电源控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种电源控制装置，特别是有关于一种具有效能监控电路的电源控制装置，其能通过监控一目标处理模块的操作状况来产生供应电压给目标处理模块作为其操作电压。
【背景技术】
[0002]电子装置中处理器执行操作时的能耗大小变的越来越重要，尤其是对于移动装置而言，更为重要。当处理器在特定效能下操作时，期望能降低供应电压，借以减少能耗。一般而言，一个动态频率-电压调整(dynamic voltage-frequency scaling，DVFS)表单包含了多个操作频率以及对应的操作电压。以往，对于一批次的晶片而言，在一特定的操作频率下，可通过DVFS表单来找出施加的操作电压给该批次的所有晶片。然而，在一批次的晶片中，每个晶片可能有不同的频率-电压特性，且甚至在不同的操作环境下，同一晶片的频率-电压特性也可能会改变。因此，若实施一个固定的DVFS表单给一批次的所有晶片，对于可能以更低的电压来达到相同期望的操作频率的晶片而言，则无法进一步降低其能耗大小。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种电源控制装置，用以产生并控制一供应电压。电源控制装置包括可变延迟链、取样电路、比较电路、以及电源管理器。可变延迟链具有延迟长度。可变延迟链接收初始信号，且根据延迟长度来对初始信号进行延迟操作以产生延迟信号。取样电路接收延迟信号，且对延迟信号进行取样以产生取样信号。比较电路接收取样信号，且对取样信号以及参考信号进行比较以产生比较结果信号。电源管理器接收比较结果信号，且根据比较结果信号来调整供应电压。
[0004]本发明能够减少能耗。
【附图说明】
[0005]图1表不根据本发明一实施例的电子系统。
[0006]图2表示根据本发明一实施例的效能监控器的电路架构。
[0007]图3表示根据本发明一实施例的可变延迟链的电路架构。
[0008]图4表示根据本发明一实施例的调整方法，以调整可变延迟链的延迟长度。
[0009]图5表不根据本发明另一实施例的电子系统。
[0010]其中，附图中符号的简单说明如下:
[0011]I?电子系统；10?电源控制装置；
[0012]11?处理模块；12?时脉产生器；
[0013]13?中央处理单元；20?反向器；
[0014]21…25?正反器；26?异或门；
[0015]30-0…30-N?多工器50?处理模块(CPU);
[0016]100?效能监控器；101?电源管理器；
[0017]1000?可变延迟链；1001?取样电路；
[0018]1002?比较电路；
[0019]1003?初始信号产生电路；
[0020]1004?参考信号产生电路；
[0021]1005?温度感测器；1010?电源管理单元；
[0022]1011?电源管理电路；1012?储存单元；
[0023]CLK?时脉信号；S40…S44?方法步骤；
[0024]S101A、SlOlB ?控制信号；
[0025]S1000?延迟信号；S1001?取样信号
[0026]S1002?比较结果信号；S1003?初始信号
[0027]S1004?参考信号；S1005?温度信号；
[0028]SEL-O…SEL-N?选择信号；
[0029]Vsupply?供应电压。
【具体实施方式】
[0030]图1表示根据本发明一实施例的电子系统。电子系统I可以是智能手机、平板计算机、数字相机等移动装置。参阅图1，电子系统I包括电源控制装置10、处理模块11、时脉产生器12、以及中央处理单元(central processing unit，CPU) 13。电源控制装置10包括效能监控器100以及电源管理器101。效能监控器100包括可变延迟链1000、取样电路1001、比较电路1002、初始信号产生电路1003、参考信号产生电路1004、以及温度感测器1005。电源管理器101包括电源管理单元(power management unit，PMU) 1010以及电源管理电路(power management integrated circuit,PMIC) 1011o 在图1 的实施例中，电源管理电路1011与电源管理电单元1010为两个不同的元件或装置，且电源管理电路1011由电源管理电单元1010所控制。而在其他实施例中，电源管理电路1011配置在电源管理电单元1010之内，即电源管理电路1011为电源管理单元1010的一部分。在此情况下，电源管理单元1010则作为电源管理器101。
[0031]电源管理单元1010具有一储存单元1012，其储存一个动态频率-电压调整(dynamic voltage-frequency scaling，DVFS)表单。DVFS 表单包含了多个操作频率以及对应的操作电压。在电子系统I初始操作时，中央处理器13依据处理模块11的期望操作效能来控制电源管理单元1010从DVFS表单中初始选择一期望的操作频率以及对应的操作电压。电源管理单元1010根据选择的操作频率以及操作电压分别产生控制信号SlOlA与SlOlB至电源管理电路1011以及时脉产生器12。电源管理电路1011根据控制信号SlOlA来初始产生具有预设电平的供应电压Vsupply (此预设电平对应电源管理单元1010所选择的操作电压)，而时脉产生器12则根据控制信号SlOlB来产生时脉信号CLK。在此实施例中，时脉产生器12以相位锁定回路架构来实现。
[0032]处理模块11接收供应电压Vsupply作为其操作电压，并接收时脉信号CLK作为其操作时的时脉依据。效能监控器100也接收供应电压Vsupply作为其操作电压，同时也接收时脉信号CLK。换句话说，处理模块11与效能监控器100共享供应电压Vsupply以及时脉信号CLK。效能监控器100用来监控处理模块11的操作效能，且监控的结果可用来控制电源管理器101是否调整供应电压Vsupply。以下将说明效能监控器100的监控操作。在效能监控器100中，初始信号产生器1003接收时脉信号CLK，且根据时脉信号CLK来产生初始信号S1003。可变延迟链1000接收初始信号S1003，且根据其当前的延迟长度来对初始信号S1003进行延迟操作，并产生延迟信号S1000。在此实施例中，可变延迟链1000是用来模仿处理模块11中的关键路径，可变延迟链1000的延迟长度则是对应关键路径的时序。如此一来，效能监控器100则能通过可变延迟链1000来得知处理模块11的关键路径以及其时序。在本发明的实施例中，可变延迟链1000仅是延迟初始信号S1003的时序以产生延迟信号S1000，而不会对初始信号S1003进行反向后输出，即是，延迟信号S1000的电平变化相同于初始信号S1003的电平变化。取样电路1001接收延迟信号S1000，并对延迟信号S1000进行取样，以产生取样信号S1001。参考信号产生电路1004也接收初始信号S1003，且对初始信号S1003进行取样后产生参考信号S1004。
[0033]比较电路1002接收来自取样电路1001的取样信号S1001以及来自参考信号产生电路1004的参考信号S1004。比较电路1002对取样信号S1001以及参考信号S1004进行比较，且根据比较结果来产生比较结果信号S1002。比较结果信号S1002则传送至电源管理单元1010。比较电路1002比较出取样信号S1001相同于参考信号S1004的情况是表示，可变延迟链1000是正常地操作。由于可变延迟链1000是模仿处理模块11中的关键路径，因此，比较电路1002比较出取样信号S1001相同于参考信号S1004的情况也可表示出，处理模块11在目前的操作电压(即供应电压Vsupply)下能正常地操作。此时，电源管理器单元1010根据比较结果信号S1002可得知目前所产生的供应电压Vsupply能够让处理模块11正常操作，因此控制电源管理电路1011来降低供应电压Vsupply (即降低电压电平)。另一方面，比较电路1002比较出取样信号S1001不同于参考信号S1004的情况表示出，可变延迟链1000并非正常地操作，也进一步表示出处理模块11在目前的操作电压(即供应电压Vsupply)下无法正常地操作(即操作失败)。此时，电源管理单元1010根据比较结果信号S1002可得知继续降低供应电压Vsupply已不足以让处理模块11正常操作，并控制电源管理电路1011不调整供应电压Vsupply (即不调整电压电平)，例如，不降低整供应电压Vsupply的电平。换句话说，当电源管理器单元1010根据比较结果信号S1002可得知继续降低供应电压Vsupply已不足以让处理模块11正常操作时，供应电压Vsupply维持在当前的电平或略有提高。
[0034]根据上述可得知，在电源管理器101初始根据DVFS表单来产生具有初始电平的供应电压Vsupply之后，电源控制装置10通过效能监控器100的可变延迟链1000来模拟处理模块11的关键路径，借以监控处理模块11在当前的操作电压下的操作效能并依据监控结果来动态地调整供应电压Vsupply。当效能监控器100判断出处理模块11在当前的操作电压下能正常操作时，电源管理器101则降低提供至处理模块11的供应电压Vsupply，借此可减少处理模块11的能耗。此外，根据本发明的实施例，即使同一批次的所有晶片都采用相同的DVFS表单，但由于电源供