基於溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端的製作方法
2023-09-17 23:08:40 2
基於溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端的製作方法
【專利摘要】提供了基於溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端。該終端包括：溫度傳感器，用於檢測至少一個系統的內部和外部中的至少一個位置的溫度，以及電壓控制單元，用於根據由溫度傳感器檢測到的溫度來調整提供給該至少一個系統的電壓。
【專利說明】基於溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及針對系統的基於溫度的電壓控制。更具體地，本發明涉及基於溫度來控制電壓的方法以及支持該方法的終端，該終端包括用於控制終端的每一個組件或者將終端作為整體進行控制的控制單元。
【背景技術】
[0002]最近，可攜式終端基於移動性已經被廣泛地使用。具體地說，在可攜式終端中，實現語音通信的移動通信終端非常受歡迎，並且被大多數人使用。移動通信終端在通話方之間傳輸通信信息，並且支持各種功能。例如，傳統的可攜式終端具有用於播放文件的MPEG-1或MPEG-2音頻層III (MP3)功能和諸如數位相機等圖像採集功能等。傳統的終端進一步支持用於執行手機遊戲或街機遊戲的功能。
[0003]為了保證便於攜帶，可攜式終端未配備有用於在使用期間散熱的冷卻裝置。因此，與諸如臺式終端或筆記本終端等具有冷卻裝置的終端相比，可攜式終端的弱點在於散熱。如果系統溫度升高至高於特定水平的溫度，則傳統的可攜式終端將遇到問題。為了解決上面的問題，已經找到了一種使用具有高耐熱性的材料製造可攜式終端的組件的方法。然而，並不容易確定這種材料，並且該材料的成本可能很高或者可能不適合於製造可攜式終端。
[0004]因此，需要一種用於基於移動終端的溫度來控制電壓的方法、以及能夠支持該方法的移動終端。
[0005]上述信息是作為背景信息給出的，僅用於幫助理解本公開。對於上述任何內容是否可作為關於本發明的現有技術沒有任何判定也沒有任何斷言。
【發明內容】
[0006]本發明的各個方面至少解決上文提到的問題和/或缺點，並且至少提供下面描述的優點。因此，本發明的一個方面提供了一種用於基於溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端，從而通過根據溫度進行電壓控制來實現熱量產生的減少。
[0007]本發明的另一方面提供了一種用於基於溫度來控制系統電壓的方法和支持該方法的終端，從而通過電壓控制來節電，由此實現電池壽命的增加並且維持一致的性能。
[0008]本發明的另一方面提供了一種用於基於溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端，從而支持補償控制設備的樣品之間的偏差。
[0009]根據本發明的一個方面，提供了一種支持基於溫度來進行電壓控制的終端。該終端包括:溫度傳感器，用於檢測至少一個系統的內部和外部中的至少一個位置的溫度，以及電壓控制單元，用於根據由溫度傳感器檢測到的溫度來調整提供給該至少一個系統的電壓。
[0010]根據本發明的另一個方面，提供了一種用於基於溫度來控制電壓的方法。該方法包括:檢測至少一個系統的內部和外部中的至少一個位置的溫度，以及根據所檢測的溫度來調整提供給該至少一個系統的電壓。[0011]如上所述，如果系統的溫度由於對系統的持續驅動而升高，則用於基於溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端通過將電壓減小到預定值來減少熱量產生。
[0012]這種特性通過減少熱量產生來減小溫度升高，從而增加了系統的操作時間並且增加了高性能的持續時間。
[0013]本發明還通過根據系統溫度減小電壓來將驅動電力維持在較低的水平，從而進一步增加了電池壽命。
[0014]本發明還進一步實現了校正在製造過程中每一個系統的樣品之間的偏差。
[0015]通過結合附圖公開了本發明示例性實施例的以下詳細描述，本領域技術人員將清楚本發明的其它方面、優點和突出的特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]結合附圖，根據以下詳細描述，本發明的一些示例性實施例的上述和其它方面、特徵和優點將更加清楚，在附圖中:
[0017]圖1是示出了根據本發明示例性實施例的終端的示意性配置的框圖，其中，該終端支持基於溫度對系統進行區別供電的功能；
[0018]圖2是示出了根據本發明示例性實施例的圖1的控制單元的配置的框圖；
[0019]圖3是示出了根據本發明示例性實施例的基於溫度來控制系統電壓的過程的流程圖；
[0020]圖4是示出了根據本發明示例性實施例的根據溫度改變進行頻率和電壓控制的圖表；
[0021]圖5是示出了根據本發明示例性實施例的基於溫度的電壓控制與根據相關技術的電壓控制之間的性能比較的圖表；
[0022]圖6是示出了根據本發明示例性實施例的批量生產的晶片的自適應電源電壓(ASV)組分布的圖表；
[0023]圖7是示出了根據本發明示例性實施例的針對基於溫度進行電壓控制的電壓餘量(margin)的表格；
[0024]圖8是示出了根據本發明示例性實施例的ARM內核電力餘量的圖表；
[0025]圖9是示出了根據本發明示例性實施例的圖形內核餘量的圖表；
[0026]圖10是示出了根據本發明示例性實施例的內部邏輯電力餘量的圖表；以及
[0027]圖11是示出了根據本發明示例性實施例的測量ASV組的溫度電壓餘量的測試結果的表格。
[0028]貫穿附圖，應當注意的是，相似的附圖標記用於表示相同或相似的元素、特徵和結構。
【具體實施方式】
[0029]參照附圖提供以下描述來幫助全面理解權利要求及其等同物限定的本發明的示例性實施例。以下描述包括多種具體細節來幫助理解，但是這些具體細節應該視為僅僅是示例性的。因此，本領域普通技術人員將認識到，可以在不背離本發明的範圍和精神的前提下對本文所述實施例進行多種改變和修改。此外，為了清楚和簡要目的，省略對公知功能和結構的描述。
[0030]以下描述和權利要求中使用的術語和詞語不限於字面含義，而是僅僅由發明人用來達到對本發明的清楚和一致理解。因此，本領域技術人員可以理解，以下對本發明示例性實施例的描述僅用於說明目的，而不是要限制所附權利要求及其等同物限定的本發明。
[0031]應該理解，除非文中明確指出，否則單數形式的「一」、「一種」和「該」包括複數形式。因此，例如，對於「一組件表面」的引述包括對於一個或多個這種表面的引述。
[0032]可以放大、省略或示意性地示出附圖中的一些組件，並且每一個組件的大小可以不反映實際的大小。因此，本發明的示例性實施例不受附圖中所示的相對大小或距離的限制。
[0033]圖1是示出了根據本發明示例性實施例的終端的示意性配置的框圖，其中，該終端支持基於溫度對系統進行區別供電的功能。
[0034]參照圖1，根據本發明示例性實施例的終端100包括通信單元110、電源120、溫度傳感器130、顯示單元140、存儲單元150和控制單元160。
[0035]為了驅動控制單元160，終端100基於預定的控制表來應用驅動頻率，識別終端的驅動系統的溫度(例如，在控制單元160中配置的應用處理器(AP)的溫度)，並且應用與該溫度相對應的特定控制表。控制表支持根據溫度的升高來應用較低的電壓。由此，該特性通過使系統溫度維持在穩定狀態或者通過提供相對較低的電壓來最小化系統溫度的升高，支持控制單元160使用特定的驅動頻率更穩定地且在更長時間段內進行驅動。
[0036]在示例性實施例中，溫度傳感器130檢測終端100的預定位置處的溫度。即，溫度傳感器130可以包括以下各項中的至少一項:設於終端100內的印刷電路板(PCB)的特定位置處的溫度傳感器、設於控制單元160的控制器內或者設於該控制器附近的溫度傳感器、以及設於用於支持終端100的特定用戶功能的各個控制器附近或者設於所述控制器內的溫度傳感器。溫度傳感器130可以向控制單元160發送所採集的溫度信息。設於控制單元160內的溫度傳感器可以位於控制單元160的AP內核晶片附近，並且可以根據AP驅動的電流來檢測由熱量產生的溫度。如果多晶片(例如，用於支持通信功能的通信模塊晶片)另外設於控制單元160中，則溫度傳感器130可以設於相應的通信模塊晶片的附近區域中，並且可以檢測溫度信息。備選地，溫度傳感器130可以設於AP晶片和通信模塊晶片的公共區域中，並且檢測溫度信息。溫度傳感器還可以設於用於支持用戶功能的控制器(例如，圖像數據處理單元(ISP)或圖形支持設備)中。如上所述，在本發明的示例性實施例中，至少一個溫度傳感器130根據終端100的設計來放置並且檢測溫度信息，使得基於溫度的區別電壓供電功能可以應用於終端100中的各個系統中的至少一個系統。
[0037]如果終端100支持通信功能，則通信單元110是與上述通信模塊晶片相對應的額外組件。即，如果終端100不支持通信功能，則可以省略通信單元110。通信單元110通過根據用戶請求、預定調度或者外部請求的激活，來支持通信功能。在驅動通信單元110的過程中，通信單元110輸出或接收信號。為此，通信單元110支持用於在控制單元160的控制下驅動通信模塊晶片的預定電壓。如果通信單元110被驅動，則可能產生熱量。這種熱量可能升高終端100的內部溫度，並且控制單元160可以執行驅動頻率管理，使得電壓根據由於驅動通信單元110產生的溫度升高而改變。通信模塊晶片是與通信功能有關的組件，並且不僅可以包括支持電信和數據通信功能的通信晶片，並且還可以包括廣播接收模塊和近場通信模塊。
[0038]電源120是向終端100供電所需的組件。電源120在控制單元160的控制下向終端100的每一個組件提供具有預定電壓的電力。具體地說，電源120可以在控制單元160的控制下，根據終端100的內部溫度或者根據特定系統溫度的升高，提供電壓比先前電壓低的電力。例如，如果電源120在特定溫度升高之前已經向控制單元160提供了 5.0伏特的電力，則電源120可以在溫度升高以後向控制單元160提供3.0伏特的電力。電源120可以在額外的溫度升高以後進一步向控制單元160提供2.5伏特的電力。S卩，電源120可以根據溫度向控制單元160提供具有不同電壓的電力。
[0039]顯示單元140是根據終端100的操作來輸出各種屏幕的組件。顯示單元140根據終端100的操作顯示諸如等待屏幕和菜單屏幕等屏幕，並且根據用戶的選擇或者預定調度來顯示諸如文件播放屏幕、文件搜索屏幕、廣播接收屏幕、以及網頁連接屏幕等特定用戶功能屏幕。顯示單元140可以利用具有觸摸面板和顯示面板的觸控螢幕來配置，從而可以用作輸入裝置。
[0040]根據本發明的示例性實施例，顯示單元140可以提供信息使得用戶或設計者可以識別基於溫度的區別電壓供電功能。即，顯示單元140可以在屏幕的一側顯示終端100的內部溫度或者特定系統的溫度。在這裡，顯示單元140可以支持使得通過顯示溫度信息的類型和溫度值來容易地識別有關的溫度信息。可以根據設置以攝氏度或華氏度來顯示溫度值。顯示單元140可以進一步提供根據溫度信息施加的電壓值的改變。可以通過顯示關於先前溫度的電壓值和關於當前溫度的電壓值來支持電壓值的改變，使得可以識別電壓改變的程度。顯示單元140可以進一步輸出特定系統配置的驅動頻率信息。因此，顯示單元140可以根據電壓值的改變來顯示電池壽命的改變,並且根據溫度的改變來顯示驅動頻率的改變。信息的輸出可以與系統的內部情形有關，由此可以根據用戶的設置或者設計者的意圖來省略信息的輸出。
[0041]存儲單元150存儲與終端100的驅動有關的各種程序。存儲單元150可以存儲終端100的作業系統，特定用戶功能的程序，例如，照相應用程式、通信功能支持程序和廣播接收程序。如果終端100支持照相功能，則可以添加照相應用程式。具體地說，存儲單元150存儲多個控制表151以支持基於溫度的區別電壓供電功能。
[0042]多個控制表151可以是被設計為基於溫度向特定系統施加不同電壓的表。如果系統針對系統的操作支持動態電壓頻率調節(DVFS)功能，則多個控制表151可以是針對每一個溫度具有不同電壓值的多個DVFS表。DVFS是支持諸如AP內核等的系統根據瞬時所需的頻率值來設置電壓值的表。如果在驅動終端100時必須執行多個任務或者任務需要高速數據處理,則AP內核基於DVFS表以相對較高的驅動頻率(例如，可應用於系統的最大驅動頻率)操作，並且為此可以使用最大電壓值。如果在驅動終端100時必須執行少許任務或者任務需要低速數據處理，則AP內核基於DVFS表以相對較低的驅動頻率(例如，可應用於系統的最低驅動頻率)操作，並且為此可以使用最小電壓值。
[0043]可以針對每一個系統單獨地提供多個控制表151。例如，不僅可以提供針對AP內核的控制表，而且還可以提供針對驅動相機的圖像數據處理單元的控制表和針對諸如廣播接收模塊等通信模塊的控制表。S卩，多個控制表151可以包括在使用特定時鐘的驅動頻率的系統中用於至少一個基於溫度的電壓控制的控制表。[0044]控制單元160處理並發送與終端100的驅動有關的各種信號和數據。具體地說，控制單元160可以識別由溫度傳感器130採集的溫度信息，並且可以根據溫度信息來改變驅動頻率和電壓，以支持基於溫度的區別電壓供電功能。控制單元160通過針對驅動頻率應用不同的電壓值來在使用特定驅動頻率的操作中提供最佳的電壓值。通過節省電力並且最小化在使用特定驅動頻率的終端100的操作中產生的熱量，來改善系統的穩定性，從而提供終端100的更穩定且更高的驅動性能。控制單元160可以通過使用存儲單元150中預先存儲的控制表151來進一步支持針對終端100中包括的其它系統的基於溫度的區別電壓供電功能。備選地，如果用於使用基於溫度的區別電壓供電功能的例程被加載到諸如控制單元160等每一個系統組件中，則可以在無需控制單元160的控制的情況下獨立地執行對存儲單元150中控制表151的訪問和操作，以操作相應的功能。控制單元160可以包括如圖2中所示的配置。
[0045]圖2是示出了根據本發明示例性實施例的圖1的控制單元的配置的框圖。
[0046]參照圖2，控制單元160包括溫度檢測器161、內部時鐘檢測器163和電壓控制單元 165。
[0047]溫度檢測器161檢測終端100的內部溫度，並且檢測設於PCB上的諸如控制單元160、用於操作顯示單元140的圖形支持設備、用於在內部系統組件之間傳輸信號的總線系統、內部邏輯、和用於支持相機的圖像數據處理單元等系統的至少一個溫度。為此，溫度檢測器161控制設於上述系統中的至少一個溫度傳感器130，並且通過使用溫度傳感器130來採集特定系統的溫度信息。溫度檢測器161可以通過使用溫度傳感器130來周期性地或者實時地採集溫度信息，並且可以僅採集設於終端100內的特定系統的溫度信息或者整個終端100的內部溫度。溫度檢測器161向電壓控制單元165發送從溫度傳感器130接收的溫度信息。溫度信息可以包括特定系統或終端100的位置標識符和溫度值。
[0048]內部時鐘檢測器163是用於檢測至少一個系統時鐘的組件，該組件支持根據本發明示例性實施例的基於溫度的區別電壓供電功能。例如，內部時鐘檢測器163可以檢測控制單元160的驅動頻率。在向控制單元160應用DVFS (或者，動態時鐘和電壓調節(DCVS))的情況下，可以依據終端100的操作，基於各個驅動頻率來操作控制單元160，如上所述。內部時鐘檢測器163檢測特定溫度下的驅動頻率，並且將該驅動頻率發送到電壓控制單元165。內部時鐘檢測器163進一步檢測未應用DVFS的組件(例如，用於支持相機模塊的圖像數據處理單元)的固定驅動頻率，並且將檢測到的信息發送到電壓控制單元165。
[0049]電壓控制單元165是用於根據溫度檢測器161檢測到的溫度信息來調整提供給特定系統的電壓的組件。如果接收到溫度信息，則電壓控制單元165從存儲單元150中識別與溫度信息相對應的控制表151，並且根據存儲在控制表151中的信息來增加或減小電壓。在應用了 DVFS的控制器的情況下，電壓控制單元165在存儲單元150中搜索多個基於溫度的DVFS控制表中與當前溫度相對應的DVFS控制表。然後，電壓控制單元165通過使用從內部時鐘檢測器163發送的驅動頻率信息，根據在DVFS控制表中定義的驅動頻率，來執行電壓控制。即，電壓控制單元165參照溫度信息和驅動頻率來控制提供給特定系統的電壓。
[0050]作為上述區別電壓供電功能的示例，如果控制單元160以最大驅動頻率操作，則終端100的內部溫度和控制單元160中包括的系統的溫度可能逐漸地升高。在該情況下，溫度檢測器161可能檢測到內部溫度或系統溫度的升高，並且如果溫度升高至高於預定值，則可以將溫度信息發送給內部時鐘檢測器163和電壓控制單元165。內部時鐘檢測器163在溫度高於預定值的情況下識別系統驅動頻率信息，並且將該系統驅動頻率信息發送給電壓控制單元165。如果溫度升高，則電壓控制單元165搜索存儲在存儲單元150中的控制表151，並且查找與溫度相對應的控制表151。然後，電壓控制單元165識別從內部時鐘檢測器163接收的驅動頻率，並且檢測與驅動頻率相對應的電壓信息。電壓控制單元165基於相應的電壓信息來調整提供給控制單元160的電壓。例如，電壓控制單元165可以進行控制以將提供給控制單元160的控制器的電壓減小至預定值。如果在該過程中減小提供給控制單元160的電壓，則由此可以根據控制單元160的操作中功耗的減小來減少熱量產生。該特性導致系統以相同的驅動頻率操作，而無需由控制單元160改變至低於最大驅動頻率的驅動頻率。因此，根據本發明示例性實施例的應用了基於溫度的區別電壓供電功能的系統可以提供相對較高的驅動性能，並且可以通過抑制溫度升高來最小化硬體的熱損壞，從而延長系統的壽命。此外，應用了本發明示例性實施例的系統可以自適應地減小電壓，從而通過減小功耗來在低電力的情況下實現高性能操作，並且通過節省電池電力來得到更長的操作時間。
[0051]圖3是示出了根據本發明示例性實施例的用於基於溫度來控制系統電壓的過程的流程圖。
[0052]參照圖3，在步驟301，控制單元160識別系統內核時鐘計算算法的值。即，控制單元160識別當前要處理的任務數量和所請求的處理速度。然後，在步驟303，控制單元160根據所識別的信息來識別改變驅動頻率是否是必需的。如果改變驅動頻率是必需的，則在步驟305，控制單元160識別將應用本發明的示例性實施例的諸如AP等系統的內部溫度是否低於預定基本溫度。在這裡，根據溫度傳感器的布置，用於控制AP的電壓的溫度信息可以不是從AP的內部採集的，而是從AP的外部(例如，設於PCB上的溫度傳感器)採集的。
[0053]在示例性實施例中，如果在步驟305中，AP的內部溫度低於基本溫度，則在步驟307，控制單元160選擇DVFS表#1 (正常)，並且在步驟309和311中基於DVFS表#1來調整AP驅動頻率和電壓。在這裡，DVFS表#1 (正常)可以與針對AP的操作預定的第一控制表相對應。即，DVFS表#1可以是包括針對根據DVFS頻率調節來進行動態電壓調整的信息的表格。
[0054]如果在步驟309中頻率的增加是必需的，則控制單元160進行控制以基於DVFS表#1將電壓和驅動頻率增加預定值。如果在步驟311中頻率的減小是必需的，則控制單元160進行控制以減小電壓和驅動頻率。
[0055]在示例性實施例中，如果在步驟305中AP的內部溫度高於基本溫度，則在步驟313中控制單元160選擇存儲在存儲單元150中的DVFS表#2 (高溫)，並且進行控制以選擇性地執行步驟315和步驟317。即，如果頻率的增加是必需的，則控制單元160可以基於DVFS表#2中包括的信息增加電壓和頻率，並且如果頻率的減小是必需的，則控制單元160可以基於DVFS表#2中包括的信息減小電壓和頻率。在上述描述中，DVFS表#1中包括的電壓調整值和DVFS表#2中包括的電壓調整值至少部分地設置為不同的值。
[0056]在示例性實施例中，如果在步驟303中根據所識別的信息，驅動頻率的改變不是必需的，則在步驟319中控制單元160識別AP的內部溫度是否低於預定的溫度。如果AP的內部溫度低於預定的基本溫度，則在步驟322，控制單元160維持當前設置。S卩，控制單元160支持AP驅動，而無需改變當前驅動頻率和電壓。如果在步驟319中AP的內部溫度大於預定的基本溫度，則在步驟323中控制單元160根據針對高溫的DVFS表的設置來進行AP調整。在上述描述中，如果在步驟319中AP的內部溫度高於預定的溫度，則執行與步驟313類似的步驟323。在上述描述中，已經解釋了識別改變AP配置的驅動頻率並且相應地改變AP的內部溫度和基本溫度的必要性，然而，可以省略步驟303、319、322和323。在該情況下，控制單元160在步驟301中識別內核時鐘算法的值，在步驟305中將AP的內部溫度與基本溫度進行比較，並且如果AP的內部溫度低於基本溫度，則在步驟322中維持當前設置，而無需進入步驟307。在圖3中示出了用於解釋驅動頻率和電壓調整的分支，然而，本發明的示例性實施例的主要特徵在於:如果系統的內部溫度或外部溫度高於基本溫度，則基於從多個預定DVFS表中選擇的特定DVFS表來調整驅動頻率和電壓。
[0057]已經在上文中描述了通過使用兩個DVFS表來調整電壓的方法，然而，本發明不限於此。
[0058]圖4是示出了根據本發明示例性實施例的根據溫度改變來進行頻率和電壓控制的圖表。
[0059]參照圖4，如圖所示，在本發明的示例性實施例中，可以提供針對每一個溫度的多個DVFS表，從而終端100可以進行控制以通過針對每一個溫度搜索相應的DVFS表來應用與驅動頻率相對應的電壓調整值。在圖4中，在溫度0°C、_25°C和100°C處示出了針對每一個頻率的電壓調整值。圖4示出了以直線的形式調整針對每一個溫度的操作電壓，然而，可以以非線性的形式(例如，拋物線和階梯曲線)來調整操作電壓。
[0060]諸如臺式計算機和筆記本計算機等產品通過安裝散熱面板和旋轉式風扇來使系統冷卻並維持性能。然而，由於便攜性的效果並且由於可攜式終端的超薄型，可攜式終端不能安裝這種冷卻設備，從而需要一種用於減小功耗的方法。
[0061]如果向系統提供具有恆定電壓和電流的電力，則產生了熱量，從而由於產生的熱量而減小了閾值電壓(vth)。如果Vth減小，則晶片的洩漏和動態電流增加，從而隨著電流的增加產生了越來越多的熱量。隨著Vth根據晶片溫度的升高而減小，本發明的示例性實施例通過將施加的電壓減小電壓餘量來減小功耗。因此，應用了本發明示例性實施例的系統具有較低的溫度升高並且在較長的時間維持最佳性能。
[0062]如上所述，終端100的特徵在於針對多個可能的特定系統中的至少一個支持基於溫度的區別電壓供電功能，所述特定系統例如是在控制單元160中配置的設備，諸如支持照相功能的圖像信號處理器(ISP)、支持顯示功能的圖形設備等控制器，等等。基於溫度的區別電壓供電功能支持長時間內的高驅動性能和高穩定性。基於溫度的區別電壓供電功能使得能夠減少在製造終端100的每一個系統的過程中樣品屬性的偏差，從而可以更自由地對產品進行管理。在下文中，參照附圖更詳細地描述了應用根據本發明示例性實施例的功能的方法。
[0063]圖5是示出了根據本發明示例性實施例的基於溫度的電壓控制與根據有關技術的電壓控制之間的性能比較的圖表。
[0064]參照圖5，示出了在基於溫度的電壓控制之前和之後的溫度升高和最大操作頻率的圖表。如圖所示，如果根據溫度控制電壓，則溫度升高的速度下降，從而可以維持最大操作頻率和系統性能。S卩，如果應用電壓控制，則系統的驅動頻率根據溫度的升高以線性形式增加。100°c處的驅動頻率表現出與未應用基於溫度的電壓控制相比較高的驅動頻率。如果未應用基於溫度的電壓控制，則系統的最大驅動頻率根據溫度的下降而快速減小。然而，如果應用基於溫度的電壓控制，則最大驅動頻率相對緩慢地下降，這意味著系統以較高的驅動頻率操作。
[0065]圖6是示出了根據本發明示例性實施例的批量生產的晶片的自適應電源電壓(ASV)組分布的圖表。
[0066]參照圖6，通常在批量生產晶片時，晶片的物理屬性具有如圖所示的正態分布。從中心到自適應電源電壓O(ASVO)的方向分布的晶片需要較高的電壓來提供特定的性能，並且具有較低的洩漏和電流消耗。相反，從中心到自適應電源電壓12(ASV12)的方向分布的晶片需要較低的電壓來提供特定的性能，並且具有較高的洩漏和電流消耗。靠近ASV12分布的晶片的弱點在於由於較高的功耗而產生熱量，並且具有較短的電池壽命的缺點。靠近ASVO分布的晶片具有較低的功耗，然而，具有低響應度的缺點。
[0067]如上所述，組ASVO的晶片和組ASV12的晶片之間的熱量產生和操作時間的偏差較大。如果將根據本發明的區別電壓供電功能應用於組ASVO至ASV12的晶片，則可以減小晶片之間的操作時間的偏差。例如，屬於組ASV12的晶片具有由於較高的功耗而產生熱量的特性，然而，可以通過應用根據本發明的基於溫度的區別電壓供電功能來減小熱量產生，從而可以解決熱量產生和洩漏電流的問題。因此，如果將基於溫度的區別電壓供電功能應用於批量生產晶片，則可以將樣品的物理屬性補償為接近在中心分布的組ASV6，從而本發明有助於通過擴展產品的容許範圍來批量生產晶片。例如，如果最初將產品組劃分為12個組，則可以通過應用根據本發明示例性實施例的基於溫度的區別電壓供電功能來將產品組劃分為較少量的組。換言之，根據本發明示例性實施例的基於溫度的區別電壓供電功能支持基於溫度對ASV組進行重新分組。因此，可以將多個組分配給晶片以執行基於溫度的電壓控制。該特性可以導致製造支持特定特性的更多產品，並且即使產品的物理屬性可能不同，也可以將產品處理為具有相同的性能。
[0068]圖7至圖10是示出了根據本發明示例性實施例的實際批量生產的晶片的溫度特性的測試結果的各種表格和圖表。附圖示出了晶片的測試結果，並且「低溫」指示當晶片管芯溫度在(TC與39°C之間時電壓餘量測試的結果。「環境溫度」指示當晶片管芯溫度在67°C與80°C之間時電壓餘量測試的結果。「L0」至「L15」指示時鐘頻率，其中，「L0」是最大操作頻率，「L15」是最小操作頻率。通過使用向量來對電壓餘量進行測量，並且通過逐漸減小實際電源電壓直到故障發生為止，來測量電壓。通過以12.5mV的間隔減小電壓，來執行測試。通過從「低溫」的最小操作電壓(單位為mV)減去「環境溫度」的最小操作電壓(單位為mV)來計算額外的餘量。
[0069]參照圖7，在整個頻率範圍內，額外的餘量隨著溫度的升高而增加。參照圖8，ARM內核電力餘量配置有16個階梯。參照圖9，圖形內核(G3D)電力餘量配置有7個階梯。參照圖10，內部邏輯(INT)電力餘量配置有5個階梯。如圖所示，可以將電壓減少多達根據溫度的升高而產生的額外餘量電壓，並且由於如果減小電壓則產生了額外的餘量，因此可以將電壓減小比當前測量的額外餘量多的量。
[0070]參照圖11，表格示出了根據本發明示例性實施例的測量ASV組的溫度電壓餘量的測試結果。[0071]圖11是在4個組中測量5個晶片的測試結果，並且示出了隨著溫度的升高額外產生的餘量。因此，可以向所有組應用基於溫度的區別電壓供電功能，這是因為在所有晶片中針對整個電力範圍產生了額外餘量。例如，屬於所示ASV組的每一個樣品的電壓可以隨著溫度的升高而減小。在這裡，IDS是與洩漏有關的以毫安(mA)為單位的值，並且HPM與電荷的最大移動速度相對應。
[0072]如上所述，本發明的示例性實施例的特徵在於具有提供基於溫度的區別電壓供電功能的配置。如果相應的系統使用DVFS表，則可以應用基於溫度的區別電壓供電功能來基於針對每一個溫度提供的多個DVFS表執行系統操作。因此，本發明的示例性實施例可以通過使用多個DVFS表來提供用於在相同的頻率中應用不同電壓的系統。在示例性實施例中，本發明進一步通過針對晶片的每一個溫度提供多個ASV(PVS)組來支持根據溫度設置電壓。
[0073]在根據本發明示例性實施例的檢測溫度的方法中，可以使用設於系統或晶片內的溫度傳感器單元(TMU)或者設於PCB上的熱敏電阻，其也可以應用於多核環境。如上所述，甚至在僅使用特定的驅動頻率的系統中，本發明的示例性實施例也可以通過支持根據溫度升高的電壓調整來減少洩漏電流和功耗，而無需像DVFS —樣根據頻率來改變電壓。
[0074]終端100還可以根據規定類型包括各種額外的模塊。即，終端100可以包括上文未描述的組件，例如，用於通信終端的近場通信模塊、用於在終端100的有線通信方法或無線通信方法中進行數據傳輸的接口、連接到網際網路並且執行網際網路功能的網際網路通信模塊、接收數字廣播並且執行播放功能的數字廣播模塊等等。這些組件根據收斂趨勢具有廣泛變化，從而不能在這裡列出所有項，然而，可以在上面的設備中進一步包括具有與上述配置相同級別的組件。當然，根據本發明示例性實施例的終端100的規定類型，可以省略特定的組件，或者可以用另一組件來替換特定的組件。這對於本領域普通技術人員而言將是顯而易見的。
[0075]根據本發明示例性實施例的終端100可以包括通過與各種通信系統相對應的通信協議操作的所有移動通信終端、可攜式多媒體播放器(PMP)、數字廣播播放器、個人數字助理(PDA)、音樂播放器(例如，MP3播放器)、可攜式遊戲終端、智慧型電話、信息和通信裝備、以及諸如筆記本和手持PC等多媒體裝備、以及它們的應用裝備。
[0076]在此，應當注意的是，上文所描述的本公開示例性實施例通常涉及在一定程度上處理輸入數據並且生成輸出數據。可以用硬體或軟體與硬體的組合來執行該輸入數據處理和輸出數據生成。例如，可以在行動裝置或類似或有關的電路中採用特定的電子組件，以實現與上述本發明的示例性實施例相關聯的功能。備選地，根據所存儲的指令操作的一個或多個處理器可以實現與上述本發明的示例性實施例相關聯的功能。如果是這種情況，則可以在一個或多個處理器可讀介質上存儲這些指令，這落入本公開的範圍內。處理器可讀介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲設備。處理器可讀介質還可以分布在網絡耦合的計算機系統上，使得可以以分布式形式存儲和執行指令。此外，本發明所屬領域的熟練編程人員可以容易地理解用於完成本發明的功能電腦程式、指令和指令段。
[0077]雖然參考本發明的一些示例實施例示出和描述了本發明，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由所附權利要求及其等同物限定的本發明的精神和範圍的前提下，可以在 形式和細節上對這些實施例進行各種改變。
【權利要求】
1.一種支持基於溫度進行電壓控制的終端，所述終端包括: 溫度傳感器，用於檢測至少一個系統的內部和外部中的至少一個位置的溫度；以及電壓控制單元，用於根據由所述溫度傳感器檢測到的溫度來調整提供給所述至少一個系統的電壓。
2.根據權利要求1所述的終端，其中，所述系統是所述終端的應用處理器AP、圖像數據處理單元、圖形支持單元、以及內部邏輯中的至少一個。
3.根據權利要求1所述的終端，還包括:存儲單元，存儲多個動態電壓頻率調節DVFS表， 其中，所述系統基於溫度按所述多個DVFS表來驅動，以進行頻率電壓控制。
4.根據權利要求3所述的終端，還包括:內部時鐘檢測器，用於檢測所述系統的內部時鐘。
5.根據權利要求4所述的終端，其中，所述電壓控制單元基於由所述內部時鐘檢測器檢測到的驅動頻率和由所述溫度傳感器採集的溫度信息，根據從所述多個DVFS表中選擇的特定DVFS表中與所述驅動頻率映射在一起的電壓信息，來控制提供給所述系統的電壓。
6.根據權利要求1所述的終端，其中，所述系統是從由批量生產的晶片分類的多個自適應電源電壓ASV組中選擇的ASV組，並且依據溫度電壓餘量屬於多個ASV組。
7.根據權利要求1所述的終端，其中，所述電壓控制單元基於多個系統中的每一個的相應溫度來控制電壓。
8.根據權利要求1所述的終端，其中，所述電壓控制單元將電壓減小至預定電壓，所述預定電壓是與溫度的升高相對應的量。
9.根據權利要求1所述的終端，其中，所述溫度傳感器是以下各項中的至少一項:安裝在所述系統內的溫度傳感器、以及安裝所述系統所設於的印刷電路板PCB上的溫度傳感器。
10.一種用於基於溫度來控制電壓的方法，所述方法包括: 檢測至少一個系統的內部和外部中的至少一個位置的溫度；以及 根據所檢測的溫度來調整提供給所述至少一個系統的電壓。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述系統是所述終端的應用處理器AP、圖像數據處理單元、圖形支持單元、以及內部邏輯中的至少一個。
12.根據權利要求10所述的方法，其中，調整電壓包括: 準備基於溫度的多個動態電壓頻率調節DVFS表以進行頻率電壓控制； 基於由內部時鐘檢測器檢測到的驅動頻率和由溫度傳感器採集的溫度信息，檢測從所述多個DVFS表中選擇的特定DVFS表中與所述驅動頻率映射在一起的電壓信息；以及根據所檢測的電壓信息來調整提供給所述系統的電壓。
13.根據權利要求10所述的方法，其中，所述系統是從由批量生產的晶片分類的多個自適應電源電壓ASV組中選擇的ASV組，並且依據溫度電壓餘量屬於多個ASV組。
14.根據權利要求10所述的方法，其中，調整電壓基於多個系統中的每一個的相應溫度來控制電壓。
15.用於存儲電腦程式的至少一個非瞬時處理器可讀介質，所述電腦程式具有指令，所述指令被配置為能夠由至少一個處理器讀取以指示所述至少一個處理器執行用於執行根據權利要求10所·述的方法的計算機進程。
【文檔編號】H04M1/725GK103713676SQ201310459532
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】樸澈雨, 尹哲垠, 李光燮, 張世映 申請人:三星電子株式會社