CN110032232B - 一种电源管理装置及电源装置 - Google Patents

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    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic

Abstract

一种电源管理装置及电源装置，电源管理装置适于控制电源模块为外部电路提供基准电压，电源管理装置包括：频率生成模块，适于接收基准电压，并模拟外部电路的电压频率响应，以根据基准电压生成模拟频率信号；频率检测模块，适于对模拟频率信号的频率进行检测；频率比较模块，适于比较参考时钟信号的频率与模拟频率信号的频率，并根据比较结果得到电压调整码；其中，电压调整码用于传输至电源模块以调整基准电压，以使得外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等。本发明技术方案的电源管理装置可使得其控制的电源模块所提供的基准电压能够令外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等，并在适应不断精细的工艺精度的同时，降低设计难度。

Description

一种电源管理装置及电源装置
技术领域
本发明涉及电源管理技术领域，特别涉及一种电源管理装置及电源装置。
背景技术
在集成电路中，除了需要利用电源模块对其提供电源电压或基准电压(以下称基准电压)之外，往往还需要设置电源管理(Power Management，简称PM)装置对所述电源模块进行管理。接收所述基准电压的集成电路可以为模拟电路或者数字电路。在具体应用中，可以基于所述基准电压得到基准频率作为集成电路的工作频率，在所述基准电压漂移时，所述基准频率也会随之产生漂移。以数字电路为例，所述基准频率的稳定性对于其内部各模块间的信息传递、系统同步处理的有效性十分重要，而所述基准频率对所述基准电压敏感，因此，PM装置控制所述基准电压的稳定性是必要的。
在现有技术中，由于工作环境(如温度)及工艺因素等影响，电路工作时会存在一定机率的偏移，因此，现有技术的PM装置会通过引入调整代码(trimming code)至电源模块，所述调整代码可以调控所述电源模块输出的基准电压，来降低工艺等因素带来的影响；然而，采用该方式仅能解决工艺上所带来的误差，却无法解决温度变化带来的误差。所述调整代码一般由电熔丝(eFuse)或电阻提供，但往往在设计时已固定，无法更动。
进一步地，PM装置通常需要通过稳压的手段使得所述基准电压在一定的容限(Margin)内稳定。在所述电源模块设计时，往往会根据所述集成电路所需的基准频率以反推的方式设计其输出的基准电压的规格(Specification)，再依据该基准电压的规格设计PM装置，在设计时需要考虑PM装置和电源模块中电器件的容限。然而，随着工艺精度的不断精细，例如在28nm甚至14nm等先进工艺下，因操作电压(也即所述基准电压)更低且系统要求的频率(也即所述集成电路的工作频率)也逐渐增快，使得PM装置的设计难度不断增大。
发明内容
本发明解决的一个技术问题是设计一种电源管理装置，使得其控制的电源模块所提供的基准电压能够令外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等，并在适应不断精细的工艺精度的同时，降低设计难度。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电源管理装置，适于控制电源模块为外部电路提供基准电压，所述电源管理装置包括：频率生成模块，适于接收所述基准电压，并模拟所述外部电路的电压频率响应，以根据所述基准电压生成模拟频率信号；频率检测模块，适于对所述模拟频率信号的频率进行检测；频率比较模块，适于比较参考时钟信号的频率与所述模拟频率信号的频率，并根据比较结果得到电压调整码；其中，所述电压调整码用于传输至所述电源模块以调整所述基准电压，以使得所述外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等。
可选地，所述频率比较模块根据所述模拟频率信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的误差百分比落入的误差区间确定所述电压调整码，其中，所述误差区间与电压调整码具有预设的映射关系。
可选地，所述频率检测模块每间隔预设的时间间隔利用所述参考时钟信号的上升沿或下降沿对所述模拟频率信号进行多次计数，并将所述时间间隔内所述参考时钟信号的频率与各个计数的平均值的商确定为所述模拟频率信号的频率；其中，所述频率比较模块每间隔所述时间间隔根据所述误差百分比更新一次所述电压调整码。
可选地，所述电源管理装置还包括：供电状态指示模块，耦接所述频率比较模块，适于在所述误差百分比落入第一预设范围时产生供电就绪指示信号，在所述误差百分比超出所述第一预设范围时产生供电错误指示信号。
可选地，所述外部电路为数字电路；所述外部电路的目标工作频率为所述外部电路的关键路径的延迟时间的倒数，其中，所述关键路径是所述频率生成模块根据所述外部电路中的多个工作路径的电参数，在所述多个工作路径中进行选择确定的。
可选地，所述关键路径为所述多个工作路径中延迟时间最小的工作路径。
本发明实施例还提供一种电源装置，所述电源装置包括上述电源管理装置以及电源模块。
可选地，所述电源模块包括：误差放大器、PMOS晶体管、第一分压阻抗和第二分压阻抗；所述误差放大器的第一输入端接入基准电压，其第二输入端耦接所述第一分压阻抗的第二端和所述第二分压阻抗的第一端，其输出端耦接所述PMOS晶体管的控制端；所述PMOS晶体管的第一端接入电源电压，其第二端耦接所述第一分压阻抗的第一端并输出所述基准电压；所述第二分压阻抗的第二端直接或者间接地耦接参考地；其中，所述电压调整码通过调整所述第一分压阻抗和第二分压阻抗的阻抗之比来调整所述基准电压。
可选地，所述第一分压阻抗包括有多个串联的第一电阻子单元，各个第一电阻子单元并联有第一控制开关，所述电压调整码通过控制各个第一控制开关的开关状态来调整所述基准电压。
可选地，所述第二分压阻抗包括有多个串联的第二电阻子单元，各个第二电阻子单元并联有第二控制开关，所述电压调整码通过控制各个第二控制开关的开关状态来调整所述基准电压。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例的电源管理装置适于控制电源模块为外部电路提供基准电压，所述电源管理装置可以包括：频率生成模块，适于接收所述基准电压，并模拟所述外部电路的电压频率响应，以根据所述基准电压生成模拟频率信号；频率检测模块，适于对所述模拟频率信号的频率进行检测；频率比较模块，适于比较参考时钟信号的频率与所述模拟频率信号的频率，并根据比较结果得到电压调整码；其中，所述电压调整码用于传输至所述电源模块以调整所述基准电压，以使得所述外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等。在本发明实施例方案中，由于温度或供电电压等因素的影响，所述基准电压会产生漂移时，所述模拟频率信号的频率也随之漂移，也即所述外部电路的实际工作频率也会随之漂移，但是，本发明实施例方案可以根据所述误差百分比落入的误差区间确定所述电压调整码，并利用所述电压调整码将其调整至其标称值或者在其标称值附近，使得所述外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等。也即，本发明实施例方案采用电压频率响应模拟、频率检测以及频率电压自适应调整的方式，所述电源管理装置针对所述外部电路所需的工作频率范围控制所述电源模块进行供电，也即调控所述基准电压；一方面可以使得所述基准电压的稳定性无需再考虑温度和供电电压的影响，另一方面，在设计时无需过多考虑所述电源管理装置和电源模块中电器件的容限，在适应不断精细的工艺精度的同时，降低其设计难度。
进一步而言，所述频率检测模块每间隔预设的时间间隔利用所述参考时钟信号的上升沿或下降沿对所述模拟频率信号进行多次计数，并将所述时间间隔内所述参考时钟信号的频率与各个计数的平均值的商确定为所述模拟频率信号的频率；其中，所述频率比较模块每间隔所述时间间隔根据所述误差百分比更新一次所述电压调整码，以实现对所述基准电压(进而对所述外部电路的实际工作频率)的实时调整。此外，采用各个计数的平均值作为确定所述模拟频率信号的频率的计数依据，可以提高测频的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例的一种电源管理装置的示意性结构框图。
图2是本发明实施例的另一种电源管理装置的示意性结构框图。
图3是本发明实施例的一种电源模块的电路图。
图4是本发明实施例的电源管理装置在第一条件下的工作波形仿真示意图。
图5是本发明实施例的电源管理装置在第二条件下的工作波形仿真示意图。
图6是本发明实施例的电源管理装置在第三条件下的工作波形仿真示意图。
图7是本发明实施例的电源管理装置在第四条件下的工作波形仿真示意图。
图8是本发明实施例的电源管理装置在第五条件下的工作波形仿真示意图。
图9是本发明实施例的电源管理装置在第六条件下的工作波形仿真示意图。
具体实施方式
如背景技术部分所述，由于工作环境(如温度)及工艺因素等影响，电路工作时会存在一定机率的偏移，因此，现有技术中的电源管理(Power Management，简称PM)装置会通过引入调整代码(trimming code)至电源模块，以调控所述电源模块输出的基准电压，来降低工艺等因素带来的影响；然而，采用该方式仅能解决工艺上所带来的误差，却无法解决温度变化带来的误差。而且所述调整代码往往在设计时已固定，无法更动。进一步地，PM装置通常需要通过稳压的手段使得所述基准电压在一定的容限(Margin)内稳定，在设计时需要考虑PM装置和电源模块中电器件的容限。然而，随着工艺精度的不断精细，PM装置的设计难度不断增大。
本申请发明人对现有技术中的一种电源管理装置进行了分析。现有技术中的一种电源管理装置在对电源模块输出的基准电压进行稳压的同时，其还可以包括上电复位模块以及掉电检测模块。其中，上电复位模块例如可以由检测电阻和检测电容组成的电路来检测电源模块的基准电压在单位时间内的幅度变化率以得到检测结果，在所述电源模块正常上电下，所述检测结果经由适当的逻辑电路产生一预设脉宽的脉冲，若所述上电复位模块能够产生所述脉冲，则证明所述电源模块正常输出所述基准电压，并且可以对接入所述基准电压的外部电路进行上电复位；所述掉电检测模块例如可以通过电压比较器将所述基准电压与一参考电压进行比较，一旦检测到所述基准电压低于所述参考电压，则所述电压比较器输出的逻辑电平将指示其掉电，系统可以采用适当的应对措施。然而，现有技术中的电源管理装置仍然无法脱离例如温度、工艺等因素对所述基准电压的影响；即使在电源管理装置中引入了检测上电和掉电情况的上电复位模块以及掉电检测模块，也并不能改变随着工艺精度的不断精细，电源管理装置的设计难度不断增大的现状，而且还会随着装置中模块的增加，增加装置的电路稳定性问题。
针对以上所述的技术问题，本发明实施例提出一种电源管理装置，适于控制电源模块为外部电路提供基准电压，其可以包括频率生成模块、频率检测模块以及频率比较模块；通过采用频率生成模块接收的所述基准电压，模拟所述外部电路的电压频率响应，以根据所述基准电压生成模拟频率信号，采用频率检测模块对所述模拟频率信号的频率进行检测，采用频率比较模块比较参考时钟信号的频率与所述模拟频率信号的频率，并根据比较结果得到用于调整所述基准电压的电压调整码，以使得所述外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等，可以使所述电源管理装置在适应不断精细的工艺精度的同时，降低其设计难度。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例的一种电源管理装置的示意性结构框图。
图1所示的电源管理装置100适于控制电源模块1为外部电路2提供基准电压。例如，所述外部电路2可以为集成电路，具体地，其可以为模拟电路或数字电路，本实施不进行特殊限制；所述外部电路2在接收到所述基准电压VREF时，可以根据所述基准电压VREF产生一基准频率(图未示)作为其工作频率，所述外部电路2具有针对所述基准电压VREF具有预设的电压频率响应，也即所述基准频率与所述基准电压VREF具有预设的映射关系。
具体而言，所述电源管理装置100可以包括频率生成模块10、频率检测模块20以及频率比较模块30。
其中，所述频率生成模块10适于接收所述基准电压VREF，并模拟所述外部电路2的电压频率响应，以根据所述基准电压VREF生成模拟频率信号simuF，也即在所述频率生成模块10中，所述模拟频率信号simuF的频率与所述外部信号根据所述基准电压VREF产生的所述基准频率一致，以产生模拟效果。
所述频率生成模块10可以采用任意适当的方式对所述外部电路2的电压频率响应进行获取，例如，所述频率生成模块10可以对所述外部电路2的具体结构进行仿真，通过仿真的方式获取所述电压频率响应，或者可以通过离线测试的方式预先对所述外部电路2的电压频率响应进行测试，并生成响应的电压频率查找表，再将该查找表输入至所述频率生成模块10，本实施例不进行特殊限定。
优选地，所述外部电路2为数字电路，例如，所述外部电路2可以为片上系统(System On Chip，简称SOC)。本领域技术人员理解的是，SOC指的是在单个芯片上集成一个完整的系统，其一般包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、存储器以及外围电路等。SOC以超深亚微米(Very Deep Sub-Micron，简称VDSM)工艺和知识产权(Intellectual Property，简称IP)核复用技术为支撑，代表了当前大规模集成电路的发展趋势。SOC中的各个子模块之间需要采用频率信号进行信息传递以及同步，因此，其实际工作频率的稳定性十分重要。
其中，频率检测模块20适于对所述模拟频率信号simuF的频率进行检测，检测结果未标示。在具体实施中，所述频率检测模块20可以采用任意适当的频率测量方法，例如可以采用直接测频法、测周期法、等精度测频以及游标法等测频方法对所述模拟频率信号simuF的频率进行测频。
其中，频率比较模块30适于比较参考时钟信号Fref的频率与所述模拟频率信号simuF的频率，并根据比较结果得到电压调整码；其中，所述电压调整码TrimCode用于传输至所述电源模块1以调整所述基准电压VREF，以使得所述外部电路2的实际工作频率与其目标工作频率相等。
例如，在具体实施中，所述频率比较模块30可以根据所述模拟频率信号simuF的频率与所述参考时钟信号Fref的频率之间的误差百分比落入的误差区间确定所述电压调整码TrimCode，其中，所述误差区间与电压调整码TrimCode具有预设的映射关系。
例如共存在A([-100％，-10％))、B([-10％，-4％))、C([-4％，-2％))、D([-2％，2％])、E((2％，4％])、F((4％，10％])和G((10％，100％])七个误差区间，对应的电压调整码TrimCode可以为0101、0110、0111、1000、1001、1010和1011；再例如，所述模拟频率信号simuF的频率测得为99MHz，所述参考时钟信号Fref的频率为100MHz，二者的误差百分比为1％，其落入到误差区间D中，则确定的电压调整码TrimCode为1000。
在具体实施中，所述参考时钟信号Fref可以为采用任意适当方式获取的频率稳定的时钟信号，例如其可以由锁相环电路产生，或者还可以由信号发生器等仪器产生，本实施例不进行特殊限定。
在本实施例中，所述基准电压VREF的标称值与所述外部电路2的目标工作频率是一一对应的。而由于温度或供电电压等因素的影响，所述基准电压VREF会产生漂移时，所述模拟频率信号simuF的频率也随之漂移，也即所述外部电路2的实际工作频率也会随之漂移。但是，在所述基准电压VREF产生漂移时，所述频率比较模块30可以根据所述模拟频率信号simuF的实际频率与所述参考时钟信号Fref的频率之间的误差百分比落入的误差区间确定所述电压调整码TrimCode，利用所述电压调整码TrimCode将其调整至其标称值或者在其标称值附近(视外部电路2的需求而定)，使得所述外部电路2的实际工作频率与其目标工作频率相等。进一步而言，本发明实施例方案采用电压频率响应模拟、频率检测以及频率电压自适应调整的方式，所述电源管理装置针对所述外部电路2所需的工作频率范围控制所述电源模块1进行供电，也即调控所述基准电压VREF；一方面可以使得所述基准电压VREF的稳定性无需再考虑温度和供电电压的影响，另一方面，在设计时无需过多考虑所述电源管理装置和电源模块1中电器件的容限，在适应不断精细的工艺精度的同时，降低其设计难度。
举例而言，本实施例中，可以采用以下方式确定所述外部电路2的目标工作频率。以所述外部电路2为数字电路为例，数字电路中的逻辑电路中包含有众多的触发器以及逻辑门电路等，从所述数字电路的输入至输出的工作路径可能存在有成千上百条。所述外部电路2的目标工作频率可以为所述外部电路2的关键路径的延迟时间的倒数，其中，所述关键路径是所述频率生成模块10根据所述外部电路2中的多个工作路径的电参数(例如延迟时间)，在所述多个工作路径中进行选择确定的。优选地，所述关键路径为所述多个工作路径中延迟时间最小的工作路径。
需要说明的是，本实施例还可以采用其他任意手段确定所述外部电路2的目标工作频率，以使得其与所述基准电压VREF的标称值进行对应，本实施例不进行特殊限定。
还需要说明的是，本发明实施例的电源管理装置100可以用于控制任意适当的电源模块1输出的基准电压VREF，具体地，通过产生上述电压调整码TrimCode来调整所述基准电压VREF。举例而言，所述电源模块1可以为开关电源、稳压电源等直流电源(也即输出的基准电压VREF为直流电压)，其还可以是逆变电源等交流电源与交流-直流变换模块进行耦接的电源模块1。优选地，所述电源模块1为稳压电源，相对而言，其产生的基准电压VREF的纹波较小，稳定性较高。
图2是本发明实施例的另一种电源管理装置的示意性结构框图。
图2所示的电源管理装置200的电路结构和工作原理与图1所示的电源管理装置100基本一致，其主要区别在于，在具体实施中，优选地，所述频率检测模块20可以每间隔预设的时间间隔(例如1s)利用所述参考时钟信号Fref的上升沿或下降沿对所述模拟频率信号simuF进行多次计数，并将所述时间间隔内所述参考时钟信号Fref的频率与各个计数的平均值的商确定为所述模拟频率信号simuF的频率；其中，所述频率比较模块30每间隔所述时间间隔根据所述误差百分比更新一次所述电压调整码TrimCode。
在具体实施中，通过上述方式每间隔所述时间间隔所述误差百分比更新一次所述电压调整码TrimCode可以实现对所述基准电压VREF，进而对所述外部电路2的实际工作频率，的实时调整。其中，利用所述参考时钟信号Fref的上升沿或下降沿对所述模拟频率信号simuF(也即对其逻辑高电平和逻辑低电平的持续时间)进行计数来测频属于现有技术，此处不予赘述；在所述时间间隔(例如1s)内，所述基准电压VREF可能是存在漂移的，对应地，所述模拟频率信号simuF的频率也是变化的，在所述时间间隔内，在利用所述参考时钟信号Fref的上升沿或下降沿对其计数时，每次的计数值会产生变化；本实施例中采用各个计数的平均值作为确定所述模拟频率信号simuF的频率的计数依据，可以提高测频的准确性。
进一步地，对于所述电源管理装置200，其还包括供电状态指示模块40，耦接所述频率比较模块30。具体地，所述供电状态指示模块40适于在所述误差百分比落入第一预设范围时产生供电就绪指示信号PowerOnReady，在所述误差百分比超出所述第一预设范围时产生供电错误指示信号PowerError。
继续以共存在A([-100％，-10％))、B([-10％，-4％))、C([-4％，-2％))、D([-2％，2％])、E((2％，4％])、F((4％，10％])和G((10％，100％])七个误差区间为例进行说明。例如，在所述误差百分比落入第一预设范围[-2％，2％]时，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady，以指示所述电源模块1产生的基准电压VREF已准备就绪；在所述误差百分比超出[-2％，2％]的范围，例如其落入至[-100％，-2％)或(2％，100％]时，所述供电状态指示模块40产生所述供电错误指示信号PowerError，以指示所述电源模块1产生的基准电压VREF漂移严重，使得其与其标称值的偏差过大，不能产生所述外部电路2所需的基准电压VREF，也即无法正常供电。
需要说明的是，本发明实施例中，对所述供电就绪指示信号PowerOnReady及供电错误指示信号PowerError的信号形式不进行限定，例如，它们可以为脉冲信号，也可以为适当的逻辑电平；此外，两个信号可以由同一个输出端口产生或不同的端口产生。
其中，关于所述电源管理装置200的更多信息请参见前文对所述电源管理装置100的相关描述，此处不予赘述。
本发明实施例还公开了一种电源装置，其可以包括图1或图2所示的电源管理装置以及电源模块1。
图3是本发明实施例的一种电源模块1的电路图。参见图3，作为一个非限制性的例子，本发明实施例的电源模块1可以为线性稳压器(Linear Dropout Regulator，简称LDO)，其具体可以包括误差放大器U1、PMOS晶体管MPASS、第一分压阻抗Rfb1和第二分压阻抗Rfb2。
具体地，所述误差放大器U1的第一输入端接入参考电压Vref，其第二输入端耦接所述第一分压阻抗Rfb1的第二端和所述第二分压阻抗Rfb2的第一端，其输出端耦接所述PMOS晶体管MPASS的控制端；所述PMOS晶体管MPASS的第一端接入电源电压VDD，其第二端耦接所述第一分压阻抗Rfb1的第一端并输出所述基准电压VREF；所述第二分压阻抗Rfb2的第二端直接或者间接地耦接参考地；其中，所述电压调整码TrimCode通过调整所述第一分压阻抗Rfb1和第二分压阻抗Rfb2的阻抗之比来调整所述基准电压VREF。
由于图3示出的线性稳压器的电路结构和工作方式为本领域技术人员所熟知的，因此，此处仅简要地介绍其工作原理：所述误差放大器U1用于对反馈电压Vfb和参考电压Vref进行差分放大，也即检测二者之间的误差，所述误差放大器U1的输出电压Vg可以控制所述PMOS晶体管MPASS的输出电流(图未示)，所述输出电流流经所述第一分压阻抗Rfb1和第二分压阻抗Rfb2，可以使得所述反馈电压Vfb产生变化，从而实现反馈调节，直到所述反馈电压Vfb和参考电压Vref相等，以实现所述基准电压VREF的稳压。
在具体实施中，所述第一分阻抗Rfb1和第二分压阻抗Rfb2可以为电阻或者MOS晶体管，其中，所述电阻可以是一个电阻或者多个电阻串、并联得到的，或者可以是具有电阻特性的一个器件或者多个器件串、并联得到的；所述MOS晶体管可以采用适当的连接方式使得所述其表现出阻抗特性，此处不再展开介绍。
更进一步地，在具体实施中，所述电压调整码TrimCode在调整所述第一分压阻抗Rfb1和第二分压阻抗Rfb2的阻抗之比来调整所述基准电压VREF时可以采用以下具体方式：
所述第一分压阻抗Rfb1可以包括有多个串联的第一电阻子单元(图未示)，各个第一电阻子单元并联有第一控制开关(图未示)，所述电压调整码TrimCode通过控制各个第一控制开关的开关状态来调整所述基准电压VREF；和/或，所述第二分压阻抗Rfb2可以包括有多个串联的第二电阻子单元(图未示)，各个第二电阻子单元并联有第二控制开关(图未示)，所述电压调整码TrimCode通过控制各个第二控制开关的开关状态来调整所述基准电压VREF。
例如，所述电压调整码TrimCode为1010，所述第一控制开关的数量为4个，在所述电压调整码TrimCode1010作用下，4个第一控制开关分别导通、关断、导通以及关断，也即与它们并联的第一电阻子单元被短路、不被短路、被短路以及不被短路；对于所述第二电阻子单元和第二控制开关同理。
优选地，本发明实施例中，仅对所述第一分压阻抗的阻抗值进行调节，而保持所述第二分压阻抗的阻抗值不变。
需要说明的是，本发明实施例不以上述调整所述基准电压VREF的方式作为限制，例如，所述电源模块1的输出端可以耦接有分压电路(图未示)，所述电压调整码TrimCode可以通过类似的方式控制所述分压电路中的分压器件(例如分压电阻或分压电容)的参数来调整所述基准电压VREF。
需要说明的是，本文中的“逻辑高电平”和“逻辑低电平”是相对的逻辑电平。其中，“逻辑高电平”指的是可被识别为数字信号“1”的电平范围，“逻辑低电平”指的是可被识别为数字信号“0”的电平范围，其具体电平范围并不做具体限制。
进一步地，本申请发明人对本发明实施例的电源管理装置在不同条件下的工作波形进行了仿真，具体请参见图4至图9。
图4中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为1.8V，温度为25℃。一并参见图1和图4，所述基准电压VREF的标称值为1.2082V，所述外部电路2的目标工作频率为1.0025GHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.2105V，对应的外部电路2的实际工作频率为987.939MHz；所述基准电压VREF为1.2312V，对应的外部电路2的实际工作频率为1.03003GHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值和外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady。
图5中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为1.8V，温度为-25℃。一并参见图1和图5，所述基准电压VREF的标称值为1.1186V，所述外部电路2的目标工作频率为999.325MHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.2144V，对应的外部电路2的实际工作频率为1.13461GHz；所述基准电压VREF为1.1863V，对应的外部电路2的实际工作频率为1.09506GHz；所述基准电压VREF为1.1563V，对应的外部电路2的实际工作频率为1.0436GHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值和外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady。
图6中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为1.8V，温度为60℃。一并参见图1和图6，所述基准电压VREF的标称值为1.2659V，所述外部电路2的目标工作频率为1.00008GHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.2073V，对应的外部电路2的实际工作频率为944.005MHz；所述基准电压VREF为1.2294V，对应的外部电路2的实际工作频率为956.59MHz；所述基准电压VREF为1.2527V，对应的外部电路2的实际工作频率为982.236MHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值和外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady。
图7中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为1.8V，温度为100℃。一并参见图1和图7，所述基准电压VREF的标称值为1.2627V，所述外部电路2的目标工作频率为921.754MHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.2045V，对应的外部电路2的实际工作频率为862.783MHz；所述基准电压VREF为1.2286V，对应的外部电路2的实际工作频率为897.527Hz；所述基准电压VREF为1.247V，对应的外部电路2的实际工作频率为914.877MHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值无法达外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电错误指示信号PowerError。
图8中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为1.7V，温度为25℃。一并参见图1和图8，所述基准电压VREF的标称值为1.1986V，所述外部电路2的目标工作频率为998.2436MHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.1446V，对应的外部电路2的实际工作频率为933.6107MHz；所述基准电压VREF为1.1666V，对应的外部电路2的实际工作频率为950.3359Hz；所述基准电压VREF为1.1852V，对应的外部电路2的实际工作频率为959.571MHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值和外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady。
图9中电源管理装置的工作条件为所述电源模块1的电源电压VDD(参见图3)为2.0V，温度为25℃。一并参见图1和图9，所述基准电压VREF的标称值为1.1991V，所述外部电路2的目标工作频率为994.227MHz；在对所述基准电压VREF的调整过程中，历经了以下调节过程：所述基准电压VREF为1.1448V，对应的外部电路2的实际工作频率为920.9112MHz；所述基准电压VREF为1.1664V，对应的外部电路2的实际工作频率为941.7178Hz；所述基准电压VREF为1.1854V，对应的外部电路2的实际工作频率为960.5465MHz；直到调整至所述基准电压VREF的标称值和外部电路2的目标工作频率，所述供电状态指示模块40产生所述供电就绪指示信号PowerOnReady。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电源管理装置，适于控制电源模块为外部电路提供基准电压，其特征在于，包括：
频率生成模块，适于接收所述基准电压，并模拟所述外部电路的电压频率响应，以根据所述基准电压生成模拟频率信号，所述模拟频率信号的频率与所述外部电路根据所述基准电压产生的实际工作频率一致；
频率检测模块，适于对所述模拟频率信号的频率进行检测；
频率比较模块，适于比较参考时钟信号的频率与所述模拟频率信号的频率，并根据比较结果得到电压调整码；
其中，所述电压调整码用于传输至所述电源模块以调整所述基准电压，以使得所述外部电路的实际工作频率与其目标工作频率相等。
2.根据权利要求1所述的电源管理装置，其特征在于，所述频率比较模块根据所述模拟频率信号的频率与所述参考时钟信号的频率之间的误差百分比落入的误差区间确定所述电压调整码，其中，所述误差区间与电压调整码具有预设的映射关系。
3.根据权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，所述频率检测模块每间隔预设的时间间隔利用所述参考时钟信号的上升沿或下降沿对所述模拟频率信号进行多次计数，并将所述时间间隔内所述参考时钟信号的频率与各个计数的平均值的商确定为所述模拟频率信号的频率；
其中，所述频率比较模块每间隔所述时间间隔根据所述误差百分比更新一次所述电压调整码。
4.根据权利要求2所述的电源管理装置，其特征在于，还包括：
供电状态指示模块，耦接所述频率比较模块，适于在所述误差百分比落入第一预设范围时产生供电就绪指示信号，在所述误差百分比超出所述第一预设范围时产生供电错误指示信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电源管理装置，其特征在于，所述外部电路为数字电路；所述外部电路的目标工作频率为所述外部电路的关键路径的延迟时间的倒数，其中，所述关键路径是所述频率生成模块根据所述外部电路中的多个工作路径的电参数，在所述多个工作路径中进行选择确定的。
6.根据权利要求5所述的电源管理装置，其特征在于，所述关键路径为所述多个工作路径中延迟时间最小的工作路径。
7.一种电源装置，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的电源管理装置以及电源模块。
8.根据权利要求7所述的电源装置，其特征在于，所述电源模块包括：误差放大器、PMOS晶体管、第一分压阻抗和第二分压阻抗；
所述误差放大器的第一输入端接入基准电压，其第二输入端耦接所述第一分压阻抗的第二端和所述第二分压阻抗的第一端，其输出端耦接所述PMOS晶体管的控制端；
所述PMOS晶体管的第一端接入电源电压，其第二端耦接所述第一分压阻抗的第一端并输出所述基准电压；
所述第二分压阻抗的第二端直接或者间接地耦接参考地；
其中，所述电压调整码通过调整所述第一分压阻抗和第二分压阻抗的阻抗之比来调整所述基准电压。
9.根据权利要求8所述的电源装置，其特征在于，所述第一分压阻抗包括有多个串联的第一电阻子单元，各个第一电阻子单元并联有第一控制开关，所述电压调整码通过控制各个第一控制开关的开关状态来调整所述基准电压。
10.根据权利要求8所述的电源装置，其特征在于，所述第二分压阻抗包括有多个串联的第二电阻子单元，各个第二电阻子单元并联有第二控制开关，所述电压调整码通过控制各个第二控制开关的开关状态来调整所述基准电压。
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