Während der Designphase einer integrierten Schaltung sind oftmals die Anforderungen an die Energieversorgung der integrierten Schaltung noch nicht vollständig bekannt. Deshalb wird die Energieversorgung meist mit ausreichender Reserve entworfen und später auch betrieben. So wird auch sicher gestellt, dass spätere Änderungen der Schaltung in der Produktlebenszeit nicht zu einem Redesign der Energieversorgung der integrierten Schaltung führen. So führt beispielsweise ein höherer Speedsort bei einem DRAM zu einem höheren Stromverbrauch, der dann von der Energieversorgung des DRAM's bewältigt werden muss.During the design phase of an integrated circuit, often the requirements for the power supply of the integrated circuit are not completely known. Therefore, the energy supply is usually designed with sufficient reserve and operated later. This also ensures that subsequent changes in the circuit in the product life do not lead to a redesign of the power supply of the integrated circuit. For example, a higher Speedsort in a DRAM to a higher power consumption, which then has to be handled by the power supply of the DRAM.
Aus DE 10101558 C1 ist ein Verfahren zum Steuern einer Versorgungsschaltung und eine integrierte Schaltung bekannt. Dabei wird ein Verfahren zum Steuern einer Versorgungsschaltung einer integrierten Schaltung und eine integrierte Schaltung beschrieben, wobei bei einem vorgegebenen Aktivzustand eines Speicherbausteins weitere Eingangssignale überwacht und ausgewertet werden. Ergibt die Überwachung der weiteren Eingangssignale, dass für das Betreiben des Speicherbausteins eine Versorgungsschaltung, die den Speicherbaustein mit einer vorgegebenen Spannung versorgt, nicht benötigt wird, so wird die entsprechende Versorgungsschaltung in einen stromsparenden Zustand geschaltet. Auf diese Weise wird trotz des von außen als aktiv vorgegebenen Zustands des Speicherbausteins Strom eingespart. Die Überwachung und Auswertung des Eingangssignals werden in der Weise durchgeführt, dass die Überwachungseinheit aufgrund mindestens eines weiteren Eingangssignals erkennt oder aufgrund mindestens eines Steuerbefehls erkennt, ob tatsächlich ein hoher Strombedarf der integrierten Schaltung besteht. Dazu sind beispielsweise vorgegebene Eingangssignalmuster in einem Speicher abgelegt, die von der Überwachungseinheit mit den tatsächlich anliegenden Signalmustern verglichen werden. Ergibt der Vergleich, dass das erfasste Eingangssignalmuster mit dem abgelegten Signalmuster übereinstimmt, das einem geringen Strombedarf der integrierten Schaltung entspricht, so wird trotz des High-Zustands des Enable-Signals von der Überwachungseinheit ein Umschaltsignal an die Verzögerungsschaltung ausgegeben, das die Versorgungsschaltung in einen Zustand zum Versorgen eines geringeren Strombedarfs schaltet.Out DE 10101558 C1 For example, a method of controlling a supply circuit and an integrated circuit is known. In this case, a method for controlling a supply circuit of an integrated circuit and an integrated circuit will be described, wherein in a given active state of a memory module further input signals are monitored and evaluated. If the monitoring of the further input signals reveals that a supply circuit which supplies the memory module with a predetermined voltage is not required for the operation of the memory module, the corresponding supply circuit is switched to a power-saving state. In this way, despite the externally specified as active state of the memory module power is saved. The monitoring and evaluation of the input signal are carried out in such a way that the monitoring unit recognizes due to at least one further input signal or due to at least one control command detects whether there is actually a high power consumption of the integrated circuit. For this purpose, for example, predetermined input signal patterns are stored in a memory, which are compared by the monitoring unit with the actual applied signal patterns. If the comparison reveals that the detected input signal pattern coincides with the stored signal pattern, which corresponds to a low power consumption of the integrated circuit, then despite the high state of the enable signal from the monitoring unit, a switching signal is output to the delay circuit, which switches the supply circuit to a state to supply a lower power consumption switches.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung die Energieversorgung einer integrierten Schaltung zu verbessern.It is an object of the invention to improve the power supply of an integrated circuit.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bzw. 7 gelöst.This object is achieved with the features of claims 1 and 7, respectively.
Die integrierte Schaltung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren gemäß Anspruch 7 haben den Vorteil, dass mit Hilfe einer einfachen Schaltung und eines einfachen Verfahrens eine relativ präzise Anpassung der Anzahl der tatsächlich benötigten Spannungsgeneratoren erreicht wird.The integrated circuit according to claim 1 and the method according to claim 7 have the advantage that with the aid of a simple circuit and a simple method, a relatively precise adaptation of the number of actually required voltage generators is achieved.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erleutert.In the following, embodiments of the invention will be described in more detail with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
1 eine schematische Übersicht eines Ausführungsbeispiels einer Energieversorgung einer integrierten Schaltung; 1 a schematic overview of an embodiment of a power supply of an integrated circuit;
2 eine detailliertere Übersicht eines weiteren Ausführungsbeispiels; 2 a more detailed overview of another embodiment;
3 ein Ausführungsbeispiel eines Signalzählers; 3 an embodiment of a signal counter;
4 eine beispielhafte Signalfolge; und 4 an exemplary signal sequence; and
5 eine beispielhafte Entscheidungsfunktion. 5 an exemplary decision function.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil davon bilden, und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung praktiziert werden kann.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced.
In 1 ist eine integrierte Schaltung 1 mit einem Energieversorgungssystem 2 in einem Blockschaltbild gezeigt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind weitere Bestandteile der integrierten Schaltungen 1 nicht dargestellt. Die integrierte Schaltung 1 kann jegliche integrierte Schaltung darstellen, welche ein internes Energieversorgungssystem besitzt. Dies können z. B. Prozessoren, Speicherbausteine, signalverarbeitende Schaltungen oder Schaltungen aus dem Kommunikations- oder Informationsbereich sein.In 1 is an integrated circuit 1 with a power supply system 2 shown in a block diagram. For clarity, other components of the integrated circuits 1 not shown. The integrated circuit 1 may represent any integrated circuit having an internal power supply system. This can z. As processors, memory devices, signal processing circuits or circuits from the communication or information area.
Die integrierte Schaltung 1 weist einen Signaleingang 3 auf, an dem der integrierten Schaltung 1 externe Signale zur Verfügung gestellt werden. Ein Signalzähler 4 ist mit dem Signaleingang 3 verbunden und zählt die Signale. Der Signalzähler 4 kann entweder ein einzelnes Signal oder mehrere Signale zählen. Der Begriff Signale zählen umfasst sowohl das Zählen einzelner Signalaktivierungen oder Flanken eines einzelnen Signals innerhalb eines bestimmten Zeitinterwalls als auch das Zählen eines einmaligen Ein- bzw. Ausschalten eines Signals. Die Zählung kann auch auf ein bestimmtes bzw. mehrere bestimmte Signale eingeschränkt sein, welche beispielsweise auf energieverbrauchende Tätigkeiten der integrierten Schaltung 1 hinweisen. Weiterhin umfasst sind auch Signale, die von den extern zur Verfügung gestellten Signalen abgeleitet sind. Signale können also direkt oder indirekt gezählt werden.The integrated circuit 1 has a signal input 3 on, at which the integrated circuit 1 external signals are provided. A signal counter 4 is with the signal input 3 connected and counts the signals. The signal counter 4 can either count a single signal or multiple signals. The term counting signals includes both counting individual signal activations or edges of a single signal within a certain time interval as well as counting a single switching on or off of a signal. The count may also be restricted to a specific or several specific signals, which, for example, energy-consuming activities of the integrated circuit 1 clues. Also included are signals derived from the externally provided signals. Signals can therefore be counted directly or indirectly.
Ein Entscheidungsblock 5 ist mit dem Signalzähler 4 verbunden. Der Entscheidungsblock 5 erhält von dem Signalzähler 4 ein oder mehrere Signale, welche Information über die gezählten Signale beinhalten. Mehrere Spannungsgeneratoren 6, von denen hier beispielsweise vier dargestellt sind, sind mit dem Entscheidungsblock 5 verbunden. Unter Spannungsgeneratoren werden hier auch Spannungsregler und Ladungspumpen verstanden sowie weitere Schaltungselemente oder Schaltungen, welche ein Spannungsniveau zur Verfügung stellen oder einen Teil der integrierten Schaltung 1 mit Strom oder Spannung versorgen.A decision block 5 is with the signal counter 4 connected. The decision block 5 receives from the signal counter 4 one or more signals containing information about the counted signals. Multiple voltage generators 6 of which four are shown here, for example, are with the decision block 5 connected. Voltage generators are also understood to mean voltage regulators and charge pumps as well as further circuit elements or circuits which provide a voltage level or form part of the integrated circuit 1 supply with electricity or voltage.
Basierend auf den gezählten Signalen trifft der Entscheidungsblock 5 eine Entscheidung wie viele Spannungsregler 6 benötigt werden. Der Entscheidungsblock 5 kann entweder die Spannungsregler 6 direkt ein- bzw. ausschalten oder er gibt ein oder mehrere Signale an eine nachgelagerte Steuerung aus, welche dann die benötigte Anzahl der Spannungsgeneratoren 6 aktiviert.Based on the counted signals, the decision block hits 5 a decision on how many voltage regulators 6 needed. The decision block 5 can either the voltage regulator 6 directly turn on or off or he outputs one or more signals to a downstream controller, which then the required number of voltage generators 6 activated.
Der Signalzähler 4 kann dem Entscheidungsblock 5 Signale zur Verfügung stellen über die Anzahl von Signalzählungen oder auch über die Wichtigkeit einzelner Signale beispielsweise durch Wichtungen. Ebenfalls ist es möglich, dass der Signalzähler 4 dem Entscheidungsblock 5 ein Overdrive-Signal schickt worauf hin der Entscheidungsblock 5 sämtliche oder eine festgelegte Anzahl von Spannungsgeneratoren 6 aktiviert. Durch das Overdrive-Signal wird der Signalzähler 4 gewissermassen überbrückt, er zählt nicht bis zum Ende. Das Overdrive-Signal kann beispielsweise verwendet werden, wenn eine starke Belastung oder Aktivität der integrierten Schaltung 1 erwartet wird.The signal counter 4 can the decision block 5 Provide signals about the number of signal counts or about the importance of individual signals, for example by weighting. It is also possible that the signal counter 4 the decision block 5 an overdrive signal sends to the decision block 5 all or a fixed number of voltage generators 6 activated. The overdrive signal turns the signal counter 4 in a way bridged, he does not count to the end. The overdrive signal can be used, for example, when a heavy load or activity of the integrated circuit 1 is expected.
Allgemein ausgedrückt werden Eingangssignale der integrierten Schaltung 1 gezählt und ausgewertet um eine Einschätzung über den Energieverbrauch oder den Strombedarf der integrierten Schaltung zu gewinnen, den die Ausführung dieser Signale in unmittelbarer Zukunft erfordert. Mit dieser Information kann die Anzahl der Spannungsgeneratoren exakt eingestellt werden. Durch das Abschalten nicht benötigter Spannungsgeneratoren 6 wird der Stromverbrauch der integrierten Schaltung 1 gesenkt, da die Eigenstromaufnahme der abgeschalteten Spannungsgeneratoren entfällt. Auch kann die Spannungsstabilität und Qualität verbessert werden. Beispielsweise bei Ladungspumpen wird ein stärkeres Überschwingen der Ausgangsspannung vermieden, was durch niedrige Aktivierungsfrequenz aller eingeschaltenen Ladungspumpen entstehen kann.Generally, input signals of the integrated circuit 1 counted and evaluated to gain an estimate of the power consumption or power requirements of the integrated circuit required by the execution of these signals in the immediate future. With this information, the number of voltage generators can be set exactly. By switching off unneeded voltage generators 6 becomes the power consumption of the integrated circuit 1 lowered, since the self-current absorption of the switched off voltage generators is eliminated. Also, the tension stability and quality can be improved. For example, in charge pumps, a greater overshoot of the output voltage is avoided, which can be caused by low activation frequency of all switched charge pumps.
Zusätzlich können dem Entscheidungsblock 5 weitere Signale, von denen beispielhaft die Signale 7 und 8 dargestellt sind, zugeführt werden. Das Signal 7 gibt beispielsweise den Betriebszustand der integrierten Schaltung 1 an, wie beispielsweise einen Power-Down Modus. Das Signal 8 gibt beispielsweise an mit welcher Geschwindigkeit die integrierte Schaltung 1 betrieben wird. Dies kann beispielsweise eine bestimmte Taktfrequenz bei einen Prozessor oder einem Speicher sein. Die beiden Signale 7 und 8 können entweder intern in der integrierten Schaltung 1 bestimmt werden bzw. vorhanden sein, wie z. B. in einem Register abgespeichert oder aus einer lokalen Clock erzeugt werden. Es ist auch möglich, dass die Signale 7 und oder 8 der integrierten Schaltung 1 von extern zugeführt werden, beispielsweise von einer übergeordneten Steuerung, einem Prozessor, einem BIOS oder einem Speichercontroller.Additionally, the decision block 5 other signals, among which the signals 7 and 8th are shown, are supplied. The signal 7 indicates, for example, the operating state of the integrated circuit 1 on, such as a power-down mode. The signal 8th indicates, for example, at what speed the integrated circuit 1 is operated. This can be, for example, a specific clock frequency in a processor or a memory. The two signals 7 and 8th can either internally in the integrated circuit 1 be determined or be present, such. B. stored in a register or generated from a local clock. It is also possible that the signals 7 and or 8th the integrated circuit 1 be supplied externally, for example from a higher-level controller, a processor, a BIOS or a memory controller.
2 zeigt eine integrierte Schaltung 11, welche eine DRAM Speicheranordnung enthält, die aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. Die integrierte Schaltung 11 weist ein Energieversorgungssystem 12 auf, welches im Folgenden genauer beschrieben wird. An einem Signaleingang 13 der integrierten Schaltung 11 liegen mehrere Signale an, beispielsweise die Active Low Signale CAS , RAS , CS und CKE sowie ein Adresssignal ADR<0:12>. Die entsprechenden Signaleingänge sind mit einem Eingangsreceiver 17 verbunden, welcher die Active Low Signale CAS , RAS , CS und CKE in Activ High Signale CAS, RAS, CS, CKE umwandelt. Je nach Betrachtungsweise kann der Eingangsreciver 17 auch als Bestandteil des Signaleingangs 13 angesehen werden. 2 shows an integrated circuit 11 , which contains a DRAM memory arrangement, which is not shown for reasons of clarity. The integrated circuit 11 has an energy supply system 12 which will be described in more detail below. At a signal input 13 the integrated circuit 11 are several signals, such as the active low signals CAS . RAS . CS and CKE and an address signal ADR <0:12>. The corresponding signal inputs are with an input receiver 17 connected to which the active low signals CAS . RAS . CS and CKE in Activ High signals CAS, RAS, CS, CKE converted. Depending on the view, the input reciver 17 also as part of the signal input 13 be considered.
Der Eingangsreceiver 17 ist mit einer Zustandsmaschine 18 verbunden, welche die Signale CAS, RAS, CS, CKE und ADR empfängt und daraus lokale Signale wie beispielsweise RCAS, WCAS, ACT und PRE ableitet. Diese Signale werden einem Signalzähler 14 zugeführt, welcher mit der Zustandsmaschiene 18 verbunden ist. Der Signalzähler 14 zählt hier abgeleitete Signale RCAS, WCAS, ACT und PRE, welche von den Signalen CAS , RAS , CS , CKE und ADR welche am Signaleingang 13 zur Verfügung gestellt werden, abgeleitet sind. Der Signalzähler 14 kann auch eines oder mehrere der am Signaleingang 13 zur Verfügung gestellten Signale direkt zählen. Denkbar ist auch eine Kombination von am Signaleingang 13 zur Verfügung gestellten Signalen und davon abgeleiteten Signalen, welche dem Signalzähler 14 zur Verfügung gestellt werden. Ein Ausführungsbeispiel des Signalzählers 14 wird später anhand von 3 erläutert.The input receiver 17 is with a state machine 18 which receives the signals CAS, RAS, CS, CKE and ADR and derives therefrom local signals such as RCAS, WCAS, ACT and PRE. These signals become a signal counter 14 supplied with which the state machine 18 connected is. The signal counter 14 here are derived signals RCAS, WCAS, ACT and PRE, which are from the signals CAS . RAS . CS . CKE and ADR which at the signal input 13 provided are derived. The signal counter 14 can also be one or more of the signal input 13 count the signals provided directly. Also conceivable is a combination of at the signal input 13 provided signals and signals derived therefrom which the signal counter 14 to provide. An embodiment of the signal counter 14 will be later based on 3 explained.
Mit dem Signalzähler 14 ist ein Multiplexer 19 verbunden welcher von dem Signalzähler 14 die Signale FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT und FRE_PRE enthält. In diesem Beispiel haben diese Signale eine Breite von jeweils 5 Bit. Dies ist ein beispielhafter Wert. Sämtliche in allen Figuren gezeigten Signale können eine Breite von einem oder mehreren Bit aufweisen. Der Multiplexer 19 führt die vier Eingangssignale FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT und FRE_PRE zu einem Ausgangssignal FRE_GEN zusammen, welches im diesen Beispiel ebenfalls 5 Bit aufweist. Der Multiplexer 19 ist mit einem Entscheidungsblock 15 verbunden und gibt das Ausgangssignal FRE_GEN an dem Entscheidungsblock 15 aus. Der Multiplexer 19 kann entfallen, dann werden die vier Signale FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT und FRE_PRE direkt an den Entscheidungsblock 15 übertragen. Der Multiplexer 19 kann auch Bestandteil des Signalzählers 14 sein.With the signal counter 14 is a multiplexer 19 which is connected to the signal counter 14 the Signals FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT and FRE_PRE contains. In this example, these signals have a width of 5 bits each. This is an exemplary value. All signals shown in all the figures may have a width of one or more bits. The multiplexer 19 merges the four input signals FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT and FRE_PRE into an output signal FRE_GEN, which also has 5 bits in this example. The multiplexer 19 is with a decision block 15 and outputs the output signal FRE_GEN at the decision block 15 out. The multiplexer 19 can be omitted, then the four signals FRE_RCAS, FRE_WCAS, FRE_ACT and FRE_PRE directly to the decision block 15 transfer. The multiplexer 19 can also be part of the signal counter 14 be.
In Abhängigkeit von dem Signal FRE_GEN ermittelt der Entscheidungsblock 15 die Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren 16, die zu einem fehlerfreien und verbrauchsoptimierten Betrieb der integrierten Schaltung 11 notwendig sind. Eine beispielhafte Funktion ist in 5 gezeigt und wird später erläutert. Die Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren 16 gibt der Entscheidungsblock 15 in einem Signal GEN an die Spannungsgeneratoren 16 aus. Die Bit-Breite des Signals GEN ist hier von 0 bis n angegeben und wird derart gewählt, dass sämtliche Spannungsgeneratoren 16 der integrierten Schaltung 11 angesprochen werden können. Es kann auch vorgesehen sein, dass nicht sämtliche Spannungsgeneratoren abschaltbar sind sondern nur ein gewisser Anteil der Spannungsgeneratoren. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass einige Spannungsgeneratoren für einen sogenannten Grundlastbetrieb nicht abschaltbar sind während Spannungsgeneratoren, die eher für den dynamischen Betrieb oder bei welchen großes Einsparpotenzial besteht, abschaltbar sein können.The decision block determines in dependence on the signal FRE_GEN 15 the number of voltage generators required 16 leading to error-free and consumption-optimized operation of the integrated circuit 11 necessary. An exemplary feature is in 5 and will be explained later. The number of required voltage generators 16 gives the decision block 15 in a signal GEN to the voltage generators 16 out. The bit width of the signal GEN is given here from 0 to n and is chosen such that all voltage generators 16 the integrated circuit 11 can be addressed. It can also be provided that not all voltage generators can be switched off but only a certain proportion of the voltage generators. For example, it may be provided that some voltage generators for a so-called base load operation can not be switched off while voltage generators that are more likely to be able to be operated dynamically or at which large savings potential can be switched off.
Der Entscheidungblock 15 weist weiterhin einen oder mehrere weitere Signaleingänge 20 auf, über welche dem Entscheidungsblock 15 weitere Informationen zugeführt werden, um bei der Bestimmung der Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren berücksichtigt zu werden. Dies können externe Signale sein, wie beispielsweise der Modus in dem sich die integrierte Schaltung 11 befindet oder befinden soll. Wobei diese externen Signale auch in einem Register, das sich in der integrierten Schaltung 11 befindet, gespeichert werden können. Es können auch interne Signale verwendet werden, wie beispielsweise mit welcher Taktfrequenz die integrierte Schaltung 11 betrieben wird. Diese Information kann beispielsweise die Auswahl einer Kennlinie beeinflussen, da ein Speicherchip bei doppelter Taktfrequenz einen in etwa doppelt so hohen Stromverbrauch aufweist.The decision block 15 also has one or more additional signal inputs 20 on, over which the decision block 15 additional information is supplied to be taken into account in determining the number of voltage generators required. These may be external signals, such as the mode in which the integrated circuit 11 is or should be located. Whereby these external signals are also in a register, which is in the integrated circuit 11 is, can be stored. Internal signals may also be used, such as at which clock frequency the integrated circuit 11 is operated. This information can, for example, influence the selection of a characteristic, since a memory chip has an approximately twice as high power consumption at twice the clock frequency.
Anhand der 3 und 4 wird nun eine mögliche Implementierung des Signalzählers 14 beschrieben. Der Signalzähler 14 weist einen Zähler 14a und eine damit verbundene Zeitkontrolle 14b auf. Am Signaleingang des Zählers 14a liegt das Signal RCAS an, also ein Lesesignal für den Bitline Zugriff. Dieses Signal wird beispielhaft aus der in 2 gezeigten Gruppe der Signale RCAS, WCAS, ACT und PRE betrachtet. Eine gleich oder ähnliche Implementierung kann auch für die anderen Signale vorgesehen sein.Based on 3 and 4 now becomes a possible implementation of the signal counter 14 described. The signal counter 14 has a counter 14a and an associated time control 14b on. At the signal input of the counter 14a is the signal RCAS, so a read signal for the bitline access. This signal is exemplified in the 2 considered group of signals RCAS, WCAS, ACT and PRE considered. An identical or similar implementation can also be provided for the other signals.
Der Zähler 14a zählt jede Signalaktivierung beispielsweise jeden Flankenanstieg des Signals RCAS und gibt dann jeweils ein Signal COUNT an die Zeitkontrolle 14b aus. Die Zeitkontrolle 14b hat einen Takteingang CLK über welchen die Zeitkontrolle 14b einen Takt erhält, um so eine bestimmte Zeitperiode definieren zu können, in welcher das Signal COUNT gezählt wird. An einem Signalausgang gibt die Zeitkontrolle 14b ein Signal FRE_CAS aus, welches mehrere Bit wie hier beispielsweise 5 Bit aufweisen kann. Dieses Signal FRE_CAS wird dem in 2 gezeigten Multiplexer 19 zugeführt. Weiterhin weist die Zeitkontrolle 14b einem RESET Ausgang auf, der mit einem Reseteingang des Zählers 14a verbunden ist, um diesen zurücksetzen zu können. Eine Zurücksetzung kann beispielsweise nach Beendigung jeder Zeitperiode, in der die Signale gemessen werden, erfolgen.The counter 14a For example, each signal activation counts each rising edge of the signal RCAS and then outputs a signal COUNT to the time control 14b out. The time control 14b has a clock input CLK over which the time control 14b receives a clock so as to be able to define a certain period of time in which the signal COUNT is counted. At a signal output gives the time control 14b a signal FRE_CAS, which may have several bits, such as 5 bits here, for example. This signal FRE_CAS is the in 2 shown multiplexer 19 fed. Furthermore, the time control 14b a RESET output, which is connected to a reset input of the counter 14a is connected to reset this. For example, a reset may occur after the completion of each time period in which the signals are measured.
An dem Signaleingang CLK kann das externe Clock- oder Taktsignal anliegen, welches die integrierte Schaltung 11 empfängt. Somit kann auf die externe Clock als Referenz zugegriffen werden und bestimmt werden, wie viele Zugriffe in einem bestimmten Messzeitraum beispielsweise 100 ns stattgefunden haben.At the signal input CLK, the external clock or clock signal may be present, which is the integrated circuit 11 receives. Thus, the external clock can be accessed as a reference and it can be determined how many accesses have taken place during a certain measurement period, for example 100 ns.
Ein beispielhaftes RCAS-Signal ist in 4 gezeigt. Als Messzeitraum wurden beispielhaft 100 ns gewählt. Wie in 4 zu sehen ist finden 12 Signalaktivierungen in diesem Messzeitraum statt. Dies ergibt eine Signalfrequenz von 12:100 ns = 0,12 GHz. Dieser Frequenzwert von 0,12 GHz wird in dem Ausgangssignal FRE_CAS codiert und an den Multiplexer 19 weiter gegeben.An exemplary RCAS signal is in 4 shown. The measurement period used was 100 ns as an example. As in 4 You can see 12 signal activations in this measurement period. This gives a signal frequency of 12: 100 ns = 0.12 GHz. This frequency value of 0.12 GHz is coded in the output signal FRE_CAS and sent to the multiplexer 19 passed on.
Der Signalzähler 14 führt also eine Frequenzanalyse der Eingangssignale aus und gibt den Wert der gemessenen Frequenz nach Beendigung einer bestimmten Zeitperiode, d. h. des Messzeitraums aus. Es können auch andere Schaltungen zur Frequenzanalyse verwendet werden. Der Signalzähler 14 ist beispielhaft als einfache Implementierung dargestellt.The signal counter 14 So performs a frequency analysis of the input signals and outputs the value of the measured frequency after completion of a certain period of time, ie the measurement period. Other circuits for frequency analysis may also be used. The signal counter 14 is exemplified as a simple implementation.
Um auf schnelle Frequenzänderungen des Signals reagieren zu können, kann das Signal FRE_CAS auch innerhalb eines Messzeitraums, beispielsweise alle 10 ns, ausgegeben werden. Dies kann als Voreinstellung implementiert sein, auch in anderen Zeitabständen oder die Zwischenausgabe des Signals FRE_CAS kann von dem Entscheidungsblock 15 angefordert werden. Eine Kombination beider Varianten ist ebenfalls möglich, dann kann die Anforderung der Zwischenausgabe Vorrang vor der Voreinstellung.In order to be able to react to rapid frequency changes of the signal, the signal FRE_CAS can also be output within a measuring period, for example every 10 ns. This may be implemented as a default, even at other intervals, or the intermediate output of the signal FRE_CAS may be from the decision block 15 be requested. A combination of both variants is also possible, then the request for intermediate output can take precedence over the default setting.
Nach dem Erhalt der Zwischenausgabe des Signals FRE_CAS kann der Entscheidungsblock 15 überprüfen, ob die aktuell gemessene Frequenz des Signals noch in Übereinstimmung mit der Vorhersage nach der letzen kompletten Frequenzbestimmung ist. Ist die gemessene Frequenz höher als die berechnete Frequenz dann können ggf. mehr oder gleich alle Spannungsgeneratoren 16 zugeschaltet werden. So kann ein Spannungseinbruch bei schnellen Frequenzänderungen vermieden werden.After receiving the intermediate output of the FRE_CAS signal, the decision block can 15 Check that the currently measured frequency of the signal is still in accordance with the prediction after the last complete frequency determination. If the measured frequency is higher than the calculated frequency then possibly more or all voltage generators can be used 16 be switched on. This avoids a voltage dip during fast frequency changes.
Nach dem bestimmt ist wie viele Signalaktivierungen pro Zeiteinheit aufgetreten sind wird nun anhand von 5 eine beispielhafte Funktion zu Bestimmung der Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren diskutiert. Diese Funktion ist in dem Entscheidungsblock 15 (2) implementiert.After that it is determined how many signal activations per unit time have occurred 5 an exemplary function for determining the number of voltage generators required is discussed. This function is in the decision block 15 ( 2 ) implemented.
Auf der x-Achse ist die Frequenz des Signals aufgetragen und auf der y-Achse ist die Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren aufgetragen. Die Funktion (durchgezogene Kurve) ist so gewählt, dass immer eine minimale Anzahl von Spannungsgeneratoren aktiviert ist und ab einer gewissen Frequenz die maximale Anzahl von Spannungsgeneratoren aktiviert ist. Zwischen diesen beiden Punkten wird linear intrapoliert, so dass sich eine Gerade mit einer Steigung ergibt.The frequency of the signal is plotted on the x-axis and the number of voltage generators required is plotted on the y-axis. The function (solid curve) is chosen so that always a minimum number of voltage generators is activated and above a certain frequency the maximum number of voltage generators is activated. Between these two points is linearly interpolated, so that a straight line with a slope results.
Nach Erhalt des Signals FRE_GEN bestimmt der Entscheidungsblock 15 anhand der in 5 gezeigten Funktion welche Anzahl von Spannungsgeneratoren dieser Frequenz zugeordnet ist und gibt diese Anzahl als Signal GEN an die Spannungsgeneratoren 16 oder eine nachgeordnete Steuerung aus.Upon receipt of the FRE_GEN signal, the decision block determines 15 based on the in 5 shown function which number of voltage generators this frequency is assigned and outputs this number as a signal GEN to the voltage generators 16 or a downstream controller.
Die Funktion kann veränderbar sein, sowohl in der Steilheit (wie durch die gestrichelte Kurve gezeigt) als auch im Off-Set d. h. der Anzahl der Spannungsgeneratoren bei einer Frequenz von 0 oder sehr niedrigen Frequenzen. Diese Einstellungen können über Testmodes und elektrische oder Laser-Fuses variabel vorgenommen werden. Auch die Frequenzbestimmung kann einstellbar sein, hier kann die zu messende Zeitperiode und auch das Zeitintervall für die Zwischenausgaben des Signals FRE_GEN einstellbar sein.The function can be variable, both in the slope (as shown by the dashed curve) and in the off-set d. H. the number of voltage generators at a frequency of 0 or very low frequencies. These settings can be made variable via test modes and electrical or laser fuses. The frequency determination can also be adjustable, here the time period to be measured and also the time interval for the intermediate outputs of the signal FRE_GEN can be adjustable.
Eine weitere Beeinflussung der in 5 beispielhaft dargestellten Funktion zur Bestimmung der Anzahl der erforderlichen Spannungsgeneratoren kann auch durch weitere Informationen stattfinden, beispielsweise über den Betriebszustand der integrierten Schaltung 11 oder die Geschwindigkeit bzw. Taktfrequenz mit welcher die integrierte Schaltung 11 betrieben wird. Diese Informationen werden dem Entscheidungsblock 15 über einen oder mehrere weitere Signalanschlüsse 20 zugeführt.Another influence of in 5 The function illustrated by way of example for determining the number of voltage generators required can also take place by means of further information, for example via the operating state of the integrated circuit 11 or the speed or clock frequency at which the integrated circuit 11 is operated. This information will be the decision block 15 via one or more other signal connections 20 fed.
Zur Bestimmung der Taktfrequenz bzw. des bei Speichern so genannten Speedsorts kann in der integrierten Schaltung 11 eine eigene Referenzclock generiert werden. Die Referenzclock kann bei der Herstellung bzw. bei Tests geeicht werden. Mit dieser unabhängigen internen Clock kann nun auf unterschiedliche Speedsorts reagiert werden, bei welchen die externe Clock unterschiedlich schnell getaktet ist. So werden bei niedrigen Speedsorts (beispielsweise 533 MHz) im allgemeinen weniger Aktivierungen der Signale pro gegebenem Zeitraum auftreten als bei hohen Speedsorts (z. B. 1066 MHz).In order to determine the clock frequency or the so-called Speedsorts when storing can in the integrated circuit 11 a separate reference clock will be generated. The reference clock can be calibrated during manufacture or during tests. This independent internal clock can now be used to respond to different Speedsorts, in which the external clock is clocked at different speeds. For example, at low Speedsorts (eg, 533 MHz), fewer activations of the signals will occur for a given period than at high Speedsorts (eg, 1066 MHz).
