电源门控系统技术方案

一种电源门控系统包括逻辑电路区域，逻辑电路区域包括被配置为接收第一门控时钟信号的至少一个逻辑门。电源门控系统还包括电源门控控制电路，其被配置为根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生第一门控时钟信号，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。

Power door control system

【技术实现步骤摘要】
电源门控系统相关申请的交叉引用本申请要求2018年11月14日在韩国知识产权局提交的申请号为10-2018-0139619的韩国专利申请的优先权，其通过引用整体合并于此。
各种实施例总体而言可以涉及一种半导体电路，更具体地，涉及一种电源门控系统。
技术介绍
目前，随着内置于电子设备中的功能块的数量持续增加，用于电子设备(诸如便携式电子设备)的形状要素持续缩小。特别地，便携式电子设备利用电池的有限电能来运行。因此，不期望在掉电模式(power-downmode)下便携式电子设备的功能块不必要地消耗电能。为了降低掉电模式下的功耗，已经将用于防止在掉电模式下向功能块供电的电源门控技术应用于便携式电子设备。例如，之字形电源门控技术(zigzagpowergatingtechnology)已经应用于电子设备的功能块。之字形电源门控技术是用于如下操作的方法：切断在掉电模式下向电子设备的功能块中所包括的多个逻辑门之中的除了需要恒定电源的部分逻辑门之外的剩余逻辑门供给的电能。图1中示出了一种传统之字形电源门控电路，包括第一电源线至第四电源线1、2、3和4、逻辑门5和6以及电源门控开关7和8。电源门控电路经由第一电源线1接收第一电源电压VDD，经由第二电源线2接收第二电源电压VDD_ZPG，经由第三电源线3接收第一接地电压VSS，以及经由第四电源线4接收第二接地电压VSS_ZPG。之字形电源门控电路可以基于在掉电模式下将外部时钟信号(例如，时钟信号CLK)维持为低电平的条件来设计。在掉电模式下，电源门控信号SW和SWB可以分别具有高电平和低电平，因此第二电源线2和第四电源线4可以是浮置的。当时钟信号CLK没有跳变(toggled)而是维持在低电平时，逻辑门5耦接到第一电源线1并且逻辑门6耦接到第三电源线3，因此，不产生浮置电流。当电源门控信号SW和SWB根据掉电模式退出而分别具有低电平和高电平、并且在从掉电模式退出开始经过预定时间之后第二电源电压VDD_ZPG以及而后第二接地电压VSS_ZPG被稳定到目标电平时，即使当时钟信号CLK跳变时也可以不产生浮置电流。然而，当电源门控信号SW和SWB分别为低电平和高电平以及在经过用于将第二电源电压VDD_ZPG和第二接地电压VSS_ZPG稳定到目标电平的预定时间之前时钟信号CLK转变为高电平时，可能发生电源门控错误。例如，随着电源门控信号SW和SWB分别从高电平和低电平转变为低电平和高电平，逻辑门5耦接到第四电源线4并且逻辑门6耦接到第二电源线2。然而，因为第二电源电压VDD_ZPG和第二接地电压VSS_ZPG可能未达到目标电平，所以电源线2和4可以处于浮置状态。因此，可能会产生浮置电流，从而可能会导致逻辑门5和6的异常运行。
技术实现思路
在本公开的实施例中，电源门控系统可以包括逻辑电路区域，逻辑电路区域包括被配置为接收第一门控时钟信号的至少一个逻辑门。电源门控系统还包括电源门控控制电路，其被配置为根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生第一门控时钟信号，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。在本公开的另一个实施例中，电源门控系统可以包括逻辑电路区域，逻辑电路区域包括被配置为接收第一门控时钟信号的至少一个逻辑门。电源门控系统还可以包括电源门控控制电路，其被配置为根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生第一门控时钟信号，以及控制第一门控时钟信号的激活时段以匹配读取操作和写入操作，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。附图说明通过以下结合附图的详细描述，可以更清楚地理解本公开的主题的方面、特征和优点，其中：图1是根据传统电源门控电路来示出电源门控操作错误的示意图；图2是示出根据本公开的一个实施例的电子系统的配置的框图；图3是示出根据本公开的一个实施例的电源门控系统的配置的框图；图4是示出图3的逻辑电路区域的配置的示意图；图5是示出图3的电源门控控制电路的配置的框图；图6是示出图4的时钟/门控控制电路的配置的示意图；以及图7是示出根据本公开的一个实施例的电源门控控制操作的时序图。具体实施方式参考附图详细描述了本公开的各种实施例。附图是各种实施例(和中间结构)的示意图。因此，将会预料到由于例如制造技术和/或公差导致的图示的配置和形状的变化。因此，所描述的实施例不应被解释为限于本文中所示的特定配置和形状，而是可以包括配置和形状的偏差，这些偏差不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的精神和范围。本文中参考理想化实施例的截面图和/或平面图来描述本公开。然而，本公开的所呈现的实施例不应被解释为是限制性的。尽管示出和描述了针对本公开的有限数量的可能实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的原理和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变。提供了如下实施例：能够在掉电模式退出时防止电源门控错误的电源门控系统。还提供了一种能够通过阻止半导体电路的非实际操作部分中的时钟供应来降低功耗的电源门控系统的实施例。图2是示出根据一个实施例的电子系统10的配置的框图。参考图2，电子系统10可以包括存储器20和处理器30。电子系统10可以被配置为片上系统(SoC)。处理器30可以被配置为中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)。处理器30可以包括处理器核31和存储器控制器32。处理器核31可以向存储器控制器32提供用于控制存储器20的各种命令CMD和地址ADD。根据从处理器核31提供的命令CMD和地址ADD，存储器控制器32可以通过向存储器20提供第一电源电压VDD、第一接地电压VSS、芯片选择信号CS和命令/地址信号CA<0:N>来控制存储器20。存储器控制器32可以向存储器20发送数据DQ和从存储器20接收数据DQ。存储器20可以包括存储器核21、数据处理电路22和控制电路23。存储器核21可以包括多个单元存储区域(例如，存储体BK)和用于存储体BK的数据输入/输出(I/O)的电路元件。数据处理电路22可以执行在存储器核21与存储器控制器32之间的数据I/O相关的操作。控制电路23可以根据由处理器30的存储器控制器32提供的芯片选择信号CS和命令/地址信号CA<0:N>来控制存储器20的数据读取/写入操作以及电源门控相关的操作等。图3是示出根据一个实施例的电源门控系统100的配置的框图。例如，电源门控系统100可以配置在图2的存储器20中。参考图3，电源门控系统100可以包括电源门控控制电路101和逻辑电路区域102。逻辑电路区域102可以包括多个逻辑门。多个逻辑门可以包括与时钟信号的I/O相关的逻辑门。对多个逻辑门的电源供应可以根据电源门控信号SW_EN1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源门控系统，包括：/n逻辑电路区域，其包括至少一个逻辑门，所述至少一个逻辑门被配置为接收第一门控时钟信号；以及/n电源门控控制电路，其被配置为根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生所述第一门控时钟信号，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。/n

【技术特征摘要】
20181114 KR 10-2018-01396191.一种电源门控系统，包括：
逻辑电路区域，其包括至少一个逻辑门，所述至少一个逻辑门被配置为接收第一门控时钟信号；以及
电源门控控制电路，其被配置为根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生所述第一门控时钟信号，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。


2.如权利要求1所述的电源门控系统，其中，所述电源门控控制电路被配置为根据所述芯片选择信号和所述命令/地址信号来产生电源门控信号，电源门控信号用于切断向所述至少一个逻辑门供应所述内部电源电压。


3.如权利要求1所述的电源门控系统，其中，所述电源门控控制电路包括：
第一控制电路，其被配置为根据所述芯片选择信号和所述命令/地址信号来产生掉电信号；以及
第二控制电路，其被配置为根据所述外部时钟信号、所述芯片选择信号和所述掉电信号来产生所述第一门控时钟信号。


4.如权利要求3所述的电源门控系统，其中，所述第一控制电路包括：
命令解码器，其被配置为通过对所述芯片选择信号和所述命令/地址信号进行解码来产生解码信号；以及
掉电信号发生电路，其被配置为根据所述芯片选择信号和所述解码信号来产生所述掉电信号。


5.如权利要求4所述的电源门控系统，其中，所述第一控制电路还包括：
锁存器，其被配置为锁存所述掉电信号以及输出被锁存的信号作为缓冲器使能信号；
第一缓冲器，其被配置为根据所述缓冲器使能信号而被激活，以及接收所述芯片选择信号；以及
第二缓冲器，其被配置为根据所述掉电信号而被激活，以及接收所述芯片选择信号。


6.如权利要求3所述的电源门控系统，其中，所述第二控制电路包括：
电源门控信号发生电路，其被配置为根据所述掉电信号来产生电源门控信号；
第一时钟门控控制电路，其被配置为通过将所述电源门控信号延迟预定时间来产生第一时钟门控控制信号；以及
门控时钟信号发生电路，其被配置为根据所述第一时钟门控控制信号而使用内部时钟信号来产生所述第一门控时钟信号。


7.一种电源门控系统，包括：
逻辑电路区域，其包括至少一个逻辑门，所述至少一个逻辑门被配置为接收第一门控时钟信号；以及
电源门控控制电路，其被配置为：根据芯片选择信号、命令/地址信号和外部时钟信号来产生所述第一门控时钟信号，以及控制所述第一门控时钟信号的激活时段以匹配读取操作和写入操作，所述第一门控时钟信号被控制为在内部电源电压稳定之后开始转变。


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【专利技术属性】
技术研发人员：金雄来，李承燻，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR