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HINTERGRUND
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Diese
Schrift betrifft allgemein die Reduzierung der elektrischen Leistung,
insbesondere die Reduzierung der Wirkleistung in integrierten Schaltungen
(IC) von Bausteinen, die mit relativ niedrigen Spannungen versorgt
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden exemplarisch und in keiner Weise einschränkend in den
Figuren der begleitenden Zeichnungen dargestellt, wobei gleiche
Bezugsnummern zum Verweis auf ähnliche
Elemente verwendet werden.
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1 ist
eine beispielhaft grafische Darstellung, in der die Beziehung zwischen
Fmax und Temperatur für
eine Prozessoreinheit bei verschiedenen Spannungswerten gezeigt
wird.
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2 ist
ein Blockdiagramm, in dem eine Schaltung zur Reduzierung der Wirkleistung
in einer Funktionsschaltung dargestellt wird, gemäß einigen Ausführungsbeispielen
gezeigt ist.
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3 ist
eine grafische Darstellung, in der eine beispielhafte Beziehung
zwischen VCC und T für
eine Schaltung bei einem gegebenen Leistungsbedarf dargestellt ist.
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4 ist
ein Diagramm, in dem ein Programm für die Implementierung der Schaltung
aus 2 zur Reduzierung der Wirkleistung gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
gezeigt ist.
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5 ist
eine grafische Darstellung, in der ein exemplarischer Bereich geeigneter
VCC/T-Beziehungen über
verschiedene Leistungsanforderungen dargestellt ist, gemäß einigen
Ausführungsbeispielen gezeigt
ist.
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6 ist
ein Diagramm, in dem eine Schaltung zur Reduzierung der Wirkleistung
in einem Prozessor gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
gezeigt ist.
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7 ist
ein Diagramm, in dem ein Programm für die Implementierung der Schaltung
aus 6 zur Reduzierung der Wirkleistung gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
gezeigt ist.
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8 ist
ein Blockdiagramm eines Rechnersystems, das eine Schaltung für die Reduzierung
der Wirkleistung aufweist, wie in bestimmten Ausführungsbeispielen
gezeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Bestimmte
Ausführungsbeispiele,
die hierin offenbart sind, basieren auf der Beachtung und Nutzung
eines Phänomens
der Inversion von Temperatur/Leitfähigkeit bei Metalloxidhalbleiter-(MOS)-Transistoren,
nämlich
auf. Bei der Inversion der Transistortemperatur/Leitfähigkeit
handelt es sich um ein Phänomen,
bei dem die Transistorstärke
(Kanalleitfähigkeit,
zumindest im Sättigungsmodus)
bei steigender Temperatur nicht abnimmt, sondern zunimmt, wenn eine
ausreichend geringe Versorgungsspannung (VCC) verwendet wird. Mit
anderen Worten kann bei steigender Gerätetemperatur die Betriebsspannung
reduziert werden. Die elektrische Geräteleistung, die proportional
zum Quadrat ihrer angelegten Spannung ist, kann somit wesentlich
reduziert werden, indem die Versorgungsspannung um einen relativ
niedrigen Wert reduziert wird. Mit der Reduzierung der elektrischen
Leistung sinkt auch die Gerätetemperatur,
wodurch die elektrische Geräteleistung aufgrund
der niedrigeren Leckleistung noch mehr reduziert wird. (Zwischen
Leckleistung und Temperatur besteht eine starke Abhängigkeit,
d. h. je höher
die Temperatur, desto höher
ist die Leckleistung. Dabei muss beachtet werden, dass bei sinkender
Temperatur auch die Transistorstärke
abnimmt, weshalb die Versorgungsspannung eventuell erhöht werden muss,
allerdings nicht auf das ursprüngliche
Niveau, von dem sie reduziert wurde.)
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Wenn
die Versorgungsspannung eines Transistors relativ hoch ist (z. B.
höher als
1,5 V), verringert sich normalerweise die Transistorstärke wenn die
Betriebstemperatur ansteigt. Werden jedoch kleinere Versorgungsspannungen
verwendet, vor allem bei kleineren Transistoren (z. B. 90-nM-Prozesse oder
kleiner), nimmt die Transistorstärke
mit der steigenden Betriebstemperatur tatsächlich zu.
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Die
Transistorstärke
wird hauptsächlich
von zwei Eigenschaften des Transistors beeinflusst: Trägermobilität und Transistorschwellenspannung,
VT. Je höher
die Mobilität
und je niedriger die Schwellenspannung, desto höher ist die Transistorstärke. Bei steigender
Temperatur wird generell die Mobilität reduziert (und der Transistor
geschwächt),
doch zugleich wird auch die Schwellenspannung reduziert (und die
Transistorstärke
erhöht).
Somit haben diese zwei Eigenschaften entgegengesetzte Wirkungen
bei steigender oder sinkender Temperatur. In früheren MOS-Transistortechnologien
(z. B. Transistoren, die unter Verwendung von 90-nM- oder größeren Prozessen
mit Versorgungsspannungen von mehr als 1 V gebaut wurden) wurden
Schwellenspannungsveränderungen
vom Abbau der Trägermobilität eher dominiert,
d. h. die Transistorstärke
wurde mit steigender Temperatur reduziert. Infolge dessen war die
zum Erreichen eines gegebenen Leistungswertes mindestens notwendige
Betriebsspannung (Mindest-VCC zur vereinfachten Darstellung) durch
die Geschwindigkeit des Transistors bei Betriebstemperaturen im
ungünstigsten
Fall bestimmt.
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Das
heißt,
dass zum Erreichen einer akzeptablen Leistung (z. B. Betriebsfrequenz)
eine mindestens zulässige
VCC für
höhere
Betriebstemperaturen höher
sein musste.
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Es
ist jedoch zu beachten, dass bei ausreichend kleinen Transistorgrößen (z.
B. 90-nM-Prozesse
oder kleiner) in Kombination mit einer Reduzierung der Betriebsspannung
(vor allem unter 1 V) eine veränderte
Situation vorliegt. Die Transistorspannungsschwelle (VT)
wird bei steigender Temperatur so stark reduziert, dass sie den
Mobilitätsabbau
dominiert und folglich die Transistorstärke mit einem Anstieg der Temperatur
zunimmt.
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1 zeigt
eine grafische Darstellung von der Fmax gegen Temperaturkurven,
die für
einen unter Verwendung eines 45-nM-MOS-Transistorprozesses gebauten
funktionsfähigen
Prozessorkerns gemessen wurden. Die verschiedenen Kurven zeigen
Fmax/Temp.-Beziehungen zum Kern (oder zumindest zu den Verarbeitungsschaltungen
im Kern), die mit verschiedenen Spannungen von 0,6 V bis 1,0 V versorgt
werden. „Fmax” ist die
maximale Betriebsfrequenz, die bei den Prüfungen zum Erstellen dieser Kurven
für den
Verarbeitungskern zuverlässig
erzielbar war. Die erzielbare Frequenz ist direkt proportional zur
Transistorstärke
bei Sättigung;
d. h. diese Kurven zeigen in der Tat, dass sich die Transistorstärken zumindest
in einem Temperaturbereich gleichzeitig mit der steigenden Temperatur
erhöhen.
Wie diese Kurven zeigen, ist die „erhöhte Stärke” vor allem bei Logikschaltungen
mit niedrigeren Versorgungsspannungen ausgeprägt.
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2 ist
ein Blockdiagramm einer Schaltung für die Reduzierung der Wirkleistung
für eine
gegebene Frequenz unter Verwendung des Phänomens der Temperatur/Leitfähigkeit-Inversion. Diese
Schaltung umfasst eine Regeleinheit 202, eine Funktionsschaltung 204 und
einen Spannungsregler (VR) 206, die wie gezeigt miteinander gekoppelt
sind. Die Regeleinheit 202 regelt den VR 206, z. B. durch
Spannungskennsignale (Voltage Identification, VID), um die Funktionsschaltung 204 mit
einer Versorgungsspannung (VCC) zu versorgen. (Andere Regelungsmethoden
sind natürlich
möglich
und hängen
u. a. von dem verwendeten Spannungsregler bzw. von der Regeleinheit
ab.)
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Die
Funktionsschaltung 204 kann eine beliebige logische Schaltung
oder ein System von Schaltungen sein, wie z. B. ein Kern in einem
Prozessor, eine Grafikverarbeitungseinheit oder ein anderer funktionaler
Logikblock, der in einen Prozessor, ein tragbares Digitalgerät, ein Handy
oder anderes derartiges Gerät
integriert ist.
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Die
Funktionsschaltung 204 enthält einen oder mehrere Temperaturfühler, um
ein Temperatursignal (T) an die Steuerung zu senden, welches eine Temperatur
in der gesamten Funktionsschaltung 204 oder innerhalb eines
Teils davon anzeigt. Bei bestimmten Ausführungsformen regelt sie die
Versorgungsspannung VCC gemäß einer
Kurve, wie der in
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3 gezeigten
VCC/T-Kurve. Die in diesem Beispiel verwendete Kurve ist für eine Einzelfrequenz.
Diese Kurve kann von der Regeleinheit 202 zur Bewirkung
der für
die Funktionsschaltung benötigten
Leistung (z. B. Frequenz) nach oben oder unten „verschoben” werden.
Wenn eine höhere
Leistung benötigt
wird, würde
die Kurve nach oben verschoben werden, und bei einem niedrigeren
Leistungsbedarf würde
sie nach unten verschoben werden. Für einen gegebenen Leistungswert
steuert die Regeleinheit 202 mit dem Anstieg der Temperatur
(T) in der Funktionsschaltung den VR, um die VCC zu reduzieren.
Auf ähnliche
Weise wird die Versorgungsspannung bei einem Sinken der Schaltungstemperatur
erhöht.
Das Beispiel der 3 zeigt eine lineare Funktion.
Es ist jedoch offensichtlich, dass auch andere Funktionen angesetzt
werden können.
Ein weiteres Beispiel wäre
eine „digitalisierte” Funktion,
bei der ein oder mehrere diskrete Temperaturpunkte mit einem Satz
von Frequenzen verknüpft
sind.
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Die
Regeleinheit 202, der VR 206 und die Funktionsschaltung 204 können mit
jeder geeigneten Kombination aus Schaltungselementen, Komponenten,
Modulen und/oder Softwareanweisungen implementiert werden. Sie können in
separaten Bausteinen bzw. in einem oder in mehreren gemeinsamen Bausteinen
implementiert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen könnten sich
die Funktionsschaltung und die Regeleinheit beispielsweise auf einem gemeinsamen
Prozessor oder System-on-Chip (SOC) befinden und der VR kann in
einem separaten Baustein oder als Schaltung eines gemeinsamen Prozessor-/SOC-Bausteins
implementiert sein.
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4 zeigt
ein Programm 402, das durch die Regeleinheit 202 implementiert
werden kann. Dieses Programm könnte
als ausführbare
Software- oder Firmware-Anweisungen innerhalb der Regeleinheit oder
ganz oder teilweise unter Verwendung dedizierter Logik- und/oder anderer
Schaltungskomponenten implementiert werden.
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Bei 404 liest
die Regeleinheit eine Temperatur von der Funktionseinheit. Das kann
der tatsächliche
Temperaturwert sein oder alternativ kann es ein Signalwert sein,
der mit einem Temperaturmesswert innerhalb der Funktionsschaltung
korreliert ist.
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Bei 406 identifiziert
die Regeleinheit einen VCC-Wert, welcher der für die Funktionsschaltung abgelesenen
Temperatur entspricht. Dieser Wert könnte beispielsweise aus einer
Nachschlagetabelle in einm Arbeitsspeicher (z. B. einem Arbeitsspeicher innerhalb
oder außerhalb
der Regeleinheit) abgerufen oder unter Verwendung vorprogrammierter
Gleichungskonstanten berechnet werden. Bei manchen Ausführungsformen
könnten
physikalische Betriebsparameter, die z. B. während eines Fertigungsprozesses
gemessen wurden, in den Arbeitsspeicher gebrannt oder programmiert
werden, wenn die Regeleinheit gebaut oder anderweitig für die Verteilung vorbereitet
wird. Die Parameter könnten
einer oder mehreren VCC/T-Kurven entsprechen, wie beispielsweise
der in 3 gezeigten Kurve. In anderen Ausführungsbeispielen
können
bestimmte physikalische Parameter, wie die Transistorfrequenz, durch
spezielle Schaltungen, z. B. durch einen Ringoszillator innerhalb
des Prozessors 603 gemessen werden, und könnten für die Auswahl
einer VCC/T-Kurve durch die Regeleinheit 406 verwendet
werden.
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Bei 406 justiert
die Regeleinheit, wenn angebracht, die vom VR gelieferte VCC. Das
heißt,
sie ändert
die VID aus dem vorhergehenden Befehl, wenn sich die Temperatur
ausreichend verändert
hat, um eine Aktualisierung der zugeführten VCC zu gewährleisten.
Je nach Designerwägungen
könnte
eine Art von Hysterese eingesetzt werden, u. a. für den Vorteil einer
besseren Stabilität.
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5 zeigt
eine grafische Darstellung mit einer ersten und einer zweiten VCC/T-Kurvengrenze (Grenze
1, Grenze 2), um einen akzeptablen VCC/T-Betriebsbereich für eine Funktionsschaltung abzugrenzen.
Diese Grenzen zeigen die Verwendung eines Betriebsbereichs (mit
realistischen Toleranzen) im Gegensatz zur Regelung auf eine „enge” CC/T-Kurve.
In dieser grafischen Darstellung zeigen die Pfeile, dass die Kurven
für einen
höheren
bzw. niedrigeren Leistungsbedarf von der Funktionsschaltung nach
oben bzw. nach unten verschoben werden können.
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Die
grafische Darstellung zeigt, wie eine Steuerung die VCC justieren
könnte,
wenn sich die Betriebstemperatur verändert, um die Wirkleistung zu
reduzieren und zugleich eine akzeptable Arbeitsleistung aufrechtzuerhalten.
Sie zeigt auch durch die nummerierten Punkte einer exemplarischen
Regelprogression, wie sich VCC und Temperatur wiederholt gegenseitig
beeinflussen, bis ein Gleichgewichtspunkt (Nr. 5 in dieser grafischen
Darstellung) erzielt wird. (Es ist zu beachten, dass die Regeleinheit
auf diesen Betriebspunkt in Echtzeit während der Regelung der VCC
nführen
kann, oder dass vorbestimmte Gleichgewichtspunkte in das System
programmiert werden könnten,
wie es in der Schaltung in 2 der Fall
ist, und wie in einigen Ausführungsformen
gezeigt.) Anfangs (Position 1) befindet sich die VCC an einem akzeptablen
Betriebspunkt, d. h. innerhalb der zwei Grenzen. Es sei angenommen, dass
jedoch aus irgendeinem Grund die Temperatur ansteigt (z. B. aufgrund
einer anderen Anwendung mit höherem
Leistungsbedarf, einer höheren
Umgebungstemperatur oder einer Veränderung in der Wärmeableitung,
z. B. wegen reduziertem Luftstrom), wodurch sich der VCC/T-Betriebspunkt
auf Position 2 verschiebt. Eine Erhöhung der Gerätetemperatur
ist mit einer wesentlichen zusätzlichen
Leistungserhöhung
verbunden, da Leckleistung und dynamische Leistung mit der Temperatur
ansteigen. Die Regeleinheit senkt jedoch die VCC, um Energie zu
sparen und trotzdem noch mit einer akzeptablen Leistungsebene zu
arbeiten. Mit der Reduzierung der Leistung sinkt jedoch auch die
Temperatur, was als Übergang von
Position 3 auf Position 4 dargestellt wird. Mit der reduzierten
Temperatur bewegt sich der Betriebspunkt aus dem akzeptablen Bereich
heraus, wobei die Transistoren der Funktionsschaltung so geschwächt werden,
dass ihr Leistungswert abfällt. Demgemäß erhöht die Regeleinheit
die VCC, um den Betriebspunkt auf Position 5 zu verschieben, was
in diesem Beispiel ein Gleichgewichtspunkt ist.
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6 zeigt
einen Teil eines Verarbeitungssystems, gemäß einigen Ausführungsformen.
Es umfasst ein Prozessorsystem 601 und einen Spannungsregler
(VR) 611. Das Prozessorsystem könnte beispielsweise ein Prozessorbaustein
mit mehreren Kernen sein. Das Prozessorsystem umfasst einen Prozessor 603,
einen Arbeitsspeicher 607 und eine Leistungsreglereinheit
(PCU) 609, die wie gezeigt miteinander gekoppelt sind.
Der Prozessor 603 weist mehrere Prozessorkerne 606 und
einen Temperaturfühler 604 auf,
um Temperaturdaten für
die Temperatur der Transistoren in den Kernen 606 bereitzustellen.
Der Arbeitsspeicher 607 enthält Prozessparameterdaten in
Bezug auf die VCC/T-Transistorstärkenbeziehungen
für die
Kerne 606. Wie oben erwähnt, können bestimmte
Prozesse und/oder physikalische Parameter, wie die Transistorfrequenz,
durch spezielle Schaltungen, z. B. durch Ringoszillatoren, innerhalb
des Prozessors 603 gemessen und dann für die Auswahl einer VCC/T-Kurve
durch die Regeleinheit 406 verwendet werden.
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Die
PCU 609 empfängt
die Temperaturdaten vom Temperaturfühler 604 und die Prozessparameterdaten
vom Arbeitsspeicher 607 und steuert die VR 611 an,
um die Kerne 606 mit einer geeigneten VCC zu versorgen.
Die PCU kann diese Funktion durch eine geeignete Verfahren, wie
die bereits besprochenen, durchführen.
Bei manchen Ausführungsformen implementiert
sie ein Programm wie das in 7 gezeigte
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7 zeigt
ein Spannungsregelungsprogramm 702 für die Regelung der VCC einer
logischen Schaltung (wie der Prozessorkerne 606), um bei
steigender Temperatur die Wirkleistung zu reduzieren. Bei 704 identifiziert
es die VCC/T-Daten für
die Logik in einem gegebenen Leistungszustand. Es könnte z. B.
einen oder mehrere VCC/T-Korrelationsdatensätze identifizieren
(z. B. abrufen, auswählen)
oder Korrelationen aus vorprogrammierten Daten generieren. Der Leistungszustand
zeigt den erforderlichen Leistungswert für die Logik, deren VCC geregelt
wird. Bei manchen Ausführungsformen
könnte
der Leistungszustand einem so genannten „P”-Zustand entsprechen, gemäß Definition
der Advanced Configuration and Power Interface (ACPI). Normalerweise
setzt er eine Betriebsfrequenz für
die angesteuerte Logik (z. B. einen Prozessorkern) fest.
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Als
nächstes,
bei 706, identifiziert und setzt das Programm auf Basis
der Temperatur eine geeignete VCC für den Leistungszustand. Bei 708 führt es eine Überwachung
durch, um Veränderungen
in der Temperatur oder im Leistungszustand festzustellen. Wenn eine
Temperaturänderung
eintritt, fährt
es mit 710 fort und bestimmt, ob ein ausreichender Temperaturanstieg
vorliegt. (Der Begriff „ausreichend” oder „genügend”, wie hierin
verwendet, kann bedeuten, dass eine kleine oder große Änderung
eintreten muss, um die Bedingung zu erfüllen. Es kann einfach widerspiegeln,
dass echte Komponenten, sogar vorgegebene analoge Komponenten, generell
auf „ausreichende” Veränderungen
ansprechen (auch wenn diese sehr minimal sind), oder alternativ
kann „ausreichend” beispielsweise
bedeuten, dass eine Hysterese absichtlich eingesetzt wird.) Wenn
der Temperaturanstieg ausreichend ist, fährt das Programm nach 710 mit 712 fort,
veranlasst eine Reduzierung der VCC und kehrt dann in einer Schleife
zu 708 zurück. Wenn
jedoch bei 710 festgestellt wird, dass kein ausreichender
Temperaturanstieg stattgefunden hat, fährt das Programm mit 714 fort
und bestimmt, ob eine ausreichende Temperatursenkung stattgefunden
hat. Liegt eine ausreichende Temperatursenkung vor, fährt das
Programm mit 716 fort, veranlasst eine Erhöhung der
VCC und kehrt dann über
eine Schleife zu 708 zurück. Wenn keine ausreichende Temperatursenkung
stattgefunden hat, kehrt das Programm in einer Schleife direkt zu 708 zurück.
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Wenn
sich der Leistungszustand nach der Rückkehr zu 708 verändert, kehrt
das Programm in einer Schleife zu 704 zurück und identifiziert
(aktualisiert) die VCC/T-Daten für
den neuen Leistungszustand. Das heißt, dass es im Wesentlichen
bei einem zusätzlichen
Leistungsbedarf die VCC/T-Funktion nach oben verschiebt und wenn
geringere Leistungserforderlich ist, dann die Funktion nach unten
verschiebt.
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Unter
Bezugnahme auf 8 wird ein Beispiel eines Teils
einer mobilen Plattform gezeigt (z. B. eines Verarbeitungssystems 801,
wie ein mobiler PC, PDA, Handy oder ein ähnliches Gerät). Der
dargestellte Teil umfasst einen oder mehrere Prozessoren 802,
ein Netzteil 803, einen Spannungsregler 807, eine
Grafik/Memory/Input/Output (GMIO) Schnittstellensteuerungsfunktion 804,
einen Arbeitsspeicher 806, eine drahtlose Netzwerkschnittstelle 808 und eine
Antenne 809. Das Netzteil 803, welches einen oder
mehrere Netzadapter, Batterien und/oder DC/DC-Spannungswandler umfassen
kann, versorgt die Plattformkomponenten mit Gleichstrom. Insbesondere
liefert es Gleichstrom an den VR 807, der gemäß den hierin
diskutierten Ansätzen
von der Spannungsreglersteuereinheit (VRC) 805 gesteuert wird,
um den Wirkleistungsverbrauch im Prozessor 802 zu reduzieren.
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Der
Prozessor (die Prozessoren) 802 ist über die GMIO-Steuerungsfunktion 804 mit
dem Arbeitsspeicher 806 und mit der drahtlosen Netzwerkschnittstelle 808 gekoppelt.
Die GMIO-Steuerungsfunktion kann einen oder mehrere Schaltungsblöcke umfassen,
um verschiedene Schnittstellensteuerungsfunktionen auszuführen (z.
B. Arbeitsspeichersteuerung, Grafiksteuerung, I/O-Schnittstellensteuerung
u. ä.). Diese
Schaltungen können
auf einem oder auf mehreren separaten Bausteinen implementiert und/oder teilweise
oder ganz in den/die Prozessor/en 802 eingebunden werden.
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Der
Arbeitsspeicher 806 umfasst einen oder mehrere Speicherblöcke, um
zusätzlichen RAM-Speicher
(Random Access Memory) für den/die
Prozessor/en 802 bereitzustellen. Er kann mit jedem geeigneten
Arbeitsspeicher implementiert werden, u. a. und ohne Eingrenzung
mit DRAM (Dynamic Random Access Memory), SRAM (Static Random Access
Memory), Flash-Memory u. ä.
Die drahtlose Netzwerkschnittstelle 808 ist mit der Antenne 809 gekoppelt,
um den/die Prozessor/en 802 mit einem drahtlosen Netzwerk
(nicht abgebildet) zu koppeln, z. B. einem drahtlosen lokalen Rechnernetz (Wireless
LAN) oder einem zellularen Mobilfunknetz.
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Die
mobile Plattform 801 kann eine Vielfalt von verschiedenen
Verarbeitungseinrichtungen oder anderen Geräten mit Rechnerfähigkeit
einbinden. Solche Geräte
sind u. a. ohne Eingrenzung Laptop-Computer, Notebook-Computer,
Personal Digital Assistant Devices (PDAs), Handys, Audio- und/oder Video-Wiedergabegeräte u. ä. Sie könnte aus
einem oder aus mehreren kompletten Verarbeitungssystemen bestehen
oder alternativ einen oder mehrere Komponenten enthalten, die innerhalb
eines Verarbeitungssystems zum Einsatz kommen.
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In
der vorstehenden Beschreibung wurden zahlreiche spezifische Details
erläutert.
Es ist jedoch offensichtlich, dass erfindungsgemäße Ausführungsformen auch ohne diese
spezifischen Details realisierbar sind. In anderen Fällen wurden
allgemein bekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken eventuell
nicht im Detail dargestellt, um das Verständnis der Beschreibung nicht
zu erschweren. In diesem Sinne haben Bezugnahmen auf „eine Ausführungsform”, „beispielhafte
Ausführungsformen”, „verschiedene
Ausführungsformen” etc. die
Bedeutung, dass die Ausführungsform(en)
der so beschriebenen Erfindung bestimmte Merkmale, Strukturen oder
Eigenschaften umfassen können,
aber dass nicht unbedingt jede Ausführungsform die besonderen Merkmale,
Strukturen oder Eigenschaften umfassen muss. Des Weiteren können einige
Ausführungsformen
einige, alle oder keine der Merkmale aufweisen, die für andere
Ausführungsformen
beschrieben sind.
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In
der vorstehenden Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen sind
die folgenden Begriffe wie folgt auszulegen: Die Begriffe „gekoppelt” und „verbunden” und deren
Ableitungen können verwendet
werden. Diese Begriffe sind jedoch nicht als Synonyme zu verstehen
und nicht untereinander austauschbar. Vielmehr wird bei bestimmten
Ausführungsformen „verbunden” verwendet,
um anzugeben, dass zwei oder mehrere Elemente durch direkten physikalischen
oder elektrischen Kontakt miteinander verbunden sind. „Gekoppelt” wird verwendet, um
anzugeben„ dass
zwei oder mehrere Elemente zusammenarbeiten oder interagieren, jedoch
nicht unbedingt durch einen direkten physikalischen oder elektrischen
Kontakt miteinander verbunden sind.
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Der
Begriff „PMOS-Transistor” bezieht
sich auf einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor des Typs P und „NMOS-Transistor” bezieht
sich auf einen Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor des Typs
N. Es ist zu verstehen, dass die Verwendung der Begriffe „MOS-Transistor”, „NMOS-Transistor” oder „PMOS-Transistor” exemplarisch
ist, außer wenn
ausdrücklich
anderweitig angegeben oder durch die Art ihrer Verwendung vorgegeben.
Sie umfassen die verschiedenen Varianten von MOS-Geräten, u.
a. auch Geräte
mit verschiedenen VT, Materialarten, Isolatorstärken, Gate-Konfigurationen,
um nur einige zu nennen. Darüber
hinaus kann, wenn nicht ausdrücklich
auf einen MOS oder dergleichen Bezug genommen wird, der Begriff
Transistor auch andere geeignete Transistorarten umfassen, z. B. Sperrschicht-Feldeffekttransistoren,
Bipolartransistoren, MES-Feldeffekttransistoren, verschiedene dreidimensionale
Transistortypen, MOS oder andere, die heute bekannt oder noch nicht
entwickelt sind.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern
kann mit Modifizierungen und Änderungen
im Rahmen des Umfangs der angehängten
Ansprüche
realisiert werden. Es ist z. B. zu verstehen, dass die vorliegende Erfindung
für die
Verwendung mit allen Arten von integrierten („IC”) Halbleiterbausteinen anwendbar
ist. Beispiele für
diese IC-Bausteine sind umfassen Prozessoren, Steuerungen, Chipsatz-Komponenten, Programmable
Logic Arrays (PLA), Speicherbausteine, Netzwerkbausteine und dergleichen,
sind aber nicht darauf beschränkt.
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Es
ist auch zu verstehen, dass in bestimmten Zeichnungen die Signalleiter
durch Linien dargestellt werden. Einige davon können dicker sein, um maßgeblichere
Signalwege darzustellen, können
eine Beschriftung enthalten, um eine Anzahl von dazugehörigen Signalwegen
anzuzeigen, und/oder sie können Pfeile
an einem oder an mehreren Enden enthalten, um die primäre Flussrichtung
der Daten anzuzeigen. Dies soll jedoch in keiner Weise als eingrenzend
ausgelegt werden. Solche zusätzlichen
Einzelheiten können
in Verbindung mit einer oder mit mehreren beispielhaften Ausführungsformen
verwendet werden, um ein besseres Verständnis einer Schaltung zu ermöglichen.
Alle dargestellten Signalleitungen, ob mit oder ohne zusätzliche
Informationen, können
eines oder mehrere in mehrere Richtungen abgehende Signale umfassen
und können
mit jedem geeigneten Signalschema implementiert werden, z. B. können digitale
oder analoge Leitungen mit Differential-Paaren, Lichtwellenleitern
und/oder asymmetrischen Leitungen implementiert werden.
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Es
ist zu verstehen, dass Größen/Modelle/Werte/Bereiche
als Beispiele angegeben werden und keinerlei Einschränkung der
vorliegenden Erfindung darstellen. Mit der Ausreifung von Fertigungstechniken
(z. B. Fotolithografie) im Laufe der Zeit ist zu erwarten, dass
immer kleinere Geräte
hergestellt werden können.
Des Weiteren ist es möglich,
dass allgemein bekannte Leistungs-/Masseverbindungen mit den IC-Bausteinen
und anderen Komponenten in den FIGUREN gezeigt bzw. nicht gezeigt
werden, was aus Gründen
der Vereinfachung und besseren Darstellung und Erklärung der
Erfindung geschieht. Des Weiteren können Anordnungen im Blockdiagrammformat
gezeigt werden, um eine klare Darstellung der Erfindung zu ermöglichen,
und auch um aufzuzeigen, dass bestimmte Details in Bezug auf die Implementierung
solcher Blockdiagrammanordnungen in hohem Maß von der Plattform abhängen, in die
die Erfindung implementiert werden soll, d. h., dass die fachkundige
Person mit solchen spezifischen Details vertraut sein sollte. Wo
spezifische Details (z. B. Schaltungen) angeführt werden, um Ausführungsbeispiele
der Erfindung zu beschreiben, sollte eine fachkundige Person erkennen,
dass die Erfindung mit oder ohne Variationen dieser spezifischen Details
realisiert werden kann. Die Beschreibung ist somit als veranschaulichende
Darstellung, jedoch in keiner Weise einschränkend anzusehen.