專利名稱：配電網(wǎng)絡(luò)中的功率諧振消除的制作方法
配電網(wǎng)絡(luò)中的功率諧振消除背景技術(shù)功率輸送/分配網(wǎng)絡(luò)(PDN)—般需要提供穩(wěn)定的直流(DC)電壓。為 向各個邏輯門提供穩(wěn)定的電壓，PDN可能需要管理通過母板、封裝互 連、封裝、集成電路(IC)互連、片上電路，并最終到各個邏輯門和晶 體管的功率輸送。PDN必須滿足各級別特定的約束以便確保正確操 作。半導(dǎo)體和信令接口以及消耗DC電流的許多其它電路可在閑置期 間或其它受限使用期間自行斷電。對電路DC電流進行功率管理可使 PDN在諧振條件運行。此諧振條件可產(chǎn)生不合需要的噪聲，影響相關(guān) 聯(lián)電路的定時和電壓預(yù)算，因而限制了系統(tǒng)性能。通常，可通過降低PDN網(wǎng)絡(luò)的阻抗剖面(impedanceprofile)而消除 (counter)PDN諧振。阻抗剖面可通過修改母板去耦合、封裝去耦合、 片上去耦合，通過添加功率引腳等而降低。通過降低阻抗剖面，可使 特定諧振峰值處發(fā)生的噪聲處于容限內(nèi)。然而，降低PDN網(wǎng)絡(luò)的阻抗剖面會產(chǎn)生上述的費用。例如，絲焊封裝可能要轉(zhuǎn)換為倒晶封裝以降低電感，片上去耦合可能要添加到半 導(dǎo)體器件從而增;t^片面積等等。


通過參照附圖閱讀公開內(nèi)容，可最好地理解本發(fā)明實施例，其中圖1示出通過控制操作頻率消除諧振的實施例設(shè)備。圖2示出通過控制操作頻率而消除諧振的實施例系統(tǒng)。圖3是示出通過控制操作頻率而消除諧振的實施例方法的流程圖。
具體實施方式
在下面的說明中，陳述了許多特定細節(jié)。然而，可理解實踐本發(fā) 明可無需這些特定細節(jié)。在其它情況下，熟知的電路、結(jié)構(gòu)和技術(shù)未 詳細顯示以免混淆對此說明的理解。說明書對"一個實施例"或"實施例"等的引用指結(jié)合該實施例描述 的特定特性、結(jié)構(gòu)或特征包括在本發(fā)明的至少一個方面中。在說明書 中各個位置出現(xiàn)的"在一個實施例中"詞語不一定全部指同 一 實施例。通常，通過控制操作頻率可消除諧振。控制操作頻率以消除諧振 是低成本的解決方案，可滿足噪聲目標，并且可在對性能只有輕微影 響的情況下實現(xiàn)，即強制控制器避免某些頻率會造成更長的等待時 間。例如，實施例可避免高速差分4妄口 (differential interface),該接口 在閑置狀態(tài)消耗DC電流，并可定期斷電以節(jié)約電能，降熱等。差分 接口在PDN的諧振頻率處加電(power up)或斷電(power down)時會產(chǎn) 生大量的噪聲。因此，本實施例可限制在PDN的諧振頻率處發(fā)生功率循環(huán)。在此 示例中，新總線設(shè)計呈現(xiàn)了新的設(shè)計觀注，如數(shù)據(jù)率超出電路中的物 理變化，從而又允許新解決方案。雖然數(shù)據(jù)率在根據(jù)摩爾定律而繼續(xù) 增大，但物理尺寸未如此變化，因此，PDN諧振保持在10-100MHz 附近。常規(guī)方案吸收PDN諧振的定時/電壓影響。在數(shù)據(jù)率大幅增大時， 吸收PDN諧振的定時/電壓影響日益成為問題。實施例通?？捎糜谕?過簡單地避免在電路、鏈路等的諧振頻率處的操作而在多種電路、鏈 路等中限制諧振。實施例可使用功能才莫塊的數(shù)字控制以防止PDN諧振。此外，本實 施例可用于降低片上電容(on-die capacitance),并且它還可4是供相對車交 低成本方案以控制諧振，而無需浪費可用于功能目標(即用于邏輯功能) 的寶貴的硅面積。圖1示出通過控制操作頻率而消除諧振的實施例100。在圖1中， 邏輯110與計數(shù)器(counter)120和功能單元模塊(FUB)140耦合。在此 示例中，功能單元模塊是才莫擬模塊，但實施例無需受此限制。此外， 計數(shù)器120和邏輯110示為與從計數(shù)器120和邏輯110接收輸出的限 定器模塊130耦合。在實施例中，限定器模塊130可以為第二邏輯模 塊。限定器模塊130從邏輯模塊110接收輸出，并將它與計數(shù)器120 輸出限定在一起，并相應(yīng)地控制FUB 140。FUB 140可具有其它輸入和輸出以發(fā)送或接收數(shù)據(jù)或功率或其它 電子信號。雖然圖1不同模塊是單獨顯示，但它們的任何組合可位于 同一裝置、電路等中。例如，計數(shù)器120和邏輯110可以為同一 IC 的一部分，在同一封裝中，在同一PCB上等等。PDN網(wǎng)絡(luò)可經(jīng)管理以通過更改網(wǎng)絡(luò)的無源組件而降低和偏移諧 振點。實施例可使用簡單的邏輯以消除某些操作區(qū)域。參照圖1,邏輯110可操作地啟用或禁用電路，以限制電路加電 或斷電引起的諧振。諧振例如可由于電路在PDN諧振頻率處加電和 斷電而發(fā)生在PDN中。實施例不限于圖1,并且實際上可用于限制任 何功率網(wǎng)中的噪聲。在圖l的實施例中，計數(shù)器120可表示"功率管理"時間，它指定 某電路的"無轉(zhuǎn)變區(qū)域"。"無轉(zhuǎn)變區(qū)域，，可以是表示電路諧振帶寬的計 數(shù)器值范圍。此外，圖1實施例包括可啟用或禁用例如FUB 140等一 些電路的邏輯110。在此方面，計數(shù)器120和邏輯110可通過限制何 時一些電路可加電或斷電以避免功率網(wǎng)絡(luò)中的諧振而消除諧振。參照圖l，計數(shù)器120可用于跟蹤自FUB 140加電后的時長。如 果計數(shù)器120達到指定時間，或者提供某個值，則FUB140可加電或 返回斷電。實施例也可結(jié)合在諧振頻率處保持可接受級別阻抗的無源 組件一起使用。實施例設(shè)備100可包括提供計數(shù)器值的計數(shù)器120、與計數(shù)器120 耦合的啟用邏輯110及與啟用邏輯110耦合的電路140，如果計數(shù)器值在電路140加電或斷電的諧振帶寬外，則電路140將加電或斷電。 在實施例中，限定器邏輯130可從啟用邏輯IIO和計數(shù)器120接收輸 出，并且可基于計數(shù)器120和啟用邏輯110的輸出，而指定電路140 是否要加電或斷電。在所示實施例中，計數(shù)器120可操作以計數(shù)(count)置位時間，并 在電路140未使用時將其斷電。實施例可操作以便電路140在使用時， 在電路斷電前讓計數(shù)器120達到某個值。實施例可使計數(shù)器120和啟 用邏輯110至少之一可編程。圖2示出通過控制操作頻率而消除諧振的實施例系統(tǒng)。在實施例 200中，第一裝置210和第二裝置220通過鏈路230、 240、 250和260 耦合。鏈路230是從裝置220到裝置210的數(shù)據(jù)鏈路，寬度為"n"個信 道。鏈路240傳遞鏈路230的時鐘信息。鏈路250是從裝置210到裝 置220的數(shù)據(jù)鏈路，寬度為"n"個信道，并且示為與傳遞鏈路250加時 鐘信號的鏈路260相鄰。本實施例示出包括鏈路230、 240、 250和260的兩個雙向總線， 但無需受此限制。例如，鏈路可以為差分/電流模式驅(qū)動鏈路，或者為 單端/電壓模式驅(qū)動鏈路、雙向或單向鏈路等。鏈路甚至可具有與數(shù)據(jù) 信號等一起在帶內(nèi)時鐘信息。通常，實施例并不限于裝置之間的任何 類型鏈路。在本實施例中，如果諸如裝置210或裝置220等一個或多個裝置 的PDN諧振已知，則PDN解決方案可降低(封裝改進、片上去耦合電 容器等)，代價是限制在PDN包裝(envelope)中的操作。實施例可應(yīng)用 到任何電網(wǎng)，在這些電網(wǎng)中最差情況定時/電壓預(yù)算發(fā)生在裝置PDN 諧振處。參照圖2中的實施例，可在閑置期間為數(shù)據(jù)鏈路230和250斷電 以節(jié)約電能。在裝置210或裝置220的PDN諧振處為數(shù)據(jù)鏈路加電/ 斷電時，會發(fā)生最差情況裝置/信道定時和電壓預(yù)算。因此，裝置210 或裝置220可包含通過控制操作頻率消除諧振的電路。實施例系統(tǒng)可包括裝置210，包括PDN以輸送功率(PDN未示 出，但在裝置210內(nèi))；與裝置210耦合的鏈路250,鏈路250與裝置 210進行電通信；以及與鏈路250耦合的控制電路，控制電路限制鏈 路在PDN的諧振頻率處加電或斷電。在圖2中，控制電路未示出，但可位于裝置210內(nèi)或其它地方。 例如，圖1實施例設(shè)備100可位于裝置210內(nèi)，并且限制鏈路在裝置 210的PDN的諧振頻率處加電或斷電。然而，實施例無需受此限制， 并且可位于圖2任何裝置內(nèi)或者在單獨的裝置中或者作為獨立電路。在實施例中，如實施例設(shè)備100中所示，控制電路可包括計數(shù)器 120和某個啟用邏輯110。在此實施例中，計數(shù)器120可提供計數(shù)器 值以跟蹤鏈路250已加電或斷電的持續(xù)時間，并且在計數(shù)器值表示為 鏈路250加電或斷電將產(chǎn)生結(jié)果諧振時，啟用邏輯110能夠限制為鏈 if各250力口電或斷電。本實施例還可包括具有PDN的第二裝置220,第二裝置耦合到諸 如鏈路230或250等鏈路，控制電路限制鏈路在裝置210或裝置220 的諧振頻率加電或斷電。在實施例中，計數(shù)器或啟用邏輯可編程。圖3是示出通過控制操作頻率而消除諧振的實施例方法的流程 圖。在此實施例中，電路位于如方框310所示的待機才莫式時，可初始 化計數(shù)器。在方框320,可讀取計數(shù)器，并且如果計數(shù)器未指示諧振 帶寬，則可為電路加電。實施例還包括電路不在活動狀態(tài)時，在置位時間后將電路斷電。 本實施例還包括自計數(shù)器初始化后等待直至計數(shù)器達到某個值，并且 如果電3各尚未加電，則為電路加電。在不脫離本發(fā)明精神或基本特征的情況下，本發(fā)明能夠以特定的 形式實施。所述實施例要在所有方面視為只是描述而不是約束或限 制。因此，本發(fā)明范圍由隨附權(quán)利要求書而不是上述說明指示。在權(quán) 利要求書等效意義、精神和范圍內(nèi)的所有更改、修改和變化均涵蓋在 隨附權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括包括功率輸送網(wǎng)絡(luò)以輸送功率的裝置；與所述裝置耦合的鏈路，所述鏈路與所述裝置進行電通信；以及與所述鏈路耦合的控制電路，所述控制電路限制所述鏈路在所述功率輸送網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率處進行加電或斷電。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路包括計 數(shù)器和啟用邏輯，所述計數(shù)器提供計數(shù)器值以跟蹤鏈路已加電或斷電 的持續(xù)時間，并且在所述計數(shù)器值表示對所述鏈路加電或斷電將導(dǎo)致 結(jié)果諧振時，所述啟用邏輯限制對所述鏈路進行加電或斷電。
3. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈路是電壓沖莫式 鏈路和電流^^式鏈路中的至少之一 。
4. 如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鏈路是單向鏈路 和雙向鏈路中的至少之一。
5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有功率輸送 網(wǎng)絡(luò)的第二裝置，所述第二裝置耦合到所述鏈路，所述控制電路限制 所述鏈路在任一裝置的功率輸送網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率處進行加電或斷電。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制電路在所述 裝置中。
7. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計數(shù)器值是可編 程的。
8. —種方法，包括 在電路位于待機才莫式時初始化計數(shù)器； 讀取所述計數(shù)器；以及在所述計數(shù)器未指示諧振帶寬時為所述電路加電。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，還包括在所述電路不 在活動狀態(tài)時，在置位時間后將所述電路斷電。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括自所述計數(shù)器初始化后，等待直至所述計數(shù)器達到某個值，并且如果所述電if各尚 未加電的話，則為所述電3各加電。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述計數(shù)器是可編 程的。
12. —種設(shè)備，包括 提供計數(shù)值的計數(shù)器； 與所述計數(shù)器耦合的啟用邏輯；以及與所述啟用邏輯耦合的電路，如果所述計數(shù)器值在所述電路加電 或斷電的諧振帶寬外，則所述電路將加電或斷電。
13. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述計數(shù)器要計數(shù) 置位時間，所述電路在未使用時被斷電。
14. 如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述電路在使用時， 在所述電路斷電前所述計數(shù)器到達某個值。
15. 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述計數(shù)器和所述 啟用邏輯中的至少之一是可編程的。
16. —種系統(tǒng)，包括包括功率輸送部件以輸送功率的裝置；與所述裝置耦合的通信部件，所述通信部件與所述裝置進行電通 信；以及與所述通信部件耦合的控制部件，所述控制部件限制所述通信部 件在所述功率輸送部件的諧振頻率處進行加電或斷電。
17. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信部件是電 壓才莫式鏈路和電流才莫式鏈路中的至少之一 。
18. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述通信部件是單 向鏈路和雙向鏈路中的至少之一。
19. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制部件包括 計數(shù)器和啟用邏輯，所述計數(shù)器提供計數(shù)器值以跟蹤通信部件已加電或斷電的持續(xù)時間，并且在所述計數(shù)器表示對所述通信部件加電或斷 電將導(dǎo)致結(jié)果諧振時，所述啟用邏輯限制對所述通信部件進行加電或 斷電。
20. 如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述計數(shù)器和所述 啟用邏輯中的至少之一是可編程的。
21. 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括具有功率輸 送部件的第二裝置，所述第二裝置耦合到所述通信部件，所述控制部 件限制所述通信部件在任一裝置的功率輸送部件的諧振頻率處進行 力口電或斷電。
全文摘要
本發(fā)明的實施例包括計數(shù)器以提供計數(shù)值、與計數(shù)器耦合的啟用邏輯、與啟用邏輯耦合的電路；如果計數(shù)器值在電路加電或斷電的諧振帶寬外，則電路將加電或斷電。實施例可包括在電路位于待機模式時初始化計數(shù)器，讀取計數(shù)器，以及在計數(shù)器未指示諧振帶寬時為電路加電的方法。實施例也可以為系統(tǒng)，包括包括功率輸送網(wǎng)絡(luò)以輸送功率的裝置；與裝置耦合的鏈路，鏈路與裝置進行電通信；以及與鏈路耦合的控制電路，控制電路限制鏈路在功率輸送網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率處進行加電或斷電。
文檔編號G06F1/26GK101273322SQ200680035167
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者J·薩爾蒙, J·麥卡爾 申請人:英特爾公司