JP5341102B2

JP5341102B2 - スイッチング回路を使用して、電力を提供するシステムと方法

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Description

分野

本開示は、一般的に、スイッチング回路を使用して、電力を提供するシステムと方法に関連する。

関連技術の説明

一般的に、集積回路デバイスは、複数の回路コンポーネントを含むことができ、これは、電源から電源供給される。従来、移動体電話機と、他のポータブルコンピューティングデバイスは、プロセッサ、メモリ回路、および、他のタイプの回路のような集積回路を含み、これは、バッテリのようなポータブル電源に依拠する。したがって、デバイスのバッテリ寿命を延長させるために、全体の電力消費を減少させることが望ましい。

いくつかの回路において、漏れ電流は、電力リソース上のかなりのドレインを表す。時として、ヘッドスイッチまたはフットスイッチを使用して、漏れ電流を減少させる一方で、このようなスイッチの起動と停止は、大きな電流の急上昇／急降下をもたらしかねない。特に、回路デバイスの電力グリッドは、大きなキャパシタンス（Ｃ）を表すかもしれない。電力グリッドのチャージを可能にするために、ヘッドスイッチまたはフットスイッチが起動されるとき、大きな瞬間的電流（ｉ_{power_up}）がもたらされるかもしれない。例えば、電気的接地電圧レベルにおける電圧レベルから、または、電気的接地電圧レベルに近い電圧レベルからの、供給電圧レベル（例えば、ＶＤＤ）にほぼ等しい電圧レベル（例えば、ＶＤＤｘ）への、電力グリッドのレール対レールのチャージは、かなりの電流（例えば、ｉ_{power_up}＝Ｃ・ｄＶＤＤｘ／ｄｔ）をもたらしかねない。このような大きな瞬間的電流（ｉ_{power_up}）は、電源供給バックリングと、潜在的に金属相互接続電気移動をもたらすかもしれない。さらに、特定のメモリブロックが、電力サイクリングを経るとき、電源供給ＩＲドロップに関して、雑音が、隣接ブロックにもたらされるかもしれない。

概要

特定の例示的な実施形態では、第１の電力スイッチング回路に応答する第１の電力ドメインと、第２の電力スイッチング回路に応答する第２の電力ドメインとを具備するシステムが開示される。システムはまた、第１の電力スイッチング回路と、第２の電力スイッチング回路とを選択的に起動させるように適合されているロジック回路も具備する。第１の電力スイッチング回路と、第２の電力スイッチング回路とのうちの少なくとも１つは、第１の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第１の組のトランジスタと、第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後の、第２の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第２の組のトランジスタとを備える。

別の特定の実施形態では、デバイスに電力を提供する方法を開示し、方法は、第１の電力アップステージの間に、第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと電力レールを事前チャージすることを含む。方法はまた、第１の電力アップステージの間に、第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に、第２の組のトランジスタを起動することも含む。

また別の特定の実施形態では、第１のステージの間に、方法は、第１の信号特性を持っている第１の電流を流すことを含む。第２のステージの間に、方法は、第２の信号特性を持っている第２の電流を流すことを含み、第２の信号特性は、鋸歯状タイプのパターンを含む。

さらに別の特定の実施形態では、ワイヤレス通信デバイスが開示され、ワイヤレス通信デバイスは、アンテナと、アンテナに結合されているワイヤレス制御装置と、ワイヤレス制御装置に結合されているプロセッサとを具備する。ワイヤレス通信デバイスはまた、第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタを備える電力スイッチング回路と、電力スイッチング回路に結合されている電力制御ロジック回路も具備する。電力制御ロジック回路は、第１の電力アップステージの間に、第１の組のトランジスタを選択的に起動し、第２の電力アップステージの間に、第２の組のトランジスタを起動するように適合されている。

電力スイッチング回路の実施形態によって提供される、１つの特定の利点は、電力グリッドのチャージングに関係するサージ電流が減少されるという点で提供される。

別の特定の利点は、第１の組のトランジスタ（トリクルデバイス）をターンオンし、次に、第２の組のトランジスタ（フラッドデバイス）をターンオンすることによって、電力グリッドが、供給電圧レベルより少ない電圧レベルに事前チャージされ、次に、供給電圧レベルへと電力グリッドを徐々に増やすこと（ｒａｍｐ）ができるので、電力グリッドに関係するキャパシタンスによるサージ電流を減少させることができる。特定の例において、電力グリッドは、供給電圧レベルのほぼ半分（すなわち、ＶＤＤ／２）へと事前チャージされてもよい。一度、電力グリッドが事前チャージされると、第２の組のトランジスタが起動されて、電力グリッドを、供給電圧レベル（ＶＤＤ）へとチャージすることができる。電力グリッドに対して、ステージにおいて電力を提供することによって、電力アッププロセスの間のサージ電力が減少される。

さらに別の利点は、回路の電力グリッドに結合されている、低電力回路が、電力アップ、または、ウェークアップ関連のサージ電流から保護されることである。特に、電力スイッチング回路の実施形態は、制御された電力アップシーケンスを提供して、電力供給サージ電流を、電力供給バックリングまたは金属相互接続電気移動を引き起こさないレベルまで減少させることができ、そして、電力供給ＩＲドロップに関して、近隣ブロックにもたらされるノイズを減少させることができる。

依然として別の特定の利点は、減少されたサージ電流がまた、相互結合ノイズを減少させ、デバイスの隣接バンクの間の電力供給ノイズ耐性を強化させるという点で提供される。

別の利点は、２次元グリッドの形態で、ヘッドスイッチを分散させることが、非常に低い瞬間的ＩＲドロップと、高速スイッチングを有する電源供給グリッド設計を可能にするという点で提供される。

本開示の他の観点、利点、および、特徴が、以下のセクション：図面の簡単な説明、詳細な説明、および、特許請求の範囲を含む、本出願全体を閲覧した後に明らかになるだろう。

図１は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する回路デバイスの特定の例示的な実施形態のブロック図である。図２は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する回路デバイスの第２の特定の例示的な実施形態のブロック図である。図３は、回路に電力を提供する回路デバイスの第３の特定の例示的な実施形態のブロック図である。図４は、回路デバイスの電力ドメインに電力を提供する回路デバイスの第３の特定の例示的な実施形態のブロック図である。図５は、図１−４の電力分配回路デバイスのうちの１つに結合されている電源供給における電源供給電流の特定の例示的な実施形態の図である。図６は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する方法の特定の例示的な実施形態のフロー図である。図７は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する方法の第２の特定の例示的な実施形態のフロー図である。図８は、図１−４において図示した何らかの回路を含んでもよいワイヤレス通信デバイスを表すブロック図である。

詳細な説明

図１は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する回路デバイス１００の特定の例示的な実施形態のブロック図である。回路デバイス１００は、第１の電力スイッチング回路１０６と、第２の電力スイッチング回路１０８とを介して、回路デバイス１０４に応答する電力制御ロジック回路１０２を具備する。電力制御ロジック回路１０２は、第１の電力スイッチング回路１０６と、第２の電力スイッチング回路１０８とを、選択的に起動するように適合されている。回路デバイス１０４は、第１の電力スイッチング回路１０６に応答する、第１の電力ドメイン１１０と、第２の電力スイッチング回路１０８に応答する、第２の電力ドメイン１１２を備える。第１の電力スイッチング回路１０６は、第１の組のトランジスタ１１４と、第２の組のトランジスタ１１６を備える。第２の電力スイッチング回路１０８は、第３の組のトランジスタ１１８と、第４の組のトランジスタ１２０を備える。第１、第２、第３、および、第４の組のトランジスタ１１４、１１６、１１８、および、１２０は、ｐ−チャネルトランジスタ、ｎ−チャネルトランジスタ、または、これらの何らかの組み合わせを含んでもよい。特定の実施形態では、第１、第２、第３、および、第４の組のトランジスタ１１４、１１６、１１８、および、１２０は、ｐ−チャネルトランジスタである。

特定の実施形態では、回路デバイス１０４は、複数の回路を備えていてもよい。さらに、第１および第２の電力ドメイン１１０および１１２は、回路デバイスを表してもよい。特定の例において、回路デバイス１０４は、メモリアレイを含むメモリデバイスであってもよく、第１および第２の電力ドメイン１１０および１１２は、メモリアレイ内のサブアレイまたはメモリブロックのようなメモリの一部であってもよい。別の特定の例において、回路デバイス１０４は、複数のプロセッサ回路を含むデジタル信号プロセッサであってもよく、第１および第２の電力ドメイン１１０および１１２は、デジタル信号プロセッサのサブ回路のような、デジタル信号プロセッサの一部を表してもよい。

特定の例示的な実施形態では、電力アッププロセスの間に、電力制御ロジック回路１０２は、第１の電力スイッチング回路１０６の第１の組のトランジスタ１１４と、第２の組のトランジスタ１１６とのうちの少なくとも１つを選択的に起動して、回路デバイス１０４の第１の電力ドメイン１１０に対して電力を提供するように適合されている。別の特定の例示的な実施形態では、電力アッププロセスの間に、電力制御ロジック回路１０２は、第２の電力スイッチング回路１０８の第３の組のトランジスタ１１８と、第４の組のトランジスタ１２０とのうちの少なくとも１つを選択的に起動して、回路デバイス１０４の第２の電力ドメイン１１２に対して電力を提供するように適合されている。

特定の例示的な実施形態では、第１の電力スイッチング回路１０６と、第２の電力スイッチング回路１０８とは、電力制御ロジック回路１０２によって制御され、回路デバイス１０４の第１および第２の電力ドメイン１１０および１１２に対して、電源ステージ中で電源供給を提供する。例えば、第１の電源ステージにおいて、第１の組のトランジスタ１１４が起動されて、回路デバイス１０４の電力レールを、電源供給に関係する供給電圧レベルより少ない電圧レベルに事前チャージする。特定の例において、電源供給は、電源供給レベル（ＶＤＤ）を持っていてもよく、第１の組のトランジスタ１１４は、電力レールを電源供給電圧レベルの半分にほぼ等しい電圧レベル（すなわち、およそ、ＶＤＤ／２）に事前チャージする。第２の電力ステージの間に、第２の組のトランジスタ１１６が起動され、第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後の電力レールに電力を提供する。

特定の例示的な実施形態では、回路デバイス１０４は、メモリデバイスであり、第１の電力ドメイン１１０と、第２の電力ドメイン１１２とは、メモリデバイス内の独立したメモリセルを表す。別の特定の実施形態では、第１の電力ドメイン１１０は、個別の回路コンポーネント、電気的付加、サブ回路、回路ドライバ、別の回路デバイス、または、これらの何らかの組み合わせに関係する。別の特定の実施形態では、電力制御ロジック回路１０２は、第１の電力スイッチング回路１０６、または、第２の電力スイッチング回路１０８を選択的に停止することによって、第１の電力ドメイン１１０または第２の電力ドメイン１１２を選択的に停止するデコーダを備える。

特定の例示的な実施形態では、回路デバイス１０４の第１の電力ドメイン１１０は、活動停止の期間の間に、スリープモードのような、減少された電力モードで動作する。起動、ウェークアップ命令、割り込み、別の指示、または、これらの何らかの組み合わせに応答して、電力制御ロジック回路１０２は、電力アップ信号を、第１の電力スイッチング回路１０６に送り、第１の組のトランジスタ１１４を起動して、回路デバイス１０４の第１の電力ドメイン１１０に関係する電力供給レールを事前チャージする。第１の組のトランジスタ１１４のうちの少なくとも１つのトランジスタがアクティブになった後、第２の組のトランジスタ１１６が、起動されて、電力レールに電力を提供する。特定の例では、第２の組のトランジスタ１１６は、第１の組のトランジスタ１１４のトランジスタよりも幅広く、より多くの電流を伝導する複数のトランジスタを含む。特定の実施形態では、第１および第２の組のトランジスタ１１４および１１６は、電力制御ロジック回路１０２から制御信号を介して選択的に起動されてもよい。別の特定の実施形態では、電力制御ロジック回路１０２からの単一の制御信号が、第１の組のトランジスタ１１４と第２の組のトランジスタ１１６とを起動するように、第１および第２の組のトランジスタ１１４および１１６が、電気的に結合されていてもよい。特定の実施形態では、第２の組のトランジスタ１１６の起動は、第１の組のトランジスタ１１４の起動に比して、遅延していてもよい。

特定の実施形態では、電力制御ロジック回路１０２は、第１の電力アップステージの間に、第３の組のトランジスタ１１８を選択的に起動して、回路デバイス１０４の第２の電力ドメイン１１２に関係する第２の電力レールを事前チャージする。第２の電力レールは、電源供給の電圧レベルの半分にほぼ等しい供給電圧レベルに事前チャージされてもよい。第３の組のトランジスタ１１８が起動された後、第２の電力アップステージの間に、第４の組のトランジスタ１２０が起動される。

図２は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する回路デバイス２００の第２の特定の例示的な実施形態のブロック図である。電源供給部２０２は、電力制御ロジック回路２０６に対応している、電力スイッチング回路２０４に結合されている。電力スイッチング回路２０４はまた、電力ドメイン２０８を含む回路デバイスに結合されている。電力スイッチング回路２０４は、第１の組のトランジスタ２１０、第２の組のトランジスタ２１２、および、オプション的遅延素子２２２を含む。第１および第２の組のトランジスタ２１０および２１２は、端末２１４を介して、電源供給部２０２に結合されている。第１の組のトランジスタ２１０は、フィードバックループ２１８を介して、第２の組のトランジスタ２１２に結合されている。オプション的に、第１の組のトランジスタ２１０は、オプション的遅延素子２２２を介して、第２の組のトランジスタ２１２に結合されている。

特定の例示的な実施形態では、電力制御ロジック回路２０６は、制御ライン２１６における制御信号を介して、第１の組のトランジスタ２１０を選択的に起動する。第１の組のトランジスタ２１０のうちの少なくとも１つのトランジスタが、ノード２２０を事前チャージするために起動され、これは、電力ドメイン２０８を含む回路デバイスの電力供給レールを表してもよく、または、電力供給レールに結合されていてもよい。第１の組のトランジスタ２１０のうちの少なくとも１つのトランジスタの起動の後、フィードバックループ２１８を介して、制御信号が第２の組のトランジスタ２１２を起動するために伝搬されて、ノード２２０を、所望の電源供給電圧レベルへと完全にチャージする。特定の例示的な実施形態では、フィードバックループ２１８における制御信号を、オプション的遅延素子２２２を使用して遅延させて、第２の組のトランジスタ２１２の起動を遅延させてもよい。例えば、第１の組のトランジスタ２１０のトランジスタのサイズに依拠して、第２の組のトランジスタ２１２が起動される前に、第１の組のトランジスタ２１０がノード２２０を事前チャージする時間を許すために、遅延が望ましいかもしれない。

特定の実施形態では、ステージにおいて、ノード２２０（すなわち、電力ドメイン２０８を含む回路デバイスの電力レール）をチャージすることによって、電力アップサージ電流が減少される。電力アップサージ電流を減少させることによって、ノード２２０に結合されている低電力回路が保護されてもよい。特に、移動体デバイスは、スリープモードおよび他の省電力モードを使用して、活動停止の期間の間の電力消費を減少させることが多いので、スリープモードからの電力アップが頻繁に発生し、電力アッププロセスが制御されなければ、頻繁な（繰り返しの）スリープ／電力アップシーケンスは、瞬間的なサージ電流のせいで、低電力回路を損失しかねない。電力アッププロセスをステージ化することによって、このようなサージ電流が制限されて、低電力回路を保護している。

図３は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する回路デバイス３００の第３の特定の例示的な実施形態のブロック図である。回路デバイス３００は、制御端末３０６を持つ、基板３０２を含み、これは、電力制御ロジック回路３０４に結合されている。基板３００はまた、複数の電力供給レール３０８も含む。さらに、基板３００は、複数のバンク３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２、３３４、および、３３６を含み、これらは、独立的に起動されて、関係する回路の１つ以上の電力ドメインに対して選択的に電力を提供してもよい。バンク３２４は、制御端末３０６に、および、第１の組のトランジスタ３３９に結合されている第１のドライバ回路３３８を含み、ならびに、第２の組のトランジスタ３４１に、および、フィードバックループ３４３に結合されている第２のドライバ回路３４０を含み、フィードバックループ３４３は第１の組のトランジスタ３３９に結合されている。特に、フィードバックループ３４３は、第１の組のトランジスタ３３９のゲートを、第２の組のトランジスタ３４１のゲートに結合する。一般的に、バンク３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２、３３４、および、３３６のそれぞれは、第１の組のトランジスタと第２の組のトランジスタを含む。例えば、バンク３３６は、第１の組のトランジスタ３５８と第２の組のトランジスタ３６０を含み、第２の組のトランジスタ３６０はフィードバックループ３６２によって第１の組のトランジスタ３５８に結合されている。

第１の組のトランジスタ３３９からの第１のトランジスタ３４６と、第２の組のトランジスタ３４１からの第２のトランジスタ３５２とを、拡大ビュー３４２中で図示した。第１のトランジスタ３４６は、ノード３４４に結合されている第１の端末を含み、これは、電力供給レール３０８に結合されている。第１のトランジスタ３４６はまた、第１の組のトランジスタ３３９のうちの、他のトランジスタとのそれぞれのゲートに結合されている制御端末３４８も含み、これは、第１のドライバ回路３３８に結合されている。第１のトランジスタ３４６はまた、ノード３５０に結合されている第３の端末も含む。第１のトランジスタ３４６は、ノード３５０を事前チャージするために、電力制御ロジック回路３０４からの制御信号によって、選択的に起動できる。第２のトランジスタ３５２は、ノード３４４に結合されている第１の端末を含む。第２のトランジスタ３５２はまた、第２の組のトランジスタ３４１のうちの、他のトランジスタとのそれぞれのゲートに結合されている制御端末３５４も含み、これは、第２のドライバ回路３４０に結合されている。第２のトランジスタ３５２はまた、ノード３５０に結合されている第３の端末も含む。第１のトランジスタ３４６の制御端末３４８を含む、第１の組のトランジスタ３３９のゲートは、フィードバックループ３４３を介して、第２のトランジスタ３５２の制御端末３５４を含む、第２の組のトランジスタ３４１のゲートに電気的に結合されている。特定の実施形態では、第２のトランジスタ３５２は、第１の組のトランジスタ３３９のうちの少なくとも１つのトランジスタが起動された後に起動される。特定の例では、第２のトランジスタ３５２が、第１の組のトランジスタ３３９のうちの少なくとも１つのトランジスタが起動された後に起動されるように、フィードバックループ３４３は、第２の組のトランジスタ３４１の起動に遅延を導入してもよい。起動の際に、第２の組のトランジスタ３４１のうちの、第２のトランジスタ３５２と、他のトランジスタとは、ノード３５０を完全にチャージして、回路ブロック３５６の電力ドメインに電力を提供するように適合されている。

特定の例示的な実施形態では、電力制御ロジック回路３０４は、選択された電力ドメインに電力を提供するために、複数のバンク３１０、３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２、３２４、３２６、３２８、３３０、３３２、３３４、および、３３６の選択されたバンクを選択的に起動するデコーダを備える。特定の実施形態では、第１および第２の組のトランジスタ３３９および３４１のトランジスタのそれぞれは、Ｐチャネル金属酸化膜半導体フィールド効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴＳまたはＰＭＯＳデバイス）であってもよい。

図４は、回路デバイスに電力を提供するデバイス４００の第３の特定の例示的な実施形態のブロック図である。デバイス４００は、電源供給端末４０６から回路デバイス４０８の１つ以上の電力ドメインに選択的に電力を提供する電力スイッチング回路４０４に結合されている電力制御ロジック回路４０２を含む。電力スイッチング回路４０４は、電源供給ノード４３６、４３８、および４４０を事前チャージするように適合されているトリクル回路４１０を含み、電源供給ノード４３６、４３８、および４４０を完全にチャージするフラッド回路４１２を含む。トリクル回路４１０は、Ｐチャネルトランジスタ４１８、４２０、および４２２の制御端末４１６に制御信号を提供する第１のドライバ回路４１４を含む。Ｐチャネルトランジスタ４１８、４２０、および４２２の制御端末（すなわち、ゲート）は、互いに電気的に結合している。Ｐチャネルトランジスタ４１８、４２０、および４２２は、電源供給端末４０６、ならびに、ノード４３６、４３８、および４４０のそれぞれに結合されている。フィードバックループ４２４は、Ｐチャネルトランジスタ４２２のゲートを、フラッド回路４１２の第２のドライバ回路４２６に結合する。フラッド回路４１２は、Ｐチャネルトランジスタ４３０、４３２、および４３４の制御端末４２８に対して制御信号を提供するドライバ回路４２６を含む。Ｐチャネルトランジスタ４３０、４３２、および４３４の制御端末（すなわち、ゲート）は、電気的に結合されている。さらに、Ｐチャネルトランジスタ４１８、４２０、および４２２のそれぞれは、電源供給端末４０６と、電源供給ノード４３６、４３８、および４４０のそれぞれに結合されている。

特定の例示的な実施形態では、電力制御ロジック回路４０２は、トリクル回路４１０に対して制御信号を提供することによって、電力スイッチング回路４０４を選択的に起動するように適合されており、これは、トランジスタ４１８、４２０、および４２２のそれぞれを起動して、電源供給ノード４３６、４３８、および４４０を電源供給端末４０６の電圧レベルより少ない電圧レベルに事前チャージする。トリクル回路４１０は、何らかの数のそれぞれのノードを事前チャージするための、何らかの数のトランジスタを含んでいてもよいことを理解すべきである。フラッド回路４１２の第２のドライバ回路４２６は、フィードバックループ４２４を介して受信される制御信号に対して遅延を提供してもよい。フラッド回路４１２のトランジスタ４３０、４３２、および、４３４は、フィードバックループ４２４を介して受信される制御信号によって起動されて、さらに、各ノード４３６、４３８、および４４０をさらにチャージしてもよい。フラッド回路４１２は、何らかの数のそれぞれのノードをチャージするための、何らかの数のトランジスタを含んでいてもよいことを理解すべきである。

特定の実施形態では、フラッド回路４１２のトランジスタ４３０、４３２、および、４３４は、トリクル回路４１０のトランジスタ４１８、４２０、および４２２より幅広い。より幅広いトランジスタ４３０、４３２、および、４３４は、トリクル回路４１０のトランジスタより多くの電流を通す。特定の例において、トリクル回路４１０は、最初に、ノード４３６、４３８、および４４０を電源供給電圧のほぼ半分だけ事前チャージするために起動される（すなわち、ほぼＶｄｄ／２）。フラッド回路４１２のドライバ回路４２６は、次に、ノード４３６、４３８、および４４０における仮想電源供給をほぼ電源供給電圧（すなわち、ほぼＶｄｄ）まで、徐々に増やすように起動され、これによって、電力アップの間のサージ電流を制限している。

一般的に、図１−４の回路デバイスは、２組のトランジスタ（すなわち、トリクル回路４１０とフラッド回路４１２）を図示したが、追加の事前チャージ電圧レベルを提供するために、電力スイッチング回路中に複数のステージが含まれてもよいことを理解すべきである。例えば、電力スイッチング回路が４組のトランジスタを含む場合、電力スイッチングデバイスは、４つのステージの間にノードにおいて電力レベルをスイッチしてもよく、これらのそれぞれは、電源供給電圧レベルのほぼ４分の１だけ、回路デバイスの電力ドメインに結合されているノードに貢献する。特定の実現に依拠して、何らかの組のトランジスタが、追加の事前チャージ電力ステージを提供するのに含まれてもよい。

図５は、図１−４の回路デバイスのうちの１つに結合されている電源供給部における電源供給電流の特定の例示的な実施形態の図５００である。図５００は、第１の信号特性を有する第１の電流５０４を持っている第１のステージ５０２を図示する。特定の実施形態では、第１の信号特性は、ほぼ一定の電流までの徐々に増やすことを表す。図５００はまた、第２の信号特性を有する第２の電流５０８を持っている第２のステージ５０６も図示する。第２の信号特性は、鋸歯状タイプのパターンを表す。特定の実施形態では、第２の信号特性は、第１の鋸歯状信号エレメント５１２と、第２の鋸歯状信号エレメント５１４とを含む。図５００はまた、第３の信号特性５１８を含む第３のステージ５１０もまた図示する。

特定の例示的な実施形態では、第１のステージ５０２は、図３に図示した第１の組のトランジスタ３３９のような、第１の組のトランジスタの起動に関係する第１の電力アップステージを表す。別の特定の例示的な実施形態では、第２のステージ５０６は、図３に図示した第２の組のトランジスタ３４１のような、第２の組のトランジスタの起動に関係する第２の電力アップステージを表す。特定の例示的な実施形態では、鋸歯状タイプのパターンは、第１の鋸歯状信号エレメント５１２と、第２の鋸歯状信号エレメント５１４のような、いくつかの鋸歯状信号エレメントを含む。第２のステージは、破線５１６によって示したように、任意の数の鋸歯状信号エレメントを含んでもよい。鋸歯状信号エレメント５１２および５１４のような、特定の数の鋸歯状信号エレメントは、少なくとも第２の組のトランジスタのうちのトランジスタの数を表してもよい。別の特定の例示的な実施形態では、鋸歯状信号エレメントの数は、ステージの数、または、電力スイッチング回路中に含まれるトランジスタの数を表してもよい。

図６は、スイッチング回路を使用して、電力を提供する方法の特定の例示的な実施形態のフロー図である。６０２において、第１の電力アップステージの間に、第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の電圧レベルより少ない電圧レベルへと、電力レールを事前チャージする。特定の例示的な実施形態では、第１の組のトランジスタのそれぞれのゲートは、電気的に結合されている、６０４に続いて、第２の組のトランジスタのそれぞれのゲートを、第１の組のトランジスタの少なくとも１つのゲートに対して結合させるように適合されている回路遅延コンポーネントを使用して、第２の組のトランジスタにおいて、フィードバックループからのフィードバックを受信する。６０６に進んで、第１の組のトランジスタに結合されているフィードバックループを使用して、第１のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に、第２の組のトランジスタを起動する。特定の例示的な実施形態では、第２の電力アップステージの間に、第１および第２の組のトランジスタが起動されて、電源供給部から電流を流して、１つ以上の供給レールをチャージしてもよく、ここで、電流は、鋸歯状タイプの特性を持つ。方法は、６０８において終了する。

特定の例示的な実施形態では、第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタは、Ｐチャネルトランジスタデバイスを含む。別の特定の例示的な実施形態では、第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタは、Ｎチャネルトランジスタデバイスを含む。特定の例示的な実施形態では、第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含む。さらに別の特定の例示的な実施形態では、第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタは、電源供給部に結合されている。特定の実施形態では、第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタは、電源供給部と、回路デバイスに関係する電力ドメインとの間に並列に結合されている。特定の例示的な実施形態では、第１および第２の組のトランジスタは、第１および第２の組のトランジスタが活動停止しているとき、回路デバイスに電源供給からの漏洩電流を減少させる。例えば、第１および第２の組のトランジスタが活動停止しているとき、電源供給部は、回路デバイスの供給レールに対して電力を供給しない。第１および第２の組のトランジスタは、フットスイッチ、または、ヘッドスイッチとして動作して、回路デバイスに対する電源供給からの電流フローを防止してもよい。活動停止の期間の間に、第１および第２の組のトランジスタは、活動停止して、電源ソースから回路デバイスへの電流パスを防止してもよく、これによって、電流漏洩を減少させる。

図７は、電力ステージを使用して、電力を提供する方法の第２の特定の例示的な実施形態のフロー図である。７０２において、第１のステージの間に、第１の信号特性を持っている第１の電流を流す。特定の例示的な実施形態では、第１の信号特性は、ほぼ一定である電流レベルを含む。７０４に進んで、第２のステージの間に、第２の信号特性を持っている第２の電流を流し、第２の信号特性は鋸歯状タイプパターンを含む。特定の例示的な実施形態では、鋸歯状タイプパターンは、少なくとも第２の組のトランジスタのうちのいくつかのトランジスタに対応する、いくつかの鋸歯状信号エレメントを含む。特定の実施形態では、第１のステージは、第１の組のトランジスタの起動に関係する第１の電力アップステージを含み、第２のステージは、第２の組のトランジスタの起動に関係する第２の電力アップステージを含む。７０６に続いて、第３のステージの間に、第３の信号特性を持っている第３の電流を流す。方法は、７０８において終了する。

図８は、図１−４において図示した回路を含んでもよいワイヤレス通信デバイス８００を表すブロック図である。通信デバイス８００は、制御ロジック回路８６１に結合された１つ以上の電力スイッチング回路８６０と、制御ロジック回路８６８に結合された１つ以上の電力スイッチング回路８６４とを含む。１つ以上の電力スイッチング回路８６０および８６４と、制御ロジック回路８６１および８６８とは、図１−７に関して説明したように、それぞれの電力ドメインに対して電力を提供するように適合されている。特定の例示的な実施形態では、１つ以上の電力スイッチング回路８６０と、制御ロジック回路８６１とは、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）８１０に含まれていてもよい。１つ以上の電力スイッチング回路８６４は、フラッシュメモリ、ハードディスク、他の不揮発性メモリ、または、これらの何らかの組み合わせのような不揮発性メモリ８６２中に含まれてもよい。さらに、制御ロジック８６８は、不揮発性メモリ８６２中に含まれていてもよく、または、不揮発性メモリ８６２内で、１つ以上の電力スイッチング回路８６４と通信するように適合されていてもよい。別の特定の実施形態では、通信デバイス８００はまた、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）、他の揮発性メモリデバイス、または、これらの何らかの組み合わせのような揮発性メモリ８７０も含んでもよく、これらの何らかのものは、図１−４に関して説明した電力スイッチング回路のような、１つ以上の電力スイッチング回路を含んでもよい。このような揮発性メモリ８７０はまた、制御ロジック８６８のような制御ロジックもまた、含んでもよい。

図８はまた、デジタル信号プロセッサ８１０およびディスプレイ８２８に結合されているディスプレイ制御装置８２６も示す。コーダー／デコーダ（コーデック）８３４はまた、デジタル信号プロセッサ８１０に結合されていてもよい。スピーカー８３６およびマイクロフォン８３８は、コーデック８３４に結合されることができる。

図８はまた、ワイヤレス制御装置８４０が、デジタル信号プロセッサ８１０とワイヤレスアンテナ８４２に結合されることができることも示す。特定の実施形態では、入力デバイス８３０と、電源供給部８４４は、オンチップシステム８２２に結合されている。さらに、特定の実施形態では、図８に図示したように、ディスプレイ８２８、入力デバイス８３０、スピーカー８３６、マイクロフォン８３８、ワイヤレスアンテナ８４２、および、電源供給部８４４は、オンチップシステム８２２の外部にあってもよい。しかしながら、それぞれは、インターフェースまたは制御装置のような、オンチップシステム８２２のコンポーネントに結合されることができる。特定の実施形態では、電源供給部８４４は、バッテリ８４５を含んでもよい。

ここで開示した実施形態に関連して述べられた、さまざまな例示的な論理ブロック、モジュール、回路およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいは双方の組み合わせたものとして実現されてもよいことを当業者はさらに正しく認識するであろう。ハードウェアおよびソフトウェアの交換可能性を明確に図示するために、さまざまな例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路およびステップを一般的にこれらの機能に関して上述した。このような機能がハードウェアあるいはソフトウェアとして実現されるか否かは、特定の応用および全体的なシステムに課せられた設計の制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の応用に対して方法を変化させて、述べてきた機能を実現してもよいが、このような実現決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈すべきではない。

開示した実施形態のこれまでの記述は、当業者が本発明を製作または使用できるように提供した。これらの実施形態に対するさまざま改良は当業者に容易に明らかとなり、ここに定義された一般的な原理は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、他の実施形態に適用されてもよい。したがって、本発明はここに示された実施形態に限定されることを意図しているものではなく、ここで開示されている原理および新しい特徴と一致した最も広い範囲に一致させるべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］デバイスに電力を提供する方法において、
第１の電力アップステージの間に、第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと電力レールを事前チャージすることと、
前記第１の電力アップステージの間に、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に、第２の組のトランジスタを起動することと
を含む方法。
［２］前記第２の電力アップステージの間に、前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流す、上記［１］の方法。
［３］前記第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含む、上記［１］の方法。
［４］前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、前記電源供給部に結合されている、上記［１］の方法。
［５］前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、前記電源供給部と、回路デバイスに関係する電力ドメインとの間に並列に結合されている、上記［１］の方法。
［６］前記第１の組のトランジスタのそれぞれのゲートは、電気的に結合されている、上記［１］の方法。
［７］前記第２の組のトランジスタのそれぞれのゲートを、前記第１の組のトランジスタの少なくとも１つのゲートに結合させるように適合されている回路遅延コンポーネントを持つフィードバックループを使用して、フィードバックを遅延させることをさらに含む、上記［６］の方法。
［８］前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、Ｐチャネルトランジスタデバイスを含む、上記［１］の方法。
［９］前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、Ｎチャネルトランジスタデバイスを含む、上記［１］の方法。
［１０］前記第１および第２の組のトランジスタが活動停止しているとき、前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部から回路デバイスへの漏洩電流を減少させる、上記［１］の方法。
［１１］前記第１の電力アップステージの間に、第３の組のトランジスタを選択的に起動して、前記電源供給部の電圧レベルのほぼ半分に等しい供給電圧レベルへと第２の電力レールを事前チャージすることと、
前記第３の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に、第４の組のトランジスタを前記第３の組のトランジスタに結合させるフィードバックループを使用して、前記第４の組のトランジスタを起動することと
をさらに含む、上記［１］の方法。
［１２］システムにおいて、
第１の電力スイッチング回路に応答する第１の電力ドメインと、
第２の電力スイッチング回路に応答する第２の電力ドメインと、
前記第１の電力スイッチング回路と、前記第２の電力スイッチング回路とを選択的に起動させるように適合されているロジック回路と
を具備し、
前記第１の電力スイッチング回路と、前記第２の電力スイッチング回路とのうちの少なくとも１つは、第１の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第１の組のトランジスタと、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第２の組のトランジスタとを備えるシステム。
［１３］前記第１の電力ドメインは、複数のメモリセルを備える、上記［１２］のシステム。
［１４］前記第１の電力ドメインは、ディスクリート回路デバイス、電気的負荷、サブ回路、ドライバ回路、別の回路デバイス、または、これらの何らかの組み合わせを備える、上記［１２］のシステム。
［１５］前記ロジック回路は、前記第１の電力ドメインと、前記第２の電力ドメインとのうちの少なくとも１つを、選択的に停止するデコーダをさらに備える、上記［１２］のシステム。
［１６］前記第１および第２の組のトランジスタのうちのそれぞれのトランジスタは、電源供給部、制御端末に結合されている第１の端末と、回路の電力レールに結合されている第２の端末とを備え、前記第１の組のトランジスタの制御端末は、前記第２の組のトランジスタの制御端末に直列に結合されている、上記［１２］のシステム。
［１７］回路デバイスに電力を提供する方法において、
第１のステージの間に、第１の信号特性を持っている第１の電流を流すことと、
第２のステージの間に、第２の信号特性を持っている第２の電流を流すことと
を含み、
前記第２の信号特性は、鋸歯状タイプのパターンを含む方法。
［１８］第３のステージの間に、第３の信号特性を持っている第３の電流を流す、上記［１７］の方法。
［１９］前記第１の信号特性は、ほぼ一定である電流レベルを含む、上記［１７］の方法。
［２０］前記第１のステージは、第１の組のトランジスタの起動に関係する電力アップステージを含み、前記第２のステージは、第２の組のトランジスタの起動に関係する電力アップステージを含む、上記［１７］の方法。
［２１］前記鋸歯状タイプのパターンは、少なくとも前記第２の組のトランジスタのうちのいくつかのトランジスタに対応する、いくつかの鋸歯状信号エレメントを含む、上記［２０］の方法。
［２２］ワイヤレス通信デバイスにおいて、
アンテナと、
前記アンテナに結合されているワイヤレス制御装置と、
前記ワイヤレス制御装置に結合されているプロセッサと、
第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタを備える電力スイッチング回路と、
前記電力スイッチング回路に結合されている電力制御ロジック回路と
を具備し、
前記電力制御ロジック回路は、第１の電力アップステージの間に、前記第１の組のトランジスタを選択的に起動し、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタが起動された後、第２の電力アップステージの間に、前記第２の組のトランジスタを起動するように適合されているワイヤレス通信デバイス。
［２３］前記電力スイッチング回路は、回路デバイスの電力ドメインに結合されている、上記［２２］のワイヤレス通信デバイス。
［２４］前記回路デバイスは、メモリの一部を構成する、上記［２３］のワイヤレス通信デバイス。
［２５］前記回路デバイスは、デジタル信号プロセッサの一部を構成する、上記［２３］のワイヤレス通信デバイス。

Claims

デバイスに電力を提供する方法において、
第１の電力アップステージの間に電力レールに結合されている第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと前記電力レールを事前チャージすることと、
前記第１の電力アップステージの間に前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタが起動された後、第２の電力アップステージの間に、前記電力レールに結合されている第２の組のトランジスタを起動して、所望の供給電圧レベルへと、前記電力レールを完全にチャージすることと
を含み、
前記第１の組のトランジスタは幅の狭いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の組のトランジスタは、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合されている回路遅延コンポーネントを有するフィードバックループを介して送られた信号に応答して起動され、
前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の電力アップステージの間に前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの、鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流す方法。
前記電力レールは、前記供給電圧レベルの半分に事前チャージされる、請求項１記載の方法。
前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、前記電源供給部に結合されている、請求項１記載の方法。
前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、前記電源供給部と、回路デバイスに関係する電力ドメインとの間に並列に結合されている、請求項１記載の方法。
前記第１の組のトランジスタのうちのそれぞれのトランジスタはゲートを有し、前記第１の組のトランジスタのゲートは、互いに電気的に結合されている、請求項１記載の方法。
前記回路遅延コンポーネントは、前記第２の組のトランジスタのそれぞれのゲートを、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合させるように適合されている、請求項５記載の方法。
前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、Ｐチャネルトランジスタデバイスを含む、請求項１記載の方法。
前記第１の組のトランジスタと、前記第２の組のトランジスタとは、Ｎチャネルトランジスタデバイスを含む、請求項１記載の方法。
前記第１および第２の組のトランジスタが活動停止しているとき、前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部から回路デバイスへの漏洩電流を減少させる、請求項１記載の方法。
前記第１の電力アップステージの間に第３の組のトランジスタを選択的に起動して、前記電源供給部の電圧レベルのほぼ半分に等しい供給電圧レベルへと第２の電力レールを事前チャージすることと、
前記第３の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に第４の組のトランジスタを前記第３の組のトランジスタに結合させるフィードバックループを使用して、前記第４の組のトランジスタを起動することと
をさらに含む、請求項１記載の方法。
システムにおいて、
第１の電力スイッチング回路に応答する第１の電力ドメインと、
第２の電力スイッチング回路に応答する第２の電力ドメインと、
前記第１の電力スイッチング回路と、前記第２の電力スイッチング回路とを選択的に起動させるように適合されているロジック回路と
を具備し、
前記第１の電力スイッチング回路と、前記第２の電力スイッチング回路とのうちの少なくとも１つは、第１の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第１の組のトランジスタと、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間の起動に対して適合されている第２の組のトランジスタとを備え、
前記第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、前記第１の電力アップステージの間の起動は、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと、電力レールを事前チャージするためのものであり、
前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含み、前記第２の電力アップステージの間の起動は、所望の供給電圧レベルへと、前記電力レールを完全にチャージするように、前記電力レールに結合されており、
前記第２の組のトランジスタは、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合されている回路遅延コンポーネントを有するフィードバックループを介して送られた信号に応答して起動され、
前記第２の電力アップステージの間に前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの、鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流すシステム。
前記第１の電力ドメインは、複数のメモリセルを備える、請求項１１記載のシステム。
前記第１の電力ドメインは、ディスクリート回路デバイス、電気的負荷、サブ回路、ドライバ回路、別の回路デバイス、または、これらの何らかの組み合わせを備える、請求項１１記載のシステム。
前記ロジック回路は、前記第１の電力ドメインと、前記第２の電力ドメインとのうちの少なくとも１つを、選択的に停止するデコーダをさらに備える、請求項１１記載のシステム。
前記第１および第２の組のトランジスタのうちのそれぞれのトランジスタは、電源供給部、制御端末に結合されている第１の端末と、回路の電力レールに結合されている第２の端末とを備え、前記第１の組のトランジスタの制御端末は、前記第２の組のトランジスタの制御端末に直列に結合されている、請求項１１記載のシステム。
回路デバイスに電力を提供する方法において、
第１のステージの間に、電力レールに結合されている第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと、前記電力レールを事前チャージすることによって、第１の信号特性を持っている第１の電流を流すことと、
前記第１のステージの間に前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２のステージの間に、前記電力レールに結合されている第２の組のトランジスタを起動して、所望の供給電圧レベルへと、前記電力レールを完全にチャージすることによって、第２の信号特性を持っている第２の電流を流すことと
を含み、
前記第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の信号特性は、鋸歯状タイプのパターンを含み、
前記第２の組のトランジスタは、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合されている回路遅延コンポーネントを有するフィードバックループを介して送られた信号に応答して起動され、
前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の電力アップステージの間に前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの、鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流す方法。
第３のステージの間に、第３の信号特性を持っている第３の電流を流す、請求項１６記載の方法。
前記第１の信号特性は、ほぼ一定である電流レベルを含む、請求項１６記載の方法。
前記鋸歯状タイプのパターンは、少なくとも前記第２の組のトランジスタのうちのいくつかのトランジスタに対応する、いくつかの鋸歯状信号エレメントを含む、請求項１６記載の方法。
ワイヤレス通信デバイスにおいて、
アンテナと、
前記アンテナに結合されているワイヤレス制御装置と、
前記ワイヤレス制御装置に結合されているプロセッサと、
第１の組のトランジスタおよび第２の組のトランジスタを備える電力スイッチング回路と、
前記電力スイッチング回路に結合されている電力制御ロジック回路と
を具備し、
前記電力制御ロジック回路は、第１の電力アップステージの間に前記第１の組のトランジスタを選択的に起動し、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタが起動された後、第２の電力アップステージの間に前記第２の組のトランジスタを起動するように適合されており、
前記第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の電力アップステージの間に前記第２の組のトランジスタは、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合されている回路遅延コンポーネントを有するフィードバックループを介して送られた信号に応答して起動され、前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流すワイヤレス通信デバイス。
前記電力スイッチング回路は、回路デバイスの電力ドメインに結合されている、請求項２０記載のワイヤレス通信デバイス。
前記回路デバイスは、メモリの一部を構成する、請求項２１記載のワイヤレス通信デバイス。
前記回路デバイスは、デジタル信号プロセッサの一部を構成する、請求項２１記載のワイヤレス通信デバイス。
デバイスに電力を提供する装置において、
第１の電力アップステージの間に電力レールに結合されている第１の組のトランジスタを選択的に起動して、電源供給部の供給電圧レベルより少ない電圧レベルへと前記電力レールを事前チャージする手段と、
前記第１の電力アップステージの間に前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つが起動された後、第２の電力アップステージの間に第２の組のトランジスタを起動する手段と
を備え、
前記第１の組のトランジスタは、幅の狭いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の組のトランジスタは、前記第１の組のトランジスタのうちの少なくとも１つのトランジスタのゲートに結合されている回路遅延コンポーネントを有するフィードバックループを介して送られた信号に応答して起動され、
前記第２の組のトランジスタは、幅の広いトランジスタデバイスを含み、
前記第２の電力アップステージの間に前記第１および第２の組のトランジスタは、前記電源供給部からの鋸歯状タイプの特性を持つ電流を流す手段。