CN110998337A - 使用分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流 - Google Patents

使用分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流 Download PDF

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Abstract

本发明公开用于使用分布式电压平均化以独立于分布式负载电路(102)的总电流的空间分布曲线的方式感测所述总电流的方面。在一个方面中，电流感测电路(100)经配置以独立于电流分布位置的方式感测分布式负载电路的总电流。所述电流感测电路包含分布式电压平均化电路(112(1)、112(2))，其经配置以基于在对应于分配网络的多个电阻路径(108(1)‑108(N))处感测的电压确定所述分布式负载电路的平均电压，所述分配网络经配置以将电压提供到所述分布式负载电路。放大器(134)包含具有与在所述分布式负载电路中流动的总电流成比例的输出电压(VOUT)的输出节点。所述电流感测电路允许以独立于所述电流流动位置的方式感测总电流，从而提供与感测所述分布式负载电路的一个区域中的电流相比更准确的电流感测。

Description

使用分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式 负载电路的总电流
优先权申请
本申请案主张2017年8月09日提交的标题为“使用分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流(SENSING TOTAL CURRENT OF DISTRIBUTEDLOAD CIRCUITS INDEPENDENT OF CURRENT DISTRIBUTION USING DISTRIBUTED VOLTAGEAVERAGING)”的美国专利申请案第15/672,356号的优先权，所述美国专利申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开的技术大体上涉及感测电路中的电流，且更具体地说，涉及感测分布式负载电路的电流。
背景技术
防止或避免过量电流是集成电路(IC)设计中越来越关心的问题，原因尤其是IC中的过量电流可导致电路失效。此问题随着电压按比例调整减缓且每单位面积的有源组件的数目增加而变得尤其重要。在这方面，制造于例如微处理器或高速缓冲存储器的半导体裸片上的IC的总电流可通过执行IC的裸片上电流测量来确定或估计。作为非限制性实例，裸片上电流测量系统可采用半导体裸片上的精确电流感测电阻器来确定在IC中流动的电流是否超过定义的电流阈值。如果所测量的电流超过定义的电流阈值，那么对应于IC的控制系统可以经配置以执行减小电流以便避免由过量电流导致的电路失效的某些功能。
虽然可使用半导体裸片上的裸片上电流测量系统测量IC的电流，但准确地测量IC内的电流可为困难的。特定来说，因为电压分布且因此电流分布可跨IC内的分布式负载电路元件而为不同的，所以IC的特定区域的电流分布曲线未必指示IC的其它区域或整个IC的电流分布曲线。举例来说，分配到IC的第一区域的第一电流可不同于分配到IC的第二区域的第二电流。因此，测量IC的一个特定区域中的电流可能不提供对IC内的总电流的准确表示。IC内的不准确的电流测量可降低用于防止电路失效的电流控制功能的效果。
在这方面，有利的是根据跨IC内的分布式元件的不同电压和电流分布曲线更准确地测量电流。特定来说，提供更准确的电流测量值可改进使用电流测量调整电流以便减少或避免由过量电流导致的电路失效的对应控制系统的结果。
发明内容
详细描述中所公开的方面包含使用分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流。在一个方面中，因为在分布式负载电路的一个区域中流动的电流可不同于在同一分布式负载电路的第二区域中流动的电流，所以电流感测电路经配置以独立于电流分布于分布式负载电路中的位置的方式感测分布式负载电路的总电流。举例来说，分布式负载电路的第一区域与分布式负载电路的第二区域相比可具有更多作用中电路，使得更多电流分布到第一区域。在本文公开的方面中，电流感测电路包含分布式电压平均化电路，其各自经配置以基于对应于分配网络的多个电阻路径的电压确定分布式负载电路的平均电压，所述分配网络经配置以将电压提供到分布式负载电路。电流感测电路还包含具有输出节点的放大器，所述输出节点具有与平均电压的差乘以放大器的增益相关的输出电压。平均电压的电压差分与总电流成比例。此外，可基于电阻路径的有效电阻校准放大器，使得输出电压在仍与流到分布式负载电路的总电流成比例的同时被放大。因为输出电压与总电流成比例，所以控制电路可使用输出信号调整对应于分布式负载电路的各个电路的频率，以防止总电流超过电流阈值。以此方式，电流感测电路允许以独立于电流流动位置(即，电流分布)的方式感测总电流，因此提供与感测分布式负载电路的特定区域中的电流相比更准确的测量。更准确的电流感测可改进使用感测的电流调整电流以便减小或避免由过量电流所导致的电路失效的对应控制电路的功能。
在这方面，在一个方面中，提供用于感测分布式负载电路的电流的电流感测电路。所述电流感测电路包括第一分布式电压平均化电路。所述第一分布式电压平均化电路包括多个电阻电路。所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括输入节点，其电耦合到对应于分配网络的多个电阻路径中的对应电阻路径的节点，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路。每一电阻电路还包括输出节点。所述第一分布式电压平均化电路还包括第一电压输出节点，其电耦合到所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第一平均电压。所述电流感测电路还包括第二分布式电压平均化电路。所述第二分布式电压平均化电路包括多个电阻电路。所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括输入节点，其电耦合到对应于所述分配网络的多个电阻路径中的对应电阻路径的节点。每一电阻电路还包括输出节点。所述第二分布式电压平均化电路还包括第二电压输出节点，其电耦合到所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第二平均电压。所述电流感测电路还包括放大器。所述放大器包括电耦合到第一电压输出节点的第一输入节点。放大器还包括电耦合到第二电压输出节点的第二输入节点。放大器还包括输出节点。所述放大器经配置以在输出节点上提供与所述分布式负载电路的总电流成比例的输出电压。
在另一方面中，提供用于感测分布式负载电路的电流的电流感测电路。所述电流感测电路包括用于确定对应于与分配网络对应的多个电阻路径的第一平均电压的装置，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路。所述电流感测电路还包括用于确定对应于与所述分配网络对应的多个电阻路径的第二平均电压的装置。所述电流感测电路还包括用于提供与所述第一平均电压和所述第二平均电压的差相关的输出电压的装置，其中所述输出电压与所述分布式负载电路的总电流成比例。
在另一方面中，提供一种用于以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的电流的方法。所述方法包括确定对应于与分配网络对应的多个电阻路径的第一平均电压，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路。所述方法还包括确定对应于与所述分配网络对应的多个电阻路径的第二平均电压。所述方法还包括提供与所述第一平均电压和所述第二平均电压的差相关的输出电压，其中所述输出电压与所述分布式负载电路的总电流成比例。
在另一方面中，提供一种电路系统。所述电路系统包括封装，其包括分配网络，其中所述分配网络包括多个电阻路径且经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路。所述电路系统还包括半导体裸片，其包括所述分布式负载电路，其中所述分布式负载电路包括多个电路。所述电路系统还包括电流感测电路，其经配置以感测所述分布式负载电路的总电流。所述电流感测电路包括第一分布式电压平均化电路。所述第一分布式电压平均化电路包括多个电阻电路。所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括输入节点，其电耦合到对应电阻路径的节点。每一电阻电路还包括输出节点。第一分布式电压平均化电路还包括第一电压输出节点，其电耦合到所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第一平均电压。所述电流感测电路还包括第二分布式电压平均化电路。所述第二分布式电压平均化电路包括多个电阻电路。所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括电耦合到对应电阻路径的节点的输入节点。每一电阻电路还包括输出节点。所述第二分布式电压平均化电路还包括第二电压输出节点，其电耦合到所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第二平均电压。所述电流感测电路还包括放大器。所述放大器包括电耦合到第一电压输出节点的第一输入节点。所述放大器还包括电耦合到第二电压输出节点的第二输入节点。所述放大器还包括输出节点。所述放大器经配置以在所述放大器的所述输出节点上提供与所述分布式负载电路的总电流成比例的输出电压。所述电路系统还包括模/数转换器，其包括耦合到所述放大器的所述输出节点的输入节点，以及输出节点，其具有是所述输出电压的数字表示的数字信号。所述电路系统还包括控制电路。所述控制电路经配置以所述数字信号。所述控制电路还经配置以响应于所述数字信号超过定义的阈值，调整所述分布式负载电路的所述多个电路中的一或多个电路的一或多个参数，使得所述总电流小于或等于最大电流电平。
附图说明
图1是示范性电流感测电路的电路图，其经配置以使用对应于经配置以将电压分配到分布式负载电路的分配网络的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流；
图2是说明可由图1的电流感测电路执行以使用对应于分配网络的电压的分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流的示范性过程的流程图；
图3A是示范性电路系统的俯视图，其采用安置于封装上的半导体裸片并且包含经配置以从封装中的电源平面接收电压的分布式负载电路，其中所述电路系统还包含经配置以基于电源平面的电阻部分感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图3B是图3A的电路系统的侧视图，其包含经配置以基于电源平面的电阻部分感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图3C是图3A的电路系统的透视图，其包含经配置以基于电源平面的电阻部分感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图4是示范性电阻模型的电路图，其包含经配置以基于电源平面的电阻部分感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图5是说明对应于基于跨图4的电阻模型中的电源平面的多个电阻部分确定的平均电压感测的总电流的示范性信号集的图表；
图6是示范性电路系统的透视图，其采用安置于封装上的半导体裸片并且包含经配置以从封装中的电源平面接收电压的分布式负载电路，其中所述电路系统还包含经配置以基于安置于封装中并且对应于电源平面的离散电阻器感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图7是示范性电路系统的透视图，其采用安置于封装上的半导体裸片并且包含经配置以从封装中的电源平面接收电压的分布式负载电路，其中所述电路系统还包含经配置以基于对应于电源平面的竖直互连通路(通孔)的电阻感测提供给分布式负载电路的总电流的电流感测电路；
图8是另一示范性电流感测电路的电路图，其经配置以使用经配置以将来自电压源的电压分配给分布式负载电路的分配网络的选定电压的分布式电压平均化，感测分布式负载电路的总电流；
图9是示范性的基于处理器的系统的框图，其可包含采用图1和8的电流感测电路的元件以及图3A-3C、6和7的电路系统，所述电流感测电路经配置以使用对应于经配置以将电压分配到分布式负载电路的分配网络的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流；和
图10是示范性无线通信装置的框图，其可包含形成于集成电路(IC)中的射频(RF)组件，其中RF组件可包含图1和8的电流感测电路以及图3A-3C、6和7的电路系统，所述电流感测电路经配置以使用对应于经配置以将电压分配到分布式负载电路的分配网络的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流。
具体实施方式
现参考各图，描述本公开的数个示范性方面。词语“示范性”在本文中用于意指“充当实例、例子或说明”。本文中描述为“示范性”的任何方面不必解释为比其它方面优选或有利。
图1说明示范性电流感测电路100，其经配置以使用对应于经配置以将来自电压源106的电压(V)分配到分布式负载电路102的分配网络104的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布(即，总电流的空间分布曲线)的方式感测分布式负载电路102的总电流(IT)。换句话说，在分布式负载电路102的一个区域A1中流动的电流可不同于在相同分布式负载电路102的第二区域A2中流动的电流。因此，电流感测电路100经配置以独立于总电流(IT)的分布位置的方式感测分布式负载电路102中的总电流(IT)。特定来说，电流感测电路100经配置以分接来自分配网络104的多个区域的电压以确定分配到分布式负载电路102的平均电压(VAVG1)、(VAVG2)(还被称作第一平均电压VAVG1和第二平均电压VAVG2)。电流感测电路100使用平均电压(VAVG1)、(VAVG2)基于分配网络104的有效电阻(Reff)确定与分布式负载电路102的总电流(IT)成比例的输出电压(VOUT)。以此方式感测总电流(IT)提供与感测分布式负载电路102的特定区域中的电流相比对总电流(IT)的更准确测量。如更详细地论述，电流感测电路100可经配置以在一持续时间内感测总电流(IT)以便考虑有效电阻(Reff)随时间的改变。
继续参考图1，电压源106的电压(V)跨分配网络104的电阻路径108(1)-108(N)分配到分布式负载电路102。虽然此方面说明单个电压源106和单个分布式负载电路102，但应理解，电压源106可包含多个电压源106(1)-106(N)且分布式负载电路102可包含多个分布式负载电路102(1)-102(N)。以此方式，每一对应电压源106(1)-106(N)可将非相依电压(V1)-(VN)提供到对应分布式负载电路102(1)-102(N)，所述非相依电压(V1)-(VN)等于或不等于任何其它电压源106(1)-106(N)提供的电压(V1)-(VN)。换句话说，通过电压源106(1)经由电阻路径108(1)提供到分布式负载电路102(1)的电压(V1)可独立于通过电压源106(2)经由电阻路径108(2)提供到分布式负载电路102(2)的电压(V2)。此外，如本文中所使用，电阻路径108(1)-108(N)包含分配网络104的具有电阻(R)的被定义部分。在此实例中，每一电阻路径108(1)-108(N)具有对应电阻(R)并且电耦合到分布式负载电路102的对应负载节点110(1)-110(N)。虽然图1中未说明，但电耦合电压源106和电阻路径108(1)-108(N)的每一段电线以及电耦合分布式负载电路102和电阻路径108(1)-108(N)的每一段电线具有本文中所论述的计算可忽略的寄生电阻。电流感测电路100包含分布式电压平均化电路112(1)、112(2)(还被称作第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2))，其经配置以分接分配网络104的电压以分别确定平均电压(VAVG1)、(VAVG2)。平均电压(VAVG1)、(VAVG2)各自基于电阻路径108(1)-108(N)的对应部分的电压(V)而确定。
特定来说，继续参考图1，第一分布式电压平均化电路112(1)包含各自具有对应电阻(R(i))的电阻电路114(1)-114(N)，其中如下文更详细地论述，每一电阻(R(i))可基于总电流(IT)的不对称性进行加权。虽然此方面采用单独电阻器用于每一电阻电路114(1)-114(N)，但其它方面可使用替代性电路元件用于每一电阻电路114(1)-114(N)，例如作为非限制性实例，具有一段特定电阻值的电线。每一电阻电路114(1)-114(N)包含输入节点116(1)-116(N)，其电耦合到对应电阻路径108(1)-108(N)的节点118(1)-118(N)以便在节点118(1)-118(N)处分接分配网络104的电压。每一电阻电路114(1)-114(N)还包含对应输出节点120(1)-120(N)，其电耦合到第一分布式电压平均化电路112(1)的电压输出节点122(还被称作第一电压输出节点122)。在每一输入节点116(1)-116(N)耦合到对应节点118(1)-118(N)时耦合每一输出节点120(1)-120(N)造成电压输出节点122具有分布式负载电路102的平均电压(VAVG1)。更具体地，可借助于方程式1使用每一电阻电路114(1)-114(N)的电阻(R)和每一节点118(1)-118(N)的电压(V)计算平均电压(VAVG1)：
VAVG1＝(R(114(1))||R(114(2))||…R(114(N)))*(V(118(1))/R(114(1))+V(118(2))/R(114(2))+…V(118(N))/R(114(N)))
方程式1
其也可使用方程式2依据电阻电路114(1)-114(N)的总电阻(RT)进行表达：
Figure BDA0002380169240000071
方程式2
继续参考图1，第二分布式电压平均化电路112(2)包含各自具有对应电阻(R(i))的电阻电路124(1)-124(N)，其中如下文更详细地论述，每一电阻(R(i))可基于总电流(IT)的不对称性进行加权。虽然此方面采用单独电阻器用于每一电阻电路124(1)-124(N)，但其它方面可使用替代性电路元件用于每一电阻电路124(1)-124(N)，例如作为非限制性实例，具有一段特定电阻值的电线。每一电阻电路124(1)-124(N)包含输入节点126(1)-126(N)，其电耦合到对应电阻路径108(1)-108(N)的节点128(1)-128(N)以便在节点128(1)-128(N)处分接分配网络104的电压。每一电阻电路124(1)-124(N)还包含输出节点130(1)-130(N)，其电耦合到第二分布式电压平均化电路112(2)的电压输出节点132(还被称作第二电压输出节点132)。在每一输入节点126(1)-126(N)耦合到对应节点128(1)-128(N)时耦合每一输出节点130(1)-130(N)造成电压输出节点132具有分布式负载电路102的平均电压(VAVG2)。更具体地，可借助于方程式3使用每一电阻电路124(1)-124(N)的电阻(R)和每一节点128(1)-128(N)的电压(V)计算平均电压(VAVG2)：
VAVG2＝(R(124(1))||R(124(2))||…R(124(N)))*(V(128(1))/R(124(1))+V(128(2))/R(124(2))+…V(128(N))/R(124(N)))
方程式3
其也可使用方程式4依据电阻电路124(1)-124(N)的总电阻(RT)进行表达：
Figure BDA0002380169240000072
方程式4
继续参考图1，电流感测电路100还包含放大器134，其具有分别电耦合到第一电压输出节点122和第二电压输出节点132的第一输入节点136(1)和第二输入节点136(2)，以便接收对应平均电压(VAVG1)、(VAVG2)。放大器134经配置以在放大器134的输出节点138上提供输出电压(VOUT)，其中输出电压(VOUT)与平均电压(VAVG1)、(VAVG2)的差相关(即，VOUT与(VAVG1-VAVG2)相关)。值得注意的是，第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)的电压差与总负载电流(IT)成比例。此外，可基于分配网络104的电阻路径108(1)-108(N)的有效电阻(Reff)校准放大器134的增益，使得输出电压(VOUT)在仍与流到分布式负载电路102的总电流(IT)成比例的同时被放大。
特定来说，总电流(IT)可表达为每一电阻路径108(i)的每一电流(Ii)的总和。此外，每一电流(Ii)大约等于对应电阻路径108(i)的节点118(i)处的电压(V)和节点128(i)处的电压(V)的差(例如，跨对应电阻路径108(i)的电压(V))，除以每一对应电阻路径108(i)的电阻(R)，如方程式5中所示：
Figure BDA0002380169240000081
方程式5
此外，分配网络104的有效电阻(Reff)大约等于每一电阻路径108(1)-108(N)的电阻(R)的并联组合，如方程式6中所示：
Reff＝(R(108(1))||R(108(2))||…R(108(N)))
方程式6
因此，可使用有效电阻(Reff)表达总电流，如方程式7中所示：
Figure BDA0002380169240000082
方程式7
其中(i)是根据方程式8确定的按比例缩放因数：
a(i)＝RT(114)/R(114(i)),a(i)＝RT(124)/R(124(i))
方程式8
如上所述，第一分布式电压平均化电路112(1)的电阻电路114(1)-114(N)各自可具有基于总电流(IT)的不对称性加权的不同电阻(R(i))。特定来说，可使用方程式9使用电阻电路114(1)-114(N)的所要总电阻(RT)和按比例缩放因数a(i)计算和加权每一电阻电路114(1)-114(N)的电阻(R(i))：
R(114(i))＝RT(114)/a(i)
方程式9
类似地，也如上文所述，第二分布式电压平均化电路112(2)的电阻电路124(1)-124(N)各自可具有基于总电流(IT)的不对称性加权的不同电阻(R(i))。特定来说，可使用方程式10使用电阻电路124(1)-124(N)的所要总电阻(RT)和按比例缩放因数a(i)计算和加权每一电阻电路124(1)-124(N)的电阻(R(i))：
R(124(i))＝RT(124)/a(i)
方程式10
在这方面，在其中电阻电路114(1)-114(N)、124(1)-124(N)的电阻(R(i))非经加权或经加权的情况下，上述方程式1-8可用以计算总电流(IT)，其可使用方程式11表达：
IT＝(VAVG1-VAVG2)/Reff
方程式11
此外，当每一电阻路径108(1)-108(N)具有大致相等的电阻(R)时，或替代地当至少一个电阻路径108(1)-108(N)具有不等于或大致等于其余的电阻路径108(1)-108(N)的电阻(R)的电阻(R)时，可使用方程式1-11。另外，如果每一电阻路径108(1)-108(N)具有大致相等电阻(R)，那么可使用方程式12取代方程式11：
IT＝(VAVG1-VAVG2)/R(108(i))
方程式12
在这方面，因为放大器134的输出电压(VOUT)与(VAVG1-VAVG2)相关，所以可校准放大器134的增益以考虑有效电阻(Reff)，使得输出电压(VOUT)与流到分布式负载电路102的总电流(IT)成比例。举例来说，可校准放大器134以使得放大器134的增益对应于有效电阻(Reff)。特定来说，可在上面安置分布式负载电路102的半导体裸片上采用电路，其中这类电路经配置以在分布式负载电路102的测试期间产生不同电平的总电流(IT)。可使用不同电平的总电流(IT)校准放大器134(例如通过在测试期间燃烧对应熔丝)以捕获对应电阻的每部分/每封装变化。以此方式，放大器134的校准可为对应芯片/部分自备的，其中无需测试后校准。此外，因为输出电压(VOUT)与总电流(IT)成比例，所以控制电路可使用输出电压(VOUT)调整对应于分布式负载电路102的各个元件的频率，从而防止总电流(IT)超过电流阈值。以此方式，电流感测电路100允许以独立于电流流动的位置的方式感测总电流(IT)，因此与感测分布式负载电路102的特定区域中的电流相比提供更准确的测量值。更准确电流感测可改进使用感测的电流减少或避免由过量电流导致的电路失效的对应控制电路的功能。
图2说明可由图1的电流感测电路100执行以使用对应于分配网络104的电压的分布式电压平均化以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路102的总电流(IT)的示范性过程200。特定来说，过程200包含第一分布式电压平均化电路112(1)确定对应于与分配网络104对应的电阻路径108(1)-108(N)的第一平均电压(VAVG1)(框202)。过程200还包含第二分布式电压平均化电路112(2)确定对应于与分配网络104对应的电阻路径108(1)-108(N)的第二平均电压(VAVG2)(框204)。此外，过程200包含放大器134提供与第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)的差相关的输出电压(VOUT)(框206)。特定来说，输出电压(VOUT)与分布式负载电路102的总电流(IT)成比例。如上所述，可校准放大器134的增益以使得输出电压(VOUT)与总电流(IT)成比例。
图3A-3C说明采用安置于封装304上的半导体裸片302的示范性电路系统300，其中半导体裸片302包含经配置以从安置于封装304中的电源平面308(还被称作分配网络308)接收电压(V)的分布式负载电路306(还被称作集成电路(IC)306)。图1和3A-3C之间的共同元件用共同元件符号示出且在本文中将不进行重复描述。如本文中所使用，封装304是上面安置半导体裸片302的情况，且电源平面308是例如铜的导电材料的平面片材。在此方面中，电源平面308经配置以从安置于主板312上的电压源310接收电压(V)，所述主板312使用焊料球314(1)-314(M)互连到封装304。特别参考图3C，可在围绕电源平面308的周长的任一点处提供电压，其中对应电流从所述周长流到电源平面308的中心。电路系统300还包含图1的电流感测电路100，其经配置以通过基于电源平面308的电阻路径316(1)-316(10)确定与总电流(IT)成比例的输出电压(VOUT)，感测提供给分布式负载电路306的总电流(IT)。特定来说，在此方面中的电阻路径316(1)-316(10)是电源平面308的电阻部分316(1)-316(10)，所述电阻部分316(1)-316(10)中的每一个具有对应寄生电阻(RP)。以此方式，电流感测电路100经配置以基于电源平面308的电阻部分316(1)-316(10)的寄生电阻(RP)感测分布式负载电路306的总电流(IT)。换句话说，感测的总电流(IT)是基于对应于电阻路径316(1)-316(10)涵盖的区域的负载电流。图3A说明电路系统300的俯视图，而图3B和3C分别说明电路系统300的侧视图、透视图。特别参考图3A，且如图3B-3C中所说明，重要的是应注意，电源平面308在电路系统300的与电流感测电路100分开的层级上。
继续参考图3A-3C，在此方面中，跨半导体裸片302和封装304采用电流感测电路100。更具体地，放大器134安置于半导体裸片302上，而第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)安置于封装304的封装平面318上。如本文中所使用，封装平面318是封装304的平面层。其它方面可包含安置于半导体裸片302上而非封装平面318上的第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)。此外，封装平面318使用通孔320(1)-320(20)互连到电源平面308，使得对应第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)的电阻电路114(1)-114(10)、124(1)-124(10)电耦合到电源平面308。以此方式使电阻电路114(1)-114(10)、124(1)-124(10)互连到电源平面308允许第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)基于电源平面308的电阻部分316(1)-316(10)的寄生电阻(RP)确定第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)。在此实例中，与电源平面308的电阻部分316(1)-316(10)的寄生电阻(RP)相比，每一通孔320(1)-320(20)的电阻(R)小到足以可忽略。然而，在其它方面中，如果每一通孔320(1)-320(20)的电阻与电阻部分316(1)-316(10)的寄生电阻(RP)不可忽略相比，那么可相应地调整电阻电路114(1)-114(10)、124(1)-124(10)的电阻(R)。
继续参考图3A-3C，跨使封装平面318和半导体裸片302互连的对应焊料凸块322(1)-322(P)将第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)提供给放大器134。为简单起见，焊料凸块322(1)-322(P)在图3C中说明为电阻元件322(1)、322(2)。特定来说，值得注意的是，因为在此方面中，第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)安置于封装平面318上，所以电阻元件322(1)、322(2)足以在图3C中描述将第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)提供到半导体裸片302。然而，在将第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)安置于半导体裸片302上的方面中，使用焊料凸块322(1)-322(P)将第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)耦合到电源平面308是优选配置。
继续参考图3A-3C，如先前所描述，放大器134的输出节点138具有与分布式负载电路306的总电流(IT)成比例的输出电压(VOUT)。以此方式，输出节点138电耦合到模/数转换器(ADC)326的输入节点324，使得输出电压(VOUT)提供给ADC 326，其中ADC 326的输出节点328具有数字信号330，其为输出电压(VOUT)的数字表示。值得注意的是，输出节点328可包含输出节点328(1)-328(X)，其中X是数字信号330的位数。控制电路332经配置以接收数字信号330。响应于数字信号330超过定义的阈值，控制电路332经配置以调整分布式负载电路306的一或多个电路334(1)-334(M)的一或多个参数，使得总电流(IT)小于或等于最大电流电平(IMAX)。作为非限制性实例，分布式负载电路306可为多处理器电路且电路334(1)-334(M)可为安置于多处理器电路中的处理器核心电路，且控制电路332可调整电路334(1)-334(M)的参数(例如，频率)以减小总电流(IT)。以此方式，电流感测电路100提供与如上文所描述感测分布式负载电路306的特定区域中的电流相比更准确的总电流(IT)测量，这改进控制电路332的减少或避免由过量电流导致的电路失效的功能。
虽然图3的电路系统300中采用的电流感测电路100经配置以基于电源平面308的十(10)个电阻部分316(1)-316(10)感测总电流(IT)，但其它方面可基于电源平面的任何数目(N)的电阻部分感测总电流(IT)。然而，这类电阻部分的数目和位置影响感测的总电流(IT)的准确度。
在这方面，图4说明示范性电阻模型400，其包含图1的电流感测电路100，其经配置以基于电源平面408的电阻部分406(1)-406(14)感测提供给半导体裸片404的分布式负载电路402的总电流(IT)。换句话说，电源平面408充当到半导体裸片404的分布式负载电路402的分配网络。更具体地，第一分布式电压平均化电路112(1)电耦合到电源平面408的节点410(1)-410(14)，使得基于每一节点410(1)-410(14)的电压(V)和每一对应电阻部分406(1)-406(14)的寄生电阻(RP)确定第一平均电压(VAVG1)。此外，第二分布式电压平均化电路112(2)电耦合到电源平面408的节点412(1)-412(14)，使得基于每一节点412(1)-412(14)的电压(V)和每一对应电阻部分406(1)-406(14)的寄生电阻(RP)确定第二平均电压(VAVG2)。以此方式，基于电阻部分406(1)-406(14)的寄生电阻(RP)，以及对应于由电阻部分406(1)-406(14)形成的路径的电流密度，确定输出电压(VOUT)且因此感测的总电流(IT)。值得注意的是，在此实例中，电源414将电压提供到电源平面408的一侧。然而，其它方面可经配置以使得电压源414的一或多个实例将电压提供到电源平面408的一或多个各种点。更具体地，电压源414可经配置以将电压提供到电源平面408的一个或多个侧部，其中电流密度分布曲线(例如，电流分布)取决于这类电压点的位置。然而，在不考虑电压源的取向的情况下，输出电压(VOUT)出于先前描述的原因提供总电流(IT)的准确估计。另外，虽然此实例包含成对的对应节点410(1)-410(14)、412(1)-412(14)，但其它方面可在不使节点410(1)-410(14)、412(1)-412(14)配对的情况下采用第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)。
图5是说明对应于基于跨图4的电阻模型400中的电源平面408的电阻部分406(1)-406(14)确定的第一平均电压(VAVG1)和第二平均电压(VAVG2)感测的总电流(IT)的示范性信号集的图表500。更具体地，所述信号集说明在等于十四(14)微秒(μs)的时间量内所确定的输出电压(VOUT)对比理想电压(VIDEAL)。以此方式，图表500的方框502包含说明从对应于图4中的分布式负载电路402的空间区抽取的电流(I)的线504(1)-504(12)。此外，方框506包含说明误差电压(VERR)的线508，所述误差电压(VERR)说明输出电压(VOUT)和理想电压(VIDEAL)之间的差在-12毫伏(mV)和+8mV的范围内。换句话说，在图4中使用电流感测电路100感测的总电流(IT)在基于理想电压(VIDEAL)确定的电流(I)的-1.2％和+0.8％的误差率内。还在方框510中证实这类相对小的误差率，其说明表示理想电压(VIDEAL)的线512对比表示输出电压(VOUT)的线514在十四(14)ns感测时段的进程内大致相等。值得注意的是，虽然上文所论述的方面基于电源平面的寄生电阻感测总电流(IT)，但其它方面可以经配置以基于相对于接地平面进行的类似测量来感测总电流(IT)。
除了如参考图3A-3C所论述基于电源平面的电阻部分的寄生电阻(RP)感测总电流(IT)之外，还可使用与电源平面有关的分配网络的其它元件感测总电流(IT)。在这方面，图6说明示范性电路系统600的透视图，其采用安置于封装604上的半导体裸片602表情包含经配置以从封装604中的电源平面608(还被称作分配网络608)接收电压(V)的分布式负载电路606(还被称作IC 606)。图1和6之间的共同元件用共同元件符号示出且在本文中将不进行重复描述。电源平面608划分成内部部分610(1)和外部部分610(2)，其中电阻路径612(1)-612(8)(例如，电阻器612(1)-612(8))使内部部分610(1)和外部部分610(2)电耦合。以此方式，电压可提供给围绕电源平面608的周长的一或多个点，其中对应电流从所述周长(即，外部部分610(2))流到电源平面608的中心(即，内部部分610(1))。
继续参考图6，电路系统600还包含图1的电流感测电路100，其采用分别包含安置于封装平面614上的电阻电路114(1)-114(8)和124(1)-124(8)第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)。电流感测电路100经配置以通过确定与总电流(IT)成比例的输出电压(VOUT)，感测提供给分布式负载电路606的总电流(IT)。然而，不同于图3A-3C中的基于是电源平面308的电阻部分316(1)-316(10)的电阻路径316(1)-316(10)测量电流的电路系统300，在此方面中，电阻路径612(1)-612(8)是如上文所描述的离散电阻器612(1)-612(8)。以此方式，通孔616(1)-616(8)使每一对应电阻路径612(1)-612(8)电耦合到第一分布式电压平均化电路112(1)的对应电阻电路114(1)-114(6)。另外，通孔618(1)-618(8)使每一对应电阻路径612(1)-612(8)电耦合到第二分布式电压平均化电路112(2)的对应电阻电路124(1)-124(6)。另外，电阻元件620(1)、620(2)表示用以使封装平面614互连到半导体裸片602的焊料凸块620(1)-620(S)。以此方式，电流感测电路100经配置以基于每一电阻器612(1)-612(8)的电阻(R)感测分布式负载电路606的总电流(IT)。值得注意的是，虽然在此方面中，第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)安置于封装平面614上，但其它方面可包含第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)安置于半导体裸片602上。
另外，图7说明示范性电路系统700的透视图，其采用安置于封装704上的半导体裸片702并且包含经配置以从封装704中的电源平面708(还被称作分配网络708)接收电压(V)的分布式负载电路706(还被称作IC 706)。图1和7之间的共同元件用共同元件符号示出且在本文中将不进行重复描述。以此方式，可在围绕电源平面708的周长的一或多个点处提供电压，其中对应电流从所述周长流到电源平面708的中心。此外，电路系统700还包含图1的电流感测电路100，其采用分别包含安置于封装平面710上的电阻电路114(1)-114(6)和124(1)-124(6)的第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)。在此方面中，电流感测电路100经配置以基于电阻路径712(1)-712(6)的电阻(R)感测提供给分布式负载电路706的总电流(IT)，其中电阻路径712(1)-712(6)是使封装704的电源平面708和封装平面710互连的通孔712(1)-712(6)。特定来说，因为电流流到电源平面708的中心，所以电流借助于通孔712(1)-712(6)从电源平面708流到封装平面710。此外，每一对应通孔712(1)-712(6)的第一节点714(1)-714(6)电耦合到第一分布式电压平均化电路112(1)的对应电阻电路114(1)-114(6)。另外，对应于每一对应通孔712(1)-712(6)的第二节点718(1)-718(6)的感测线716(1)-716(6)电耦合到第二分布式电压平均化电路112(2)的对应电阻电路124(1)-124(6)。电阻元件720(1)、720(2)表示用以使封装平面710互连到半导体裸片702的焊料凸块720(1)-720(S)，其中电压(V)从封装平面710的对应于第一节点714(1)-714(6)的中心区域递送到分布式负载电路706。使用图7中描述的配置，电流感测电路100经配置以基于每一通孔712(1)-712(6)的电阻(R)感测分布式负载电路706的总电流(IT)。
除了图1中的电流感测电路100之外，电流感测电阻器的其它方面可基于分配网络的选定电阻路径感测分布式负载电路的总电流(IT)。在这方面，图8说明示范性电流感测电路800，其经配置以使用经配置以将来自电压源806的电压(V)分配给分布式负载电路802的分配网络804的选定电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路802的总电流(IT)。图1和8之间的共同元件用共同元件符号示出且在本文中将不进行重复描述。特定来说，电压源806的电压(V)跨分配网络804的电阻路径808(1)-808(N)分配到分布式负载电路802。在此实例中，每一电阻路径808(1)-808(N)具有对应电阻(R)并且电耦合到分布式负载电路802的对应负载节点810(1)-810(N)。虽然图8中未说明，但使电压源806和电阻路径808(1)-808(N)电耦合的每一段电线以及使分布式负载电路802和电阻路径808(1)-808(N)电耦合的每一段电线具有本文中所论述的计算可忽略的寄生电阻。电流感测电路800包含先前在图1中描述的第一分布式电压平均化电路112(1)和第二分布式电压平均化电路112(2)，其经配置以分接分配网络804的电压以分别确定分布式负载电路802的平均电压(VAVG1)、(VAVG2)。然而，代替使用每一电阻路径808(1)-808(N)，基于M数目个选定电阻路径808(1)、808(3)…808(N-1)的电压(V)确定平均电压(VAVG1)、(VAVG2)中的每一个，其中K是未被选择的电阻路径808(2)、808(4)…808(N)的数目。以此方式，如果每一电阻路径808(1)-808(N)具有大致相等电阻(R)，那么可通过方程式13表达总电流(IT)：
IT＝(VAVG1-VAVG2)/(R/(M+K))
方程式13
值得注意的是，如上文参考方程式1-11所论述，在其中电阻电路114(1)-114(N)、124(1)-124(N)的电阻(R(i))相等(即，未经加权)或不相等(即，经加权)的情况下，方程式13可用以使用M数目个电阻路径808(i)计算总电流(IT)。
本文中所描述的元件有时被称为用于执行特定功能的装置。在这方面，图1中所说明的第一分布式电压平均化电路112(1)是“用于确定对应于与经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路的分配网络对应的多个电阻路径的第一平均电压的装置”的实例。图1中所说明的第二分布式电压平均化电路112(2)是“用于确定对应于与分布式网络对应的多个电阻路径的第二平均电压的装置”的实例。图1中所说明的放大器134是“用于提供与第一平均电压和第二平均电压的差相关的输出电压的装置，其中输出电压与分布式负载电路的总电流成比例”的实例。
根据本文公开的方面使用分布式电压平均化以独立于电流分布的感测分布式负载电路的总电流可提供于或集成到任何基于处理器的装置中。实例包含但不限于机顶盒、娱乐单元、导航装置、通信装置、固定位置数据单元、移动位置数据单元、全球定位系统(GPS)装置、移动电话、蜂窝式电话、智能手机、会话起始协议(SIP)电话、平板计算机、平板手机、服务器、计算机、便携式计算机、移动计算装置、可穿戴计算装置(例如，智能手表、健康状况或健身追踪器、眼镜等)、台式计算机、个人数字助理(PDA)、监视器、计算机监视器、电视、调谐器、无线电、卫星无线电、音乐播放器、数字音乐播放器、便携式音乐播放器、数字视频播放器、视频播放器、数字视频光盘(DVD)播放器、便携式数字视频播放器、汽车、车辆组件、航空系统、无人机和多轴直升机。
在这方面，图9说明基于处理器的系统900的实例，其可包含采用分别是图1和8的电流感测电路100、800的元件，经配置以使用对应于经配置以将电压分配到分布式负载电路的分配网络的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流。基于处理器的系统900还可包含分别采用图3A-3C、6和7的电路系统300、600和700的元件。在此实例中，基于处理器的系统900包含一或多个中央处理单元(CPU)902，其各自包含一或多个处理器904。CPU 902可具有耦合到处理器904以用于快速存取暂时存储的数据的高速缓冲存储器906。CPU 902耦合到系统总线908表情可使包含在基于处理器的系统900中的主装置和从装置互耦合。众所周知，CPU 902通过经由系统总线908交换地址、控制和数据信息与这些其它装置通信。举例来说，CPU 902可将总线事务请求传送到作为从装置的实例的存储器控制器910。虽然图9中未说明，但可提供多个系统总线908，其中每一系统总线908构成不同网状架构。
其它主装置和从装置可连接到系统总线908。如图9中所说明，作为实例，这些装置可包含存储器系统912、一或多个输入装置914、一或多个输出装置916、一或多个网络接口装置918和一或多个显示器控制器920。输入装置914可包含任何类型的输入装置，包含但不限于输入键、开关、语音处理器等。输出装置916可包含任何类型的输出装置，包含但不限于音频、视频、其它视觉指示器等。网络接口装置918可为经配置以允许来往于网络922的数据交换的任何装置。网络922可为任何类型的网络，包含但不限于有线或无线网络、私用或公用网络、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、广域网(WAN)、BLUETOOTHTM网络和因特网。网络接口装置918可经配置以支持所要的任何类型的通信协议。存储器系统912可包含一或多个存储器单元924(0)-924(N)。
CPU 902还可经配置以经由系统总线908存取显示器控制器920以控制发送到一或多个显示器926的信息。显示器控制器920将信息发送到显示器926，以经由一或多个视频处理器928进行显示，所述视频处理器928将待显示信息处理成适合于显示器926的格式。显示器926可包含任何类型的显示器，包含但不限于阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器、发光二极管(LED)显示器等。
图10说明无线通信装置1000的实例，其可包含射频(RF)组件，所述组件包含分别是图1和8的电流感测电路100、800，其经配置以使用对应于经配置以将电压分配到分布式负载电路的分配网络的电压的分布式电压平均化，以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的总电流。RF组件还可包含分别是图3A-3C、6和7的电路系统300、600和700。在这方面，无线通信装置1000可提供于集成电路(IC)1002中。作为实例，无线通信装置1000可包含或提供于上文提及的装置中的任一个中。如图10中所示，无线通信装置1000包含收发器1004和数据处理器1006。数据处理器1006可包含存储数据和程序代码的存储器。收发器1004包含支持双向通信的发射器1008和接收器1010。一般来说，无线通信装置1000可包含用于任何数目个通信系统和频带的任何数目个发射器和/或接收器。收发器1004中的全部或一部分可实施于一或多个模拟IC、RF IC(RFIC)、混合信号IC等上。
发射器或接收器可以超外差式架构或直接转换架构来实施。在超外差式架构中，信号在多个阶段中在RF和基带之间进行频率转换，例如针对接收器，在一个阶段中从RF转换到中频(IF)，并且接着在另一阶段中从IF转换到基带。在直接转换架构中，信号在一个阶段中在RF和基带之间进行频率转换。超外差式和直接转换架构可使用不同电路块和/或具有不同要求。在图10中的无线通信装置1000，发射器1008和接收器1010以直接转换架构予以实施。
在发射路径中，数据处理器1006处理待发射的数据并且将I和Q模拟输出信号提供到发射器1008。在示范性无线通信装置1000中，数据处理器1006包含用于将数据处理器1006产生的数字信号转换成I和Q模拟输出信号(例如I和Q输出电流)以用于进一步处理的数/模转换器(DAC)1012(1)、1012(2)。
在发射器1008内，低通滤波器1014(1)、1014(2)分别对I和Q模拟输出信号进行滤波，以移除由先前的数模转换所导致非期望信号。放大器(AMP)1016(1)、1016(2)分别放大来自1014(1)、1014(2)低通滤波器的信号，并且提供I和Q基带信号。上变频器1018通过混频器1020(1)、1020(2)将来自TX LO信号产生器1022的I和Q基带信号和I和Q发射(TX)本地振荡器(LO)信号进行升频转换以提供经升频转换信号1024。滤波器1026对经升频转换信号1024进行滤波以移除由频率升频转换所导致的非期望信号以及接收频率频段中的噪声。功率放大器(PA)1028放大来自滤波器1026的经升频转换信号1024以获得所要输出功率电平并且提供发射RF信号。发射RF信号传送通过双工器或开关1030并且通孔天线1032进行发射。
在接收路径中，天线1032接收基站发射的信号并且提供所接收的RF信号，所述所接收的RF信号传送通过双工器或开关1030并且提供给低噪声放大器(LNA)1034。双工器或开关1030经设计以通过特定接收(RX)-TX双工器频率分离进行操作，使得RX信号与TX信号隔离。所接收的RF信号通过LNA 1034进行放大并且通过滤波器1036进行滤波以获得所要RF输入信号。降频转换混频器1038(1)、1038(2)将滤波器1036的输出与来自RX LO信号产生器1040的I和Q RX LO信号(即，LO_I和LO_Q)混频以产生I和Q基带信号。I和Q基带信号通过放大器(AMP)1042(1)、1042(2)放大并且通过低通滤波器1044(1)、1044(2)进一步滤波以获得I和Q模拟输入信号，所述I和Q模拟输入信号提供给数据处理器1006。在此实例中，数据处理器1006包含用于将I和Q模拟输入信号转换成数字信号以供数据处理器1006进一步处理的模/数转换器(ADC)1046(1)、1046(2)。
在图10中的无线通信装置1000中，TX LO信号产生器1022产生I和Q TX LO信号以用于升频转换，而RX LO信号产生器1040产生I和Q RX LO信号以用于降频转换。每一LO信号是具有特定基波频率的周期性信号。TX锁相环路(PLL)电路1048从数据处理器1006接收时序信息并且产生用以调整来自TX LO信号产生器1022的TX LO信号的频率和/或相位的控制信号。类似地，RX锁相环路(PLL)电路1050从数据处理器1006接收时序信息并且产生用以调整来自RX LO信号产生器1040的RX LO信号的频率和/或相位的控制信号。
所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文中所公开的各方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法可被实施为电子硬件、存储于存储器中或另一计算机可读媒体中且由处理器或其它处理装置执行的指令，或此两者的组合。作为实例，本文中所描述的主装置和从装置可用于任何电路、硬件组件、集成电路(IC)或IC芯片中。本文所公开的存储器可为任何类型和大小的存储器，并且可经配置以存储所要的任何类型的信息。为了清楚地说明此可互换性，上文已大体上关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。如何实施此功能性取决于特定应用、设计选择和/或强加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一具体应用以不同方式来实施所描述的功能性，但这样的实施决策不应被解释为会引起脱离本公开的范围。
结合本文中所公开的各方面所描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用以下各项来实施或执行：处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文中所描述的功能的任何组合。处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合(例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一或多个微处理器，或任何其它此类配置)。
本文中所公开的各方面可以硬件和存储在硬件中的指令来体现，且可驻存于例如随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸式磁盘、CD-ROM或所属领域中已知的任何其它形式的计算机可读媒体中。示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息和将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻存在ASIC中。ASIC可驻存在远程站中。在替代方案中，处理器和存储媒体可作为离散组件驻存在远端台、基站或服务器中。
还应注意，描述本文中的示范性方面中的任一个中所描述的操作步骤是为了提供实例和论述。可以用除了所说明的序列之外的大量不同序列执行所描述的操作。另外，在单个操作步骤中描述的操作实际上可以在数个不同步骤中执行。另外，可组合在示范性方面中所论述的一或多个操作步骤。应理解，所属领域的技术人员将容易清楚，流程图中所说明的操作步骤可以进行大量不同修改。所属领域的技术人员还将了解，可使用多种不同技术和技法中的任一种来表示信息和信号。举例来说，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合来表示在整个上文描述中可能参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和码片。
提供本公开的先前描述以使所属领域的技术人员能够制造或使用本公开。所属领域的技术人员将易于显而易见对本公开的各种修改，且本文中所定义的一般原理可应用于其它变化形式而不会脱离本公开的精神或范围。因此，本公开并不希望限于本文中所描述的实例和设计，而应被赋予与本文中所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims (26)

1.一种用于感测分布式负载电路的电流的电流感测电路，其包括：
第一分布式电压平均化电路，其包括：
多个电阻电路，其中所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括：
输入节点，其电耦合到对应于分配网络的多个电阻路径中的对应电阻路径的节点，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路；和
输出节点；和
第一电压输出节点，其电耦合到所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第一平均电压；
第二分布式电压平均化电路，其包括：
多个电阻电路，其中所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括：
输入节点，其电耦合到对应于所述分配网络的多个电阻路径中的对应电阻路径的节点；和
输出节点；和
第二电压输出节点，其电耦合到所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第二平均电压；和
放大器，其包括：
第一输入节点，其电耦合到所述第一电压输出节点；
第二输入节点，其电耦合到所述第二电压输出节点；和
输出节点；
所述放大器经配置以在所述放大器的所述输出节点上提供与所述分布式负载电路的总电流成比例的输出电压。
2.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中所述放大器具有对应于所述多个电阻路径的有效电阻的增益。
3.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述第一分布式电压平均化电路的所述多个电阻电路当中的每一电阻电路包括至少一个电阻器；且
所述第二分布式电压平均化电路的所述多个电阻电路当中的每一电阻电路包括至少一个电阻器。
4.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述电源平面的电阻部分。
5.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括安置于封装中的电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括安置于所述封装中的电阻器。
6.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括：
电源平面；
封装平面，其电耦合到所述分布式负载电路；和
多个竖直互连通路(通孔)，其使所述电源平面和所述封装平面互连；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述多个通孔中的一通孔。
7.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中所述多个电阻路径当中的每一电阻路径具有大致上相等的电阻。
8.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中所述多个电阻路径当中的至少一个电阻路径具有不等于或大致等于其余的电阻路径的电阻的电阻。
9.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输入节点电耦合到所述多个电阻路径的对应电阻路径的节点；且
所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输入节点电耦合到所述多个电阻路径的所述对应电阻路径的另一节点。
10.根据权利要求1所述的电流感测电路，其中：
所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输入节点电耦合到所述多个电阻路径的对应电阻路径的节点；且
所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输入节点电耦合到不与所述第一分布式电压平均化电路电耦合的所述多个电阻路径中的对应电阻路径的节点。
11.根据权利要求1所述的电流感测电路，其集成到集成电路IC中。
12.根据权利要求1所述的电流感测电路，其集成到选自由以下组成的群组的装置中：机顶盒；娱乐单元；导航装置；通信装置；固定位置数据单元；移动位置数据单元；全球定位系统GPS装置；移动电话；蜂窝式电话；智能电话；会话起始协议SIP电话；平板计算机；平板手机；服务器；计算机；便携式计算机；移动计算装置；可穿戴计算装置；台式计算机；个人数字助理PDA；监视器；计算机监视器；电视；调谐器；无线电装置；卫星无线电装置；音乐播放器；数字音乐播放器；便携式音乐播放器；数字视频播放器；视频播放器；数字视频光盘DVD播放器；便携式数字视频播放器；汽车；车辆组件；航空电子系统；无人机；和直升机。
13.一种用于感测分布式负载电路的电流的电流感测电路，其包括：
用于确定对应于与分配网络对应的多个电阻路径的第一平均电压的装置，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路；
用于确定对应于与所述分配网络对应的多个电阻路径的第二平均电压的装置；
用于提供与所述第一平均电压和所述第二平均电压的差相关的输出电压的装置，其中所述输出电压与所述分布式负载电路的总电流成比例。
14.根据权利要求13所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述电源平面的电阻部分。
15.根据权利要求13所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括安置于封装中的电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括安置于所述封装中的电阻器。
16.根据权利要求13所述的电流感测电路，其中：
所述分配网络包括：
电源平面；
封装平面，其电耦合到所述分布式负载电路；和
多个竖直互连通路(通孔)，其使所述电源平面和所述封装平面互连；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述多个通孔中的一通孔。
17.一种用于以独立于电流分布的方式感测分布式负载电路的电流的方法，其包括：
确定对应于与分配网络对应的多个电阻路径的第一平均电压，所述分配网络经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路；
确定对应于与所述分配网络对应的多个电阻路径的第二平均电压；
提供与所述第一平均电压和所述第二平均电压的差相关的输出电压，其中所述输出电压与所述分布式负载电路的总电流成比例。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：
确定所述第一平均电压包括确定对应于所述分配网络的多个电阻部分的所述第一平均电压，其中所述分配网络包括电源平面；且
确定所述第二平均电压包括确定对应于所述电源平面的所述多个电阻部分的所述第二平均电压。
19.根据权利要求17所述的方法，其中：
确定所述第一平均电压包括确定对应于安置于与所述分配网络电耦合的封装中的多个电阻器的所述第一平均电压，其中所述分配网络包括电源平面；且
确定所述第二平均电压包括确定对应于安置于所述封装中的所述多个电阻器的所述第二平均电压。
20.根据权利要求17所述的方法，其中：
确定所述第一平均电压包括确定对应于使所述分配网络和所述分布式负载电路电耦合的多个竖直互连通路(通孔)的所述第一平均电压，其中所述分配网络包括电源平面；且
确定所述第二平均电压包括确定对应于所述多个通孔的所述第二平均电压。
21.一种电路系统，其包括：
封装，其包括分配网络，其中所述分配网络包括多个电阻路径且经配置以将来自对应电压源的电压分配到对应分布式负载电路；
半导体裸片，其包括所述分布式负载电路，其中所述分布式负载电路包括多个电路；
电流感测电路，其经配置以感测所述分布式负载电路的电流，其包括：
第一分布式电压平均化电路，其包括：
多个电阻电路，其中所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括：
输入节点，其电耦合到对应电阻路径的节点；和
输出节点；和
第一电压输出节点，其电耦合到所述第一分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第一平均电压；
第二分布式电压平均化电路，其包括：
多个电阻电路，其中所述多个电阻电路中的每一电阻电路包括：
输入节点，其电耦合到对应电阻路径的节点；和
输出节点；和
第二电压输出节点，其电耦合到所述第二分布式电压平均化电路的每一电阻电路的所述输出节点并且具有所述分布式负载电路的第二平均电压；和
放大器，其包括：
第一输入节点，其电耦合到所述第一电压输出节点；
第二输入节点，其电耦合到所述第二电压输出节点；和
输出节点；
所述放大器经配置以在所述放大器的所述输出节点上提供与所述分布式负载电路的总电流成比例的输出电压；
模/数转换器，其包括：
输入节点，其耦合到所述放大器的所述输出节点；和
输出节点，其具有是所述输出电压的数字表示的数字信号；和
控制电路，其经配置以：
接收所述数字信号；和
响应于所述数字信号超过定义的阈值，调整所述分布式负载电路的所述多个电路中的一或多个电路的一或多个参数，使得所述总电流小于或等于最大电流电平。
22.根据权利要求21所述的电路系统，其中所述放大器具有对应于所述多个电阻路径的有效电阻的增益。
23.根据权利要求21所述的电路系统，其中：
所述分布式负载电路包括多处理器电路；且
所述一或多个电路中的每一电路包括安置于所述多处理器电路中的处理器核心电路。
24.根据权利要求21所述的电路系统，其中：
所述分配网络包括电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述电源平面的电阻部分。
25.根据权利要求21所述的电路系统，其中：
所述分配网络包括安置于所述封装中的电源平面；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括安置于所述封装中的电阻器。
26.根据权利要求21所述的电路系统，其中：
所述分配网络包括：
电源平面；
封装平面，其电耦合到所述分布式负载电路；和
多个竖直互连通路(通孔)，其使所述电源平面和所述封装平面互连；且
所述多个电阻路径当中的每一电阻路径包括所述多个通孔中的一通孔。
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