[實用新型]用于反向溫度依賴性的自適應補償的裝置和系統

有效

• 申請號: 201220715868.6
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN203759687U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: S·魯蘇
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F11/30
• 分類號: G06F11/30;G06F1/04;G06F1/26
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉瑜;王英

技術領域

本發明的實施例一般涉及處理器領域。更具體地，本發明的實施例涉及用于對處理器中的反向溫度依賴性（RTD）進行自適應補償的裝置和系統。

背景技術

CMOS電路展現了根據工作電壓的兩種溫度依賴性區域。這兩種溫度依賴性區域是正常溫度依賴性（NTD）區域和反向溫度依賴性（RTD）區域。在NTD區域中，晶體管驅動電流隨著溫度的增加而下降。在RTD區域中，晶體管驅動電流隨著溫度的增加而增加。

通常，在高工作電壓處觀測到NTD效應，而在低工作電壓處觀測到RTD效應，對溫度不敏感的供應電壓（Vins）將這兩個區域分開。圖1的曲線圖示出了處理器的NTD102和RTD103，其中Vins101將這兩個區域分開。曲線圖100的x-軸是處理器頻率，而曲線100的y軸是對于處理器的供應電壓。當處理器以Vins101進行操作時，處理器中的晶體管驅動電流對溫度變化是不敏感的。

隨著晶體管縮放到更小的幾何尺寸，RTD效應變得更加明顯。例如，與使用多晶硅柵極和氧化硅技術的晶體管設備相比，高K/金屬柵極（HK/MG）晶體管設備由于更強的閾值電壓溫度依賴性而展現了更高的Vins（以及從而引起的更明顯的RTD效應）。此外，由于大部分處理器以較低電壓（接近VCCmin，VCCmin是最低工作電壓電平）進行操作以節省功率，所以處理器將在大部分時間內運行在RTD區域中。由于在RTD區域中，處理器中的晶體管的速度在較低溫度處變得較慢，所以處理器中的數據路徑可能違背時序規范，從而使得處理器的操作變得不可靠。

實用新型內容

以下提供本實用新型的簡要概述以便提供對實施例的某些方面的基本理解。該概述并不是本實用新型的全面綜述。并不旨在標識實施例的關鍵或重要元素，也不旨在描繪實施例的范圍。其唯一目的是以簡化形式提供本實用新型的實施例的一些構思，以作為后面給出的具體實施方式的序言。

提供了一種用于反向溫度依賴性的自適應補償的裝置。所述裝置包括：第一傳感器，用于確定處理器的工作溫度；第二傳感器，用于確定所述處理器的行為；耦合到所述第一傳感器和所述第二傳感器的硬件控制單元，所述硬件控制單元包括邏輯單元，所述邏輯單元用于分析所述處理器的所確定的工作溫度和行為，并將它們與存儲在所述控制單元的表上的信息進行比較，來確定所述處理器的時鐘信號的頻率和所述處理器的供電電平；鎖相環（PLL），用于生成所述處理器的所述時鐘信號；以及電壓調整器（VR），用于生成所述處理器的所述供電電平，其中，當所述工作溫度處于反向溫度依賴性（RTD）區域中時，所述硬件控制單元經由所述PLL降低所述時鐘信號的頻率或者經由所述VR增加所述供電電平。

提供了一種用于反向溫度依賴性的自適應補償的系統。所述系統包括：無線連接；以及通信地耦合到所述無線連接的處理器，所述處理器具有根據實施例的裝置。

以下描述和附圖詳細地給出了本實用新型的實施例的某些示例性方面。然而，這些方面是僅僅是表示可以采用本實用新型的實施例的原理的多種方式中的幾種方式。本實用新型的實施例旨在涵蓋落入所附權利要求的寬泛范圍內的替換、修改和變型形式的全部等價形式。根據本實用新型的實施例的以下描述，并結合附圖進行考慮，本實用新型的其它優點和新穎性特征將變得很明顯。

附圖說明

根據下面給出的詳細描述并且根據本發明的各個實施例的附圖，將更全面地理解本發明的實施例，然而，不應當將其認為是將本發明限制于具體實施例，而僅僅是為了解釋和理解。

圖1的曲線圖示出了處理器的正常溫度依賴性（NTD）區域和反向溫度依賴性（RTD）區域。

圖2是根據本發明一個實施例的具有用于自適應地補償RTD效應的邏輯單元的處理器。

圖3是根據本發明一個實施例的具有多個硬件處理內核并具有用于自適應地補償RTD效應的邏輯單元的處理器。

圖4的曲線圖示出了根據本發明一個實施例的NTD區域和RTD區域以及用于自適應地補償RTD效應的選項。

圖5是根據本發明一個實施例的用于自適應地補償RTD效應的方法流程圖。

圖6是根據本發明一個實施例的用于感測處理器的行為以自適應地補償RTD效應的復制環形振蕩器（replica ring oscillator）。

圖7是根據本發明一個實施例的用于經由復制環形振蕩器感測處理器的行為以自適應地補償RTD效應的方法流程圖。