KR20220027840A - 전력 관리 시스템 - Google Patents

전력 관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20220027840A
KR20220027840A KR1020217040441A KR20217040441A KR20220027840A KR 20220027840 A KR20220027840 A KR 20220027840A KR 1020217040441 A KR1020217040441 A KR 1020217040441A KR 20217040441 A KR20217040441 A KR 20217040441A KR 20220027840 A KR20220027840 A KR 20220027840A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
load
voltage
power
state
signal
Prior art date
Application number
KR1020217040441A
Other languages
English (en)
Inventor
제임스 딘
Original Assignee
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크. filed Critical 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Publication of KR20220027840A publication Critical patent/KR20220027840A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • G05F1/575—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices characterised by the feedback circuit
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/28—Supervision thereof, e.g. detecting power-supply failure by out of limits supervision
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3206—Monitoring of events, devices or parameters that trigger a change in power modality
    • G06F1/3228—Monitoring task completion, e.g. by use of idle timers, stop commands or wait commands
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/3243—Power saving in microcontroller unit
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 관리 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다. 개시된 전력 관리 시스템은 입력 전압을 부하에 제공하도록 구성된 전력 공급 장치를 포함하고, 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 현재 상태 및 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 부하 다음 상태를 포함하는, 부하에 대한 2개 이상의 전력 상태를 지정하는 데이터를 저장하도록 구성된 전력 상태 표시기 장치; 및 부하 현재 상태로부터 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 입력 및 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성된 전력 공급 제어 장치를 포함한다. 예측 신호는 입력 전압의 변화를 제어하는 데 사용된다. 개시된 전력 관리 시스템은 유휴/수면 전력 상태로부터 최대 전력/활동 상태로 또는 그 반대로 변화할 준비가 되었을 때 출력 전압의 변화를 매끄럽게 하기 위해 사용된다.

Description

전력 관리 시스템
본 발명은 전력 관리 시스템에 관한 것이다.
예를 들어, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 및 분배기 장치와 같은 전자 장치는 일반적으로 다수의 기능 및 특징부를 구비한다. 일반적으로, 다수의 전력 공급원이 다수의 기능 및 특징부에 전력을 공급하기 위해 전자 장치에 제공되며, 이러한 다수의 기능 및 특징부는 통상적으로 각각의 전력 공급부 및 사용에 관하여 개별적으로 제어된다.
전력 관리 시스템 기술인 동적 전압 및 주파수 스케일링(Dynamic voltage and frequency scaling, DVFS)은 일반적으로 시스템 절전을 위한 전자 장치에 사용된다. 종래의 접근법에서, DVFS용 런타임 소프트웨어는 전자 장치의 시스템 요건에 따라 전압 및/또는 주파수, 또는 클럭 속도를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 소프트웨어는 전압 스케일링 및/또는 주파수 스케일링(또는 클럭 속도 조절)이 필요한지 여부를 결정하기 위해 시나리오 사용에 따른 전압 및 클럭 속도에 대한 현재의 시스템 요건과 동기화될 필요가 있다.
따라서, 현재 전력 관리 시스템은 다수의 센서 및 서브 시스템으로부터의 반응성 신호를 사용하여, 전력을 발생시키는데 사용되는 사이클의 수를 감소시키기 위해 전류 전력 손실을 감소시키거나 스위치 주파수를 변경하도록 출력 전압을 변경시킨다.
그러나, 전반적인 전력 관리 시스템 효율을 달성하고 극대화하기 위한 지속적인 요구가 존재한다. 본 발명은 전류 수요의 큰 급격한 변화를 나타내는 중앙 처리 유닛(CPU)과 같은 집적 회로 장치에 공급되는 입력 전압을 조절함으로써 전력 관리 시스템 효율 및 전력 절약을 극대화하기 위한 개선된 장치 및 방법을 이용함으로써 이러한 요구를 해결한다.
저 전력 소비 및 고 효율일수록 특히 분배 장치에서 사용하기 위한 전자 장치의 성능 개선과 저 전력 및 저 비용을 유발한다. 본 개시는 처리 장치로부터의 예측 신호를 사용하여 입력 전압 및 주파수를 조절함으로써 이러한 요구를 해결한다.
일 실시예에서, 본 발명은 제1 입력 전압 및 제2 입력 전압을 제공하도록 구성된 전력 공급 장치를 포함하는 전력 관리 시스템에 관한 것이다. 전력 관리 시스템은 또한 제1 및 제2 입력 전압을 수용하도록 구성된 적어도 하나의 전압 조절기를 포함한다. 전력 관리 시스템은 제1 부하에 연결된 제1 입력 전압에 기초한 제1 출력 전압, 및 제2 부하에 연결된 제2 입력 전압에 기초한 제2 출력 전압을 추가로 제공한다. 전력 관리 시스템은 또한 데이터를 저장하도록 구성된 전력 상태 표시기 장치를 제공한다. 저장된 데이터는, 제1 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제1 부하 현재 상태 및 제1 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제1 부하 다음 상태를 포함하는 제1 부하에 대한 둘 이상의 전력 상태를 지정한다. 또한, 저장된 데이터는, 제2 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제2 부하 현재 상태 및 제2 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제2 부하 다음 상태를 포함하는, 제2 부하에 대한 둘 이상의 상태를 지정한다. 전력 관리 시스템은 또한 (i) 제1 부하 현재 상태로부터 제1 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 제1 입력 및 제1 출력 전압, 및 (ii) 제2 부하 현재 상태로부터 제2 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 제2 입력 및 제2 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성된 전력 공급 제어 장치를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 전압 조절기에 의해 다수의 처리 파이프라인을 포함하는 처리 장치에 제공된 입력 전압을 제어하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 전압 조절기에 의해, 전압 조절기의 입력 전압을 제어하기 위한 피드백 인에이블(enable) 또는 디스에이블(disable) 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 장치에 의해 요구되는 부하 전류의 예상되는 변화를 나타내는 부하 제어 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 피드백 오류 신호를 수정하여 상기 장치에 상기 전압의 예상 변화를 제공함으로써 상기 부하 제어 신호에 기초하여 상기 입력 전압을 발생시키는 데 사용되는 상기 전압 조절기의 구동 회로를 직접 제어하는 단계를 추가로 포함한다. 그 결과, 절대 최소 전압 레벨은 처리 파이프라인 상의 증가된 부하를 예상할 때 위로 이동되고, 절대 최대 전압 레벨은 다수의 처리 파이프라인 중 하나 이상의 언로딩을 예상할 때 아래로 이동된다. 전술한 것을 따름으로써, 공칭 출력 전압으로부터 입력 전압의 총 편차가 최소화된다.
도 1은 본 개시의 구현에 따른 예시적인 전력 관리 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 중앙 처리 유닛(CPU)에 공급 전압을 제공하는 전압 조절기를 갖는 예시적인 컴퓨터 서브시스템을 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전압 조절기의 부하선 특징부를 이용하는 도 2의 전압 조절기의 예시적인 전류 부하 유도 과도 전압 응답을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 조절기를 제어하기 위한 예시적인 작동의 흐름도이다.
도 5는 부하 제어 신호에 기초하여 피드백 전압을 인위적으로 조정함으로써 전압 조절기를 제어하기 위한 예시적인 회로 배열을 도시한다.
도 6은 부하 제어 신호에 기초하여 피드백 전류를 인위적으로 조정함으로써 전압 조절기를 제어하기 위한 예시적인 회로 배열을 도시한다.
도 7은 시간 경과에 따른 회로 구간의 로딩 상태의 변화의 예를 도시한다.
정의
본 개시내용의 요소들 또는 본 개시내용의 바람직한 실시예(들)을 도입할 때, "한", "하나", "그" 라는 관사는 그 요소들의 하나 이상이 존재함을 의미하려는 것이다.
"포함하는", "구비하는", "갖는" 이라는 용어들은, 포괄적인 것이며, 열거된 요소들 외의 다른 추가 요소들이 존재할 수도 있음을 의미한다.
용어 "전자 장치"는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 분배기 장치 등을 포함하는 컴퓨터 및 전기 장비를 지칭한다.
용어 "분배기 장치"는 일정량의 비누, 종이 타월, 치약, 사탕, 알약, 청각 보조기, 현금, 자동 판매기, 라벨 등을 방출하도록 설계된 자동 기계 또는 용기를 지칭한다.
용어 "전력 관리 시스템"은 전자 장치를 통해 전력을 효율적으로 전달하는 것을 지칭한다.
용어 "예측 신호"는 전력 관리 시스템이 유휴/수면 전력 상태에서 최대 전력/활동 상태로 또는 그 반대로 변화할 준비가 되었음을 다른 서브시스템에 나타내는 중앙 처리 유닛 또는 메모리 처리 유닛으로부터의 신호를 지칭한다.
용어 "반응성 신호"는 전력 관리 시스템이 이미 유휴/수면 전력 상태에서 최대 전력/활동 상태로 또는 그 반대로 변경되었음을 다른 서브시스템에 나타내는 중앙 처리 유닛 또는 메모리 처리 유닛으로부터의 신호를 지칭한다.
상세한 설명
본 발명은 일반적으로 전자 장치의 전력 관리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 전자 장치 내에서 중앙 프로세서 유닛(CPU) 활동 및 메모리 제어 유닛(MCU)/메모리 프로세싱 유닛(MPU) 활동을 구동하기 위해 입력 전압을 사용하는 전력 관리 기술에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 조절기(들)가 부하 변화를 예상할 때 입력 전압을 조정할 수 있게 하는 메커니즘을 제공한다. 조절기(들)는, 따라서, 조절기(들)에 의해 구동되는 부하를 나타내는 장치에 공급 전압을 제공한다. 이어서, 전자 장치는 (예를 들어, 장치 상의 더 많거나 더 적은 수의 구성 요소의 사용에 의해 야기되는) 부하의 변화를 예상할 때 부하 신호를 제공한다. 즉, 부하 신호는 일종의 "조기 경고 신호"를 제공하여, 부하 변화에 의해 야기되는 과도 전압 스파이크의 영향을 최소화하기 위해 조절기(들)가 장치에 제공된 공급 전압을 조정하게 할 수 있다. 그 결과, 조절기(들)의 유효 과도 전압 응답이 개선될 수 있는 반면, 조절기 회로(예를 들어, 부하 커패시터) 내의 구성 요소의 크기 및 비용은 감소될 수 있다.
제한적이지는 않지만 구체적인 예로서, 본 발명의 일 실시예는, 예를 들어, 다수의 병렬 처리 파이프라인의 이용에 있어서 예상되는 변화에 기초하여, 부하의 변화를 예상할 때 부하 신호를 조정하는 중앙 처리 유닛(CPU)을 제공한다. 그러나, 당업자는, 본원에 기술된 개념이 부하의 급격한 변화에 의해 야기되는 전압 과도현상의 영향을 감소시키기 위해 다양한 상이한 장치, 예컨대 중앙 처리 유닛(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP) 등에서 유사하게 유리하게 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
예시적인 전력 관리 시스템
예시적인 목적으로, 도 1은 본 개시의 구현예에 따른 예시적인 전력 관리 시스템의 블록도를 도시한다. 구체적으로, 도 1은 제1 입력 전압 및 제2 입력 전압을 제공하도록 구성된 전원 공급 장치(100)를 도시한다. 전압은 AC 전원 또는 DC 전원 중 어느 하나로부터 생성될 것이다. 전압이 AC 공급원으로부터 발생되는 경우, 변압기/자기체는 AC 전압을 DC 전압으로 변환하고, DC 시스템 요구 전압으로 단계적으로 감소할 것이다. 또는 대안적으로, 전압이 AC 공급원으로부터 발생되는 경우, AC/AC 전압 시스템 분배가 사용될 수 있다. 전압이 DC 공급원으로부터 생성되면, 전압은 DC/DC 조절기를 통해 DC 시스템 요구 전압으로 변환될 것이다.
전압 조절기(120)는 제1 및 제2 입력 전압을 수신하고, 각각 제1 및 제2 부하에 대한 제1 및 제2 입력 전압에 기초하는 제1 및 제2 출력 전압을 제공한다.
예시적인 목적을 위해, DC/DC 조절기는 도 1의 블록 번호 2에서 제1 및 제2 전력 조절기로서 전압 조절기 공정에서 사용된다. DC/AC 조절기 또는 AC/AC 조절기도 본원에서 전압 조절기로서 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 전압 조절기의 선택은 전력 공급 장치(100)에서 초기에 사용되는 전압에 따라 달라진다.
조정 DC/DC 전압 조절기는 일반적으로 조정 전력을 작동 회로, 예를 들어 매우 다양한 응용 분야에 사용되는 반도체 장치의 집적 회로에 제공한다. 집적 회로는 일반적으로 작동 중에 특정 파라미터 내에서 전력의 제공을 필요로 한다. 이러한 전력의 제공은 많은 복잡성에 직면할 수 있다. 예를 들어, 집적 회로를 포함하는 반도체 칩은 동일하거나 상이한 시간에 전력을 필요로 하는 상이한 부분을 가질 수 있고, 상이한 부분은 상이한 파라미터 내에서 전력을 필요로 할 수 있고, 일부 부분은 상이한 시간에 상이한 양의 전력을 이용할 수 있다. 문제를 복잡하게 하는 것은, 일부 장치는 비교적 작은 용량을 갖는 배터리에 의해 전력이 공급될 수 있는 반면, 전자 장치 자체는 적어도 다양한 시간에 많은 양의 전력을 필요로 할 수 있다는 것이다.
도 1의 블록 번호 2의 관점에서, 적어도 하나의 전압 조절기가 있다. 도 1에 도시된 N 전력 수의 전압 조절기는 구현될 수 있는 추가 조절기(들)의 사용을 보여준다. 즉, 예를 들어, 하나의 추가 전압 조절기 내지 약 20개의 추가 전압 조절기가 사용될 수 있다.
그러면, 출력 전압은 전력 상태 표시기 장치(122) 및 전력 공급 제어 장치(124)를 포함하는 주 부하에서 유지된다. 도 1의 블록 번호 3을 참조한다. 예시적인 목적으로, 블록 번호 3에 입력하는 2개의 출력 전압이 있다. 물론, 출력 전압의 수가 블록 번호 2의 조절기의 수에 의해 결정되기 때문에 블록 번호 2로부터 블록 번호 3에 입력하는 하나 이상의 출력 전압이 있을 수 있다. 따라서, 블록 번호 3에서의 부하의 수는 블록 번호 2로부터 블록 번호 3에 입력하는 출력 전압의 수에 의존한다. 도 1에서, 블록 번호 3에 입력하는 2개의 출력 전압이 도시되어 있다. 따라서 블록 번호 3에 대해 두 개의 부하가 있다.
전력 상태 표시기 장치(122)는 제1 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제1 부하 현재 상태를 포함하는 제1 부하에 대해 2개 이상의 전력 상태를 지정하는 데이터를 저장하도록 구성된다. 전력 상태 표시기 장치(122)는 또한 제1 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제1 부하 다음 상태로부터의 데이터를 저장하도록 구성된다. 전력 상태 표시기 장치(122)는 또한 제2 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제2 부하 현재 상태 및 제2 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제2 부하 다음 상태를 포함하는 제2 부하에 대한 둘 이상의 상태로부터의 데이터를 저장하도록 구성된다.
도 1의 블록 번호 3은 또한 전력 공급 제어 장치(124)를 도시한다. 전력 공급 제어 장치(124)는 제1 부하 현재 상태로부터 제1 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 제1 입력 및 제1 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성된다. 전력 공급 제어 장치(124)는 또한 제2 부하 현재 상태로부터 제2 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 제2 입력 및 제2 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성된다. 각각의 전력 공급 제어 장치(124)는 일반적으로 펄스 폭 변조기 "PWM"으로 불리는 자체 전력 제어기를 갖는다. 이 PWM은 부하 변화에 따라 듀티 사이클을 독립적으로 모니터링하고 제어하고 변경하며, 결과적으로 각 전력 공급 제어 장치의 출력 또는 입력 전압은 부하 변화에 따라 변경될 것이다.
입력 및 출력 전압
작동 회로에 공급된 전압을 변화시키고/시키거나 작동 회로의 작동 타이밍을 지배하는 클럭 속도를 변화시키는 것은 작동 회로에 의한 전력 소비를 감소시키는 것을 도울 수 있다. 이는 회로 작동 중에 동적으로 수행될 수 있고, 작업부하량, 작업부하의 성질뿐만 아니라, 예를 들어 공정, 변동 및 온도 센서로부터의 작동 회로 온도 정보, 및 성능 또는 효율성을 위해 회로 작동을 최적화해야 하는지 여부에 관한 정보에 기초할 수 있다. 불행하게도, 이러한 동적 전압 및 주파수 스케일링 작동은 다양한 작동 조건 하에서 원하는 회로 작동 및 전력 소비 제어의 조합을 충분히 제공하지 않을 수 있다. 내부 전압에 대한 클럭 속도는 상이한 부하에서 변화한다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 구체적으로, 클럭 속도는 장치의 사용, 즉, 낮은 트래픽, 중간 트래픽 또는 높은 트래픽에 따라 변한다.
또한, 오늘날의 전자 장치는 부하에 관계없이 고정 전압 분배 레일에 의해 설계되고 전력을 공급받는다. 이러한 고정 전압 분배는 전력 관리 시스템에 경부하 또는 유휴 부하에서 최상의 에너지 효율을 제공하지 않을 수 있다. 본 개시는 이러한 우려를 해결한다. 전자 장치 또는 분배기 장치는 활동 상태일 때 고전압 분배로 작동될 것이고, 가볍거나 유휴 상태일 때 저전압 분배로 작동될 것이다. 따라서, 최대 부하에서, 높은 입력 전압이 전류를 통해 배치되어 전류가 낮아지게 하고 전력 소비가 적어지게 한다. 최소 부하에서 또는 시스템이 유휴 상태일 때, 전력 = 주파수 x 전압으로 인해 전력 소비가 더 적어지도록 낮은 입력 전압이 요구된다. 즉, 높은 입력 전압과 높은 주파수는 더 많은 전력을 생성할 것이다.
또한, 도 1에 따르면, 예를 들어, 전체 전력 관리 시스템이 작동 중인 한(스위치 오프 없이), 입력 전압은 임의의 전압에서 시스템에 전력을 공급할 수 있다. 바람직하게는, 전압은 1 내지 20 볼트일 수 있고, 보다 바람직하게는 전압은 4 내지 8 볼트일 수 있다.
일반적으로, 전압은 병렬로 작동하는 다수의 고속 처리 파이프라인을 이용할 수 있다. 처리를 위해 이들 파이프라인 중 여러 개를 로딩할 때, 유휴 상태 후에, 결과적으로 발생하는 부하 증가는 파이프라인이 그렇게 많이 로딩되지 않을 때에 요구되는 것보다 몇 배 더 많은 전류 수요를 야기할 수 있다. 파이프라인에 수억 개의 트랜지스터가 있는 경우, 전류의 증가는 100%를 훨씬 초과할 수 있다. 종래의 시스템에서, 이러한 급격한 부하 변화는, 공급 전압 레벨이 작동 한계를 벗어나는 경우 작동 고장을 야기할 수 있는 과도 전압 스파이크를 초래할 수 있다. 또한, 전류 수요가 급격하게 감소할 때 발생하는 전압 오버슈트는 신뢰성의 감소를 초래할 수 있다.
전력 관리 시스템의 입력 전압을 제어하는 예시적인 서브시스템
도 2는 예상 부하 신호(712) 를 생성하는 중앙 처리 유닛(CPU)(720)에 공급 전압(VIN)을 제공하는 예시적인 전압 조절기(120)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 대해, 부하 신호(712)는 전압 조절기(120)에 의해 모니터링되는 피드백 신호를 발생시키는 피드백 회로(740)를 제어하는 데 사용될 수 있고 원하는 입력 전압 VIN을 유지하기 위해 전압 조절기 입력 전력을 조정하는 데 사용될 수 있다.
CPU(720)는 병렬로 작동하는 다수의 고속 처리 파이프라인을 이용할 수 있다. 처리를 위해 이들 파이프라인 중 여러 개를 로딩할 때, 유휴 상태 후에, 결과적으로 발생하는 부하 증가는 파이프라인이 그렇게 많이 로딩되지 않을 때에 요구되는 것보다 몇 배 더 많은 전류 수요를 야기할 수 있다. 파이프라인에 수억 개의 트랜지스터가 있는 경우, 전류의 증가는 100%를 훨씬 초과할 수 있다. 종래의 시스템에서는, 본 발명과 달리, 이러한 급격한 부하 변화는, 공급 전압 레벨이 작동 한계를 벗어나는 경우 작동 실패를 야기할 수 있는 과도 전압 스파이크를 초래할 수 있다. 또한, 전류 수요가 급격하게 감소할 때 발생하는 전압 오버슈트는 신뢰성의 감소를 초래할 수 있다.
이러한 부하 변화를 예상할 때 부하 신호를 생성함으로써, CPU(720)는 일종의 조기 경고 신호를 제공하여, 전압 조절기(120)로 하여금 공급 전압을 조절하여 보상하게 할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 시간 T0'에서, CPU 파이프라인이 과중하게 로딩될 때 예상되는 급격한 전류 증가 전에(시간 T0에서), 부하 신호는 VIN을 (DELTAVU에 의해) 상향으로 조정되게 할 수 있다. 결과적으로, 부하 전류가 증가할 때, 시간 T0에서, 일시적인 전압 강하로 인해 전압은 시프트 업이 없을 때만큼 낮아지게 된다. 예상 전압 증가는 입력 저항기로부터 이용 가능한 추가 전류를 초래하여, 부하 증가를 더 잘 처리할 수 있게 한다. 유사하게, 파이프라인을 언로딩하기 전에, 시간 T1'에서, 부하 신호가 변경되어 VIN을 (DELTAVD에 의해) 하향 조정되게 할 수 있다. 결과적으로, 부하 전류가 감소할 때, 시간 T1에서, 전압의 일시적인 증가는 조절기 입력 전압에서 예상 시프트 다운이 없을 때만큼 크지 않다.
비교를 위해, 도 3에서, 로딩 및 언로딩 전에 예상 시프트 없이 공급 전압 신호의 일시적인 스윙이 파선으로 도시되어 있다. 일부 경우에, 과도 현상의 피크-대-피크 크기는 부하 신호의 사용 유무에 관계없이 동일할 수 있다. 그러나, 도달된 절대 최소 전압 레벨은 로딩을 예상할 때 공급 전압을 증가시킴으로써 상향 이동되는 반면, 도달된 절대 최대 전압 레벨은 언로딩을 예상할 때 공급 전압을 감소시킴으로써 하향 이동된다. 최소 및 최대 값으로부터 안전 여유를 제공하는 것 외에도, 공칭 작동 전압으로부터 총 편차를 감소시킴으로써, 로딩 및 언로딩으로부터 복구하는 데 필요한 응답 시간(각각 TR0' 및 TR1')이 감소된다. 이 기술은 부하 라인(또는 드룹) 기능을 이용하는 조절기와 함께 작동하지만, 다른 조절기는 부하 신호에 반응하는 상이한 회로를 이용할 수 있다. 또한, 부하 신호가 요구 전류의 증가에 대한 사전 경고가 거의 없거나 전혀 없이 생성되더라도, 부하 신호는 모든 커패시터를 통해 전파되는 출력 전압보다 더 빠른 조절기 응답 시간을 초래할 수 있다. 일부 경우에, 부하 신호는 심지어 부하 변화 후에도 발생할 수 있고, 더 빠른 조절기 응답 시간에는 여전히 이점이 있을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압 조절기를 제어하기 위한 예시적인 작동 흐름도이다. 예를 들어, 이들 작동은, 예를 들어, 부하 전류의 예상 변화에 대해 전압 조절기(120)에 조기 경고를 제공하기 위해 부하 신호(312)를 조정하기 위해 CPU(720)에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 명령 또는 데이터를 전송하는 CPU와 같은 외부 장치는, 요구된 부하 전류의 예상 변화를 검출할 수 있고, 부하 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 동작은 단계 502에서, 부하 전류의 예상 변화를 검출함으로써 시작된다. 예로서, CPU(720)는 파이프라인의 샘플 세트에 대한 다수의 유휴 사이클을 파이프라인이 로딩되고 있다는 표시로서 모니터링할 수 있다. 다른 예로서, CPU에 의해 실행되는 명령어 세트는, 과도한 파이프라인 활동, 또는 파이프라인 활동의 감소가 발생할 가능성이 높다는 표시를 CPU에 제공하는 마커를 포함할 수 있다.
임의의 경우에, 단계 504에서 결정된 바와 같이, 부하의 변화가 예상되지 않는 경우, 부하 신호를 조정하지 않으면서 작동이 반복된다. 한편, 부하 변화가 예상되는 경우, 부하 신호가 단계 506에서 조정되어서, 전압 조절기(120)에 의해 공급되는 전압에 대응하는 예상 변화를 야기한다. 부하 신호는 단일 비트(예를 들어, 단일 출력 핀 상에서 구동됨) 또는 다수의 비트일 수 있다. 단일 비트 출력 신호는 장치가 더 많은 또는 더 적은 전류가 필요함을 나타낼 수 있게 한다. 한편, 다수의 비트는 예상되는 추가 전류(예를 들어, 25%, 50% 등)를 정량화할 수 있게 하여, 조절기에 의해 공급되는 전압의 예상 증가 또는 감소가 그에 따라 조정될 수 있게 한다.
부하 신호에 기초하여 입력 전압을 조정하기 위한 예시적인 메커니즘
일부 실시예에서, 조절기(들) 내부의 피드백 회로는 처리 장치에 의해 제공되는 예상 부하 신호의 변화에 응답하여 조절기(들)에 제공되는 피드백 신호의 조정을 허용하도록 구성될 수 있다. 정확한 회로는 조절기(들)에 의해 이용되는 정확한 유형의 피드백 신호에 따라 달라질 수 있다.
일례로, 도 5는 전압 조절기(120)에 제공된 피드백 전압(VFB)을 변화시키도록 구성된 피드백 회로(620)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 부하 신호는, 피드백 전압을 생성하는 데 사용되는 전압 분할기 회로(부하 신호에 따라 RA, RB, 및 RL에 의해 형성됨)의 저항을 변화시키기 위해 트랜지스터 NL 를 스위칭하는 데 사용된다. 부하 신호가 어설션되지 않는 경우(논리 낮음 또는 '0'), 트랜지스터 NL은 스위치 오프되고, 피드백 전압은 전압 분배기에 기초하여 다음 식에 의해 정의된다:
V FB =V IN ss[R B/(R A +R B)]
부하 신호가 어설션되면(논리 높음 또는 '1'), 전류 수요가 증가할 것으로 예상되고, 트랜지스터 NL이 켜지고 전압 분할기 네트워크의 하단부가 RB (RB?RL)와 병렬인 RL이 된다. 그 결과, 피드백 전압은 전압 분할기에 기초하여 다음 식에 의해 정의된다:
V FB =V IN ss[R B ?R L/(R A +R B ?R L)]
RB와 RL의 병렬 조합은 RB 단독보다 작기 때문에, 피드백 전압이 감소되고 이는 전압 조절기(120)가 입력을 증가시키고 VIN을 상승시키도록 한다. 도시된 바와 같이, 전압 조절기(120)는 피드백 전압과 기준 전압 사이의 차이를 나타내는 오프셋 또는 "오류" 전압 VERROR 를 생성하는 에러 증폭기(602)를 포함할 수 있다. 에러 전압은, 피드백 전압이 기준 전압 미만인 경우 입력 전압을 증가시키거나, 피드백 전압이 기준 전압보다 큰 경우 입력 전압을 감소시키는 전압 조정 회로(604)로 피드백될 수 있다.
다수의 비트 부하 신호가 생성되는 실시예의 경우, 필요에 따라, 피드백 전압을 점진적으로 조정하기 위해 다수의 부하 저항기가 병렬로 선택적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 부하 신호는 유사한 방식으로 기준 전압을 조정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 유사한 효과를 가질 수 있다. 예를 들어, 부하 신호가 어설션될 때 VREF를 증가시키는 것은 VERROR의 증가 및 그에 상응하는 VIN의 증가를 초래할 수도 있다.
부하 신호가 조절기의 입력 전압을 조정하는 데 사용될 수 있는 방법의 다른 예로서, 도 6은 전압 조절기(120)에 제공된 피드백 전류(IFB)를 변화시키도록 구성된 피드백 회로(720)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 부하 신호는 전류 부스트 회로(752)를 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 부스트 회로(752)는 부하 신호가 어설션될 때 피드백 전류 IFB를 증가시키는 데 사용되는 추가 전류 IL 을 생성하도록 구성될 수 있다. 이에 응답하여, 조절기(700)의 부하 라인 조정 회로(702)는 기준 전류(IREF)에 대한 피드백 전류의 비교에 기초하여 입력 전압을 증가시키기 위해 전압 조정 회로(704)에 신호를 생성할 수 있다. 부하 신호가 어설션되지 않을 때, 추가 전류가 제거되어(IL= 0), VIN의 상응하는 감소를 야기할 수 있다.
당업자는 다양한 다른 유형의 피드백 메커니즘이 사용될 수도 있고, 이러한 메커니즘은 제공된 피드백 신호가 프로세서 장치에 의해 생성된 부하 신호에 기초하여 임의의 적절한 방식으로 변화될 수 있도록 구성될 수 있음을 인식할 것이다.
전술한 바와 같이, 단일 비트 부하 제어 신호는 전압 조절기가 단순히 조절기 입력을 증가시키거나 감소시킬 수 있게 하는 반면, 다수의 비트는 예상되는 추가 전류(예를 들어, 25%, 50% 등)의 정량화를 허용하여, 이에 따라 조절기에 의해 공급되는 전압의 예상 증가 또는 감소를 조정할 수 있게 한다. 어느 경우든, 내부 제어는 부하 제어 신호를 수신하고 필요한 유형 제어 신호(예를 들어, PWM 상 신호)를 생성하도록 설계된 신호 컨디셔닝을 포함하여 구동 회로가 그에 따라 조절기 입력을 조정하게 할 수 있다.
일부 경우에, 훨씬 더 큰 정도의 가요성에서, 조절기(들)는 스케일링 메커니즘을 제공함으로써 달성될 수 있으며, 여기서 부하 제어 신호에 의해 야기되는 조절기 입력의 변화의 크기는 제어될 수 있다. 즉, 이러한 스케일링은, 특정 용도의 필요에 따라 특정 범위가 선택된, 예를 들어, 1V 내지 20V의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 동일한 조절기가 조절기 입력 전압을 증가/감소시키도록 구성될 수 있다. 이는, 하나의 이러한 조절기가 다수의 조절기보다는 비축될 수 있기 때문에, 재고 관점에서 이점을 제공할 수 있다. 또한, 부피의 증가도 달성될 수 있으며, 이는 비용 감소를 이끌 수 있다.
도 7은 시간 경과에 따른 회로 구간의 로딩 상태의 변화 예(1200)를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 주어진 회로 구간의 동적 로딩 상태는 때때로 달라질 수 있다. 도 7에 도시된 예에서, 로딩 상태는 대부분의 시간 동안 "활동" 또는 "유휴"이다. 그러나, 작동 전압은 일정하게 유지되거나 그렇지 않으면 변하지 않을 수 있다. 주어진 회로 구간의 로딩 상태는 주어진 회로 구간에서 각각의 기능 블록의 각각의 작동 상태(예를 들어, 활성화 또는 비활성화)에 따라 달라질 수 있다.
실시예
제1 실시예:
제1 실시예에서, 본 발명은 전력 관리 시스템을 제공하며, 상기 시스템은 제1 입력 전압 및 제2 입력 전압을 제공하도록 구성된 전력 공급 장치; 상기 제1 및 제2 입력 전압을 수신하고, (i) 상기 제1 입력 전압에 기초하여 제1 입력 전압을 제1 부하에 제공하고, (ii) 상기 제2 입력 전압에 기초하여 제2 출력 전압을 제2 부하에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전압 조절기; (i) 상기 제1 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제1 부하 현재 상태 및 상기 제1 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제1 부하 다음 상태를 포함하는 제1 부하에 대한 2개 이상의 전력 상태 및 (ii) 상기 제2 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제2 부하 현재 상태 및 상기 제2 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제2 부하 다음 상태를 포함하는 제2 부하에 대한 2개 이상의 상태를 지정하는 데이터를 저장하도록 구성된 전력 상태 표시기 장치; 및 (i) 상기 제1 부하 현재 상태로부터 상기 제1 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 상기 제1 입력 및 상기 제1 출력 전압을 독립적으로 변화시키고, (ii) 상기 제2 부하 현재 상태로부터 상기 제2 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 상기 제2 입력 및 제2 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성되는 전력 공급 제어 장치를 포함한다.
선행하는 실시예에 따른 일 실시예에서, 상기 전력 상태 표시기 장치는 예측 신호를 사용한다.
선행하는 실시예에 따른 일 실시예에서, 예측 신호는 전압, 주파수, 게이트 드라이브, 턴 온 및 오프 부하 스위치를 활성화 및 비활성화하고, 전압 조절기의 스위칭 주파수를 변경시켜 리플 전류를 유지하는 데 사용된다.
선행하는 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 예측 신호는 상기 조절기와 상기 전력 상태 표시기 장치의 출력 전압과 입력 전압 모두를 활성화하거나 비활성화시킨다.
선행하는 실시예에 따른 일 실시예에서, 상기 조절기의 수는 1 내지 20개로 이루어진다.
선행하는 실시예에 따른 일 실시예에서, 예측 신호는 MCU/MPU, 모터 드라이브, RFID, 시스템 센서, 셀룰러 신호, DC/DC, AC/AC, 또는 AC/DC 조절기 등을 변경한다. RFID는 전자기장을 사용하여 객체에 부착된 태그를 자동으로 식별하고 추적하는 무선 주파수 식별부이다.
선행하는 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 입력 전압 값은 상기 전력 관리 시스템이 종료되는지 여부에 따라 달라진다.
선행하는 실시예들에 따른 일 실시예에서, 제1항에 따른 전력 관리 시스템에서, 상기 입력 전압은 약 1볼트 내지 약 20볼트의 범위에 있다.
선행하는 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 입력 전압은 약 4볼트 내지 약 8볼트의 범위에 있다.
선행하는 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 전력 상태 표시기 장치는 중앙 처리 유닛(CPU)이다.
제2 실시예:
제2 실시예에서, 본 발명은 전압 조절기에 의해 다수의 처리 파이프라인을 포함하는 처리 장치에 제공된 입력 전압을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 전압 조절기에 의해, 상기 전압 조절기의 입력 전압을 제어하기 위한 피드백 인에이블 또는 디스에이블 신호를 수신하는 단계; 상기 장치에 의해 요구되는 부하 전류의 예상되는 변화를 나타내는 부하 제어 신호를 수신하는 단계; 및 상기 전압의 예상 변화를 상기 장치에 제공하기 위해 상기 피드백 에러 신호를 수정함으로써 상기 부하 제어 신호에 기초하여 상기 입력 전압을 발생시키는 데 사용되는 상기 전압 조절기의 구동 회로를 직접 제어하는 단계를 포함하되, 여기서, 상기 처리 파이프라인 상의 증가된 부하를 예상할 때 절대 최소 전압 레벨은 상향 이동되고, 상기 다수의 처리 파이프라인 중 하나 이상의 언로딩을 예상할 때 절대 최대 전압 레벨은 하향 이동되어서, 이에 의해 공칭 출력 전압으로부터 상기 입력 전압의 총 편차를 최소화한다.
선행하는 방법 실시예에 따른 일 실시예에서, 부하 제어 신호를 수신하는 단계는 전압 조절기에 대해 외부에서 조정 가능한 스케일링 신호를 포함하고; 여기서 부하 제어 신호는 스케일링 신호에 기초하여 조절된다.
선행하는 방법 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 스케일링 신호는 병렬로 배치되고 상기 피드백 오류 신호를 수정해서 상기 예상 전압 변화를 제공하기 위해 선택적으로 활용되는 복수의 외부 저항기를 통해 조정 가능하다.
선행하는 방법 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 스케일링 신호는 전압 조절기의 쓰기 가능한 레지스터를 통해 조정 가능하다.
선행하는 방법 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 부하 제어 신호는 상기 쓰기 가능한 레지스터 내에 로딩된 복수의 비트를 포함한다.
선행하는 방법 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 부하 전류는 상기 입력 전압이 높은 분포로 있을 때 활동 상태이다.
선행하는 방법 실시예들에 따른 일 실시예에서, 상기 입력 전압이 낮은 분포로 있을 때 상기 부하 전류는 유휴 상태이다.

Claims (17)

  1. 전력 관리 시스템으로서,
    제1 입력 전압 및 제2 입력 전압을 제공하도록 구성된 전력 공급 장치;
    상기 제1 및 제2 입력 전압을 수신하고, (i) 상기 제1 입력 전압에 기초하여 제1 출력 전압을 제1 부하에 제공하고, (ii) 상기 제2 입력 전압에 기초하여 제2 출력 전압을 제2 부하에 제공하도록 구성된 적어도 하나의 전압 조절기;
    (i) 상기 제1 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제1 부하 현재 상태 및 상기 제1 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제1 부하 다음 상태를 포함하는 제1 부하에 대한 2개 이상의 전력 상태 및 (ii) 상기 제2 부하의 현재 전력 상태를 정의하는 제2 부하 현재 상태 및 상기 제2 부하의 예측된 다음 시간 전력 상태를 정의하는 제2 부하 다음 상태를 포함하는 제2 부하에 대한 2개 이상의 상태를 지정하는 데이터를 저장하도록 구성된 전력 상태 표시기 장치; 및
    (i) 상기 제1 부하 현재 상태로부터 상기 제1 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 상기 제1 입력 및 제1 출력 전압을 독립적으로 변화시키고, (ii) 상기 제2 부하 현재 상태로부터 상기 제2 부하 다음 상태로의 변화에 기초하여 상기 제2 입력 및 제2 출력 전압을 독립적으로 변화시키도록 구성되는 전력 공급 제어 장치를 포함하는, 전력 관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 상태 표시기 장치는 예측 신호를 사용하는, 전력 관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 예측 신호는 전압, 주파수, 게이트 구동, 턴 온 및 오프 부하 스위치를 활성화 및 비활성화시키고, 전압 조절기의 스위칭 주파수를 변경해서 리플 전류를 유지하는 데 사용되는, 전력 관리 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 예측 신호는 상기 전압 조절기 및 상기 전력 상태 표시기 장치의 출력 및 입력 전압 모두를 활성화하거나 비활성화하는, 전력 관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전압 조절기의 수는 1개 내지 20개를 포함하는, 전력 관리 시스템.
  6. 제2항에 있어서, 예측 신호는 MCU/MPU, 모터 드라이브, RFID, 시스템 센서, 셀룰러 신호, DC/DC, AC/AC 또는 AC/DC 전압 조절기 등을 변경하는, 전력 관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 입력 전압 값은 상기 전력 관리 시스템이 종료되는지 여부에 따라 달라지는, 전력 관리 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 입력 전압은 약 1볼트 내지 약 20볼트의 범위인, 전력 관리 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 입력 전압은 약 4 볼트 내지 약 8 볼트의 범위인, 전력 관리 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전력 상태 표시기 장치는 중앙 처리 유닛(CPU)인, 전력 관리 시스템.
  11. 전압 조절기에 의해 다수의 처리 파이프라인을 포함하는 처리 장치에 제공된 입력 전압을 제어하는 방법으로서, 상기 방법은: 상기 전압 조절기에 의해, 상기 전압 조절기의 입력 전압을 제어하기 위한 피드백 인에이블 또는 디스에이블 신호를 수신하는 단계; 상기 장치에 의해 요구되는 부하 전류의 예상되는 변화를 나타내는 부하 제어 신호를 수신하는 단계; 및 상기 전압의 예상 변화를 상기 장치에 제공하기 위해 상기 피드백 에러 신호를 수정함으로써 상기 부하 제어 신호에 기초하여 상기 입력 전압을 발생시키는 데 사용되는 상기 전압 조절기의 구동 회로를 직접 제어하는 단계를 포함하되, 이에 의해 상기 처리 파이프라인 상의 증가된 부하를 예상할 때 절대 최소 전압 레벨은 상향 이동되고, 상기 다수의 처리 파이프라인 중 하나 이상의 언로딩을 예상할 때 절대 최대 전압 레벨은 하향 이동되어서, 이에 의해 공칭 출력 전압으로부터 상기 입력 전압의 총 편차를 최소화하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전압 조절기에 대해 외부에서 조정 가능한 스케일링 신호를 포함하는 상기 부하 제어 신호를 수신하는 단계를 더 포함하고; 및 상기 부하 제어 신호는 상기 스케일링 신호에 기초하여 조절되는, 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 스케일링 신호는 상기 예상 전압 변화를 제공하기 위해 상기 피드백 오류 신호를 수정하도록 병렬로 배치되고 선택적으로 이용되는 복수의 외부 저항기를 통해 조정 가능한, 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 스케일링 신호는 상기 전압 조절기의 쓰기 가능한 레지스터를 통해 조정 가능한, 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 부하 제어 신호는 상기 쓰기 가능한 레지스터 내에 로딩된 복수의 비트를 포함하는, 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 부하 전류는 상기 입력 전압이 높은 분포로 있을 때에 활동 상태인, 방법.
  17. 제11항에 있어서, 상기 부하 전류는 상기 입력 전압이 낮은 분포로 있을 때에 유휴 상태인, 방법.
KR1020217040441A 2019-05-31 2019-05-31 전력 관리 시스템 KR20220027840A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2019/034802 WO2020242488A1 (en) 2019-05-31 2019-05-31 Power management system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220027840A true KR20220027840A (ko) 2022-03-08

Family

ID=73553880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217040441A KR20220027840A (ko) 2019-05-31 2019-05-31 전력 관리 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20220236754A1 (ko)
EP (1) EP3977236A4 (ko)
KR (1) KR20220027840A (ko)
CN (1) CN113853568A (ko)
AU (1) AU2019447755A1 (ko)
BR (1) BR112021023566A2 (ko)
CA (1) CA3141008A1 (ko)
WO (1) WO2020242488A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023182643A1 (ko) * 2022-03-21 2023-09-28 삼성전자 주식회사 플렉서블 디스플레이를 변형하는 모터를 제어하기 위한 전자 장치 및 그 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11789518B2 (en) * 2021-06-22 2023-10-17 International Business Machines Corporation Voltage overshoot management
WO2024039270A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Methods and apparatus for providing signals to a voltage regulator
WO2024054205A1 (en) * 2022-09-07 2024-03-14 Google Llc Synthetic voltage signals

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5926394A (en) * 1996-09-30 1999-07-20 Intel Corporation Method and apparatus for regulating the voltage supplied to an integrated circuit
US20020138778A1 (en) * 2001-03-22 2002-09-26 Cole James R. Controlling CPU core voltage to reduce power consumption
US6978388B1 (en) * 2002-01-18 2005-12-20 Apple Computer, Inc. Method and apparatus for managing a power load change in a system
US7421604B1 (en) * 2005-07-25 2008-09-02 Nvidia Corporation Advanced voltage regulation using feed-forward load information
US7441137B1 (en) * 2005-07-25 2008-10-21 Nvidia Corporation Voltage regulator with internal controls for adjusting output based on feed-forward load information
CN102870306B (zh) * 2009-12-14 2015-09-09 松下航空电子公司 用于提供动态功率管理的系统和方法
US8362645B2 (en) * 2010-03-29 2013-01-29 Intel Corporation Method to reduce system idle power through system VR output adjustments during S0ix states
US8539262B2 (en) * 2010-12-09 2013-09-17 Intel Corporation Apparatus, method, and system for improved power delivery performance with a dynamic voltage pulse scheme
US9134777B2 (en) * 2012-06-06 2015-09-15 Qualcomm Incorporated Bi-modal power delivery scheme for an integrated circuit comprising multiple functional blocks on a single die to achieve desired average throughput for the integrated circuit
US8984313B2 (en) * 2012-08-31 2015-03-17 Intel Corporation Configuring power management functionality in a processor including a plurality of cores by utilizing a register to store a power domain indicator
US10013003B2 (en) * 2012-11-16 2018-07-03 Linear Technology Corporation Feed forward current mode switching regulator with improved transient response
US8928303B2 (en) * 2013-03-14 2015-01-06 Analog Devices Technology Apparatus and methods for transient compensation of switching power regulators
WO2015188195A2 (en) * 2014-06-06 2015-12-10 Apple Inc. Power delivery in a multiple-output system
TWI653527B (zh) * 2014-12-27 2019-03-11 美商英特爾公司 當計算元件運作時致能系統低電力狀態之技術
US9369040B1 (en) * 2015-03-02 2016-06-14 Endura Technologies LLC Load aware voltage regulator and dynamic voltage and frequency scaling
US10700599B2 (en) * 2016-06-10 2020-06-30 Vlt, Inc. Power bus voltage drop compensation using sampled bus resistance determination
US10186069B2 (en) * 2017-02-15 2019-01-22 Arm Limited Methods and systems for grouping and executing initial pilot shader programs
US10402173B2 (en) * 2017-02-24 2019-09-03 General Electric Company Systems and methods for arbitrary software logic modeling
US10243456B2 (en) * 2017-06-02 2019-03-26 Nxp Usa, Inc. Voltage regulator with load current prediction and method therefor
GB201711245D0 (en) * 2017-07-12 2017-08-30 Pepperl & Fuchs Gb Ltd Improvements in and relating to current output
US11275430B2 (en) * 2018-08-28 2022-03-15 Advanced Micro Devices, Inc. Power management advisor to support power management control
US10884485B2 (en) * 2018-12-11 2021-01-05 Groq, Inc. Power optimization in an artificial intelligence processor
US11429176B2 (en) * 2020-05-14 2022-08-30 Dell Products L.P. Intelligent and predictive optimization of power needs across virtualized environments

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023182643A1 (ko) * 2022-03-21 2023-09-28 삼성전자 주식회사 플렉서블 디스플레이를 변형하는 모터를 제어하기 위한 전자 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CA3141008A1 (en) 2020-12-03
WO2020242488A1 (en) 2020-12-03
EP3977236A4 (en) 2023-01-25
EP3977236A1 (en) 2022-04-06
BR112021023566A2 (pt) 2022-01-04
CN113853568A (zh) 2021-12-28
US20220236754A1 (en) 2022-07-28
AU2019447755A1 (en) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220027840A (ko) 전력 관리 시스템
US7421604B1 (en) Advanced voltage regulation using feed-forward load information
US7472292B2 (en) System and method for throttling memory power consumption based on status of cover switch of a computer system
US8456142B2 (en) System and method for powering an information handling system in multiple power states
US5629608A (en) Power regulation system for controlling voltage excursions
US7313706B2 (en) System and method for managing power consumption for a plurality of processors based on a supply voltage to each processor, temperature, total power consumption and individual processor power consumption
US8245069B2 (en) Multiple power supplies providing enhanced power efficiency
US7804733B2 (en) System and method for memory phase shedding
WO2003014902A1 (en) Distributed power supply architecture
CN102216866B (zh) 用于电压调节器通信的系统和方法
US8479030B2 (en) Power management of components having clock processing circuits
US8312306B2 (en) Component reliability budgeting system
CN105576957B (zh) 具有省电模式的中间电压总线转换器
US20160094121A1 (en) Power supply topologies with capacitance management
US20130151877A1 (en) Systems and methods for predictive control of power efficiency
US20110283117A1 (en) Power management method and apparatus
CN111654186B (zh) 开关稳压控制器动态输出电压调整装置和方法
US11811472B2 (en) Systems and methods for improving power efficiency
US9166475B2 (en) Voltage regulator with fast and slow switching control
US20220300063A1 (en) Chip-Process-Variation-Aware Power-Efficiency Optimization
CN105093993A (zh) 电子设备及其控制方法
US11592895B1 (en) Systems and methods for improving power efficiency
CN116247934A (zh) 实现功率循环的开关调制器
US20140285168A1 (en) Adjustable voltage output device and adjustment method of operating voltage
JPH07245944A (ja) ポータブルコンピュータ用電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal