CN115599192A - 用户系统及其操作方法 - Google Patents

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金炳述
朴埈民
洪圣泽
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Abstract

公开了一种用户系统及其操作方法。所述用户系统包括共享共享电压的第一设备和第二设备以及产生所述共享电压的电源管理集成电路(PMIC)。所述用户系统的操作方法包括：执行所述第一设备的第一操作；基于操作配置文件确定是否要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的第二操作；以及当确定了要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的所述第二操作时，在所述第二设备执行所述第二操作之前将所述PMIC的电源模式从第一电源模式改变为第二电源模式。所述PMIC基于所述第一电源模式或所述第二电源模式产生所述共享电压。

Description

用户系统及其操作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月8日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0089873的优先权，该申请的内容通过引用整体地并入本文。
技术领域
本文描述的本公开的示例实施例涉及一种电子设备，并且更具体地，涉及一种用户系统及其操作方法，该用户系统包括共享共享电压的第一设备和第二设备以及被配置为产生共享电压的电源管理集成电路。
背景技术
诸如智能电话和平板个人计算机(PC)的电子设备包括各种组件以向用户提供各种功能。电子设备中包括的各种组件基于从电源管理集成电路提供的各种电压或电力来操作。从电源管理集成电路提供的电压或电力可能因电子设备的操作情形而变得不稳定，从而导致电子设备的稳定性和/或可靠性下降。
发明内容
本公开的实施例提供一种用户系统及其操作方法，用户系统包括具有共享提高的电力稳定性和可靠性的共享电压的第一设备和第二设备以及被配置为产生所述共享电压的电源管理集成电路。
根据示例实施例，一种用户系统包括共享共享电压的第一设备和第二设备以及产生所述共享电压的电源管理集成电路(PMIC)。所述用户系统的操作方法包括：执行所述第一设备的第一操作；基于操作配置文件(operation profile)，确定是否要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的第二操作；以及当确定了要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的所述第二操作时，在所述第二设备执行所述第二操作之前将所述PMIC的电源模式从第一电源模式改变为第二电源模式。所述PMIC基于所述第一电源模式或所述第二电源模式产生所述共享电压。
根据示例实施例，一种用户系统包括：电源管理集成电路(PMIC)，所述PMIC基于第一电源模式和第二电源模式之一产生共享电压；第一设备，所述第一设备通过使用所述共享电压进行操作；第二设备，所述第二设备通过使用所述共享电压进行操作；以及主机设备，所述主机设备控制所述第一设备和所述第二设备，确定所述第一设备和所述第二设备同时进行操作的重叠时段，并且在所述重叠时段之前将所述PMIC的电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式。
根据示例实施例，一种用户系统包括共享第一电压的通用闪存(UFS)设备和动态随机存取存储器(DRAM)设备，以及产生所述第一电压的电源管理集成电路(PMIC)。所述用户系统的操作方法包括：对所述UFS设备执行写入操作；以及当要在所述写入操作被执行的同时执行所述DRAM设备的刷新操作时，在执行所述刷新操作之前将所述PMIC的电源模式从第一电源模式改变为第二电源模式。
附图说明
通过参考附图详细地描述本公开的示例实施例，本公开的上述及其他目的和特征将变得显而易见。
图1是图示根据本公开的示例实施例的用户系统的框图。
图2是图示图1的PMIC的框图。
图3图示用于描述图2的PMIC的电源模式的定时图。
图4是图示图1的主机设备的操作的流程图。
图5是图示图1的用户系统的操作的定时图。
图6A至图6F是用于描述根据图4的流程图的用户系统的操作的定时图。
图7是图示包括在图1的主机设备中的操作配置文件的示例实施例的图。
图8是详细地图示图4的操作S120的流程图。
图9是图示图1的主机设备的图。
图10是图示根据本公开的示例实施例的PMIC的框图。
图11图示了图示共享电压根据图10的PMIC的电源模式变化的定时图。
图12是图示根据本公开的示例实施例的用户系统的框图。
图13是图示根据本公开的示例实施例的用户系统的图。
图14是图示根据本公开的固态装置(SSD)系统的框图。
具体实施方式
在下面，可以详细地并清楚地描述本公开的示例实施例，以使得本领域的普通技术人员容易地实现发明构思。
图1是图示根据本公开的示例实施例的用户系统的框图。参考图1，用户系统100可以包括主机设备110、第一设备121、第二设备122和/或电源管理集成电路(PMIC)130。在示例实施例中，用户系统100可以是被配置为向用户提供各种功能的计算系统，诸如计算机、便携式计算机、超移动个人计算机(UMPC)、工作站、服务器计算机、上网本、便携式通信终端、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器(PMP)、便携式计算机、网络平板、无线电话、移动电话、智能电话、数码相机、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、可穿戴设备、监视器、电视(TV)和智能TV。
主机设备110可以控制用户系统100的整体操作。例如，主机设备110可以包括用户系统100中包括的中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP)。主机设备110可以被配置为控制第一设备121和第二设备122。
例如，第一设备121和第二设备122均可以在主机设备110的控制下操作。在示例实施例中，第一设备121可以包括被配置为存储在用户系统100中使用的数据的存储设备(例如，通用闪存(UFS))。第二设备122可以包括被用作用户系统100的缓冲存储器、工作存储器或系统存储器的存储器件(例如，动态随机存取存储器(DRAM))。然而，本公开不限于此。例如，第一设备121和第二设备122均可以包括用户系统100中包括的各种设备或组件的至少一部分。
PMIC 130可以基于输入电力PWR产生各种工作电压VD1、VD2和VS并且可以向第一设备121和第二设备122提供由此产生的工作电压VD1、VD2和VS。在示例实施例中，输入电力PWR可以是从用户系统100中包括的电池提供的或者可以是从单独的电源设备提供的。
在示例实施例中，第一设备121和第二设备122均可以在主机设备110的控制下通过使用各种工作电压来操作。例如，第一设备121可以从PMIC 130接收第一工作电压VD1和共享电压VS并且可以通过使用所接收到的电压VD1和VS来操作。第二设备122可以从PMIC130接收第二工作电压VD2和共享电压VS，并且可以通过使用所接收到的电压VD2和VS来操作。如上所述，第一设备121和第二设备122可以被配置为共享从PMIC 130产生的各种工作电压中的一些(例如，共享电压VS)。在示例实施例中，当第一设备121是UFS设备并且第二设备122是DRAM设备时，共享电压VS可以是1.8V的VDDQ2电压。
在示例实施例中，主机设备110可以包括电源模式管理器111和/或操作配置文件(operation profile)112。电源模式管理器111可以被配置为通过使用电源模式信号PM来控制PMIC 130的电源模式。例如，PMIC 130可以基于各种电源模式操作。可以基于工作电压VD1、VD2和VS的状态或电平来选择电源模式，或者可以在主机设备110的控制下选择电源模式。
电源模式管理器111可以基于操作配置文件112来预测第一设备121和第二设备122的操作状态，并且可以基于预测结果来控制PMIC 130的电源模式。例如，基于操作配置文件112，电源模式管理器111可以预测第二设备122的操作是否在第一设备121操作的同时被执行或者第一设备121和第二设备122是否同时操作。电源模式管理器111可以基于预测结果提前改变PMIC 130的电源模式。
在示例实施例中，提前改变PMIC 130的电源模式可以意味着在第一设备121和第二设备122同时操作之前提前改变电源模式。可以通过提前改变PMIC 130的电源模式来减少或防止由于第一设备121和第二设备122的同时操作而导致的共享电压VS的急剧电平变化(或电压降)。因此，可以提高用户系统100的可靠性。将参考以下附图更详细地描述本公开的电源模式改变方法。
在示例实施例中，主机设备110可以通过诸如系统电源管理接口(SPMI)的接口或系统总线来控制PMIC 130。例如，主机设备110可以通过SPMI来控制或改变PMIC 130的电源模式。
图2是图示图1的PMIC的框图。为了附图的简洁和描述的方便，在图2中图示了PMIC130的一些组件(例如，产生共享电压VS所必需的组件)，但是本公开不限于此。PMIC 130还可以包括用于产生包括工作电压VD1和VD2的各种其他工作电压的另外的组件。
参考图1至图2，PMIC 130可以包括噪声滤波器131、输入整流器132、DC-DC转换器133、输出整流器134和/或开关控制器135。
噪声滤波器131可以被配置为接收输入电力PWR并且去除输入电力PWR的各种噪声。输入整流器132可以被配置为对从噪声滤波器131输出的电力进行整流。DC-DC转换器133可以被配置为基于来自开关控制器135的开关信号SW来执行开关操作并且控制从输入整流器132输出的电力的大小。在示例实施例中，DC-DC转换器133可以是隔离转换器(isolated converter)或非隔离转换器。输出整流器134可以对DC-DC转换器133的输出进行整流以输出共享电压VS。
开关控制器135可以基于从输出整流器134输出的共享电压VS来产生开关信号SW。在示例实施例中，开关控制器135可以产生使得共享电压VS达到目标电压或者维持目标电压的开关信号SW。
在示例实施例中，开关控制器135可以响应于来自主机设备110的电源模式信号PM而产生开关信号SW。例如，开关控制器135可以基于各种电源模式(例如，脉冲频率调制(PFM)或脉冲宽度调制(PWM))来对开关信号SW进行调制。PFM方案在轻负载中可以是高效的，而PWM方案在重负载中可以是高效的。将参考图3更详细地描述PFM方案和PWM方案。
图3图示用于描述图2的PMIC的电源模式的定时图。参考图1至图3，PMIC 130可以基于PFM模式或PWM模式产生共享电压VS。PFM模式是指在维持开关信号SW的高电平时段(例如，脉冲宽度)的同时对开关信号SW的频率进行调制的模式。例如，如图3所示，在PFM模式下，开关信号SW可以在从ta1到ta2的时间段期间切换(例如，可以以高频率执行操作)。在一些示例实施例中，随着负载电流IL增大，共享电压VS可以增大。在从ta2到ta3的时间段期间，开关信号SW可以维持低电平(例如，可以以低频率执行操作)。在一些示例实施例中，由于不提供负载电流IL，所以共享电压VS可以减小。此后，开关信号SW可以在从ta3到ta4的时间段期间切换。在一些示例实施例中，负载电流IL和共享电压VS的波形可以与上述内容类似，因此将省略附加描述以避免冗余。
如上所述，在PFM模式下，当共享电压VS达到参考值时，可以通过产生高频率的开关信号SW来增加共享电压VS的电平。PFM模式可以适用于与共享电压VS相对应的负载处于轻负载状态的示例实施例。
PWM模式是指在维持开关信号SW的频率的同时对开关信号SW的高电平脉冲宽度进行调制的模式。例如，如图3所示，在PWM模式下，开关信号SW可以在从tb1到tb2的时间段期间具有高电平。在一些示例实施例中，负载电流IL可以增大。此后，在从tb2到tb3的时间段期间，开关信号SW可以维持低电平。在一些示例实施例中，负载电流IL可以减小。负载电流IL可以依据开关信号SW的电平而增大或减小，因此，可以大体上均匀地维持共享电压VS的电平。
在示例实施例中，当共享电压VS的电平相对低时，开关信号SW的高电平时段的长度可以增加；当共享电压VS的电平相对高时，开关信号SW的高电平时段的长度可以减少。PWM模式可以适用于与共享电压VS相对应的负载处于重负载状态的示例实施例。
在示例实施例中，当第一设备121和第二设备122之一操作时，PMIC 130可以基于PFM模式向第一设备121和第二设备122之一稳定地提供共享电压VS。然而，当第一设备121和第二设备122同时操作时，PMIC 130可能无法基于PFM模式稳定地提供共享电压VS。在一些示例实施例中，PMIC 130可以基于PWM模式稳定地提供共享电压VS。
上述脉冲频率调制(PFM)模式和脉冲宽度调制(PWM)模式是本公开的一些示例实施例，并且本公开不限于此。例如，PMIC 130可以基于各种电源模式产生共享电压VS。
图4是图示图1的主机设备的操作的流程图。参考图1和图4，在操作S110中，主机设备110可以执行第一设备121的操作。例如，主机设备110可以将数据存储在第一设备121中或者可以读取存储在第一设备121中的数据。第一设备121可以通过使用从PMIC 130提供的各种电压(例如，VD1和VS)在主机设备110的控制下操作。
在操作S120中，主机设备110可以基于操作配置文件112确定最优电源模式。例如，基于操作配置文件112，主机设备110可以预测是否要在执行第一设备121的操作的同时执行第二设备122的操作。或者，基于操作配置文件112，主机设备110可以预测或确定是否出现第一设备112和第二设备122同时操作的时段。主机设备110可以基于确定的结果来确定最优电源模式。
在操作S130中，基于确定的结果，主机设备110可以将电源模式改变为最优电源模式或者可以维持电源模式。例如，当主机设备110开始执行第一设备121的操作时，主机设备110可以不执行第二设备122的操作。在一些示例实施例中，PMIC 130可以基于适用于轻负载的PFM模式来进行操作。
当确定结果指示第二设备122的操作未被执行或者第一设备121和第二设备122不同时操作时，主机设备110可以维持适用于轻负载的PFM模式，而不用改变电源模式。相比之下，当确定结果指示预测到或预计出第二设备122的操作或者预测到第一设备121和第二设备122同时操作时，主机设备110可以将PMIC 130的电源模式改变为最优电源模式(例如，适用于重负载的PWM模式)。
在示例实施例中，可以在第一设备121和第二设备122同时操作的时段之前改变电源模式。或者，可以在第二设备122的操作发起或开始之前或者在与第二设备122的操作相对应的命令被发出或产生之前改变电源模式。
如上所述，根据本公开的主机设备110可以基于操作配置文件112来预测共享共享电压VS的第一设备121和第二设备122同时操作的时段。主机设备110可以基于预测结果在第一设备121和第二设备122同时操作之前(例如，提前)改变PMIC 130的电源模式。因此，因为可以提前应对在第一设备121和第二设备122同时操作的时段内(例如，在重负载时段内)可能出现的高峰值电流，所以可以提高用户系统100的整体可靠性。在示例实施例中，根据本公开的主机设备110可以使用机器学习、人工智能或其他一些技术来预测共享共享电压VS的第一设备121和第二设备122同时操作的时段。
图5是图示图1的用户系统的操作的定时图。下面，为了容易地描述本公开的示例实施例和技术思想，假定了第一设备121是通用闪存(UFS)设备并且第二设备122是动态随机存取存储器(DRAM)设备。然而，本公开不限于此。例如，第一设备121和第二设备122可以包括被配置为共享相同电压或相同电力(例如，共享电压VS)的各种组件。
参考图1和图5，第一设备121可以在主机设备110的控制下在从t0到t3的时段期间执行写入操作。在第一设备121执行写入操作时，第二设备122可以在从t1到t2的时段期间执行刷新操作(RF)。也就是说，在从t1到t2的时段期间，第一设备121和第二设备122可以同时执行操作。
在示例实施例中，在t0之前，因为第一设备121和第二设备122不执行操作，所以共享电压VS可以处于轻负载或无负载状态。因此，PMIC 130的电源模式可以基于PFM模式(特别是低频(LF)模式)产生共享电压VS。
在t0，第一设备121可以在主机设备110的控制下开始写入操作。在一些示例实施例中，因为共享电压VS被第一设备121使用，所以共享电压VS可以下降，或者与共享电压VS相对应的电流可以增大。因此，PMIC 130可以基于PFM模式(特别是高频(HF)模式)产生共享电压VS，以提供第一设备121的写入操作所必需的电压或电流。
此后，在tl，第二设备122可以执行刷新操作RF。在一些示例实施例中，因为第一设备121和第二设备122同时执行操作，所以与共享电压VS相对应的峰值电流可以增大。这可以意味着共享电压VS减小。响应于共享电压VS的电压降或峰值电流的增大，PMIC 130可以将用于产生共享电压VS的电源模式从与轻负载相对应的电源模式(例如，PFM模式)改变为与重负载相对应的电源模式(例如，PWM模式)。因此，在从t1到t2第一设备121和第二设备122同时操作的时段期间，可以稳定共享电压VS的电平，或者可以正常地提供必要的电流。
在第二设备122的刷新操作RF完成的时间点t2，PMIC 130可以将电源模式改变为与轻负载相对应的电源模式(例如，PFM模式)；在第一设备121的写入操作完成的时间点t3，PMIC 130可以将PFM模式的工作频率从高频(HF)改变为低频(LF)。
如上所述，PMIC 130可以基于共享电压VS的电平或与共享电压VS相对应的电流的幅度来改变电源模式。在一些示例实施例中，在与共享电压VS相对应的电流的峰值急剧改变的时间点(例如，t1)，因为电源模式改变了，所以共享电压VS的电平可能不稳定。因此，可能需要一种在负载急剧变化时用于稳定共享电压VS的电平的技术或设备。
图6A至图6F是用于描述根据图4的流程图的用户系统的操作的定时图。为了描述的方便，在下面，假定了第一设备121是UFS设备，第二设备122是DRAM设备，并且由第一设备121和第二设备122共享的共享电压VS是1.8V的VDDQ2。另外，在下面，假定了PMIC 130的与轻负载相对应的电源模式是PFM模式，PMIC 130的与重负载相对应的电源模式是PWM模式。然而，本公开不限于此。
参考图1和图6A至图6F，在主机设备110的控制下，第一设备121可以在从t0到t3的时段期间执行写入操作。在主机设备110的控制下，第二设备122可以在从t1到t2的时段期间执行刷新操作RF。
在示例实施例中，主机设备110可以提前预测第一设备121和第二设备122同时操作的时段，并且可以基于预测结果在第二设备122的操作之前(例如，提前)改变PMIC 130的电源模式。
例如，如图6A所示，主机设备110可以在时间点t0发起或开始第一设备121的写入操作。在一些示例实施例中，主机设备110的电源模式管理器111可以基于操作配置文件112来检查第一设备121的写入操作的预计执行时间和第二设备122的刷新操作的预计开始时间，并且可以基于检查结果来确定第一设备121和第二设备122同时操作的时段。
在执行第二设备122的刷新操作RF之前，也就是说，在时间点t0，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式。换句话说，电源模式管理器111可以在比时间点t1早的时间点t0提前改变PMIC 130的电源模式，时间点t1是第一设备121和第二设备122开始同时操作的时间点。在示例实施例中，时间点t0可以是第一设备121发起或开始操作的时间点。
在第一设备121的写入操作完成的时间点t3，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
或者，如图6B所示，在第一设备121的写入操作开始的时间点t0，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式。在第二设备122的刷新操作RF完成的时间点t2，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
或者，如图6C所示，在第一设备121的写入操作开始的时间点t0，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式。在从第二设备122的刷新操作RF完成的时间点t2起经过了参考时间或给定时间的时间点t4，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
也就是说，如参考图6B和图6C描述的，可以在从第二设备122的刷新操作RF完成的时间点(例如，从时间点t2)到第一设备121的写入操作完成的时间点(例如，到时间点t3)的时段内，将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。原因是因为在从t2到t3的时段期间仅执行第一设备121的写入操作，在第一设备121的写入操作期间在PMIC 130的PFM模式下稳定地提供共享电压VS。
或者，如图6D所示，在第一设备121的写入操作开始的时间点t0，电源模式管理器111可以将PMIC 130的工作频率从低频LF改变为高频HF。此后，在时间点t5，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式。在示例实施例中，时间点t5可以是比第二设备122的刷新操作RF开始的时间点t1早给定时间或参考时间的时间点。在示例实施例中，给定时间或参考时间可以是改变PMIC 130的电源模式所需的时间。在第一设备121的写入操作完成的时间点t3，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
或者，如图6E所示，电源模式管理器111可以在时间点t5将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式，并且可以在时间点t2将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
或者，如图6F所示，电源模式管理器111可以在时间点t5将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式，并且可以在时间点t4将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式。
在图6E和图6F的定时图中，将PMIC 130的电源模式从PFM模式改变为PWM模式的操作类似于参考图6D描述的操作，将PMIC 130的电源模式从PWM模式改变为PFM模式的操作类似于参考图6B和图6C描述的操作。因此，将省略附加描述以避免冗余。
如上所述，根据本公开的主机设备110可以基于操作配置文件112预计或预测第一设备121和第二设备122的操作被同时执行的时段。主机设备110可以在预计的第一设备121和第二设备122同时操作的时段之前改变PMIC 130的电源模式。因此，可以稳定地提供第一设备121和第二设备122共享的共享电压VS。
图7是图示包括在图1的主机设备中的操作配置文件的示例实施例的图。如上所述，主机设备110的电源模式管理器111可以基于操作配置文件112确定第一设备121和第二设备122同时操作的时段。
例如，操作配置文件112可以包括关于对第一设备121执行的操作OP11至OP1n的预计执行时间T_exe11至T_exe1n和预计开始时间T_st11至T_st1n的信息。操作配置文件112可以包括关于对第二设备122执行的操作OP21至OP2m的预计执行时间T_exe21至T_exe2m和预计开始时间T_st21至T_st2m的信息。其中，m和n为等于或大于2的整数。
主机设备110的电源模式管理器111可以通过上述操作配置文件112来确定第一设备121和第二设备122同时操作的时段。例如，当第一设备121的写入操作被执行时，电源模式管理器111可以确定第一设备121的写入操作的预计执行时间。电源模式管理器111可以基于操作配置文件112，通过检查第二设备122的操作OP21至OP2m的预计开始时间T_st21至T_st2m，来确定要在第一设备121的写入操作期间在第二设备122中执行的操作。
图8是详细地图示图4的操作S120的流程图。参考图1、图7和图8，图4的操作S120可以包括操作S121至操作S124。
在操作S121中，主机设备110可以搜索第一设备121的预计执行时间。例如，主机设备110可以执行第一设备121的写入操作。主机设备110可以基于操作配置文件112搜索第一设备121的写入操作的预计执行时间。
在操作S122中，主机设备110可以基于操作配置文件112搜索第二设备122的预计开始时间。例如，主机设备110可以基于操作配置文件112搜索第二设备122的操作的预计开始时间。
在操作S123中，主机设备110可以确定第一设备121的操作的预计执行时间与第二设备122的操作的预计开始时间中的至少一个是否重叠。例如，第一设备121的操作的预计执行时间与第二设备122的操作的预计开始时间中的至少一个重叠可以意味着第一设备121和第二设备122同时执行操作。
在一些示例实施例中(例如，在第一设备121的操作的预计执行时间与第二设备122的操作的预计开始时间中的至少一个重叠的示例实施例中)，主机设备110可以在操作S124中改变PMIC 130的电源模式。例如，如参考图6A至图6F描述的，主机设备110可以在第二设备122的操作被执行之前(例如，提前)将PMIC 130的电源模式改变为与重负载相对应的电源模式(例如，PWM模式)。
第一设备121的操作的预计执行时间不与第二设备122的操作的预计开始时间中的至少一个重叠可以意味着第一设备121和第二设备122不同时执行操作。
在一些示例实施例中(例如，在第一设备121的操作的预计执行时间不与第二设备122的操作的预计开始时间中的至少一个重叠的示例实施例中)，主机设备110可以不改变PMIC 130的电源模式。在示例实施例中，为了满足第一设备121的操作所需的电压或电流，PMIC 130可以改变PFM模式的工作频率。
上述操作配置文件112的示例仅用于简要描述述本公开的示例实施例，并且本公开不限于此。例如，操作配置文件112可以包括用于提前确定第一设备121和第二设备122的同时操作时段的各种信息。
如上所述，主机设备110可以基于操作配置文件112确定使用共享电压VS的第一设备121和第二设备122的同时操作时段，从而在第一设备121和第二设备122同时执行操作之前(例如，提前)改变被配置为产生共享电压VS的PMIC 130的电源模式。因此，可以向第一设备121和第二设备122稳定地提供共享电压VS，并且可以提高用户系统100的操作的稳定性和可靠性。
图9是图示图1的主机设备的图。参考图1和图9，主机设备110可以通过使用第一命令队列Q1来控制第一设备121并且可以通过使用第二命令队列Q2来控制第二设备122。例如，主机设备110可以将用于控制第一设备121的命令CMD11至CMD13添加到第一命令队列Q1并对其进行管理。主机设备110可以将用于控制第二设备122的命令CMD21和CMD22添加到第二命令队列Q2并对其进行管理。
电源模式管理器111可以基于包括在第一命令队列Q1和第二命令队列Q2中的命令的类型或数目，来产生用于控制PMIC 130的电源模式的电源模式信号PM。例如，命令被添加到第一命令队列Q1和第二命令队列Q2两者可以意味着第一设备121和第二设备122的操作被并行或同时执行。在一些示例实施例中，电源模式管理器111可以将PMIC 130的电源模式改变为与重负载相对应的电源模式(例如，PWM模式)。
或者，电源模式管理器111可以基于包括在第一命令队列Q1和第二命令队列Q2中的命令中是否存在给定命令来改变PMIC 130的电源模式。在示例实施例中，给定命令可以包括与第一设备121和第二设备122通过使用共享电压VS执行的操作相对应的命令。
或者，电源模式管理器111可以基于包括在第一命令队列Q1和第二命令队列Q2中的命令来确定要在第一设备121和第二设备122中执行的操作，可以通过操作配置文件112检查关于要在第一设备121和第二设备122中执行的操作的信息(例如，预计执行时间和预计开始时间)，并且可以基于检查到的信息改变PMIC 130的电源模式。
如上所述，主机设备110可以基于各种方案来确定第一设备121和第二设备122同时执行操作的时段，并且可以基于确定的结果提前改变PMIC 130的电源模式。
图10是图示根据本公开的示例实施例的PMIC的框图。在参考图1至图9描述的示例实施例中，给出了当PMIC 130基于PFM模式和PWM模式操作的描述，但是本公开不限于此。参考图1至图10，PMIC 230可以包括噪声滤波器231、输入整流器232、DC-DC转换器233、输出整流器234和/或开关控制器235。噪声滤波器231、输入整流器232、DC-DC转换器233、输出整流器234和开关控制器235与上述那些类似，因此将省略附加描述以避免冗余。
图10的PMIC 230还可以包括过充电控制器236。过充电控制器236可以响应于来自主机设备110(参考图1)的电源模式信号PM进行操作。例如，响应于来自主机设备110(参考图1)的电源模式信号PM，过充电控制器236可以控制开关控制器235，使得共享电压VS的电平大于或等于比第一下限值大的第二下限值。
例如，PMIC 230可以在PFM模式下操作。在一些示例实施例中，当共享电压VS的电平达到第一下限值时，开关控制器235可以通过增大开关信号SW的频率(或者通过增加开关信号SW的接通电平的次数)来增大共享电压VS的电平。开关控制器235可以通过上述操作来使共享电压VS维持在第一下限值或更大值。
响应于电源模式信号PM，过充电控制器236可以将开关控制器235的第一下限值改变为比第一下限值大的第二下限值。在一些示例实施例中，当共享电压VS的电平达到第二下限值时，开关控制器235可以通过增大开关信号SW的频率(或者通过增加开关信号SW的接通电平的次数)来增大共享电压VS的电平。也就是说，开关控制器235可以通过上述操作来使共享电压VS维持在第二下限值或更大值。
如上所述，由于过充电控制器236调整了共享电压VS的下限值，所以可以在重负载状态下(例如，在第一设备121和第二设备122(参考图1)同时操作的状态下)稳定地提供共享电压VS。
图11图示了图示共享电压根据图10的PMIC的电源模式变化的定时图。参考图10和图11，由PMIC 230产生的共享电压VS或VS’可以随着时间的推移(或者因第一设备和第二设备操作)而减小。
当过充电控制器236不操作(例如，处于过充电关闭状态)时，从PMIC 230产生的共享电压VS在达到第一下限值“1st Limit”之后被充电至特定电平。也就是说，当过充电控制器236不操作(例如，处于过充电关闭状态)时，共享电压VS可以减小至第一下限值“1stLimit”。
相比之下，当过充电控制器236操作(例如，处于过充电开启状态)时，从PMIC 230产生的共享电压VS在达到第二下限值“2nd Limit”之后被充电至特定电平。在示例实施例中，第二下限值“2nd Limit”可以大于第一下限值“1st Limit”。也就是说，过充电控制器236可以将共享电压VS’的参考值从第一下限值“1st Limit”改变为第二下限值“2ndLimit”，并且开关控制器235可以基于由此改变的第二下限值“2nd Limit”来产生开关信号SW。在一些示例实施例中，共享电压VS’可以维持比第二下限值“2nd Limit”高的电平。
如上所述，由于通过过充电控制器236的操作改变了共享电压VS’的参考值，所以共享电压VS’的最低电平可以变得相对高，因此，在重负载状态下(例如，在第一设备121和第二设备122(参考图1)同时操作的状态下)稳定的电压和电流供应是可能的。
图12是图示根据本公开的示例实施例的用户系统的框图。参考图12，用户系统300可以包括主机设备310、多个设备321至324和/或PMIC 330。
多个设备321至324可以在主机设备310的控制下操作。可以从PMIC 330向多个设备321至324提供各种电压，并且多个设备321至324可以通过使用所提供的电压来操作。
在示例实施例中，多个设备321至324中的一些设备可以共享来自PMIC 330的各种工作电压中的一些工作电压。例如，第一设备321和第二设备322可以共享来自PMIC 330的第一共享电压VS1。第三设备323和第四设备324可以共享来自PMIC 330的第二共享电压VS2。第一设备321至第四设备324可以共享来自PMIC 330的第三共享电压VS3。
主机设备310可以包括电源模式管理器311和操作配置文件312。电源模式管理器311可以基于操作配置文件312确定共享相同共享电压的设备同时执行操作的时段，并且可以基于确定结果提前改变产生相同共享电压的PMIC 330的电源模式。例如，基于操作配置文件312，电源模式管理器311可以确定是否要在执行第一设备321的操作的同时执行其余设备322、323和324的操作。当第二设备322的操作被预测为要在第一设备321的操作被执行的同时执行时(例如，当第一设备321和第二设备322被预测为同时操作时)，电源模式管理器311可以改变电源模式，使得PMIC 330基于与重负载相对应的电源模式来产生第一共享电压VS1和第三共享电压VS3(例如，要由第一设备321和第二设备322共享的共享电压)。在一些示例实施例中，电源模式管理器311可以在第一设备321和第二设备322同时操作之前(例如，提前)改变PMIC 330的电源模式。
如上所述，主机设备310的电源模式管理器311可以基于操作配置文件312确定多个设备321至324中的至少一些设备同时操作的时段(例如，重叠时段)，并且可以基于确定结果控制PMIC 330的电源模式。
在上述示例实施例中，给出了电源模式管理器311和操作配置文件312被包括在主机设备310中或者由主机设备310管理的描述，但是本公开不限于此。例如，电源模式管理器311和操作配置文件312可以用独立于主机设备310的单独设备来实现，并且可以通过监测主机设备310的操作或多个设备321至324的操作来确定以上重叠时段。或者，电源模式管理器311和操作配置文件312可以被包括在PMIC 330中。
在示例实施例中，可以基于多个设备321至324的操作特性提前确定操作配置文件312。或者，可以基于多个设备321至324的操作特性或损耗均衡实时地更新操作配置文件312。
图13是根据示例实施例的应用了存储设备的系统1000的图。图13的系统1000基本上可以是移动系统，例如便携式通信终端(例如，移动电话)、智能手机、平板个人计算机(PC)、可穿戴装置、医疗保健装置或物联网(IOT)装置。但是，图1的系统1000不必限于移动系统，其可以是PC、膝上型计算机、服务器、媒体播放器或汽车装置(例如，导航装置)。
参照图13，系统1000可以包括主处理器1100、存储器(例如，1200a和1200b)以及存储装置(例如，1300a和1300b)。并且，系统1000可以包括图像捕获装置1410、用户输入装置1420、传感器1430、通信装置1440、显示器1450、扬声器1460、供电装置1470以及连接接口1480中的至少一个。
主处理器1100可以控制系统1000的所有操作，更具体地，可以控制系统1000中包括的其他组件的操作。主处理器1100可以被实现为通用处理器、专用处理器或应用程序处理器等。
主处理器1100可以包括至少一个中央处理器(CPU)核1110，并且还包括控制器1120，其用于控制存储器1200a和1200b和/或存储装置1300a和1300b。在一些实施例中，主处理器1100可以进一步包括加速器1130，其是用于诸如人工智能(AI)数据操作等的高速数据操作的专用电路。加速器1130可以包括图形处理单元(GPU)、神经处理单元(NPU)和/或数据处理单元(DPU)等，并且被实现为与主处理器1100的其他组件物理上分离的芯片。
存储器1200a和1200b可以用作系统1000的主存储装置。尽管存储器1200a和1200b可以分别包括易失性存储器，例如静态随机存取存储器(SRAM)和/或动态随机存取存储器(DRAM)等,但是存储器1200a和1200b可以分别包括非易失性存储器，例如闪存、相变随机存取存储器(PRAM)和/或电阻式随机存取存储器(RRAM)等。存储器1200a和1200b可以在与主处理器1100相同的封装中实现。
存储装置1300a和1300b可以用作非易失性存储装置，其被配置为不管是否被供电都存储数据，并且具有比存储器1200a和1200b更大的存储容量。存储装置1300a和1300b可以分别包括存储器控制器(STRG CTRL)1310a和1310b以及非易失性存储器(NVM)1320a和1320b，其被配置为经由存储器控制器1310a和1310b的控制来存储数据。尽管NVM 1320a和1320b可以包括具有二维(2D)或三维(3D)结构的V-NAND闪存，但是NVM 1320a和1320b可以包括其他类型的NVM，例如PRAM和/或RRAM等。
存储装置1300a和1300b可以与主处理器1100物理上分离并且包括在系统1000中，或者可以在与主处理器1100相同的封装中实现。另外，存储装置1300a和1300b可以具有固态装置(SSDs)或存储卡的类型，并且可以通过诸如稍后将描述的连接接口1480之类的接口与系统100的其他组件可移除地结合。存储装置1300a和1300b可以是应用了诸如通用闪存(UFS)、嵌入式多媒体卡(eMMC)或NVMe之类的标准协议的装置，但不限于此。
图像捕获装置1410可以拍摄静止图像或运动图像。图像捕获装置1410可以包括照相机、便携式摄像机和/或网络摄像头等。
用户输入装置1420可以接收由系统1000的用户输入的各种类型的数据，并且包括触摸板、键区、键盘、鼠标和麦克风等。
传感器1430可以检测可以从系统1000的外部获得的各种类型的物理量，并将所检测的物理量转换成电信号。传感器1430可以包括温度传感器、压力传感器、照度传感器、位置传感器、加速度传感器、生物传感器和/或陀螺仪传感器等。
通信装置1440可以根据各种通信协议在系统1000外部的其他装置之间发送和接收信号。通信装置1440可以包括天线、收发器或调制解调器等。
显示器1450和扬声器1460可以用作输出装置，其被配置为分别向系统1000的用户输出视觉信息和听觉信息。
供电装置1470可以适当地转换从嵌入在系统1000中的电池(未示出)和/或外部电源供应的电力，并且将所转换的电力供应给系统1000的每个组件。
在示例实施例中，系统1000中包括的各种组件中的至少一些可以共享从供电装置1470提供的特定电力或特定电压。在一些示例实施例中，系统1000的主处理器1100可以基于参考图1至图12描述的方法来确定共享特定电力或特定电压的组件的操作彼此重叠的重叠时段，并且可以依据确定结果在重叠时段之前改变供电装置1470的电源模式。
在示例实施例中，用于确定其中各种组件中的至少一些同时操作的重叠时段的操作配置文件和电源模式管理器可以被存储在存储器1200a和1200b中，并且可以由主处理器1100驱动。或者，操作配置文件和电源模式管理器可以被嵌入在供电装置1470中。
连接接口1480可以提供系统1000和外部装置之间的连接，该外部装置连接到系统1000并且能够向系统1000发送数据和从系统1000接收数据。连接接口1480可以通过使用各种接口方案来实现，例如，高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、外部串行ATA(e-SATA)、小型计算机系统接口(SCSI)、串行SCSI(SAS)、外部设备互连(PCI)、PCI express(PCIe)、NVMe、IEEE 1394、通用串行总线(USB)接口、安全数码(SD)卡接口、多媒体卡(MMC)接口、嵌入式多媒体卡(eMMC)接口、UFS接口、嵌入式UFS(eUFS)接口和紧凑式闪存(CF)卡接口等。
图14是图示根据本公开的固态装置(solid state drive，SSD)系统的框图。参考图14，SSD系统2000可以包括主机2100和/或存储设备2200。存储设备2200可以通过信号连接器2201与主机2100交换信号SIG，并且可以通过电力连接器2202被供应电力PWR。存储设备2200可以包括SSD控制器2210、多个非易失性存储器2221至222n、PMIC 2230和缓冲存储器2240。
SSD控制器2210可以响应于从主机2100接收到的信号SIG而控制多个非易失性存储器2221至222n。多个非易失性存储器2221至222n可以在SSD控制器2210的控制下操作。缓冲存储器2240可以被用作存储设备2200的缓冲存储器。
PMIC 2230通过电力连接器2202与主机2100连接。PMIC 2230可以从主机2100接收电力PWR并且可以为存储设备2200供电。在示例实施例中，PMIC 2230可以被配置为在SSD控制器2210的控制下改变电源模式。例如，SSD控制器2210可以被配置为确定SSD系统2000中包括的各种组件中的至少一些同时操作的重叠时段，并且在重叠时段之前改变PMIC 2230的电源模式。用于改变电源模式的配置类似于参考图1至图12描述的配置，因此将省略附加描述以避免冗余。
以上公开的元件中的一个或更多个可以包括以下各项或者被实现在以下各项中：一个或更多个处理电路，诸如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如运行软件的处理器；或它们的组合。例如，处理电路更具体地可以包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
根据本公开，主机设备可以预计(或预测)共享相同共享电压的至少两个设备同时操作的重叠时段，并且可以在重叠时段之前改变产生共享电压的电源管理集成电路的电源模式。因此，因为共享电压或电流被稳定地提供给每个设备，所以提供了一种用户系统及其操作方法，该用户系统包括共享具有提高的电力可靠性的共享电压的第一设备和第二设备以及被配置为产生共享电压的电源管理集成电路。
虽然已经参考本公开的示例实施例描述了本公开，但是对本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的精神和范围的情况下，可以对其做出各种改变和修改。

Claims (20)

1.一种用户系统的操作方法，所述用户系统包括共享共享电压的第一设备和第二设备以及被配置为产生所述共享电压的电源管理集成电路，电源管理集成电路即PMIC，所述方法包括：
执行所述第一设备的第一操作；
基于操作配置文件，确定是否要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的第二操作；以及
当确定了要在所述第一设备执行所述第一操作的同时执行所述第二设备的所述第二操作时，在所述第二设备执行所述第二操作之前将所述PMIC的电源模式从第一电源模式改变为第二电源模式，
其中，所述PMIC被配置为基于所述第一电源模式或所述第二电源模式产生所述共享电压。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一设备是通用闪存设备，并且所述第二设备是动态随机存取存储器设备即DRAM设备，并且
其中，所述共享电压是1.8V的VDDQ2电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二操作包括所述DRAM设备的刷新操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一电源模式是脉冲频率调制模式，而所述第二电源模式是脉冲宽度调制模式。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第一设备开始执行所述第一操作的同时，所述PMIC的所述电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二设备开始执行所述第二操作的时间点之前给定时间，所述PMIC的所述电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述PMIC的所述电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式之后执行所述第二设备的所述第二操作。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在从所述第二设备的所述第二操作完成的时间点起经过给定时间之后，将所述PMIC的所述电源模式从所述第二电源模式改变为所述第一电源模式。
9.根据权利要求7所述的方法，还包括：
在所述第二设备的所述第二操作完成然后所述第一设备的所述第一操作完成的时间点，将所述PMIC的所述电源模式从所述第二电源模式改变为所述第一电源模式。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作配置文件包括关于与所述第一设备和所述第二设备的每一个操作相关联的预计执行时间和预计开始时间的信息。
11.一种用户系统，所述用户系统包括：
电源管理集成电路即PMIC，所述PMIC被配置为基于第一电源模式和第二电源模式之一产生共享电压；
第一设备，所述第一设备被配置为通过使用所述共享电压进行操作；
第二设备，所述第二设备被配置为通过使用所述共享电压进行操作；以及
主机设备，所述主机设备被配置为控制所述第一设备和所述第二设备，确定所述第一设备和所述第二设备同时进行操作的重叠时段，并且在所述重叠时段之前将所述PMIC的电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式。
12.根据权利要求11所述的用户系统，其中，所述主机设备包括应用处理器，
其中，所述第一设备是第一通用闪存设备，
其中，所述第二设备是动态随机存取存储器设备，并且
其中，所述共享电压是1.8V的VDDQ2电压。
13.根据权利要求11所述的用户系统，其中，所述PMIC包括：
噪声滤波器，所述噪声滤波器被配置为去除输入电力的噪声；
输入整流器，所述输入整流器被配置为对所述噪声滤波器的输出进行整流；
DC-DC转换器，所述DC-DC转换器被配置为响应于开关信号对所述输入整流器的输出进行转换；
输出整流器，所述输出整流器被配置为对所述DC-DC转换器的输出进行整流以输出所述共享电压；以及
开关控制器，所述开关控制器被配置为依据所述第一电源模式或所述第二电源模式，基于所述共享电压产生所述开关信号。
14.根据权利要求13所述的用户系统，其中，所述第一电源模式是脉冲频率调制模式，而所述第二电源模式是脉冲宽度调制模式。
15.根据权利要求13所述的用户系统，其中，所述PMIC还包括：
过充电控制器，所述过充电控制器被配置为在所述主机设备的控制下控制所述共享电压的下限值，并且
其中，所述开关控制器产生使得所述共享电压大于或等于由所述过充电控制器控制的所述下限值的所述开关信号。
16.根据权利要求11所述的用户系统，其中，所述主机设备包括操作配置文件，所述操作配置文件包括关于与所述第一设备和所述第二设备的每一个操作相关联的预计执行时间和预计开始时间的信息，并且
其中，所述主机设备基于所述操作配置文件确定所述重叠时段。
17.根据权利要求11所述的用户系统，其中所述主机设备通过系统电源管理接口来控制所述PMIC的所述电源模式。
18.一种用户系统的操作方法，所述用户系统包括共享第一电压的通用闪存设备即UFS设备和动态随机存取存储器设备即DRAM设备、被配置为产生所述第一电压的电源管理集成电路即PMIC，所述方法包括：
对所述UFS设备执行写入操作；以及
当要在所述写入操作被执行的同时执行所述DRAM设备的刷新操作时，在执行所述刷新操作之前将所述PMIC的电源模式从第一电源模式改变为第二电源模式。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第一电源模式是脉冲频率调制模式，而所述第二电源模式是脉冲宽度调制模式。
20.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述UFS设备的所述写入操作开始执行的时间点，将所述PMIC的所述电源模式从所述第一电源模式改变为所述第二电源模式。
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