[發明專利]一種SRAM模塊的電源管理系統及電源管理方法、FPGA芯片

有效

• 申請號: 202010095846.3
• 申請日: 2020-02-14
• 公開（公告）號: CN111324191B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 田磊;廖英豪
• 申請（專利權）人: 深圳市紫光同創電子有限公司
• 主分類號: G06F1/28
• 分類號: G06F1/28
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識產權代理有限公司 11667
• 代理人: 趙永剛

本發明提供了一種SRAM模塊的電源管理系統及電源管理方法、FPGA芯片，該電源管理系統應用于FPGA芯片中。該電源管理系統包括電源管理模塊、電源管理控制器及振蕩器。電源管理模塊用于給SRAM模塊供電，供電電壓包括內核電壓及模擬輸入輸出電壓。電源管理模塊具有用于判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓是否完成上電的上電復位模塊。電源管理控制器及振蕩器用于在上電復位模塊判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓完成上電后，控制電源管理模塊對SRAM模塊上電。電源管理控制器及振蕩器還用于在SRAM模塊完成上電后，控制電源管理電路對SRAM模塊清零。通過采用先上電，之后再清零的方式，使內部各個電源的上電順序明確，可避免導致內部邏輯混亂的情形，從而減小芯片的功耗。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種SRAM模塊的電源管理系統及電源管理方法、FPGA芯片。

背景技術

目前FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列，下文簡稱FPGA)芯片中有大量的SRAM(Static Radom Access Memory，靜態隨機訪問存儲器，下文簡稱SRAM)模塊。在FPGA芯片完成上電之前，需要對SRAM模塊進行清零。在FPGA芯片的設計中，為了使FPGA芯片的處理速度更快，通常會單獨給SRAM模塊進行供電，且給SRAM模塊供電的供電電壓通常會高于正常的FPGA芯片內的CORE(內部核心，簡稱內核)模塊的電源電壓，其中，CORE模塊的供電電壓(簡稱CORE電壓)是根據工藝提供的標準電壓。

現有技術設計中，在上電時，各個電源上電順序沒有固定要求。在應用過程中，如果SRAM電壓上電過快，而CORE電壓上電較慢，則無法在SRAM模塊上電完成之前及時對各個SRAM模塊進行清零，內部邏輯容易出現混亂，從而產生較大的功耗。

發明內容

本發明提供了一種SRAM模塊的電源管理系統及電源管理方法、FPGA芯片，用以確定在FPGA芯片上電過程中各個電源的上電順序，使內部邏輯清晰，減小功耗。

第一方面，本發明提供了一種SRAM模塊的電源管理系統，該電源管理系統應用于FPGA芯片中。該電源管理系統包括電源管理模塊、電源管理控制器及振蕩器。其中，電源管理模塊用于給SRAM模塊供電，且電源管理模塊的供電電壓包括內核電壓及模擬輸入輸出電壓。電源管理模塊具有用于判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓是否完成上電的上電復位模塊。電源管理控制器及振蕩器用于在上電復位模塊判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓完成上電后，控制電源管理模塊對SRAM模塊上電。電源管理控制器及振蕩器還用于在SRAM模塊完成上電后，控制電源管理電路對SRAM模塊清零。

在上述的方案中，通過設置上電復位模塊判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓是否完成上電；并在上電復位模塊判斷內核電壓及模擬輸入輸出電壓完成上電后，電源管理控制器及振蕩器控制電源管理模塊對SRAM模塊上電；在SRAM模塊完成上電后，控制電源管理電路對SRAM模塊清零。通過采用先上電，之后再清零的方式，使內部各個電源的上電順序明確，可避免上電與清零同時進行時，不能同時完成，導致內部邏輯混亂的情形，從而減小芯片的功耗。

在一個具體的實施方式中，SRAM模塊包括SRAM陣列、字線驅動模塊及位線驅動模塊；電源管理模塊對SRAM模塊上電具體為：電源管理控制器及振蕩器控制電源管理模塊以內核電壓對字線驅動模塊上電；電源管理控制器及振蕩器在字線驅動模塊完成上電后，控制電源管理模塊以設定電壓對SRAM陣列上電；其中，設定電壓大于內核電壓。通過采用SRAM陣列的供電電壓(設定電壓)大于內核電壓，提高SRAM模塊的運行效率。且通過采用先對字線驅動模塊先供電，后對SRAM陣列后供電的方式，保證SRAM陣列在上電過程中不會出現大電流的現象，便于將數據鎖存到SRAM陣列中。