利用觸發(fā)器的功率復(fù)用制造技術(shù)

本文中公開了諸如至少一個(gè)集成電路(IC)之類的數(shù)據(jù)保持電路，用于使用具有保持特征的觸發(fā)器進(jìn)行功率復(fù)用。在示例方面，一種IC包括第一功率軌和第二功率軌。該IC還包括觸發(fā)器和功率復(fù)用電路。觸發(fā)器包括主部分和從部分。主部分針對(duì)常規(guī)操作模式以及針對(duì)保持操作模式耦合到第一功率軌。功率復(fù)用電路被配置為針對(duì)常規(guī)操作模式將從部分耦合到第一功率軌并且針對(duì)保持操作模式將從部分耦合到第二功率軌。

Power reuse by using flip-flops

A data retention circuit, such as at least one integrated circuit (IC), is disclosed for power multiplexing using flip flops with characteristic preservation. For example, a IC includes a first power rail and a second power rail. The IC also includes flip-flops and power multiplexed circuits. The trigger consists of the main part and the slave part. The main part is coupled to the first power rail for conventional operation mode and for maintaining operation mode. The power multiplexing circuit is configured to be coupled from part to the first power rail for the conventional mode of operation and will be coupled from part to second power rail for the maintenance mode.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】利用觸發(fā)器的功率復(fù)用相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2015年9月22日提交的標(biāo)題為“利用觸發(fā)器的功率復(fù)用(POWERMULTIPLEXINGWITHFLIP-FLOPS)”的美國(guó)專利申請(qǐng)第14/861,503號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用明確并入本文。
本公開總體上涉及利用部署在集成電路(IC)中的觸發(fā)器的功率復(fù)用，并且更具體地涉及多個(gè)觸發(fā)器，其中每個(gè)觸發(fā)器具有保持特征，保持特征包括可降級(jí)主部分和被復(fù)用到兩個(gè)不同電源上的實(shí)時(shí)從部分。
技術(shù)介紹
電子設(shè)備的功耗是電子設(shè)備設(shè)計(jì)中的一個(gè)日益重要的因素。從全球角度來看，由于大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心和個(gè)人計(jì)算設(shè)備的普及，電子設(shè)備的能量需求占據(jù)了總能量使用量的相當(dāng)大的百分比。因此，環(huán)境問題促使人們努力降低電子設(shè)備的功耗，以幫助節(jié)約地球資源。從個(gè)人角度來看，較低的能耗轉(zhuǎn)化成較低的能量費(fèi)用。此外，很多個(gè)人計(jì)算設(shè)備都由電池供電。由便攜式電池供電的電子設(shè)備消耗的能量越少，便攜式設(shè)備在不對(duì)電池充電的情況下可以運(yùn)行的時(shí)間越長(zhǎng)。更低的能耗還使得能夠使用更小的電池和采用更薄的形狀因子，這意味著設(shè)備可以變得更加便攜或方便。因此，便攜式電子設(shè)備的普及也促使人們努力降低電子設(shè)備的功耗。如果設(shè)備耦合到電源并且被開啟，則電子設(shè)備消耗功率。盡管整個(gè)電子設(shè)備都是如此，但是電子設(shè)備的各個(gè)部分也是如此。因此，如果電子設(shè)備的某些部分從功率被解耦或被關(guān)閉，則可以節(jié)約功率，即使其他部分保持上電并且開啟。諸如整個(gè)集成電路(IC)或顯示屏等電子設(shè)備的整個(gè)分立部件可以從功率被解耦或被關(guān)閉。備選地，分立部件的所選擇的部分同樣可以斷電。例如，諸如處理核等集成電路的處理實(shí)體可以被選擇性地?cái)嚯姟Ｈ绻褂檬怯幸?guī)律但是不連續(xù)的，則集成電路的某些部分可能會(huì)間歇性斷電，或者如果使用在一段時(shí)間內(nèi)停止，則某些部分可能會(huì)暫時(shí)斷電。對(duì)諸如核等集成電路的一部分進(jìn)行斷電可以節(jié)省功率并且延長(zhǎng)電池壽命。不幸的是，對(duì)集成電路的核進(jìn)行斷電也會(huì)產(chǎn)生問題。例如，使用斷電的核來恢復(fù)計(jì)算任務(wù)需要時(shí)間，這可能會(huì)降低性能并且對(duì)用戶體驗(yàn)造成不利影響。如果從某些類型的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中移除功率，則計(jì)算任務(wù)的操作數(shù)據(jù)也可能會(huì)丟失。丟失的操作數(shù)據(jù)可能會(huì)強(qiáng)制應(yīng)用重新啟動(dòng)或永久損壞用戶文件，諸如文檔或圖片。為了避免在集成電路的核斷電時(shí)丟失操作數(shù)據(jù)，可以在核斷電之前將操作數(shù)據(jù)從鄰近的高速存儲(chǔ)器移動(dòng)到遠(yuǎn)程或較慢的存儲(chǔ)器位置。當(dāng)喚醒核的時(shí)間到達(dá)時(shí)，從存儲(chǔ)器位置取回計(jì)算任務(wù)的操作數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步處理。但是，存儲(chǔ)器位置占用集成電路的有限區(qū)域的一定量，并且取回操作延遲了計(jì)算任務(wù)從斷電狀態(tài)的恢復(fù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在示例方面，公開了一種數(shù)據(jù)保持電路。數(shù)據(jù)保持電路包括第一功率軌和第二功率軌。數(shù)據(jù)保持電路還包括觸發(fā)器和功率復(fù)用電路。觸發(fā)器包括主部分和從部分。主部分針對(duì)常規(guī)操作模式以及針對(duì)保持操作模式耦合到第一功率軌。功率復(fù)用電路被配置為針對(duì)常規(guī)操作模式將從部分耦合到第一功率軌并且針對(duì)保持操作模式將從部分耦合到第二功率軌。在示例方面，公開了一種數(shù)據(jù)保持電路。數(shù)據(jù)保持電路包括第一功率軌和第二功率軌。數(shù)據(jù)保持電路還包括具有主部分和從部分的觸發(fā)器。主部分針對(duì)常規(guī)操作模式和保持操作模式兩者耦合到第一功率軌。從部分被配置為針對(duì)保持操作模式在主部分經(jīng)歷功率降級(jí)的情況下保持從數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)保持電路還包括用于針對(duì)常規(guī)操作模式將從部分功率復(fù)用到第一功率軌并且針對(duì)保持操作模式將從部分功率復(fù)用到第二功率軌的裝置。在示例方面，公開了一種利用觸發(fā)器進(jìn)行功率復(fù)用的方法。該方法包括針對(duì)常規(guī)操作模式經(jīng)由第一功率軌使用第一電源向觸發(fā)器的主部分供應(yīng)功率。該方法還包括針對(duì)常規(guī)操作模式經(jīng)由第一功率軌使用第一電源向觸發(fā)器的從部分供應(yīng)功率。在常規(guī)操作模式之后和保持操作模式之前的斷電轉(zhuǎn)變時(shí)段期間，該方法包括將觸發(fā)器的從部分從第一電源切換到第二電源。該方法還包括針對(duì)保持操作模式經(jīng)由第二功率軌使用第二電源向觸發(fā)器的從部分供應(yīng)功率。在示例方面，公開了一種數(shù)據(jù)保持電路。數(shù)據(jù)保持電路包括可降級(jí)功率軌和存儲(chǔ)器功率軌。可降級(jí)功率軌被配置為針對(duì)保持操作模式經(jīng)歷功率降級(jí)。存儲(chǔ)器功率軌被配置為針對(duì)保持操作模式維持足以維持存儲(chǔ)器的內(nèi)容的電壓電平。數(shù)據(jù)保持電路還包括具有主部分和從部分的觸發(fā)器。主部分耦合到可降級(jí)功率軌。從部分被配置為在主部分經(jīng)歷功率降級(jí)的情況下針對(duì)保持操作模式保持從數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)保持電路還包括功率管理電路。功率管理電路被配置為：針對(duì)常規(guī)操作模式將從部分耦合到可降級(jí)功率軌；針對(duì)保持操作模式將從部分耦合到存儲(chǔ)器功率軌；并且針對(duì)保持操作模式在從部分耦合到存儲(chǔ)器功率軌之后，從可降級(jí)功率軌移除功率。附圖說明圖1描繪了包括集成電路(IC)的示例電子設(shè)備。圖2描繪了包括兩個(gè)功率軌、觸發(fā)器和功率管理電路的示例數(shù)據(jù)保持電路。圖3描繪了包括主部分和從部分的示例觸發(fā)器以及耦合到從部分的功率復(fù)用電路。圖4示出了針對(duì)集成電路的常規(guī)操作模式的功率復(fù)用電路的示例。圖5示出了針對(duì)集成電路的斷電轉(zhuǎn)變時(shí)段的功率復(fù)用電路的示例。圖6示出了針對(duì)集成電路的保持操作模式的功率復(fù)用電路的示例。圖7示出了針對(duì)集成電路的上電轉(zhuǎn)變時(shí)段的功率復(fù)用電路的示例。圖8示出了斷電和上電轉(zhuǎn)變時(shí)段的一些示例方面以及集成電路的保持操作模式的一些示例方面。圖9描繪了用于產(chǎn)生受控時(shí)鐘信號(hào)的示例鉗位電路，受控時(shí)鐘信號(hào)被提供給具有保持特征的觸發(fā)器。圖10描繪了包括主部分和從部分的示例觸發(fā)器，從部分接收受控時(shí)鐘信號(hào)。圖11是示出利用觸發(fā)器進(jìn)行功率復(fù)用的示例過程的流程圖。具體實(shí)施方式整個(gè)集成電路(IC)可以被斷電以減少在完全不使用時(shí)的能耗。然而，在其他時(shí)候，集成電路的所選擇的部分(諸如一個(gè)或多個(gè)核等)可以是空閑的，而其他核用于處理、存儲(chǔ)或通信。如果整個(gè)集成電路不能斷電，則一個(gè)或多個(gè)核可以獨(dú)立于其他核被斷電。例如，如果集成電路在改變顯示在屏幕上的內(nèi)容之前正在等待附加數(shù)據(jù)或用戶輸入，則可以將圖形處理單元(GPU)核斷電。空閑的調(diào)制解調(diào)器可以在輸入或輸出通信之間斷電。另外，如果一半的存儲(chǔ)器未被使用，則未使用的一半存儲(chǔ)器可以斷電，而另一半則保持供電。使集成電路的至少部分(諸如核等)斷電被稱為“功率降級(jí)”或“功率降級(jí)事件”。集成電路的核可以包括很多觸發(fā)器。觸發(fā)器(FF)(也可以稱為觸發(fā)器flop)是存儲(chǔ)一位操作數(shù)據(jù)的計(jì)算存儲(chǔ)器單元。觸發(fā)器可以包括主部分和從部分，其中數(shù)據(jù)從主部分內(nèi)部傳送到從部分。鐘控觸發(fā)器被配置為使得存儲(chǔ)在主部分中的數(shù)據(jù)響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)的邊沿或脈沖而被傳送到從部分。觸發(fā)器是相對(duì)快速的存儲(chǔ)器單元并且使用相當(dāng)頻繁。觸發(fā)器也是在斷電的情況下放棄所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的易失性存儲(chǔ)器，諸如包括觸發(fā)器的相應(yīng)的核的功率降級(jí)。因此，可以利用功率管理技術(shù)小心地管理包括觸發(fā)器的核。為了防止存儲(chǔ)在經(jīng)歷功率降級(jí)的核的觸發(fā)器中的操作數(shù)據(jù)的丟失，可以將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)重新定位到在沒有功率的情況下保持?jǐn)?shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器或者重新定位到未被斷電的另一核。在核再次上電之后，重新定位的數(shù)據(jù)然后被返回到觸發(fā)器。然而，就附加的非易失性存儲(chǔ)器或通信線路的占用的芯片面積和信號(hào)路由擁塞而言，這種方法對(duì)集成電路而言很費(fèi)時(shí)并且是資源密集型的。為了避免重新定位數(shù)據(jù)，一些觸發(fā)器包括保持特征，其使得觸發(fā)器能夠在相應(yīng)的核的功率降級(jí)期間保持?jǐn)?shù)據(jù)。這種觸發(fā)器被稱為保持觸發(fā)器(RFF)。采用一種方法，保持觸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種數(shù)據(jù)保持電路，包括：第一功率軌；第二功率軌；觸發(fā)器，包括主部分和從部分，所述主部分針對(duì)常規(guī)操作模式以及針對(duì)保持操作模式被耦合到所述第一功率軌；以及功率復(fù)用電路，被配置為針對(duì)所述常規(guī)操作模式將所述從部分耦合到所述第一功率軌并且針對(duì)所述保持操作模式將所述從部分耦合到所述第二功率軌。

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來華專利技術(shù)】2015.09.22 US 14/861,5031.一種數(shù)據(jù)保持電路，包括：第一功率軌；第二功率軌；觸發(fā)器，包括主部分和從部分，所述主部分針對(duì)常規(guī)操作模式以及針對(duì)保持操作模式被耦合到所述第一功率軌；以及功率復(fù)用電路，被配置為針對(duì)所述常規(guī)操作模式將所述從部分耦合到所述第一功率軌并且針對(duì)所述保持操作模式將所述從部分耦合到所述第二功率軌。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述主部分被配置為針對(duì)所述保持操作模式經(jīng)歷功率降級(jí)；以及所述從部分被配置為針對(duì)所述保持操作模式保持由所述從部分存儲(chǔ)的從數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述第一功率軌包括可降級(jí)功率軌；以及所述數(shù)據(jù)保持電路還包括功率降級(jí)電路，所述功率降級(jí)電路被配置為針對(duì)所述保持操作模式從所述可降級(jí)功率軌移除功率。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述可降級(jí)功率軌被耦合到開關(guān)模式電源；以及所述功率降級(jí)電路還被配置為針對(duì)所述保持操作模式關(guān)閉所述開關(guān)模式電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中所述功率復(fù)用電路還被配置為：在發(fā)生在所述常規(guī)操作模式之后和所述保持操作模式之前的斷電轉(zhuǎn)變時(shí)段期間，將所述從部分從所述第一功率軌解耦；以及在所述斷電轉(zhuǎn)變時(shí)段期間，將所述從部分耦合到所述第二功率軌。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)保持電路，還包括：功率降級(jí)電路，被配置為在所述從部分從所述第一功率軌被解耦并且針對(duì)所述保持操作模式被耦合到所述第二功率軌之后，從所述第一功率軌移除功率。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中所述功率復(fù)用電路還被配置為：在發(fā)生在所述保持操作模式之后和所述常規(guī)操作模式之前的上電轉(zhuǎn)變時(shí)段期間，將所述從部分從所述第二功率軌解耦；以及在所述上電轉(zhuǎn)變時(shí)段期間，將所述從部分耦合到所述第一功率軌。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中所述數(shù)據(jù)保持電路被配置為：將所述第一功率軌保持在第一電壓；將所述第二功率軌保持在第二電壓；以及針對(duì)所述保持操作模式，將所述第二電壓維持在比所述第一電壓的電平高并且足以滿足所述從部分的保持電壓電平的電平。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，還包括：第一電源，被耦合到所述第一功率軌，所述第一電源被配置為向所述第一功率軌提供功率；第二電源，被耦合到所述第二功率軌，所述第二電源被配置為向所述第二功率軌提供功率；以及功率降級(jí)電路，被配置為針對(duì)所述保持操作模式關(guān)閉所述第一電源。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，還包括被耦合到所述第二功率軌的易失性存儲(chǔ)器。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述第二功率軌被耦合到開關(guān)模式電源；以及所述數(shù)據(jù)保持電路還包括功率降級(jí)電路，所述功率降級(jí)電路被配置為針對(duì)所述保持操作模式將所述開關(guān)模式電源的輸出電壓從常規(guī)電壓電平降低到保持電壓電平。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述功率復(fù)用電路包括：第一開關(guān)，被耦合在所述觸發(fā)器的所述從部分與所述第一功率軌之間；以及第二開關(guān)，被耦合在所述觸發(fā)器的所述從部分與所述第二功率軌之間；以及所述功率復(fù)用電路還被配置為針對(duì)所述常規(guī)操作模式閉合所述第一開關(guān)并且斷開所述第二開關(guān)以及針對(duì)所述保持操作模式斷開所述第一開關(guān)并且閉合所述第二開關(guān)。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中所述觸發(fā)器還包括隔離電路，所述隔離電路被配置為針對(duì)所述保持操作模式將所述主部分與所述從部分隔離。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的數(shù)據(jù)保持電路，還包括：功率降級(jí)電路，被配置為針對(duì)所述保持操作模式建立所述隔離電路的保持狀態(tài)，以防止所述主部分改變由所述從部分存儲(chǔ)的從數(shù)據(jù)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)保持電路，其中：所述功率降級(jí)電路包括鉗位電路，所述鉗位電路被配置為響應(yīng)于保持信號(hào)的有效狀態(tài)來鉗位時(shí)鐘信號(hào)，以產(chǎn)生受控時(shí)鐘信號(hào)；以及所述功率降級(jí)電路還被配置為針對(duì)所述保持操作模式向所述隔離電路提供所述受控時(shí)鐘信號(hào)以建立所述隔離電路的所述保持狀態(tài)，以防止所述主部分改變由所述從部分存儲(chǔ)的所述從數(shù)據(jù)。16.一種數(shù)據(jù)保持電路，包括：第一功率軌；第二功率軌；觸發(fā)器，包括主部分和從部分，所述主部分針對(duì)常規(guī)操作模式和保持操作模式兩者被耦合到所述第一功率軌，所述從部分被配置為在所述主部分針對(duì)所述保持操作模式經(jīng)歷功率降級(jí)的情況下保持從數(shù)據(jù)；以及用于針對(duì)所述常...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曹立鵬，J·格瑪，R·維蘭谷迪皮查，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高通股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó),US