系统级芯片、动态电压频率调整电路及调整方法技术方案

一种系统级芯片、动态电压频率调整电路、以及动态电压频率调整方法，该系统级芯片包括：至少一个动态电压频率调整电路，其中，系统级芯片包括至少两个电源域，该至少一个动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节该至少两个电源域中的各个电源域的工作电压和时钟频率。该系统级芯片能够在系统级芯片运行时及时满足不同电源域的功率需求，在满足系统级芯片的性能的前提下减少了系统级芯片的能耗。片的性能的前提下减少了系统级芯片的能耗。片的性能的前提下减少了系统级芯片的能耗。

【技术实现步骤摘要】
系统级芯片、动态电压频率调整电路及调整方法


[0001]本公开的实施例涉及一种系统级芯片、动态电压频率调整电路、以及动态电压频率调整方法。

技术介绍

[0002]随着芯片的运算能力需求越来越高，例如高效能运算(High Performance Computing，HPC)芯片或人工智慧加速器(AI accelerator)芯片，这些类型的高效能芯片的耗能也越来越高。然而，例如在需要峰值性能(peak performance)的使用情境下，芯片的操作功率可能超过系统设计或芯片设计的峰值限制(peak limit)而造成系统停止运转(shut down)，处理核心操作异常，甚至芯片损坏的情况。或者是，例如在低性能的使用情境下，由于芯片的操作功率无法即时地调降而产生不必要的功耗。因此，如何即时地动态调整芯片的工作电压与工作频率，是本领域目前重要的课题之一。然而，传统的芯片在需要较高功率或较低功率的场景下，只会通过设定固定电压以及固定频率的方式来满足当前功率需求，而缺乏调整弹性，并且具有响应速度过慢的缺点。因此，传统的芯片在电压频率调节过程中，往往会发性能损失或浪费电力的情况。

技术实现思路

[0003]本公开一些实施例提供了一种系统级芯片，该系统级芯片包括：至少一个动态电压频率调整电路，其中，所述系统级芯片包括至少两个电源域，所述至少一个动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节所述至少两个电源域中的各个电源域的工作电压和时钟频率。
[0004]例如，在本公开一些实施例提供的一种系统级芯片中，所述至少一个动态电压频率调整电路包括第一动态电压频率调整电路，所述第一动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节所述至少两个电源域中的多个电源域的工作电压和时钟频率。
[0005]例如，在本公开一些实施例提供的一种系统级芯片中，所述第一动态电压频率调整电路包括：分频电路，被配置为接收第一时钟信号，输出具有多种时钟频率的多个第二时钟信号；多进多出开关电路，被配置为接收所述多个第二时钟信号，输出用于所述多个电源域的多个第三时钟信号，其中，所述多个第三时钟信号与所述多个电源域一一对应；以及控制电路，耦接所述分频电路、所述多进多出开关电路以及电压调节电路；其中，所述控制电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，输出电压管理信号至所述电压调节电路，并输出选择信号至所述多进多出开关电路，所述电压调节电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述电压管理信号调节提供至所述多个电源域的工作电压，所述多进多出开关电路被配置为根据所述选择信号输出所述多个第三时钟信号至所述多个电源域。
[0006]例如，在本公开一些实施例提供的一种系统级芯片中，所述至少一个动态电压频率调整电路包括第二动态电压频率调整电路，所述第二动态电压频率调整电路被配置为能
够动态调节所述至少两个电源域中的一个电源域的工作电压和时钟频率。
[0007]例如，在本公开一些实施例提供的一种系统级芯片中，所述至少一个动态电压频率调整电路被配置为通过电平转换电路向所述至少两个电源域中的各个电源域传输信号，所述至少两个电源域中的各个电源域被配置为通过具有钳位功能的电平转换电路输出信号。
[0008]本公开一些实施例提供了一种动态电压频率调整电路，应用于包括多个电源域的系统级芯片，其中，所述动态电压频率调整电路包括：分频电路，被配置为接收第一时钟信号，输出具有多种时钟频率的多个第二时钟信号；多进多出开关电路，被配置为接收所述多个第二时钟信号，输出用于所述多个电源域的多个第三时钟信号，其中，所述多个第三时钟信号与所述多个电源域一一对应；以及控制电路，耦接所述分频电路、所述多进多出开关电路以及电压调节电路；其中，所述控制电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，输出电压管理信号至所述电压调节电路，并输出选择信号至所述多进多出开关电路，所述电压调节电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述电压管理信号调节提供至所述多个电源域的工作电压，所述多进多出开关电路被配置为根据所述选择信号输出所述多个第三时钟信号至所述多个电源域。
[0009]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调升操作的情况下，所述控制电路先输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，以使所述电压调节电路根据所述电压管理信号调升所述至少一个电源域的工作电压，并且当所述至少一个电源域的工作电压调升至稳定时，所述控制电路接着输出所述选择信号至所述多进多出开关电路，以使所述多进多出开关电路根据所述选择信号调升输出至所述至少一个电源域的至少一个第三时钟信号的时钟频率。
[0010]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调升操作的情况下，所述电压调节电路先缓步调升所述至少一个电源域的工作电压，并且当所述至少一个电源域的工作电压调升至稳定时，所述多进多出开关电路再以低时钟频率至高时钟频率且多阶段切换的方式逐步调升输出至所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率。
[0011]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调降操作的情况下，所述控制电路先输出所述选择信号至所述多进多出开关电路，以使所述多进多出开关电路根据所述选择信号调降输出至所述至少一个电源域的至少一个第三时钟信号的时钟频率，并且当所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率调降至稳定时，所述控制电路再输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，以使所述电压调节电路根据所述电压管理信号调降所述至少一个电源域的工作电压。
[0012]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调降操作的情况下，所述多进多出开关电路先以高时钟频率至低时钟频率且多阶段切换的方式逐步调降输出至所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率，并且当所述至少一个
电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率调降至稳定时，所述电压调节电路再缓步调降所述至少一个电源域的工作电压。
[0013]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，所述控制电路包括：状态机电路，耦接所述分频电路以及所述多进多出开关电路；以及寄存器电路，耦接所述状态机电路；所述寄存器电路被配置为在所述系统级芯片进行所述电压频率调节操作时，输出控制信号至所述状态机电路，所述状态机电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述控制信号，输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，并输出所述选择信号至所述多进多出开关电路。
[0014]例如，在本公开一些实施例提供的一种动态电压频率调整电路中，所述电压管理信号包括电压调节触发信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统级芯片，包括：至少一个动态电压频率调整电路，其中，所述系统级芯片包括至少两个电源域，所述至少一个动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节所述至少两个电源域中的各个电源域的工作电压和时钟频率。2.根据权利要求1所述的系统级芯片，其中，所述至少一个动态电压频率调整电路包括第一动态电压频率调整电路，所述第一动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节所述至少两个电源域中的多个电源域的工作电压和时钟频率。3.根据权利要求2所述的系统级芯片，其中，所述第一动态电压频率调整电路包括：分频电路，被配置为接收第一时钟信号，输出具有多种时钟频率的多个第二时钟信号；多进多出开关电路，被配置为接收所述多个第二时钟信号，输出用于所述多个电源域的多个第三时钟信号，其中，所述多个第三时钟信号与所述多个电源域一一对应；以及控制电路，耦接所述分频电路、所述多进多出开关电路以及电压调节电路；其中，所述控制电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，输出电压管理信号至所述电压调节电路，并输出选择信号至所述多进多出开关电路，所述电压调节电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述电压管理信号调节提供至所述多个电源域的工作电压，所述多进多出开关电路被配置为根据所述选择信号输出所述多个第三时钟信号至所述多个电源域。4.根据权利要求1所述的系统级芯片，其中，所述至少一个动态电压频率调整电路包括第二动态电压频率调整电路，所述第二动态电压频率调整电路被配置为能够动态调节所述至少两个电源域中的一个电源域的工作电压和时钟频率。5.根据权利要求1
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4任一项所述的系统级芯片，其中，所述至少一个动态电压频率调整电路被配置为通过电平转换电路向所述至少两个电源域中的各个电源域传输信号，所述至少两个电源域中的各个电源域被配置为通过具有钳位功能的电平转换电路输出信号。6.一种动态电压频率调整电路，应用于包括多个电源域的系统级芯片，其中，所述动态电压频率调整电路包括：分频电路，被配置为接收第一时钟信号，输出具有多种时钟频率的多个第二时钟信号；多进多出开关电路，被配置为接收所述多个第二时钟信号，输出用于所述多个电源域的多个第三时钟信号，其中，所述多个第三时钟信号与所述多个电源域一一对应；以及控制电路，耦接所述分频电路、所述多进多出开关电路以及电压调节电路；其中，所述控制电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，输出电压管理信号至所述电压调节电路，并输出选择信号至所述多进多出开关电路，所述电压调节电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述电压管理信号调节提供至所述多个电源域的工作电压，所述多进多出开关电路被配置为根据所述选择信号输出所述多个第三时钟信号至所
述多个电源域。7.根据权利要求6所述的动态电压频率调整电路，其中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调升操作的情况下，所述控制电路先输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，以使所述电压调节电路根据所述电压管理信号调升所述至少一个电源域的工作电压，并且当所述至少一个电源域的工作电压调升至稳定时，所述控制电路接着输出所述选择信号至所述多进多出开关电路，以使所述多进多出开关电路根据所述选择信号调升输出至所述至少一个电源域的至少一个第三时钟信号的时钟频率。8.根据权利要求7所述的动态电压频率调整电路，其中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调升操作的情况下，所述电压调节电路先缓步调升所述至少一个电源域的工作电压，并且当所述至少一个电源域的工作电压调升至稳定时，所述多进多出开关电路再以低时钟频率至高时钟频率且多阶段切换的方式逐步调升输出至所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率。9.根据权利要求6所述的动态电压频率调整电路，其中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调降操作的情况下，所述控制电路先输出所述选择信号至所述多进多出开关电路，以使所述多进多出开关电路根据所述选择信号调降输出至所述至少一个电源域的至少一个第三时钟信号的时钟频率，并且当所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率调降至稳定时，所述控制电路再输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，以使所述电压调节电路根据所述电压管理信号调降所述至少一个电源域的工作电压。10.根据权利要求9所述的动态电压频率调整电路，其中，在所述电压频率调节操作包括对应于所述多个电源域中的至少一个电源域的电压频率调降操作的情况下，所述多进多出开关电路先以高时钟频率至低时钟频率且多阶段切换的方式逐步调降输出至所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率，并且当所述至少一个电源域的所述至少一个第三时钟信号的时钟频率调降至稳定时，所述电压调节电路再缓步调降所述至少一个电源域的工作电压。11.根据权利要求6
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10任一项所述的动态电压频率调整电路，其中，所述控制电路包括：状态机电路，耦接所述分频电路以及所述多进多出开关电路；以及寄存器电路，耦接所述状态机电路；所述寄存器电路被配置为在所述系统级芯片进行所述电压频率调节操作时，输出控制信号至所述状态机电路，所述状态机电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述控制信号，输出所述电压管理信号至所述电压调节电路，并输出所述选择信号至所述多进多出开关电路。12.根据权利要求11所述的动态电压频率调整电路，其中，所述电压管理信号包括电压调节触发信号和调节目标电压信息，所述电压调节电路被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述电压调节触发信号调节和所述调节目标电压信息将所述多个电源域中的至少一个电源域的
工作电压调节至目标电压。13.根据权利要求11所述的动态电压频率调整电路，其中，所述状态机电路还被配置为在所述系统级芯片进行电压频率调节操作时，根据所述控制信号输出分频信号至所述分频电路，以使所述分频电路根据所述分频信号输出所述多个第二时钟信号。14.根据权利要求6
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10任一项所述的动态电压频率调整电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海壁仞智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：