TWI464569B - 電壓識別碼參考電壓產生電路與其開機電壓產生方法 - Google Patents

電壓識別碼參考電壓產生電路與其開機電壓產生方法 Download PDF

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Description

電壓識別碼參考電壓產生電路與其開機電壓產生方法
本發明是有關於一種開機電壓技術，且特別是有關於一種電壓識別碼(voltage identification definition，VID)參考電壓產生電路與其開機電壓產生方法。
圖1是習知脈寬調變電壓識別碼(PWMVID)參考電壓產生器的方塊圖。通常，在電腦系統100包含有PWMVID參考電壓產生器10。PWMVID參考電壓產生器10包括電阻電容網路20。電阻電容網路20由電阻R1~R4與電容C1所組成。
在電腦系統100正常工作時，中央處理單元(CPU)30產生某種工作週期(duty cycle)的電壓識別碼訊號Svid。此PWMVID訊號Svid的工作週期D等於P2/P1，其中P1為一個週期的時間長度，P2為邏輯高準位的時間長度。PWMVID參考電壓產生器10接收電壓識別碼訊號Svid後，透過電阻電容網路20產出輸出電壓Vout。正常工作時的輸出電壓Vout是可以根據電壓識別碼訊號Svid而被調整。此技術方便之處在於電壓識別碼訊號Svid的變化速率(slew rate)可調整，且輸出電壓Vout的數值也可調整。因此對於使用者而言，調整的自由度高。
但是，當電腦系統100在剛開機時，中央處理單元30尚未傳出電壓識別碼訊號Svid至PWMVID參考電壓產生器20，則輸出電壓Vout是固定值而不可調整。換句話說， 剛開機時的輸出電壓Vout是由參考電壓Vref與電阻R3、R4決定。
由於剛開機時的輸出電壓Vout是固定的，使用者不能決定電壓值。剛開機時的輸出電壓Vout也可以稱做開機電壓。在某些應用下，開機電壓可能需要為特定的電壓值才能執行特定的程序。由於開機電壓可能未達到特定的電壓值，以致無法立即進行特定的程序。
有鑑於此，本發明提出一種電壓識別碼參考電壓產生電路與其開機電壓產生方法，藉以解決先前技術所述及的問題。
本發明提出一種電壓識別碼參考電壓產生電路，其包括預設電壓提供單元、開關以及電壓識別碼輸入訊號偵測單元。開關耦接預設電壓提供單元。電壓識別碼輸入訊號偵測單元耦接預設電壓提供單元的輸入端，當電壓識別碼輸入訊號偵測單元偵測到電壓識別碼訊號沒有輸入時，產生控制訊號控制開關，使預設電壓提供單元提供可調整預設電壓。
從另一觀點來看，本發明提出一種開機電壓產生方法。開機電壓產生方法包括以下步驟。提供電壓識別碼參考電壓產生電路，電壓識別碼參考電壓產生電路包括預設電壓提供單元、開關以及電壓識別碼輸入訊號偵測單元。當電壓識別碼輸入訊號偵測單元偵測到電壓識別碼訊號沒有輸入時，產生控制訊號控制開關，使預設電壓提供單元 提供可調整預設電壓。
在本發明的一實施例中，預設電壓提供單元包括電阻電容網路，且電阻電容網路接收參考電壓。
在本發明的一實施例中，當開關導通時，改變電阻電容網路的分壓節點的電壓值，分壓節點提供可調整預設電壓。
在本發明的一實施例中，開關至少耦接電阻電容網路的一端點。
在本發明的一實施例中，開關透過電阻耦接電阻電容網路的端點或耦接電阻電容網路的內部節點或分壓節點，其中分壓節點提供可調整預設電壓。
在本發明的一實施例中，電壓識別碼訊號的型式為串列電壓識別碼型式、並列電壓識別碼型式或脈寬調變電壓識別碼型式。
基於上述，本發明的電壓識別碼參考電壓產生電路與開機電壓產生方法在不影響VID原本特性下，可在例如剛開機時立即提供可調整預設電壓，因此在應用上多了一個自由度。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
現將詳細參考本發明之實施例，並在附圖中說明所述實施例之實例。另外，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同部分。
圖2A是依照本發明一實施例之電壓識別碼(voltage identification definition，VID)參考電壓產生電路的方塊圖。圖2B是電壓識別碼參考電壓產生電路的時序圖。請合併參閱圖2A和圖2B。電壓識別碼參考電壓產生電路210可應在電腦系統。電壓識別碼參考電壓產生電路210包括預設電壓提供單元220、開關S1以及電壓識別碼輸入訊號偵測單元230。開關S1耦接預設電壓提供單元220。電壓識別碼輸入訊號偵測單元230耦接預設電壓提供單元220的輸入端Na。
預設電壓提供單元220包括電阻電容網路240與緩衝器250，且電阻電容網路240接收參考電壓Vref。電阻電容網路240由電阻R1~R4與電容C1所組成，但本發明的電阻電容網路240型式不以此為限。
開關S1至少耦接電阻電容網路220的一端點。另外，開關S1還可透過電阻Rb耦接電阻電容網路的另一端點或耦接電阻電容網路的內部節點或分壓節點，其中分壓節點提供可調整預設電壓。在圖2A中，開關S1的第一端耦接端點T1。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接端點T4。
在一般的電腦系統，中央處理器所產生之電壓識別碼訊號Svid會隨其工作模態而改變，以動態地調整其工作電壓(或核心電壓)來節省功率消耗。電壓識別碼訊號Svid的型式可以是串列VID型式、並列VID型式或脈寬調變VID型式。
當經過一段時間(如時間點0~t1)，電壓識別碼輸 入訊號偵測單元220偵測到電壓識別碼訊號Svid沒有輸入時(例如，電腦系統剛開機或是完全沒有電壓識別碼訊號Svid時，偵測結果為高阻抗狀態)，則在時間點t1可以產生邏輯高準位的控制訊號Shz來控制開關S1。開關S1導通後，使得預設電壓提供單元220提供可調整預設電壓VOUT。
再者，在時間點t2，因電壓識別碼輸入訊號偵測單元220偵測到電壓識別碼訊號Svid有輸入，所產生的控制訊號Shz由邏輯高準位變成邏輯低準位，從而開關S1不導通。在時間點t2之後，電壓識別碼參考電壓產生電路210的運作不再受到開關S1的影響。預設電壓提供單元220恢復原本的工作特性，例如其輸出電壓(VOUT)可以根據電壓識別碼訊號Svid而被調整。
圖2C是電腦系統在剛開機且開關S1未導通時，分壓節點Nb的電阻示意圖。圖2D是電腦系統在剛開機且開關S1導通時，分壓節點Nb的電阻示意圖。
請參閱圖2C。圖2C中的可調整預設電壓VOUT與參考電壓Vref與電阻R3、R4有關。可調整預設電壓VOUT可表示為方程式1。
請參閱圖2D。圖2D中，當開關S1導通時，改變了電阻電容網路220的分壓節點Nb的電壓值，分壓節點Nb提供可調整預設電壓VOUT。其中，電阻Rb、R1、R2和電容C1可形成阻抗Zb1和Zb2，因此可調整預設電壓 VOUT與參考電壓Vref、電阻R3和R4與阻抗Zb1和Zb2有關。可調整預設電壓VOUT可表示為方程式2。
一般而言，VOUTS1_OFF 為0.9V，VOUTS1_ON 可被調整為0.5V~1.5V。
基於上述，電壓識別碼參考電壓產生電路210在不影響VID原本特性下，可在例如剛開機時立即提供可調整預設電壓VOUT，因此在應用上可以多出一個自由度。
另一方面，開關S1的耦接方式不侷限於圖2A。以下再列舉多種耦接方式。圖3至圖7是依照本發明實施例之電壓識別碼參考電壓產生電路的方塊圖。圖3至圖7的電壓識別碼參考電壓產生電路310、410、510、610和710是基於圖2A的電壓識別碼參考電壓產生電路210架構，因此結構大致相同，故相同之處於此不再贅述。
在圖3，開關S1的第一端耦接電阻電容網路240的端點T1。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接電阻電容網路240的端點T2。
在圖4，開關S1的第一端耦接電阻電容網路240的端點T2。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接電阻電容網路240的內部節點T3。
在圖5，開關S1的第一端耦接電阻電容網路240的端點T4與參考電壓Vref。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接電阻電容網路240的內部節點T3。
在圖6，開關S1的第一端耦接電阻電容網路240的端點T4與參考電壓Vref。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接電阻電容網路240的分壓節點Nb，其中分壓節點Nb提該可調整預設電壓VOUT。
在圖7，開關S1的第一端耦接電阻電容網路240的端點T2。開關S1的第二端透過電阻Rb耦接電阻電容網路240的分壓節點Nb。
基於上述實施例所揭示的內容，可以彙整出一種通用的開機電壓產生方法。更清楚來說，圖8是依照本發明一實施例之開機電壓產生方法的流程圖。請合併參閱圖2A和圖8，本實施例之開機電壓產生方法可以包括以下步驟：提供電壓識別碼參考電壓產生電路210，此電壓識別碼參考電壓產生電路210包括預設電壓提供單元220、開關S1以及電壓識別碼輸入訊號偵測單元230(步驟S801)；以及當電壓識別碼輸入訊號偵測單元230偵測到電壓識別碼訊號Svid沒有輸入時，產生控制訊號Shz控制開關S1，使預設電壓提供單元220提供可調整預設電壓VOUT(步驟S803)。此步驟的電壓值可參見前述圖2D實施例的說明，其中VOUTS1_ON 可被調整的範圍為0.5~1.5V。
綜上所述，本發明的電壓識別碼參考電壓產生電路與開機電壓產生方法在不影響VID原本特性下，可在例如剛開機時立即提供可調整預設電壓，因此在應用上多了一個 自由度。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧脈寬調變電壓識別碼參考電壓產生器
20‧‧‧電阻電容網路
30‧‧‧中央處理單元
100‧‧‧電腦系統
210、310、410、510、610、710‧‧‧電壓識別碼參考電壓產生電路
220‧‧‧預設電壓提供單元
230‧‧‧電壓識別碼輸入訊號偵測單元
240‧‧‧電阻電容網路
250‧‧‧緩衝器
C1‧‧‧電容
D‧‧‧工作週期
Na‧‧‧輸入端
Nb‧‧‧分壓節點
P1‧‧‧週期的時間長度
P2‧‧‧邏輯高準位的時間長度
R1、R2、R3、R4、Rb‧‧‧電阻
Svid‧‧‧電壓識別碼訊號
Shz‧‧‧控制訊號
S1‧‧‧開關
S801~S803‧‧‧本發明一實施例之開機電壓產生方法的各步驟
t1、t2‧‧‧時間點
T1、T2、T4‧‧‧端點
T3‧‧‧內部節點
Vout‧‧‧輸出電壓
VOUT‧‧‧可調整預設電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Zb1、Zb2‧‧‧阻抗
下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。
圖1是習知脈寬調變電壓識別碼(PWMVID)參考電壓產生器的方塊圖。
圖2A是依照本發明一實施例之電壓識別碼參考電壓產生電路的方塊圖。
圖2B是電壓識別碼參考電壓產生電路的時序圖。
圖2C是電腦系統在剛開機且開關S1未導通時，分壓節點Nb的電阻示意圖。
圖2D是電腦系統在剛開機且開關S1導通時，分壓節點Nb的電阻示意圖。
圖3至圖7是依照本發明實施例之電壓識別碼參考電壓產生電路的方塊圖。
圖8是依照本發明一實施例之開機電壓產生方法的流程圖。
S801~S803‧‧‧本發明一實施例之開機電壓產生方法的各步驟

Claims (11)

  1. 一種電壓識別碼參考電壓產生電路，包括：一預設電壓提供單元；一開關，耦接該預設電壓提供單元；以及一電壓識別碼輸入訊號偵測單元，耦接該預設電壓提供單元的輸入端，當該電壓識別碼輸入訊號偵測單元偵測到一電壓識別碼訊號沒有輸入時，產生一控制訊號控制該開關，使該預設電壓提供單元提供一可調整預設電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電壓識別碼參考電壓產生電路，其中該預設電壓提供單元包括一電阻電容網路，且該電阻電容網路接收一參考電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電壓識別碼參考電壓產生電路，其中當該開關導通時，改變該電阻電容網路的一分壓節點的電壓值，該分壓節點提供該可調整預設電壓。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之電壓識別碼參考電壓產生電路，其中該開關至少耦接該電阻電容網路的一端點。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之電壓識別碼參考電壓產生電路，其中該開關透過一電阻耦接該電阻電容網路的一端點或耦接該電阻電容網路的一內部節點或一分壓節點，其中該分壓節點提供該可調整預設電壓。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電壓識別碼參考電壓產生電路，其中該電壓識別碼訊號的型式為串列電壓識 別碼型式、並列電壓識別碼型式或脈寬調變電壓識別碼型式。
  7. 一種開機電壓產生方法，包括：提供一電壓識別碼參考電壓產生電路，該電壓識別碼參考電壓產生電路包括一預設電壓提供單元、一開關以及一電壓識別碼輸入訊號偵測單元；以及當該電壓識別碼輸入訊號偵測單元偵測到一電壓識別碼訊號沒有輸入時，產生一控制訊號控制該開關，使該預設電壓提供單元提供一可調整預設電壓。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之開機電壓產生方法，其中該預設電壓提供單元包括一電阻電容網路，且該電阻電容網路接收一參考電壓。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之開機電壓產生方法，其中當該開關導通時，改變該電阻電容網路的一分壓節點的電壓值，該分壓節點提供該可調整預設電壓。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之開機電壓產生方法，其中該開關至少耦接該電阻電容網路的一端點。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之開機電壓產生方法，其中該電壓識別碼訊號的型式為串列電壓識別碼型式、並列電壓識別碼型式或脈寬調變電壓識別碼型式。
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