KR101274630B1

KR101274630B1 - 비동기 시스템에서의 누설 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101274630B1
Application number: KR1020107016672A
Authority: KR
Inventors: 시아오후아 콩; 류 지. 차우아-에오안; 세승 윤; 치 추
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2008-12-24
Publication date: 2013-06-13
Also published as: KR20100096264A; EP2232707B1; JP5524312B2; US20090172452A1; CN101939915A; JP2011508573A; JP2013065317A; EP2232707A2; WO2009086462A2; US8527797B2; WO2009086462A3; CN101939915B

Abstract

비동기 파이프라인에서의 누설 제어 시스템들과 방법들이 개시된다. 일 실시예에서, 비동기 회로 장치의 동작 스테이지에서 신호는 이전의 스테이지로부터 수신되고, 상기 동작 스테이지와 연관되는 스위치는 상기 동작 스테이지로 전력을 인가하기 위하여 상기 동작 스테이지로 전송되는 상기 제어 신호에 응답하여 활성화된다.

Description

비동기 시스템에서의 누설 제어 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD OF LEAKAGE CONTROL IN AN ASYNCHRONOUS SYSTEM}

본 개시는 일반적으로 비동기 시스템에서의 누설 제어의 시스템 및 방법에 관한 것이다.

기술에서의 진보는 더 작고 더 강력한 개인 컴퓨팅 장치들에 이르게 하였다. 예를 들어, 일반적으로 다양한 휴대용 개인 컴퓨팅 장치들이 존재하고, 이는 휴대용 무선 전화들, 휴대용 정보 단말기(PDA)들과 같은 무선 컴퓨팅 장치들 및 작고, 경량이며 사용자들에 의하여 용이하게 휴대되는 페이징 장치들을 포함한다. 보다 특정하게는, 휴대 전화기들과 IP 전화기들과 같은 휴대용 무선 전화기들은 무선 네트워크들에 걸쳐서 음성과 데이터 패킷들을 전달(communicate)할 수 있다. 추가로, 많은 그러한 무선 전화기들은 거기에 결합된 다른 타입들의 장치들을 포함한다. 예를 들어, 무선 전화기는 또한 디지털 스틸 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 레코더 및 오디오 파일 플레이어를 포함할 수 있다. 또한, 그러한 무선 전화기들은 인터넷에 액세스하기 위하여 이용될 수 있는 웹 브라우저 어플리케이션과 같은 소프트웨어 어플리케이션들을 포함하는 실행가능한 명령들을 프로세싱할 수 있다. 그러한 것으로서, 이러한 무선 전화기들은 상당한 컴퓨팅 능력들을 포함할 수 있다.

그러한 휴대용 장치들은 단지 간헐적이고 연속적이지 않게 이용되는 전자 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 하지만, 전자 컴포넌트들은 심지어 액티브하지 않게 이용되는 때에도, 예를 들어 트랜지스터들과 다른 컴포넌트들의 특성들에 기인한 누설 전류들 같은, 전력을 소비한다. 몇몇의 전자 컴포넌트들은 시스템 클록에 연결되는 상태 로직을 이용하여 상기 컴포넌트를 양의 전압원(헤드(head) 스위치) 또는 접지(풋(foot) 스위치)로부터 연결해제(decouple)함으로써 전력을 감소시키기 위한 스위치를 포함하는 제안을 해왔을지라도, 그러한 컴포넌트들은 각각의 컴포넌트를 위하여 요구되는 상기 동적 클록 전력 소비 때문에 제한되는 어플리케이션을 가진다.

특정 실시예에서, 시스템은 개시된다. 상기 시스템은 제 1 비동기 로직 스테이지와 제 2 비동기 로직 스테이지를 포함한다. 상기 제 2 비동기 로직 스테이지는 스위치를 통하여 전력 공급원에 연결된 단자를 포함한다. 상기 스위치는 상기 제 2 비동기 로직 스테이지에 전력을 인가할 수 있도록 선행(predecessor) 비동기 로직 스테이지로부터 상기 제 2 비동기 로직 스테이지로 전송된 제어 신호에 응답하여 선택적으로 활성화된다.

다른 특정 실시예에서, 방법은 비동기 회로 장치의 동작(operative) 스테이지에서 이전의 스테이지로부터 제어 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것이 개시된다. 상기 방법은 또한 상기 동작 스테이지에서 전력을 인가하도록 상기 동작 스테이지로 전송되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 동작 스테이지와 관련된 스위치를 활성화하는 것을 포함한다.

다른 특정 실시예에서, 방법은 비동기 회로 장치의 동작 스테이지에서 이후 스테이지로부터의 제어 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것이 개시된다. 상기 방법은 또한 상기 동작 스테이지에서 전력을 해제(deactivate)하도록 상기 동작 스테이지로 전송되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 동작 스테이지와 관련된 스위치를 비활성화하는 것을 포함한다.

다른 특정 실시예에서, 시스템은 제 1 파이프라인 동작을 수행하기 위한 제 1 수단을 포함하는 것이 개시된다. 상기 시스템은 또한 상기 제 1 파이프라인 동작에 순차적인 제 2 파이프라인 동작을 비동기적으로 수행하기 위한 제 2 수단을 포함한다. 상기 시스템은 상기 제 1 파이프라인 동작의 상태에 응답하여 전력 공급원으로부터 상기 제 2 수단을 선택적으로 연결해제하기 위한 수단을 더 포함한다.

다른 특정 실시예에서, 시스템은 비동기 프로세싱 파이프라인의 프로세싱 스테이지를 포함하는 것이 개시된다. 상기 시스템은 또한 상기 비동기 프로세싱 파이프라인의 상태에 응답하여 전력 공급원에 상기 프로세싱 스테이지를 선택적으로 연결하도록 구성되는 제어 회로를 포함한다.

상기 개시되는 실시예들에 의하여 제공되는 특정 이점은 고도의 입도(granularity)로 사용되지 않는 회로 엘리먼트들의 전원을 차단함으로써 더 적은 누설 전류에 의하여 전력 소비를 감소시키는 것이다. 비동기 파이프라인의 개별 스테이지들은 동적 클록 전력 소비에서 상쇄(offsetting) 증가 없이 전력 공급원으로부터 선택적으로 연결해제될 수 있다.

본 개시의 다른 양상들, 이점들 및 특성들은 도면의 간단한 설명, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 및 청구항들의 섹션들을 포함하는 본 출원 전체의 검토 후에 명백해질 것이다.

도 1은 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 특정 예시적인 실시예의 순서도이다.
도 2는 비동기 파이프라인에서 누설을 제어하기 위한 시스템의 특정한 예시적인 실시예의 블록도이다.
도 3은 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 2 예시적인 실시예의 순서도이다.
도 4는 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 3 예시적인 실시예의 순서도이다.
도 5는 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 4 예시적인 실시예의 순서도이다.
도 6은 비동기 파이프라인에서 누설을 제어하기 위한 시스템을 포함하는 무선 통신 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 특정 예시적인 실시예가 자세히 기술된다. 단계 102에서, 파이프라인은 분할된다. 상기 파이프라인은 디지털 시스템의 프로세싱 파이프라인일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 파이프라인은 연속적으로 실행될 수 있는 적어도 2개의 논리 스테이지들을 포함한다. 예를 들어, 상기 파이프라인의 선행 스테이지의 상태는 상기 파이프라인의 후행 스테이지의 결과에 영향을 미칠 수 있다.

단계 104로 나아가면, 전력 스위치는 삽입되고 분할 엘리먼트들은 상기 전력스위치로 그룹핑된다. 분할 엘리먼트들은 상기 전력 스위치와 연결된 로직과 회로 장치들을 포함할 수 있으며, 예를 들어 시스템에 연결된 회로 장치들은 풋 스위치를 통하여 접지되거나 헤드 스위치를 통하여 공급 전압에 연결된다.

단계 106으로 가면, 핸드쉐이킹(handshaking) 신호들이 생성된다. 특정 실시예에서, 핸드쉐이킹 신호들은 파이프라인을 따라서 두 개 이상의 제어 로직 신호들에 의해서 생성되고 그들 사이에서 교환된다. 예를 들어, 상기 파이프라인의 스테이지 각각은 현재 스테이지에서 동작이 완료되었음을 가리키는 이후 스테이지로의 요청 신호를 생성하도록 구성되는 제어 로직 회로를 포함할 수 있다. 상기 제어 로직 회로는 확인응답 신호 또는 상기 이후 스테이지에서 프로세싱이 완료되었을 때 상기 이후 스테이지로부터의 데이터 소비 신호(data consumed signal)를 수신하도록 더 구성될 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 핸드쉐이킹 신호들은 생성되어 비동기 동작에 대한 시스템 클록 신호와 관계없이 교환된다.

단계 108로 이어지면, 전력 스위치 제어 신호들은 생성된다. 특정 실시예에서, 전력 스위치 제어 신호들은 상기 파이프라인의 스테이지 각각에 연결되는 하나 이상의 제어 로직 회로들에 의하여 생성될 수 있다. 상기 전력 스위치 제어 신호들은 각 파이프라인 스테이지를 선택적으로 전력 공급원에 연결되게 하거나 또는 상기 전력 공급원으로부터 연결해제되도록 지시할 수 있다. 그러므로, 특정 실시예에서, 현재에 이용되지 않는 스테이지들은 상기 스테이지들과 관련된 누설 전류를 감소하기 위해 전력 공급원으로부터 연결해제되도록 프로세싱 파이프라인은 분할되고 스테이지-대-스테이지 방식에서 비동기적으로 프로세싱된다. 하지만, 사용 중인 스테이지에 데이터를 공급하는 중이거나 또는 사용 중인 스테이지로부터 데이터를 대기하는 중인 스테이지들은 상기 전력 공급원에 연결된 채로 남아있을 수 있다.

특정 실시예에서, 본 방법은 다수의 스테이지들을 통한 데이터 흐름을 제어하기 위하여 핸드쉐이킹 신호들을 이용하여 임의의 비동기 시스템 또는 장치에 의해서 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 비동기 버스 또는 버스 제어기; 파이프라인 방식의 아날로그―디지털 컨버터(A/D); 파이프라인 방식의 프로세서 실행 유닛; 디지털, 오디오 또는 컴퓨터 그래픽 프로세싱 유닛; 다른 파이프라인 방식의 또는 순차적인 프로세싱 장치들, 또는 이들의 임의의 조합;에서 수행될 수 있다. 추가로, 본 방법은 비동기 방식으로 데이터를 교환하는 다수의 장치들 또는 컴포넌트들에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 무선 트랜시버(transceiver), 모뎀, 버스 및 프로세서 각각이 비동기 파이프라인의 싱글 스테이지가 될 수 있다. 대안적으로, 더 큰 전력 절약은 상기 트랜시버, 모뎀, 버스 및 프로세서 중 하나 이상을 다수의 파이프라인 파티션들로 분할함으로써 성취될 수 있고, 그것들의 각각은 액티브한 누설 전류들을 감소시키기 위하여 하나 이상의 전력 공급원들로부터 독립적으로 연결해제될 수 있다.

특정 실시예에서, 비동기 프로세싱 또는 데이터 전송을 이용하는 현존하는 장치들과 시스템들은 상당한 파이프라인 스케쥴링 제어 로직 또는 동적 클록 전력 소비를 도입하는 것 없이 누설 전류를 감소시키기 위하여 개량될 수 있다. 현존하는 스테이지들 사이에서 이미 사용 중인 변경되는 신호들은 상기 핸드쉐이킹 신호를 스위칭 엘리먼트에 직접적으로 공급함으로써, 수신되는 핸드쉐이킹 신호들 또는 그것들의 임의의 조합에 기초하여 스위칭 제어 신호들을 생성함으로써, 상기 개개의 스테이지들을 전력 공급원에 선택적으로 연결 또는 연결해제하기 위하여 이용될 수 있다.

도 2를 참고하면, 비동기 파이프라인에서 누설을 제어하기 위한 시스템의 특정한 예시적인 실시예가 설명되고 일반적으로 (200)으로 표시된다. 상기 시스템(200)은 N-1 스테이지(202), N 스테이지(204), N+1 스테이지(206)를 포함하는 세 개의 대표적인 연속적인 파이프라인 스테이지들을 포함한다. 입력 신호(208)는 제 1 상태 홀더(210)에 제공된다. 상기 N-1 스테이지(202)는 논리 회로(214)에서 상기 제 1 상태 홀더(210)로부터의 입력 신호(212)를 수신하도록 구성된다. 상기 논리 회로(214)는 제 2 상태 홀더(218)로 출력 신호(216)를 제공하도록 구성된다. 상기 N 스테이지(204)는 논리 회로(222)에서 상기 제 2 상태 홀더(218)로부터의 입력 신호(220)를 수신하도록 구성된다. 상기 논리 회로(222)는 제 3 상태 홀더(226)로 출력 신호(224)를 제공하도록 연결된다. 상기 N+1 스테이지(206)는 논리 회로(230)에서 상기 제 3 상태 홀더(226)로부터의 입력 신호(232)를 수신하도록, 그리고 제 4 상태 홀더(234)로 출력 신호(232)를 제공하도록 구성된다. 상기 상태 홀더들(210, 218, 226 및 234)은 래치(latch)들, 플립 플롭(flip flop)들, 다른 데이터 저장 장치들 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, 상기 N-1 스테이지(202)의 상기 논리 회로(214)는 스위치 ― 예를 들어 접지에 연결되고 게이트 단자에서 입력(250)을 수신하는 상기 풋 스위치(252) ― 를 통하여 전력 공급원에 선택적으로 연결된다. 유사하게, 상기 N 스테이지(204)의 상기 논리 회로(222)는 스위치(254)를 통하여 전력 공급원에 연결되고, 상기 N+1 스테이지(206)의 상기 논리 회로(230)는 스위치(256)를 통하여 전력 공급원에 연결된다.

제 1 제어 로직 회로(260)는 상기 제 1 상태 홀더(210)에 연결되고, 제 2 제어 로직 회로(270)는 상기 제 2 상태 홀더(218)에 연결되며, 제 3 제어 로직 회로(280)는 상기 제 3 상태 홀더(226)에 연결되고, 제 4 제어 로직 회로(290)는 상기 제 4 상태 홀더(234)에 연결된다. 상기 제어 로직 회로들(260, 270, 280 및 290) 각각은 상기 파이프라인 스테이지들(202, 204 및 206)의 비동기 프로세싱을 제어하기 위하여 핸드쉐이킹 신호들을 생성하도록 하고, 전송하며, 그리고 수신하도록 구성된다. 특정 실시예에서, 각각의 제어 로직 회로(260, 270, 280 및 290)는 이후 제어 로직 회로에 요청(REQ)신호를 제공하도록 적응되고, 이전의 제어 로직 회로에 확인응답(ACK)신호를 제공하도록 적응된다. 게다가, 특정 실시예에서, 각각의 제어 로직 회로(260, 270, 280 및 290)는 이전의 제어 로직 회로로부터 요청(REQ)신호를 수신하도록 적응되고, 이후 제어 로직 회로로부터 확인응답(ACK)신호를 수신하도록 적응된다. 특정 실시예에서, 상기 스테이지들(202, 204 및 206) 각각은 비동기 프로레싱 파이프라인의 비동기 로직 스테이지로서 동작할 수 있다.

상기 스위치들(252, 254 및 256) 각각은 이전의 스테이지의 상태, 현재의 스테이지의 상태, 또는 이후 스테이지의 상태, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 상기 프로세싱 파이프라인의 상태를 표시하는, 제어 신호들을 수신하도록 연결된다. 예를 들어, 상기 제 2 제어 스위치(254)는 상기 N 스테이지(204)의 상기 논리 회로(222)를 상기 제 1 제어 로직 회로(260)로부터 상기 트랜지스터의 게이트 단자에서 수신되는 REQ 신호(262)에 응답하여, 그리고 추가로 상기 제 3 제어 로직 회로(280)로부터 바디 또는 벌크의 단자에서 수신되는 ACK 신호(284)에 응답하여 접지에 선택적으로 연결 또는 연결해제 하도록 적응되는 트랜지스터로서 기술된다. 그러므로, 이전의 스테이지(예컨대, 상기 N-1 스테이지(202))의 상태, 이후 스테이지(예컨대, 상기 N+1 스테이지(206))의 상태, 현재의 스테이지(예컨대, 상기 N 스테이지(204))의 상태에 따라, 각 스테이지의 상기 논리 회로는 프로세싱할 수 있도록 접지에 연결되거나, 프로세싱이 완료될 때 접지로부터 연결해제될 수 있다. 게다가, 각 스테이지의 상기 논리 회로는 상기 이전의 스테이지로부터 데이터가 이용될 수 없을 때, 상기 이후 스테이지에 제공되기 위하여 데이터가 요구되지 않을 때, 또는 이들의 임의의 조합일 때 접지로부터 연결해제될 수 있다.

특정 실시예에서, 상기 시스템(200)의 예시적인 동작은 상기 각각의 스위치들(252, 254 및 256)(예를 들어, 각각의 신호(262, 272 및 282)는 "0"이고 각각의 신호(274, 284 및 294)는 "0"이다)을 통하여 접지로부터 연결해제되는 상기 논리 회로들(214, 222 및 230)중 각각을 가지고 시작되고, 그때에 상기 입력 신호(208)가 상기 제 1 상태 홀더(210)에서 수신되고 하나 이상의 래치들 또는 플립 플롭을 통하여 홀드된다. N-2 스테이지(즉, 상기 N-1 스테이지(202) 이전의)(미도시)로부터의 핸드쉐이킹 신호는 유효한 데이터가 상기 N-1 스테이지(202)에서 소비하기 위하여 상기 제 1 상태 홀더(210)에 저장되었다는 것을 표시할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 핸드쉐이킹 신호는 상기 스위치(252)를 활성화시키는 "1" 신호이고, 이는 상기 논리 회로(214)에 연결되는 단자와 접지에 연결되는 단자 사이에 전기 경로를 생성하며, 상기 N-1 스테이지(202)의 상기 논리 회로(214)상에 전력을 인가한다.

상기 N-1 스테이지(202)의 상기 논리 회로(204)에서 프로세싱이 완료될 때, REQ 신호(262)(즉, "1")는 상기 제 2 제어 로직 회로(270)로 전송되고 상기 논리 회로(214)의 출력은 상기 제 2 상태 홀더(218)에 저장된다. 게다가,상기 REQ 신호(262)는 또한 상기 스위치(254)로 전송되고, 상기 N 스테이지(204)의 상기 논리 회로(222)상에 전력을 인가한다.

상기 N 스테이지(204)의 상기 논리 회로(222)에서 프로세싱이 완료될 때, REQ 신호(272)(즉, "1")는 상기 제 3 제어 로직 회로(280)로 전송되고 상기 논리 회로(222)의 상기 출력은 상기 제 3 상태 홀더(226)에 저장된다. 상기 REQ 신호(272)는 또한 상기 스위치(256)로 전송되고, ACK 신호(274)(즉, "1")는 상기 제 1 제어 로직 회로(260)로 전송된다. 상기 REQ 신호(272)는 상기 스위치(256)를 활성화하고, 상기 N+1 스테이지(206)의 상기 논리 회로(230)상에 전력을 인가한다. 상기 ACK 신호(274)는 상기 스위치(252)를 비활성화하고, 상기 N-1 스테이지(202)의 상기 논리 회로(214)를 전력 해제한다.

상기 N+1 스테이지(206)의 상기 논리 회로(230)에서 프로세싱이 완료될 때, REQ 신호(282)는 상기 제 4 제어 로직 회로(290)로 전송되고 상기 논리 회로(230)의 상기 출력은 상기 제 4 상태 홀더(234)에 저장된다. 상기 ACK 신호(284)는 상기 제 2 제어 로직 회로(270)로 전송된다. 상기 ACK 신호(284)는 상기 스위치(254)를 비활성화하고, 상기 N 스테이지(204)의 상기 논리 회로(222)를 전력 해제한다.

상기 제 4 상태 홀더(234)에 데이터가 저장될 때는 더 이상 필요하지 않으며, 예를 들어 이후 N+2 스테이지(미도시)가 동작들을 완료했을 때, 상기 제 4 제어 로직 회로(290)는 상기 제 3 제어 로직 회로(280)로 ACK 신호(294)를 보낸다. 상기 ACK 신호(294)는 상기 스위치(256)를 비활성화하고, 상기 N+1 스테이지(206)의 상기 논리 회로(230)를 전력 해제한다.

그러므로, 논리 회로 각각은 유효한 입력 데이터가 이전의 스테이지에 의하여 제공될 때 순차적으로 전력이 인가될 수 있고, 이후 스테이지가 출력 데이터의 프로세싱을 완료했을 때 전력 해제될 수 있다. 특정 실시예에서, 각각의 스테이지는 상기 이후 스테이지가 프로세싱을 완료할 때까지 전력이 해제된 상태로 남아있다. 예를 들어, 상기 스위치(254)는 상기 REQ 신호(262)에 의하여 턴 온 될 수 있고, 상기 ACK 신호(284)에 의하여 턴 오프 될 수 있다. 상기 스위치(254)는 상기 ACK 신호(284)가 계속되는 동안에, 심지어 다른 REQ 신호(262)가 수신되더라도, 꺼진 상태로 남아있을 것이다. 결과적으로, 각각의 스테이지는 이전의 스테이지 및 이후 스테이지 모두가 준비 상태에 있을 때까지 전력 해제된 상태로 남아있을 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 시스템(200)은 제 1 비동기 로직 스테이지, 예를 들어 상기 N-1 스테이지(202), 상기 N 스테이지(204)처럼 스위치를 통하여 전력 공급원에 연결되는 단자을 포함하는 제 2 비동기 로직 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 스위치는 상기 제 2 비동기 로직 스테이지에 전력을 인가하도록 선행 비동기 로직 스테이지로부터 상기 제 2 비동기 로직 스테이지로 전송되는 제어 신호에 응답하여 선택적으로 활성화된다. 도 2에 도시된 것처럼, 상기 선행 비동기 로직 스테이지는 상기 제 1 비동기 로직 스테이지(상기 N-1 스테이지(202))를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 선행 비동기 로직 스테이지는 상기 제 1 비동기 로직 스테이지 이외의 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 선행 로직 회로는 버스, 모뎀 또는 상기 N 스테이지(204)에 선택적으로 전력 온(power on)하거나 전력 오프(power off)하기 위한 제어 신호를 제공하는 상기 N-1 스테이지(202) 이외의 회로 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 2 예시적인 실시예가 기술된다. 단계 302에서, 제어 신호는 비동기 회로 장치의 동작 스테이지의 이전의 스테이지로부터 수신된다. 상기 동작 스테이지는 래치 장치, 플립 플롭 장치, 로직 장치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 신호가, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 2 제어 로직 회로(270)에 수신되는 상기 요청 신호(262), 제어 로직 회로에서 수신될 수 있다.

특정 실시예에서, 상기 제어 신호는 요청 신호, 데이터 유효 신호, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예를 들어, 상기 제어 신호는 상기 이전의 스테이지에서 데이터 동작의 완료를 표시하는 데이터 유효 조건에 반응적일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 비동기 회로 장치는 다수의 파이프라인을 갖는 프로세서를 포함하고, 상기 이전의 스테이지와 상기 동작 스테이지는 멀티스테이지 파이프라인의 순차적인 스테이지들이다.

단계 304로 이동하면, 상기 동작 스테이지와 관련된 스위치는 상기 동작 스테이지에 전력 인가를 하기 위하여 상기 동작 스테이지로 전송되는 상기 제어 신호에 응답하여 활성화된다. 상기 스위치는 하나 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 스위치는 헤드 스위치이거나 풋 스위치이다.

상기 요청 신호를 수신하는 단계에 더하여, 특정 실시예에서, 상기 비동기 회로 장치의 이후 스테이지로부터의 확인응답 신호는 상기 스위치가 활성화되기 전에 또한 수신될 수 있다. 상기 확인응답 신호는 상기 이후 스테이지에서 데이터 동작의 완료에 반응적일 수 있다. 본 방법은 단계 306에서 종료한다.

도 4를 참고하면, 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 3 예시적인 실시예가 기술된다. 상기 방법은, 402에서, 비동기 회로 장치의 동작 스테이지에서 이후 스테이지로부터의 제어 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 제어 신호는 확인응답 신호, 데이터 소비 신호, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 상기 제어 신호가, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제 2 제어 로직 회로(270)에서 수신되는 상기 확인응답 신호(284), 제어 로직 회로에서 수신될 수 있다.

단계 404로 이어져서, 상기 동작 스테이지와 관련된 스위치는 상기 동작 스테이지에서 전력이 비활성화되도록 상기 동작 스테이지로 전송되는 상기 제어 신호에 응답하여 비활성화된다. 상기 방법은 단계 406에서 종료한다.

도 5를 참고하면, 비동기 시스템에서 누설 제어의 방법의 제 4 예시적인 실시예가 기술된다. 상기 방법은, 502에서, 현재 동작중인 스테이지에 대하여 이전의 스테이지(스테이지 N-1)에서의 프로세싱이 완료되는지를 결정하는 단계를 포함한다. 특정 실시예에서, 상기 결정은 데이터 유효 또는 상기 이전의 스테이지와 관련된 다른 핸드쉐이킹 신호에 반응적이다. 예시적인 실시예에서, 본 방법은 비동기 데이터 프로세싱 파이프라인의 제어기에서 수행될 수 있고, 그러한 시스템(200)은 도 2에 도시되었다.

상기 이전의 스테이지에서 프로세싱이 완료될 때, 본 방법은 단계 504로 진행되며, 단계 504에서 이후 스테이지(스테이지 N+1)가 데이터를 수신할 준비가 되었는지 여부가 결정된다. 특정 실시예에서, 상기 결정은 상기 이후 스테이지로부터의 확인응답 신호 또는 데이터 소비 신호에 반응적이다. 상기 이후 스테이지가 상기 현재 동작중인 스테이지로부터 데이터를 수신할 준비가 된 것으로 결정될 때, 본 방법은 단계 506으로 진행하고, 여기서 상기 현재 동작중인 스테이지(스테이지 N) 전력 온 프로세스를 겪는다. 특정 실시예에서, 상기 전력 온은 헤드 스위치 또는 풋 스위치를 활성화하는 것을 포함한다. 상기 전력 온의 개시는 예컨대 도 2에 도시된 바와 같은 게이트 단자와 바디 단자에서 핸드쉐이킹 신호들을 수신하는 트랜지스터를 통하여, 또는 이들의 임의의 조합을 통해서, 핸드쉐이킹 신호들에 응답하여 생성되는 스위치 활성 신호에 반응적일 수 있고, 직접적으로 핸드쉐이킹 신호들에 반응적일 수 있다.

단계 508로 이어지면, 특정 실시예에서, 상기 현재 스테이지 동작은 상기 이전의 스테이지의 출력을 이용하여 수행된다. 다른 실시예에서, 상기 현재 동작중인 스테이지는 상기 이전의 스테이지로부터 데이터를 수신하는 것 없이 수행되도록 상기 비동기 시스템의 적어도 일부는 무상태(stateless)일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 현재 동작중인 스테이지는 예를 들어 다수의 이전의 스테이지들로부터의 출력들과 같은 상태 정보를 수신할 수 있고, 이 경우 상기 현재 동작중인 스테이지는 상기 다수의 이전의 스테이지들로부터 상태 정보를 이용할 수 있는 때까지 전력해제로 남아있을 수 있다. 단계 510으로 넘어가면, 상기 현재 동작 상태에서 프로세싱이 완료되었는지 여부가 결정된다.

상기 현재 동작중인 스테이지에서 프로세싱이 완료될 때, 본 방법은 단계 512로 진행하고, 여기서 상기 현재 동작중인 상태의 출력은 상기 이후 스테이지에 의한 이용을 위하여 래치(latch)된다. 특정 실시예에서, 상기 래치된 출력은 프로세싱 분기가 발생할 때와 같이, 다수의 이후 스테이지들에 의하여 이용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 상기 이후 스테이지에 의한 이용을 위하여 래치되는 상태 정보는 없도록, 상기 비동기 시스템의 적어도 일부는 무상태일 수 있다.

단계 514로 진행하면, 상기 현재 동작 스테이지에서 동작이 완료되었음을 표시하는, 확인응답 신호(ACK)는 상기 이전의 스테이지로 전송된다. 특정 실시예에서, 상기 확인응답 신호는 데이터 소비 신호를 포함한다. 단계 516으로 이어지면, 확인응답 신호(ACK)가 상기 이후 스테이지로부터 수신되었는지 여부가 결정된다. 상기 이후 스테이지가 상기 현재 동작중인 스테이지로부터 더이상 출력 데이터 또는 상태 정보를 요청하지 않는 것을 표시하는, 확인응답 신호가 상기 이후 스테이지로부터 수신된 것으로 결정될 때, 518에서, 상기 현재 동작중인 스테이지는 전력 해제된다. 본 방법은 그리고나서 단계 502로 되돌아간다.

도 6은 예를 들어 무선 장치와 같은, 비동기 파이프라인에서 누설을 제어하기 위한 시스템을 포함하는, 통신 장비(600)의 예시적인 실시예의 블록도이다. 상기 장치(600)는 스테이지 전력 제어 회로(662)와 연결되는 하나 이상의 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지들(660)을 포함한다. 상기 스테이지 전력 제어 회로(662)는 상기 비동기 파이프라인의 상태에 응답하여 전력 공급원으로 하나 이상의 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지들(660)을 선택적으로 연결하도록 구성된다. 특정 실시예에서, 상기 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지들(660)과 상기 스테이지 전력 제어 회로(662)는 도 1-5에 대해 기술된 바와 같은 방식으로 비활성의 파이프라인 스테이지들을 전력 오프하도록 동작한다. 특정 실시예에서, 상기 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지들(660) 및 상기 스테이지 전력 제어 회로(662)는 예를 들어 디지털 신호 프로세서(DSP)(610)와 같은, 프로세서에 연결되거나 프로세서 내에 통합된다. 예시적인 실시예에서, 상기 DSP(610)는 파이프라인 방식의 DSP이다.

도 6은 상기 DSP(610)가 버스(652)에 연결되는 버스 제어기(650)를 포함하는 것을 도시한다. 특정 실시예에서, 데이터는 상기 버스(652)를 통하여 비동기적으로 전송된다. 도 6은 또한 상기 버스(652) 및 디스플레이(628)에 연결되는 디스플레이 제어기(626)를 도시한다. 코더/디코더(CODEC)(634)는 또한 상기 버스(652)에 연결될 수 있다. 스피커(636) 및 마이크로폰(638)은 상기 코덱(CODEC)(634)에 연결될 수 있다.

도 6은 또한 무선 제어기 및/또는 모뎀(640)이 무선 안테나(642) 및 상기 버스(652)에 연결될 수 있음을 도시한다. 특정 실시예에서, 입력 장치(630) 및 전력 공급원(644)은 상기 온칩 시스템(622)에 연결된다. 게다가, 특정 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 디스플레이(628), 상기 입력 장치(630), 상기 스피커(636), 상기 마이크로폰(638), 상기 무선 안테나(642) 및 상기 전력 공급원(644)은 상기 온칩 시스템(622)의 외부에 존재한다. 그러나, 각각은 인터페이스 또는 제어기와 같은 상기 온칩 시스템(622)의 컴포넌트에 연결될 수 있다.

비록 상기 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지(660)들과 상기 스테이지 전력 제어 회로(662)가 상기 DSP(610)에 연결되는 것처럼 또는 통합되는 것처럼 기술되더라도, 상기 통신 장치(600)의 다른 컴포넌트들은 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지(600)들로서 동작될 수 있고, 또는 비동기 프로세싱 파이프라인 스테이지(600)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 음성 통신을 포함하는 비동기 파이프라인은 상기 마이크로폰(638), 상기 코덱(634), 상기 버스(652), 상기 버스 제어기(650), 상기 DSP(610), 상기 무선 제어기 및/또는 모뎀(640), 또는 그것들의 임의의 조합, 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.

상기 기술된 시스템들과 방법들과 관련하여, 시스템은 제 1 파이프라인 동작을 수행하기 위한 제 1 수단 및 상기 제 1 파이프라인 동작에 순차로 제 2 파이프라인 동작을 비동기적으로 수행하기 위한 제 2 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 수단은 도 2의 스테이지들(202, 204 또는 206)과 관련하여 기술된 상기 논리 회로들, 래치들 및 플립 플롭들, 또는 예를 들어 상기 마이크로폰(638), 상기 코덱(634), 상기 버스(652), 상기 버스 제어기(650), 상기 DSP(610), 상기 무선 제어기 및/또는 모뎀(640), 상기 메모리(632), 상기 디스플레이 제어기(626) 및 도 6의 상기 통신 장치(600)의 상기 디스플레이(628), 또는 이들의 임의의 조합 같은 통신 장치의 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 유사하게, 상기 제 2 수단은 도 2의 스테이지들(202, 204 또는 206)과 관련하여 기술된 상기 논리 회로들, 래치들 및 플립 플롭들, 또는 예를 들어 상기 마이크로폰(638), 상기 코덱(634), 상기 버스(652), 상기 버스 제어기(650), 상기 DSP(610), 상기 무선 제어기 및/또는 모뎀(640), 상기 메모리(632), 상기 디스플레이 제어기(626) 및 도 6의 상기 통신 장치(600)의 상기 디스플레이(628), 또는 이들의 임의의 조합 같은 통신 장치의 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 또한 상기 제 1 파이프라인 동작의 상태에 응답하여 전력 공급원으로부터 상기 제 2 수단을 선택적으로 연결해제하기 위한 수단 ― 상기 기술되고, 도 1 내지 6에 도시된, 예를 들어 하나 이상의 스위치들, 트랜지스터들, 제어 로직 회로들, 스테이지 전력 제어 회로, 또는 이들의 임의의 조합 ― 을 포함한다.

당업자는 본 명세에 개시된 상기 실시예들과 관련하여 기술된 상기 다양한 설명적인 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 추가로 인식할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이런 호환성을 명백하게 기술하기 위하여, 다양한 설명적인 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들 및 단계들은 일반적으로 그것들의 기능성의 용어들로 상기에 기술되었다. 그러한 기능성은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 간에 상기 특정 어플리케이션 및 상기 시스템 전체에 부과되는 설계 제약들에 의존한다. 당업자는 각각의 특정 어플리케이션에 대한 방법들을 변화시키면서 상기 기술된 기능성을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 상기 범위로부터 벗어나는 것으로서 해석되어서는 안 된다.

여기에 개시된 상기 실시예들과 관련되어 기술된 방법 또는 알고리즘의 상기 단계들은 하드웨어, 프로세서를 통하여 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 상기 둘의 조합에서, 직접적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플레쉬 메모리, ROM 메모리, PROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 이동식 디스크, 씨디-롬, 또는 당해 기술분야에 알려진 뭔가 다른 형태의 저장 매체 내에 존재할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 상기 프로세서 ― 상기 프로세서는 상기 저장매체로부터 정보를 판독할 수 있고, 그리고 상기 저장 매체에 정보를 기록할 수 있음 ― 에 연결된다. 대안으로, 상기 저장 매체는 상기 프로세서의 구성요소가 될 수 있다. 상기 프로세서 및 상기 저장 매체는 ASIC 내에 존재할 수 있다. 상기 ASIC은 컴퓨팅 장치 또는 사용자 단말 내에 존재할 수 있다. 대안으로, 상기 프로에서 및 상기 저장 매체는 이산 컴포넌트들로서 컴퓨팅 장치 또는 사용자 단말 내에 존재할 수 있다.

본 개시 실시예들의 이전의 설명은 당해 기술분야의 누구든지 본 개시 실시예들을 만들거나 이용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 쉽게 명백해질 것이며, 그리고 여기에 정의된 상기 일반적인 원리들은 본 개시의 범위나 사상으로부터 벗어남이 없어 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 기술된 상기 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 이하의 청구항들에 의하여 정의되는 신규한 특징들 및 상기 원리들과 일관되는 최광의의 범위와 일치시켜야 할 것이다.

Claims

방법으로서,
비동기 회로 장치의 동작 스테이지에서 이전(preceding) 스테이지로부터의 제 1 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 비동기 회로 장치의 동작 스테이지에서 이후(subsequent) 스테이지로부터의 제 2 제어 신호를 수신하는 단계;
전력-오프(power-off) 상태로부터 전력-온(power-on) 상태로의 상기 동작 스테이지의 전이를 위해 상기 동작 스테이지에서 수신되는 상기 제 1 제어 신호 및 상기 제 2 제어 신호에 응답하여 상기 동작 스테이지와 연관된 스위치를 활성화하는 단계; 및
상기 이후 스테이지로부터 상기 동작 스테이지에서 제 3 제어 신호를 수신하는 것에 응답하여, 상기 동작 스테이지에 대한 전력을 해제하기 위해 상기 스위치를 활성해제시키는 단계
를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호는 요청 신호를 포함하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호는 데이터 유효 신호를 포함하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 동작 스테이지는 래치 장치, 플립 플롭 장치, 로직 장치, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치는 트랜지스터를 포함하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 스위치는 헤드 스위치 또는 풋 스위치인,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 제어 신호는, 상기 이전 스테이지에서 데이터 동작의 완료를 표시하는 데이터 유효 조건에 반응적인(responsive),
방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 제어 신호는, 상기 동작 스테이지로부터 데이터를 수용하기 위해서 상기 이후 스테이지의 준비 조건을 표시하는,
방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 비동기 회로 장치는 멀티스테이지 파이프라인을 갖는 프로세서를 포함하고, 상기 이전 스테이지 및 상기 동작 스테이지는 상기 멀티스테이지 파이프라인의 순차적인 스테이지들인,
방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 제어 신호는 확인응답 신호를 포함하는,
방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 제어 신호는 데이터 소비 신호(data consumed signal)를 포함하는, 방법.
시스템으로서,
제 1 비동기 로직 스테이지; 및
스위치를 통해서 접지 또는 전력 공급원에 연결된 단자를 포함하는 제 2 비동기 로직 스테이지 ― 상기 스위치는 트랜지스터를 포함하며, 제어 신호는 상기 트랜지스터의 게이트에 제공되고, 그리고 상기 제 2 비동기 로직 스테이지에 전력을 인가하기 위해 이전 비동기 로직 스테이지로부터 상기 제 2 비동기 로직 스테이지로 수신되는 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 트랜지스터는 선택적으로 활성화됨 ― ; 및
이후 스테이지를 포함하고,
상기 트랜지스터의 몸체 단자는 상기 이후 스테이지로부터 제 2 제어 신호를 수신하기 위해 연결되고, 상기 제 2 제어 신호의 제 1 값은 상기 트랜지스터로 하여금, 상기 접지로부터 또는 상기 전력 공급원으로부터 상기 제 2 비동기 로직 스테이지의 적어도 일부를 전기적으로 고립시키도록 하고, 그리고 상기 제 2 제어 신호의 제 2 값은 상기 트랜지스터로 하여금, 상기 접지에 또는 상기 전력 공급원에 상기 제 2 비동기 로직 스테이지의 일부를 전기적으로 연결하도록 하는, 시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 이전 비동기 로직 스테이지는 상기 제 1 비동기 로직 스테이지를 포함하는,
시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 이전 비동기 로직 스테이지는 상기 제 1 비동기 로직 스테이지 이외의 장치를 포함하는,
시스템.
시스템으로서,
제 1 파이프라인 동작을 수행하기 위한 제 1 수단;
상기 제 1 파이프라인 동작에 순차적인 제 2 파이프라인 동작을 비동기적으로 수행하기 위한 제 2 수단;
상기 제 2 파이프라인 동작에 순차적인 제 3 파이프라인 동작을 비동기적으로 수행하기 위한 제 3 수단; 및
상기 제 3 수단으로부터 수신된 확인응답 신호 및 상기 제 1 파이프라인 동작의 상태에 응답하여 전력 공급원으로부터 상기 제 2 수단을 선택적으로 연결해제(decouple)하기 위한 수단
을 포함하는, 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 제 2 파이프라인 동작에 의한 이용을 위하여 상기 제 1 파이프라인 동작의 상태를 저장하기 위한 수단
을 더 포함하는, 시스템.
제 17 항에 있어서,
상기 전력 공급원으로부터 상기 제 2 수단을 선택적으로 연결해제하기 위한 수단은,
상기 전력 공급원에 연결되고, 상기 제 2 수단의 적어도 하나의 회로에 추가로 연결되는 스위치; 및
상기 스위치와 연결되며, 상기 제 1 파이프라인 동작이 프로세싱 중일 때 상기 적어도 하나의 회로를 상기 전력 공급원으로부터 연결해제하도록 구성되는 제 1 제어 회로를 포함하는,
시스템.
제 19 항에 있어서,
상기 제 3 수단에 연결되고, 상기 제 3 파이프라인 동작이 완료될 때 상기 확인응답 신호를 상기 제 1 제어 회로로 전송하도록 구성되는 제 2 제어 회로를 더 포함하고,
상기 제 1 제어 회로는 상기 확인응답 신호에 응답하여 상기 적어도 하나의 회로를 상기 전력 공급원으로부터 연결해제하도록 추가로 구성되는,
시스템.
시스템으로서,
비동기 프로세싱 파이프라인의 제 1 프로세싱 스테이지;
비동기 프로세싱 파이프라인의 제 2 프로세싱 스테이지 ― 상기 제 2 프로세싱 스테이지는 상기 제 1 프로세싱 스테이지에 순차적임 ― ; 및
상기 제 2 프로세싱 스테이지로부터의 제 1 제어 신호에 응답하여 상기 제 1 프로세싱 스테이지를 전력 공급원에 선택적으로 연결하도록 구성되고, 상기 제 2 프로세싱 스테이지로부터의 제 2 제어 신호에 응답하여 상기 전력 공급원으로부터 상기 제 1 프로세싱 스테이지를 선택적으로 연결해제하도록 추가로 구성되는 제어 회로
를 포함하는, 시스템.
제 21 항에 있어서,
상기 제 1 프로세싱 스테이지는 변조/복조 (모뎀) 동작을 수행하는,
시스템.
제 21 항에 있어서,
상기 제 1 프로세싱 스테이지는 코딩/디코딩 (코덱) 동작을 수행하는,
시스템.
제 21 항에 있어서,
파이프라인 방식의(pipelined) 디지털 신호 프로세서(DSP)를 더 포함하며,
상기 비동기 프로세싱 파이프라인의 적어도 일부는 상기 파이프라인 방식의 DSP에 의하여 수행되는, 시스템.
제 21 항에 있어서,
상기 비동기 프로세싱 파이프라인은 버스를 통한 비동기 데이터 전송을 포함하는, 시스템.