功率控制集成電路單元的製作方法

2023-05-01 07:41:26 4

專利名稱：功率控制集成電路單元的製作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路領域。更具體來說，本發明涉及集成電路單元(cell),它們是組成集成電路的構件塊。
技術背景已知的是提供集成電路單元，它們提供預定功能，並且用它們可 組成完整的集成電路。這些單元的設計通常是單元庫的組成部分，計 算機化工具在整個集成電路設計中選擇和布置適當的單元，以便實現 指定功能性。隨著集成電路變得更為複雜，用於組成那些集成電路的 集成電路單元的數量迅速增加，並且在集成電路中布置和路由信號的 任務變得更加困難。集成電路設計中的另一個趨勢是構成集成電路單元的半導體組件的物理尺寸的減小。還存在使用低閾值電壓元件的趨勢，因為可使它們更迅速地轉換。特別是由於洩漏電流的增加，這些趨勢以不利的方式增加了集成電路的功耗。為了解決功耗的這種不利的增加，已經提出和採用一些技術，這些技術在集成電路的若干部分不需要使用時， 將那些部分與電源絕緣。這可減少那些部分的洩漏電流。還可提供關聯技術，它們用於在斷電之前保存將要斷電的集成電路的一部分中的 任何狀態，使得該狀態可在稍後恢復而不會丟失。這種狀態保持機制 有時採用所謂的"氣球式鎖存(balloon latches)"。另一種關聯技術是在設 計中在元件之間採用隔離門電路，以防止當集成電路的若干部分斷電 時出現的浮動輸入或輸出，否則它們可能產生不可預測或不正確的操 作。雖然以上所述的技術在減小洩漏電流方面是有效的，但是，它們在支持這種附加功能性所需的電路元件、電路複雜度以及特別是控制 路由選擇方面具有關聯開銷。附圖的圖1示意說明控制電路元件，它 們可額外地在集成電路設計中提供用於支持以上所述的"睡眠"、"保 存"和"啟用"類型的操作。這些控制信號需要在集成電路設計上廣泛地 路由，並且還包括需要永久電源的緩沖器元件，使得這些緩衝器即使 在它們所關聯的電路元件的電源斷開時也可繼續驅動所需控制信號。因此，這類功率控制機制的提供預計將解決一組問題，但它本身 引入新的一組複雜度和開銷。可能出現的一個具體問題是在集成電路 的多個部分再次加電時不利的功率驟增。為了降低功率要求中的這類 尖峰信號的可能性，需要對功率控制信號的分配進行仔細且費時的設 計。為了滿足逸些定時要求而進行的功率控制信號的路由選擇可表示 工程人員以及設計工具'的一個難題。Philip Lang 6令i侖文"The practice of power gating comes with its own problems(功率門控的實踐伴隨其自身問題發生)"(New Electronics, 2005年5月10.日，第27-28頁)描述了一種採用雙行程接通機制的電 源開關設計。每個電源開關包括弱和強電晶體，在第一行程中，各電 源開關的弱電晶體接通，然後，確認信號在第二行程中用來接通各電 源開關的強電晶體。這種方法通過使用在不同時間接通的弱和強晶體 管來減小每個電源開關中的峰j直電流，因而在某種程度上緩解了前述 的、在集成電路的多個部分再次加電時出現的功率需求驟增的問題。 但是，仍然存在由於快速依次^接通每個電源開關的弱電晶體而引起的 相當大的整體峰值電流，其結杲可能使許多弱電晶體同時接通。因此，希望提供一種用於減小在集成電路中採用功率控制機制時的功率驟增的改進:^支術。發明內容從一個方面來看，本發明提供一種功率控制集成電路單元，用於 組成集成電路的 一部分並且具有無開關(unswitched)電源輸入端、帶開關(switched)電源輸出端、功率控制信號輸入端和功率控制信號輸出 端，所述功率控制集成電路單元包括電源轉換電路(power switching circuit),響應在所述功率控制信號 輸入端上所接收的功率控制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸 出端連接到所述無開關電源輸入端；以及功率控制信號緩衝器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供 電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出 端的功率控制輸出信號。本技術認識到，功率控制信號的分配可通過提供功率控制集成電 路單元來支持，功率控制集成電路單元包括功率控制信號輸入端和功 率控制信號輸出端以及功率控制信號緩衝器電路。功率控制集成電路 單元包括電源轉換電路，它有選擇地將帶開關電源線路連接到無開關 電源線路，並且相應地提供到無開關電源線路的物理接近性，從而允 許功率控制信號緩衝器電路根據需要方便地得到其永久有效的電源。 通過將功率控制信號緩衝器電路設置成響應帶開關電源輸出端而從功率控制信號輸入端驅動功率控制輸出信號，在使電源轉換電路將帶開 關電源輸出端連接到無開關電源輸入端的功率控命j輸入信號與將那個 功率控制信號作為輸出功率控制信號傳播的功率控制信號緩衝器電路 之間引入明顯的延遲。在與其它功率控制集成電路單元連接時，這可 顯著減小峰值電流，因而減小功率驟增。這些功率控制集成電路單元可設置在整個集成電路設計中，從而 有選擇地將集成電路的若干部分與電源絕緣，以減小洩漏電流，同時 提供用於分配關聯功率控制信號的基礎設施。電源轉換電路可通過各種方式來設置。在一個實施例中，電源轉 換電路包括第一和第二並聯開關元件，第一開關元件響應功率控制輸入端，以及第二開關元件響應功率控制輸出信號而有選擇地將所迷帶 開關電源輸出端連接到所述無開關電源輸入端。因此，在每個功率控制集成電路單元中，帶開關電源輸出端的充電可在兩個不同階段發生， 由此減小峰值電流消耗。此外，如果多個這類功率控制集成電路單元 被串聯，則優選實施例的功率控制信號緩衝器電路確保一個單元在下 一個單元開始充電過程之前已經差不多完成它的帶開關電源輸出端的 充電。
在一個實施例中，由電源轉換電路進行的所述帶開關電源輸出端
間段轉變，以及功率控制信號緩衝器電路可用於在帶開關電源輸出端 的轉變電壓達到預定電壓值時產生功率控制輸出信號的值的數字轉 變。在一個實施例中，這通過在功率控制信號緩衝器電路中提供施密 特觸發器邏輯來實現。在一個具體實施例中，第一開關元件比第二開 關元件更弱，並且在第一開關元件啟動時，這引起帶開關電源輸出電 壓比較緩慢的轉變。通過釆用上述實施例，即使帶開關電源輸出電壓 僅僅緩慢轉變，也可實現功率控制輸出信號的值的明確數字轉變。
不但分配功率控制信號來開關電源，功率控制集成電路單元還可 分配其它控制信號，這些控制信號可有利地與功率控制行為關聯，並 且通常必須在帶開關電源輸出端沒有連接到無開關電源輸入端時^皮驅 動，這類其它控制信號的實例是保存信號、恢復信號和輸入/輸出啟用 信號。在一個實施例中，這些其它控制信號可單獨產生並通過功率控 制集成電路單元在整個集成電路上分配。在一個實施例中，功率控制 信號緩衝器電路與啟用信號相關地進行操作，並且另 一個控制信號緩 沖器也可用於接收所述啟用信號，並響應啟用信號^支取消斷言而隔離 另一個控制信號輸出端。
功率控制集成電路單元的功率控制信號輸入端和輸出端可通過各 種方式連結在一起，例如通過輸入端和輸出端適當地設置在單元的外 沿時的鄰接或者通過單元中的預定輸入和輸出位置的連結導體進行連 接。
從另一個方面來看，本發明提供一種集成電路，包括多個集成電路單元； 多個無開關電源線路； 多個帶開關電源線路；以及
多個功率控制集成電路單元，所述功率控制集成電路單元的至少 一個具有無開關電源輸入端、帶開關電源輸出端、功率控制信號輸入 端和功率控制信號輸出端，並且包括
電源轉換電路，響應在所述功率控制信號輸入端上接收的功率控 制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電 源專lr入端；以及
功率控制信號緩衝器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供 電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出 端的功率控制輸出信號；
其中，對於所述多個功率控制集成電路單元的至少一部分
所述帶開關電源輸出端連接到所述多個帶開關電源線路其中之 一；以及
給定功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接到另一個 功率控制集成電路單元的功率控制信號輸入端，以提供功率控制信號 通過所述集成電路的傳播通路。
會理解到，功率控制信號和其它控制信號的傳播通路可採取大量 不同的形式，但;波方便地形成，以對於它們的傳播通路的至少若干部 分具有扇出拓樸結構或菊花鏈拓樸結構。這些拓樸結構也可混合。
當功率控制信號到達其傳播通路末端時，它可方便地用來產生功 率控制確認信號，該功率控制確認信號被反饋到功率控制信號源，以 表明它已經完成通過集成電路的轉變，因此可假定這時已經對那個功 率控制信號進行了適當的響應。這在對於變得更複雜的加電和斷電操 作的動作確定順序時是有用的，例如除了電源本身的開關之外，還可包括保存、恢復、隔離和啟用動作。這些動作相互之間需要適當定時。 從另一個方面來看，本發明提供一種設計集成電路的計算機實現
方法，包括以下步驟
定義包括多個無開關電源線路和多個帶開關電源線路的電力網； 將多個功率控制集成電路單元設置在所述電力網中，所述多個功
率控制集成電路單元具有無開關電源輸入端、帶開關電源輸出端、功
率控制信號輸入端和功率控制信號輸出端，功率控制集成電路單元包
括
電源轉換電路，響應在所迷功率控制信號輸入端上接收的功率控 制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電 源輸入端；以及
功率控制信號緩衝器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供 電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出 端的功率控制輸出信號，以提供功率控制信號通過所述集成電路的傳 播通路；以及
將多個其它集成電路單元i殳置在所述電力網中，至少某些所述其 供電。
結合了對功率控制信號分配的支持的功率控制集成電路單元的提 供尤其極適合於集成電路設計的計算機實現方法，因為它允許提供規 則有序功率控制基礎設施作為集成電路中的框架，該框架則可裝載其 它集成電路單元，以產生預期處理功能性。iM"於集成電路中的功率 控制的提供提出 一種系統級方法，其方式簡化了設計人員和工具在支 持所需功率控制功能時的任務。
本發明的另 一個補充方面是一種確定如前面所述的功率控制集成 電路單元的集成電路單元庫元件。這類集成電路單元庫由計算機實現 方法和工具用作構件塊，從其中可組成完整的集成電路設計。


現在僅作為實例、參照附圖來描述本發明的實施例，附圖包括 圖1示意說明功率控制信號和其它控制信號分配網絡； 圖2示意說明集成電路中的電力網；
圖3、圖4和圖5在功能級示意說明可在相應的示例功率控制集 成電if各單元中提供的電路元件；
圖6說明功率控制集成電路單元的電路布局；
圖7示意說明功率控制信號及關聯功率控制確認信號的生成；以
及
圖8示意說明集成電路中的加電和斷電類型操作的序列以及關聯 控制信號的定時。
具體實施例方式
圖2說明可作為集成電路中的框架來提供的電力網2。電力網2 包括在集成電路中以一個方向並在一個層級上彰L設的多個無開關電源 線4。以正交方向敷設的是多個帶開關電源線6。帶開關電源線6在集 成電路中的不同層級上敷設，並通過開關元件8有選擇地連接到無開 關電源線4。這些開關元件8是功率控制集成電路單元，它可有利地、 但不是必要地設置在無開關電源線路4的下面、無開關電源線4與帶 開關電源線6的相交處。那些功率控制集成電路單元8響應功率控制
路4。這樣，集成電路的不同部分可根據需要加電和斷電。
應當注意，雖然在圖2中，無開關和帶開關電源線路表示為相互 正交地敷設，但這不作要求。實際上，在一個實施例中，無開關電源 線本身可能以網格形式分布在頂部兩個金屬層上。
圖3示意說明可設置在一個示例功率控制集成電路單元中的電路 元件。電源轉換電路由兩個並聯開關10、 15來提供，在一個實施例中， 一個開關遠大於另一個開關。具體來說，在簡圖中，較弱的開關標記為"xl"，以及較強的開關標記為"x5"。開關電路用於有選擇地將無開 關電源線路4連接到帶開關電源線路6。功率控制信號輸入端12接收 功率控制輸入信號"Nstartln",它僅使較弱開關10在最初接通，由此 僅允許小電流從VDD 4流入帶開關電源輸出端WDD 6。僅當VVDD 被施加大量功率時，較大的主開關15才接通。這由包括"與(AND)"門 16和反相器18的功率控制信號緩衝器電路來控制。僅當VVDD處於 高於這個門電路的輸入閾值的電壓時，"與"門16的輸出才轉換到邏輯 l電平。當"與"輸出升高時，信號NstartOut在功率控制信號輸出端14 上下降，並且較大的PMOS開關15接通，以迅速將VVDD充電到其 最終的操作電壓。
輸出信號NstartOut也連接到下一行或子塊的Nstartln,因此，下 一行僅在當前行^^大部分加電時才開始加電。晶片(或宏單元)的行共 同形成菊花鏈，使得許多行以固定且》見則的順序接通。
通過通路19輸入到"與"門16的NSleep信號是提供給所有功率選 通控制單元的全局信號，它確保在電源開關斷開時，這僅以幾個延遲 選通脈衝而發生，並且沒有與接通序列同樣長的延遲。第一行的 Nstartln通常由反相器來驅動，反相器的輸入為Nsleep——即它在邏輯 上是NOT(NSleep)(非(NSleep》。
在圖3中，"與"門作為施密特觸發器來形成，因而具有小反饋裝 置，在內部確保從緩慢升高的VVDD輸入的清潔開關轉變(clean switching transition)。
會理解到，以上所述的功率控制信號需要經過緩衝，以在集成電 路中通過比較大的距離進行分配。通過按照上述方式對它們進行緩衝， 緩衝還可按照以下方式在通過集成電路的功率控制信號的傳播中引入 有利的延遲使集成電路的不同部分的加電分階段進行，以減小與這 種活動關聯的功率尖峰的出現。可採用本技術的功率控制集成電路單 元來實現的功率控制信號的規則且有方法的分配使功率控制信號的分 配才莫式能夠易於通過連接不同功率控制集成電路單元的功率控制信號輸入端和輸出端的適當菊花鏈拓樸結構或扇出拓樸結構來實現，可實 現通過整個集成電路的功率控制信號的傳播的預期模式和定相
(phasing)。
圖4說明另一個示例功率控制集成電路單元8，但在這個實例中， 另外還包括對於用於隔離其它集成電路單元元件的輸出端和輸入端的 隔離信號的生成的支持。具體來i兌，"與非(NAND)"門20設置在功率 控制集成電路單元8中，其中它的輸入之一取自全局信號"nSLEEP"。 來自另一個集成電路單元(未示出)的輸出可饋送到這個"與非"門20的 另一個輸入端，因而根據信號"nSLEEP"的狀態經過選擇性隔離。選擇 性隔離的輸出通過反相器22驅動到隔離輸出端23。
圖5說明另一個示例功率控制集成電路單元8，但在這個實例中， 另一個控制信號由功率控制集成電路單元在其分配中支持，但其本身 不是通過功率控制信號進行選通。在圖5的實例中，另一個控制信號 是保持寄存器控制信息("保存"信號)，它在另一個控制信號輸入端24 上接收，並在從緩衝器控制信號輸出端30輸出之前通過反相器26、 28經歷緩衝。這個單元還可緩衝全局"nSLEEP，，信號。
圖6按照圖3和圖6的實例來說明功率控制集成電路單元8的物 理形式。具體來說，電源開關電晶體10、 15在功率控制輸入端12上 輸入並從功率控制輸出端14 ^T出的功率控制信號的控制下有選擇地 將無開關電源線路4連接到帶開關電源線路6。功率控制信號緩衝器 電路16、 18緩沖功率控制集成電路單元8中的功率控制信號，以便由 其它功率控制集成電路單元8進一步分配和使用。
圖7是關於可如何在系統範圍控制功率控制信號的高級圖解。在 這一級，運行(加電)晶片上系統的一部分的請求^皮接收並傳遞給控制 器32。這個控制器32則產生功率控制信號34,它通過與希望加電的 晶片上系統集成電路的那個部分相關聯的功率控制集成電路單元8的 功率控制信號輸入端和輸出端來分配。在圖7的實例中，這採用註腳 (footer)電源開關電晶體36有選擇地將可控集成電路單元與Vss線路連接或隔離。當功率控制信號34的傳播已經到達其傳播通路的末端時(可
能存在一個以上末端，並且對於這個任務可方便地選擇最緩慢的通
路)，功率控制確認信號38從到達其通路末端的功率控制信號中生成， 並且又導向功率控制邏輯32。閉環控制有利地是可靠且自動定時的， 其方式簡化了功率控制事件的順序確定並使它更為可靠。
圖8更詳細地說明功率控制事件的序列可如何採用從基本"RUN" 信號開始的這些控制信號傳播4支術來觸發和自動定時。在最高級，功 率控制信號"PWR"採用功率控制集成電路單元8通過集成電路中被接 通的部分來分配，並且那個部分的帶開關電源電壓存在所產生的升高。 加電完成的確認信號作為信號PWRJ3K返回。然後是數據保持控制信 號"保存"、"重置"和"恢復"的序列的生成。最後，"有效"信號被傳播 和確認。生成信號的補充序列，以便控制分階段的斷電活動，如圖所 示。
從以上描述中會理解，本發明的實施例提供功率控制集成電路單 元，它減小在首先接通帶開關電源輸出端時可能出現的衝擊電流。這 通過一次一個而不是同時對晶片或宏的行進行加電來實現，並且其中 只有少量pmos電源開關在最初是有效的。
具體來說，每個功率控制集成電路單元具有弱電晶體和強電晶體。 弱電晶體逐漸地充電到VVDD，並且僅當它在正常進行中(通常50%或 者以上)時，鏈中的下一個開關的弱電晶體才因緩衝器電路驅動功率控 制輸出信號而變成接通。同時，單元的強電晶體淨皮接通以完成預充電 轉變。緩衝器電路的"與"門對此進行控制，因為它在檢測到與VVDD 連接的輸入端上的高邏輯電平時，僅將其輸出信號驅動為高電平(使 NStartOut驅動為低電平)。實際上，在一個開關完成其充電與下一個 開關開始加電之間存在小重疊，但只有2或3個開關同時接通並傳遞 電流，由此顯著地減小了功率驟增。
雖然本文已經描述了本發明的一個具體實施例，但是很顯然，本 發明不限於此，而且在本發明的範圍之內可進行許多修改和添加。
權利要求
1.一種功率控制集成電路單元，用於組成集成電路的一部分並且具有無開關電源輸入端、帶開關電源輸出端、功率控制信號輸入端和功率控制信號輸出端，所述功率控制集成電路單元包括電源轉換電路，響應在所述功率控制信號輸入端上接收的功率控制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電源輸入端；以及功率控制信號緩衝器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出端的功率控制輸出信號。
2. 如權利要求1所述的功率控制集成電路單元，其特徵在於，所 述電源轉換電路包括第一和第二並聯開關元件，所述第一開關元件響 應所述功率控制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到 所述無開關電源輸入端，以及所述第二開關元件響應所述功率控制輸 出信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電源輸 入端。
3. 如權利要求1或2所述的功率控制集成電路，其特徵在於，由以及所述功率控制信號緩衝器電路可用於在所述帶開關電源輸出端的 轉變電壓達到預定電壓值時產生所述功率控制輸出信號的值的數字轉變。
4. 如權利要求1至3中的^f壬一項所述的功率控制集成電路單元， 其特徵在於，包括另一個控制信號輸出端，並且包括另一個控制信號述另 一個控制信號輸出端的另 一個控制輸出信號。
5. 如權利要求4所述的功率控制集成電if各單元，其特徵在於，包括另一個控制信號輸入端，所逸另一個控制信號緩衝器響應在所述另 一個控制信號輸入端接收的另 一個控制輸入信號而驅動所述另 一個控 制信號輸出端。
6. 如權利要求4或5所述的功率控制集成電路單元，其特徵在於， 所述功率控制信號緩衝器電路與啟用信號相關地進行操作，所述另一 個控制信號緩衝器也可用於接收所迷啟用信號，並響應所述啟用信號 ;f皮取消斷言而隔離所述另 一個控制信號輸出端。
7. 如權利要求4、 5或6所述的功率控制集成電路單元，其特徵 在於，所述另一個控制信號是在所述帶開關電源輸出端沒有連接到所 述無開關電源輸入端時必須被驅動的信號。
8. 如權利要求4至7中的任一項所述的功率控制集成電路單元， 其特徵在於，包括具有相應的其它控制信號緩衝器和其它控制信號輸 出端的多個其它控制信號。
9. 如以上權利要求中的任一項所述的功率控制集成電路單元，其 特徵在於，所述功率控制信號^T入端和所述功率控制信號輸出端設置 在所述集成電路單元的外沿， -使得所述功率控制信號輸入端通過鄰接 可與相鄰功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
10. 如權利要求1至8中的4壬一項所述的功率控制集成電路單元， 其特徵在於，所述功率控制信號輸入端通過連結導體可與相鄰功率控 制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
11. 一種集成電路，包括 多個集成電路單元； 多個無開關電源線路； 多個帶開關電源線^各；以及多個功率控制集成電路單元，所述功率控制集成電路單元的至少 一個具有無開關電源輸入端、帶開關電源輸出端、功率控制信號輸入 端和功率控制信號輸出端，並且包括電源轉換電路，響應在所述功率控制信號輸入端上接收的功率控制輸人信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電源輸入端；以及功率控制信號緩沖器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供 電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出 端的功率控制輸出信號；其中，對於所述多個功率控制集成電路單元的至少一些所述帶開關電源輸出端連接到所述多個帶開關電源線路其中之 一；以及給定功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接到另一個 功率控制集成電路單元的功率控制信號輸入端，以提供功率控制信號 通過所述集成電路的傳播通路。
12.如權利要求11所述的集成電路，其特徵在於，所述傳播通路 以下至少一個扇出拓樸結構部分；以及菊花鏈拓樸結構部分。
13.如權利要求11或12所述的集成電路，其特徵在於，所述多 個功率控制集成電路單元設置在所述多個無開關功率信號線路下方。
14. 如權利要求11、 12或13中的任一項所述的集成電路，其特 徵在於，所述電源轉換電路包括第一和第二並聯開關元件，所述笫一 開關元件響應所述功率控制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸 出端連接到所述無開關電源輸入端，以及所述第二開關元件響應所述 功率控制輸出信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無 開關電源輸入端。
15. 如權利要求11至14中的任一項所述的集成電路，其特徵在 於，由所述電源轉換電路進行的所述帶開關電源輸出端到所述無開關轉變，以及所述功率控制信號緩衝器電路可用於在所述帶開關電源輸 出端的轉變電壓達到預定電壓值時產生所述功率控制輸出信號的值的 數字轉變。
16. 如權利要求11至15中的任一項所述的集成電路，其特徵在 於，所述至少一個功率控制集成電路單元包括另 一個控制信號輸出端， 並且包括另一個控制信號緩衝器，至少部分由所述無開關電源輸入端 供電並可用於驅動來自所述另 一個控制信號輸出端的另 一個控制輸出 信號。
17. 如權利要求16所述的集成電路，其特徵在於，所述至少一個 功率控制集成電路單元包括另一個控制信號輸入端，所述另一個控制 信號緩沖器響應在所述另 一個控制信號輸入端接收的另 一個控制輸入 信號而驅動所述另 一個控制信號輸出端。
18. 如權利要求16或17所述的集成電路，其特徵在於，所述功 率控制信號緩衝器電路與啟用信號相關地進行操作，所述另 一個控制 信號緩衝器也可用於^l妄收所述啟用信號，並響應所述啟用信號^支取消 斷言而隔離所述另 一個控制信號輸出端。
19. 如權利要求16、 17或18所述的集成電路，其特徵在於，所 述另一個控制信號是在所述帶開關電源輸出端沒有連接到所述無開關 電源輸入端時必須^支驅動的信號。
20. 如權利要求16至19中的任一項所述的集成電路，其特徵在 於，所述至少一個功率控制集成電路單元提供具有相應的其它控制信 號緩衝器和其它控制信號輸出端的多個其它控制信號。
21. 如權利要求11至20中的任一項所述的集成電路，其特徵在於，所述功率控制信號輸入端和所述功率控制信號輸出端設置在所述功率控制集成電路單元的外沿，使得所述功率控制信號輸入端通過鄰 接可與相鄰功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
22. 如權利要求11至20中的任一項所述的集成電路，其特徵在 於，所述功率控制信號輸入端通過連結導體可與相鄰功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
23. 如權利要求11至22中的任一項所述的集成電路，其特徵在 於，當所述功率控制信號到達所述傳播通路末端時，觸發功率控制確 認信號的生成。
24. —種設計集成電路的計算機實現方法，包括以下步驟 定義包括多個無開關電源線路和多個帶開關電源線路的電力網； 將多個功率控制集成電路單元設置在所述電力網中，所述多個功率控制集成電路單元具有無開關電源輸入端、帶開關電源輸出端、功 率控制信號輸入端和功率控制信號輸出端，功率控制集成電路單元包 括電源轉換電路，響應在所述功率控制信號輸入端上接收的功率控 制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端連接到所述無開關電 源輸入端；以及功率控制信號緩衝器電路，至少部分由所述無開關電源輸入端供 電，並響應所述帶開關電源輸出端而驅動來自所述功率控制信號輸出 端的功率控制輸出信號，以提供功率控制信號通過所述集成電路的傳 播通路；以及將多個其它集成電路單元^:置在所述電力網中，至少某些所述其 供電。
25. 如權利要求24所述的計算機實現方法，其特徵在於，所述傳 播通if各以下至少一個扇出拓樸結構部分；以及 菊花鏈拓樸結構部分。
26. 如權利要求24或25所述的計算機實現方法，其特徵在於， 所述多個功率控制集成電路單元設置在所述多個無開關電源信號線路 下方。
27. 如權利要求24、 25或26所述的計算機實現方法，其特徵在於，所述電源轉換電路包括第一和第二並聯開關元件，所述第一開關 元件響應所述功率控制輸入信號而有選擇地將所述帶開關電源輸出端 連接到所述無開關電源輸入端，以及所述第二開關元件響應所述功率 控制輸出信號而有選擇地將所逸帶開關電源輸出端連接到所述無開關 電源輸入端。
28. 如權利要求24至27中的任一項所述的計算機實現方法，其 特徵在於，由所述電源轉換電路進行的所迷帶開關電源輸出端到所述 無開關電源輸入端的連接將導致所述帶開關電源輸出端的電壓在某個 時間段轉變，以及所述功率控制信號緩衝器電路可用於在所述帶開關 電源輸出端的轉變電壓達到預定電壓值時產生所述功率控制輸出信號 的值的數字轉變。
29. 如權利要求24至28中的任一項所述的計算機實現方法，其 特徵在於，所述多個功率控制集成電路單元的至少一個包括另一個控 制信號輸出端，並且包括另一個控制信號緩衝器，至少部分由所述無 開關電源輸入端供電並可用於驅動來自所述另 一個控制信號輸出端的 另一個控制輸出信號。
30. 如權利要求29所述的計算機實現方法，其特徵在於，所述多 個功率控制集成電路單元的至少一個包括另 一個控制信號輸入端，所 述另一個控制信號緩衝器響應在所述另一個控制信號輸入端接收的另 一個控制輸入信號而驅動所述另 一個控制信號輸出端。
31. 如權利要求29或30所述的計算機實現方法，其特徵在於， 所述功率控制信號緩衝器電路與啟用信號相關地進行操作，所述另一 個控制信號緩衝器也可用於接收所述啟用信號，並響應所述啟用信號 被取消斷言而隔離所述另 一個控制信號輸出端。
32. 如權利要求29、 30或31所述的計算機實現方法，其特徵在 於，所述另一個控制信號是在所述帶開關電源輸出端沒有連接到所述 無開關電源輸入端時必須;波驅動的信號。
33. 如權利要求29至32中的任一項所述的計算機實現方法，其特徵在於，所述多個功率控制集成電路單元的至少一個提供具有相應 的其它控制信號緩衝器和其它控制信號輸出端的多個其它控制信號。
34. 如權利要求24至33中的任一項所述的計算機實現方法，其 特徵在於，所述功率控制信號輸入端和所述功率控制信號輸出端設置 在所述集成電路單元的外沿，^:得所述功率控制信號輸入端通過鄰接 可與相鄰功率控制集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
35. 如權利要求24至33中的任一項所述的計算機實現方法，其 特徵在於，所述功率控制信號輸入端通過連結導體可與相鄰功率控制 集成電路單元的功率控制信號輸出端連接。
36. 如權利要求24至35中的任一項所述的計算機實現方法，其 特徵在於，當所述功率控制信號到達所述傳播通路末端時，觸發功率 控制確認信號的生成。
37. —種集成電路單元庫元件，定義如權利要求1至10中的任一 項所述的功率控制集成電路單元。
全文摘要
在集成電路電力網(2)中提供功率控制集成電路單元(8)，以及有選擇地將無開關電源輸入端(4)耦合到帶開關電源輸出端(6)。功率控制集成單元(8)還包括功率控制信號輸入端(12)和功率控制信號輸出端(14)，用於支持功率控制信號通過集成電路的分配。功率控制集成電路單元(8)具有電源轉換電路(10，15)，響應在功率控制信號輸入端(12)上接收的功率控制輸入信號而有選擇地將帶開關電源輸出端(6)連接到無開關電源輸入端(4)；以及功率控制信號緩衝器電路(16，18)，響應帶開關電源輸出端(4)而驅動來自功率控制信號輸出端(14)的功率控制輸出信號。
文檔編號H03K17/16GK101228692SQ200580051152
公開日2008年7月23日 申請日期2005年7月25日 優先權日2005年7月25日
發明者D·W·弗林, D·W·霍沃德, D·甘地, J·P·比格斯 申請人:Arm有限公司