[發明專利]上電檢查器和用于監視集成電路的正確上電序列的方法

有效

• 申請號: 201780040413.4
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN109417387B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: W·陳;C-G·譚;R·賈里里澤納里
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H03K17/22
• 分類號: H03K17/22;G06F1/24
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

一種基于鎖存器的上電檢查器(POC)電路，用于緩解片上系統(SoC)集成電路(IC)上的不同功率域(例如，核和輸入/輸出(I/O))之間不正確的上電序列所引起的潛在問題。在一個示例中，具有第一電壓(CX)的核功率域應當在具有第二電壓(PX)的I/O功率域之前上電，其中PXCX。如果PX在CX之前爬升，則POC電路產生指示不正確的上電序列的信號，這會導致I/O焊盤被放置在已知狀態。在CX隨后爬升之后，POC電路返回到無源(LOW)狀態。如果在PX仍在上升時，CX隨后崩潰，則POC電路將保持LOW直到PX也崩潰。

相關申請的引用

本申請是2016年06月29日提交的美國專利申請No.15/197,589的繼續申請，以其整體通過引用并入本文。

技術領域

本發明涉及集成電路(IC)中的功率分配，并且更具體地涉及用于具有多個功率域的片上系統(SoC)IC的上電檢查器。

背景技術

片上系統(SoC)集成電路(IC)將電子系統的多個部件(例如，一個或多個處理器核、存儲器塊、外部輸入/輸出(I/O)接口以及功率管理電路)集成到一個芯片中。SoC通常包括至少兩個不同的功率域，這些功率域以不同的頻率和電壓范圍操作，以用于不同的部件(例如可以利用低于1V的電壓的處理器核(CX域)，以及可以利用更高的電壓(例如，～2V)的外部I/O焊盤(PX域))。

當SoC最初上電時，可以選擇向不同功率域施加功率的順序以減少SoC中的功耗并確保正確的功能。如果以不正確的順序向功率域上電(例如，PX在CX之前出現)，則可能會發生嚴重的漏電甚至通道上的錯誤通信，這可能導致整個系統崩潰。

為了避免這種后果，使用上電檢測器(POC)(也稱為上電定序器)來監視不同功率域的上電序列，并在不正確的上電序列的情況下將I/O電路保持在預期狀態(例如，三態)。如本文所使用的，“三態”指示I/O驅動器不將其連接的焊盤驅動為HIGH并且不將該焊盤拉為LOW，而是將其置于高阻抗狀態的狀態，向另一IC上的對應的焊盤指示該焊盤狀態未知或不可靠。

邏輯上，POC電路的功能可以利用單個與(AND)門100實現，其具有PX 104和CX的補碼106的輸入，以及POC輸出108，如在圖1A中所示。

圖1B是示出AND門100的邏輯輸入/輸出結果的表102。在理想情況下，當PX 104為HIGH且CX為LOW時，POC輸出108為HIGH，指示不正確的上電序列。然而，如上所述，在實踐中，CX通常具有比PX低得多的電壓。因此，CX輸入可能無法將實現邏輯AND門100的電路系統的上拉PFET(未示出)完全關斷，這可能導致從PX到地的恒定的漏電路徑。

為了減少漏電，已經在AND門的實施方式使用具有非常小的閾值電壓的原生NFET代替PFET。然而，隨著工業從平面CMOS制造工藝轉向更小的FinFET(鰭式場效應晶體管)工藝，由于工藝制造的限制，原生NFET可能不可用。

AND實施方式的另一個缺點是在PX和CX都上電后，它缺乏對CX崩潰的支持。當CX域中的核處于空閑狀態或被置于省電模式(這是許多移動應用用來降低功耗的特征)時可能會發生CX崩潰。在這種情況下，并不希望AND門在CX下降到LOW(即，圖1B中的狀態154，其中PX＝1、CX＝0，以及POC＝1))之后輸出指示不正確的上電序列的信號，因為在SoC的正常操作期間CX可能會上升并多次崩潰。而且，由于AND門由PX供電，由于電壓較高，因此所有器件必須是厚I/O器件。CX的電壓可能會進一步降低并最終翻轉POC輸出，從而導致系統中無意的I/O狀態鎖定。

附圖說明

圖1A示出了基于AND電路的上電檢查器(POC)電路。

圖1B是示出圖1A的基于AND電路的POC電路的邏輯輸入/輸出響應的表。

圖2是基于鎖存器的POC電路的示意圖。