電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利說明】電壓調(diào)節(jié)器
[0001]對相關(guān)串請案的交叉參考
[0002]本申請案主張2013年3月15日申請的共同擁有的美國非臨時專利申請案第13/842，930號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容被以引用的方式明確地全部并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明大體與電壓調(diào)節(jié)器有關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0004]技術(shù)的進展已導(dǎo)致更小且更強大的計算裝置。例如，當(dāng)前存在多種便攜式個人計算裝置，包含無線計算裝置，例如，便攜式無線電話、個人數(shù)字助理(PDA)、平板計算機和尋呼裝置，其體積小，重量輕，且易于由用戶攜帶。許多此類計算裝置包含并入于其中的其它裝置。例如，無線電話還可包含數(shù)字靜態(tài)相機、數(shù)碼攝像機、數(shù)字記錄器和音頻文件播放器。并且，此類計算裝置可處理可執(zhí)行指令，包含軟件應(yīng)用程序，例如，可用以訪問互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器應(yīng)用程序，和利用靜態(tài)相機或攝像機并提供多媒體播放功能性的多媒體應(yīng)用程序。
[0005]電子裝置(例如，無線裝置或計算裝置)可包含由電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的電路(例如，處理器)。電壓調(diào)節(jié)器常規(guī)地用以調(diào)節(jié)供電電壓且用以將輸出電壓提供到電路以為了省電使電路能夠在較低電壓下操作。一類型的電壓調(diào)節(jié)器為低壓差(LDO)電壓調(diào)節(jié)器。LDO電壓調(diào)節(jié)器常規(guī)地位于與由LDO電壓調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的電路不同的半導(dǎo)體裸片上。當(dāng)LDO電壓調(diào)節(jié)器位于不同半導(dǎo)體裸片上時，金屬跡線和去耦電容器將LDO電壓調(diào)節(jié)器連接到電路。金屬跡線和去耦電容器減小了印刷電路板上用于其它組件的可用空間，且增添了成本。
[0006]為了減少金屬跡線和去耦電容器的使用，可將模擬芯片上LDO電壓調(diào)節(jié)器嵌入于與電路相同的半導(dǎo)體裸片中。當(dāng)電路在一時間周期期間增大電流消耗時，提供到電路的輸出電壓可在所述時間周期期間經(jīng)歷電壓降。模擬芯片上LDO電壓調(diào)節(jié)器通過增大輸出電壓對電壓降作出響應(yīng)。然而，在輸出電壓增大前，歸因于電壓降，電路可變得較慢，且可能需要減小的時鐘速度來正確地操作。如果時鐘速度未減小，那么電路可能出故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]增大在輸出電壓已經(jīng)歷到歸因于電路的增大的電流需求/消耗的電壓降后提供到電路的輸出電壓可減小電路的時鐘速度。本文中描述的系統(tǒng)和方法可有利地使電壓調(diào)節(jié)器能夠在一或多個隨后時鐘循環(huán)期間計劃/確定電路的處理活動水平和基于預(yù)測的處理活動水平修改電壓調(diào)節(jié)器阻抗和/或提供到電路的輸出電壓。當(dāng)電路增大歸因于增大的處理活動的電流消耗時，基于計劃的處理活動水平修改輸出電壓可減小輸出電壓的電壓降。
[0008]例如，電壓調(diào)節(jié)器可耦合到數(shù)字電路(例如，處理器)。電壓調(diào)節(jié)器和數(shù)字電路可嵌入于同一半導(dǎo)體裸片中。電壓調(diào)節(jié)器可經(jīng)配置以將輸出電壓提供所述數(shù)字電路和從數(shù)字電路接收活動調(diào)整信號?；顒诱{(diào)整信號可對應(yīng)于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平。例如，活動調(diào)整信號可指示在數(shù)字電路上運行的線程的數(shù)目、將在一或多個隨后時鐘循環(huán)期間執(zhí)行的指令的數(shù)目、將在一或多個隨后時鐘循環(huán)期間執(zhí)行的指令的類型、與數(shù)字電路從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變到喚醒狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的中斷信號、高速緩存未命中事件、總線上到達的新數(shù)據(jù)或其任何組合。
[0009]活動調(diào)整信號可由位于數(shù)字電路中的活動調(diào)整邏輯產(chǎn)生?；顒诱{(diào)整邏輯可耦合到個別組件(例如，中斷信號、調(diào)度器、指令高速緩沖存儲器等)?；顒诱{(diào)整邏輯可經(jīng)配置以檢索與個別組件有關(guān)的一或多個狀態(tài)(例如，中斷信號、高速緩存未命中事件等)和/或信息(例如，指令的類型、在處理器上運行的線程的數(shù)目等)。活動調(diào)整邏輯可將一或多個狀態(tài)和/或信息作為活動調(diào)整信號傳輸。
[0010]響應(yīng)于活動調(diào)整信號，電壓調(diào)節(jié)器可經(jīng)由控制邏輯修改(例如，增大)輸出電壓。例如，控制邏輯可檢驗活動調(diào)整信號以計劃/確定數(shù)字電路的處理活動水平?；谟媱澋奶幚砘顒铀剑刂七壿嬁煽刂齐妷赫{(diào)節(jié)器的一或多個可變阻抗元件以修改輸出電壓。
[0011]在特定實施例中，電壓調(diào)節(jié)器為數(shù)字低壓差(LDO)電壓調(diào)節(jié)器，且一或多個可變阻抗元件包含一或多個晶體管。控制邏輯可通過基于活動調(diào)整信號控制一或多個晶體管的柵極電壓來變化一或多個晶體管的組合電阻。例如，當(dāng)控制邏輯確定在一或多個隨后時鐘循環(huán)期間數(shù)字邏輯有可能在第一處理活動水平下操作時，控制邏輯可接通單一晶體管且產(chǎn)生具有第一值的輸出電壓。當(dāng)控制邏輯確定數(shù)字邏輯有可能在第二處理活動水平下操作時，數(shù)字控制可接通兩個晶體管且輸出電壓可具有第二值。第二值可大于第一值。
[0012]在另一特定實施例中，電壓調(diào)節(jié)器為開關(guān)模式電力供應(yīng)器，且一或多個可變阻抗元件包含耦合到一或多個無源元件的一或多個晶體管。無源元件可包含電容器、電感器或其任何組合?？刂七壿嬁赏ㄟ^基于活動調(diào)整信號控制一或多個晶體管的工作循環(huán)來變化驅(qū)動一或多個無源元件的電流的一或多個相位。例如，當(dāng)控制邏輯確定數(shù)字邏輯有可能在第一處理活動水平下操作時，控制邏輯可接通單一晶體管且使用特定工作循環(huán)斷開單一互補晶體管以使電流能夠驅(qū)動電感器產(chǎn)生輸出電壓。輸出電壓可具有第一值。當(dāng)控制邏輯確定數(shù)字邏輯有可能在第二處理活動水平下操作時，數(shù)字控制可接通兩個晶體管且使用另一特定工作循環(huán)斷開兩個互補晶體管以產(chǎn)生輸出電壓。輸出電壓可具有第二值。
[0013]在特定實施例中，電壓調(diào)節(jié)器可包含由電壓比較器的輸出控制的一或多個模擬可變阻抗元件。輸出電壓可為由一或多個數(shù)字可變阻抗元件產(chǎn)生的第一輸出電壓與由一或多個模擬可變阻抗元件產(chǎn)生的第二輸出電壓的總和。
[0014]在特定實施例中，集成電路包含電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器包含一或多個可變阻抗元件和控制邏輯。控制邏輯響應(yīng)來自數(shù)字電路的活動調(diào)整信號?？刂七壿嫿?jīng)配置以控制一或多個可變阻抗元件使得電壓調(diào)節(jié)器提供至少部分基于活動調(diào)整信號的輸出電壓。
[0015]在另一特定實施例中，一種方法包含在電壓調(diào)節(jié)器處接收來自數(shù)字電路的活動調(diào)整信號。所述方法還包含控制電壓調(diào)節(jié)器的一或多個可變阻抗元件以修改提供到數(shù)字電路的輸出電壓。輸出電壓至少部分基于活動調(diào)整信號。
[0016]在另一特定實施例中，一種設(shè)備包含用于在電壓調(diào)節(jié)器處接收來自數(shù)字電路的活動調(diào)整信號的裝置。所述設(shè)備還包含用于控制電壓調(diào)節(jié)器的一或多個可變阻抗元件以修改提供到數(shù)字電路的輸出電壓的裝置。輸出電壓至少部分基于活動調(diào)整信號。
[0017]在另一特定實施例中，一種非暫時性計算機可讀存儲媒體存儲可由計算機執(zhí)行的指令以執(zhí)行包含在電壓調(diào)節(jié)器處接收來自數(shù)字電路的活動調(diào)整信號的操作。所述操作還包含控制電壓調(diào)節(jié)器的一或多個可變阻抗元件以修改提供到數(shù)字電路的輸出電壓。輸出電壓至少部分基于活動調(diào)整信號。
[0018]由所揭示實施例中的至少一者提供的一個特定優(yōu)勢為基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改提供到數(shù)字電路的輸出電壓的能力。本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點和特征將在審閱全部申請案之后變得顯而易見，所述全部申請案包含以下章節(jié):【附圖說明】、【具體實施方式】和權(quán)利要求書。
【附圖說明】
[0019]圖1為說明可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的系統(tǒng)的特定實施例的圖；
[0020]圖2為說明可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的系統(tǒng)的另一特定實施例的圖；
[0021]圖3為說明可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的系統(tǒng)的另一特定實施例的圖；
[0022]圖4為說明可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的系統(tǒng)的另一特定實施例的圖；
[0023]圖5為說明包含活動調(diào)整邏輯的數(shù)字電路的特定實施例的圖；
[0024]圖6為說明基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平的主動性輸出電壓調(diào)整與不基于計劃的處理活動水平的反應(yīng)性輸出電壓調(diào)整之間的輸出電壓降的差的圖；
[0025]圖7為說明在電壓調(diào)節(jié)器處基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的操作的方法的特定實施例的流程圖；且
[0026]圖8為說明包含可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的組件的通信裝置的特定實施例的圖。
【具體實施方式】
[0027]圖1說明可操作以基于數(shù)字電路的計劃的處理活動水平修改輸出電壓的系統(tǒng)100的特定實施例。系統(tǒng)100包含電壓調(diào)節(jié)器102和數(shù)字電路104。電壓調(diào)節(jié)器102和數(shù)字電路104可嵌入于集成電路106 (例如，半導(dǎo)體裸片)中。在特定實施例中，數(shù)字電路104包含處理器。在特定實施例中，電壓調(diào)節(jié)器102為數(shù)字低壓差(LDO)電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器102可包含控制邏輯108和可變阻抗元件110。電壓調(diào)節(jié)器102經(jīng)配置以將輸出電壓114提供到數(shù)字電路104。控制邏輯108經(jīng)配置以經(jīng)由可變阻抗元件110調(diào)整輸出電壓114。
[0028]在操作期間，電壓調(diào)節(jié)器102可將在特定電壓電平下的輸出電壓114提供到數(shù)字電路104。數(shù)字電路104可將活動調(diào)整信號112傳輸?shù)娇?