CN109765954B - 控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片 - Google Patents

控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芯片，其包括有电路模块、电源开关以及至少一侦测及控制电路，其中该电源开关耦接于供应电压以及该电路模块之间，用以选择性地将该供应电压提供给该电路模块，并根据至少一控制信号来控制流入该电路模块的电流量；以及该侦测及控制电路耦接于该电源开关，且用以实时侦测位于该电路模块之周边的至少一第一电路所产生之第一信号，并将该第一信号与第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，并据以产生该控制信号以调整流入该电路模块的电流量。

Description

控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片
技术领域
本发明有关于控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片。
背景技术
在考虑低功耗的电路设计中，通常会采用电源开关(power switch)来对电路模块作断电及上电的操作，以达到减少漏电流消耗的目标。然而，当电源开关开启以使得电路模块由断电状态进入到上电状态时，若是没有考虑到瞬间最大电流的限制，则有可能会导致电路模块之周边组件的压降过高，进而造成周边组件在功能或是时序上的问题。
为了解决上述瞬间最大电流过高的问题，可以使用电子设计自动化软件作分析，并采用不同的电源开关架构来循序地增加流入至电路模块的电流，然而，在分析阶段所模拟出来的结果并无法准确地反映出实际芯片运作时的状况，因此所设计出的电源开关架构并无法根据芯片的状态做动态的调整，而有可能会影响到电路模块在开启电源时的效率。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种控制流入电路模块之电流量的方法，其可以实时地侦测电路模块从断电到上电的过程中是否会对周边组件造成影响，以动态地调整流入电路模块的电流量，以在不影响周边组件的情形下达到最佳开启电源的效率。
在本发明的一个实施例中，揭露了一种包括可开关电区域的芯片，其包括有电路模块、电源开关以及至少一侦测及控制电路，其中该电源开关耦接于供应电压以及该电路模块之间，用以选择性地将该供应电压提供给该电路模块，并根据至少一控制信号来控制流入该电路模块的电流量；以及该侦测及控制电路耦接于该电源开关，且用以实时侦测位于该电路模块之周边的至少一第一电路所产生之第一信号，并将该第一信号与一第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，并据以产生该控制信号以调整流入该电路模块的电流量。
在本发明的另一个实施例中，揭露了一种控制流入电路模块之电流量的方法，其包括有：实时侦测位于该电路模块之周边的至少一第一电路所产生之第一信号，并将该第一信号与第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，以产生控制信号；以及根据该控制信号以控制流入该电路模块的电流量。
附图说明
图1为根据本发明实施例之芯片的示意图。
图2为根据本发明实施例之电源开关的示意图。
图3为根据本发明另一实施例之芯片的示意图。
图4为根据本发明实施例之一种控制流入电路模块之电流量的方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100 芯片
110 电路模块
120 电源开关
130 侦测及控制电路
132 第一电路
134 第二电路
136 比较器
Vc 控制信号
VDD 供应电压
VS1 第一信号
VS2 第二信号
具体实施方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包括」为开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「耦接」这个词在此包括任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
图1为根据本发明实施例之一种芯片100的示意图。如图1所示，芯片100包括了电路模块110、电源开关120以及侦测及控制电路130，其中侦测及控制电路130包括了第一电路132、第二电路134以及比较器136。在本实施例中，电路模块110为可开关电的电路模块，亦即电路模块110是透过电源开关120来选择性地接收供应电压VDD。
图2为根据本发明实施例之电源开关120的示意图。如图2所示，电源开关120包括了两组开关，其中第一组开关包括了开关SW11～SW16，其用来根据控制信号VSW1的准位来开启或关闭；以及第二组开关包括了开关SW21～SW23，其用来根据控制信号VSW2的准位来开启或关闭。在图2所示的架构中，当第一组开关SW11～SW16以及第二组开关SW21～SW23都关闭时，电路模块110会因为无法接收到供应电压VDD而处于断电状态；当第一组开关SW11～SW16关闭而第二组开关SW21～SW23开启时，电路模块110可接收到供应电压VDD，但是仅有较小的电流量由供应电压VDD的端点流入至电路模块110中；当第一组开关SW11～SW16开启而第二组开关SW21～SW23关闭时，电路模块110可接收到供应电压VDD，且有较高的电流量由供应电压VDD的端点流入至电路模块110中；以及当第一组开关SW11～SW16与第二组开关SW21～SW23都开启时，有最高的电流量由供应电压VDD的端点流入至电路模块110中。需注意的是，图2的例子仅是用来作为范例说明，而并非是作为本发明的限制，在其他的实施例中，电源开关120可以有更多组开关，且每一组开关的数量也可以相同或是不同，只要电源开关120可以控制电路模块110具有多种不同之电流量，相关设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。
如先前技术中所述，由于在电源开关120开启而使得电路模块110由断电状态进入到上电状态时，可能会因为流入电路模块110的瞬间电流过大的问题而导致周边组件的功能或是时序异常，因此，本实施例中提供了侦测及控制电路130，以动态地侦测电路模块110周边组件的信号状态以供判断是否有瞬间电流过大的问题，并产生控制信号Vc以调整供应电压VDD的端点透过电源开关120流入至电路模块110的电流量，亦即图2所示的控制信号VSW1、VSW2可以根据侦测及控制电路130所产生的控制信号Vc而改变。
在侦测及控制电路130中，第一电路132设置在电路模块110的边缘，以使得所产生的第一信号VS1会明显地受到流入电路模块110的瞬间电流所影响；而第二电路134设置远离电路模块110的位置，以使得所产生的一第二信号VS2不会受到流入电路模块110的瞬间电流所影响。在本实施例中，第一电路132所产生的第一信号VS1与第二电路134所产生的第二信号VS2是相同的信号，举例来说，第一电路132与第二电路134可以是具有相同或类似架构的频率产生电路，而第一信号VS1与第二信号VS2可以是具有相同频率的频率信号；在另一范例中，第一电路132与第二电路134可以是线性反馈移位寄存器(Linear FeedbackShift Register，LFSR)，而此时第一信号VS1与第二信号VS2为伪随机序列。比较器136则会比较第一信号VS1以及第二信号VS2的电压准位，以判断第一信号VS1以及第二信号VS2是否一致(亦即，电压波形是否一致)，以产生控制信号Vc至电源开关120，以调整流入至电路模块110的电流量。
此外，在本实施例中，侦测及控制电路130是位于芯片100中永远不会断电的区域，亦即只要芯片100有连接到外部的电源，侦测及控制电路130可以一直接收到供应电压VDD以进行相关的操作。
具体来说，当电路模块110需要由断电状态进入到上电状态时，芯片100内的控制电路会控制电源开关120产生控制信号VSW1、VSW2以开启图2所示之两组开关中的至少其中一组。此时，由于电路模块110开始有电流流入，故比较器136比较第一信号VS1以及第二信号VS2，以判断设置在电路模块110边缘的第一电路132所产生的第一信号VS1是否有被电源开关120的瞬间电流所影响。若是比较电路136判断第一电路132所产生的第一信号VS1有被电源开关120的瞬间电流所影响，则比较电路136产生控制信号Vc至电源开关120，以控制/调整控制信号VSW1、VSW2来关闭其中一组开关以降低流入至电路模块110的电流量；若是比较电路136判断第一电路132所产生的第一信号VS1没有被电源开关120的瞬间电流所影响，则比较电路136产生控制信号Vc至电源开关120，以控制/调整控制信号VSW1、VSW2来开启其中一组开关以增加流入至电路模块110的电流量。
如上所述，透过在电路模块110由断电状态进入到上电状态的过程中实时地侦测周边组件(亦即，第一电路132)的信号是否异常，可以在信号异常时尽速地降低流入至电路模块110的电流量，以避免周边组件的功能受到影响；此外，若是侦测周边组件(亦即，第一电路132)的信号正常，则可以加速电源开关120中开关开启的速度，以增加流入至电路模块110的电流量，提升上电效率。因此，本实施例可以兼顾周边组件的功能性以及电路模块110的上电效率。
在图1所示的实施例中，芯片100仅包括了单一个侦测及控制电路130，然而，由于电源开关120与电路模块110的相对位置关可能不同，再加上电路模块110每一侧的周边组件因为瞬间电流受到的影响可能会不相同，故在本发明的其他实施例中，芯片100可以包括多个侦测及控制电路以更准确地判断电路模块110的瞬间电流对于周边组件的影响。参考图3，其为根据本发明另一实施例之芯片300的示意图。如图3所示，芯片300包括了电路模块310、电源开关320以及四个侦测及控制电路330_1～330_4。在本实施例中，电路模块310为可开关电的电路模块，亦即电路模块310是透过电源开关320来选择性地接收供应电压VDD。
在实施例中，侦测及控制电路330_1～330_4平均地分布在电路模块310的周围，例如图3所示之控制电路330_1位于电路模块310的右侧、控制电路330_2位于电路模块310的下方、控制电路330_3位于电路模块310的左侧、而控制电路330_4位于电路模块310的上方。每一个侦测及控制电路330_1～330_4的架构相同于图1所示的侦测及控制电路130，且电源开关320也可由图2所示之电源开关120来实作，故相关的操作细节不再赘述。在本实施例中，侦测及控制电路330_1～330_4分别判断电路模块310之周边组件(例如，图1所示的第一电路132)的信号是否正常，并分别产生多个控制信号Vc1～Vc4至电源开关320，以供调整流入至电路模块310的电流量。具体来说，当电源开关320开启而使得电路模块310由断电状态进入到上电状态的过程中，若是电源开关320所接收到之Vc1～Vc4指出有任何一个侦测及控制电路330_1～330_4侦测到电路模块310之周边电路的信号状态异常，则电源开关320会降低流入电路模块310的电流量，以避免周边组件的功能受到影响；此外，若是电源开关320所接收到之Vc1～Vc4指出每一个侦测及控制电路330_1～330_4所侦测到之电路模块310的周边电路的信号状态都正常，则加速电源开关120中开关开启的速度，以增加流入至电路模块110的电流量，提升上电效率。
图4为根据本发明实施例之一种控制流入电路模块之电流量的方法的流程图。同时参考图1～4及以上所揭露的内容，流程如下所述。
步骤400：流程开始。
步骤402：电路模块由断电状态进入到上电状态。
步骤404：实时侦测电路模块之周边电路的信号状态，以产生至少一控制信号。
步骤406：根据该至少一控制信号以动态地控制流入电路模块的电流量。
简要归纳本发明，在本发明之一种控制流入电路模块之电流量的方法及相关的芯片中，在电路模块从断电到上电的过程中实时地侦测周边组件的信号使否有异常，并据以动态地调整流入电路模块的电流量。透过本发明的操作，可以兼顾周边组件的功能性以及电路模块的上电效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种包括可开关电区域的芯片，其特征在于，包括：
电路模块；
电源开关，耦接于供应电压以及该电路模块之间，用以选择性地将该供应电压提供给该电路模块，并根据至少一控制信号来控制流入该电路模块的电流量；以及
至少一侦测及控制电路，耦接于该电源开关，用以实时侦测位于该电路模块之周边的第一电路所产生的第一信号，并将该第一信号与第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，并据以产生该控制信号以调整流入该电路模块的电流量；
其中该至少一侦测及控制电路包括：
该第一电路，用以产生该第一信号；
第二电路，用以产生该第二信号；其中该第一电路设置于该电路模块的边缘，且该第二电路与该电路模块之间的距离大于该第一电路与该电路模块之间的距离；以及
比较电路，耦接于该第一电路以及第二电路，用以比较该第一信号以及该第二信号以产生该控制信号；
其中当该电源开关开启而使得电路模块由断电状态进入到上电状态的过程中，若是该侦测及控制电路侦测该第一电路的信号状态异常，则该侦测及控制电路产生该控制信号以降低流入该电路模块的电流量。
2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，当该电源开关开启而使得电路模块由断电状态进入到上电状态的过程中，若是该侦测及控制电路侦测该第一电路的信号状态正常，则该侦测及控制电路产生该控制信号以增加流入该电路模块的电流量。
3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，该第一电路与该第二电路位于该芯片中之永远不会断电的区域。
4.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，该第一信号以及该第二信号为相同的信号，且该比较电路比较该第一信号以及该第二信号以判断该第一信号与该第二信号是否一致，以产生该控制信号。
5.如权利要求4所述的芯片，其特征在于，若是该比较电路判断该第一信号以及该第二信号不一致，则该比较电路产生该控制信号以降低流入该电路模块的电流量；以及若是该比较电路判断该第一信号以及该第二信号一致，则该比较电路产生该控制信号以增加流入该电路模块的电流量。
6.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，该芯片包括多个侦测及控制电路，且每一个侦测及控制电路均实时侦测位于该电路模块之周边的该第一电路所产生之该第一信号，并将该第一信号与该第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，并分别产生该控制信号以调整流入该电路模块的电流量。
7.如权利要求6所述的芯片，其特征在于，该多个侦测及控制电路平均地设置在该电路模块的周围。
8.如权利要求6所述的芯片，其特征在于，当该电源开关开启而使得电路模块由断电状态进入到上电状态的过程中，若是多个侦测及控制电路有任何一个侦测及控制电路侦测该第一电路的信号状态异常，则该电源开关根据该多个控制信号以降低流入该电路模块的电流量。
9.一种控制流入电路模块之电流量的方法，其特征在于，包括：
实时侦测位于该电路模块之周边的第一电路所产生的第一信号，并将该第一信号与第二信号进行比较以判断出该第一电路的信号状态，以产生控制信号；以及
根据该控制信号以控制流入该电路模块的电流量；
其中产生该控制信号的步骤包括：
接收由该第一电路产生的第一信号；
接收由第二电路所产生第二信号；其中该第一电路设置于该电路模块的边缘，且该第二电路与该电路模块之间的距离大于该第一电路与该电路模块之间的距离；以及
比较该第一信号以及该第二信号以产生该控制信号；
其中该电路模块透过电源开关连接至供应电压，且该电源开关根据该控制信号来选择性地将该供应电压提供给该电路模块，并控制流入该电路模块的电流量，以及根据该控制信号以控制流入该电路模块的电流量的步骤包括有：
当该电源开关开启而使得电路模块由断电状态进入到上电状态的过程中，若是侦测到该第一电路的信号状态异常，则根据该控制信号以降低流入该电路模块的电流量。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该电路模块透过电源开关连接至供应电压，且该电源开关根据该控制信号来选择性地将该供应电压提供给该电路模块，并控制流入该电路模块的电流量，以及根据该控制信号以控制流入该电路模块的电流量的步骤包括：
当该电源开关开启而使得电路模块由断电状态进入到上电状态的过程中，若是侦测到该第一电路的信号状态正常，则根据该控制信号以增加流入该电路模块的电流量。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该电路模块设置于芯片中，且该第一电路与该第二电路位于该芯片中之永远不会断电的区域。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该第一信号以及该第二信号为相同的信号，且比较该第一信号以及该第二信号以产生该控制信号的步骤包括：
比较该第一信号以及该第二信号以判断该第一信号与该第二信号是否一致，以产生该控制信号。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，比较该第一信号以及该第二信号以判断该第一信号与该第二信号是否一致，以产生该控制信号的步骤包括：
若是该第一信号以及该第二信号不一致，产生该控制信号以降低流入该电路模块的电流量；以及
若是该第一信号以及该第二信号一致，产生该控制信号以增加流入该电路模块的电流量。
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