CN112306218B - 控制装置及调整方法 - Google Patents

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Abstract

一种控制装置，用以调整一电压产生器的一输出电压，并包括一主控电路、一从属电路以及一功耗调整控制电路。主控电路耦接一系统总线。从属电路耦接系统总线。功耗调整控制电路耦接于主控电路与从属电路之间。当主控电路发出一电压调节命令时，功耗调整控制电路设定一控制信号为一暂缓电平，使得从属电路设定系统总线所传送的一特定信号为一等待电平。当特定信号为等待电平时，主控电路停止存取从属电路的一第一特定装置。当控制信号为暂缓电平时，功耗调整控制电路调整输出电压。

Description

控制装置及调整方法
技术领域
本发明有关于一种控制装置，特别是有关于一种可调整一电压产生器的输出电压的控制装置。
背景技术
随着科技的进步，电子装置的功能及种类愈来愈多。一般而言，电子装置的内部具有至少一电压产生器，用以提供至少一操作电压。当操作电压变化时，根据该操作电压而动作的电子元件很有可能因不稳定的操作电压而误动作。
发明内容
本发明提供一种控制装置，用以调整一电压产生器的一输出电压，并包括一主控电路、一从属电路以及一功耗调整控制电路。主控电路耦接一系统总线。从属电路耦接系统总线。功耗调整控制电路耦接于主控电路与从属电路之间。当主控电路发出一电压调节命令时，功耗调整控制电路设定一控制信号为一暂缓电平，使得从属电路设定系统总线所传送的一特定信号为一等待电平。当特定信号为等待电平时，主控电路停止存取从属电路的一第一特定装置。当控制信号为暂缓电平时，功耗调整控制电路调整输出电压。
本发明另提供一种调整方法，用以调整一电压产生器的一输出电压，并包括以下步骤：判断一主控电路是否发出一电压调节命令；当主控电路发出电压调节命令时，设定一控制信号为一暂缓电平，使得一从属电路设定一系统总线所传送的一特定信号为一等待电平，其中主控电路耦接系统总线；在控制信号为暂缓电平并且特定信号该等待电平后，调整输出电压；判断输出电压是否等于一预设值；当输出电压等于该预设值时，设定控制信号为一释放电平，使得从属电路透过系统总线传送数据给主控电路或是接收来自主控电路的数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A为本发明的操作系统的示意图。
图1B为本发明的操作系统的另一示意图。
图2A为本发明的调整方法的一可能流程示意图。
图2B为本发明的调整方法的另一可能流程示意图。
符号说明:
100A、100B：操作系统；
110A、110B：电压产生器；
120A、120B：控制装置；
130A、130B：功耗调整控制电路；
140A、140B：主控电路；
141A、141B：中央处理器；
142A、142B：直接存储器存取控制器；
150A、150B：从属电路；
151A、152A、151B、152B：存储器；
153A、154A、153B、154B：周边芯片；
155A、155B：控制器；
156A、156B：记忆阵列；
160A、160B：系统总线；
VIN：输入电压；
VOUT：输出电压；
SP：特定信号；
SPS：电压调节命令；
SC：控制信号；
SA：调整信号；
SD：完成信号；
S211～S216：步骤。
具体实施方式
为让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出实施例，并配合所附图式，做详细的说明。本发明说明书提供不同的实施例来说明本发明不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各元件的配置为说明之用，并非用以限制本发明。另外，实施例中图式标号的部分重复，为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
图1A为本发明的操作系统的示意图。如图所示，操作系统100A包括一电压产生器110A以及一控制装置120A。电压产生器110A转换一输入电压VIN的电平，用以产生一输出电压VOUT。在一可能实施例中，输入电压VIN大于输出电压VOUT，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，输入电压VIN可能小于输出电压VOUT。本发明并不限定电压产生器110A的电路架构。在一可能实施例中，电压产生器110A为一电压调节器(voltage regulator)。在一些实施例中，输出电压VOUT作为控制装置120A的操作电压。
控制装置120A包括一功耗调整控制电路(power scaling control circuit)130A、一主控电路(master circuit)140A以及一从属电路(slave circuit)150A。主控电路140A与从属电路150A均耦接一系统总线160A。在本实施例中，主控电路140A根据一程序码(未显示)，存取从属电路150A。在此例中，主控电路140A根据系统总线160A上的一特定信号SP，得知从属电路150A是否就绪。
举例而言，当特定信号SP为一就绪电平(如一高电平)时，表示从属电路150A已就绪。因此，主控电路140A透过系统总线160A存取从属电路150A。然而，当特定信号SP为一等待电平(如一低电平)时，表示从属电路150A尚未就绪。因此，主控电路140A进入一等待状态(wait state)，等待特定信号SP为就绪电平后，再透过系统总线160A存取从属电路150A。
当主控电路140A执行一功耗调整(power scaling)程序码时，主控电路140A发出一电压调节命令SPS给功耗调整控制电路130A。本发明并不限定主控电路140A的架构。只要能够发出存取指令至系统总线160A的电路，均可作为主控电路140A。在一可能实施例中，主控电路140A包括一中央处理器(CPU)141A及一直接存储器存取控制器(DMA controller)142A的至少一者。
从属电路150A根据系统总线160A上的指令而动作。举例而言，当主控电路140A透过系统总线160A发出一读取指令时，从属电路150A根据读取指令，产生一输出数据，并透过系统总线160A提供输出数据给主控电路140A。在此例中，当从属电路150A已将输出数据提供给系统总线160A时，从属电路150A设定特定信号SP为一就绪电平，用以通知主控电路140A数据已就绪。主控电路140A再透过系统总线160A接收从属电路150A所提供的输出数据。然而，当从属电路150A尚未提供输出数据至系统总线160A时，从属电路150A设定特定信号SP为一等待电平，使得主控电路140A进入一等待状态，暂时不读取系统总线160A所传送的数据。直到特定信号SP为就绪电平时，主控电路140A才开始透过系统总线160A接收从属电路150A所提供的输出数据。
本发明并不限定从属电路150A的架构。在一可能实施例中，从属电路150A包括存储器151A、152A以及周边芯片153A、154A。如图所示，存储器151A具有一控制器155A以及一记忆阵列156A。控制器155A根据系统总线160A上的指令，存取记忆阵列156A。在本实施例中，存储器151A及152A为挥发性存储器(volatile memory)。举例而言，存储器151A为一快闪存储器(flash)，存储器152A为一静态随机存取存储器(SRAM)，但并非用以限制本发明。在其它实施例中，存储器151A及152A的至少一者为非挥发性存储器(non-volatilememory)。
本发明也不限定周边芯片153A及154A的种类。在一可能实施例中，周边芯片153A为一高阶高效能总线(advanced high-performance bus；AHB)周边芯片，用以耦接外部储存装置。在另一可能实施例中，周边芯片154A为一高阶周边总线(advanced peripheralbus；APB)桥接器，用以耦接周边装置(未显示)，并最佳化周边装置的功率消耗。
功耗调整控制电路130A耦接于主控电路140A与从属电路150A之间，并操作于一正常模式或是一调整模式。举例而言，当主控电路140A发出电压调节命令SPS时，功耗调整控制电路130A进入一调整模式。在调整模式下，功耗调整控制电路130A设定一控制信号SC为一暂缓电平(如高电平)，用以命令从属电路150A设定系统总线160A上的特定信号SP为一等待电平。因此，主控电路140A进入一等待状态(waiting state)，停止存取从属电路150A的至少一特定装置。在其它实施例中，主控电路140A可能继续存取从属电路150A的其它特定装置，或是停止存取从属电路150A的所有装置。
在本实施例中，由于功耗调整控制电路130A提供控制信号SC给存储器151A，故当控制信号SC为暂缓电平时，存储器151A设定特定信号SP为等待电平。此时，即使存储器151A已将数据提供至系统总线160A，主控电路140A停止透过系统总线160A接收来自存储器151A的数据。在此例中，存储器151A也不透过系统总线160A接收主控电路140A所提供的数据。在其它实施例中，当控制信号SC为暂缓电平时，主控电路140A停止存取存储器151A，但可能正常存取存储器152A、周边芯片153A及154A的至少一者。
在调整模式下，功耗调整控制电路130A调整输出电压VOUT。本发明并不限定功耗调整控制电路130A如何调整输出电压VOUT。在一可能实施例中，功耗调整控制电路130A产生一调整信号SA。电压产生器110A根据调整信号SA，调整(增加或减少)输出电压VOUT。在调整完成后，电压产生器110A产生一完成信号SD。功耗调整控制电路130A根据完成信号SD，进入一正常模式。
在正常模式下，功耗调整控制电路130A设定控制信号SC为一释放电平。此时，存储器151A根据本身的状态，设定特定信号SP的电平。举例而言，当存储器151A已将数据输出至系统总线160A，或是已准备好接收来自主控电路140A的数据时，存储器151A设定特定信号SP为一就绪电平。因此，主控电路140A透过系统总线160A接收存储器151A的数据，或是透过系统总线160A提供数据给存储器151A。然而，当存储器151A尚未将数据输出至系统总线160A，或是尚未准备好接收来自主控电路140A的数据时，存储器151A仍设定特定信号SP为等待电平。因此，主控电路140A继续等待，停止透过系统总线160A接收存储器151A的数据，也停止透过系统总线160A提供数据给存储器151A，直到存储器151A设定特定信号SP为就绪电平。
由于输出电压VOUT为主控电路140A与从属电路150A的操作电压，故当电压产器110A根据调整信号SA减少输出电压VOUT时，便可减少主控电路140A与从属电路150A的功耗。再者，由于存储器151A也是根据输出电压VOUT而动作，故在电压产生器110A调整输出电压VOUT的同时，存储器151可能因输出电压VOUT的变化而产生错误的数据。因此，在电压产器110A调整输出电压VOUT的同时，存储器151停止输出数据或接收数据，因而避免存储器151输出错误的数据或是接收错误的数据。此外，在电压产生器110A调整输出电压VOUT的同时，主控电路140A暂不存取存储器151A，故可避免主控电路140A接收错误的数据。不过，由于从属电路150A的其它装置(如153A、154A)对于输出电压VOUT的敏感度较低，故在电压产生器110A调整输出电压VOUT的同时，主控电路140A仍可正常存取从属电路150A的其它装置。
在其它实施例中，当主控电路140A发出电压调节命令SPS时，功耗调整控制电路130A判断主控电路140A是否正在对从属电路150A进行一存取操作。当主控电路140A正在对从属电路150A进行存取操作时，功耗调整控制电路130A继续维持在正常模式，暂不进入调整模式。此时，主控电路140A可透过系统总线160A存取从属电路150A的任何装置。然而，当主控电路140A完成存取操作时，功耗调整控制电路130A进入调整模式，并设定控制信号SC为暂缓电平。因此，主控电路140A暂不存取从属电路150A的一特定装置(如151A)。此时，从属电路150A的特定装置也停止动作。
图1B为本发明的操作系统的另一示意图。图1B相似图1A，不同之处在于，图1B的功耗调整控制电路130B提供控制信号SC给存储器151B及152B、周边芯片153B及154B。在此例中，当控制信号SC为暂缓电平时，存储器151B及152B、周边芯片153B及154B停止透过系统总线160B输出数据给主控电路140B，也停止透过系统总线160B接收来自主控电路140B的数据。
以存储器152B为例，当主控电路140B准备存取存储器152B时，由于控制信号SC为暂缓电平，故存储器152B停止根据主控电路140B所发出的指令而动作，并设定特定信号SP为等待电平。因此，主控电路140B认为存储器152B尚未就绪，故停止存取存储器152B。在控制信号SC为释放电平时，存储器152B执行主控电路140B所发出的指令，并根据本身的状态，设定特定信号SP的电平。
举例而言，假设主控电路140B透过系统总线160A发出一读取指令给存储器152B。在此例中，当存储器152B已提供数据至系统总线160A时，存储器152B设定特定信号SP为就绪电平。因此，主控电路140B读取系统总线160A上的数据。然而，当存储器152B尚未将数据放上系统总线160A时，存储器152B设定特定信号SP为等待电平。因此，主控电路140B暂不读取系统总线160A的数据。
图2A为本发明的调整方法的一可能流程示意图。本发明的调整方法用以调整一主控电路及一从属电路的一操作电压。在一可能实施例中，该操作电压为一电压调节器的一输出电压。当主控电路接收到电压调节器的输出电压后，主控电路透过系统总线存取从属电路。在此例中，从属电路可能透过系统总线输出数据给主控电路，或是透过系统总线接收来自主控电路的数据。本发明并不限定主控电路及从属电路的内部架构。在一可能实施例中，主控电路至少包括一中央处理器以及一直接存储器存取控制器。从属电路至少包括一存储器以及一周边芯片。
首先，判断一主控电路是否发出一电压调节命令(步骤S211)。在一可能实施例中，当主控电路执行一特定程序码时，主控电路发出该电压调节命令(power scalingcommand)。在此例中，特定程序码用以调整输出电压。
当主控电路未发出电压调节命令时，回到步骤S211。当主控电路发出电压调节命令时，设定一控制信号为一暂缓电平(步骤S212)。在一可能实施例中，一功耗调整控制电路设定一控制信号为一暂缓电平，用以命令主控电路进入一等待状态。举例而言，从属电路可能设定系统总线所传送的一特定信号为一等待电平。因此，主控电路进入等待状态，停止存取从属电路里的至少一特定装置。在一可能实施例中，主控电路继续存取从属电路里的其它装置，或是停止存取从属电路的所有装置。
以图1A为例，从属电路150A的存储器151A根据控制信号SC设定特定信号SP的电平。举例而言，当控制信号SC为暂缓电平时，存储器151A设定特定信号SP为等待电平(如一低电平)，并且存储器151A停止透过系统总线160A输出数据，并停止透过系统总线160A接收数据。在此例中，主控电路140A暂时不存取存储器151A，但继续透过系统总线160A存取存储器152A、周边芯片153A及154A的至少一者。在其它实施例中，当控制信号SC为暂缓电平时，主控电路140A暂时不存取从属电路150A的所有装置，如151B、152B、153B、154B。
接着，在控制信号为暂缓电平并且特定信号为等待电平后，调整输出电压(步骤S213)。在一可能实施例中，功耗调整控制电路产生一调整信号给电压产生器。电压产生器根据调整信号调整(增加或减少)输出电压。举例而言，电压产生器可能将输出电压由3.3V调整成1.5V。
然而，判断输出电压是否等于一预设值(步骤S214)。在一可能实施例中，当电压产生器完成调整时，电压产生器发出一完成信号。因此，功耗调整控制电路得知输出电压已调整完成(即等于预设值)。在其它实施例中，功耗调整控制电路将输出电压与预设值作比较。
当输出电压不等于预设值时，回到步骤S214。当输出电压等于预设值时，设定控制信号为一释放电平(步骤S215)。此时，主控电路及从属电路根据调整后的输出电压(如1.5V)而动作故可减少主控电路及从属电路的功耗。再者，在调整输出电压的过程中，从属电路的至少一特定装置(如图1A的存储器151A)停止动作，故可避免从属电路的至少一特定装置因输出电压的变化而产生错误数据。
图2B为本发明的调整方法的另一可能流程示意图。图2B相似图2A，不同之处在于，图2B多了步骤S216。当主控电路发出电压调节命令时，判断主控电路是否正在对从属电路进行一存取操作(步骤S216)。当主控电路正在对从属电路进行存取操作时，到步骤S216，暂不设定控制信号为暂缓电平。当主控电路完成存取操作时，设定控制信号为暂缓电平(步骤S214)。
本发明的调整方法，或特定型态或其部份，可以以程序码的型态存在。程序码可储存于实体媒体，如软盘、光碟片、硬盘、或是任何其他机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，亦或不限于外在形式的计算机程序产品，其中，当程序码被机器，如计算机载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的控制装置。程序码也可透过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序码被机器，如计算机接收、载入且执行时，此机器变成用以参与本发明的控制装置。当在一般用途处理单元实作时，程序码结合处理单元提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
除非另作定义，在此所有词汇(包含技术与科学词汇)均属本发明所属技术领域中具有通常知识者的一般理解。此外，除非明白表示，词汇于一般字典中的定义应解释为与其相关技术领域的文章中意义一致，而不应解释为理想状态或过分正式的语态。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。举例来，本发明实施例所系统、装置或是方法可以硬件、软件或硬件以及软件的组合的实体实施例加以实现。因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种控制装置，其特征在于，用以调整一电压产生器的一输出电压，并包括：
一主控电路，耦接一系统总线；
一从属电路，耦接该系统总线；以及
一功耗调整控制电路，耦接于该主控电路与该从属电路之间，当该主控电路发出一电压调节命令时，该功耗调整控制电路设定一控制信号为一暂缓电平，使得该从属电路设定该系统总线所传送的一特定信号为一等待电平；
其中，当该特定信号为该等待电平时，该主控电路停止存取该从属电路的一第一特定装置；
其中，当该控制信号为该暂缓电平时，该功耗调整控制电路调整该输出电压；
其中，在该输出电压调整完成后，该功耗调整控制电路设定该控制信号不为该暂缓电平，使得该从属电路设定该特定信号。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，当该电压产生器产生一完成信号时，该功耗调整控制电路设定该控制信号为一释放电平，使得该主控电路透过该系统总线存取该从属电路。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该第一特定装置为一快闪存储器，该快闪存储器包括一控制器以及一储存阵列，当该控制信号为该暂缓电平时，该控制器设定该特定信号为该等待电平。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，当该控制信号为该暂缓电平时，该主控电路存取该从属电路的一第二特定装置。
5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，该第二特定装置包括一静态随机存取存储器，当该控制信号为该暂缓电平时，该主控电路存取该静态随机存取存储器。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，该第二特定装置更包括至少一周边芯片，当该控制信号为该暂缓电平时，该主控电路存取该周边芯片。
7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，当该主控电路发出该电压调节命令时，该功耗调整控制电路判断该主控电路是否正在对该从属电路进行一存取操作，当该主控电路正在对该从属电路进行该存取操作时，该功耗调整控制电路暂不设定该控制信号为该暂缓电平，当该主控电路完成该存取操作时，该功耗调整控制电路设定该控制信号为该暂缓电平。
8.一种调整方法，其特征在于，用以调整一电压产生器的一输出电压，并包括以下步骤：
判断一主控电路是否发出一电压调节命令；
当该主控电路发出该电压调节命令时，设定一控制信号为一暂缓电平，使得一从属电路设定一系统总线所传送的一特定信号为一等待电平，其中该主控电路耦接该系统总线；
在该控制信号为该暂缓电平并且该特定信号为该等待电平后，调整该输出电压；
判断该输出电压是否等于一预设值；
当该输出电压等于该预设值时，设定该控制信号为一释放电平，使得该从属电路透过该系统总线传送数据给该主控电路或是接收来自该主控电路的数据；
其中，当该特定信号为该等待电平时，该主控电路停止存取该从属电路的一第一特定装置。
9.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，判断该输出电压是否等于该预设值的步骤具体是判断该电压产生器是否产生一完成信号，当该电压产生器产生该完成信号时，设定该控制信号为该释放电平。
10.根据权利要求8所述的调整方法，其特征在于，更包括：
提供该控制信号给一快闪存储器，其中当该控制信号为该暂缓电平时，该快闪存储器设定该特定信号为该等待电平。
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