电力管理集成电路、电力管理方法和移动设备的制造方法
【专利说明】电力管理集成电路、电力管理方法和移动设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年8月26日提交的韩国专利申请10-2014-0111717和2015年7月7日提交的美国专利申请14/793，381的优先权，其主题通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明构思一般地涉及可以在移动设备使用的电力管理方法。更加具体来说，本发明构思涉及电力管理电路、包括电力管理电路的移动设备和根据由移动设备中的电池提供的(多个)电源电压来调整操作时钟的频率的方法。在本发明构思的特定实施例中，电力管理电路将被配置在与计算逻辑芯片或者包括控制移动设备的总体操作的中央处理单元(CPU)的片上系统(SoC)分离的电力管理集成电路(PMIC)中。
【背景技术】
[0004]由电池供电的移动设备的操作可靠性和有效操作持续时间成为越来越重要的考虑因素。也就是说，随着用户越来越多地将他们的数字计算需求和娱乐应用移动到诸如智能电话、智能手表、小平板等等之类的移动平台，有效地延长电池寿命的需求成为重要的设计和/或操作考虑因素。关于这一点，许多由电池供电的移动设备的操作由于电荷从低于特定电平的电池流出(即，通常导致“低电池”状况的环境)而变得特别不稳定。例如，虽然许多功能将继续在由低电池供电的移动设备中正常运行，但是其它(更大电力消耗的)功能可能将低电池逼迫到移动设备无法继续操作的点。为此，由低电池供电的移动设备变得越来越易受由突然的瞬时电力损耗(sudden momentary power loss，SMPL)导致的操作中断(例如，不希望的关机)的影响。
[0005]可替换地，SMPL可以称为突然电压降(sudden voltage drop，SVD)，并且可能是在由于一些负载效应(例如，由移动设备用户启动一些高电流消耗功能)而造成的突然地(或者短暂地)要求低电池提供相对高电平的电流的时候所引起的特定“电力事件”的结果。当面临这种对电流的突然需求时，低电池可能不能够将一个或多个信号(例如，控制信号、时钟信号、操作电压等等)维持在最低电平，所述信号诸如专门地提供给处理器、计算逻辑、中央处理单元等等的那些。即使在相对短暂的或者瞬时的时刻期间，最低信号电平的损耗也会引起移动设备断电和/或异常操作。结果，在不存在这些瞬时的和相对大电流消耗电力事件的情况下，移动设备可能不管低电池条件而操作相对较长的时间段。
【发明内容】
[0006]在一个方面，本发明构思的实施例提供一种用于包括提供电源电压的电池的移动设备的电力管理方法。所述方法包括；当所述电源电压高于参考电压时生成否定警报信号，以及当所述电源电压低于所述参考电压时生成肯定警报信号，以及提供所述否定警报信号和所述肯定警报信号中的一个给包括响应于操作时钟操作的中央处理单元(CPU)的片上系统(SoC)，其中所述操作时钟响应于否定警报信号而具有第一频率，而且响应于肯定警报信号而具有低于第一频率的第二频率。
[0007]在另一方面，本发明构思的实施例提供另一用于包括提供电源电压的电池的移动设备的电力管理方法。所述方法包括:当所述电源电压高于第一参考电压时生成第一警报信号，以及当所述电源电压低于第二参考电压时生成第二警报信号，以及提供第一警报信号和第二警报信号中的至少一个给包括响应于操作时钟操作的中央处理单元(CPU)的片上系统(SoC)，其中所述操作时钟响应于第一警报信号而具有第一频率以及响应于第二警报信号而具有不同于第一频率的第二频率。
[0008]在另一方面，本发明构思的实施例提供一种用于包括电力管理电路、包括响应于操作时钟的操作的中央处理单元(CPU)的片上系统(SoC)以及提供电源电压的电池的移动设备的电力管理方法。所述方法包括；从所述SoC的电流控制单元通信电力管理信息给所述电力管理电路以及存储所述电力管理信息，响应于所存储的电力管理信息使用由所述电力管理电路控制的参考电压发生器生成参考电压，将所述电源电压与所述参考电压进行比较，以及如果所述电源电压低于所述参考电压，则生成警报信号，以及响应于所述警报信号改变所述操作时钟的频率。
[0009]在另一方面，本发明构思的实施例提供一种移动设备，包括:电力管理电路，其接收电源电压以及将所述电源电压与参考电压进行比较，其中所述电力管理电路在所述电源电压高于参考电压时生成否定警报信号以及当所述电源电压低于所述参考电压时生成肯定警报信号；片上系统，其接收所述否定警报信号和所述肯定警报信号中的一个，以及包括响应于操作时钟操作中央处理单元(CPU)和生成操作时钟的时钟分频器，其中所述操作时钟响应于否定警报信号而利用第一频率生成并且响应于肯定警报信号而利用低于第一频率的第二频率生成。
[0010]在另一方面，本发明构思的实施例提供一种移动设备，包括:提供电源电压的电池；电力管理集成电路(PMIC)，其将所述电源电压与参考电压进行比较以提供比较信号，以及根据比较信号生成警报信号；和片上系统(SoC)，包括响应于操作时钟操作的中央处理单元(CPU)，以及通过响应于第一警报信号的第一频率生成操作时钟和通过响应于第二警报信号的、不同于第一频率的第二频率生成操作时钟的时钟分频器。
[0011]在另一方面，本发明构思的实施例提供一种移动设备，包括:提供电源电压的电池；电力管理集成电路(PMIC)，其将所述电源电压与参考电压进行比较以提供比较信号，以及根据比较信号生成警报信号；和片上系统(SoC)，包括响应于操作时钟操作的中央处理单元(CPU)、响应于警报信号生成操作时钟的时钟分频器和生成时钟分频信息和电力管理信息的电流控制单元，其中，所述电力管理信息经由接口连接从所述SoC通信到所述PMIC，所述PMIC响应于所述电力管理信息生成所述比较信号。
[0012]在另一方面，本发明构思的实施例提供一种片上系统，包括:通用输入/输出缓冲器，其接收警报信号；时钟分频器，其响应于警报信号选择时钟分频比以及使用所选择的时钟分频比划分源时钟以生成操作时钟；中断控制器，其响应于所述警报信号生成中断信号；和中央处理单元，其响应于所述操作时钟和所述中断信号操作。
【附图说明】
[0013]在附图中示出本发明构思的特定实施例，其中:
[0014]图1是不出根据发明构思的实施例的移动设备的框图；
[0015]图2是概念性地描述关于突然的瞬时电力损耗的、本发明构思的特定实施例的操作场景的注解图；
[0016]图3、图4和图5是示出可以为本发明构思的实施例使用的各种警报信号的各个操作时钟波形图；
[0017]图6是列也可以在本发明构思的特定实施例中使用的操作时钟频率和相应参考电压的表；
[0018]图7和图8是概述根据本发明构思的实施例操作移动设备的方法的各个流程图；
[0019]图9是示出根据发明构思的另一实施例的移动设备的框图；
[0020]图10是进一步示出在图9的电力管理集成电路(PMIC)的一个例子的框图；
[0021]图11是进一步示出在图10的防反跳(de-bounce)逻辑的一个例子的框图；
[0022]图12和图13是概述根据本发明构思的实施例操作移动设备的方法的各个流程图；
[0023]图14是示出根据发明构思的又一实施例的移动设备的框图；
[0024]图15和图16是概述根据本发明构思的实施例操作移动设备的方法的各个流程图；
[0025]图16是示出根据本发明构思的示范性实施例的移动设备的频率调整方法的流程图；
[0026]图17、图18和图19是示出根据本发明构思的其它实施例的移动设备的各个框图；和
[0027]图20A、图20B和图20C是示出可以合并本发明构思的实施例的各种主机设备的透视图。
【具体实施方式】
[0028]现在将参考附图在一些额外的细节上描述本发明构思的特定实施例。然而，发明构思可以以许多不同的形式具体实现，并且不应当被释为仅仅限制于这里示出的实施例。而是，提供这些实施例为示例以使得本公开将是彻底的和完全的，并且将向本领域技术人员充分传达本发明构思的概念。因此，对于本发明构思的一些实施例来说不描述一些已知的处理、元件和技术。贯穿所写的描述和附图，同样的参考标记和标号用于代表同样的或者相似的元件、步骤和特征。
[0029]将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等等可以在这里用来描述各种元素、分量、区域、层和/或部分，但是，这些元素、分量、区域、层和/或部分不应当局限于这些术语。这些术语仅仅用于将一个元素、分量、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。因而，下面讨论的第一元素、分量、区域、层或部分可以称作第二元素、分量、区域、层或部分而不脱离本发明构思的教导。
[0030]这里使用的术语仅是出于描述特定示范性实施例的目的而不是意在本发明构思的限制。如这里使用的，单数形式的“一”、“该”和“所述”意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示不是这样。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定存在所述特征、整体、步骤、操作、元素和/或元件，而不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、元件和/或其群组。如这里所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项中任意一个或全部组合。而且，术语“示范性"是用来指代例子或者图解。
[0031]应当明白，当一个元素或层被称作“在其上”、“连接到”、“耦接到”或“邻近于”另一个元素或层时，它可以是直接在其上、连接到、耦接到或邻近于其它元素或层，或者可以存在一个或多个中间元素或层。相反，当一个元素被称作“直接在其上〃、“直接连接到〃、“直接耦接到”或“紧邻于”另一个元素或层时，没有中间元素或层存在。
[0032]除非以别的方式定义，否则这里使用的所有术语(包括技