TWI773358B - 具有需求驅動電源管理之直流電壓調節器及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種電子裝置可包括一主電路，該主電路包括由一直流(DC)電力供應電路供電之多個子電路。該主電路具有一主電路電流需求，該主電路電流需求係對於一DC電壓經調節供應電流之隨處於使用中之該等子電路之一數目而變的一時變需求。該DC電力供應電路可包括多個DC電壓調節器以提供該供應電流給該主電路，且包括一命令解碼及功率管理電路以控制該等電壓調節器之啟用。該命令解碼及功率管理電路可經組態以偵測該主電路電流需求之一瞬時值，且基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該等電壓調節器中之一或多者。

Description

具有需求驅動電源管理之直流電壓調節器及其操作方法
所揭示之主題係關於DC電壓調節器，且更特定言之，係關於具有需求驅動功率管理之DC電壓調節器。
電流(DC)電壓調節器用以將電壓經調節供應電流提供至需要恆定DC電壓以恰當地操作的電路。電壓調節器中之偏壓電流對於電流驅動能力、快速回應時間及輸出電壓穩定性係重要的，但消耗額外電力，該額外電力在對於供應電流之需求減小時增大。
在一實例中，多個DC電壓調節器用於包括多個記憶體庫之記憶體裝置中。需要此等調節器適應記憶體裝置之最大電流需求，該最大電流需求可例如在記憶體庫交錯模式(記憶體位址在該模式下跨記憶體庫均勻地擴散以實現較快速度)下發生。當電流需求不處於最大值時，與偏壓電流相關聯之功率消耗係浪費的，且顯著影響記憶體裝置之功率效率。
根據本申請案之一個實施例，提供一種微電子裝置，其包含：一主電路，其經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電且 包括多個子電路，該多個子電路各自經組態以接收一子電路啟動信號且根據該所接收子電路啟動信號而處於使用中或處於非使用中，該主電路具有一主電路電流需求，該主電路電流需求係對於該供應電流之隨處於使用中之該等子電路之一數目而變的一時變需求；以及一DC電力供應電路，其包括：一電力輸入線，其經組態以接收一功率信號；一電力輸出線，其耦接至該主電路；多個DC電壓調節器，其經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該主電路，該等電壓調節器各自耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間且各自經組態以接收該功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；以及一命令解碼及功率管理電路，其經組態以偵測該主電路電流需求之一瞬時值，且基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
根據本申請案之另一實施例，提供一種記憶體裝置，其包含：一記憶體電路，其經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電且包括多個記憶體庫，該多個記憶體庫各自經組態以接收一記憶體庫啟動信號且根據該所接收記憶體庫啟動信號而處於使用中或處於非使用中；以及一DC電力供應電路，其包括：一電力輸入線，其經組態以接收一功率信號；一電力輸出線，其耦接至該記憶體電路；多個DC電壓調節器，其經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該記憶體電路，該等電壓調節器各自耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間且各自經組態以接收該功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；以及一命令解碼及功率管理電路，其經組態以偵測該多個記憶體庫中之處於使用中記憶體庫之一瞬時數 目，且基於該所偵測瞬時數目選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
根據本申請案之另一實施例，提供一種用於一微電子裝置中的功率管理之方法，該微電子裝置包括具有多個子電路之一主電路，該方法包含：使用多個DC電壓調節器提供一直流(DC)電壓經調節供應電流給該主電路，該多個DC電壓調節器各自接收一功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；控制該多個子電路中之每一子電路的啟動；基於該多個子電路之啟動狀態偵測一主電路電流需求之一瞬時值，該主電路電流需求為該主電路對於該DC電壓經調節供應電流之一需求；以及基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
100:微電子裝置
102:主電路
104:子電路
104-1:子電路
104-2:子電路
104-M:子電路
110:DC電力供應電路
112:電力輸入線
114:電力輸出線
116:DC電壓調節器
116-1:電壓調節器
116-2:電壓調節器
116-N:電壓調節器
118:命令解碼及功率管理電路
200:記憶體裝置
202:記憶體電路
204:記憶體庫
204-1:記憶體庫
204-2:記憶體庫
204-M:記憶體庫
210:DC電力供應電路
216:DC電壓調節器
216-1:電壓調節器
216-2:電壓調節器
216-N:電壓調節器
218:命令解碼及功率管理電路
410:DC電力供應電路
416:DC電壓調節器
416-1:電壓調節器
416-2:電壓調節器
416-N:電壓調節器
418:命令解碼及功率管理電路
420:命令解碼器
422:需求偵測器
424:調節器啟用器
424-1:調節器啟用器
424-2:調節器啟用器
424-N:調節器啟用器
510:DC電力供應電路
518:命令解碼及功率管理電路
520:命令解碼器
526:OR閘
730:方法
在未必按比例繪製之圖式中，相似數字可描述不同視圖中之類似組件。附圖大體上說明(舉例而言但不限於)在本發明文件中論述之各種實施例。
圖1為說明微電子裝置之一實施例的方塊圖，該微電子裝置包括具有多個子電路之主電路及具有多個DC電壓調節器之DC電力供應電路。
圖2為說明記憶體裝置之一實施例的方塊圖，該記憶體裝置包括具有多個記憶體庫之記憶體電路及具有多個DC電壓調節器之DC電力供應電路。
圖3為說明用於基於對供應電流之需求啟用DC電壓調節器之方法之一實施例的圖形。
圖4為說明DC電力供應電路(諸如圖1或圖2之DC電力供應電路)之一實施例的方塊圖。
圖5為說明DC電力供應電路(諸如圖1或圖2之DC電力供應電路)之另一實施例的方塊圖。
圖6為說明用於圖5之DC電力供應電路中的方法之一實施例的時序圖，該方法用於在需要時提供對於對供應電流之需求的預期改變之快速回應。
圖7為說明用於基於對DC電壓經調節供應電流之需求啟用DC電壓調節器之方法之一實施例的流程圖。
在以下詳細描述中，參考形成詳細描述之部分的隨附圖式，且在該等隨附圖式中藉由說明來展示可供實踐本發明之特定實施例。足夠詳細地描述此等實施例以使得熟習此項技術者能夠實踐本發明，且應理解，可組合實施例，或可利用其他實施例，且可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下進行結構、邏輯及電改變。在本發明中對「一」、「一個」或「各種」實施例之參考未必為同一實施例，且此類參考涵蓋多於一個實施例。以下詳細描述提供實例，且本發明的範疇藉由所附申請專利範圍及其法律等效物來界定。
本文件尤其論述用於使用DC電壓調節器供應電壓經調節DC電流且基於對電流之需求選擇性地啟用電壓調節器之系統及方法。當輸出電流(供應電流)減小時，電壓調節器之偏壓電流增大，且因此電壓調節器之功率效率減小。舉例而言，在具有多個記憶體庫之記憶體裝置中，多個電壓調節器用以將電壓經調節電流供應至一或多個處於使用中記憶體 庫。此類記憶體裝置之實例包括動態隨機存取記憶體(DRAM)裝置及鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)裝置。「處於使用中記憶體庫」可指需要被供電以允許存取之記憶體庫。記憶體裝置中之電壓調節器之數目係基於處於使用中記憶體庫之最大數目而判定(例如，以全記憶體庫交錯模式)。當此等電壓調節器保持接通(啟用)，同時處於使用中記憶體庫之數目小於最大值時，所需供應電流為電壓調節器能夠供應的電流之一分率。因此，電力由於偏壓電流而在電壓調節器中損失。
本發明主題藉由僅啟用足夠數目個電壓調節器來滿足操作使用電壓調節器的裝置之供應電流之瞬時需求來改良操作DC電壓調節器之功率效率，且因此改良該裝置之功率效率。舉例而言，在記憶體裝置中，取決於每一瞬時(即，在任何時間點處)的處於使用中記憶體庫之數目，對於電壓經調節電流的需求隨時間而變化。處於使用中記憶體庫之預期數目可用作對電壓經調節電流的需求之指標，以控制待在每一瞬時啟用之電壓調節器之數目。此隨時間推移減少電壓調節器之功率消耗，且因此減少記憶體裝置之功率消耗。該減少可能為顯著的，此係因為實務上，記憶體裝置很少在全交錯模式下操作。
在各種實施例中，一種記憶體裝置包括經由多個電壓調節器供電之多個記憶體庫。可使用控制命令(包括位址)及求和邏輯來計算處於使用中記憶體庫的數目。可比較計算值與各自與多個電壓調節器中之一者相關聯的臨限值。當計算值達到或超過每一臨限值時，啟用與彼臨限值相關聯之電壓調節器。舉例而言，在一個實例組態中，若記憶體裝置包括經由4個電壓調節器供電之多個記憶體庫，則當至少一個記憶體庫處於使用中時啟用一個電壓調節器，當至少25%之記憶體庫處於使用中時啟用第 二電壓調節器，當至少50%之記憶體庫處於使用中時啟用第三電壓調節器，且當至少75%之記憶體庫處於使用中時啟用最後一個電壓調節器。為確保對增大電力之需要的足夠快速回應，可將處於使用中脈衝傳輸至(與最高臨限值相關聯之)最後一個電壓調節器以啟用該最後一個電壓調節器，藉此防止電力(供應電流)之增大滯後於需求之增大。為了計算處於使用中記憶體庫之數目，可使用來自處於使用中及/或預充電命令之計時器信號，而非使用記憶體庫處於使用中旗標。記憶體庫處於使用中旗標係來自外部命令，持續時間可長於tRAS(自列處於使用中命令至列預充電命令的最少時間)或tRC(最少列存取循環時間)。因此，除處於使用中記憶體庫數目計數外亦使用來自處於使用中及/或預充電命令的計時器信號進一步減少電壓調節器的功率消耗。
本發明主題在記憶體裝置中之應用在此文件中作為非限制性實例加以論述。本發明主題可應用於使用多個DC電壓調節器供應DC電流給對DC電流具有時變需求的多個子電路或子系統的任何電路或系統中。在本文件中，除非另外指出，否則「實質上」包括由諸如製造及/或量測容差內之誤差之實際因素造成的不準確性。
圖1為說明微電子裝置100之一實施例的方塊圖。微電子裝置100可包括主電路102及DC電力供應電路110。主電路102可由DC電壓經調節供應電流供電，且包括多個子電路104。多個子電路104之每一子電路可接收子電路啟動信號，且可根據所接收之子電路啟動信號而處於使用中或處於非使用中。主電路102具有為對於DC電壓經調節供應電流的時變需求之主電路電流需求。DC電力供應電路110包括用以接收功率信號之電力輸入線112、耦接至主電路102之電力輸出線114、多個DC電壓調節 器116以及命令解碼及功率管理電路118。電壓調節器116可經由電力輸出線114提供DC電壓經調節供應電流給主電路102。電壓調節器116各自耦接在電力輸入線112與電力輸出線114之間，且可各自接收功率信號之一部分且使用功率信號之所接收部分產生DC電壓經調節供應電流之一部分。命令解碼及功率管理電路118可偵測主電路電流需求之瞬時值，且基於所偵測瞬時值選擇性地啟用電壓調節器116中之一或多個電壓調節器。
如圖1中所說明之子電路104包括子電路104-1、子電路104-2、…、子電路104-M，其中M可為大於1之任何數目。子電路104各自具有子電路電流需求，該主電路電流需求係在處於使用中操作時對DC電壓經調節供應電流之一部分的需求。主電路電流需求為子電路電流需求之總和，且具有為在瞬時處於處於使用中的子電路之子電路電流需求之總和的瞬時值。在各種實施例中，各子電路104實質上相同，且其子電路電流需求實質上相同。因此，主電路電流需求具有與處於使用中之子電路之數目成比例的值。換言之，處於使用中之子電路之數目(或等效地，百分比，因為總數目係已知的)可為主電路電流需求之指標。處於使用中子電路之數目與子電路的總數目之比率可表示主電路電流需求之瞬時值與主電路電流需求之最大值的比率。
如圖1中所說明之電壓調節器116包括電壓調節器116-1、電壓調節器116-2、…、電壓調節器116-N，其中N可為大於1之任何數目。在各種實施例中，各電壓調節器116實質上相同。判定能夠滿足主電路電流需求的最大值之電壓調節器116的數目N。在各子電路104實質上相同之各種實施例中，命令解碼及功率管理電路118可基於子電路104中之處於使用中子電路的數目或百分比來選擇性地啟用電壓調節器116中之一 或多個電壓調節器。
圖2為說明記憶體裝置200之一實施例的方塊圖，其可表示微電子裝置100的實例。記憶體裝置200可包括記憶體電路202(其可表示主電路102之實例)及DC電力供應電路210(其可表示DC電力供應電路110之實例)。記憶體電路202可藉由DC電壓經調節供應電流供電，且包括多個記憶體庫204(其可表示多個子電路104之實例)。多個記憶體庫204中之每一記憶體庫可接收記憶體庫啟動信號(其可表示子電路啟動信號之實例)，且可根據所接收記憶體庫啟動信號而處於使用中或處於非使用中。記憶體電路202具有為對於DC電壓經調節供應電流的時變需求之記憶體電路電流需求。DC電力供應電路210包括用以接收功率信號之電力輸入線112、耦接至記憶體電路202之電力輸出線114、多個DC電壓調節器216(其可表示多個DC電壓調節器116之實例)以及命令解碼及功率管理電路218(其可表示命令解碼及功率管理電路118之實例)。電壓調節器216可經由電力輸出線114提供DC電壓經調節供應電流給記憶體電路202。電壓調節器216各自耦接在電力輸入線112與電力輸出線114之間，且可各自接收功率信號之一部分且使用功率信號之所接收部分產生DC電壓經調節供應電流之一部分。命令解碼及功率管理電路218可偵測記憶體電路電流需求之瞬時值，且基於所偵測瞬時值選擇性地啟用電壓調節器216中之一或多個電壓調節器。
在各種實施例中，記憶體裝置200可包括動態隨機存取記憶體(DRAM)裝置、鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)裝置，或包括多個記憶體庫之任何其他類型之記憶體裝置，或其他可獨立啟動區段(陣列、平面、超區塊、區塊等，-所有此類記憶體庫或其他區段包涵於如本文中所 使用之術語「子電路」內)。所描述系統因此可用於例如實施其他形式之揮發性及非揮發性儲存技術的記憶體裝置中，包括快閃記憶體(例如，NAND或NOR快閃記憶體)、電可抹除可程式化ROM(EEPROM)、靜態RAM(SRAM)、可抹除可程式化ROM(EPROM)、電阻可變記憶體(諸如，相變隨機存取記憶體(PCRAM))、電阻性隨機存取記憶體(RRAM)、磁阻性隨機存取存儲器(MRAM)，或3D XPointTM記憶體，及其他。出於本描述之目的，參考記憶體之可獨立啟動記憶體庫來描述本主題。DC電力供應電路210可表示DC電力供應電路110之實例，其經定製以用於記憶體裝置200中且適合於供應電力至記憶體電路202以用於其操作。
如圖2中所說明的記憶體庫204包括記憶體庫204-1、記憶體庫204-2、…、記憶體庫204-M，其中M可為大於1之任何數目。記憶體庫204各自具有記憶體庫電流需求，該記憶體庫電流需求係在處於使用中操作時對DC電壓經調節供應電流之一部分的需求。記憶體電路電流需求為記憶體庫電流需求之總和，且具有為在瞬時處於處於使用中的記憶體庫之記憶體庫電流需求之總和的瞬時值。在各種實施例中，各記憶體庫204實質上相同，且其記憶體庫電流需求實質上相同。因此，記憶體電路電流需求具有與處於使用中之記憶體庫之數目成比例的值。換言之，處於使用中之記憶體庫之數目(或等效地，百分比，因為總數目係已知的)可為記憶體電路電流需求之指標。處於使用中記憶體庫之數目與記憶體庫的總數目之比率可表示記憶體電路電流需求之瞬時值與記憶體電路電流需求之最大值的比率。記憶體電路電流需求的最大值可對應於例如在記憶體電路202在全交錯模式下操作時記憶體電路電流需求的值，在全交錯模式期間，所有記憶體庫204均處於使用中。記憶體庫啟動消耗的DC經調節供應電流的 量可能顯著地足以將記憶體庫之重疊啟動的數目限制為小於記憶體裝置中的記憶體庫之總數目的數目。一旦啟動，則記憶體庫不消耗額外DC經調節供應電流以維持其處於使用中狀態，因此通常最大電流需求在所有記憶體庫處於使用中時並不出現。
如圖2中所說明之電壓調節器216包括電壓調節器216-1、電壓調節器216-2、…、電壓調節器216-N，其中N可為大於1之任何數目。在各種實施例中，各電壓調節器216實質上相同。判定能夠滿足記憶體電路電流需求的最大值之電壓調節器216的數目N。在各記憶體庫204實質上相同之各種實施例中，命令解碼及功率管理電路218可基於記憶體庫204中之處於使用中記憶體庫的數目或百分比來選擇性地啟用電壓調節器216中之一或多個電壓調節器。
圖3為說明用於基於電流需求(諸如，微電子裝置100中之主電路電流需求或記憶體裝置200中之記憶體電路電流需求)啟用DC電壓調節器(諸如，電壓調節器116或216)之方法之一實施例的圖形。當使用多個諸如圖1及圖2中所說明的DC電壓調節器時，如圖3中所示的電流供應為所啟用的電壓調節器之總輸出(諸如經由電力輸出線114傳輸之DC電壓經調節供應電流)。在各電壓調節器實質上相同之各種實施例中，電流供應以實質上相同之增量(其為每一電壓調節器之電流輸出能力)隨所啟用之電壓調節器之數目而增大，如圖3中所示。亦如圖3中所示，僅需要電流供應以滿足電流需求。可藉由減小電流供應與電流需求之間的差來改良DC電壓調節器之功率效率。
圖4為說明DC電力供應電路410(其可表示DC電力供應電路110或210之實例)之一實施例的方塊圖。DC電力供應電路410包括用以 接收功率信號之電力輸入線112、用以傳輸DC電壓經調節供應電流之電力輸出線114、多個DC電壓調節器416以及命令解碼及功率管理電路418(其可表示命令解碼及功率管理電路118或218之實例)。當DC電力供應電路410分別表示DC電力供應電路110或210之實例時，多個DC電壓調節器416之實例包括多個DC電壓調節器116或216。
命令解碼及功率管理電路418可包括命令解碼器420、需求偵測器422及多個調節器啟用器424。命令解碼器420可接收命令信號，且藉由對所接收之命令信號進行解碼來產生各自控制多個子電路104中之子電路處於使用中抑或處於非使用中的子電路啟動信號。需求偵測器422可使用子電路啟動信號來偵測主電路電流需求的瞬時值，且產生表示所偵測瞬時值的需求信號。調節器啟用器424各自耦接至多個DC電壓調節器416中之一個電壓調節器，以在需求信號達到或超過與彼電壓調節器相關聯之啟用臨限值時啟用彼電壓調節器。在處於使用中之子電路的數目(或等效地，百分比，因為總數目係已知的)可為主電路電流需求的指標的各種實施例中，需求偵測器422可使用子電路啟動信號來偵測多個子電路104中的處於使用中子電路之數目。因此，處於使用中子電路的數目用作主電路電流需求的瞬時值的指標，且用作表示處於使用中子電路的數目之需求信號。調節器啟用器424各自耦接至多個DC電壓調節器416中之一個電壓調節器，以在處於使用中子電路之數目達到或超過與該一個電壓調節器相關聯之臨限數目時啟用彼電壓調節器。
在DC電力供應電路410將電力供應至記憶體電路202的各種實施例中，命令解碼器420可接收命令信號，且藉由對所接收的命令信號進行解碼而產生各自控制多個記憶體庫204中的記憶體庫處於使用中抑 或處於非使用中的記憶體庫啟動信號。命令信號可包括控制多個記憶體庫204中之哪些記憶體庫處於使用中的命令及位址。記憶體庫啟動信號可為用於M個記憶體庫之M個二進位信號，其對應於具有每當一個記憶體庫之至少啟動狀態改變時改變的時變值之M位元二進位碼。在一個實施例中，TRC(列循環時間)信號用作記憶體庫啟動信號，需求偵測器422自其偵測處於使用中記憶體庫之數目。TRC信號可為狀態信號或自定時信號，且可涵蓋tRAS、tRP或tRC，其中tRC(列循環時間，tRC=tRAS+tRP)為列存取循環的最少時間，tRAS(列位址選通時間)為自列處於使用中至列預充電命令的最少時間，且tRP(列預充電時間)為自列預充電至列處於使用中命令的最少時間。需求偵測器422可使用記憶體庫啟動信號來偵測記憶體電路電流需求的瞬時值，且產生表示所偵測瞬時值的需求信號。在處於使用中記憶體庫的數目(或等效地，百分比，因為總數目係已知的)可為記憶體電路電流需求的指標的各種實施例中，需求偵測器422可使用記憶體庫啟動信號來偵測多個記憶體庫204中的處於使用中記憶體庫之數目。處於使用中記憶體庫之數目為記憶體電路電流需求的瞬時值的指標。需求信號表示處於使用中記憶體庫之數目。需求信號在每一瞬時可為m位元二進位碼，其指示總共M個記憶體庫中之處於使用中記憶體庫的數目(M=2m，例如，用於32個記憶體庫之5位元二進位碼)。調節器啟用器424各自耦接至電壓調節器416中之一個電壓調節器，以在處於使用中記憶體庫之數目達到或超過與彼電壓調節器相關聯之臨限數目時啟用彼電壓調節器。因此，調節器啟用器424-1耦接至電壓調節器416-1以在處於使用中記憶體庫之數目達到或超過與電壓調節器416-1相關聯之臨限數目時啟用電壓調節器416-1，調節器啟用器424-2耦接至電壓調節器416-2以在處於使用中記 憶體庫之數目達到或超過與電壓調節器416-2相關聯之臨限數目時啟用電壓調節器416-2，…，且調節器啟用器424-N耦接至電壓調節器416-N以在處於使用中記憶體庫之數目達到或超過與電壓調節器416-N相關聯之臨限數目時啟用電壓調節器416-N。
圖5為說明DC電力供應電路510(其可表示DC電力供應電路110或210之另一實例)之一實施例的方塊圖。DC電力供應電路510包括用以接收功率信號之電力輸入線112、用以傳輸DC電壓經調節供應電流之電力輸出線114、多個DC電壓調節器416以及命令解碼及功率管理電路518(其可表示命令解碼及功率管理電路118或218之另一實例)。DC電力供應電路510可相同於DC電力供應電路410，惟命令解碼及功率管理電路518包括命令解碼器520及OR閘526除外，該命令解碼器可在經解碼命令信號指示主電路電流需求將要增大時產生處於使用中脈衝，且該OR閘可允許來自調節器啟用器424-N之啟用信號或處於使用中脈衝來啟用電壓調節器416-N。
在各種實施例中，處於使用中脈衝可藉由繞過多個調節器啟用器424來直接啟用電壓調節器416中之電壓調節器，以補償主電路電流需求之增大與電壓調節器416中之額外電壓調節器之啟用之間的延遲。該延遲可由需求偵測器422及調節器啟用器424中之信號處理延遲造成。在所說明之實施例中，處於使用中脈衝來啟用電壓調節器416-N，其為電壓調節器416中之最後一個電壓調節器。「最後一個」電壓調節器係指耦接至「最後一個」調節器啟用器之電壓調節器，「最後一個」調節器啟用器為具有最高啟用臨限值之調節器啟用器(亦即，調節器啟用器424-N)。由來自調節器啟用器424-N之啟用信號及/或來自命令解碼器520之處於使用 中脈衝來啟用電壓調節器416-N。
在DC電力供應電路將電力供應至記憶體電路202的各種實施例中，命令解碼器520可在經解碼命令信號指示記憶體電路電流需求將要增大時產生處於使用中脈衝。處於使用中脈衝可藉由繞過多個調節器啟用器424來直接啟用電壓調節器416中之電壓調節器，以補償記憶體電路電流需求之增大與啟用電壓調節器416中之額外電壓調節器之間的延遲。在所說明之實施例中，處於使用中脈衝啟用電壓調節器416-N，其為電壓調節器416中之最後一個電壓調節器。「最後一個」電壓調節器係指耦接至「最後一個」調節器啟用器之電壓調節器，「最後一個」調節器啟用器為具有最高臨限值之調節器啟用器(亦即，調節器啟用器424-N)。電壓調節器416-N係由來自調節器啟用器424-N之啟用信號或來自命令解碼器520之處於使用中脈衝中之至少一者啟用。
圖6為說明用於DC電力供應電路510中的方法之一實施例的時序圖，該方法用於在需要時提供對記憶體電路電流需求的預期改變之快速回應。該時序圖展示在具有32個記憶體庫204(亦即，M=32)之記憶體電路202之實例中使用處於使用中脈衝的原因，該等記憶體庫使用具有8個電壓調節器416(亦即，N=8)之DC電力供應電路510的實例供電。記憶體庫啟動信號對應於各自對應於32個記憶體庫中之一者的32位元二進位碼。需求信號對應於5位元二進位程式碼，其值表示32個記憶體庫當中的處於使用中記憶體庫的數目。圖6展示啟動信號、需求信號、處於使用中脈衝及啟用信號(RegEn1、RegEn2、…、RegEn8)之間的時序關係之實例，其各自由8個調節器啟用器中之一者產生以啟用8個電壓調節器中之對應電壓調節器。所說明實例展示最初啟用3個電壓調節器。接著，啟動額 外記憶體庫，此需要啟用另一電壓調節器。然而，在啟動信號的改變觸發需求信號的改變之前存在時間延遲，且在需求信號的改變觸發用於啟用第4電壓調節器的啟用信號的改變之前存在另一時間延遲。此等延遲加起來可長於額外記憶體庫回應於啟動信號之改變的啟動。因此引入處於使用中脈衝以確保在額外記憶體庫變得處於使用中之前啟用第4電壓調節器(如由圖6中之「重疊」指示)。換言之，處於使用中脈衝可防止來自DC電力供應電路510之供應電流的增大滯後於啟用另一電壓調節器所需要的記憶體電路電流需求的增大。
圖7為說明用於基於對DC電壓經調節供應電流之需求啟用DC電壓調節器之方法730之一實施例的流程圖。可針對包括具有多個子電路之主電路的微電子裝置(諸如微電子裝置100)中的功率管理執行方法730。微電子裝置的實例包括具有帶有多個記憶體庫的記憶體電路的記憶體裝置，諸如記憶體裝置200。在各種實施例中，當微電子裝置包括記憶體裝置時，主電路為記憶體電路，且多個子電路各自為記憶體庫。
在731處，使用多個DC電壓調節器提供DC電壓經調節供應電流給主電路。該等電壓調節器各自接收功率信號，且使用所接收功率信號產生DC電壓經調節供應電流之一部分。
在732處，諸如藉由使用子電路啟動信號控制多個子電路中之每一子電路的啟動。子電路啟動信號可藉由對控制子電路之操作的命令信號進行解碼而產生。
在733處，基於諸如自子電路啟動信號偵測到的多個子電路的啟動狀態來偵測主電路電流需求的瞬時值。主電路電流需求為用於DC電壓經調節電路的主電路之需求。在各子電路實質上相同的各種實施 例中，可偵測處於使用中之子電路的瞬時數目(或等效地，瞬時百分比，因為總數目係已知的)作為主電路電流要求的瞬時值。
在734處，基於主電路電流需求之所偵測瞬時值啟用多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。在其中各子電路實質上相同之各種實施例中，當所偵測瞬時數目達到或超過與多個電壓調節器中之每一電壓調節器相關聯之臨限數目時啟用彼電壓調節器。在一個實施例中，當經解碼命令信號指示主電路電流需求之增大時產生處於使用中脈衝，且使用處於使用中脈衝來啟用多個電壓調節器中之一者。待由處於使用中脈衝啟用之電壓調節器可為與最高啟動臨限值(例如，最高臨限數目)相關聯之電壓調節器。處於使用中脈衝用於防止供應電流之增大歸因於信號處理延遲而滯後於主電路電流需求的增大。
本發明主題之一些非限制性實例(實例1至20)提供如下：
在實例1中，一種微電子裝置可包括一主電路及一DC電力供應電路。該主電路可經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電，且包括多個子電路。該多個子電路可各自經組態以接收一子電路啟動信號，且根據所接收之子電路啟動信號而處於使用中或處於非使用中。該主電路具有一主電路電流需求，該主電路電流需求係對於該供應電流之隨處於使用中之該等子電路之一數目而變的一時變需求。該DC電力供應電路可包括經組態以接收一功率信號之一電力輸入線、耦接至該主電路之一電力輸出線、多個DC電壓調節器以及一命令解碼及功率管理電路。該多個DC電壓調節器可經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該主電路。該等電壓調節器中之每一者可耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間，且經組態以接收該功率信號之一部分且使用該功率信號 之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分。該命令解碼及功率管理電路可經組態以偵測該主電路電流需求之一瞬時值，且基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
在實例2中，實例1之主題可視情況經組態以使得該命令解碼及功率管理電路經組態以偵測處於使用中之該等子電路之一瞬時數目作為該主電路電流需求之該瞬時值，且基於該所偵測瞬時數目選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
在實例3中，實例1及2中之任一者或任何組合之主題可視情況經組態而使得該命令解碼及功率管理電路包括：一命令解碼器，其經組態以接收一命令信號且藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生該等子電路啟動信號；一需求偵測器，其經組態以使用該等子電路啟動信號偵測該主電路電流需求之該瞬時值，且產生表示該所偵測瞬時值之一需求信號；以及多個調節器啟用器，其各自耦接至該多個DC電壓調節器中之一個電壓調節器以在該需求信號達到或超過與該一個電壓調節器相關聯的一啟用臨限值時啟用該一個電壓調節器。
在實例4中，實例3之主題可視情況經組態而使得該需求偵測器經組態以使用該等子電路啟動信號來偵測該多個子電路中的處於使用中子電路之一瞬時數目，且產生該需求信號作為處於使用中子電路之該瞬時數目之一指標。處於使用中子電路之該瞬時數目為該主電路電流需求的該瞬時值之一指標。
在實例5中，實例4之主題可視情況經組態而使得該多個調節器啟用器各自經組態以在處於使用中子電路之該所偵測瞬時數目達到或 超過與該一個電壓調節器相關聯之一臨限數目時啟用該一個電壓調節器。
在實例6中，實例3至5中之任一者或任何組合的主題可視情況經組態而使得該命令解碼器經組態以當該經解碼命令信號指示該主電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝，且該多個電壓調節器中之一電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用。
在實例7中，實例6之主題可視情況經組態而使得該電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用、耦接至該多個調節器啟用器中之最後一個調節器啟用器，該最後一個調節器啟用器為具有最高啟用臨限值之該調節器啟用器。
在實例8中，實例1至7中之任一者或任何組合的主題可視情況經組態以包括一記憶體裝置，該記憶體裝置包括該主電路及該DC電力供應電路。該主電路為包括多個記憶體庫之一記憶體電路，該多個記憶體庫各自為該多個子電路中之一子電路。
在實例9中，一種記憶體裝置可包括一記憶體電路及一DC電力供應電路。該記憶體電路可經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電，且包括多個記憶體庫。該多個記憶體庫可經組態以接收一記憶體庫啟動信號，且根據所接收之記憶體庫啟動信號而處於使用中或處於非使用中。該DC電力供應電路可包括經組態以接收一功率信號之一電力輸入線、耦接至該記憶體電路之一電力輸出線、多個DC電壓調節器以及一命令解碼及功率管理電路。該多個DC電壓調節器可經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該記憶體電路。該等電壓調節器中之每一者可耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間，且經組態以接收該功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓 經調節供應電流之一部分。該命令解碼及功率管理電路可經組態以偵測該多個記憶體庫中之處於使用中記憶體庫之一瞬時數目，且基於該所偵測瞬時數目選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。
在實例10中，實例9之主題可視情況經組態而使得該記憶體裝置為一動態隨機存取記憶體(DRAM)裝置。
在實例11中，實例9之主題可視情況經組態而使得該記憶體裝置為一鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)裝置。
在實例12中，實例9至11中之任一者或任何組合之主題可視情況經組態而使得該命令解碼及功率管理電路包括：一命令解碼器，其經組態以接收一命令信號且藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生該等記憶體庫啟動信號；一需求偵測器，其經組態以使用該等記憶體庫啟動信號偵測處於使用中記憶體庫之該瞬時數目，且產生表示該所偵測瞬時數目之一需求信號；以及多個調節器啟用器，其各自耦接至該多個DC電壓調節器中之一個電壓調節器以在該所偵測瞬時數目達到或超過與該一個電壓調節器相關聯的一臨限數目時啟用該一個電壓調節器。
在實例13中，實例12之主題可視情況經組態而使得該命令解碼器經組態以使用兩個連續列處於使用中命令之間的一最少時間、自一列處於使用中命令至一隨後鄰近列預充電命令之一最少時間或自一列預充電命令至一隨後鄰近列處於使用中命令之一最少時間中之至少一者產生該等記憶體庫啟動信號。
在實例14中，實例12及13中之任一者或任何組合的主題可視情況經組態而使得該命令解碼器經組態以在該經解碼命令信號指示該記憶體電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝，且該多個電壓調節 器中之最後一個電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用，該最後一個電壓調節器耦接至該多個調節器啟用器中之最後一個調節器啟用器，該最後一個調節器啟用器為具有最高臨限數目之該調節器啟用器。
在實例15中，提供一種用於包括具有多個子電路之一主電路的一微電子裝置中之功率管理的方法。該方法可包括：使用多個DC電壓調節器提供一直流(DC)電壓經調節供應電流給該主電路，該多個DC電壓調節器各自接收一功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；控制該多個子電路中之每一子電路的啟動；基於該多個子電路之啟動狀態偵測一主電路電流需求之一瞬時值；以及基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個電壓調節器。該主電路電流需求為該主電路對於該DC電壓經調節電流之一需求。
在實例16中，如在實例15中發現的偵測該主電路電流需求之該瞬時值的主題可視情況包括偵測處於使用中之該等子電路之一瞬時數目，且如在實例15中發現的選擇性地啟用該一或多個電壓調節器之主題可視情況包括在該所偵測瞬時數目達到或超過與該多個電壓調節器中之每一電壓調節器相關聯之一臨限數目時啟用該每一電壓調節器。
在實例17中，實例16之主題可視情況進一步包括接收一命令信號及藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生子電路啟動信號，且如在實例16中發現的控制該多個子電路中之每一子電路之啟動的主題可視情況包括使用一子電路啟動信號控制該多個子電路中之每一子電路之該啟動，且如在實例16中發現的偵測處於使用中之該等子電路之該瞬時數目之 主題可視情況包括使用該等子電路啟動信號偵測處於使用中之該等子電路之該瞬時數目。
在實例18中，如在實例15至17中之任一者或任何組合中所發現的提供該DC電壓經調節供應電流給該主電路的主題可視情況包括提供該DC電壓經調節供應電流給一記憶體裝置之一記憶體電路，且如在實例15至17中之任一者或任何組合中所發現的控制該多個子電路中之每一子電路之啟動的主題可視情況包括控制該記憶體電路之多個記憶體庫中之每一記憶體庫的啟動。
在實例19中，實例18之主題可視情況進一步包括在該經解碼命令信號指示該主電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝，且使用該處於使用中脈衝來啟用該多個電壓調節器中之一電壓調節器。
在實例20中，如在實例19中發現之使用該處於使用中脈衝來啟用該多個電壓調節器中之該電壓調節器的主題可視情況包括啟用與最高臨限數目相關聯之該電壓調節器。
上文之詳細描述包括對隨附圖式之參考，隨附圖式形成詳細描述之部分。圖式藉由作為說明而展示可供實踐本發明之特定實施例。此等實施例在本文中亦稱為「實例」。此等實施例可包括除了所展示或描述之彼等元件之外的元件。然而，本發明者亦預期到僅提供所展示或描述之彼等元件的實例。此外，本發明者人亦預期到使用所展示或描述之彼等元件之任何組合或排列的實例(或其一或多個態樣)，其係相對關於特定實例(或其一或多個態樣)，抑或相對關於本文中所展示或描述之其他實例(或其一或多個態樣)而展示或描述之彼等元件的任何組合或排列的實例(或其一或多個態樣)。
應理解，當一元件被稱作「在」另一元件「上」、「連接至」另一元件或與另一元件「耦接」時，其可直接在另一元件上、與另一元件連接或耦接，或可存在介入元件。相比之下，當元件被稱為「直接在」另一元件「上」、「直接連接至」另一元件或「與」另一元件「直接耦接」時，則不存在介入元件或層。除非另外指示，否則若兩個元件在圖式中示出為具有連接其之線，則兩個元件可經耦接或直接耦接。
上文之描述意欲為說明性的而非限制性的。舉例而言，上文所描述之實施例(或其一或多個態樣)可彼此結合而使用。諸如熟習此項技術者在審閱以上描述後可使用其他實施例。提供發明摘要以符合37 C.F.R.§1.72(b)，從而允許讀者快速地確定技術揭示內容之本質。應遵守以下理解：摘要將不會用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義。又，在以上[實施方式]中，可將各種特徵分組在一起以簡化本發明。不應將此解釋為預期未主張之揭示特徵對任何申請專利範圍而言均為必需的。相反地，本發明之標的物可在於比特定所揭示實施例的所有特徵少的特徵。因此，據此將以下申請專利範圍併入[實施方式]中，其中每一請求項作為單獨實施例而獨立存在，且經考慮此等實施例可與以各種組合或排列彼此組合。應參考所附申請專利範圍連同此等申請專利範圍所具有的等效物之全部範圍來判定本發明之範疇。
100:微電子裝置
102:主電路
104:子電路
104-1:子電路
104-2:子電路
104-M:子電路
110:DC電力供應電路
112:電力輸入線
114:電力輸出線
116:DC電壓調節器
116-1:電壓調節器
116-2:電壓調節器
116-N:電壓調節器
118:命令解碼及功率管理電路

Claims (20)

  1. 一種微電子裝置，其包含：一主電路，其經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電且包括多個子電路，該多個子電路各自經組態以接收一子電路啟動信號且根據該所接收子電路啟動信號而處於使用中(active)或處於非使用中(inactive)，該主電路具有一主電路電流需求，該主電路電流需求係對於該供應電流之隨處於使用中之該等子電路之一數目而變的一時變(time-varying)需求；以及一DC電力供應電路，其包括：一電力輸入線，其經組態以接收一功率信號；一電力輸出線，其耦接至該主電路；多個DC電壓調節器，其經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該主電路，該等多個DC電壓調節器各自耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間且各自經組態以接收該功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；以及一命令解碼及功率管理電路，其經組態以偵測該主電路電流需求之一瞬時值，且基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個DC電壓調節器。
  2. 如請求項1之微電子裝置，其中該命令解碼及功率管理電路經組態以偵測處於使用中之該等子電路之一瞬時數目作為該主電路電流需求之該瞬 時值，且基於該所偵測瞬時數目選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個DC電壓調節器。
  3. 如請求項1之微電子裝置，其中該命令解碼及功率管理電路包含：一命令解碼器，其經組態以接收一命令信號且藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生該等子電路啟動信號；一需求偵測器，其經組態以使用該等子電路啟動信號偵測該主電路電流需求之該瞬時值，且產生表示該所偵測瞬時值之一需求信號；以及多個調節器啟用器，其各自耦接至該多個DC電壓調節器中之一個DC電壓調節器以在該需求信號達到或超過與該一個DC電壓調節器相關聯的一啟用臨限值時啟用該一個DC電壓調節器。
  4. 如請求項3之微電子裝置，其中該需求偵測器經組態以使用該等子電路啟動信號來偵測該多個子電路中的處於使用中子電路之一瞬時數目，處於使用中子電路之該瞬時數目為該主電路電流需求之該瞬時值之一指標，且產生該需求信號作為處於使用中子電路之該瞬時數目之一指標。
  5. 如請求項4之微電子裝置，其中該多個調節器啟用器各自經組態以在處於使用中子電路之該所偵測瞬時數目達到或超過與該一個DC電壓調節器相關聯之一臨限數目時啟用該一個DC電壓調節器。
  6. 如請求項4之微電子裝置，其中該命令解碼器經組態以當該經解碼命令信號指示該主電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝(active pulse)，且該多個DC電壓調節器中之一DC電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用。
  7. 如請求項6之微電子裝置，其中該DC電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用、耦接至該多個調節器啟用器中之最後一個調節器啟用器，該最後一個調節器啟用器為具有最高啟用臨限值之該調節器啟用器。
  8. 如請求項4之微電子裝置，其包含一記憶體裝置，該記憶體裝置包括該主電路及該DC電力供應電路，該主電路為包括多個記憶體庫之一記憶體電路，該多個記憶體庫各自為該多個子電路中之一子電路。
  9. 一種記憶體裝置，其包含：一記憶體電路，其經組態以藉由一直流(DC)電壓經調節供應電流供電，且包括多個記憶體庫，該多個記憶體庫各自經組態以接收一記憶體庫啟動信號且根據該所接收記憶體庫啟動信號而處於使用中或處於非使用中；以及一DC電力供應電路，其包括：一電力輸入線，其經組態以接收一功率信號；一電力輸出線，其耦接至該記憶體電路；多個DC電壓調節器，其經組態以經由該電力輸出線提供該DC電壓經調節供應電流給該記憶體電路，該等多個DC電壓調節器各自耦接在該電力輸入線與該電力輸出線之間且各自經組態以接收該功率 信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；以及一命令解碼及功率管理電路，其經組態以偵測該多個記憶體庫中之處於使用中記憶體庫之一瞬時數目，且基於該所偵測瞬時數目選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個DC電壓調節器。
  10. 如請求項9之記憶體裝置，其中該記憶體裝置為一動態隨機存取記憶體(DRAM)裝置。
  11. 如請求項9之記憶體裝置，其中該記憶體裝置為一鐵電隨機存取記憶體(FeRAM)裝置。
  12. 如請求項9之記憶體裝置，其中該命令解碼及功率管理電路包含：一命令解碼器，其經組態以接收一命令信號且藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生該等記憶體庫啟動信號；一需求偵測器，其經組態以使用該等記憶體庫啟動信號偵測處於使用中記憶體庫之該瞬時數目，且產生表示該所偵測瞬時數目之一需求信號；以及多個調節器啟用器，其各自耦接至該多個DC電壓調節器中之一個DC電壓調節器以在該所偵測瞬時數目達到或超過與該一個DC電壓調節器相關聯的一臨限數目時啟用該一個DC電壓調節器。
  13. 如請求項12之記憶體裝置，其中該命令解碼器經組態以使用兩個連 續列處於使用中命令之間的一最少時間、自一列處於使用中命令至一隨後鄰近列預充電命令之一最少時間或自一列預充電命令至一隨後鄰近列處於使用中命令之一最少時間中之至少一者產生該等記憶體庫啟動信號。
  14. 如請求項13之記憶體裝置，其中該命令解碼器經組態以在該經解碼命令信號指示該記憶體電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝，且該多個DC電壓調節器中之最後一個DC電壓調節器進一步經組態以藉由該處於使用中脈衝予以啟用，該最後一個DC電壓調節器耦接至該多個調節器啟用器中之最後一個調節器啟用器，該最後一個調節器啟用器為具有最高臨限數目之該調節器啟用器。
  15. 一種用於包括具有多個子電路之一主電路的一微電子裝置中之功率管理的方法，該方法包含：使用多個DC電壓調節器提供一直流(DC)電壓經調節供應電流給該主電路，該多個DC電壓調節器各自接收一功率信號之一部分且使用該功率信號之該所接收部分產生該DC電壓經調節供應電流之一部分；控制該多個子電路中之每一子電路的啟動；基於該多個子電路之啟動狀態偵測一主電路電流需求之一瞬時值，該主電路電流需求為該主電路對於該DC電壓經調節供應電流之一需求；以及基於該所偵測瞬時值選擇性地啟用該多個DC電壓調節器中之一或多個DC電壓調節器。
  16. 如請求項15之方法，其中偵測該主電路電流需求之該瞬時值包含偵測處於使用中之該等子電路之一瞬時數目，且選擇性地啟用該一或多個DC電壓調節器包含在該所偵測瞬時數目達到或超過與該多個DC電壓調節器中之每一DC電壓調節器相關聯之一臨限數目時啟用該每一DC電壓調節器。
  17. 如請求項16之方法，其進一步包含：接收一命令信號；以及藉由對該所接收命令信號進行解碼來產生子電路啟動信號，其中控制該多個子電路中之每一子電路之該啟動包含使用一子電路啟動信號控制該多個子電路中之每一子電路之該啟動，且偵測處於使用中之該等子電路之該瞬時數目包含使用該等子電路啟動信號偵測處於使用中之該等子電路之該瞬時數目。
  18. 如請求項17之方法，其中提供該DC電壓經調節供應電流給該主電路包含：提供該DC電壓經調節供應電流給一記憶體裝置之一記憶體電路，且控制該多個子電路中之每一子電路之啟動包含控制該記憶體電路之多個記憶體庫中之每一記憶體庫的啟動。
  19. 如請求項18之方法，其進一步包含：在該經解碼命令信號指示該主電路電流需求之一增大時產生一處於使用中脈衝；以及使用該處於使用中脈衝來啟用該多個DC電壓調節器中之一DC電壓調 節器。
  20. 如請求項19之方法，其中使用該處於使用中脈衝來啟用該多個DC電壓調節器中之該DC電壓調節器包含：啟用與最高臨限數目相關聯之該DC電壓調節器。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11226646B2 (en) 2020-06-03 2022-01-18 Micron Technology, Inc. DC voltage regulators with demand-driven power management
US11698669B2 (en) * 2021-08-25 2023-07-11 Apple Inc. Scalable, hierarchical power delivery system
US11983063B2 (en) * 2022-08-31 2024-05-14 Apple Inc. Scalable power delivery system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060136757A1 (en) * 2004-06-29 2006-06-22 Chun-Ying Chen Multi-regulator power supply chip with common control bus
US20080111534A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Krishnan Ravichandran Dynamically configurable voltage regulator for integrated circuits
US20160181803A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Harish K. Krishnamurthy Smart power delivery network
US20170185094A1 (en) * 2015-12-29 2017-06-29 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for Multiple-Input Power Architecture for Electronic Circuitry and Associated Methods
US20170187187A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Intel Corporation Multiple input single inductor multiple output regulator
TWI614961B (zh) * 2016-04-25 2018-02-11 聯發科技股份有限公司 電力傳送系統及多核處理晶片

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003100075A (ja) * 2001-09-25 2003-04-04 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
US6857055B2 (en) * 2002-08-15 2005-02-15 Micron Technology Inc. Programmable embedded DRAM current monitor
JP5130792B2 (ja) 2007-06-08 2013-01-30 富士通セミコンダクター株式会社 半導体集積回路およびシステム
US7903495B2 (en) 2008-03-31 2011-03-08 Intel Corporation Selectively controlled memory
JP5852442B2 (ja) 2008-11-17 2016-02-03 エクスプレス イメージング システムズ，エルエルシーＥｘｐｒｅｓｓ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｌｌｃ 固体照明用電源を調整するための電子制御装置とその方法
KR101136984B1 (ko) * 2010-03-29 2012-04-19 에스케이하이닉스 주식회사 전압 공급 제어회로 및 이를 이용한 반도체 장치
KR102161818B1 (ko) 2014-11-14 2020-10-06 삼성전자주식회사 메모리 장치 및 이를 포함하는 메모리 시스템
US10003266B2 (en) * 2016-07-27 2018-06-19 Dell Products, Lp Configurable multi-rail voltage regulation with coupled inductor power steering
US11079834B2 (en) * 2017-02-27 2021-08-03 Ubilite, Inc. Systems and methods for power management in low power communication device and system
US10347303B2 (en) * 2017-08-01 2019-07-09 Micron Technology, Inc. Phase control between regulator outputs
US10528111B2 (en) * 2017-12-11 2020-01-07 Micron Technology, Inc. Apparatuses and methods for indicating an operation type associated with a power management event
US11398258B2 (en) 2018-04-30 2022-07-26 Invensas Llc Multi-die module with low power operation
US10983852B2 (en) * 2019-01-30 2021-04-20 Micron Technology, Inc. Power management component for memory sub-system voltage regulation
US11226646B2 (en) 2020-06-03 2022-01-18 Micron Technology, Inc. DC voltage regulators with demand-driven power management
US11868266B2 (en) * 2021-03-11 2024-01-09 Micron Technology, Inc. Bank redistribution based on power consumption

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060136757A1 (en) * 2004-06-29 2006-06-22 Chun-Ying Chen Multi-regulator power supply chip with common control bus
US20080111534A1 (en) * 2006-11-09 2008-05-15 Krishnan Ravichandran Dynamically configurable voltage regulator for integrated circuits
US20160181803A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Harish K. Krishnamurthy Smart power delivery network
US20170187187A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-29 Intel Corporation Multiple input single inductor multiple output regulator
US20170185094A1 (en) * 2015-12-29 2017-06-29 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for Multiple-Input Power Architecture for Electronic Circuitry and Associated Methods
TWI614961B (zh) * 2016-04-25 2018-02-11 聯發科技股份有限公司 電力傳送系統及多核處理晶片

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Publication number Publication date
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