成电压的栅极端子的晶体管。由于晶体管基于所生成的电压在漏极端子上接收电流，因此晶体管是转换器，将所生成的电压转换为电流。电流是第一电流镜的参考电流。第一电流镜的电流源晶体管将与参考电流成比例的目标电流发送到一个或多个降压直流到直流(DC-DC)转换器。在一些实施方案中，每个降压DC-DC转换器是电流模式降压转换器。在实施方案中，两个或多个降压DC-DC转换器并联连接以提供多相降压DC-DC转换器。各个降压DC-DC转换器的转换频率相对于彼此相移，这样可消除输入和输出滤波器中流动的波纹电流。一个或多个降压DC-DC转换器生成用于对单个输出电容进行充电的相应电感器电流，从而基于所接收的目标电流生成输出电压。
输出电压通过电阻器返回到OTA的输入。电阻器还接收由第二反馈回路提供的动态自适应反馈电流。动态自适应反馈电流在放大器的输入与输出电压之间跨电阻器创建电压降。因此，在OTA的一个输入上接收的反馈电压大于输出电压。将反馈电压与OTA的参考电压进行比较。
第二反馈回路接收由第一反馈回路中的补偿器(第一种类型或第二种类型，例如上述类型II或III)生成的电压。另一个晶体管通过一阶串联电阻器电容器(RC)滤波器在栅极端子上接收生成的电压。RC滤波器生成大于第一回路的响应时间的第二回路的响应时间。由于晶体管基于所生成的电压在漏极端子上接收电流，因此晶体管也是转换器，将所生成的电压转换为通过漏极端子的电流。电流是第二电流镜的参考电流。第二电流镜具有多个电流源晶体管，多个电流源晶体管各自连接到开关。多个电流源晶体管中的连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管基于第二电流镜的参考电流生成动态自适应反馈电流。
第二反馈回路中的控制逻辑部件以某种方式打开和关闭用于多个电流源晶体管的开关，以响应于确定输出电压与目标电压之间差值的增大而增大动态自适应反馈电流。控制逻辑部件以某种方式调节开关的打开和闭合，响应于确定输出电压与目标电压之间差值的降低而降低动态自适应反馈电流。
参照以下描述和附图，将进一步理解这些和其他实施方案。
附图说明
通过结合附图参照以下描述，可更好地理解这些方法和机制的上述及更多优点，其中：
图1是具有反馈回路的放大器的一个实施方案的框图。
图2是功率转换器的一个实施方案的框图。
图3是为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出的方法的一个实施方案的流程图。
图4是集成电路的一个实施方案的框图。
图5是系统的一个实施方案的框图。
尽管本公开所述的实施方案可受各种修改形式和替代形式的影响，但其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并在本文详细描述。然而，应当理解，附图和对其的详细描述并非旨在将实施方案限制为所公开的具体形式，而相反，本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。如在整个本专利申请中所使用的那样，以允许的意义(即，意味着具有可能性)而非强制的意义(即，意味着必须)使用“可能”一词。类似地，字词“包括”(“include”，“including”，和“includes”)意味着包括但不限于。
各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。如此，即使在单元/电路/部件当前未接通时，单元/电路/部件也可被配置为执行任务。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。类似地，为了描述中方便，可将各种单元/电路/部件描述为执行一项或多项任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的单元/电路/部件明确地旨在对该单元/电路/部件不调用35U.S.C.§112(f)。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开所述实施方案的透彻理解。然而，本领域的普通技术人员将认识到可在没有这些具体细节的情况下实践实施方案。在某些情况下，为了便于说明和避免模糊实施方案的描述，未详细示出熟知的电路、结构和技术。
现在转向图1，其示出了具有反馈回路的放大器的一个实施方案的整体框图。在例示的实施方案中，放大器120接收一个或多个输入110并生成放大器输出122。回路130接收放大器输出122并生成电压输出Vout 132，对输出电容器Cout 134进行充电。此外，回路130将反馈信息136发送到输入110。除稳定性之外，放大器120的增益A1和回路130中的每一个都影响电路的等效输出电阻。
左边的电路带宽(BW)由以下表达式给出：
BW＝1/(2π×Rout×Cout)
输出电容Cout 134相对固定，并且取决于连接到输出节点的一个或多个部件。在实施方案中，需要相对高的带宽为瞬时输出负载生成稳定输出。例如，该电路设计用于在输出Cout上保持稳定的Vout 132，尽管负载吸收的电流量会发生变化。然而，带宽受到电路的转换频率和电路的奈奎斯特频率的限制。因此，如上述表达式所示，等效输出电阻Rout也受到限制，这限制电路在输出存在瞬变电流消耗时在输出Cout上保持稳定Vout 132的能力。
在实施方案中，放大器120是跨导运算放大器(OTA)，其增益(gm)等于A1。增益相对较小可增加稳定性，这也限制在输出存在瞬变电流消耗时保持稳定Vout 132的准确性。在一个实施方案中，左侧电路为多相功率转换器。在一些实施方案中，回路130包括用于将OTA的输出电流转换为目标电流的电流镜。一个或多个降压直流至直流(DC-DC)转换器接收目标电流和输入电压。一个或多个降压DC-DC转换器生成输出电压Vout 132。
在一些实施方案中，一个或多个降压DC-DC转换器中的每一个是电流模式降压转换器。在实施方案中，每个降压DC-DC转换器是降压转换器。在一个实施方案中，两个或多个降压DC-DC转换器并联连接以提供多相降压DC-DC转换器。各个降压DC-DC转换器的转换频率相对于彼此相移，这样可消除输入和输出滤波器中流动的波纹电流。回路130还将Vout132或基于Vout 132的电压值作为反馈信息136返回到输入110。在实施方案中，输入110包括来自回路130的参考电压和反馈电压。OTA 120基于差分电压输入生成输出电流。
除功能性之外，回路130和反馈信息136还提供多功能性，但也降低了稳定性。当放大器120的增益A1增加时，输入110的上限阈值减少，并且当达到下限阈值时，放大器输出122可能饱和，这降低了电路的稳定性。稳定性通常是指输出Vout 132到达非振荡状态。然而，在振荡发生之前会发生不期望的特征，诸如较差的相位响应、过冲和振铃。在定义电路的稳定性时，设计者确定这些特征中的一个或多个的阈值。然而，当等效输出电阻能够在不影响稳定性的情况下改变时，更容易实现尽管改变电流负载仍将Vout 132作为相对稳定的输出值的能力。
当将电路用作功率转换器时，等效输出电阻也称为负载线。在某些情况下，不需要负载线诸如对于目标输出电压固定的电力轨，并且希望将Vout 132保持在目标电压而与改变外部组件吸收的电流无关。此类条件在上述表达式中将Rout减小至0，并且将BW更改为无限值。右侧电路中示出了实现增加灵活性的尝试。如图所示，放大器120被替换为放大器150，放大器150的增益A2大于增益A1。此外，回路130被替换为回路160，并且添加第二回路，该回路被示为回路140。
在一些实施方案中，回路160包括防止放大器输出152和Vout 132饱和的部件。稍后将提供这些部件的进一步描述。回路160将反馈信息166发送到输入110。回路140将反馈信息142发送到输入110。在各种实施方案中，回路140包括创建第二回路的响应时间的部件，所述第二回路的响应时间大于第一回路的响应时间。在实施方案中，回路160限定电路的负载线，而回路140保持电路的稳定性。
现在转向图2，其示出了功率转换器200的一个实施方案的整体框图。在各种实施方案中，功率转换器200接收输入电压292，并且在输出电容器252上生成输出电压Vout250。功率转换器200包括放大器206，用于基于差分电压输入在节点208上输送输出电流。如图所示，输入是基于输出电压Vout 250的参考电压204和反馈电压254。在实施方案中，放大器206是误差放大器，用于比较参考电压204和反馈电压254。放大器206放大输入的差值，并且基于放大的差值生成输出电流。因此，在各种实施方案中，放大器206是跨导运算放大器(OTA)。OTA是一个开环放大器，不提供本地反馈以提供稳定性。因此，从外部提供反馈以提供稳定性。在各种实施方案中，功率转换器200包括用于生成反馈电压254的两个反馈回路。两个反馈回路将功率转换器200的稳定性和等效输出电阻分开，这允许增加功率转换器200的带宽。两个反馈回路的第一回路提供功率转换器200的等效输出电阻。两个反馈回路的第二回路为功率转换器200提供稳定性。因此，当添加第二回路时，等效输出电阻和稳定性是功率转换器的独立参数。
在各种实施方案中，将补偿添加到误差放大器诸如放大器206。所添加的补偿抵消包括在闭环控制到输出传递函数中的相位。这些相位降低诸如误差放大器206之类的误差放大器的稳定性。因此，如本文所用，补偿器是指被配置为通过在闭环传递函数中添加一个或多个极点和零点提供相位提升的电路。在实施方案中，补偿器可以是第一种类型，提供原点极点、一个零点和一个高频极点，以及两个极点的位置，并且另外相位提升达到90度。例如，第一种类型的补偿器可以是II型补偿器。II型补偿器包括OTA的输出与接地参考之间电容器和电阻器的串联组合。此外，II型补偿器包括与串联组合并联的电容器。
或者，补偿器可以是第二种类型，提供两个极点、两个零点以及介于90度和180度之间的相位提升。例如，第二种类型的补偿器可以是III型补偿器。III型补偿器包括OTA的输出与OTA的输入之间的电容器和电阻器的第一串联组合。此外，III型补偿器包括与第一串联组合并联的电容器。另外，III型补偿器包括电源与OTA的输入之间电阻器和电容器的第二串联组合，以及与第二串联组合并联的电阻器。
在一些实施方案中，补偿器210基于放大器206的输出电流生成电压。如图所示，补偿器210是用于放大器206的II型补偿器。如图所示，补偿器210包括与电阻器214串联的电容器212。此外，补偿器210包括与电容器212和电阻器214的串联组合并联的第二电容器216。在其他实施方案中，补偿器210是用于放大器206的III型补偿器。
转换器220是电压到电流(V到I)转换器，接收由补偿器210生成的电压，并且基于所接收的电压生成参考电流226。如图所示，转换器220包括晶体管222和电阻器224。如图所示，晶体管222为n型场效应晶体管(NFET)，在其栅极端子上接收所生成的电压。此外，参考电流226流过其漏极端子。在实施方案中，参考电流226与晶体管222的栅极端子上的电压除以电阻器224的电阻成比例。参考电流226是由晶体管228和230形成的电流镜的参考电流。晶体管228和230中的每一个都是p型场效应晶体管(PFET)。晶体管228是电流镜的二极管接法晶体管，用于接收参考电流226。晶体管228和230的源端子连接到供电电压VDD 290。
晶体管230是电流镜的电流源晶体管。当电流镜的二极管接法晶体管228和电流镜的电流源晶体管230的设备宽度匹配时，目标电流232等于参考电流226。利用设备宽度之间的非统一比率，目标电流232是基于非统一比率的参考电流226的缩放版本。与给定电流相比，电流镜中给定电流的缩放版本是具有较小或较大安培的电流。在一个实施方案中，该电流较大(例如，两倍等)。在另一个实施方案中，该电流较小(例如，一半等)。在实施方案中，给定电流的缩放版本是等于给定电流乘以电流镜的电源源晶体管的设备宽度除以电流镜的二极管接法晶体管的设备宽度的电流。例如，如果电流源晶体管230的设备宽度是二极管接法晶体管228的设备宽度的两倍，则目标电流232是参考电流226的电流的两倍。
多个降压直流至直流(DC-DC)转换器234-238接收目标电流232，并且基于目标电流232和输入电压VIN 292生成输出电压Vout 250。在一些实施方案中，输入电压VIN 292从交流(AC)发送到直流(DC)电源，并且Vout 250是基于降压DC-DC转换器234-238内占空比的VIN 292的一小部分。降压转换器234-238中的每一个生成电感器电流244-248中的相应一个，所述电感器电流流过电感器240-243中的相应一个。电感器电流244-248的总和将输出电容器Cout 252充电至Vout 250。
有效转换频率乘以相数，而负载除以相数。增加降压转换器234-238的数量会减少输入和输出滤波器诸如LC低通滤波器中的波纹电流，这虽然改善了瞬时响应，但是也增加了设计复杂性和布局难度。在各种实施方案中，降压转换器234-238中的每一个是电流模式降压转换器。在一些实施方案中，每个降压转换器都是降压转换器，并且功率转换器200是多相降压转换器。在一个实施方案中，多个降压DC-DC转换器234-238并联连接(如图所示)以提供多相降压DC-DC转换器。降压DC-DC转换器234-238中的各个转换器的转换频率相对于彼此相移，这样可消除输入和输出滤波器中流动的波纹电流。
输出电压Vout 250通过电阻器202返回到放大器206的输入。电阻器202还接收由另一个电流镜提供的动态自适应反馈电流294。动态自适应反馈电流294跨电阻器202创建电压降。因此，反馈电压254大于Vout 250。反馈电压254通过放大器206与参考电压204进行比较。
与转换器220类似，转换器270基于补偿器210生成的电压接收电压。然而，转换器270通过一阶串联电阻器电容器(RC)滤波器260接收所生成的电压。Rc滤波器260包括电阻器262和电容器264。RC滤波器260创建大于第一回路的响应时间的第二回路的响应时间。第二回路以补偿器210生成的电压开始，并且包括RC滤波器260、转换器270和生成动态自适应反馈电流294的电流镜。第一回路以转换器220开始，并且包括生成目标电流232的电流反射镜、多个降压转换器234-238和电阻器202。第一回路提供转换器200的负载线或等效输出电阻。第二回路提供转换器200的稳定性。因此，负载线和稳定性是转换器200的独立参数。
转换器270是电压到电流(V到I)转换器，接收补偿器210在通过RC滤波器260后生成的电压。如图所示，转换器270包括晶体管272和电阻器274。晶体管272是NFET，在其栅极端子上接收RC滤波器260的输出和流过其漏极端子的参考电流276。参考电流276是由晶体管278-282形成的电流镜的参考电流。晶体管278-282中的每一个都是PFET。晶体管278-282的源端子连接到供电电压VDD 290。
晶体管278是电流镜的二极管接法晶体管。该电流镜具有多个电流源晶体管280-282，每个电流源晶体管都连接到开关。例如，晶体管280连接到开关S1 284。晶体管282连接到开关S2286。电流镜可包括任意数量的电流源晶体管和开关。当多个电流源晶体管280-282中的一个或多个连接到对应的闭合开关时，这些电流源晶体管基于参考电流276生成动态自适应反馈电流294。
与电流镜生成目标电流232类似，当二极管接法晶体管278的设备宽度与连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管280-282的设备宽度总和匹配时，动态自适应反馈电流294等于参考电流276。在二极管接法晶体管278的设备宽度与连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管280-282的设备宽度总和之间具有非统一比率时，动态自适应反馈电流294是基于非统一比率的参考电流276的缩放版本。
控制逻辑部件(未示出)以某种方式打开和闭合开关284-286，以响应于确定Vout250与目标电压之间差值的增大而增大动态自适应反馈电流294。依靠功率转换器200保持目标电压，但是当通过接收Vout 250的一个或多个部件吸收电流时，输出电压Vout 250可能会改变。第一回路调节Vout 250并且将其返回到目标电压。由于放大器206的相对高增益，第二回路通过防止Vout 250的振荡保持稳定性。控制逻辑部件以某种方式调节开关284-286的打开和闭合，以响应于确定输出电压与目标电压之间差值的降低而降低动态自适应反馈电流294。
现在参考图3，示出了为一个或多个部件的瞬时负载有效地生成稳定输出的方法300的一个实施方案的整体流程图。为了讨论，这个实施方案中的步骤被顺序示出。然而，在其他实施方案中，一些步骤可按与所示顺序不同顺序执行，一些步骤可同时执行，一些步骤可与其他步骤结合执行，并且一些步骤可能不存在。
第一电流基于功率转换器(框302)的相对高增益放大器上的差分电压输入生成。第一电压基于第一电流(框304)生成。例如，OTA生成作为输出电流的第一电流，并且补偿器基于第一电流生成第一电压。在一些实施方案中，补偿器是用于OTA的II型补偿器。在第一反馈回路(框306)中将第一电压转换为目标电流。例如，第一回路包括电压到电流转换器，然后包括电流镜。
目标电流被发送到一个或多个降压DC-DC转换器(框308)的控制器。一个或多个降压DC-DC转换器基于至少目标电流(框310)生成功率转换器的输出电压。输出电压被发送到放大器(框312)的输入。在一些实施方案中，使用串联电阻器增加反馈电压，该反馈电压在输出电压上方输入到放大器。
在一些实施方案中，当第二反馈回路以与第一反馈回路类似的时间开始时，框314与框306同时发生。将补偿器输出的第一电压转换为参考电流(框314)。例如，第一回路包括电压到电流转换器，然后包括电流镜。然而，电压到电流转换器包括一阶串联RC滤波器，一阶串联RC滤波器创建大于第一回路的响应时间的第二回路的响应时间。因此，第一回路可快速开始调节功率转换器的输出电压，并且在稍后的短时间内，第二回路确保不发生振荡并且保持稳定性。
第二反馈回路中的电流镜包括多个电流源晶体管，多个电流源晶体管各自连接到交换机。开关的设备宽度和控制部件用于基于第二回路(框316)中的参考电流生成并调节动态自适应反馈电流。在一些实施方案中，动态自适应反馈电流流过第一回路中的串联电阻器，该电阻器调节出现在放大器(框318)的输入上的反馈电压。
现在参照图4，其示出了集成电路(IC)410的一个实施方案的整体框图。如图所示，交流(AC)到直流(DC)转换器402将交流电压转换为直流电压，并且将直流电压发送到转换器404，该转换器是直流至直流转换器。转换器404将直流电压发送到IC 410。在各种实施方案中，IC 410接收12V总线。功率转换器420和422中的每一个接收转换器404的输出，并且在IC 410上为一个或多个部件生成对应的输出电压。在一些实施方案中，电源管理单元(未示出)为功率转换器420和422提供控制信号，用于调节IC 410上的部件的工作电压。
在例示的实施方案中，IC 410包括用于高电平互连和芯片通信的结构430、存储器接口440、通用中央处理单元(CPU)、具有并行数据微架构的处理器诸如图形处理单元(GPU)、相机446和显示控制器448。为了便于说明，未示出各种输入/输出(I/O)接口、时钟源诸如相锁环(PLL)和其他功能单元。如图所示，功率转换器420将工作电压发送到存储器控制器440、CPU 442和GPU 444。功率转换器422将工作电压发送到相机446和显示控制器448。可能并且预期另外数量的功率转换器和其他连接组合。在各种实施方案中，功率转换器420和422中的每一个都是多相电流模式降压转换器，具有如前面针对图2中的功率转换器200所述的两个反馈回路。
在各种实施方案中，结构430为IC 410提供顶层互连。结构430可保持IC 410上的部件之间的存储器请求和路由请求的高速缓存一致性。高速缓存一致性协议示例包括具有修改(M)、拥有(O)、独占(E)、共享(S)和无效(I)状态的MOESI协议。结构430可包括用于聚集流量的一个或多个开关柄。在各种实施方案中，不同类型的流量独立流过结构430。通过允许单个物理结构总线包括多个重叠虚拟信道，或专用源和目标缓冲区实现独立流，每个都承载不同类型的流量。每个信道独立进行流量控制，不依赖于不同信道中的事务。
存储器接口440可包括存储器控制器和调整缓存，以减少对存储器带宽和平均功率消耗的需求。在实施方案中，可对高速缓存的分配策略进行编程。存储器接口440与IC410的其余部件的组合之间的接口可包括多个总线。异步存储器请求、响应、窥视、窥视响应以及输入/输出(I/O)事务在此接口上可见，并且具有时间关系。
CPU 442使用电路根据预定义的通用指令集执行指令。可选择多种指令集架构(ISA)中的任一种。CPU 442可包括一个或多个内核，以及调整缓存存储器子系统的一个或多个级别。每个内核都支持软件进程的一个或多个线程的无序执行，并且包括多级流水线。GPU 444具有微架构，为计算密集型任务诸如单指令多数据(SIMD)内核提供高指令吞吐量。
相机446使用图像混合器功能和如本领域中所公知的其他相机图像处理功能。与显示器的实时存储器性能相关联的一个或多个其他处理块，可与相机446诸如视频图形控制器同时添加。显示控制器448将渲染的图形输出信息发送到一个或多个显示设备。信息的渲染由显示控制器448执行。存储在片外DRAM或片上高速缓存中的帧缓冲器包括屏幕上每个像素的至少色值。
接下来转向图5，其示出了系统500的一个实施方案的框图。如图所示，系统500可表示台式计算机510、膝上型计算机520、平板电脑530、手机或移动电话540、电视550(或被配置为耦接到电视的机顶盒)、腕表或其他可穿戴物品560或其他设备的芯片、电路或部件等。其他设备是可能的并且可预期的。在例示的实施方案中，系统500包括IC 508的至少一个实例，该IC 508可包括具有一个或多个功率转换器的IC 410(图4)的功能。功率转换器可包括如针对功率转换器200(图2)所述的两个反馈回路。IC 508可耦接到外部存储器502、外围设备504和电源506。
IC 508耦接到一个或多个外围设备504和外部存储器502。还提供电源506，其向IC508供应供电电压以及向存储器502和/或外围设备504供应一个或多个供电电压。在各种实施方案中，电源506可表示电池(例如，智能电话、膝上型电脑或平板电脑的可再充电电池)。在一些实施方案中，可包括IC 508的多个实例(也可包括多个外部存储器502)。
系统存储器502可以是任何类型的存储器，诸如动态随机存取存储器(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率(DDR、DDR2、DDR3等)SDRAM(包括SDRAM的移动版本，诸如mDDR3等，和/或SDRAM的低功率版本，诸如LPDDR2等)、RAMBUS DRAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等。一个或多个存储器设备可耦接到电路板上以形成存储器模块，诸如单列直插存储器模块(SIMM)、双列直插存储器模块(DIMM)等。此外，设备可与包含处理器的SoC或IC在芯片堆叠构造、封装堆叠构造或者多芯片模块构造中安装。
根据系统500的类型，外围设备504可包括任何期望的电路。例如，在一个实施方案中，外围设备504可包括用于各种类型的无线通信的设备，诸如Wi-Fi、蓝牙、蜂窝、全球定位系统等。外围设备504还可包括附加存储，包括RAM存储、固态存储或磁盘存储。外围设备504可包括用户接口设备诸如显示屏，包括触摸显示屏或多点触摸显示屏、键盘或其他输入设备、麦克风、扬声器等。
在各种实施方案中，软件应用程序的程序指令可用于实施前文所述的方法和/或机制。程序指令可使用高级编程语言描述硬件的行为，诸如C。此外，可使用硬件设计语言(HDL)，诸如Verilog。程序指令可存储在非暂态计算机可读存储介质上。可用多种类型的存储介质。在使用期间可通过计算机访问存储介质，将程序指令和附带数据提供给计算机以便执行程序。在一些实施方案中，合成工具读取程序指令以产生包括来自合成库的栅极列表的netlist。
应该强调的是，上述实施方案仅是实施的非限制性实施例。一旦充分理解了以上公开，很多变型和修改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。本发明旨在使以下权利要求书被阐释为包含所有此类变型和修改。

Claims (20)

1.一种功率转换器，包括：
放大器，所述放大器被配置为输送输出电流；
第一回路，所述第一回路包括：
补偿器，所述补偿器被配置为基于所述输出电流生成第一电压；
第一电路，所述第一电路被配置为：
基于所述第一电压生成输出电压；以及
将所述输出电压输送到所述放大器的输入；和
第二回路，所述第二回路包括第二电路，所述第二电路被配置为：
基于所述第一电压生成动态自适应反馈电流；以及
将所述动态自适应反馈电流输送到所述放大器的输入。
2.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述放大器是跨导运算放大器，并且所述补偿器是用于所述跨导运算放大器的II型补偿器。
3.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述第一电路包括：
第一电流镜，所述第一电流镜被配置为生成第一参考电流和基于第一参考电流生成目标电流；和
多个降压转换器，所述多个降压转换器被配置为：
接收所述目标电流；以及
至少部分地基于所述目标电流生成输出节点上的所述输出电压。
4.根据权利要求3所述的功率转换器，其中所述第一电路还包括连接到所述输出节点和所述放大器的所述输入的电阻器，其中所述动态自适应反馈电流在所述放大器的所述输入与所述输出电压之间跨所述电阻器创建电压降。
5.根据权利要求1所述的功率转换器，其中所述第二电路包括：
第二电流镜，所述第二电流镜包括：
二极管接法晶体管，所述二极管接法晶体管被配置为生成第二参考电流；
多个电流源晶体管，所述多个电流源晶体管各自连接到开关，
其中所述多个电流源晶体管中的连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管基于所述第二参考电流生成所述动态自适应反馈电流。
6.根据权利要求5所述的功率转换器，其中所述第二电路包括第二转换器，所述第二转换器包括：
一阶串联电阻器电容器滤波器，所述一阶串联电阻器电容器滤波器被配置为接收所述第一电压，其中所述电阻器电容器滤波器创建大于所述第一回路的响应时间的所述第二回路的响应时间；和
晶体管，所述晶体管具有连接到所述二极管接法晶体管的漏极端子和连接到所述电阻器电容器滤波器的输出的栅极端子。
7.根据权利要求5所述的功率转换器，其中所述第二电路还包括控制逻辑部件，所述控制逻辑部件被配置为打开和关闭用于所述多个电流源晶体管中的一个或多个电流源晶体管的开关，以响应于确定所述输出电压与目标电压之间的差值的增大而增大所述动态自适应反馈电流。
8.根据权利要求7所述的功率转换器，其中所述控制逻辑部件还被配置为打开和关闭用于所述多个电流源晶体管中的一个或多个电流源晶体管的开关，以响应于检测到所述输出电压与目标电压之间的差值的减小而减小所述动态自适应反馈电流。
9.一种用于功率转换的方法，包括：
从放大器输送输出电流；
由补偿器基于所述输出电流生成第一电压；
使用第一电路以用于：
基于所述第一电压生成输出电压；以及
将所述输出电压输送到所述放大器的输入；和
使用第二电路以用于：
基于所述第一电压生成动态自适应反馈电流；以及
将所述动态自适应反馈电流输送到所述放大器的输入。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述放大器是跨导运算放大器，并且所述补偿器是用于所述跨导运算放大器的II型补偿器。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电路包括：
第一电流镜，所述第一电流镜用于生成第一参考电流和基于第一参考电流生成目标电流；和
多个降压转换器，所述多个降压转换器用于：
接收所述目标电流；以及
至少部分地基于所述目标电流生成输出节点上的所述输出电压。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一电路还包括连接到所述输出节点和所述放大器的所述输入的电阻器，其中所述动态自适应反馈电流在所述放大器的所述输入与所述输出电压之间跨所述电阻器创建电压降。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二电路包括：
第二电流镜，所述第二电流镜包括：
二极管接法晶体管，所述二极管接法晶体管用于生成第二参考电流；
多个电流源晶体管，所述多个电流源晶体管各自连接到开关，
其中所述多个电流源晶体管中的连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管基于所述第二参考电流生成所述动态自适应反馈电流。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二电路包括第二转换器，所述第二转换器包括：
一阶串联电阻器电容器滤波器，所述一阶串联电阻器电容器滤波器用于接收所述第一电压，其中所述电阻器电容器滤波器创建大于所述第一电路的响应时间的所述第二电路的响应时间；和
晶体管，所述晶体管具有连接到所述二极管接法晶体管的漏极端子和连接到所述电阻器电容器滤波器的输出的栅极端子。
15.一种片上系统，包括：
主要转换器，所述主要转换器被配置为将外部电压转换为内部电压；
多个功能单元；和
功率转换器，所述功率转换器被配置为至少基于所述内部电压生成到所述多个功能单元中的一个或多个功能单元的输出电压，其中所述功率转换器包括：
放大器，所述放大器被配置为输送输出电流；
第一回路，所述第一回路包括：
补偿器，所述补偿器被配置为基于所述输出电流生成第一电压；
第一电路，所述第一电路被配置为：
基于所述第一电压生成所述输出电压；以及
将所述输出电压输送到所述放大器的输入；和
第二回路，所述第二回路包括：
第二电路，所述第二电路被配置为：
基于所述第一电压生成动态自适应反馈电流；以及
将所述动态自适应反馈电流输送到所述放大器的输入。
16.根据权利要求15所述的片上系统，其中所述放大器是跨导运算放大器，并且所述补偿器是用于所述跨导运算放大器的II型补偿器。
17.根据权利要求15所述的片上系统，其中所述第一电路包括：
第一电流镜，所述第一电流镜被配置为生成第一参考电流和基于第一参考电流生成目标电流；和
多个降压转换器，所述多个降压转换器被配置为：
接收所述目标电流；以及
至少部分地基于所述目标电流生成输出节点上的所述输出电压。
18.根据权利要求17所述的片上系统，其中所述第一电路还包括连接到所述输出节点和所述放大器的所述输入的电阻器，其中所述动态自适应反馈电流在所述放大器的所述输入与所述输出电压之间跨所述电阻器创建电压降。
19.根据权利要求15所述的片上系统，其中所述第二电路包括：
第二电流镜，所述第二电流镜包括：
二极管接法晶体管，所述二极管接法晶体管被配置为生成第二参考电流；
多个电流源晶体管，所述多个电流源晶体管各自连接到开关，其中所述多个电流源晶体管中的连接到闭合开关的一个或多个电流源晶体管基于所述第二参考电流生成所述动态自适应反馈电流。
20.根据权利要求19所述的片上系统，其中所述第二电路包括第二转换器，所述第二转换器包括：
一阶串联电阻器电容器滤波器，所述一阶串联电阻器电容器滤波器被配置为接收所述第一电压，其中所述电阻器电容器滤波器创建大于所述第一回路的响应时间的所述第二回路的响应时间；和
晶体管，所述晶体管具有连接到所述二极管接法晶体管的漏极端子和连接到所述电阻器电容器滤波器的输出的栅极端子。
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