多端口存储器设备的渐进功率控制制造技术

提供了一种用于渐进地降低串行存储器设备的功耗的方法和系统，称为功率控制系统。该功率控制系统监控多端口串行存储器的端口，从而可基于每个端口来启用和停用它们。当端口上没有发送或接收数据时，采取一系列步骤来渐进地对该端口的各部分减少供电，从而使该端口进入低功率状态。通过停用某些端口和将端口置于低功率状态，显著减少了串行端口存储器的总功耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多端口存储器设备的渐进功率控制背景计算机或计算机的部件相互通信的通信链路可以是串行或并行的。并 行链路沿多个信道(导线、印刷电路迹线、光纤等)发送若干个数据流(可 能表示字节流的特定位)，而串行链路在仅两根导线上发送单个数据流(正 信号和补信号)。初看起来，似乎串行链路肯定比并行链路差，因为它在 每个时钟计时单元上发送的数据更少。然而，通常的情况是，能比并行链 路显著更快地通过时钟控制串行链路，而且串行链路可获得更高的数据率。 多个因素允许以更大的速率通过时钟控制串行链路。首先，不同信道之间 的时钟偏移不是问题(对于未进行时钟控制的串行链路)。其次，串行连 接需要更少的互连电缆(例如电线/纤维)，从而占据更少空间，从而允许 将该信道与其周围更好地隔离。最后，因为附近存在的导线较少，所以串 扰的问题较少。在许多情况下，串行链路是更好的选择，因为它们实现起 来不那么昂贵。与并行接口相反，许多集成电路(IC)具有串行接口，从 而它们具有较少引脚且更加经济。不管它们的优点如何，串行链路倾向于比并行链路使用更多功率。具 体而言，当发送或接收数据时，串行链路非常迅速地改变状态(称为切换)。 每一次状态改变消耗少量功率，从而随时间合计达大功耗。串行链路在每 --端上还通常由封端电阻器和偏置电阻器封端。在没有封端电阻器的情况 下，快速驱动器沿的反射会引起多个数据沿，这些数据沿会引起数据损坏。 封端电阻器还减少由较低阻抗引起的电噪声敏感性。偏置电阻器在线路未 被驱动时将其偏置开。在没有偏置电阻器的情况下，当没有数据被发送时， 信号降至O(其中电噪声敏感性最大)。因此封端和偏置电阻器均是必要的； 不过，附加的电阻使链路消耗恒定量的功率用来保持该链路活动。消费者要求电子设备的速度越来越快，但设备速度越快，该设备消耗 的功率越大。对于机载电池的可用功率有限的移动设备而言，这尤其成问题。为提供最大的好处，这些设备必须具有长电池寿命，同时仍为消费者 提供高度的功能。以前对降低功率的尝试已经试图在不使用设备时将设备 功率降低或将它置于较低功率状态，然后当设备的用户要求执行功能时迅 速恢复至其完全功率。然而，当设备被频繁使用时这种技术无效，从而仍 会导致消耗的功率很大。附图简述附图说明图1是示出串行端口存储器设备中的功率控制系统的组件的电路图。 图2是示出串行端口存储器设备的单个端口的状态的状态机。 图3是示出附连至串行端口存储器设备的单个端口的主机的状态的状 态机。图4是示出对串行端口存储器设备的各个体可用的功率降低模式的状态图。图5是示出附连至端口的串行链路的封端的电路图。详细描述提供了一种用于渐进地降低串行存储器设备的功耗的方法和系统("功 率控制系统")。在题为"用于基于存储器的设备的通信架构 (COMMUNICATIONS ARCHITECTURE FOR MEMORY-BASED DEVICES )"的美国专禾U申请No. 10/045,297 (律师巻号No, 54972.8812.US00)中描述了多端口串行存储器设备，该专利通过引用结合 于此。功率控制系统配置多端口串行存储器的端口，从而可基于每个端口 来启用和停用它们。当端口上没有发送或接收数据时，采取一系列步骤来 渐进地对该端口的各部分减少供电(de-power),从而使该端口进入低功率 状态。通过停用某些端口和将端口置于低功率状态，显著减少了串行端口 存储器的总功耗。各个端口可能连接至访问该设备的不同主机。因为可单 独地关闭端口，所以当其它端口处于低功率状态时，主机仍可使用某些端 口来访问该串行存储器以执行特定功能。以此方式，功率控制系统渐进地 降低了设备的功耗，同时仍使设备的功能对特定的访问主机可用。在某些实施例中，功率控制系统基于关闭标准(例如该端口的活动) 检测未使用的端口。例如，如果该端口未在发送或接收，则功率控制系统 将该端口关闭。功率控制系统可等待基于该端口最后一次接收到数据的时间的超时过期，以确定该端口不活动。功率控制系统还可从主机接收指示 一段时间内将不发送新数据的命令，而且功率控制系统可响应于该命令关 闭该端口。在某些实施例中，功率控制系统去除一个关闭的端口的端口时钟信号 和功率。当该端口未被使用时，该端口时钟迅速地切换而且消耗不必要的 功率。通过去除端口的端口时钟和功率，功率控制系统进一步降低功耗。 当重新需要该端口时，可重新施加功率和时钟信号，从而该端口返回工作 状态。例如，当功率已下降时，功率控制系统可检测该线路上的信号状态 的变化，该变化指示主机重新需要该端口。 一旦检测到信号状态的变化， 功率控制系统通过反向地执行用来使该端口功率降低的步骤以对该端口重 新供电。在某些实施例中，如果所有端口被关闭，则功率控制系统降低包括时 钟发生器和PLL的核功率，以进一步降低功耗。核功率对每个端口以及公 共支持电路系统供电。通过去除核功率，功率控制系统实现附加的节能。因为时钟发生器和PLL通常会消耗电路所需的大量功率，所以关闭时钟发 生器和PLL会导致显著的节能。在某些实施例中，功率控制系统通过去除该端口处的封端来关闭端口。 该端口被置成公共模式，从而正信号和补信号的电压相同。去除该封端会 降低所消耗的功率。而且，当端口被关闭时，主机或存储器设备均不发送， 因此主机和存储器设备节能。图1是示出一个实施例中的功率控制系统和串行存储器设备的组件的 电路图。该串行存储器设备包括锁相环(PLL) 105、多个存储器体110和 115、四个端口 120、 125、 130以及135、用于各个端口的时钟线140以及 用于各个端口的输电线155。多个存储器体110和115耦合至四个串行端口 120、 125、 130以及135，从而使连接至这些端口的一个或多个主机设备可 访问这些存储体。虽然该存储器设备在图1中被描述为仅具有成两组"^每组四个存储体——的八个存储体和四个端口，但该存储器设备可具有任 何数量的存储体和端口。存储体和端口的数量通常由访问主机的数量和使 用该存储器设备的特定应用确定。功率控制系统包括用于各个端口的活动检测线145、时钟开关170以及功率开关175，以及功率控制逻辑160和核 功率控制模块165。用于各个端口的活动检测线145耦合至时钟开关170、 功率开关175以及功率控制逻辑160。在某些实施例中，功率控制逻辑对来 自每个端口的活动检测线执行逻辑与操作。来自功率控制逻辑160的输出 耦合至功率控制模块165。虽然图1描述了特定的开关配置和功率控制逻 辑，但应当理解的是，其它配置和构造可执行相似功能来实现相同结果。 例如，功率控制逻辑可以软件而非硬件来实现，而且用来触发功率开关和 时钟开关的控制信号可从中央控制器接收。作为另一示例，取决于存储器 设备中包括的端口数量，功率控制逻辑可更加复杂。功率控制系统实现了多种节能技术，以使串行存储器设备的功耗最小 化。活动检测线145耦合至存储器设备的每个端口，并携带指示该端口何 时活动以及该端口何时不活动的信号。活动检测线上的信号用来触发多个 节能模式。例如，当活动检测线上的信号指示该端口不活动时，通过切断 功率开关175将输电线155上的电能从该端口断开。从该端口去除功率降 低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减少具有多个串行端口的多端口存储器设备中的功耗的方法，所述方法包括：　监控存储器设备中的多个串行端口上的数据发送和接收；　对于所述被监控的多个串行端口中的每一个，检测串行端口处何时满足关闭标准；以及　当所述串行端口处满 足所述关闭标准时，降低所述串行端口的功率，而不影响所述存储器装置的多个其它串行端口的工作。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金成骏，李东润，金殷九，
申请(专利权)人：晶像股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]