KR100659307B1 - 중앙처리 장치용 전원공급 장치 - Google Patents

중앙처리 장치용 전원공급 장치 Download PDF

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Abstract

중앙처리 장치용 전원공급 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치는, 코어 전압, 아날로그 전압 및 패드 전압을 입력받아 동작하는 중앙처리 장치(CPU)로 전압을 공급하는 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 AC 전압을 중앙처리 장치에 적합한 적어도 하나의 DC 전압으로 변환하여 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply), DC 전압을 패드 전압으로 변환하는 제 1조절기, DC 전압을 아날로그 전압으로 변환하는 제 2조절기, 아날로그 전압을 코어 전압으로 변환하는 제 3조절기, 및 DC 전압을 입력받아 제 1조절기로 트리거 신호를 출력하는 리셋IC부를 구비한다. 본 발명에 따르면, 리셋 IC부를 이용하여 중앙처리 장치로의 패드 전압의 입력시점을 코어 전압 및 아날로그 전압의 입력이후로 조정할 수 있게 된다.
CPU, 패드 전압, 아날로그 전압, 코어 전압, 리셋 IC부

Description

중앙처리 장치용 전원공급 장치{Power Supply for Central Processing Unit}
도 1은 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치 및 중앙처리 장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 SMPS에서의 출력된 DC 전압들의 증가형태를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 리셋 IC부의 개략적인 구성을 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 제너 다이오드 및 제 1조절기와의 결합관계를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 트리거 신호의 변화특성 등을 나타낸 그래프 및
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 코어 전압 및 패드 전압의 변화특성을 비교한 그래프이다
본 발명은 중앙처리 장치용 전원공급 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코어 전압과 패드 전압의 입력시간을 조정할 수 있는 중앙처리 장치용 전원공급 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 셋톱박스(STB)에 사용되는 중앙처리 장치(CPU)는 MPEG, I/O, USB, DAC 등의 통합된 기능을 지원하고 있다. 따라서 디지털 셋톱박스와 같은 임베디드 시스템(Embedded System)에서의 중앙처리 장치는 중앙처리 장치 자체의 코어 전압(Core Voltage)외에도 패드 전압(Pad Voltage) 및 아날로그 전압 등의 입력이 요구된다.
이러한 중앙처리 장치에서는 코어 전압의 상승이 있은 후 패드 전압의 상승이 있어야 하는데, 저가의 SMPS(Switching Mode Power Supply) 전원을 사용한 제품은 코어 전압과 패드 전압의 상승 시간을 조정할 수 없다는 문제점이 있다. 만일 이러한 요구 조건을 만족시키지 않은 상태에서 예기치 못한 오동작(불량)이 발생한다면 이는 중앙처리 장치에서의 결함이 아닌 시스템의 결함으로 된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 코어 전압과 패드 전압의 입력시간을 조정할 수 있는 중앙처리 장치용 전원공급 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치는, 코어 전압, 아날로그 전압 및 패드 전압을 입력받아 동작하는 중앙처리 장치(CPU)로 전압을 공급하는 장치에 있어서, 외부로부터 입력되는 AC 전압을 상기 중앙처리 장치에 적합한 적어도 하나의 DC 전압으로 변환하여 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply), 상기 DC 전압을 상기 패드 전압으로 변환하는 제 1조절기, 상기 DC 전압을 상기 아날로그 전압으로 변환하는 제 2조절기, 상기 아날로그 전압을 상기 코어 전압으로 변환하는 제 3조절기, 및 상기 DC 전압을 입력받아 상기 제 1조절기로 트리거 신호를 출력하는 리셋IC부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1조절기는 상기 트리거 신호에 의해 상기 패드 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리셋IC부와 상기 제 1조절기의 사이에 연결되는 제너 다이오드를 더 포함한다.
또한, 상기 패드전압은 상기 아날로그 전압 및 상기 코어 전압의 공급시간으로부터 소정시간 경과후 공급되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1조절기, 제 2조절기 및 제 3조절기는, LDO(Low Drop Out) 조절기인 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치 및 중앙처리 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치는 SMPS(100), 제 1조절기(120), 리셋 IC부(140), 제 2조절기(160), 제 3조절기(180), 및 제너 다이오드(190)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치는 중앙처리 장치(110)로 전원을 공급한다.
SMPS(100)는 외부로부터 입력되는 AC 전압을 중앙처리 장치(11 0)에 적합한 두개의 DC 전압(제 1레벨전압 및 제 2레벨전압)으로 변환하여 공급한다.
제 1조절기(120)는 SMPS(100)로부터 제 1레벨 전압을 입력받으며, 이를 패드 전압으로 변환하여 중앙처리 장치(110)로 출력한다. 패드 전압을 출력하는 시점은 리셋 IC부(140)로부터 트리거 신호(Trigger Signal)에 의해 결정되며, 여기서 트리거 신호는 제 1조절기(120)로 입력되기 전에 제너 다이오드(190)에 의해서 정류된다.
리셋 IC부(140)는 SMPS(100)로부터 제 2레벨 전압을 입력받으며, 제 1조절기(120)로 트리거 신호를 출력함으로써, 제 1조절기가 패드 전압을 출력하도록 제어한다.
제 2조절기(160)는 SMPS(100)로부터 제 2레벨 전압을 입력받으며, 이를 아날로그 전압으로 변환하여 제 3조절기(180) 및 중앙처리 장치(110)로 출력한다.
제 3조절기(180)는 제 2조절기(160)로부터 아날로그 전압을 입력받으며, 이를 코어 전압으로 변환하여, 중앙처리 장치(110)로 출력한다. 한편, 제너 다이오드(190)는 리셋 IC부(140)로부터의 트리거 신호를 정류하여 제 1조절기(120)로 전달한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 제 1레벨전압은 5V, 제 2레벨전압은 3.3V, 패드 전압은 3.3V, 아날로그 전압은 2.5V 및 코어 전압은 1.2V가 될 수 있을 것이며, 또한 전술한 제 1조절기, 제2조절기 및 제 3조절기는 LDO(Low Drop Out) 조절기가 될 수 있을 것이다. 또한, 중앙처리 장치는 BCM7314가 될 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 SMPS에서의 출력된 DC 전압들의 증가형태를 나타내는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 제 1레벨 전압(200) 및 제 2레벨 전압(250)이 각각 상승하기 시작하여 5V 및 3.3V에 도달하기까지의 시간은 같음을 확인할 수 있다.
SMPS(100)의 DC 출력 전압은 도 2에서 확인한 바와 같이 시간적으로 동일하게 상승하므로, 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V)를 제 2레벨전압(3.3V)보다 먼저 상승시킬 수는 없게 된다.
더욱이, 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 코어 전압(1.2V), 아날로그 전압(2.5V)와 같은 낮은 전압의 생성을 위해서는 제 2레벨전압(3.3V)으로부터 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V)으로 변환시키는 조절기를 사용해야 하는데 조절기에서의 출력은 입력보다 보다 빠를 수는 없는 것이므로 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V)은 제 2레벨전압(3.3V)의 상승보다 빠를 수 없다.
따라서, 리셋 IC부(140)의 동작이 배제된 경우라면, 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V)의 상승은 제 1레벨전압(5V)이 변환되어 입력되는 패드전압(3.3V)의 상승보다 빠를 수 없을 것이다.
본 발명에 따른 중앙처리 장치용 전원공급 장치에서는 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V)을 패드 전압(3.3V)보다 먼저 상승토록 하는 것을 목적으로 하며, 이는 리셋 IC부(140)를 통하여 구현된다. 즉, 리셋 IC부(140)로부터의 트리거 신호에 의해서 제 1조절기(120)의 패드 전압의 출력시점이 정해질 수 있다면, 본 발명의 목적을 달성할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 리셋 IC부의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
패드 전압(3.3V)를 코어 전압(1.2V) 및 아날로그 전압(2.5V) 보다 늦게 공 급되도록 하기 위해서, 도 3을 참조하면, 본 발명에서는 전원 장애 검출(Power Fail Detect) 기능을 가진 리셋 IC부(140)를 통해 제 1조절기(120)로부터의 패드 전압(3.3V)의 출력을 제어한다.
즉, 리셋 IC부(140)로 입력되는 SMPS(100)로부터의 제 2레벨전압이 3.04V이하가 되면 전원 장애 트리거(Power Fail trigger)가 되도록 R520, R526, 및 R518의 값을 선택한다. 본 발명을 실시함에 있어서, R520의 값은 6.8KΩ, R526의 값은 4.7KΩ, 및 R518의 값은 1MΩ이 될 수 있을 것이다.
즉, 이에 의하면 VCC(핀1)에 공급되는 제 2레벨 전압이 3.04V 이하인 경우에는 핀5에서의 트리거 신호는 로우(Low)로, 3.04V를 초과하는 경우에는 하이(High)로 출력된다. 그러나 한편, 본 발명을 실시함에 있어서 리셋 IC부(140)로 제 2레벨전압이 안정적으로 공급되기 전에 리셋 IC부(140)의 오동작에 의한 트리거 신호의 이상도약 구간이 존재하게 된다. 이러한 트리거 신호의 이상도약 구간에 의한 영향을 제거하기 위해서 트리거 신호를 제너 다이오드(190)에 의해서 정류하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 제너 다이오드 및 제 1조절기와의 결합관계를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 트리거 신호는 리셋 IC부(140)와 제 1조절기(120)에 연결된 제너 다이오드(190)에 의해서 정류됨을 확인할 수 있다. 제너 다이오드(190)에 의하면 항복전압 이하에서의 신호는 무시되므로, 트리거 신호의 이상도약 구간이 제 1조절기(120)에 영향을 미치기 못하게 된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 의하 면 제너 다이오드(190)의 항복 전압은 2.2V가 될 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 트리거 신호의 변화특성 등을 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제 2레벨전압(530)의 변화특성, 트리거 신호(560)의 변화특성(제너 다이오드 입력단자:1) 및 제너 다이오드에 의해 정류된 신호(590)의 변화특성(제너 다이오드 출력단자:2)을 확인할 수 있다.
즉, 리셋 IC부(140)로 제 2레벨전압(530)이 안정적으로 공급되기 전에 리셋 IC부(140)의 오동작에 의한 트리거 신호(560)의 이상도약 구간(550)이 존재함을 확인할 수 있다. 그러나, 제너 다이오드(190)에 의해서 트리거 신호(560)의 이상 도약구간(550)에 의한 영향은 제거되며, 그 결과 제너 다이오드에 의해 정류된 신호(590)의 특성이 제 2레벨전압(530)이 3.04V를 초과하면 로우(Low)에서 하이(High)로 바뀌는 것을 확인 할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 코어 전압 및 패드 전압의 변화특성을 비교한 그래프이다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 트리거 신호(560)의 변화특성(제너 다이오드 입력단자:1), 본 발명의 일실시예에 따른 코어 전압의 변화특성(570) 및 본 발명의 일실시예에 따른 패드 전압의 변화특성(580)을 비교확인할 수 있다.
먼저, 트리거 신호(560)의 변화특성(제너 다이오드 입력단자:1)상에서 이상도약 구간(550)이 존재하지만, 이는 전술한 바와 같이 제너 다이오드(190)에 의해 패드 전압의 입력시점에 영향을 주지 못하게 된다.
제너 다이오드(190)에 의해 정류된 신호(590)의 특성은 제 2레벨전압(530)이 3.04V를 초과하면 로우(Low)에서 하이(High)로 바뀌게 되고, 이 때 비로소 패드 전 압(580)은 중앙처리 장치(110)로 3.3V의 전압으로 입력되게 되므로, 코어 전압(570)이 2.5V의 전압으로 중앙처리 장치(110)에 입력된 후, 소정의 시간 지연후에 패드 전압(580)이 입력되게 되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 리셋 IC부를 이용하여 중앙처리 장치로의 패드 전압의 입력시점을 코어 전압 및 아날로그 전압의 입력이후로 조정할 수 있게 된다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예 및 응용예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 응용예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (5)

  1. 코어 전압, 아날로그 전압 및 패드 전압을 입력받아 동작하는 중앙처리 장치(CPU)로 전압을 공급하는 장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 AC 전압을 상기 중앙처리 장치에 적합한 적어도 하나의 DC 전압으로 변환하여 공급하는 SMPS(Switching Mode Power Supply);
    상기 DC 전압을 상기 패드 전압으로 변환하는 제 1조절기;
    상기 DC 전압을 상기 아날로그 전압으로 변환하는 제 2조절기;
    상기 아날로그 전압을 상기 코어 전압으로 변환하는 제 3조절기; 및
    상기 DC 전압을 입력받아 상기 제 1조절기로 트리거 신호를 출력하는 리셋IC부;를 포함하는 중앙처리 장치용 전원공급 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1조절기는 상기 트리거 신호에 의해 상기 패드 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 중앙처리 장치용 전원공급 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 리셋IC부와 상기 제 1조절기의 사이에 연결되는 제너 다이오드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙처리 장치용 전원공급 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패드전압은 상기 아날로그 전압 및 상기 코어 전압의 공급시간으로부터 소정시간 경과후 공급되는 것을 특징으로 하는 중앙처리 장치용 전원공급 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1조절기, 제 2조절기 및 제 3조절기는, LDO(Low Drop Out) 조절기인 것을 특징으로 하는 중앙처리 장치용 전원공급 장치.
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KR20030077152A (ko) * 2002-03-25 2003-10-01 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 소자의 내부전압 발생 장치
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