电力管理集成电路、电力管理方法和移动设备的制造方法_3

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0将自动地调整(S卩,降低)控制CPU 134的操作的操作时钟的频率(E),由此降低CPU 134的电力消耗。
[0053]在根据本发明构思的实施例的电力管理方法中,当检测到由于突然的电压/电流消耗而引起的电源电压Vin下降时,操作时钟CLK的频率响应于肯定SVD警报信号而降低,由此有效地延长移动设备100的操作持续时间,而不管低电池状况和突然的瞬时电力损耗。用这样的方式,图1的移动设备100以及本发明构思类似的实施例防止SoC 130的操作由于电力事件所引起的过电流状况而造成被突然重置或者断电,所述电力事件是根据电源电压或者电池状况实际检测到的或者是通过计算预测到的。结果,移动设备可以较好地处理低电池状况,由此在相继的电池充电操作之间延长移动设备的使用寿命。
[0054]在上述例子的上下文中,图1的SoC 130实质上接收肯定SVD警报信号作为指示低电池状况的一种硬布线中断信号,并且响应于中断防止不必要的SoC断电。低电池状况的立即指示(例如,肯定警报信号)的硬件方法比许多在移动设备中通常使用的基于软件的方法要优越。这些基于软件的方法在防止由于瞬时电力事件造成的SoC 130的异常操作或者断电经常太慢。
[0055]图3、图4和图5是示出可以根据本发明构思的实施例警报信号可以采用的各种形式。
[0056]首先参照图1、图2和图3,提供给CPU 134并且由时钟分频器132生成的操作时钟CLK最初假定为具有第一频率F_CLK1。当PMIC 120生成指示电源电压Vin高于定义的参考电压REF的否定SVD警报信号时这可以是用于控制CPU 134的操作的默认(或者正常)时钟频率。但是,当电源电压Vin降到参考电压之下时,PMIC 120将否定SVD警报信号变换为肯定SVD警报信号,并且响应于肯定SVD警报信号,时钟分频器132将操作时钟CLK的频率调整为小于第一频率F_CLK1的第二频率F_CLK2。
[0057]如图3中所示,在移动设备100的操作期间发生两(2)个不同的突然瞬时电力损耗(SMPL)——在第一时段TD1期间发生第一 SMPL以及在第二时段TD2期间发生第二 SMPL。在这两个实例中,时钟分频器132响应于肯定SVD警报信号的相应激活,将操作时钟CLK的频率从第一频率F_CLK1调整为第二频率?_0^2。在每个SMPL的结束(即,一旦电源电压的电平回到参考电压之上)之后,时钟分频器132响应于肯定SVD警报信号的相应禁用(或者变换回否定警报信号),将操作时钟CLK的频率从第二频率F_CLK2重新调整到第一频率F_CLKlo
[0058]注意,在图3中,第一时段TD1和第二时段TD2的相应持续时间是不同的,如针对不同的SMPL事件所预期的那样。但是,在本发明构思的特定实施例中,时钟分频器132可以将肯定警报信号持续时间设置为具有固定、预定的持续时间,其中肯定警报信号的每个时段在检测到SMPL(例如,变换或者激活肯定警报信号)时开始。
[0059]图3中示出的方法假定对于操作时钟CLK仅仅使用两(2)个可能的频率(F_CLK1,和?_0^2)。这两个频率中的一个通过从电源电压与单个(固定得或者可变的)参考电压REF的比较所得出的警报信号的状态(否定/肯定)来有效选择。但是,本发明构思的范围不局限于该简单例子。实际上,本发明构思的实施例可以使用多个参考电压与多个电源电压相比较,以激活从多个操作时钟频率中选择特定操作时钟频率的一个或多个警报信号。也就是说,存储在PMIC 120和/或SoC 130中的电力管理信息可以用来定义不同的参考电压,存储在PMIC 120和/或SoC 130中的时钟分频信息可以用来定义不同的操作电压、频率、相位、占空比周期、激活时段等等。
[0060]图4是描述根据本发明构思的实施例的、在可变地调整控制CPU的操作时钟的频率的移动设备中管理电力消耗的另一方法的示意图。
[0061]这里,假定PMIC 120被修改为响应于一个或多个电源电压与两个相应的参考电压(REF1和REF2)的比较生成具有有区别的性质(例如,不同的数字码或者不同的电压电平)的第一警报信号SVD1和第二警报信号SVD2。
[0062]因此,当电源电压Vin降到第一参考电压(REF1)之下时生成第一警报信号SVD1,并且响应于第一警报信号SVD1,时钟分频器132在第三时段TD3期间将操作时钟CLK的频率从第一频率F_CLK1调整为第二频率?_0^2。类似地,当电源电压Vin降到第二参考电压(REF2)(例如,小于第一参考电压(REF1))之下时生成第二警报信号SVD2,并且响应于第二警报信号SVD2,时钟分频器132在第四时段TD4期间将操作时钟CLK的频率从第一频率F_CLK1调整为第三频率F_CLK3。
[0063]在图4中所示的例子中,仅仅示出两个警报信号。但是,本领域技术人员将认识至IJ,三个或更多个有区别的警报信号可以与三个或更多参考电压相关地使用以生成具有相应频率、相位、占空比周期、激活时段等等的操作时钟。
[0064]图5是描述根据本发明构思的实施例的、在可变地调整控制CPU的操作时钟的频率的移动设备中管理电力消耗的另一方法的示意图。
[0065]但是,在图5示出的例子中,图3和图4的单频操作时钟被具有频率的复合集(即,两个或多个不同频率的集合)的操作时钟替代。图5中具体示出的频率的复合集的特征可以在于步进的、电平升高的频率集,但是可以使用其它复合信号形式。
[0066]因此,当接收到适当定义的SVD警报信号时,时钟分频器132最初将操作时钟CLK调整为具有第四操作频率F_CLK4,并且此后在预定延迟之后,时钟分频器132还将操作时钟调整为具有不同于(例如,高于)第四操作频率F_CLK4的第五操作频率F_CLK5。
[0067]根据以上描述,将理解的是,在本发明构思的各种实施例中可以使用许多不同类型的操作时钟(以及相应参考电压)。图6是列出不同的操作时钟频率(CPU CLK)以及相应参考电压(REF)的表。参照图6,列出的操作频率从当使用1.2V的参考电压时的2.00GHz到当使用1.1V的参考电压时的1.50GHz以及到当使用1.0V的参考电压时的1.33GHz。
[0068]因此,参照图1和图6,只要电源电压Vin保持在1.2V以上,CPU 134就将由
2.00GHz操作时钟驱动,当电源电压Vin范围在1.2V以下而保持在1.1V以上时CPU 134将由1.50GHz操作时钟驱动,并且当电源电压Vin范围在1.1V以下而保持在1.0V以上时CPU134将由1.33GHz操作时钟驱动。并且在与图6的列出的例子一致的本发明构思的特定实施例中,移动设备100可以当电源电压降到1.0V之下时被断电。用这样的方式,随着电源电压Vin的电平下降到低于连续降低的参考电压,在移动设备100中SoC 130的CPU 134的电流消耗可以通过利用顺序递减的操作时钟频率而节省。
[0069]图7是概述根据本发明构思的示范性实施例的、操作移动设备的方法的流程图。参照图1和图7,诸如PMIC 120这样的电力管理电路确定由电池110提供的电源电压Vin是否低于参考电压REF(SllO)。当电源电压Vin低于参考电压REF(S110 =是)时,电力管理电路生成SVD警报信号(S120)。然后,SoC 130的时钟分频器132响应于SVD警报信号使用预定时钟分频比划分源时钟SCLK(S130)。用这样的方式,时钟分频器132响应于SVD警报信号调整操作时钟CLK的频率。
[0070]图8是进一步概述根据本发明构思的实施例的、操作移动设备100的方法的另一流程图。参照图1和图8,时钟分频器132从电力管理电路接收SVD警报信号(S210),并且响应于SVD警报信号使用预定时钟分频比划分源时钟SCLK(S220)。一旦用这样的方式调整,操作时钟CLK就被提供给SoC的中央处理单元(CPU) 134 (S230)。用这样的方式,具有被适当调整的频率的操作时钟被施加于SoC 130的计算逻辑电路以降低移动设备100内的电力消耗。
[0071]在上述实施例中假定的、预先建议的固定电平的参考电压(REF)可以根据本发明构思的特定实施例中的电力管理信息变化。
[0072]图9是不出根据发明构思的另一实施例的移动设备200的框图。参照图9,移动设备200包括电池210、电力管理集成电路(PMIC)220和片上系统(SoC) 230。
[0073]PMIC 220包括参考电压发生器223和比较器225。但是,图9的PMIC220和SoC230进一步使能经由接口连接205来通信电力管理信息。因此,PMIC 220包括被配置为从SoC接口 231接收电力管理信息的PMIC接口 221。这里,接口连接205可以是PMIC 220与SoC 230之间的硬线连接和/或无线连接,并且可以在本发明构思的特定实施例中使用以在SoC 230与PMIC 220之间串行地通信电力管理信息(例如,经由串行外围接口(SPI)或者内部集成电路-12C)。
[0074]使用接口连接205,可以将电力管理信息(例如,定义参考电压电平的信息)实时、接近实时或者周期性地从SoC 230通信到PMIC 220,以便动态地调整由PMIC 220使用的(多个)参考电压的电平以生成SVD警报信号。因此,除了时钟分频器232、中断控制器233和CPU 234之外,图9的SoC230包括SoC接口 231和电流控制单元235。
[0075]通过该结构,当检测到或者预测到电力事件时,电流控制单元235可以生成(或者更新)将被通信到PMIC 220的电力管理信息以便适当地设置一个或多个参考电压的电平。电流控制单元235还可以生成时钟分频比信息,其被用于定义由时钟分频器232使用的一个或多个时钟分频比以生成具有各个期望频率的一个或多个操作时钟。电流控制单元235可以使用软件、硬件和/或固
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