[發(fā)明專利]一種提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410535695.3
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104317379A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何昕;鄢貴海;韓銀和;李曉維
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;李科

1.一種提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，包括電感式電壓調(diào)整器、開關(guān)電容式電壓調(diào)整器和控制單元，所述電感式電壓調(diào)整器與電源連接，所述電感式電壓調(diào)整器的后級連接所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器，所述控制單元用于根據(jù)處理器需要的工作電壓的大小，選擇由所述電感式電壓調(diào)整器直接向處理器供電，或者由所述電感式電壓調(diào)整器和所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的級聯(lián)輸出向處理器供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電感式電壓調(diào)整器設(shè)置在需要供電的處理器芯片外，所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器集成在需要供電的處理器芯片上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還用于判斷處理器需要的工作電壓是否超過預(yù)設(shè)電壓閾值，如果判斷為是，則控制所述電感式電壓調(diào)整器直接將電源電壓轉(zhuǎn)化為處理器需要的工作電壓；如果判斷為否，則控制所述電感式電壓調(diào)整器和所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的轉(zhuǎn)化效率，使得電源電壓在經(jīng)過二者的兩級轉(zhuǎn)化后得到所述處理器需要的工作電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電感式電壓調(diào)整器具有多個工作相位，當(dāng)處理器需要的工作電壓超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，所述電感式電壓調(diào)整器打開多個工作相位，當(dāng)處理器需要的工作電壓不超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，所述電感式電壓調(diào)整器僅打開一個工作相位。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的輸入電壓與輸出電壓的比率固定，當(dāng)處理器需要的工作電壓不超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，所述電感式電壓調(diào)整器通過調(diào)節(jié)信號占空比將電源電壓轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的中間值，使得所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器輸出的電壓與所述處理器需要的工作電壓吻合。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)處理器需要的工作電壓不超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，所述電感式電壓調(diào)整器以固定的比率將電源電壓轉(zhuǎn)化為中間值，所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器通過調(diào)節(jié)自身切換頻率進(jìn)一步對中間值進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使得所輸出的電壓與所述處理器需要的工作電壓吻合。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述電感式電壓調(diào)整器為四相位電感式電壓調(diào)整器。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器為3:1串并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)開關(guān)電容式電壓調(diào)整器。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～6所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，還包括切換電路，所述切換電路包括第一輸入端、第二輸入端和輸出端，第一輸入端連接所述電感式電壓調(diào)整器的輸出端，第二輸入端連接所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的輸出端，輸出端用于為處理器供電；所述電感式電壓調(diào)整器的輸出端還連接所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的輸入端，所述電感式電壓調(diào)整器的輸入端連接所述電源，所述控制單元還用于在處理器需要的工作電壓超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，控制所述切換單元將其第一輸入端與輸出端連通，且將其第二輸入端與輸出端斷開，在處理器需要的工作電壓不超過預(yù)設(shè)電壓閾值時，控制所述切換單元將其第一輸入端與輸出端斷開，且將其第二輸入端與輸出端連通。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)，其特征在于，所述中間值在1.3V～2.0V之間。

11.一種基于權(quán)利要求1所述的提供動態(tài)工作電壓的處理器供電系統(tǒng)的處理器供電方法，包括下列步驟：

1)判斷處理器需要的工作電壓是否超過預(yù)設(shè)電壓閾值；如果判斷為是，進(jìn)入步驟2)，如果判斷為否，則進(jìn)入步驟3)；

2)控制所述電感式電壓調(diào)整器將電源電壓轉(zhuǎn)化為處理器需要的工作電壓，并控制所述電感式電壓調(diào)整器直接向處理器供電；

3)控制所述電感式電壓調(diào)整器和所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的轉(zhuǎn)化效率，使得電源電壓在經(jīng)過二者的兩級轉(zhuǎn)化后得到所述處理器需要的工作電壓，并由所述開關(guān)電容式電壓調(diào)整器的輸出端為處理器供電。