片上系統的電力路徑控制器的制造方法
【專利說明】片上系統的電力路徑控制器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2014年10月20日在韓國知識產權局(KIPO)提交的的韓國專利申請號10-2014-0141712的優先權，其公開內容通過引用全部并入本文。
技術領域
[0003]與本公開一致的設備和制造品一般涉及半導體器件，更具體地說，涉及在片上系統(SoC)中使用的電力路徑控制器。
【背景技術】
[0004]片上系統(SoC) —般是指在單個或幾個半導體集成電路(IC)中集成了各種功能塊(例如，中央處理單元、存儲器、接口單元、數字信號處理單元、模擬信號處理單元等)以使用數量有限的IC來實現的諸如計算機系統之類的電子系統的處理系統。近來，片上系統已經發展為包括諸如多媒體、圖形、接口、安全功能等的各種功能的復雜系統。因為多種能力和功能集中在電池供電的便攜式設備，目前正在努力以在增強它們性能的同時降低這些便攜式設備中的功耗。
【發明內容】
[0005]—個方面是提供用于包括在片上系統(SoC)中的存儲磁芯的電力路徑控制器。
[0006]根據示例性實施例的一個方面，提供了一種包括在片上系統(SoC)中的電力路徑控制器，電力路徑控制器耦接到第一電源和第二電源，電力路徑控制器包括位于第一電源和包括在SoC中的存儲磁芯之間的第一開關；位于第二電源和存儲磁芯之間的第二開關；被配置為將從第一電源提供的第一供電電壓和從第二電源提供的第二供電電壓進行比較的比較器；以及被配置為根據比較器的比較結果選擇性地激活第一開關或第二開關的開關控制器。
[0007]當第一供電電壓的電壓電平高于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可以激活第一開關，當第一供電電壓的電壓電平小于所述第二供電電壓的電壓電平時，可以激活第二開關。
[0008]第一供電電壓可以是根據包括存儲磁芯的功能塊的操作狀態動態地改變的供電電壓，第二供電電壓可以是被設置為存儲磁芯所使用的最小供電電壓的供電電壓。
[0009]第一供電電壓可以提供給包含在功能塊中的邏輯塊。
[0010]第二電源可以由電力路徑控制器和包括在SoC中的另一電力路徑控制器共享。
[0011]電力路徑控制器還可以包括耦接在開關控制器和第一開關之間的第一電阻；以及耦接在開關控制器和第二開關之間的第二電阻。
[0012]第一電阻可以延遲從開關控制器施加到第一開關的第一開關信號的上升和下降，并且第二電阻可以延遲從開關控制器施加到第二開關的第二開關信號的上升和下降。
[0013]第一開關可以包括第一 PMOS晶體管，其具有接收由開關控制器生成的第一開關信號的柵極，耦接到第一電源的源極，以及耦接到存儲磁芯的漏極，并且第二開關可以包括第二 PMOS晶體管，其具有接收由開關控制器生成的第二開關信號的柵極，耦接到第二電源的源極，以及耦接到存儲磁芯的漏極。
[0014]電力路徑控制器還可以包括第三PMOS晶體管，其具有接收第一開關信號的柵極，耦接到第一 PMOS晶體管源極的源極，以及耦接到第一 PMOS晶體管主體的漏極；被配置為通過反轉第一開關信號生成第一反相開關信號的第一反相器；以及第四PMOS晶體管，其具有接收第一反相開關信號的柵極，耦接到第一 PMOS晶體管漏極的源極，以及耦接到第一 PMOS晶體管主體的漏極。
[0015]當第一供電電壓的電壓電平高于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可生成具有低電平的第一開關信號，并且響應于具有低電平的第一開關信號，第三PMOS晶體管被導通以傳送第一供電電壓到第一 PMOS晶體管主體；當第一供電電壓的電壓電平低于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可以生成具有高電平的第一開關信號，響應于具有高電平的第一開關信號，第一反相器生成具有低電平的第一反相開關信號，并且響應于具有低電平的第一反相開關信號，第四PMOS晶體管被導通以傳送第二供電電壓到第一 PMOS晶體管主體。
[0016]電力路徑控制器還可以包括第五PMOS晶體管，其具有接收第二開關信號的柵極，耦接到第二 PMOS晶體管源極的源極，以及耦接到第二 PMOS晶體管主體的漏極；被配置為通過反轉第二開關信號生成第二反相開關信號的第二反相器；以及第六PMOS晶體管，其具有接收第二反相開關信號的柵極，耦接到第二 PMOS晶體管漏極的源極，以及耦接到第二 PMOS晶體管主體的漏極。
[0017]當第二供電電壓的電壓電平大于第一供電電壓的電壓電平時，開關控制器可以生成具有低電平的第二開關信號，并且響應于具有低電平的第二開關信號，第五PMOS晶體管被導通以傳送第二供電電壓到第二 PMOS晶體管主體，當第二供電電壓的電壓電平低于第一供電電壓的電壓電平時，開關控制器生成具有高電平的第二開關信號，并且響應于具有高電平的第二開關信號，第二反相器可以生成具有低電平的第二反相開關信號，并且響應于具有低電平的第二反相開關信號，第六PMOS晶體管被導通以傳送第一供電電壓到第二PMOS晶體管主體。
[0018]比較器可以是滯后比較器。
[0019]遲滯比較器的滯后電壓可以響應于從外部電路施加的控制碼進行調整。
[0020]電力路徑控制器還可以包括耦接在第一電源和比較器的第一輸入端子之間的第一低通濾波器；以及耦接在第二電源和比較器的第二輸入端子之間的第二低通濾波器。
[0021]第一低通濾波器可包括耦接在第一電源和比較器的第一輸入端子之間的電阻；耦接在比較器的第一輸入端子和接地電壓之間的電阻；以及耦接在比較器的第一輸入端子和接地電壓之間的第一電容器，并且第二低通濾波器可包括耦接在第二電源和比較器的第二輸入端子的電阻；耦接在比較器和接地電壓的第二輸入端子之間的電阻；以及耦接在比較器的第二輸入端子和接地電壓之間的第二電容器。
[0022]當第一供電電壓的電壓電平大于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可施加具有低電平的第一開關信號到第一開關，并施加具有高電平的第二開關信號到第二開關，當第一供電電壓的電壓電平低于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可以施加具有高電平的第一開關信號到第一開關，并施加具有低電平的第二開關信號到第二開關。
[0023]開關控制器可以包括被配置為通過反轉比較器的輸出信號以生成第一開關信號并且施加第一開關信號到第一開關的反相器；被配置為反轉比較器的輸出信號的反相器；以及被配置成通過反轉比較器的反相輸出信號的輸出信號以生成第二開關信號，并且將第二開關信號施加到第二開關的反相器。
[0024]被配置為生成第二開關信號的反相器可以供以來自第一電源的第一供電電壓，并且第二開關信號的高電平和第一供電電壓的電壓電平相同。
[0025]開關控制器可以包括被配置為選擇性地輸出控制信號或比較器的輸出信號的多路轉換器；以及被配置為響應于多路復用器的輸出信號，生成施加到第一開關的第一開關信號和施加到第二開關的第二開關信號的開關信號生成器。
[0026]控制信號可以是從外部電路接收的外部控制信號。
[0027]電力路徑控制器還可以包括被配置為通過檢測存儲磁芯的溫度、電流和操作速度中的至少一個生成控制信號的檢測器。
[0028]第一電源可以是降壓變換器，并且第二電源可以是低壓差穩壓器。
[0029]根據另一示例性實施例的一個方面，提供了一種包括在片上系統(SoC)中的電力路徑控制器，電力路徑控制器耦接到第一電源和第二電源，電力路徑控制器包括位于第一電源和包括在SoC中的存儲磁芯之間的第一開關；位于第二電源和存儲磁芯之間的第二開關；被配置為將從第一電源提供的第一供電電壓與從第二電源提供的第二供電電壓進行比較的比較器，第一供電電壓是動態地改變的供電電壓，并且第二電源是恒定供電電壓；以及開關控制器，被配置為當第一供電電壓的電壓電平大于第二供電電壓的電壓電平時，激活第一開關，并且當第一供電電壓的電壓電平低于第二供電電壓的電壓電平時，激活第二開關。
[0030]根據另一個示例性實施例，提供了一種包括在片上系統(SoC)的電力路徑控制器，電力路徑控制器耦接到第一電源和多個第二電源，電力路徑控制器包括位于第一電源和包括在SoC中的存儲磁芯之間的第一開關；分別位于第二電源和存儲磁芯之間的多個第二開關；以及開關控制器，被配置為選擇性地激活第一開關或第二開關中的一個，使得從第一電源提供的第一供電電壓或從第二電源提供的多個第二供電電壓中的一個被提供給存儲磁芯，第一供電電壓是動態地改變的供電電壓，第二供電電壓是具有彼此不同的電壓電平的恒定的供電電壓。
[0031]第二電源可以由電力路徑控制器和包括在SoC中的另一電力路徑控制器共享。
[0032]根據再一個示例性實施例，提供了一種包括在片上系統(SoC)中的電力路徑控制器，電力路徑控制器耦接到第一電源和多個第二電源，電力路徑控制器包括分別位于第一電源和包括在SoC中的多個存儲磁芯之間的多個第一開關；分別位于第二電源和存儲磁芯之間的多個第二開關；以及開關控制器，被配置為控制第一開關和第二開關，以選擇性地提供來自第一電源的第一供電電壓或來自第二電源中相應一個的第二供電電壓到每個存儲磁芯，第一供電電壓是動態地改變的供電電壓，第二供電電壓是恒定的供電電壓。
[0033]根據又一個示例性實施例，提供一種包括于片上系統(SoC)中的電力路徑控制器，電力路徑控制器包括比較器，其包括被配置為接收第一供電電壓的第一輸入，以及被配置為用于接收第二供電電壓的第二輸入；被電連接到比較器的第一輸入并生成提供給包括在SoC存儲磁芯的第一輸出的第一開關；被電連接到比較器的第二輸入并生成提供給存儲磁芯的第二輸出的第二開關；以及電連接到比較器的輸出以及第一開關和第二開關和開關控制器，開關控制器根據比較器的輸出，選擇性地激活第一開關或第二開關。
[0034]第一開關可以包括第一晶體管，其具有電連接到開關控制器的柵極，電連接到比較器的第一輸入端子的源極，以及提供第一輸出給存儲磁芯的漏極；第二開關可包括第二晶體管，其具有電連接到開關控制器的柵極，電連接到比較器第二輸入的源極以及提供第二輸出到存儲磁芯的漏極。
[0035]當第一供電電壓的電壓電平大于第二供電電壓的電壓電平時，開關控制器可以僅激活第一晶體管以提供第一供電電壓到第一晶體管的漏極，并且當第一供電電壓的電壓電平小于所述第二供電電壓的電壓電平時，可以僅激活第二晶體管以提供第二供電電壓到第二晶體管的漏極。
[0036]在第一輸入接收的第一供電電壓可以動態地改變，在第二輸入接收第二供電電壓可以是恒定電壓。
[0037]電力路徑控制器可以與包括在SoC中的另一電力路徑控制器共享第二供電電壓。
【附圖說明】
[0038]從以下結合附圖的詳細描述中將更清楚地理解本發明概念的示例性實施例。
[0039]圖1是示出根據示例性實施例的包括電力路徑控制器(PPC)的片上系統(SoC)的框圖。
[0040]圖2A是示出分別由如圖1中所示的第一和第二電源所生成的第一和第二供電電壓的例子的時序圖，圖2B是示出由在圖2A的例子中的電力路徑控制器提供到存儲磁芯的供電電壓的例子的時序圖。
[0041]圖3是示出根據示例性實施例的電力路徑控制