用于供電門控的電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路技術(shù)，更具體地說，涉及用于供電門控的電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于漏電流的存在，在向電路模塊供電之后，即使該電路模塊沒有工作，也存在一定功耗。為了解決這一問題，提出了供電門控(power gating)技術(shù)，即通過開關(guān)電路對(duì)電路模塊和供電網(wǎng)絡(luò)之間的連接進(jìn)行門控。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電路模塊需要既連接到電源，又連接到地，然后才能進(jìn)行工作。因此，對(duì)電路模塊和供電網(wǎng)絡(luò)之間的連接進(jìn)行門控，既可以對(duì)電路模塊與電源之間的連接進(jìn)行門控，也可以對(duì)電路模塊與地之間的連接進(jìn)行門控。
[0003]圖1示出了由開關(guān)電路對(duì)電路模塊和電源之間的連接進(jìn)行門控的示意圖。開關(guān)電路連接在電路模塊和電源之間，電路模塊進(jìn)一步連接到地。這里的電源和地，分別包括供電網(wǎng)絡(luò)中與電源電平一致的點(diǎn)，和供電網(wǎng)絡(luò)中與地電平一致的點(diǎn)。選通信號(hào)PGSEL連接到開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，作為開關(guān)電路控制信號(hào)。當(dāng)選通信號(hào)PGSEL為邏輯高電平和邏輯低電平中的一個(gè)時(shí)，所述開關(guān)電路處于連通狀態(tài)，從而使得電路模塊既連接到電源又連接到地。相應(yīng)地，所述電路模塊處于激活狀態(tài)。當(dāng)選通信號(hào)PGSEL為邏輯高電平和邏輯低電平中的另一個(gè)時(shí)，所述開關(guān)電路處于斷開狀態(tài)，從而使得電路模塊只連接到地，而沒有連接到電源。相應(yīng)地，所述電路模塊處于休眠狀態(tài)。由于電路模塊與電源斷開，流經(jīng)空閑電路模塊的漏電流得到減小，從而降低了電路模塊在空閑時(shí)的功耗。通過將選通信號(hào)PGSEL設(shè)置為不同的電平，來控制開關(guān)電路的斷開和連通，進(jìn)而控制電路模塊處于激活狀態(tài)還是休眠狀態(tài)。
[0004]負(fù)載的突然變化會(huì)導(dǎo)致電源特性的變化。尤其是在將電路模塊連接到電源時(shí)，需要對(duì)電路模塊進(jìn)行充電，從而導(dǎo)致大量的電荷從電源轉(zhuǎn)移到電路模塊。大量電荷在短時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)移將導(dǎo)致電源電平發(fā)生抖動(dòng)，從而在與被喚醒電路模塊相鄰的其他電路模塊中弓I起噪聲。通?？梢圆捎脙煞N方法來緩解這種負(fù)面作用。
[0005]一種方法是使用多個(gè)開關(guān)電路進(jìn)行供電門控。在將電路模塊與電源連通時(shí)，按照一定的時(shí)間間隔逐個(gè)地操作這些開關(guān)電路。這樣，操作各個(gè)開關(guān)電路所引起的電源負(fù)載變化都比較小，而且在時(shí)間上相互錯(cuò)開。這種方法需要為一個(gè)電路模塊提供多個(gè)開關(guān)電路控制信號(hào)。
[0006]另一種方法是降低選通信號(hào)PGSEL的電平轉(zhuǎn)換速率。信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換速率表示信號(hào)從一個(gè)電平轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電平的速率。將選通信號(hào)PGSEL由跳變信號(hào)緩變信號(hào)，就可以使得開關(guān)電路緩慢地?cái)嚅_和緩慢地連通。但是，一般來說，希望信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換速率越快越好。因此這種方法需要生成特殊的信號(hào)來作為PGSEL。
[0007]因此，需要一種新的用于供電門控的電路和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明實(shí)施例提供用于供電門控的電路和方法，以便減小供電門控對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的影響。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種用于供電門控的電路，包括:開關(guān)電路，連接在電路模塊和具有目標(biāo)電平的供電網(wǎng)絡(luò)之間，所述開關(guān)電路在其控制信號(hào)輸入端接收控制信號(hào)，從而在所述控制信號(hào)的控制下對(duì)電路模塊和供電網(wǎng)絡(luò)之間的連接進(jìn)行門控，其中所述開關(guān)電路和所述電路模塊在第一節(jié)點(diǎn)相連；調(diào)制振蕩器，其使能信號(hào)輸入端連接到用于使能所述調(diào)制振蕩器的選通信號(hào)，其控制信號(hào)輸入端連接到所述第一節(jié)點(diǎn)，其輸出端連接到所述開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端，其中所述調(diào)制振蕩器輸出的振蕩信號(hào)受所述第一節(jié)點(diǎn)的電平的調(diào)制。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的方法，包括:接收選通信號(hào)，所述選通信號(hào)用于指示需要通過開關(guān)電路將第一節(jié)點(diǎn)的電平轉(zhuǎn)換成目標(biāo)電平，所述開關(guān)電路連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和具有所述目標(biāo)電平的第二節(jié)點(diǎn)之間；響應(yīng)于所述選通信號(hào)，生成振蕩信號(hào)；以所述振蕩信號(hào)控制所述開關(guān)電路，從而使得所述開關(guān)電路交替地連通和斷開所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的連接，其中，所述振蕩信號(hào)受所述第一節(jié)點(diǎn)的實(shí)際電平與所述目標(biāo)電平的差值的調(diào)制。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案，可以降低供電門控對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的影響。
【附圖說明】
[0012]通過結(jié)合附圖對(duì)本公開示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中用于供電門控的電路。
[0014]圖2、圖4和圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的電路。
[0015]圖3A到圖3C、圖5A到圖5C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的電路的波形圖。
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的方法的流程圖。
[0017]圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的電路的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面參照附圖，結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。這樣的描述僅僅出于說明目的，而不意圖對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。僅以舉例說明的目的給出附圖并因此沒有按比例繪制。此外，當(dāng)?shù)谝辉幻枋鰹榕c第二元件相連或者連接到第二元件時(shí)，第一元件不僅可以直接與第二元件相連，而且還可以借助第三元件間接地與第二元件相連。進(jìn)一步地，為了清楚，省略了對(duì)完全理解本發(fā)明不必要的一些元件。在附圖中，相似和相應(yīng)的元件由相似的附圖標(biāo)記代表。
[0019]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在數(shù)字電路中，電平和器件類型具有對(duì)稱的關(guān)系。例如，N型晶體管的導(dǎo)通電平是高電平，P型晶體管的導(dǎo)通電平是低電平。因此，在下面的描述中所涉及的對(duì)高低電平的條件，均可以通過對(duì)相關(guān)器件的類型進(jìn)行改變而進(jìn)行變化。此外，也可以通過增加額外的器件對(duì)所示條件進(jìn)行變化。例如對(duì)于高電平導(dǎo)通的N型晶體管，如果在N型晶體管的柵極與輸入信號(hào)之間增加反相器件，那么該晶體管可以在輸入信號(hào)為低電平時(shí)導(dǎo)通。又例如，在僅僅利用晶體管的導(dǎo)通/截止特性時(shí)，晶體管的源極和漏極可以互換。這些變形均等同于以下所描述的本發(fā)明的實(shí)施例并且落入本專利的保護(hù)范圍。
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于供電門控的電路。在圖2中，在電路模塊和電源之間設(shè)置開關(guān)電路。當(dāng)開關(guān)電路連通時(shí)，電路模塊既連接到電源又連接到地，從而處于激活狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)電路斷開時(shí)，電路模塊只連接到地而沒有連接到電源，從而處于休眠狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，也可以在電路模塊和地之間設(shè)置開關(guān)電路。當(dāng)開關(guān)電路連通時(shí)，電路模塊既連接到電源又連接到地，從而處于激活狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)電路斷開時(shí)，電路模塊只連接到電源而沒有連接到地，從而處于休眠狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，還可以在電路模塊和電源之間設(shè)置第一開關(guān)電路，在電路模塊和地之間設(shè)置第二開關(guān)電路。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)電路和第二開關(guān)電路均連通時(shí)，電路模塊既連接到電源又連接到地，從而處于激活狀態(tài)。在下面的描述中，以開關(guān)電路位于電源和電路模塊之間的情況為例進(jìn)行說明。但是，也可以將所述結(jié)構(gòu)應(yīng)用于開關(guān)電路位于電路模塊和地之間的情況。
[0021]在圖2中，開關(guān)電路與電路模塊在第一節(jié)點(diǎn)相連。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在開關(guān)電路將電源和電路模塊斷開之后，由于電路模塊只連接到地，因此所述第一節(jié)點(diǎn)的電平和地的電平是一致的。當(dāng)開關(guān)電路將電源和電路模塊連通之后，第一節(jié)點(diǎn)的電平從地電平轉(zhuǎn)換到電源電平。換句話說，選通信號(hào)也可以看做一指示信號(hào)，其指示是否需要將第一節(jié)點(diǎn)的電平從當(dāng)前電平轉(zhuǎn)換到一不同于當(dāng)前電平的目標(biāo)電平。在下面的說明中，用V_VDD表示第一節(jié)點(diǎn)的電平。
[0022]選通信號(hào)PGSEL連接到調(diào)制振蕩器的使能信號(hào)輸入端。調(diào)制振蕩器的輸出端連接到開關(guān)電路的控制信號(hào)輸入端。所述調(diào)制振蕩器在被使能后輸出振蕩信號(hào)。輸出的振蕩信號(hào)可以是正弦波，也可以是方波，還可以是其他任意振蕩波形。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易實(shí)現(xiàn)將一種振蕩波形轉(zhuǎn)換成另一個(gè)振蕩波形。在下面的說明中，用V_CNTL表示調(diào)制振蕩器輸出的振蕩信號(hào)的電平。
[0023]調(diào)制振蕩器的控制信號(hào)輸入端連接到第一節(jié)點(diǎn)。這樣，調(diào)制振蕩器輸出的振蕩信號(hào)就受V_VDD的調(diào)制。
[0024]對(duì)于特定的電路模塊而言，對(duì)其進(jìn)行充電所需要的電荷量是一定的。在圖2中，振蕩信號(hào)作為開關(guān)電路控制信號(hào)。因此，開關(guān)電路可能在振蕩信號(hào)作用下，時(shí)而處于連通狀態(tài)，時(shí)而處于斷開狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)電路模