[發(fā)明專利]多媒體處理功率管理的功率門控

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880022061.0
• 申請(qǐng)日: 2008-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN101802751A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 維賈伊·蘇布拉馬尼亞姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F1/32
• 分類號(hào): G06F1/32
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉國(guó)偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路，且更明確地說(shuō)，涉及集成電路的功率管理。

背景技術(shù)

并入有例如專用集成電路(ASIC)的集成電路的電子裝置通常使用省電技術(shù)來(lái)減少 功率消耗，并由此實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)的電池壽命。例如移動(dòng)電話和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)的小型 便攜式裝置(例如)通常并入有用于實(shí)施非活動(dòng)模式以限制邏輯電路的功率消耗的電路。 非活動(dòng)模式可包含待機(jī)模式、低功率模式和休眠模式。

數(shù)字電路中且更具體地說(shuō)CMOS電路中的功率耗散大約與供電電壓的平方成比例。 因此，實(shí)現(xiàn)低功率性能的最有效方式是按比例減小供電電壓。ASIC上的CMOS電路能 夠以顯著減小的功率電平操作。然而，為了避免傳播延遲的增加，也減小CMOS裝置的 閾值電壓。

閾值電壓的減小通常因MOS裝置的次閾值泄漏電流的改變而導(dǎo)致待機(jī)電流的增加。 流經(jīng)“關(guān)斷”晶體管的泄漏電流趨向于隨著裝置的閾值電壓減小而按指數(shù)律增加。此 外，隨著制造技術(shù)發(fā)展到較高等級(jí)的集成，且能夠制造的最小特征變得越來(lái)越小(例如， 90nm、65nm或45nm且更低)而達(dá)到奈米技術(shù)等級(jí)，門泄漏和次閾值泄漏變得更有問(wèn) 題。因此，在延長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)保持于非活動(dòng)模式的例如移動(dòng)電話和PDA等電子裝置 可顯現(xiàn)出顯著的泄漏電流，且在非活動(dòng)模式期間導(dǎo)致對(duì)電池功率的不當(dāng)汲取。

發(fā)明內(nèi)容

一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明是針對(duì)用于在多媒體處理環(huán)境內(nèi)實(shí)施功率門控的電路。所揭示電 路支持多媒體顯示處理器的更有效功率管理，所述電路可包含獨(dú)立于彼此而操作的各種 組件。以此方式，所揭示電路可支持多媒體處理環(huán)境內(nèi)的功率節(jié)約和增強(qiáng)的性能。

為了減少待機(jī)模式期間的泄漏電流，一些專用集成電路(ASIC)可包含頭部開關(guān) (headswitch)或腳部開關(guān)(footswitch)，所述開關(guān)電連接于CMOS電路的低壓閾值(LVT) 邏輯門與功率軌或接地軌之間。頭部開關(guān)為高壓閾值(HVT)PMOS晶體管，其位于 ASIC核心或塊的局部功率網(wǎng)狀路由(mesh?routing)與最高等級(jí)功率網(wǎng)狀路由之間。腳 部開關(guān)是位于局部接地網(wǎng)狀路由與最高等級(jí)接地軌/網(wǎng)格之間的HVT?NMOS晶體管。

在非活動(dòng)模式期間，關(guān)斷頭部開關(guān)或腳部開關(guān)以使LVT邏輯門從功率/接地電源斷 開且由此使功率軌“崩潰”。因?yàn)轭^部開關(guān)或腳部開關(guān)具有高閾值電壓，所以由頭部開 關(guān)或腳部開關(guān)從電源汲取的泄漏電流的量相對(duì)于原本將流經(jīng)LVT邏輯門的泄漏電流大 大減少。在活動(dòng)模式期間，接通頭部開關(guān)或腳部開關(guān)以將電源和接地端連接到LVT門。 因此，在活動(dòng)模式期間，LVT邏輯門由其被直接連接到電源和接地端時(shí)的電壓實(shí)質(zhì)上相 同的電壓供電。

在本發(fā)明的一些方面中，可實(shí)施頭部開關(guān)或腳部開關(guān)電路以視相應(yīng)邏輯組件的操作 模式而定，例如，視邏輯組件是處于活動(dòng)模式還是非活動(dòng)模式而定，獨(dú)立且選擇性地使 多媒體顯示處理器的不同邏輯組件連接到功率軌和與其斷開。在邏輯門與功率軌或接地 軌之間分布開關(guān)可在具有非活動(dòng)模式的電子裝置中具有特定優(yōu)點(diǎn)，在非活動(dòng)模式下，多 媒體顯示處理器的部分可繼續(xù)操作，而多媒體顯示處理器內(nèi)的其它電路被關(guān)斷或處于低 功率狀態(tài)。明確地說(shuō)，可個(gè)別地控制所分布的開關(guān)以使供電電壓從多媒體顯示處理器的 選定區(qū)、塊或行解耦。

本發(fā)明中所描述的電路可應(yīng)用于多種電子裝置，但尤其可用于小型便攜式無(wú)線通信 裝置，所述無(wú)線通信裝置執(zhí)行多媒體處理，且依靠非活動(dòng)電路模式來(lái)節(jié)省電池功率。舉 例來(lái)說(shuō)，所述電路可應(yīng)用于例如移動(dòng)電話和個(gè)人數(shù)字助理(PDA)等無(wú)線裝置。作為另 一實(shí)例，本文中描述的電路可用于非無(wú)線裝置中。

在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供一種多媒體處理器，其包括：用于處理第一多媒體處理 任務(wù)的第一塊；用于處理第二多媒體處理任務(wù)的第二塊；產(chǎn)生用于第一塊和第二塊的功 率的電源；以及使第一塊獨(dú)立于第二塊而選擇性地耦合到電源和從電源解耦的功率門控 模塊。

在另一方面中，本發(fā)明提供一種無(wú)線通信裝置，其包括：無(wú)線發(fā)射器；無(wú)線接收器； 以及用以驅(qū)動(dòng)所述發(fā)射器并處理由無(wú)線接收器接收到的信號(hào)的處理電路，所述處理電路 包含多媒體顯示處理器，所述多媒體顯示處理器具有：用于處理第一多媒體處理任務(wù)的 第一塊；用于處理第二多媒體處理任務(wù)的第二塊；產(chǎn)生用于第一塊和第二塊的功率的電 源；以及使第一塊獨(dú)立于第二塊而選擇性地耦合到電源和從電源解耦的功率門控模塊。