用于电源集成电路的数字电压补偿制造技术

本发明专利技术提供了用于电源集成电路中的数字电压补偿的系统和方法。在至少一个实施方案中，方法包括接收数字电压码，所述数字电压码对应于输出电压值；在第一计数器上设置输出计数使其从对应于当前电压码值的当前第一数字计数向对应于新电压码值的目标第一数字计数改变；以及当接收到所述新电压码值时在第二计数器上将第二计数设置成偏移计数值。所述方法还包括组合所述第二计数与所述输出计数来形成组合计数值；以及当所述第一计数器达到所述目标第一数字计数时使所述第二计数值从所述偏移计数值递减到零。

【技术实现步骤摘要】
用于电源集成电路的数字电压补偿相关申请案的交叉参考本申请案要求2013年3月15日申请的美国临时申请案第61/792，745号的优先权的权利，所述申请案的公开内容以引用方式并入本文中。
本专利技术大体上涉及用于处理单元的电源，且尤其涉及用于在不同电压电平之间的转变时减少迟滞的系统和方法，其中电压由电源供应。 专利技术背景 用于中央处理单元(CPU)的控制器通常用客户指定的输出阻抗运作。例如，随着电流升高，电源的输出电压(Vg)以受控方式从请求(VID)电压降低。当要求控制器改变其VID电压时，额外负载电流被供出到输出滤波电容器(VID上升)或从滤波电容器汇入额外负载电流(VID下降)。但是，控制器无法区分这个额外电流与正常负载电路，造成的迟滞和舍入。有时，转变到新VID电压的可容许时间由CPU的设计要求来指定，且发送信号到CPU表明不同电压电平之间的转变完成。如果Vg迟滞，那么CPU会施加高电流负载到未准备好的，导致下降为低于所请求的电压。 专利技术概要 提供了用于电源集成电路中的数字电压补偿的系统和方法。在至少一个实施方案中，方法包括接收数字电压码，所述数字电压码对应于输出电压值；在第一计数器上设置输出计数使其从对应于当前电压码值的当前第一数字计数向对应于新电压码值的目标第一数字计数改变；以及当接收到所述新电压码值时在第二计数器上将第二计数设置成偏移计数值。所述方法还包括组合所述第二计数与所述输出计数来形成组合计数值；以及当所述第一计数器达到所述目标第一数字计数时使所述第二计数值从所述偏移计数值递减到零。 附图简述 应理解附图仅描绘示例性实施方案且因此不应被认为限制范围，将通过使用附图以额外特征和细节描述示例性实施方案，其中: 图1是本公开内容中描述的一个实施方案中的用于管理提供到处理器的电压的开关电压调节器的方块图； 图2是本公开内容中描述的一个实施方案中的电源电路的示意图； 图3A和图3B是图示由现有技术电源电路响应于处理器所请求的电压而提供的不同电压的图； 图4A和图4B是图示本公开内容中描述的一个实施方案中的由电源电路响应于处理器所请求的电压而提供的补偿电压的图；和 图5是本公开内容中描述的一个实施方案中的响应于数字电压码提供电压的方法的流程图。 根据通常的做法，所描述的不同部件不按规定比例绘制而是绘制成强调与示例性实施方案有关的特定部件。 附图中主要元件符号说明 100开关调节器 102处理器 104数字模拟转换器(DAC) 106误差放大器和补偿电路 108下降电路 109偏移计数器 110调制器 111输出滤波器 113控制电路 115正常计数器 117电力开关 200开关电压调节器 206误差放大器和补偿电路 208下降电路 210调制器 212反馈电压信号 214反馈电阻器 216电阻器 217电力开关 218电容器 220反馈节点 222电阻器 224电容器 226电容器 228误差控制信号 230放大器 300A图 300B图 302请求的 VID 304A提供的电压 304B提供的电压 306高电压电平 308低电压电平 402请求的 VID 404A提供的电压 404B提供的电压 406电压电平 408电压电平 410偏移 412线性倒计数 414指数倒计数 500方法 502方法 504方法 506方法 508方法 510方法 514方法 516方法 518方法 【具体实施方式】 在下文详细描述中，对形成本文一部分的附图进行参考，且其中通过图示来示出特定说明性实施方案。然而，应理解可使用其它实施方案且可做出逻辑、机械和电学变更。此外，附图和详述中呈现的方法不应解释为限制单独步骤可实施的次序。因此，下文详细描述不应具限制意义。 为中央处理单元(CPU)提供核心供应电压的电源电路一般用指定的输出阻抗运作，即，随着负载电流升高，输出电压以受控方式从请求的电压降低。当要求电源电路将提供的电压改变成新值时，额外负载电流按需要而被供出到输出滤波器中的电容器或从输出滤波器中的电容器汇入，以对电容器充电或放电。电源电路可能无法区分这个额外电流与正常负载电路，造成输出电压在其移动到新电压值时的迟滞和舍入。CPU制造商可指定可容许时间移动到新电压，且可施以要求使得电源电路发送信号到CPU表明在可容许时间内就好像无额外电流地供应了新电压。如果电压已经迟滞同时到电源的CPU的电流负载增加，相当于较高目标核心电压，那么较低(迟滞)输出电压会造成输出电压下降为低于CPU适当运作所需的最小电压。 电源电路通常含有控制电路，所述控制电路包括寄存器，以保存对应于请求的供应电压的数字码；计数器，以馈送数字模拟转换器(DAC)，其中DAC产生输出电压的参考；和数字构件，以确定寄存器和计数器的相对值。当接收到高于现有DAC计数器输出的请求的电压码(VID)时，计数器开始计数(通过时钟信号)直到其数字输出等于寄存器的内容(保存对应于请求的供应输出电压的码)。如下文论述，根据本专利技术的实施方案，在向上转变开始时将偏移量添加到计数，且偏移计数馈送驱动参考电压的DAC。当正常计数达到目标值使得其等于寄存器时，偏移计数被倒计数到零。当VID码向上调整输出电压时，偏移量的添加不会造成电源输出电压的迟滞，从而当VID码向下调整电源输出电压时不会造成任何不期望的下冲。 图1是用于管理供应到处理器102的电力的开关电压调节器100的方块图。处理器102可以是被构造成执行机械可读指令的任何装置。例如，处理器102可以用作为CPU并且上文和下文如此使用，术语CPU和处理器可互换。当执行指令时，处理器102消耗通过开关电压调节器100提供给处理器102的电力。在某些实施项中，由处理器102消耗的电量取决于处理器102的计算负载(即，时钟速度)。例如，当在较短时段内要求处理器102执行许多指令时，与处理器102处于空闲状态相比，处理器102会需要更高供应电压并且会消耗更多电力。在某些实施方案中，为了实施计算，处理器102请求在其增大其时钟速度之前增大通过开关电压调节器100提供的电压。另外，电压的增大会具有相关时限，在所述时限内开关电压调节器100将提供增大的电压。如果增大的供应电压在时限内未被提供给处理器102，那么会破坏由处理器102的指令执行。 在至少一个实施项中，当处理器请求电压增大时，处理器102发送数字电压(VID)请求到开关电压调节器100，其将数字VID请求传送到控制数字模拟转换器(DAC) 104的控制电路113。数字VID请求要求来自电源电路100的特定电压电平。响应于数字VID请求，控制电路113指示DAC104来将数字VID请求的模拟表示作为参考电压发送到误差放大器和补偿电路106。除了从DAC104接收的模拟参考电压之外，误差放大器和补偿电路106还从方块108接收下降电流，其中下降电流是与处理器102所使用的负载电流总和成比例的电流并且可包括在编程输出电压改变期间使输出滤波器111中的滤波电容器充电或放电所需的电流。随着误差放大器和补偿电路106从1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供输出电压的电源，所述电源包括：误差放大器，其基于将参考电压与表示所述输出电压的反馈电压进行比较来控制所述电源，所述误差放大器的一个输入端经由至少一个电阻器耦接到反馈电压，其中所述误差放大器接收通过所述反馈电压的所述输出电压表示；下降电路，其产生下降电流，从而在所述至少一个电阻器上降下下降电压；第一计数器，其具有基于接收到的对应于输出电压值的数字电压码而从对应于当前电压码值的当前第一数字计数向对应于新电压码值的目标第一数字计数改变的输出计数；第二计数器，其具有第二输出计数且当接收到所述新电压码值时被预设成偏移计数值，其中所述第一计数器的所述输出计数与所述第二计数器的所述第二输出计数组合来产生组合计数值；其中当所述第一计数器达到所述目标第一数字计数时所述第二计数器使所述第二输出计数从所述偏移计数值递减到零；和数字模拟转换器(DAC)，其被构造成基于所述组合计数值提供所述参考电压，其中所述DAC在对应于从所述当前电压码值转变到所述新电压码值的输出电压转变期间基于所述偏移计数值来偏移所述参考电压。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 61/792,745;2013.03.27 US 13/851,6511.一种提供输出电压的电源，所述电源包括: 误差放大器，其基于将参考电压与表示所述输出电压的反馈电压进行比较来控制所述电源，所述误差放大器的一个输入端经由至少一个电阻器耦接到反馈电压，其中所述误差放大器接收通过所述反馈电压的所述输出电压表示； 下降电路，其产生下降电流，从而在所述至少一个电阻器上降下下降电压； 第一计数器，其具有基于接收到的对应于输出电压值的数字电压码而从对应于当前电压码值的当前第一数字计数向对应于新电压码值的目标第一数字计数改变的输出计数； 第二计数器，其具有第二输出计数且当接收到所述新电压码值时被预设成偏移计数值，其中所述第一计数器的所述输出计数与所述第二计数器的所述第二输出计数组合来产生组合计数值； 其中当所述第一计数器达到所述目标第一数字计数时所述第二计数器使所述第二输出计数从所述偏移计数值递减到零；和 数字模拟转换器(DAC)，其被构造成基于所述组合计数值提供所述参考电压，其中所述DAC在对应于从所述当前电压码值转变到所述新电压码值的输出电压转变期间基于所述偏移计数值来偏移所述参考电压。2.根据权利要求1所述的电源，其中当所述输出电压从对应于所述当前电压码值的较低电压值转变到对应于所述新电压码值的较高电压值时，所述DAC对应于所述偏移计数值来偏移所述参考电压 。3.根据权利要求2所述的电源，其中所述控制电路过度补偿因从所述较低电压值到较高电压值的输出电压转变弓丨起的下降电流改变。4.根据权利要求1所述的电源，其中所述第二计数器从所述偏移计数值线性地向零倒计数。5.根据权利要求1所述的电源，其中所述第二计数器从所述偏移计数值指数地向零倒计数。6.根据权利要求1所述的电源，其中所述偏移计数值是所述新电压码值与所述当前电压码值之间的差值的函数。7.根据权利要求1所述的电源，其中所述偏移计数值是预定编程偏移值的函数。8.根据权利要求1所述的电源，其还包括耦接到所述误差放大器的调制器，其中所述调制器调制输入电压用于为所述输出电压提供电力。9.根据权利要求8所述的电源，其中所述输出电压为处理器提供供应电压，且其中所述数字电压码由所述处理器产生。10.根据权利要求9所述的电源，其中当所述第一计数器已经达到所述目标第一数字计数时通知所述处理器。11.一种用于提供电力的方法，所述方法包括: 接收数字电压码，所述数字电压码对应于输出电压值； 在第一计数器上设置输出计数使其从对应于当前电压码值的当前第一数字计数向对应于新电压码值的目标第一数字计数改变； 当接收到所述新电压码值时在第二计数器上将第二计数设置成偏移计数值； 组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·爱沙姆，
申请(专利权)人：英特赛尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US