JP6657484B2 - パワーゲーティング回路によって提供された分配負荷電流を感知するための装置および方法 - Google Patents
パワーゲーティング回路によって提供された分配負荷電流を感知するための装置および方法 Download PDFInfo
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Description
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
第1の回路と、
第2の回路と、
前記第1の回路を通る第1の負荷電流と前記第2の回路を通る第2の負荷電流とを発生するように構成されるパワーゲーティング回路と、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生するように構成される電流センサと
を備え、前記電流センサは、
前記パワーゲーティング回路と前記第1の回路との間の第1のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第1のセットと、
前記パワーゲーティング回路と前記第2の回路との間の第2のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第2のセットと
を備える、第1のリング発振器を含む、装置。
[C2]
前記第1のリング発振器は、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1のノードにおける第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2のノードにおける第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する第2の信号を発生するように構成され、前記第1の信号は前記第2の信号に基づく、C1に記載の装置。
[C3]
前記パワーゲーティング回路は、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットと、ここにおいて、1つまたは複数のトランジスタの前記第1のセットは、前記第1の回路を通る前記第1の負荷電流を制御信号に基づいて発生するように構成される、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットと、ここにおいて、1つまたは複数のトランジスタの前記第2のセットは、前記第2の回路を通る第2の負荷電流を前記制御信号に基づいて発生するように構成される、
を備える、C2に記載の装置。
[C4]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C3に記載の装置。
[C5]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C3に記載の装置。
[C6]
前記電流センサは、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生するように構成される第2のリング発振器を備え、前記第1の信号は前記第3の信号に基づく、C2に記載の装置。
[C7]
前記電流センサは、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するように構成される第1の周波数対コード(FTC)変換器と、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生するように構成される第2の周波数対コード(FTC)変換器と、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差に基づいて前記第1の信号を発生するように構成される減算器と
をさらに備える、C6に記載の装置。
[C8]
前記電流センサは、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するように構成される周波数対コード(FTC)変換器をさらに備える、C2に記載の装置。
[C9]
前記周波数対コード(FTC)変換器は、
前記インバータのうちの1つの入力に結合されたnビットカウンタと、
残りのインバータの入力にそれぞれ結合された1ビットカウンタのセットと、
クロック信号に基づいて前記nビットカウンタの出力をラッチするように構成されるnビットフリップフロップと、
前記クロック信号に基づいて前記1ビットカウンタの出力をそれぞれラッチするように構成される1ビットフリップフロップのセットと
を備える、C8に記載の装置。
[C10]
前記周波数対コード(FTC)変換器は、
前記nビットフリップフリップの前記ラッチされた出力に整数を乗算することによって、前記第1の周波数に関連した粗いデジタル値を発生するように構成される乗算器と、
前記第1の周波数の微細なデジタル値を集合的に発生するための排他的ORゲートのセットと、排他的ORゲートの前記セットは、前記nビットフリップフロップの最下位ビットにそれぞれ結合されたそれぞれの第1の入力と、前記1ビットフリップフロップの前記ラッチされた出力を受け取るように構成されるそれぞれの第2の入力とを含む、
前記第2の信号を発生するために、前記微細なデジタル値に前記粗いデジタル値を加算するための加算器と
をさらに備える、C9に記載の装置。
[C11]
第1の回路およびパワーゲーティング回路を通る第1の負荷電流を発生することと、
第2の回路および前記パワーゲーティング回路を通る第2の負荷電流を発生することと、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生することと
を備え、前記第1の信号を発生することは、
前記第1の回路と前記パワーゲーティング回路との間の第1のノードにおける第1の電圧を第1のリング発振器の1つまたは複数のインバータの第1のセットに印加することと、
前記第2の回路と前記パワーゲーティング回路との間の第2のノードにおける第2の電圧を前記第1のリング発振器の1つまたは複数のインバータの第2のセットに印加することと
を備える、方法。
[C12]
前記第1の信号を発生することは、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する第2の信号を発生する前記第1のリング発振器を備える、C11に記載の方法。
[C13]
前記第1の負荷電流を発生することは、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットを制御信号に基づいてオンにすることと、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットを前記制御信号に基づいてオンにすることと
を備える、C12に記載の方法。
[C14]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C13に記載の方法。
[C15]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C13に記載の方法。
[C16]
前記第1の信号を発生することは、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生する第2のリング発振器を備える、C12に記載の方法。
[C17]
前記第1の信号を発生することは、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生することと、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生することと、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差を発生することと、ここにおいて、前記第1の信号は前記差に基づく、
をさらに備える、C16に記載の方法。
[C18]
前記第1の信号を発生することは、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生することを備える、C12に記載の方法。
[C19]
第1の回路を通る第1の負荷電流を発生するための手段と、
第2の回路を通る第2の負荷電流を発生するための手段と、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生するための手段と
を備え、前記第1の信号を前記発生するための手段は、
前記第1の回路と前記第1の負荷電流を前記発生するための手段との間の第1のノードにおける第1の電圧を、第2の信号を発生するための手段の1つまたは複数のインバータの第1のセットに印加するための手段と、
前記第2の回路と前記第2の負荷電流を前記発生するための手段との間の第2のノードにおける第2の電圧を、前記第2の信号を前記発生するための手段の1つまたは複数のインバータの第2のセットに印加するための手段と
を備える、装置。
[C20]
前記第2の信号を前記発生するための手段は、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する前記第2の信号を発生するための手段を備える、C19に記載の装置。
[C21]
前記第1の負荷電流を前記発生するための手段は、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットを制御信号に基づいてオンにするための手段と、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットを前記制御信号に基づいてオンにするための手段と
を備える、C20に記載の装置。
[C22]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C21に記載の方法。
[C23]
トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、C21に記載の方法。
[C24]
前記第1の信号を前記発生するための手段は、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生するための手段を備える、C20に記載の方法。
[C25]
前記第1の信号を前記発生するための手段は、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するための手段と、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生するための手段と、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差を発生するための手段と、ここにおいて、前記第1の信号は前記差に基づく、
をさらに備える、C24に記載の装置。
[C26]
前記第1の信号を前記発生するための手段は、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するための手段を備える、C20に記載の装置。
Claims (26)
- 第1の回路と、
第2の回路と、
前記第1の回路を通る第1の負荷電流と前記第2の回路を通る第2の負荷電流とを発生するように構成されるパワーゲーティング回路と、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生するように構成される電流センサと
を備え、前記電流センサは、第1のリング発振器を含み、前記第1のリング発振器は、
前記パワーゲーティング回路と前記第1の回路との間の第1のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第1のセットと、
前記パワーゲーティング回路と前記第2の回路との間の第2のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第2のセットと、ここにおいて、前記第1のセットの前記1つまたは複数のインバータは、インバータの単一のリングの少なくとも一部分を形成するために、前記第2のセットの前記1つまたは複数のインバータとカスケードされる、
を備える、装置。 - 前記第1のリング発振器は、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1のノードにおける第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2のノードにおける第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する第2の信号を発生するように構成され、前記第1の信号は前記第2の信号に基づく、請求項1に記載の装置。
- 前記パワーゲーティング回路は、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットと、ここにおいて、1つまたは複数のトランジスタの前記第1のセットは、前記第1の回路を通る前記第1の負荷電流を制御信号に基づいて発生するように構成される、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットと、ここにおいて、1つまたは複数のトランジスタの前記第2のセットは、前記第2の回路を通る第2の負荷電流を前記制御信号に基づいて発生するように構成される、
を備える、請求項2に記載の装置。 - トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項3に記載の装置。
- トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(NMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項3に記載の装置。
- 前記電流センサは、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生するように構成される第2のリング発振器を備え、前記第1の信号は前記第3の信号に基づく、請求項2に記載の装置。
- 前記電流センサは、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するように構成される第1の周波数対コード(FTC)変換器と、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生するように構成される第2の周波数対コード(FTC)変換器と、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差に基づいて前記第1の信号を発生するように構成される減算器と
をさらに備える、請求項6に記載の装置。 - 前記電流センサは、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するように構成される周波数対コード(FTC)変換器をさらに備える、請求項2に記載の装置。
- 前記周波数対コード(FTC)変換器は、
前記インバータのうちの1つの入力に結合されたnビットカウンタと、
残りのインバータの入力にそれぞれ結合された1ビットカウンタのセットと、
クロック信号に基づいて前記nビットカウンタの出力をラッチするように構成されるnビットフリップフロップと、
前記クロック信号に基づいて前記1ビットカウンタの出力をそれぞれラッチするように構成される1ビットフリップフロップのセットと
を備える、請求項8に記載の装置。 - 第1の回路と、
第2の回路と、
前記第1の回路を通る第1の負荷電流と前記第2の回路を通る第2の負荷電流とを発生するように構成されるパワーゲーティング回路と、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生するように構成される電流センサと
を備え、前記電流センサは、
前記パワーゲーティング回路と前記第1の回路との間の第1のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第1のセットと、
前記パワーゲーティング回路と前記第2の回路との間の第2のノードに結合された1つまたは複数のインバータの第2のセットと
を備える第1のリング発振器を含み、
前記第1のリング発振器は、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1のノードにおける第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2のノードにおける第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する第2の信号を発生するように構成され、前記第1の信号は前記第2の信号に基づき、
前記電流センサは、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するように構成される周波数対コード(FTC)変換器をさらに備え、
前記FTC変換器は、
前記インバータのうちの1つの入力に結合されたnビットカウンタと、
残りのインバータの入力にそれぞれ結合された1ビットカウンタのセットと、
クロック信号に基づいて前記nビットカウンタの出力をラッチするように構成されるnビットフリップフロップと、
前記クロック信号に基づいて前記1ビットカウンタの出力をそれぞれラッチするように構成される1ビットフリップフロップのセットと
前記nビットフリップフロップの前記ラッチされた出力に整数を乗算することによって、前記第1の周波数に関連した粗いデジタル値を発生するように構成される乗算器と、
前記第1の周波数の微細なデジタル値を集合的に発生するための排他的ORゲートのセットと、排他的ORゲートの前記セットは、前記nビットフリップフロップの最下位ビットにそれぞれ結合されたそれぞれの第1の入力と、前記1ビットフリップフロップの前記ラッチされた出力を受け取るように構成されるそれぞれの第2の入力とを含む、
前記第2の信号を発生するために、前記微細なデジタル値に前記粗いデジタル値を加算するための加算器と
を備える、装置。 - 第1の回路およびパワーゲーティング回路を通る第1の負荷電流を発生することと、
第2の回路および前記パワーゲーティング回路を通る第2の負荷電流を発生することと、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生することと
を備え、前記第1の信号を発生することは、
前記第1の回路と前記パワーゲーティング回路との間の第1のノードにおける第1の電圧を第1のリング発振器の1つまたは複数のインバータの第1のセットに印加することと、
前記第2の回路と前記パワーゲーティング回路との間の第2のノードにおける第2の電圧を前記第1のリング発振器の1つまたは複数のインバータの第2のセットに印加することと、ここにおいて、前記第1のセットの前記1つまたは複数のインバータは、インバータの単一のリングの少なくとも一部分を形成するために、前記第2のセットの前記1つまたは複数のインバータとカスケードされる、
を備える、方法。 - 前記第1の信号を発生することは、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する第2の信号を発生する前記第1のリング発振器を備える、請求項11に記載の方法。
- 前記第1の負荷電流を発生することは、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットを制御信号に基づいてオンにすることと、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットを前記制御信号に基づいてオンにすることと
を備える、請求項12に記載の方法。 - トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項13に記載の方法。
- トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(NMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項13に記載の方法。
- 前記第1の信号を発生することは、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生する第2のリング発振器を備える、請求項12に記載の方法。
- 前記第1の信号を発生することは、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生することと、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生することと、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差を発生することと、ここにおいて、前記第1の信号は前記差に基づく、
をさらに備える、請求項16に記載の方法。 - 前記第1の信号を発生することは、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生することを備える、請求項12に記載の方法。
- 第1の回路を通る第1の負荷電流を発生するための手段と、
第2の回路を通る第2の負荷電流を発生するための手段と、
前記第1の負荷電流および前記第2の負荷電流に関連した第1の信号を発生するための手段と
を備え、前記第1の信号を前記発生するための手段は、
前記第1の回路と前記第1の負荷電流を前記発生するための手段との間の第1のノードにおける第1の電圧を、第2の信号を発生するための手段の1つまたは複数のインバータの第1のセットに印加するための手段と、
前記第2の回路と前記第2の負荷電流を前記発生するための手段との間の第2のノードにおける第2の電圧を、前記第2の信号を前記発生するための手段の1つまたは複数のインバータの第2のセットに印加するための手段と、ここにおいて、前記第1のセットの前記1つまたは複数のインバータは、インバータの単一のリングの少なくとも一部分を形成するために、前記第2のセットの前記1つまたは複数のインバータとカスケードされる、
を備える、装置。 - 前記第2の信号を前記発生するための手段は、第1の電圧レールにおける第1のレール電圧と前記第1の電圧との間の第1の電圧差と、前記第1のレール電圧と前記第2の電圧との間の第2の電圧差とに関連した第1の周波数を有する前記第2の信号を発生するための手段を備える、請求項19に記載の装置。
- 前記第1の負荷電流を前記発生するための手段は、
前記第1の電圧レールと前記第1のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第1のセットを制御信号に基づいてオンにするための手段と、
前記第1の電圧レールと前記第2のノードとの間に結合された1つまたは複数のトランジスタの第2のセットを前記制御信号に基づいてオンにするための手段と
を備える、請求項20に記載の装置。 - トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、pチャネル金属酸化膜半導体(PMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項21に記載の装置。
- トランジスタの前記第1および第2のセットは各々、nチャネル金属酸化膜半導体(NMOS)電界効果トランジスタ(FET)を備える、請求項21に記載の装置。
- 前記第1の信号を前記発生するための手段は、前記第1のレール電圧と第2のレール電圧との間の第3の電圧差に関連した第2の周波数を有する第3の信号を発生するための手段を備える、請求項20に記載の装置。
- 前記第1の信号を前記発生するための手段は、
前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するための手段と、
前記第2の周波数に関連した第2のデジタル信号を発生するための手段と、
前記第1のデジタル信号と前記第2のデジタル信号との間の差を発生するための手段と、ここにおいて、前記第1の信号は前記差に基づく、
をさらに備える、請求項24に記載の装置。 - 前記第1の信号を前記発生するための手段は、前記第1の周波数に関連した第1のデジタル信号を発生するための手段を備える、請求項20に記載の装置。
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