包括低压差调节器的片上系统技术方案

根据实施例的片上系统包括：内核，该内核包括头部开关电路和逻辑电路，该头部开关电路被配置为将施加到第一电源轨的电源供电电压作为供电电压传输到第二电源轨，该逻辑电路被配置为基于来自第二电源轨的供电电压进行操作；以及低压差(LDO)调节器，被配置为基于供电电压的改变来调节输出到第二电源轨的第一电流的幅度，其中，LDO调节器还被配置为基于供电电压的改变量来控制包括在头部开关电路中的多个第一头部开关的接通/断开。多个第一头部开关的接通/断开。多个第一头部开关的接通/断开。

【技术实现步骤摘要】
包括低压差调节器的片上系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求分别于2021年6月21日和2021年8月5日向韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0080364号和第10
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2021
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0103480号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


[0003]本专利技术构思涉及片上系统，更具体地，涉及包括低压差(low
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dropout，LDO)调节器的片上系统。

技术介绍

[0004]随着移动设备的性能近来不断提高，应用处理器的复杂性也增加。因此，随着提供给应用处理器的电源供电电压的数量增加，电源管理集成电路(power management integrated circuit，PMIC)中连接到应用处理器的电源路由的数量也增加，并且由于PMIC内部电路数量的增加，片外负载电容器和电感器的数量也大大增加。
[0005]尽管产品开发正在朝着合并应用处理器内核的电源域发展，但这阻碍了通过动态电压缩放(dynamic voltage scaling，DVS)实现电源管理增益。尽管包括应用处理器的片上系统(system
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on
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chip，SoC)倾向于包括LDO调节器以最小化由电源域合并引起的损害，但是在昂贵的SoC工艺中包括LDO调节器可能是一种负担。

技术实现思路

[0006]一个或多个示例实施例提供了一种包括低压差调节器并降低生产成本的片上系统以及操作该片上系统的方法，其中该低压差调节器可以减少内核和电源管理集成电路(PMIC)之间的电源路由以及片外器件的数量。
[0007]根据本专利技术构思的示例实施例的一个方面，提供了一种片上系统，包括：内核，包括头部开关电路和逻辑电路，该头部开关电路被配置为将施加到第一电源轨的电源供电电压(power supply voltage)作为供电电压(supply voltage)传输到第二电源轨，该逻辑电路被配置为基于从第二电源轨接收的供电电压进行操作；以及低压差(LDO)调节器，被配置为基于供电电压的改变来调节输出到第二电源轨的第一电流的幅度，其中，LDO调节器还被配置为基于供电电压的改变量来控制包括在头部开关电路中的多个第一头部开关(header switch)的接通/断开状态。
[0008]根据本专利技术构思的示例实施例的另一方面，提供了一种片上系统，包括：内核，包括连接在电源供电电压被施加到的第一电源轨和第二电源轨之间的多个第一头部开关和连接在第二电源轨和接地轨之间的多个逻辑块；以及低压差(LDO)调节器，包括连接到第二电源轨的输出节点，并且被配置为基于通过输出节点检测到的第二电源轨的电压的改变来调节通过输出节点输出到第二电源轨的第一电流或通过多个第一头部开关输出到第二电源轨的第二电流中的至少一个。
[0009]根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种片上系统，包括：内核，包括头部开关电路和逻辑电路，该头部开关电路被配置为将施加到第一电源轨的电源供电电压作为供电电压传输到第二电源轨，该逻辑电路被配置为基于从第二电源轨接收的供电电压进行操作；以及低压差(LDO)调节器，被配置为基于供电电压的改变来调节第一电流或通过包括在头部开关电路中的多个第一头部开关流到逻辑电路的第二电流中的至少一个，其中，LDO调节器包括：输出节点，连接到第二电源轨，并且被配置为向逻辑电路输出第一电流；误差放大器，被配置为将对应于从输出节点检测到的供电电压的反馈电压与第一参考电压进行比较；模拟晶体管，被配置为基于来自误差放大器的比较信号生成第一电流；分流器，被配置为复制第一电流并以特定比率分流所复制的第一电流；参考电流生成器，被配置为生成第一参考电流和第二参考电流；第一电流比较器，被配置为基于比较第一参考电流和分流后的第一电流来生成向上信号(up signal)；第二电流比较器，被配置为基于比较第二参考电流和分流后的第一电流来生成向下信号(down signal)；以及双向移位寄存器，被配置为基于向上信号和向下信号来生成用于多个第一头部开关的接通/断开控制信号。
附图说明
[0010]从以下结合附图的描述中，本公开的特定实施例的上述和其他方面、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
[0011]图1是示出根据本专利技术构思的实施例的片上系统的框图；
[0012]图2A是示出根据本专利技术构思的实施例的包括在片上系统中的内部低压差(LDO)调节器的操作方法的流程图；
[0013]图2B是用于描述第一电流源、第二电流源和负载电流源之间的关系的图；
[0014]图3A和图3B是示出根据本专利技术构思的实施例的通过使用第一环路或第二环路来调节电流的片上系统的框图；
[0015]图4是用于描述根据本专利技术构思的实施例的内部LDO调节器的操作方法的曲线图；
[0016]图5是示出根据本专利技术构思的实施例的片上系统的框图；
[0017]图6A、图6B和图6C是用于描述包括在图5的第一头部开关组中的头部开关的分布的视图；
[0018]图7A是示出根据本专利技术构思的实施例的内部LDO调节器的框图；
[0019]图7B是示出图7A的头部开关电路的图；
[0020]图8是示出图7A的双向移位寄存器的框图；
[0021]图9是示出根据本专利技术构思的实施例的头部开关的特性的曲线图；
[0022]图10是用于描述根据本专利技术构思的实施例的考虑图9的第一头部开关的特性的内部LDO调节器的操作方法的流程图；
[0023]图11是示出执行图10的操作的内部LDO调节器的框图；
[0024]图12A是示出图11的移位程度调整器的框图；
[0025]图12B是用于描述图12A的移位程度调整器的操作的图；
[0026]图13是用于描述根据本专利技术构思的实施例的内部LDO调节器的操作方法的流程图；
[0027]图14是示出执行图13的操作的内部LDO调节器的框图；
[0028]图15A是示出图14的移位频率选择器的示例的框图；
[0029]图15B是用于描述图15A的移位频率选择器的操作的图；
[0030]图16A是示出图14的移位频率选择器的另一示例的框图；
[0031]图16B是用于描述图16A的移位频率选择器的操作的图；
[0032]图17是示出根据本专利技术构思的实施例的计算系统的框图；并且
[0033]图18是示出根据本专利技术构思的实施例的计算系统的框图。
具体实施方式
[0034]本公开的一个或多个示例实施例在附图中示出并在具体实施方式中详细描述。然而，应当理解，本公开不限于一个或多个具体实施例，而是包括不脱离本公开的范围和精神的所有修改、等同物和替代物。在附图描述的上下文中，相同的附图标记可以用于类似的组件。
[0035]图1是示出根据本专利技术构思的实施例的片上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上系统，包括：内核，包括：头部开关电路，被配置为将施加到第一电源轨的电源供电电压作为供电电压传输到第二电源轨；和逻辑电路，被配置为基于从所述第二电源轨接收的所述供电电压进行操作；以及低压差LDO调节器，被配置为基于所述供电电压的改变来调节输出到所述第二电源轨的第一电流的幅度，其中，所述LDO调节器还被配置为基于所述供电电压的改变量来控制包括在所述头部开关电路中的多个第一头部开关的接通/断开状态。2.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述LDO调节器还被配置为检测所述第一电源轨的至少一个点处的供电电压的改变。3.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述LDO调节器还被配置为基于所述供电电压的改变量在第一阈值范围内，维持所述多个第一头部开关的先前通电/断电状态。4.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述LDO调节器还被配置为当所述供电电压的改变量不在第一阈值范围内时，改变所述多个第一头部开关中的至少一个的通电/断电状态。5.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述LDO调节器还被配置为基于所述供电电压和至少一个参考电压之间的比较来调整控制所述多个第一头部开关的接通/断开状态的频率。6.根据权利要求1所述的片上系统，其中所述LDO调节器还被配置为基于所述多个第一头部开关中的至少一个的输入电压和输出电压之间的差来调整其接通/断开状态通过一次接通/断开控制操作被改变的第一头部开关的数量。7.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述头部开关电路还包括通过对所述内核的电源门控控制来共同接通/断开的多个第二头部开关。8.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述多个第一头部开关均匀分布在所述内核所在的区域中。9.根据权利要求1所述的片上系统，其中，调节后的第一电流和所述多个第一头部开关的接通/断开状态受到控制的所述头部开关电路的第二电流之和跟踪流到所述逻辑电路的负载电流的幅度。10.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述LDO调节器包括被配置为输出所述第一电流的模拟晶体管，并且其中，所述多个第一头部开关中的每一个被实现为数字晶体管。11.一种片上系统，包括：内核，包括：多个第一头部开关，连接在第一电源轨和第二电源轨之间，其中电源供电电压被施加到所述第一电源轨；和多个逻辑块，连接在所述第二电源轨和接地轨之间；以及低压差LDO调节器，包括连接到所述第二电源轨的输出节点，并且被配置为基于通过所
述输出节点检测到的所述第二电源轨的电压的改变来调节通过所述输出节点输出到所述第二电源轨的第一电流或通过所述多个第一头部开关输出到所述第二电源轨的第二电流中的至少一个。12.根据权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：金世基，金赏镐，李龙珍，李亨旻，李东夏，李炳培，李圣镕，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：