[發明專利]高效的電壓感測系統和方法

無效

• 申請號: 201310743802.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103913624A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 泰扎斯威·拉賈;薩吉爾·艾哈邁德
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;謝栒

技術領域

本發明涉及電源系統。特別地，本發明涉及一種系統電源調節（例如用于改善性能，改善電池壽命等等）系統和方法。

背景技術

電子系統和電路對現代社會進步做出了極大貢獻，其被用在了大量應用中以實現有利的結果。數字計算機、計算器、音頻設備、視頻設備和電話系統之類的諸多電子技術極大促進了生產力的提升，并且在商業、科技、教育及娛樂等諸多領域中降低了分析和傳遞數據的成本。此類活動的性能通常都涉及功耗。提供和保持電力的方式會極大地影響性能及最終結果。然而，在提供恰當電源方面所做的傳統嘗試往往效率低下且不夠精確。

圖1是常規電源配送系統的一個實施例的例圖。VR（電源調節器）將電力配送至電路板，然后則將電力配送至該封裝（package）和硅片（silicon）中的晶體管。電壓感測是圖1所示的VR模塊的一個輸入。VR模塊基于感測反饋來調節器電壓輸出。所述VR通過多比特電壓ID（VID）碼來設置預期電壓。VID也被稱為動態電壓設置（DVS）。VID設置電壓是指感測點而不是物理VR模塊輸出端的電壓。物理VR模塊輸出端的實際電壓要高于VID設置。換句話說，嘗試通過源于電壓感測設計的封閉反饋回路來補償來自VR且經過電路板、封裝及硅電源柵網/通孔的IR壓降。然而，在常規方法中往往很難精確感測帶有恰當補償的電壓，而且這種感測是很不準確的。

一些傳統的供電方案嘗試使用帶有單個感測點的反饋環路。常規的單感測點方法往往會受到限制（例如“靜態”等等），并且會包含多個低效補償（例如電壓噪聲規格提升，2*VDC_VAR等等）。此外，很多裸片特性往往會在傳統的單感測點方法中導致出現大量疑難問題（例如裸片上的電壓變化，電源門控部分的浮點電壓等等）。一些傳統的方法可以嘗試通過添加多個附加感測點來處理一些問題，然而，此類傳統方法通常需要每一個附加感測點都具有附加電壓調節器。而每一個附加電壓調節器是相對昂貴且效率低下的（例如消耗額外的裸片面積和資源等等）。

發明內容

所給出的系統和方法可以促成高效的電壓感測和調整。在一個實施例中，所給出的多點電壓感測系統包括多點或多個點的電壓感測處理。多點感測結果被組合成單個反饋指示。所組合的多點感測的單個反饋指示可以包括針對多種狀況的補償。在一個實施例中，多點感測處理包括這樣一種方案，其中從裸片到電壓調節器的電壓反饋是源于裸片上的多個感測點的平均值。在一個實施例中，多點感測處理是通過在分區/硅片上放置多個感測點以及通過使用平衡路由(balanced?routing)合并源于每個感測點的感測跡（sense?trace）來完成的。在一個實施例中，所給出的多點電壓感測系統包括使用非浮動反饋的虛擬VDD感測處理。在一個例示實施方式中，使用非浮動反饋的虛擬VDD感測處理能夠在一元件斷開電源時通過去除與該元件相關的感測結果來實施更精確的感測處理。

附圖說明

在這里引入并構成本說明書一部分的附圖舉例示出了本發明的實施例，但其不具有限制意義。除非特別指示，否則本說明書中引用的附圖應被理解成為未按比例繪制的。

圖1是例示的常規電力輸送系統的框圖。

圖2A是根據本發明一個實施例的例示多點電壓感測系統的框圖。

圖2B是根據本發明一個實施例的使用電源門控處理的例示多點電壓感測系統的框圖。

圖2C是根據本發明一個實施例的例示多點電壓感測系統的另一個例示示意圖。

圖3是描述關于電源輸送系統的例示簡化電子模型的一個實施例的框圖。

圖4顯示的是根據本發明一個實施例的帶有非門控電源VDD和虛擬/門控VVDD的電源門控分區的例示實施方式的框圖。

圖5是根據本發明一個實施例的例示方法的框圖。

圖6是根據本發明一個實施例的例示感測控制信號方案的框圖。

具體實施方式

現在將詳細參考附圖例示的本發明的優選實施例。雖然本發明是結合優選實施例示出的，但是應該理解，本發明并不局限于這些實施例。相反，本發明旨在覆蓋可能包含在附加權利要求所定義的發明實質和范圍以內的替換、修改及等價物。此外，為了提供對于本發明的全面理解，在以下關于本發明的詳細描述中闡述了眾多細節。然而，本領域普通技術人員清楚了解，本發明是可以在沒有這些具體細節的情況下實施的。在其他實例中沒有詳細描述眾所周知的方法、過程、元件和電路，以免不必要地與本發明的方面相混淆。