[發明專利]具有內部控制信號的低功率集成時鐘門控單元

有效

• 申請號: 201610884102.3
• 申請日: 2016-10-10
• 公開（公告）號: CN106961264B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 林政賢;馬修·貝爾津什
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H03K5/135
• 分類號: H03K5/135
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;閆紅玉

提供一種具有內部控制信號的低功率集成時鐘門控單元。根據一個總體方面，一種電子設備可包括：鎖存器和控制電路。鎖存器可接收輸入啟用信號并生成鎖存啟用信號。鎖存器還可當鎖存器透明時，將輸入啟用信號傳遞給鎖存啟用信號。控制電路可電連接到鎖存器。控制電路可接收非門控時鐘信號作為輸入，并生成門控時鐘信號和鎖存控制信號。鎖存控制信號可被配置為當非門控時鐘信號處于預定狀態并且當輸入啟用信號和鎖存啟用信號之一處于啟用狀態時，使鎖存器透明。控制電路可被配置為當鎖存啟用信號處于啟用狀態時，將非門控時鐘信號傳遞給門控時鐘信號。

本申請要求于2016年1月8日提交的發明名稱為“具有內部控制信號的低功率集成時鐘門控單元”的第62/276,798號美國臨時專利申請以及于2016年3月23日提交的第15/079,045號美國非臨時專利申請的優先權。該在先前提交的申請的主題通過引用包含于此。

技術領域

本描述涉及功率管理，更具體地講，涉及一種具有內部控制信號的低功率集成時鐘門控單元。

背景技術

時鐘門控是在用于減少動態功率損耗的許多同步電路中使用的流行的技術。時鐘門控通常通過將更多邏輯添加到電路以動態地修剪時鐘樹來節約電力。動態地修剪時鐘樹經常包括：禁用電路的部分以使執行單元中的觸發器或其他同步裝置無需切換狀態。切換狀態消耗電力。當同步裝置被阻止切換或不切換時，切換功耗通常變為零，僅引發泄露電流。

時鐘門控通常這樣工作：將啟用信號發送到局部時鐘電路，并使用啟用信號來對時鐘進行門控。例如，這個工作可由將啟用和全局時鐘信號的翻轉版本進行“與(AND)”操作以生成局部時鐘信號來完成。如果啟用信號指示時鐘應該被禁用，則AND門的輸出不管時鐘的狀態如何將為低。時鐘門控邏輯通常以“集成的時鐘門控”(ICG)單元或電路的形式被表現。

通常，ICG使用鎖存器來保留啟用信號的值。這種鎖存器傳統上由時鐘信號本身控制。這通常會阻止ICG中途通過將會導致故障的時鐘循環來門控時鐘。然而，這也意味著即使當局部時鐘被門控時，ICG也會消耗切換電力，因為全局或非門控時鐘正在切換ICG的鎖存器部分。

發明內容

根據一個總體方面，一種電子設備可包括：鎖存器和控制電路。鎖存器可被配置為接收輸入啟用信號并生成鎖存啟用信號。鎖存器還可被配置為當鎖存器透明時，將輸入啟用信號傳遞給鎖存啟用信號。控制電路可電連接到鎖存器。控制電路可被配置為接收非門控時鐘信號作為輸入，并生成門控時鐘信號和鎖存控制信號。鎖存控制信號可被配置為當非門控時鐘信號處于預定狀態并且當輸入啟用信號和鎖存啟用信號之一處于啟用狀態時，使鎖存器透明。控制電路可被配置為當鎖存啟用信號處于啟用狀態時，將非門控時鐘信號傳遞給門控時鐘信號。

根據另一總體方面，一種操驅動電子設備的方法，可包括：通過集成時鐘門控電路接收非門控時鐘信號和輸入啟用信號。所述方法還可包括：通過集成時鐘門控電路生成鎖存控制信號，其中，鎖存控制信號被配置為僅當非門控時鐘信號處于預定狀態并且輸入啟用信號或鎖存啟用信號處于啟用狀態時，使鎖存器透明。所述方法可包括：根據鎖存控制信號的指示，鎖存輸入啟用信號以產生鎖存啟用信號。所述方法可包括：通過集成時鐘門控電路基于鎖存啟用信號和非門控時鐘信號，生成門控時鐘信號。

根據另一總體方面，一種電子設備可包括：執行單元、時鐘電路和集成時鐘門控電路。執行單元可被配置為根據門控時鐘信號執行邏輯功能。時鐘電路可被配置為生成非門控時鐘信號。集成時鐘門控電路可被配置為從非門控時鐘信號和至少一個輸入啟用信號來生成門控時鐘信號。集成時鐘門控電路可包括：鎖存器和控制電路。鎖存器可被配置為接收輸入啟用信號并生成鎖存啟用信號。鎖存器還可被配置為僅當鎖存器透明時，將來自輸入啟用信號的值傳遞給鎖存啟用信號。控制電路可被配置為接收非門控時鐘信號作為輸入，并生成門控時鐘信號和鎖存控制信號。鎖存控制信號可被配置為僅當非門控時鐘信號處于預定狀態并且輸入啟用信號或鎖存啟用信號處于啟用狀態時，使鎖存器透明。控制電路可被配置為當鎖存啟用信號處于啟用狀態時，將來自非門控時鐘信號的值傳遞給門控時鐘信號。