CN112564479A - 调压电路及调压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种调压电路及调压方法,涉及集成电路领域,所述调压电路中包括至少一个开关模块、至少一个获取模块、至少一个控制模块和至少一个负载,且该至少一个开关模块、至少一个获取模块、至少一个控制模块与至少一个负载一一对应;该至少一个获取模块中的每个获取模块可以获取到关于对应负载的负载信息,并将该负载信息输出至对应的控制模块,该对应的控制模块可以基于该负载信息生成开关控制信号,由于该对应的控制模块生成的开关控制信号为准确的信号,在将该开关控制信号输出至对应的开关模块后,该对应的开关模块可以基于该准确定的开关控制信号,对输入至对应的负载的电压进行调节,从而可以提高电压调节的准确性和可靠性。

Description

调压电路及调压方法
技术领域
本申请涉及集成电路领域,特别涉及一种调压电路及调压方法。
背景技术
随着半导体工艺的发展,集成电路的应用范围越来越广。由于集成电路的功能多样,集成电路实现各个功能时,使用的逻辑是不同的,也即是,集成电路在工作时工作状态是变化的,集成电路中负载的电阻或电流也会随着工作状态的变化而改变,从而导致了集成电路中电压波动的发生,进而可能会导致集成电路在工作过程中出现错误,因此,为了减小集成电路在工作状态发生变化时电压波动带来的影响,需要通过调压电路对集成电路内输入至负载的电压进行调节。
目前,集成电路通常需要与供电电源配合使用,当接通供电电源时,该供电电源可以向集成电路提供供电电压,以使集成电路进行工作。当对集成电路内输入至负载的电压进行调节时,可以在供电电源提供的供电电压与该负载之间串联一个线性稳压器。当集成电路接收到输入的供电电压时,该线性稳压器可以对该供电电压进行分压,从而使输入到集成电路内部的负载的电压较低,达到了调节电压的目的。
由于集成电路中负载的工作状态是变化的,每一次工作状态的变化导致的电压波动程度是不同的,且对于同一集成电路,该集成电路内部设置的线性稳压器的负载和集成电路内的负载的供电电压都是一定的,因此,通过线性稳压器进行调压时,可能会导致对输入至负载的电压调节的不够准确,降低了调节电压的可靠性和准确性。
发明内容
为了提高调节电压的可靠性和准确性,本发明实施例提供了一种调压电路及调压方法。所述技术方案如下:
提供了一种调压电路,所述调压电路包括至少一个开关模块、至少一个获取模块、至少一个控制模块和至少一个负载,所述至少一个开关模块、所述至少一个获取模块、所述至少一个控制模块与所述至少一个负载一一对应;
所述至少一个获取模块中的每个获取模块获取负载信息,并将所述负载信息发送至对应的控制模块,所述负载信息包括输入至对应负载的电压、用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识、所述负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,或者,所述负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数;
所述至少一个控制模块中的每个控制模块基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将所述开关控制信号输出至对应的开关模块;
所述至少一个开关模块中的每个开关模块基于对应的控制模块输出的开关控制信号,调节输入至对应的负载的电压。
其中,由于该至少一个开关模块、至少一个获取模块、至少一个控制模块和至少一个负载一一对应,因此,以一个开关模块、一个获取模块、一个控制模块和一个负载为例进行说明,该开关模块的第一输入端与供电电源连接,该开关模块的输出端与获取模块的输入端、负载的第一端分别连接,该开关模块的第二输入与控制模块的输出端连接;获取模块的输出端与控制模块的输入端连接,负载的第二端与保护地连接。
由于负载信息可以是包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息,或者是包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息,因此,对于不同的负载信息,获取模块的实现电路也不相同。
在一种可能的实现方式中,当负载信息可以是包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息时,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均包括性能监测器;
所述性能监测器获取输入至对应负载的电压、用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识、所述负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,并将所述输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电流值和额定电压值输出至对应的控制模块。
其中,该性能监测器的输入端与开关模块输出端连接,性能监测器的第一输出端、性能监测器的第二输出端、性能监测器的第三输出端和性能监测器的第四输出端分别与控制模块的输入端连接。
当该负载信息是包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息时,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均包括电压传感器;
所述电压传感器获取输入至对应负载的电压及用于标识所述负载是否发生电压压降(或称为电压跌落,如IR-drop所引起的电压跌落)的事件标识,并将所述输入至对应负载的电压及所述事件标识发送至所述获取模块对应的控制模块。
其中,电压传感器的输入端与开关模块的输出端连接,电压传感器的第一输出端和电压传感器的第二输出端分别与控制模块的输入端连接。
在另一种可能的实现方式中,当该负载信息为包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息时,该获取模块中还可以包括存储器、计数器和控制器,并通过该存储器、计数器和控制器可以获取该已执行的指令数和已执行的预测操作数。
由于该负载信息的不同,调压电路通过控制模块生成开关控制信号的方式也不同,具体参见如下两种情况。
第一种情况,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第一比较单元、第一决策单元和第一存储单元;
当所述负载信息包括所述输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电流值和所述额定电压值,且所述事件标识为用于指示所述负载发生电压波动的标识时,所述第一比较单元将所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应开关模块的第一开关个数,将所述第一开关个数输出至所述第一决策单元;
所述第一存储单元基于所述额定电流值和所述额定电压值,确定用于在当前工作状态导通对应开关模块的第二开关个数,并将所述第二开关个数输出至所述第一决策单元;
所述第一决策单元基于所述第一开关个数和所述第二开关个数,生成第一控制信号,并将所述第一控制信号输出至所述控制模块对应的开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节;
所述第一决策单元将第一控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元停止比较所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值,所述第一控制标识用于标识当前正在通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节;
所述第一决策单元在第一指定时长之后,基于所述第二开关个数生成第二控制信号,并将所述第二控制信号输出至对应的开关模块,以通过所述开关模块将所述负载的工作状态恢复到所述当前工作状态。
另外,所述第一决策单元在第二指定时长之后,可以将第二控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元重新开始比较所述输入至对应负载的电压与所述预设电压阈值,所述第二控制标识用于标识当前已停止通过所述开关模块对输入至负载的电压进行调节。
进一步地,该第一决策单元还可以将第三控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元继续停止比较所述输入至对应负载的电压与所述预设电压阈值,所述第三控制标识用于标识当前正在通过所述开关模块将所述负载的工作状态恢复到所述当前工作状态。
在另一种可能的实现方式中,所述第一比较单元将所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应开关模块的第一开关个数,将所述第一开关个数输出至所述第一决策单元,包括:
该第一比较单元可以接收获取模块发送的输入至对应负载的电压和事件标识,当该事件标识为用于指示该负载发生电压波动的标识时,该第一比较单元可以将该输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,确定输入至对应负载的电压与预设电压阈值之间的电压波动差值,基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与开关个数之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第一开关个数,并将该第一开关个数输出至第一决策单元。
在另一种可能的实现方式中,该第一比较单元可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值,确定电压波动差值,并基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与导通电压之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的导通电压,将获取的导通电压确定为第一导通电压。
在另一种可能的实现方式中,所述第一存储单元基于所述额定电流值和所述额定电压值,确定用于在当前工作状态导通对应开关模块的第二开关个数,并将所述第二开关个数输出至所述第一决策单元,包括:
基于该额定电流值和额定电压值,从存储的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系中,获取额定电流值和额定电压值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第二开关个数。
在另一种的可能的实现方式中,该第一存储单元中不仅可以事先存储该额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系,还可以存储该额定电流值、额定电压值与导通电压之间的对应关系,当该第一存储单元接收到获取模块发送的额定电流值和额定电压值时,可以基于该额定电流值和额定电压值,从该额定电流值、额定电压值与导通电压值之间的对应关系中,获取该额定电流值和额定电压值对应的导通电压,并将获取的导通电压确定为第二导通电压。
在另一种可能的实现方式中,基于所述第一开关个数和所述第二开关个数,生成第一控制信号,并将所述第一控制信号输出至所述控制模块对应的开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节,包括:
该第一决策单元可以接收第一比较单元输出的第一开关个数和第一存储单元输出的第二开关个数,并将该第一开关个数减去第二开关个数,得到开关个数差值,之后,可以将开关个数差值转换为数字信号的形式,将该转换为数字信号形式的开关个数差值确定为第一控制信号,并将第一控制信号输出至开关模块,以通过该开关模块对该负载的电压波动进行调节。
另外,由于该第一比较单元还可以输出第一导通电压,该第一存储单元可以输出第二导通电压,因此,该第一决策单元还可以将第一导通电压减去第二导通电压,得到导通电压差值,将该导通电压差值转换为数值信号的形式,并将该数字信号形式的导通电压差值确定为第一控制信号。
在另一种可能的实现方式中,由于负载产生电压波动时,该电压波动的时间有限,因此,为了方便调压电路在对负载中波动的电压进行调节后,可以将输入至负载的电压恢复到当前工作状态所需的电压,所述控制模块还包括第一计数单元;
所述第一计数单元基于所述第一控制标识进行第一次计数,并当第一次计数结束后向所述第一决策单元输出第一结束标识,以指示所述第一决策单元所述第一指定时长已到达,所述第一控制标识为所述第一决策单元在将所述第一控制标识输出至所述第一比较单元的同时输出至所述第一计数单元得到。
进一步地,所述第一计数单元还可以在第一结束标识发送至该第一决策单元后,可以进行第二次计数,或者,基于第三控制标识,进行第二次计数,并当第二次计数结束后向所述第一决策单元输出第二结束标识,以指示所述第一决策单元所述第二指定时长已到达,所述第三控制标识为所述第一决策单元在将所述第二控制信号输出至所述开关模块的同时输出至所述第一计数单元得到。
其中,该第一比较单元的第一输入端、第一比较单元的第二输入端、第一比较单元的第三输入端、第一比较单元的第四输入端、第一存储单元的第一输入端和第一存储单元的第二输入端分别与获取模块的输出端连接,第一比较单元的输出端与第一决策单元的第一输入端连接,第一比较单元的第五输入端、第一计数单元的第一输入端分别与第一决策单元的第一输出端连接;第一存储单元的输出端与第一决策单元的第二输入端连接,第一决策单元的第二输出端与开关模块的第二输入端连接;第一决策单元的第三输入端与第一计数单元的输出端连接。
第二种情况,当该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数时,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第二比较单元、第二决策单元、第二计数单元和第二存储单元;
当所述负载信息包括所述已执行的指令数和所述已执行的预测操作数时,所述第二比较单元将所述已执行的指令数与第一数量阈值进行比较,生成第一比较值,将所述已执行的预测操作数与第二数量阈值进行比较,生成第二比较值,并将所述第一比较值与所述第二比较值输出至所述第二计数单元,所述第一数量阈值和所述第二数量阈值为所述第二存储单元在当前计数周期发送给所述第二比较单元的;
所述第二计数单元将所述第一比较值与所述第二比较值进行并位,得到并位值,当所述并位值与所述第三数量阈值不相同时,将所述并位值赋值于所述第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当所述当前计数周期结束时,基于所述当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识,并将所述第四控制标识输出至所述第二决策单元,所述第四控制标识用于标识所述已执行的指令数和所述已执行的预测操作数是否正常;
所述第二决策单元基于所述第四控制标识,生成第三控制信号和更新信号,并将所述第三控制信号输出至对应的开关模块,以对通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节。
其中,第二比较单元的第一输入端和第二比较单元的第二输入端分别与获取模块的输出端连接,第二比较单元的第三输入端与第二存储单元的第一输出端连接,第二比较单元的第四输入端与第二存储单元的第二输出端连接,第二比较单元的第一输出端与第二计数单元的第一输入端连接,第二比较单元的第二输出端与第二计数单元的第二输入端连接;第二计数单元的输出端与第二决策单元的输入端连接;第二决策单元的第一输出端与开关模块的第二输入端连接,第二决策单元的第二输出端与第二存储单元的输入端连接。
需要说明的是,该第一比较值用于表示第一数量阈值与该已执行的指令数相比是否相同,当该第一数量阈值与该已执行的指令数相同时,该第一比较值为第一数值,该第一数量阈值与该已执行的指令数不相同时,该第一比较值为第二数值。
同理,该第二比较值用于表示第二数量阈值与该已执行的预测操作数相比是否相同,当该第二数量阈值与该已执行的预测操作数相同时,该第二比较值为第一数值,该第二数量阈值与该已执行的预测操作数不相同时,该第一比较值为第二数值。
在另一种可能的实现方式中,当该当前计数周期未结束时,重复将该并位值与该第三数量阈值进行比较,直至当前计数周期结束。
在另一种可能的实现方式中,第二比较单元判断当前计数周期是否结束的操作可以为:第二计数单元每将计数值加一,就将当前加一后的计数值与预设计数周期进行比较,当当前加一后的计数值等于预设计数周期时,确定当前计数周期结束,当当前加一后的计数值不等于预设计数周期时,确定当前计数周期未结束。
在另一种可能的实现方式中,所述第二决策单元基于所述第四控制标识,生成第三控制信号和更新信号,包括:
该第二决策单元可以接收第二计数单元输出的第四控制标识,并基于第四控制标识在存储的控制标识、控制信号和更新信号之间的对应关系中,获取该第四控制标识对应的控制信号和更新信号,将获取的控制信号,确定为第三控制信号。
在另一种可能的实现方式中,所述第二决策单元将所述更新信号输出至所述第二存储单元,以对所述第二存储单元中存储的所述第一数量阈值和所述第二数量阈值进行更新。
在本发明实施例中,所述至少一个开关模块中的每个开关模块均包括至少一个晶体管和至少一个驱动器,所述至少一个晶体管和所述至少一个驱动器一一对应;
所述至少一个驱动器中的每个驱动器驱动对应的晶体管,所述至少一个晶体管中的每个晶体管在对应驱动器的驱动下,基于所述控制信号进行导通或关断,以对输入至对应负载的电压进行调节。
其中,对于该至少一个驱动器中的每个驱动器,以及对于至少一个晶体管的每个晶体管,该驱动器的输入端与控制模块的输出端连接,该驱动器的输出端与该晶体管的栅极连接,该晶体管的源极与供电电源连接,该晶体管的漏极与开关模块对应的负载连接。
在另一种可能的实现方式中,所述至少一个晶体管中的每个晶体管在对应驱动器的驱动下,基于所述控制信号进行导通或关断,以对输入至对应负载的电压进行调节,包括:
如果该开关控制信号为第一电压信号,则关断晶体管;如果开关控制信号为第二电压信号,则可以导通晶体管,从而可以改变该至少一个晶体管的等效电阻的阻值,以对输入至负载的电压进行调节。
另外,该开关模块中可以仅包括晶体管,不包括驱动器,直接通过开关控制信号控制该至少一个晶体管的导通或关断。
第二方面,提供了一种调压方法,应用于上述第一方面至第一方面的第六种可能的实现方式所述的调压电路中,其特征在于,所述方法包括:
当接通供电电压时,通过所述至少一个获取模块中的每个获取模块获取对应负载的负载信息,并将所述负载信息发送至对应的控制模块,所述负载信息包括输入至对应负载的电压、用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识、所述负载在当前工作状态所需的额定电压值和额定电流值,或者,所述负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数;
通过所述至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将所述开关控制信号输出至对应的开关模块;
通过所述至少一个开关模块中的每个开关模块,基于对应的控制模块输出的开关控制信号对输入至对应的负载的电压进行调节。
可选地,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均包括性能监测器;
所述当接通所述供电电压时,通过所述至少一个获取模块中的每个获取模块获取对应负载的负载信息,并将所述负载信息发送至对应的控制模块,包括:
通过所述性能监测器获取输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电压值和所述额定电流值,并将所述输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电压值和所述额定电流值输出至对应的控制模块。
可选地,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均包括电压传感器;
所述当接通所述供电电压时,通过所述至少一个获取模块中的每个获取模块获取对应负载的负载信息,并将所述负载信息发送至对应的控制模块,包括:
通过所述电压传感器获取输入至对应负载的电压及用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识,并将所述输入至对应负载的电压及所述事件标识发送至所述获取模块对应的控制模块。
可选地,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第一比较单元、第一决策单元和第一存储单元;
所述通过所述至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将所述开关控制信号输出至对应的开关模块,包括:
当所述负载信息包括所述输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电流值和所述额定电压值,且所述事件标识为用于指示所述负载发生电压波动的标识时,通过所述第一比较单元将所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应的开关模块的第一开关个数,将所述第一开关个数输出至所述第一决策单元;
基于所述额定电流值和所述额定电压值,通过所述第一存储单元确定用于在当前工作状态导通对应开关模块的第二开关个数,并将所述第二开关个数输出至所述第一决策单元;
基于所述第一开关个数和所述第二开关个数,通过所述第一决策单元生成第一控制信号,将所述第一控制信号输出至所述控制模块对应的开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节;
通过所述第一决策单元将第一控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元停止比较所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值,所述第一控制标识用于标识当前正在通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节;
在第一指定时长之后,通过所述第一决策单元基于所述第二开关个数生成第二控制信号,并将所述第二控制信号输出至对应的开关模块,以通过所述开关模块将所述负载的工作状态恢复到所述当前工作状态。
可选地,所述决策单元在第二指定时长之后,将第二控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元重新开始比较所述输入至对应负载的电压与所述预设电压阈值,所述第二控制标识用于标识当前已停止并需要重新开始通过所述开关模块对输入至所述负载的电压进行调节。
可选地,所述控制模块还包括第一计数单元;
所述在第一指定时长之后,通过所述第一决策单元基于所述第二开关个数生成第二控制信号,并将所述第二控制信号输出至对应的开关模块之前,还包括:
通过所述第一计数单元接收第一控制标识,所述第一控制标识为所述第一决策单元在将所述第一控制标识输出至所述第一比较单元的同时输出至所述第一计数单元得到;
基于所述第一控制标识通过所述第一计数单元进行计数,并当计数结束后向所述第一决策单元输出第一结束标识,以指示所述第一指定时长已到达。
可选地,所述基于所述第一控制标识通过所述第一计数单元进行计数,并当计数结束后向所述第一决策单元输出第一结束标识之后,还包括:
通过所述第一计数单元接收所述第二决策单元输出的第三控制标识,所述第二控制标识为所述第一决策单元在将所述第二控制信号输出至所述开关模块的同时输出至所述第一计数单元得到;
基于所述第三控制标识,通过所述第一计数单元进行第二次计数,并当第二次计数结束后向所述第一决策单元输出第二结束标识,以指示所述第一决策单元所述第二指定时长已到达。
可选地,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第二比较单元、第二决策单元、第二计数单元和第二存储单元;
所述通过所述至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将所述开关控制信号输出至对应的开关模块,包括:
当所述负载信息包括所述已执行的指令数和所述已执行的预测操作数时,通过所述第二比较单元将所述已执行的指令数与第一数量阈值进行比较,生成第一比较值,将所述已执行的预测操作数与第二数量阈值进行比较,生成第二比较值,并将所述第一比较值与所述第二比较值输出至所述第二计数单元,所述第一数量阈值和所述第二数量阈值为所述第二存储单元在当前计数周期发送给所述第二比较单元的;
通过所述第二计数单元将所述第一比较值与所述第二比较值进行并位,得到并位值,当所述并位值与所述第三数量阈值不相同时,将所述并位值赋值于所述第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当所述当前计数周期结束时,基于所述当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识,并将所述第四控制标识输出至所述第二决策单元,所述第四控制标识用于标识所述已执行的指令数和所述已执行的预测操作数是否正常;
基于所述第四控制标识,通过所述第二决策单元生成第三控制信号和更新信号,并将所述第三控制信号输出至对应的所述开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节。
可选地,通过所述第二决策单元将所述更新信号输出至所述第二存储单元,以对所述第二存储单元中存储的所述第一数量阈值和所述第二数量阈值进行更新。
可选地,所述至少一个开关模块中的每个开关模块均包括至少一个晶体管和至少一个驱动器,所述至少一个晶体管和所述至少一个驱动器一一对应;
基于所述开关控制信号,通过所述对应的控制模块对输入至对应的负载的电压进行调节,包括:
通过所述至少一个驱动器中的每个驱动器驱动对应的晶体管;
在对应驱动器的驱动下,基于所述开关控制信号,控制所述对应的晶体管进行导通或关断,以对输入至对应负载的电压进行调节。
可选地,所述基于所述开关控制信号,控制所述对应的晶体管进行导通或关断,包括:
当所述开关控制信号为第一电压信号时,关断所述晶体管;
当所述开关控制信号为第二电压信号时,导通所述晶体管。
第三方面,本发明实施例提供了一种集成电路,所述集成电路中包括处理器和存储器,所述存储器用于存储上述各个方面所提供的调压方法中集成电路所需要存储的数据和/或程序指令,所述处理器被配置为用于执行上述各个方面中调压电路相应的功能。所述集成电路还可以包括通信总线,该通信总线用于该处理器与存储器之间建立连接。在一个可能的设计中,所述集成电路还可以包括通信单元,用于支持集成电路实现上述各个方面中与外部设备之间的通信。可选的,所述集成电路还可以包含接收器和/或发射器,用于支持集成电路实现上述各个方面中所涉及的数据和/或指令的接收和/或发送。
第四方面,本发明实施例提供了一种计算机存储介质,用于储存为上述调压电路所用的计算机软件指令,其包含用于执行上述方面所设计的程序。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是:由于该负载信息可以包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,或者,该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数;当该负载信息包括输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值时,控制模块可以基于该输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值生成开关控制信号。当负载信息中包括已执行的指令数和已执行的预测操作数时,该控制模块可以基于该已执行的指令数和已执行的预测操作数生成开关控制信号,该开关模块可以基于该开关控制信号对输入至对应的负载的电压进行调节。也即是,该开关控制信号是通过对应负载的相关信息生成的,该负载的相关信息为准确描述负载的信息,因此,该控制模块生成的开关控制信号为准确的信号,开关模块基于该准确定的开关控制信号,对输入至对应的负载的电压进行调节,可以提高电压调节的准确性和可靠性。
附图说明
图1A是本发明实施例提供的第一种调压电路的结构示意图;
图1B是本发明实施例提供的第二种调压电路的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的第三种调压电路的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的第四种调压电路的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的第五种调压电路的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的第六种调压电路的结构示意图;
图6是本发明实施例提供的第七种调压电路的结构示意图;
图7是本发明实施例提供的第八种调压电路的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的一种调压方法的流程图;
附图标记:
1:开关模块,2:获取模块,3:控制模块,4:负载,Vdd:供电电源,5,线性稳压器;
11:开关模块的第一输入端,12:开关模块的输出端,13:开关模块的第二输入,21:获取模块的输入端,22:获取模块的输出端,31:控制模块的输入端,32:控制模块的输出端,41:负载的第一端,42:负载的第二端;
23:性能监测器,24:电压传感器;
231:性能监测器的输入端,232:性能监测器的第一输出端,233:性能监测器的第二输出端,234:性能监测器的第三输出端,235:性能监测器的第四输出端,241:电压传感器的输入端,242:电压传感器的第一输出端,243:电压传感器的第二输出端;
31:第一比较单元,32:第一决策单元,33:第一存储单元,34:第一计数单元;
311:第一比较单元的第一输入端,312:第一比较单元的第二输入端,313:第一比较单元的第三输入端,314:第一比较单元的第四输入端,315:第一比较单元的输出端,316:第一比较单元的第五输入端;321:第一决策单元的第一输入端,322:第一决策单元的第一输出端,323:第一决策单元的第二输入端,324:第一决策单元的第二输出端,325:第一决策单元的第三输入端,
331:第一存储单元的第一输入端,332:第一存储单元的第二输入端,
333:第一存储单元的输出端,341:第一计数单元的输入端,342:第一计数单元的输出端;
35:第二比较单元,36:第二计数单元,37:第二决策单元,38:第二存储单元;
351:第二比较单元的第一输入端,352:第二比较单元的第二输入端,353:第二比较单元的第三输入端,354:第二比较单元的第四输入端,355:第二比较单元的第一输出端,356:第二比较单元的第二输出端,361:第二计数单元的第一输入端,362:第二计数单元的第二输入端,363:第二计数单元的输出端,371:第二决策单元的输入端,372:第二决策单元的第一输出端,
373:第二决策单元的第二输出端,381:第二存储单元的第一输出端,
382:第二存储单元的第二输出端,383:第二存储单元的输入端;
14:驱动器,Q:晶体管;
141:驱动器的输入端,142:驱动器的输出端,g:晶体管的栅极,s:晶体管的源极,d:晶体管的漏极;
51:传感器,52:控制系统,53:开关单元;
511:传感器的输入端,512:传感器的输出端,521:控制系统的输入端,522:控制系统的输出端,531:开关单元的第一输入端,532:开关单元的第二输入端,533:开关单元的输出端。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
在对本发明实施例进行详细地解释说明之前,先对本发明实施例的应用场景予以介绍。在本发明实施例中,为了在集成电路中负载产生电压波动时,能够准确的对输入至负载的电压调节,可以在该集成电路中设置调压电路,参见图1A,该调压电路可以包括至少一个开关模块1、至少一个获取模块2和至少一个控制模块3,且该调压电路可以取代线性稳压器后,设置在集成电路中,以对至少一个负载4进行调压。也可以在保留原有线性稳压器的基础上,重新增加到集成电路。
参见图1B,当该集成电路还保留原有线性稳压器5时,该线性稳压器5可以包括传感器51、控制系统52和开关单元53,其中,开关单元53的第一输入端531和该开关模块1的第一输入端11分别与供电电源Vdd连接,开关单元53的第二输入端532与控制系统52的输出端522连接,开关单元53的输出端533、传感器51的输入端511、该开关模块1的输出端12和获取模块2的输入端21分别与负载4的第一端41连接;传感器51的输出端512与控制系统52的输入端521连接;该开关模块1的第二输入13与控制模块3的输出端32连接;获取模块2的输出端22与控制模块3的输入端31连接,负载4的第二端42与保护地连接。
另外,在实际应用中,该集成电路中可能不仅包括需要进行电压调节的负载,还可能包括不需要进行电压调节的负载。当包括不需要进行电压调节的负载时,该不需要进行电压调节的负载可以与供电电源Vdd直接连接。
图1A是本发明实施例提供的一种调压电路的结构示意图,参见图1A,该调压电路包括至少一个开关模块1、至少一个获取模块2、至少一个控制模块3和至少一个负载4,至少一个开关模块1、至少一个获取模块2、至少一个控制模块3与至少一个负载4一一对应;
至少一个获取模块2中的每个获取模块2获取对应负载的负载信息,并将该负载信息发送至对应的控制模块3,该负载信息包括输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,或者,该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数;
至少一个控制模块3中的每个控制模块3基于对应的获取模块2输出的负载信息生成开关控制信号,并将该关控制信号输出至对应的开关模块1;
至少一个开关模块1中的每个开关模块1基于对应的控制模块3输出的开关控制信号,调节输入至对应的负载4的电压。
在本发明实施例中,该至少一个获取模块2中的每个获取模块2可以获取对应负载4的负载信息,该负载信息可以包括输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,并将该负载信息发送至对应的控制模块3,该对应的控制模块3可以基于该负载信息包括的输入至对应负载4的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值,生成开关控制信号。另外,由于该负载信息中还可以包括已执行的指令数和已执行的预测操作数,因此,该控制模块3还可以基于该已执行的指令数和已执行的预测操作数,生成开关控制信号。由于控制模块3在生成开关控制信号时,所使用的负载信息为对应负载4相关的信息,该负载信息为准确的信息,因此,该控制模块3生成的开关控制信号为准确的信号,在将该开关控制信号输出至对应的开关模块1后,该对应的开关模块1可以基于该准确定的开关控制信号,对输入至对应负载4的电压进行调节,从而可以提高电压调节的准确性和可靠性。
值得说明的是,对于至少一个负载4中的每个负载4,该负载4可以还可以称为负载子域。通常来说,负载4可以为集成电路中的整个逻辑模块,如处理器核等,也可以为整个SoC(System On Chip,片上系统)单元等。在本发明实施例中,可以将负载4划分为多个负载子域,从而方便对负载4进行精确控制。其中,负载子域的划分不会对负载4的行为及功能造成任何影响,只是在对负载4的电源布局平面(power plane)的供电布局进行改变。
需要说明的是,具体的负载子域划分可以根据实际集成电路版图的具体情况来划分,从而达到最优的电源完整性(PI)和信号完整性(SI)。
另外,在本发明实施例中,由于该至少一个开关模块1、至少一个获取模块2、至少一个控制模块3和至少一个负载4一一对应,因此,以一个开关模块1、一个获取模块2、一个控制模块3和一个负载4为例进行说明,参见图1A,该开关模块1的第一输入端11与供电电源Vdd连接,该开关模块1的输出端12与获取模块2的输入端21、负载4的第一端41分别连接,该开关模块1的第二输入13与控制模块3的输出端32连接;获取模块2的输出端22与控制模块3的输入端31连接,负载4的第二端42与保护地连接。
其中,由于获取模块2的输入端21与负载的第一端41连接,因此,接通供电电源时,该获取模块2可以获取到该负载4的负载信息。
需要说明的是,由于获取模块3获取的负载信息可以是包括输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息,或者是包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息,因此,对于不同的负载信息,获取模块3的实现电路也不相同。
另外,在本发明实施例中,该输入至负载的电压是指供电电源Vdd提供的供电电压经过开关模块后,给对应负载4进行供电的供电电压。
在一种可能的实现方式中,当该负载信息为包括输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息时,至少一个获取模块2中的每个获取模块2均包括性能监测器23,因此,该调压电路可以通过性能监测器23获取输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,并将该输入至对应负载的电压、该事件标识、该额定电流值和额定电压值输出至对应的控制模块3。
其中,参见图2,该性能监测器23的输入端231与开关模块1输出端12连接,性能监测器23的第一输出端232、性能监测器23的第二输出端233、性能监测器23的第三输出端234和性能监测器23的第四输出端235分别与控制模块3的输入端31连接。
另外,该性能监测器23可以在负载4进入当前工作状态之前,接收到集成电路中其他功能模块发送的通知信息,以通知该性能监测器23该负载即将进行的工作状态,性能监测器23可以通过该通知信息确定该输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值。
需要说明的是,该性能监测器23通过该通知信息确定该输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
在实际应用中,至少一个获取模块2中的每个获取模块2还包括电压传感器24;
电压传感器24获取输入至对应负载4的电压及用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识,并将输入至对应负载的电压及事件标识发送至获取模块2对应的控制模块3。
其中,参见图2,电压传感器24的输入端241与开关模块1的输出端22连接,电压传感器24的第一输出端242和电压传感器24的第二输出端243分别与控制模块3的输入端31连接。
需要说明的是,该电压传感器24可以实时获取该负载信息,而电压传感器24实时获取该负载信息的操作同样可以参考相关技术,本发明实施例对此同样不再进行一一赘述。
在另一种可能的实现方式中,当该负载信息为包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息时,该获取模块3中还可以包括存储器、计数器和控制器,并通过该存储器、计数器和控制器可以获取该已执行的指令数和已执行的预测操作数。
需要说明的是,调压电路通过该存储器、计数器和控制器获取该已执行的指令数和已执行的预测操作数的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
由于该负载信息的不同,调压电路通过控制模块生成开关控制信号的方式也不同,具体参见如下两种情况。
第一种情况,该负载信息包括输入至对应负载4的电压、用于标识负载4是否发生电压压降的事件标识、负载4在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值。
参见图3,至少一个控制模块3中的每个控制模块3均包括第一比较单元31、第一决策单元32和第一存储单元33;
当该负载信息包括该输入至对应负载的电压、该事件标识、该额定电流值和该额定电压值,且该事件标识为用于指示该负载4发生电压波动的标识时,该第一比较单元31将该输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应开关模块1的第一开关个数,将该第一开关个数输出至该第一决策单元32;
该第一存储单元33基于该额定电流值和该额定电压值,确定用于在当前工作状态导通对应开关模块1的第二开关个数,并将该第二开关个数输出至该第一决策单元32;
该第一决策单元32基于该第一开关个数和该第二开关个数,生成第一控制信号,并将该第一控制信号输出至该控制模块3对应的开关模块1,以通过该开关模块1对该负载4的电压波动进行调节;
该第一决策单元32将第一控制标识输出至该第一比较单元31,以指示该第一比较单元31停止比较该输入至对应负载的电压与预设电压阈值,该第一控制标识用于标识当前正在通过该开关模块1对该负载4的电压波动进行调节;
该第一决策单元32在第一指定时长之后,基于该第二开关个数生成第二控制信号,并将该第二控制信号输出至对应的开关模块1,以通过该开关模块1将该负载4的工作状态恢复到该当前工作状态。
另外,第一决策单元32在第二指定时长之后,还可以将第二控制标识输出至第一比较单元31,以指示第一比较单元31重新开始比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值,该第二控制标识用于标识当前已停止并需要重新开始通过开关模块1对输入至负载4的电压进行调节。
在另一种可能的实现方式中,由于负载产生电压波动时,该电压波动的时间有限,因此,为了方便调压电路在对负载中波动的电压进行调节后,可以将输入至负载的电压恢复到当前工作状态所需的电压,该控制模块3还可以包括第一计数单元34;
该第一计数单元34基于该第一控制标识进行第一次计数,并当第一次计数结束后向该第一决策单元32输出第一结束标识,以指示该第一决策单元32该第一指定时长已到达,该第一控制标识为该第一决策单元32在将该第一控制标识输出至该第一比较单元31的同时输出至该第一计数单元34得到。
进一步地,该第一计数单元34还可以基于第三控制标识,进行第二次计数,并当第二次计数结束后向该第一决策单元32输出第二结束标识,以指示该第一决策单元32该第二指定时长已到达,该第三控制标识为该第一决策单元32在将该第二控制信号输出至对应的开关模块1的同时输出至该第一计数单元34得到。
另外,该第一决策单元32不仅可以将该第三控制标识输出至第一计数单元34,还可以将第二控制标识输出至第一比较单元31,以指示第一比较单元31继续停止比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值,该第二控制标识用于标识当前正在通过开关模块1将负载4的工作状态恢复到当前工作状态。
参见图3,该第一比较单元31的第一输入端311、第一比较单元31的第二输入端312、第一比较单元31的第三输入端313、第一比较单元31的第四输入端314、第一存储单元33的第一输入端331和第一存储单元33的第二输入端332分别与获取模块2的输出端22连接,第一比较单元31的输出端315与第一决策单元32的第一输入端321连接,第一比较单元31的第五输入端316、第一计数单元34的第一输入端341分别与第一决策单元32的第一输出端322连接;第一存储单元33的输出端333与第一决策单元32的第二输入端323连接,第一决策单元32的第二输出端324与开关模块1的第二输入端13连接;第一决策单元32的第三输入端325与第一计数单元34的输出端342连接。
由于该获取模块2中包括性能监测器23和电压传感器24,因此,参见图4,该第一比较单元31的第一输入端311与电压传感器24的第一输出端242连接,第一比较单元31的第二输入端312与电压传感器的输出端243连接,第一比较单元31的第三输入端313与性能监测器23的第一输出端232连接,第一比较单元31的第四输入端与性能监测器23的第二输出端233连接;第一存储单元33的第一输入端331与性能监测器23的第三输出端234连接,第一存储单元33的第二输入端332与性能监测器23的第四输出端连接。
下述分别对第一种情况中的第一比较单元31、第一决策单元32、第一存储单元33和第一计数单元34进行详细的介绍。
第一比较单元31
该第一比较单元31可以接收获取模块2发送的输入至对应负载的电压和事件标识,当该事件标识为用于指示该负载4发生电压波动的标识时,该第一比较单元31可以将该输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,确定输入至对应负载的电压与预设电压阈值之间的电压波动差值,基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与开关个数之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第一开关个数,并将该第一开关个数输出至第一决策单元32。
需要说明的是,该预设电压阈值可以由外部元件输入至该第一比较单元31,也可以事先存储在该第一比较单元32中。其中,该预设电压阈值可以为7V、8V、9V等。
其中,第一比较单元31确定该电压波动差值之后,还可以将该电压波动差值与预设波动阈值进行比较,当该电压波动差值大于或等于该预设波动阈值时,确定第一开关个数,当该电压波动差值小于该预设波动阈值时,该第一比较单元可以结束当前操作。
需要说明的是,该预设波动阈值可以事先设置,比如,该预设波动阈值可以为3V、4V、5V等。
另外,该第一比较单元31不仅可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值生成第一开关个数,还可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值生成用于导通对应开关模块1的第一导通电压。
具体地,该第一比较单元31可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值,确定电压波动差值,并基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与导通电压之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的导通电压,将获取的导通电压确定为第一导通电压。
另外,当该事件标识为用于指示该负载4未发生电压波动的标识时,该第一比较单元31可以不做任何操作。
进一步地,在第一比较单元31接收到第一决策单元32发送的第一控制标识或第三控制标识时,该第一比较单元31可以停止当前操作,当接收到第二控制标识时,可以重新进行比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值的操作。
第一存储单元33
该第一存储单元33可以接收获取模块2发送的额定电流值和额定电压值,并基于该额定电流值和该额定电压值,确定用于在当前工作状态导通对应开关模块1的第二开关个数。
具体地,第一存储单元33基于该额定电流值和额定电压值,从存储的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系中,获取额定电流值和额定电压值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第二开关个数。
比如,当该第一存储单元45获取到的额定电流值为1A,额定电压值为3V时,从如表1所示的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系中,获取额定电流值1A、额定电压值3V对应的开关个数为4,将获取的开关个数4确定为第二开关个数。
表1
Figure BDA0002761620940000141
Figure BDA0002761620940000151
需要说明的是,在本发明实施例中,仅以上述表1所示的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系为例进行说明,上述表1并不对本发明实施例构成限定。
另外,该额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系可以事先存储在该第一存储单元33中。
在另一种的可能的实现方式中,该第一存储单元33中不仅可以事先存储该额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系,还可以存储该额定电流值、额定电压值与导通电压之间的对应关系,当该第一存储单元33接收到获取模块2发送的额定电流值和额定电压值时,可以基于该额定电流值和额定电压值,从该额定电流值、额定电压值与导通电压值之间的对应关系中,获取该额定电流值和额定电压值对应的导通电压,并将获取的导通电压确定为第二导通电压。
第一决策单元32
该第一决策单元32可以接收第一比较单元31输出的第一开关个数和第一存储单元33输出的第二开关个数,并将该第一开关个数减去第二开关个数,得到开关个数差值,之后,可以将开关个数差值转换为数字信号的形式,将该转换为数字信号形式的开关个数差值确定为第一控制信号,并将第一控制信号输出至开关模块1,以通过该开关模块1对该负载4的电压波动进行调节。
另外,由于该第一比较单元31还可以输出第一导通电压,该第一存储单元33可以输出第二导通电压,因此,该第一决策单元32还可以将第一导通电压减去第二导通电压,得到导通电压差值,将该导通电压差值转换为数值信号的形式,并将该数字信号形式的导通电压差值确定为第一控制信号。
需要说明的是,第一决策单元32将该开关个数差值或导通电压差值转换为数字信号形式的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
进一步地,在该第一决策单元32将该第一控制信号输出至对应的开关模块1的同时,还将第一控制标识输出至第一比较单元31和第一计数单元34,并在第一指定时长后接收到第一结束标识时,可以将第二开关个数转化为数字信号的形式,并将转换为数字信号形式的第二开关个数确定为第二控制信号,并将该第二控制信号输出至对应的开关模块1。同时,该第一决策单元32可以将第二控制标识输出至第一比较单元31和第一计数单元34,以使第一比较单元31继续停止比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值的操作,使第一计数单元34进行第二次计数。
需要说明的是,该第一指定时长为第一计数单元34进行第一次计数的时长,该第一指定时长可以事先设置,比如,该第一指定时长可以为通过第一计数单元34从1计数到10的时长等。
同理,该第二指定时长可以为第一计数单元34进行第二次计数的时长,该第二指定时长可以事先设置,比如,该第二指定时长可以为通过第一计数单元34从1计数到10的时长等。
第一计数单元34
由于该第一比较单元31的第五输入端316、第一计数单元34的第一输入端341分别与第一决策单元32的第一输出端322连接,因此,该第一决策单元32可以将该第一控制标识或第三控制标识输出至该第一计数单元34和第一比较单元31。当该第一计数单元34接收到该第一控制标识时,可以开始第一次计数,并当计数值达到预设计数值时,确定第一次计数结束,向第一决策单元32返回第一结束标识。
其中,该第一计数单元将该第一结束标识发送至该第一决策单元后,可以进行第二次计数,或者,当该第一计数单元34接收到第二控制标识时,进行第二次计数,并当计数值达到预设计数值时,确定第二次计数结束,向第一决策单元32返回第二结束标识。
第二种情况,该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数。
参见图5,该至少一个控制模块3中的每个控制模块3均包括第二比较单元35、第二决策单元36、第二计数单元37和第二存储单元38;
当该负载信息包括该已执行的指令数和该已执行的预测操作数时,该第二比较单元35将该已执行的指令数与第一数量阈值进行比较,生成第一比较值,将该已执行的预测操作数与第二数量阈值进行比较,生成第二比较值,并将该第一比较值与该第二比较值输出至该第二计数单元36,该第一数量阈值和该第二数量阈值为该第二存储单元38在当前计数周期发送给该第二比较单元35的;
该第二计数单元36将该第一比较值与该第二比较值进行并位,得到并位值,当该并位值与该第三数量阈值不相同时,将该并位值赋值于该第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当该当前计数周期结束时,基于该当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识,并将该第四控制标识输出至该第二决策单元37,该第三四控制标识用于标识该已执行的指令数和该已执行的预测操作数是否正常;
该第二决策单元37基于该第四控制标识,生成第三控制信号和更新信号,并将该第三控制信号输出至对应的开关模块1,以对通过该开关模块1对该负载4的电压波动进行调节。
进一步地,该第二决策单元37还可以将该更新信号输出至该第二存储单元38,以对该第二存储单元38中存储的该第一数量阈值和该第二数量阈值进行更新。
参见图5,第二比较单元35的第一输入端351和第二比较单元35的第二输入端352分别与获取模块2的输出端22连接,第二比较单元35的第三输入端353与第二存储单元38的第一输出端381连接,第二比较单元35的第四输入端354与第二存储单元38的第二输出端382连接,第二比较单元35的第一输出端355与第二计数单元36的第一输入端361连接,第二比较单元35的第二输出端356与第二计数单元36的第二输入端362连接;第二计数单元36的输出端363与第二决策单元37的输入端371连接;第二决策单元37的第一输出端372与开关模块1的第二输入端13连接,第二决策单元37的第二输出端373与第二存储单元38的输入端383连接。
其中,对第二种情况中的第二比较单元35、第二计数单元36、第二决策单元37和第二存储单元38的详细介绍如下所述。
第二比较单元35
由于第二比较单元35的第一输入端351和第二比较单元35的第二输入端352分别与获取模块2的输出端22连接,第二比较单元35的第三输入端353与第二存储单元38的第一输出端381连接,第二比较单元35的第四输入端354与第二存储单元的第二输出端382连接,因此,该第二比较单元35可以接收获取模块2输出的已执行的指令数和已执行的预测操作数,并接收第二存储单元38输出的第一数量阈值和第二数量阈值,并将第一数量阈值与已执行的指令数进行比较,得到第一比较值,将第二数量阈值与已执行的预测操作数进行比较,得到第二比较值。
需要说明的是,该第一比较值用于表示第一数量阈值与该已执行的指令数相比是否相同,当该第一数量阈值与该已执行的指令数相同时,该第一比较值为第一数值,该第一数量阈值与该已执行的指令数不相同时,该第一比较值为第二数值。
同理,该第二比较值用于表示第二数量阈值与该已执行的预测操作数相比是否相同,当该第二数量阈值与该已执行的预测操作数相同时,该第二比较值为第一数值,该第二数量阈值与该已执行的预测操作数不相同时,该第一比较值为第二数值。
另外,该第一数值和第二数值可以事先设置,比如,该第一数值可以为1,也可以为0,第二比较值可以为1,也可以为0。其中,该第一数值和第二数值为两个相反的数值,当第一数值为1时,第二数值为0,当第一数值为0时,第二数值为1。
又由于第二比较单元35的第一输出端355与第二计数单元36的第一输入端361连接,第二比较单元35的第二输出端356与第二计数单元36的第二输入端362连接,因此,该第二比较单元35可以将该第一比较值和第二比较值输出至第二计数单元36。
第二计数单元36
计算单元36可以接收第二比较单元35发送的第一比较值和第二比较值,并将该第一比较值和第二比较值进行并位,得到并位值,将该并位值与该第三数量阈值进行比较,当该并位值与该第三数量阈值相同时,该第二计数单元36可以进行计数,并在计数值上加一;当该并位值与该第三数量阈值不相同时,将该并位值赋值于该第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当该当前计数周期结束时,基于该当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识。由于第二计数单元36的输出端363与第二决策单元37的输入端371连接,因此,该第二计数单元36可以将该第四控制标识输出至该第二决策单元37;当该当前计数周期未结束时,重复执行上述将该并位值与该第三数量阈值进行比较的操作,直至当前计数周期结束。
其中,将第一比较值与第二比较值进行并位,可以是第一比较值连着第二比较值的形式,也可以是第二比较值连接第一比较值的形式。
比如,第一比较值为1,第二比较值为0时,将第一比较值和第二比较值进行并位,得到的并位值可以为10,也可以为01。
另外,第二比较单元35判断当前计数周期是否结束的操作可以为:第二计数单元36每将计数值加一,就将当前加一后的计数值与预设计数周期进行比较,当当前加一后的计数值等于预设计数周期时,确定当前计数周期结束,当当前加一后的计数值不等于预设计数周期时,确定当前计数周期未结束。
需要说明的是,该预设计数周期可以事先设置,比如,该预设计数周期可以为5、6、7等等。
比如,预设计数周期为5,当该并位值与该第三数量阈值相同时,该第二计数单元36可以在计数值上加一,得到加一的计数值为4,由于加一后的计数值4不等于预设计数周期5,因此,该第二比较单元35继续在当前计数周期内将该并位值与该第三数量阈值进行比较。
值得说明的是,该第三数量阈值可以事先存储在该第二计数单元36中,也可以是由其他外部元件输入至该第二比较单元35中,且该第三数量阈值可以事先设置,比如,该第三数量阈值可以为11、10、01等等。
第二决策单元37
该第二决策单元37可以接收第二计数单元36输出的第四控制标识,并基于第四控制标识在存储的控制标识、控制信号和更新信号之间的对应关系中,获取该第四控制标识对应的控制信号和更新信号,将获取的控制信号,确定为第三控制信号。
由于第二决策单元37的第一输出端372与开关模块1的第二输入端13连接,第二决策单元的第二输出端373与第二存储单元38的输入端383连接,因此,该第二决策单元37可以将该第三控制信号输出至开关模块1,以对通过该开关模块1对该负载4的电压波动进行调节,并将更新信号输出至该第二存储单元38,以对该第二存储单元38中存储的该第一数量阈值和该第二数量阈值进行更新。
第二存储单元38
第二存储单元38可以接收第二决策单元37输出的更新信号,并基于该更新信号,从存储的更新信号、第一数量阈值与第二数量阈值之间的对应关系中,获取对应第一数量阈值与第二数量阈值,并将获取的第一数量阈值与第二数量阈值在当前计数周期内输出给第二比较单元35,以供第二比较单元35进行新一轮的比较。
在本发明实施例中,该至少一个开关模块1中的每个开关模块1均包括至少一个晶体管Q和至少一个驱动器14,该至少一个晶体管Q和该至少一个驱动器14一一对应;
该至少一个驱动器中14的每个驱动器14驱动对应的晶体管14,该至少一个晶体管Q中的每个晶体管Q在对应驱动器14的驱动下,基于该开关控制信号进行导通或关断,以对输入至对应负载4的电压进行调节。
参见图6,对于该至少一个驱动器14中的每个驱动器14,以及对于至少一个晶体管Q的每个晶体管Q,该驱动器14的输入端141与控制模块32的输出端32连接,该驱动器14的输出端142与该晶体管Q的栅极g连接,该晶体管Q的源极s与供电电源Vdd连接,该晶体管Q的漏极d与开关模块1对应的负载4连接。
其中,由于该驱动器14的输入端141与控制模块32的输出端32连接,该驱动器14的输出端与该晶体管Q的栅极g连接,因此,当通过驱动器14驱动对应的晶体管Q时,如果该开关控制信号为第一电压信号,则关断晶体管;如果开关控制信号为第二电压信号,则可以导通晶体管,从而可以改变该至少一个晶体管的等效电阻的阻值,以对输入至负载的电压进行调节。
需要说明的是,该第一电压信号用于关断该晶体管,该第二电压信号用于导通该晶体管,且该第一电压信号和第二电压信号为两个相反的信号。
值得说明的是,本发明实施例所涉及的晶体管可以为NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor,N型金属氧化物半导体)管、PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor,P型金属氧化物半导体)管或者CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补型金属氧化物半导体)管,当然也可以为其他晶体管或等效开关,比如,电源门控(Power gating)等。
另外,在本发明实施例中,该开关模块中可以仅包括晶体管,不包括驱动器,直接通过开关控制信号控制该至少一个晶体管的导通或关断。
再者,当该负载信息为包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息时,参见图4,该第一决策单元32的第二输出端324与至少一个驱动器14的输入端141连接。当该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数时,参见图7,第二决策单元37的第一输出端372与至少一个驱动器14的输入端141连接。
在本发明实施例中,该至少一个获取模块中的每个获取模块可以获取对应负载的负载信息,该负载信息可以包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,将该负载信息发送至对应的控制模块,该对应的控制模块可以基于该负载信息包括的输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值,生成开关控制信号。另外,该负载信息中还可以包括已执行的指令数和已执行的预测操作数,因此,该控制模块还可以基于该已执行的指令数和已执行的预测操作数,生成开关控制信号。由于控制模块在生成开关控制信号时,所使用的负载信息为对应的负载相关的信息,因此,当负载发生诸如电压压降等电压波动的事件时,该控制模块可以根据该负载信息及时生成开关控制信号,在将该开关控制信号输出至对应的开关模块后,该对应的开关模块可以基于该开关控制信号,对输入至对应的负载的电压进行调节,从而可以提高电压调节的准确性和可靠性。另外,开关模块通过开关控制信号对输入至负载的电压进行调节时,该开关控制模块可以对供电电源提供的供电电压进行分压,从而降低了该供电电压,减少了集成电路的损耗。
图8是本发明实施例提供的一种调压方法的流程图,参见图8,该方法包括:
步骤801:当接通供电电压时,调压电路通过该至少一个获取模块中的每个获取模块获取对应负载的负载信息,并将该负载信息发送至对应的控制模块,该负载信息包括输入至对应负载的电压、用于标识该负载是否发生电压压降的事件标识、该负载在当前工作状态所需的额定电压值和额定电流值,或者,该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数。
其中,由于获取模块获取的负载信息可以是包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息,或者是包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息,因此,对于不同的负载信息,获取模块的实现电路也不相同。
在一种可能的实现方式中,当该负载信息为包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值的信息时,该至少一个获取模块中的每个获取模块均包括性能监测器;该调压电路可以通过性能监测器获取输入至对应负载的电压、该事件标识、该额定电压值和该额定电流值,并将该输入至对应负载的电压、该事件标识、该额定电压值和该额定电流值输出至对应的控制模块。
其中,该性能监测器可以在负载进入当前工作状态之前,接收到集成电路中其他功能模块发送的通知信息,以通知该性能监测器该负载即将进行的工作状态,性能监测器可以通过该通知信息确定该输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值。
需要说明的是,该性能监测器通过该通知信息确定该输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
在实际应用中,至少一个获取模块中的每个获取模块还包括电压传感器。
其中,当接通该供电电压时,调压电路可以通过该电压传感器获取输入至对应负载的电压及用于标识该负载是否发生电压压降的事件标识,并将该输入至对应负载的电压及该事件标识发送至该获取模块对应的控制模块。
需要说明的是,该电压传感器可以实时获取该负载信息,而电压传感器实时获取该负载信息的操作同样可以参考相关技术,本发明实施例对此同样不再进行一一赘述。
在另一种可能的实现方式中,当该负载信息为包括已执行的指令数和已执行的预测操作数的信息时,该获取模块中还可以包括存储器、计数器和控制器,并通过该存储器、计数器和控制器可以获取该已执行的指令数和已执行的预测操作数。
需要说明的是,调压电路通过该存储器、计数器和控制器获取该已执行的指令数和已执行的预测操作数的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
步骤802:调压电路通过该至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将该开关控制信号输出至对应的开关模块。
由上述步骤801可知,该负载信息可以包括输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值,或者,该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数,因此,根据该负载信息的不同,调压电路通过至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将该开关控制信号输出至对应的开关模块的方式也不同,具体参见如下两种情况。
第一种情况,当该负载信息包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值时,至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第一比较单元、第一决策单元和第一存储单元。
其中,当该事件标识为用于指示该负载发生电压波动的标识时,调压电路通过下述步骤A-步骤E生成开关控制信号,并将该开关控制信号输出至对应的开关模块。
步骤A:调压电路通过第一比较单元将该输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应的开关模块的第一开关个数,将第一开关个数输出至该第一决策单元。
具体地,通过第一比较单元可以接收获取模块发送的输入至对应负载的电压和事件标识,当该事件标识为用于指示该负载发生电压波动的标识时,该第一比较单元31可以将该输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,确定输入至对应负载的电压与预设电压阈值之间的电压波动差值,基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与开关个数之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第一开关个数,并将该第一开关个数输出至第一决策单元。
需要说明的是,该预设电压阈值可以由外部元件输入至该第一比较单元,也可以事先存储在该第一比较单元中。其中,该预设电压阈值可以为7V、8V、9V等。
其中,第一比较单元确定该电压波动差值之后,还可以将该电压波动差值与预设波动阈值进行比较,当该电压波动差值大于或等于该预设波动阈值时,确定第一开关个数,当该电压波动差值小于该预设波动阈值时,该第一比较单元可以结束当前操作。
需要说明的是,该预设波动阈值可以事先设置,比如,该预设波动阈值可以为3V、4V、5V等。
另外,该第一比较单元不仅可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值生成第一开关个数,还可以可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值生成用于导通对应开关模块的第一导通电压。
具体地,该第一比较单元可以基于该输入至对应负载的电压和预设电压阈值,确定电压波动差值,并基于该电压波动差值,从存储的电压波动差值与导通电压之间的对应关系中,获取该电压波动差值对应的导通电压,将获取的导通电压确定为第一导通电压。
另外,当该事件标识为用于指示该负载未发生电压波动的标识时,该第一比较单元可以不做任何操作。
步骤B:调压电路基于该额定电流值和该额定电压值,通过该第一存储单元确定用于在当前工作状态导通对应开关模块的第二开关个数,并将该第二开关个数输出至该第一决策单元。
具体地,第一存储单元基于该额定电流值和额定电压值,从存储的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系中,获取额定电流值和额定电压值对应的开关个数,将获取的开关个数确定为第二开关个数。
比如,当该第一存储单元获取到的额定电流值为1A,额定电压值为3V时,从如表1所示的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系中,获取额定电流值1A、额定电压值3V对应的开关个数为4,将获取的开关个数4确定为第二开关个数。
表1
Figure BDA0002761620940000211
需要说明的是,在本发明实施例中,仅以上述表1所示的额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系为例进行说明,上述表1并不对本发明实施例构成限定。
另外,该额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系可以事先存储在该第一存储单元中。
在另一种的可能的实现方式中,该第一存储单元中不仅可以事先存储该额定电流值、额定电压值与开关个数之间的对应关系,还可以存储该额定电流值、额定电压值与导通电压之间的对应关系,当该第一存储单元接收到获取模块发送的额定电流值和额定电压值时,可以基于该额定电流值和额定电压值,从该额定电流值、额定电压值与导通电压值之间的对应关系中,获取该额定电流值和额定电压值对应的导通电压,并将获取的导通电压确定为第二导通电压。
步骤C:调压电路基于第一开关个数和第二开关个数,通过该第一决策单元生成第一控制信号,将该第一控制信号输出至该控制模块对应的开关模块,以通过该开关模块对该负载的电压波动进行调节。
具体地,该第一决策单元可以接收第一比较单元输出的第一开关个数和第一存储单元输出的第二开关个数,并将该第一开关个数减去第二开关个数,得到开关个数差值,之后,可以将开关个数差值转换为数字信号的形式,将该转换为数字信号形式的开关个数差值确定为第一控制信号,并将第一控制信号输出至开关模块,以通过该开关模块对该负载的电压波动进行调节。
另外,由于该第一比较单元还可以输出第一导通电压,该第一存储单元可以输出第二导通电压,因此,该第一决策单元还可以将第一导通电压减去第二导通电压,得到导通电压差值,将该导通电压差值转换为数值信号的形式,并将该数字信号形式的导通电压差值确定为第一控制信号。
需要说明的是,第一决策单元将该开关个数差值或导通电压差值转换为数字信号形式的操作可以参考相关技术,本发明实施例对此不再进行一一赘述。
步骤D:调压电路通过第一决策单元将第一控制标识输出至该第一比较单元,当第一比较单元接收到该第一控制标识时,该第一比较单元可以停止比较该输入至对应负载的电压与预设电压阈值,该第一控制标识用于标识当前正在通过该开关模块对该负载的电压波动进行调节。
步骤E:在第一指定时长之后,调压电路通过该第一决策单元基于该第二开关个数生成第二控制信号,并将该第二控制信号输出至对应的开关模块,以通过该开关模块将该负载的工作状态恢复到该当前工作状态。
其中,调压电路通过该第一决策单元在第一指定时长之后,可以将第二开关个数转化为数字信号的形式,并将转换为数字信号形式的第二开关个数确定为第二控制信号,并将该第二控制信号输出至对应的开关模块1。
需要说明的是,该第一指定时长为第一计数单元进行第一次计数的时长,该第一指定时长可以事先设置,比如,该第一指定时长可以为通过第一计数单元从1计数到10的时长等。
进一步地,由于负载产生电压波动时,该电压波动的时间有限,因此,为了方便调压电路在对负载中波动的电压进行调节后,可以将输入至负载的电压恢复到当前工作状态所需的电压,该控制模块还可以包括第一计数单元。
其中,当控制模块包括第一计数单元时,该调压电路通过该第一决策单元在第一指定时长之后,基于该第二开关个数生成第二控制信号,并将该第二控制信号输出至对应的开关模块之前,还可以基于该第一控制标识通过该第一计数单元进行第一次计数,并当第一次计数结束后向该第一决策单元输出第一结束标识,以指示该第一决策单元该第一指定时长已到达,该第一控制标识为该第一决策单元在将该第一控制标识输出至该第一比较单元的同时输出至该第一计数单元得到。
另外,当调压电路通过该第一决策单元在将该第二控制标识输出至该第一比较单元的同时,还将该第三控制标识输出至该第一计数单元,因此,该调压电路可以基于该第三控制标识,通过该第一计数单元进行第二次计数,并当第二次计数结束后向该第一决策单元输出第二结束标识,以指示该第一决策单元该第二指定时长已到达。
在另一种可能的实现方式中,该调压电路还可以将第三控制标识输出至该第一比较单元,以指示该第一比较单元继续停止比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值,该第三控制标识用于标识当前正在通过该开关模块将该负载的工作状态恢复到该当前工作状态。
进一步地,当在第二指定时长之后,通过第一决策单元将第二控制标识输出至第一比较单元,以指示第一比较单元重新开始比较该输入至对应负载的电压与该预设电压阈值,该第二控制标识用于标识当前已停止并需要重新开始通过开关模块对输入至负载的电压进行调节。
需要说明的是,该第二指定时长可以为计数单元进行第二次计数的时长,该第二指定时长可以事先设置,比如,该第二指定时长可以为通过计数单元从1计数到10的时长等。
第二情况,当该负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数时,该至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第二比较单元、第二决策单元、第二计数单元和第二存储单元。
其中,调压电路通过至少一个控制模块中的每个控制模块,基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将该开关控制信号输出至对应的开关模块的操作可以通过下述步骤F至步骤I实现。
步骤F:调压电路通过该第二比较单元将该已执行的指令数与第一数量阈值进行比较,生成第一比较值,将该已执行的预测操作数与第二数量阈值进行比较,生成第二比较值,并将该第一比较值与该第二比较值输出至该第二计数单元,该第一数量阈值和该第二数量阈值为该第二存储单元在当前计数周期发送给该第二比较单元的。
需要说明的是,该第一比较值用于表示第一数量阈值与该已执行的指令数相比是否相同,当该第一数量阈值与该已执行的指令数相同时,该第一比较值为第一数值,该第一数量阈值与该已执行的指令数不相同时,该第一比较值为第二数值。
同理,该第二比较值用于表示第二数量阈值与该已执行的预测操作数相比是否相同,当该第二数量阈值与该已执行的预测操作数相同时,该第二比较值为第一数值,该第二数量阈值与该已执行的预测操作数不相同时,该第一比较值为第二数值。
另外,该第一数值和第二数值可以事先设置,比如,该第一数值可以为1,也可以为0,第二比较值可以为1,也可以为0。其中,该第一数值和第二数值为两个相反的数值,当第一数值为1时,第二数值为0,当第一数值为0时,第二数值为1。
步骤G:调压电路通过该第二计数单元将该第一比较值与该第二比较值进行并位,得到并位值,当该并位值与该第三数量阈值不相同时,将该并位值赋值于该第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当该当前计数周期结束时,基于该当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识,并将该第四控制标识输出至该第二决策单元,该第四控制标识用于标识该已执行的指令数和该已执行的预测操作数是否正常。
具体地,通过第二计算单元可以将该第一比较值和第二比较值进行并位,得到并位值,将该并位值与该第三数量阈值进行比较,当该并位值与该第三数量阈值相同时,该第二计数单元可以进行计数,并在计数值上加一;当该并位值与该第三数量阈值不相同时,将该并位值赋值于该第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当该当前计数周期结束时,基于该当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识。由于第二计数单元的输出端与第二决策单元的输入端连接,因此,该第二计数单元可以将该第四控制标识输出至该第二决策单元;当该当前计数周期未结束时,重复执行上述将该并位值与该第三数量阈值进行比较的操作,直至当前计数周期结束。
其中,将第一比较值与第二比较值进行并位,可以是第一比较值连着第二比较值的形式,也可以是第二比较值连接第一比较值的形式。
比如,第一比较值为1,第二比较值为0时,将第一比较值和第二比较值进行并位,得到的并位值可以为10,也可以为01。
另外,第二比较单元判断当前计数周期是否结束的操作可以为:第二计数单元每将计数值加一,就将当前加一后的计数值与预设计数周期进行比较,当当前加一后的计数值等于预设计数周期时,确定当前计数周期结束,当当前加一后的计数值不等于预设计数周期时,确定当前计数周期未结束。
需要说明的是,该预设计数周期可以事先设置没比如,该预设计数周期可以为5、6、7等等。
比如,预设计数周期为5,当该并位值与该第三数量阈值相同时,该第二计数单元可以在计数值上加一,得到加一的计数值为4,由于加一后的计数值4不等于预设计数周期5,因此,该第二比较单元继续在当前计数周期内将该并位值与该第三数量阈值进行比较。
值得说明的是,该第三数量阈值可以事先存储在该第二计数单元中,也可以是由其他外部元件输入至该第二比较单元中,且该第三数量阈值可以事先设置,比如,该第三数量阈值可以为11、10、01等等。
步骤H:调压电路基于该第四控制标识,通过第二决策单元生成第三控制信号和更新信号,并将该第三控制信号输出至对应的该开关模块,以通过该开关模块对该负载的电压波动进行调节。
具体地,调压电路通过该第二决策单元可以接收第二计数单元输出的第四控制标识,并基于第四控制标识在存储的控制标识、控制信号和更新信号之间的对应关系中,获取该第四控制标识对应的控制信号和更新信号,将获取的控制信号,确定为第三控制信号。
步骤I:调压电路将该更新信号输出至该第二存储单元,以对该第二存储单元中存储的该第一数量阈值和该第二数量阈值进行更新。
其中,该调压电路基于该更新信号,从第二存储单元存储的更新信号、第一数量阈值与第二数量阈值之间的对应关系中,获取对应第一数量阈值与第二数量阈值,并将获取的第一数量阈值与第二数量阈值在当前计数周期内输出给第二比较单元,以供第二比较单元进行新一轮的比较。
步骤803:调压电路通过至少一个开关模块中的每个开关模块,基于对应的控制模块输出的开关控制信号对输入至对应负载的电压进行调节。
其中,由于该至少一个开关模块中的每个开关模块均包括至少一个晶体管和至少一个驱动器,该至少一个晶体管和该至少一个驱动器一一对应;因此,该调压电路可以通过该至少一个驱动器中的每个驱动器驱动对应的晶体管;在对应驱动器的驱动下,基于该开关控制信号,控制该对应的晶体管进行导通或关断,以对输入至对应负载的电压进行调节。
其中,由于该驱动器的输入端与控制模块的输出端连接,该驱动器的输出端与该晶体管的栅极连接,因此,当通过驱动器驱动对应的晶体管时,如果该开关控制信号为第一电压信号,则关断晶体管;如果开关控制信号为第二电压信号,则可以导通晶体管,从而可以改变该至少一个晶体管的等效电阻的阻值,以对输入至负载的电压进行调节。
需要说明的是,该第一电压信号用于关断该晶体管,该第二电压信号用于导通该晶体管,且该第一电压信号和第二电压信号为两个相反的信号。
值得说明的是,本发明实施例所涉及的晶体管可以为NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor,N型金属氧化物半导体)管、PMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor,P型金属氧化物半导体)管或者CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,互补型金属氧化物半导体)管,当然也可以为其他晶体管或等效开关,比如,电源门控(Power gating)等。
在本发明实施例中,该至少一个获取模块中的每个获取模块可以获取对应负载的负载信息,该负载信息可以包括输入至对应负载的电压、用于标识负载是否发生电压压降的事件标识、负载在当前工作状态所需的额定电流值和额定电压值,将该负载信息发送至对应的控制模块,该对应的控制模块可以基于该负载信息包括的输入至对应负载的电压、事件标识、额定电流值和额定电压值,生成开关控制信号。另外,该负载信息中还可以包括已执行的指令数和已执行的预测操作数,因此,该控制模块还可以基于该已执行的指令数和已执行的预测操作数,生成开关控制信号。由于控制模块在生成开关控制信号时,所使用的负载信息为对应的负载相关的信息,因此,当负载发生诸如电压压降等电压波动的事件时,该控制模块可以根据该负载信息及时生成开关控制信号,在将该开关控制信号输出至对应的开关模块后,该对应的开关模块可以基于该开关控制信号,对输入至对应的负载的电压进行调节,从而可以提高电压调节的准确性和可靠性。另外,开关模块通过开关控制信号对输入至负载的电压进行调节时,还可以降低供电电源提供的供电电压,从而减少了集成电路的损耗。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。

Claims (9)

1.一种调压电路,其特征在于,所述调压电路包括至少一个开关模块、至少一个获取模块、至少一个控制模块和至少一个负载,所述至少一个开关模块、所述至少一个获取模块、所述至少一个控制模块与所述至少一个负载一一对应;
所述至少一个获取模块中的每个获取模块用于:获取对应负载的负载信息,并将所述负载信息发送至对应的控制模块,所述负载信息包括用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识;
其中,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均包括性能监测器,所述性能监测器用于通过接收到的通知信息确定所述事件标识;
所述至少一个控制模块中的每个控制模块用于:基于对应的获取模块输出的负载信息生成开关控制信号,并将所述开关控制信号输出至对应的开关模块;
所述至少一个开关模块中的每个开关模块用于:基于对应的控制模块输出的开关控制信号,调节输入至对应的负载的电压。
2.根据权利要求1所述的调压电路,其特征在于,所述负载信息还包括:
输入至对应的所述负载的电压,所述输入至所述对应负载的电压为供电电压经过对应的开关模块后给所述对应的负载进行供电的电压。
3.根据权利要求2所述的调压电路,其特征在于,所述负载信息还包括:
所述负载所需的额定电流值和额定电压值。
4.根据权利要求2所述的调压电路,其特征在于,所述至少一个获取模块中的每个获取模块均还包括电压传感器;
所述电压传感器用于获取输入至对应的所述负载的电压及用于标识所述负载是否发生电压压降的事件标识,并将所述输入至对应负载的电压及所述事件标识发送至所述获取模块对应的控制模块。
5.根据权利要求3所述的调压电路,其特征在于,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第一比较单元、第一决策单元和第一存储单元,所述负载信息包括所述输入至对应负载的电压、所述事件标识、所述额定电流值和所述额定电压值,且所述事件标识为用于指示所述负载发生电压波动的标识,其中:
所述第一比较单元用于:将所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值进行比较,生成用于导通对应开关模块的第一开关个数信息,将所述第一开关个数信息输出至所述第一决策单元;
所述第一存储单元用于:基于所述额定电流值和所述额定电压值,确定用于在当前工作状态导通对应开关模块的第二开关个数信息,并将所述第二开关个数信息输出至所述第一决策单元;
所述第一决策单元用于:基于所述第一开关个数信息和所述第二开关个数信息,生成第一控制信号,并将所述第一控制信号输出至所述控制模块对应的开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节。
6.根据权利要求5所述的调压电路,其特征在于,所述第一决策单元还用于:
将第一控制标识输出至所述第一比较单元,以指示所述第一比较单元停止比较所述输入至对应负载的电压与预设电压阈值,所述第一控制标识用于标识当前正在通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节;以及
基于所述第二开关个数信息生成第二控制信号,并将所述第二控制信号输出至对应的开关模块,以通过所述开关模块将所述负载的工作状态恢复到所述当前工作状态。
7.根据权利要求5或6所述的调压电路,其特征在于,所述至少一个控制模块中的每个控制模块还包括第一计数单元;
所述第一计数单元用于:基于所述第一控制标识进行第一次计数,并当第一次计数结束后向所述决策单元输出第一结束标识,以指示所述第一决策单元所述第一指定时长已到达,所述第一控制标识为所述第一决策单元在将所述第一控制标识输出至所述第一比较单元的同时输出至所述第一计数单元得到。
8.根据权利要求1所述的调压电路,其特征在于,所述负载信息包括已执行的指令数和已执行的预测操作数。
9.根据权利要求8所述的调压电路,其特征在于,所述至少一个控制模块中的每个控制模块均包括第二比较单元、第二决策单元、第二计数单元和第二存储单元,其中
所述第二比较单元用于:将所述已执行的指令数与第一数量阈值进行比较,生成第一比较值,将所述已执行的预测操作数与第二数量阈值进行比较,生成第二比较值,并将所述第一比较值与所述第二比较值输出至所述第二计数单元,所述第一数量阈值和所述第二数量阈值为所述第二存储单元在当前计数周期发送给所述第二比较单元的;
所述第二计数单元用于:将所述第一比较值与所述第二比较值进行并位,得到并位值,当所述并位值与第三数量阈值不相同时,将所述并位值赋值于所述第三数量阈值,并判断当前计数周期是否结束,当所述当前计数周期结束时,基于所述当前计数周期结束时确定的第三数量阈值,确定第四控制标识,并将所述第四控制标识输出至所述第二决策单元,所述第四控制标识用于标识所述已执行的指令数和所述已执行的预测操作数是否正常;
所述第二决策单元用于:基于所述第四控制标识,生成第三控制信号和更新信号,并将所述第三控制信号输出至对应的开关模块,以通过所述开关模块对所述负载的电压波动进行调节。
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