芯片功耗的调节方法、电路与装置与流程

文档序号：16643787发布日期：2019-01-16 07:57阅读：287来源：国知局

本发明实施例涉及芯片设计技术，尤其涉及一种芯片功耗的调节方法、电路与装置。

背景技术：

在芯片的设计过程中需要考虑芯片在高温条件下的工作温度，因此，在高温条件下的芯片可以采用一些新材料，比如砷化镓(gaas)、硼化镓(gap)、碳化硅(sic)甚至真空管技术等。但是基于成本的考虑，通常使用传统体硅(bulk)工艺进行抗高温的芯片设计。但是在高温环境下，传统体硅(bulk)工艺电参数的变化会导致芯片的可靠性降低。

目前，为了提高芯片在高温环境下的可靠性，通过降低芯片的功耗来降低芯片的工作温度。具体是，使用温度传感器实时监测芯片的温度，当芯片的温度超过预设阈值时，调低芯片的工作电压，接着，继续监测芯片的温度，当芯片的温度依然超出预设阈值时，继续调低芯片的工作电压。由此可知，现有技术是根据芯片的温度，逐渐降低芯片的工作电压来降低芯片的功耗。

由上述可知，现有技术以整个芯片为研究对象，其调节过程缓慢，效率低，并具有一定的盲目性。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种芯片功耗的调节方法、电路与装置，用于解决现有技术以整个芯片为研究对象，其调节过程缓慢，效率低，并具有一定的盲目性的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种芯片功耗的调节方法，包括：

监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，其中，所述芯片包括至少一个功能模块；

根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片的功耗。

在第一方面的一种可能的实现方式中，所述根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，具体包括：

针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；

当所述功能模块的衬底电流大于或等于第一预设阈值时，断开所述功能模块的电源。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，监测所述芯片中各功能模块的电源电流；

所述根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，具体包括：

针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；

当所述功能模块的衬底电流小于所述第一预设阈值，判断所述功能模块的电源电流是否大于或等于第二预设阈值；

若是，则判断所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值是否大于或等于第三预设阈值；

若是，则断开所述功能模块的电源。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，具体包括：

针对其中一功能模块，当所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块的运行频率。

在第一方面的另一种可能的实现方式中，所述根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，具体包括：

针对其中一功能模块，当所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块的运行频率和所述功能模块的电压。

第二方面，本发明实施例提供一种芯片功耗的调节装置，包括：

监测模块，用于监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，其中，所述芯片包括至少一个功能模块；

处理模块，用于根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片的功耗。

在第二方面的一种可能的实现方式中，所述处理模块包括比较单元和电源开关单元；

所述比较单元，用于针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；

所述电源开关单元，用于当所述比较单元确定所述功能模块的衬底电流大于或等于第一预设阈值时，断开所述功能模块的电源。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理模块还包括判断单元；

所述监测模块，还用于监测所述芯片中各功能模块的电源电流；

所述比较单元，还用于针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；

所述判断单元，用于当所述比较单元确定所述功能模块的衬底电流小于所述第一预设阈值，判断所述功能模块的电源电流是否大于或等于第二预设阈值；若是，则判断所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值是否大于或等于第三预设阈值；

所述电源开关单元，还用于当所述判断单元确定所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值大于或等于第三预设阈值时，断开所述功能模块的电源。

在第二方面的另一种可能的实现方式中，所述处理模块还包括：

频率调节单元，用于针对其中一功能模块，当所述判断单元确定所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块的运行频率；和/或者

频压调节单元，用于针对其中一功能模块，当所述判断单元确定所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块的运行频率和所述功能模块的电压。

第三方面，本发明实施例提供一种芯片功耗的调节电路，所述芯片包括至少一个功能模块，所述电路包括电压调制模块和至少一个电源开关，所述功能模块与所述电源开关一一对应连接，所述电压调制模块分别与每个功能模块的电源开关和所述芯片的电源连接；

所述电压调制模块，用于监测各功能模块的衬底电流，根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片的功耗。

在第三方面的一种可能的实现方式中，所述电压调制模块，具体用于针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；当所述功能模块的衬底电流大于或等于第一预设阈值时，断开所述功能模块的电源开关。

在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述电压调制模块，还用于监测所述芯片中各功能模块的电源电流；

所述电压调整模块，还具体用于针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较；当所述功能模块的衬底电流小于所述第一预设阈值，判断所述功能模块的电源电流是否大于或等于第二预设阈值；若是，则判断所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值是否大于或等于第三预设阈值；若是，则断开所述功能模块的电源开关。

在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述电路还包括与每个功能模块连接的频率调制模块；

所述频率调制模块，用于监测每个功能模块的衬底电流和电源电流；

所述频率调制模块，还具体用于针对其中一功能模块，当所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块的运行频率。

在第三方面的另一种可能的实现方式中，所述电路还包括与每个功能模块连接的频率调制模块；

所述频率调制模块，用于监测每个功能模块的衬底电流和电源电流；

针对其中一功能模块，当所述功能模块的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值小于第三预设阈值时，所述频率调制模块用于降低所述功能模块的运行频率，所述电压调制模块用于降低所述功能模块的电压。

本发明实施例提供的芯片功耗的调节方法、电路与装置，通过监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，并根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，并使用该功耗调节方法来降低芯片的功耗。即本实施例的方法，在对一个功能模块进行调节的过程中，其他功能模块的工作状态不受影响，从而提高了芯片功耗调节的针对性和准确性。同时，本实施例基于功能模块的衬底电流来调节功能模块的功耗，可以实现对芯片功耗的快速调节，进一步提高了芯片的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图；

图2为本发明实施例二提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图；

图3为本发明实施例三提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图；

图5为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节电路的结构示意图；

图6为本发明提供的电压调制模块的结构示意图；

图7为本实施例一提供的芯片功耗的调节电路中各功能模块与电压调制模块和频率调制模块的连接示意图；

图8为本发明实施例二提供的芯片功耗的调节电路的结构示意图；

图9为本发明实施例二提供的频率调制模块的结构示意图；

图10为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图；

图11为本发明实施例二提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图；

图12为本发明实施例三提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图；

图13为本发明实施例三提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图；

图14为本发明实施例四提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的芯片功耗的调节方法，通过降低芯片的功耗来降低芯片的温度，进而提高了芯片在高温环境下的工作可靠性。

本实施例的方法适用于任何类型的芯片，通过对芯片进行功能划分，划分成多个功能模块，以每个功能模块为研究对象。接着，监测功能模块的衬底电流，并根据衬底电流的大小来调节功能模块的功耗，进而提高了芯片功耗调节的针对性和准确性，从而保证了芯片的工作可靠性。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图。本实施例的执行主体可以是具有调节芯片功耗功能的调节电路(以下简称调节电路)或具有调节芯片功耗功能的功耗调节装置，本实施例以调节电路为例进行说明，其功耗调节装置与调节电路的调节方法相同。本实施例涉及的是调节电路根据功能模块的衬底电流来调节芯片功耗的具体过程。如图1所示，本实施例的方法可以包括：

s101、监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，其中，所述芯片包括至少一个功能模块。

s102、根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片的功耗。

在芯片设计过程中需要关注以下几点因素：

第一，随着温度升高，电子/空穴的迁移率下降。例如，从25℃升高至200℃，载流子迁移率降低近一半。

第二，随着温度升高，mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金氧半场效晶体管)电压阈值降低。例如，从25℃升高至200℃，pmos/nmos电压阈值降低也接近一半。

第三，随着温度升高，体硅的结漏电急剧增大。例如，从25℃升高至200℃，漏电电流增长约3至4个数量级。

第四，随着温度升高，硅衬底电流增大，更容易引发闩锁(latch-up)效应。

第五，随着温度升高，导线的电迁移(electro-migration)现象更为严重，影响芯片的工作寿命。

在以上因素中，结漏电是体硅工艺下耐高温电路设计面临的最大问题。结漏电流由亚阈值电流和pn结电流两部分组成，前者出现在fet(fieldeffecttransistor，场效应晶体管)源漏端之间，与温度密切相关。后者出现在反向偏置的pn结上，当温度高于150℃时为漏电的主要来源。高温下漏电流过大将给芯片带来一系列的可用性和可靠性问题，如闩锁、电迁移、电压降等。

为了解决上述技术问题，本实施例首先根据芯片中各模块的功能，将芯片划分成至少一个功能模块。以功能模块为研究对象，实时监测各功能模块的衬底电流。

接着，调节电路基于各功能模块的衬底电流来确定每个功能模块对应的功耗调节方法，并使用功耗调节方法来降低芯片的功耗。其中，衬底电流是在沟道横向电场作用下热电子从源区传输到漏区过程中碰撞电离所引起的。

功能模块的衬底电流与芯片的latchup问题密切相关，即当衬底电流增大时，说明芯片中的电路发生了latchup问题，而latchup问题会对电路造成严重损伤，甚至烧坏芯片。

在本实施例中，调节电路根据衬底电流确定每个功能模块对应的功耗调节方法可以是，调节电路将功能模块的衬底电流与某一预设值进行比较，例如当衬底电流大于该预设值时，可以通过断开该功能模块的电源(例如断开该功能模块的电源地)，以使该功能模块停止工作，进而降低芯片的功耗。可选的，当衬底电流大于该预设值时，还可以通过降低功能模块的工作频率，或者降低功能模块的工作电压来降低该功能模块的功耗，进而实现芯片功耗的降低。可选的，还可以通过同时降低功能模块的工作频率和工作电压来降低芯片的功耗。可选的，本实施例的功耗调节方法还可以是其他的可以降低芯片功耗的方法，本实施例对此不做限制。

现有技术以整个芯片为研究对象，当芯片的温度升高时，不考虑芯片温度升高的主要原因，即不考虑是因为芯片的那些模块的功耗太大，造成芯片温度过高，而是通过降低整个芯片的工作温度，甚至断开芯片的电源，以降低芯片的功耗和温度。这样会造成功耗不大的功能模块由于电压过低或者断电无法使用，进而降低芯片的工作可靠性，具有盲目性。

同时，现有技术基于温度的调节方法，其中芯片温度的升高需要一段时间，待监测到温度升高后再调节电压，此时芯片可能已经损坏无法正常工作，因此其调节过程迟缓，调节效率低。

本发明实施例的调节方法，以芯片的各功能模块为研究对象，在对一个功能模块进行调节的过程中，其他功能模块的工作状态不受影响，进而实现了分区域细粒度的调节，提高了芯片功耗调节的针对性和准确性。同时，本实施例基于功能模块的电流来调节功能模块的功耗，可以实现对芯片功耗的快速调节，进一步提高了芯片的可靠性。

本发明实施例提供的芯片功耗的调节方法，通过监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，并根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，并使用该功耗调节方法来降低芯片的功耗。即本实施例的方法，在对一个功能模块进行调节的过程中，其他功能模块的工作状态不受影响，从而提高了芯片功耗调节的针对性和准确性。同时，本实施例基于功能模块的衬底电流来调节功能模块的功耗，可以实现对芯片功耗的快速调节，进一步提高了芯片的可靠性。

图2为本发明实施例二提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图。在上述实施例基础上，本实施例涉及的是调节电路根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法的具体过程，如图2所示，上述s102具体可以包括：

s201、针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较。

s202、当所述功能模块的衬底电流大于或等于第一预设阈值时，断开所述功能模块的电源。

具体的，芯片的功耗包括静态功耗和动态功耗，通常使用dvfs(dynamicvoltageandfrequencyscaling，动态电压频率调整)技术来调节芯片的动态功耗。具体是根据芯片所运行的应用程序对计算能力的不同需要，动态调节芯片的运行频率和/或电压，达到降低芯片功耗和温度的目的。这是因为对于同一芯片，频率越高，需要的电压也越高，功耗也越大。而常用的降低芯片静态功耗的方法为电源门控技术，具体是通过关闭一些电路模块的电源来达到降低功耗的目的。其中，电源门控技术不但能降低动态功耗，还能够降低漏电功耗。

以功能模块a为例，在本实施例中，调节电路首先判断功能模块a的衬底电流isub是否小于第一预设阈值β(该第一预设阈值β可以是设计人员权衡芯片的工作场景和工艺确定的，也可以是经验值)。当功能模块a的衬底电流isub大于或等于第一预设阈值β时，说明此时功能模块a的衬底电流isub过大，无论芯片的功耗和温度是否正常，调节电路会立刻断开功能模块a的电源，以防止latch-up问题造成芯片永久性损坏。

需要说明的是，在本实施例中，各功能模块对应的第一预设阈值β可以相同，也可以不同，具体根据实际情况设定，本实施例对此不做限制。

在本实施例中以一个功能模块a为例，具体阐述调节电路根据功能模块a的衬底电流isub和电源电流itot确定其功耗调节方法的过程，其他功能模块的功耗调节方法的过程与功能模块a相同，参照上述功能模块a的调节过程，在此不再赘述。

本发明实施例的调节方法，首先判断功能模块的衬底电流是否大于第一预设阈值，若是，则需要对关闭功能模块的电源，以防止latch-up问题造成芯片永久性损坏，进而提高了芯片的工作寿命。

图3为本发明实施例三提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图。在上述实施例基础上，本实施例涉及的是调节电路根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法的具体过程，如图3所示，上述s102具体可以包括：

s301、监测所述芯片中各功能模块的电源电流。

本实施例的调节电路不仅实时监测功能模块的衬底电流，而且还需要实时监测功能模块的电源电流，以提高对功能模块准确和全面监测。这样可以使调节电路可以基于每个功能模块的衬底电流和电源电流准确地确定每个功能模块对应的功耗调节方法，进而实现对芯片功耗的准确、快速调节。

基于上述所述，上述s102具体可以包括：

s302、针对其中一功能模块，将所述功能模块的衬底电流与第一预设阈值进行比较。

具体的，调节电路实时监测芯片中各功能模块的衬底电流和电源电流，并将各功能模块的衬底电流和电源电流与对应的预设值进行比较，根据衬底电流与预设值的大小关系，以及电源电流与预设值的大小关系来确定调节芯片功耗的方法。

s303、当所述功能模块的衬底电流小于所述第一预设阈值，判断所述功能模块的电源电流是否大于或等于第二预设阈值。

参照上述例子，以功能模块a为例，在本实施例中，调节电路首先判断功能模块a的衬底电流isub是否小于第一预设阈值β。当功能模块a的衬底电流isub小于第一预设阈值β时，说明此时功能模块的衬底电流isub正常。接着，调节电路监测功能模块a的电源电流itot，即调节电路判断功能模块a的电源电流itot是否大于第二预设阈值α(该第二预设阈值α可以是设计人员权衡芯片的工作场景和工艺确定的，也可以是经验值)。当功能模块a的电源电流itot大于第二预设阈值α时，说明此时电源地网络电流过高，调节电路无法确定此时芯片是静态功耗大还是动态功耗大，需要进一步判断。

s304、若是，则判断所述功能模块的衬底电流与所述功能模块的电源电流的比值是否大于或等于第三预设阈值。

s305、若是，则断开所述功能模块的电源。

具体的，在确定功能模块a的衬底电流isub小于第一预设阈值β，且功能模块a的电源电流itot大于第二预设阈值α时，调节电路计算功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot，并判断该比值isub/itot是否大于或等于第三预设阈值k。当功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot大于或等于第三预设阈值k时，说明此时功能模块a的功耗中衬底电流isub的贡献较大，即功能模块a的静态功耗增长为主要原因，此时可以利用电源门控技术来降低功能模块a的功耗，具体是断开功能模块a的电源(例如断开功能模块a的电源地)，使功能模块a停止工作，以快速降低功能模块a的功耗，进而降低芯片的功耗和温度。

需要说明的是，在本实施例中，各功能模块对应的第一预设阈值β、第二预设阈值α和第三预设阈值k可以相同，也可以不同，具体根据实际情况设定，本实施例对此不做限制。

可选的，第一预设阈值β<第二预设阈值α。

在本实施例中以一个功能模块a为例，具体阐述调节电路根据功能模块a的衬底电流isub和电源电流itot确定功能模块的功耗调节方法，其他功能模块的功耗调节方法与功能模块a的相同，参照上述功能模块a的调节过程，在此不再赘述。

在本发明实施例的第二种可能的实现方式，在上述实施例的基础上，上述s102还可以具体包括：

参照上述实施例第一种可能的实现方式，在本实施例中，调节电路将功能模块a的衬底电流isub与第一预设阈值β进行比较，将功能模块a的电源电流itot与第二预设阈值α进行比较。当功能模块a的衬底电流isub小于第一预设阈值β，且功能模块a的电源电流itot大于第二预设阈值α时，调节电路计算功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot，并将该比值isub/itot与第三预设阈值k进行比较。当功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot小于第三预设阈值k时，说明此时功能模块a的功耗中电源电流itot的贡献较大，即功能模块a的动态功耗增长为主要原因，此时可以利用dvfs技术来降低功能模块a的功耗，具体是降低功能模块a的运行频率，以降低功能模块a的功耗。

例如，调节电路为功能模块a输出一时钟信号，例如在低电平时，功能模块a关短，停止工作，在高电平时，该功能模块a启动，进而实现通过降低功能模块a的工作频率来降低功能模块a的功耗。

在本发明实施例的第三种可能的实现方式，在上述实施例的基础上，上述s102还可以具体包括：

参照上述第二种实现方式，当调节电路确定功能模块a的衬底电流isub小于第一预设阈值β、功能模块a的电源电流itot大于第二预设阈值α，且功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot小于第三预设阈值k时，在降低功能模块a的运行频率的同时，还可以降低功能模块a的电压，进而提高了功能模块a功耗的调节速度，进一步提高了芯片的工作可靠性。

综上所述，上述技术方案可以通过图4(图4为本发明实施例三提供的芯片功耗的调节方法的流程示意图)简单表示，具体是：首先执行s401：判断功能模块a的衬底电流isub是否大于第一预设阈值β，若是，则执行s402：断开功能模块a的电源，若否，则执行s403：判断功能模块a的电源电流itot是否大于第二预设阈值α。在执行s403的过程中，若确定功能模块a的电源电流itot大于第二预设阈值α时，则执行s404：判断功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot是否大于或等于第三预设阈值k。若确定功能模块a的衬底电流isub与电源电流itot的比值isub/itot大于或等于第三预设阈值k，则执行s402，若否则s405：降低功能模块a的运行频率和/或工作电压。

本发明实施例的调节方法，对功能模块功耗的来源进行分析，针对不同的情况采用不同的调节方法来降低功能模块的功耗，进而有效降低了芯片的功耗和温度，提高了芯片的工作可靠性。

图5为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节电路的结构示意图。图6为本发明提供的电压调制模块的结构示意图。如图5和图6所示，所述芯片100包括至少一个功能模块40，所述电路包括电压调制模块10和至少一个电源开关30，所述功能模块40与所述电源开关30一一对应连接，所述电压调制模块10分别与每个功能模块40的电源开关30和所述芯片100的电源20连接。

所述电压调制模块10，用于监测各功能模块40的衬底电流，根据每个功能模块40的衬底电流，确定每个功能模块40对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片100的功耗。

在本实施例中，如图5所示，将芯片100划分成多个功能模块40，可以为每个功能模块40设置一个电压调制模块10，实现一对一的控制。可选的，如图7所示(图7为本实施例一提供的芯片功耗的调节电路中各功能模块与电压调制模块和频率调制模块的连接示意图)，也可以为多个功能模块40设置一个电压调制模块10，让该电压调制模块10监控和调节多个功能模块40。

在本实施例中，每个功能模块40设置有一个电源开关30，电压调制模块10的一端与芯片100的电源20(即vdd)连接，电压调制模块10的另一端通过电源开关30与功能模块40连接。电压调制模块10用于实时监测各功能模块40的衬底电流isub1，isub2，……，isubn，并根据该衬底电流来调节功能模块40的功耗，以实现对芯片功耗的调节。具体过程参照上述方法实施例的描述，在此不再赘述。

本实施例的调节电路，可以用于执行上述所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在本发明实施例的一种可能的实现方式中，上述电压调制模块10，具体用于针对其中一功能模块40，将所述功能模块40的衬底电流与第一预设阈值进行比较；当所述功能模块40的衬底电流大于或等于第一预设阈值时，断开所述功能模块40的电源开关30。

在本实施例的另一种可能的实现方式中，上述电压调制模块10，还用于电压调制模块40，还用于监测所述芯片100中各功能模块40的电源电流。

所述电压调整模块10，还具体用于针对其中一功能模块40，将所述功能模块40的衬底电流与第一预设阈值进行比较；当所述功能模块40的衬底电流小于所述第一预设阈值，判断所述功能模块40的电源电流是否大于或等于第二预设阈值；若是，则判断所述功能模块40的衬底电流与所述功能模块40的电源电流的比值是否大于或等于第三预设阈值；若是，则断开所述功能模块40的电源开关30。

本实施例的电压调制模块10还实时监测各功能模块40的电源电流itot1，itot2，……，itotn，并根据功能模块40的衬底电流isub和电源电流itot来调节功能模块40的功耗，以实现对芯片100功耗的调节，具体过程参照上述方法实施例的描述，在此不再赘述。

参照图5，电压调制模块10的输入信号为衬底电流isub和电源电流itot，输出为vs和sw。当信号vs有效时，则电压调制模块10降低功能模块40的电压，当信号sw有效时，电压调制模块10断开功能模块40的电源开关30。

本实施例具体是，当功能模块40的衬底电流isub<β、电源电流itot>α，且isub/itot>＝k，电压调制模块10的电源关断信号sw有效，对应功能模块40的电源地断开。

本实施例的调节电路，可以用于执行上述所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图8为本发明实施例二提供的芯片功耗的调节电路的结构示意图，图9为本发明提供的频率调制模块的结构示意图。在上述实施例的基础上，如图8和图9本实施例的调节电路还包括与芯片100中各功能模块40连接的频率调制模块50，

所述频率调制模块50，用于监测每个功能模块40的衬底电流和电源电流。

所述频率调制模块50，还具体用于针对其中一功能模块40，当所述功能模块40的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块40的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块40的衬底电流与所述功能模块40的电源电流的比值小于第三预设阈值时，降低所述功能模块40的运行频率。

在本实施例中，可以为每个功能模块40设置一个频率调制模块50，实现一对一的控制。可选的，如图7所示，也可以为多个功能模块40设置一个频率调制模块50，让该频率调制模块50监控和调节多个功能模块40。

参照图9，频率调制模块的输入信号为衬底电流isub和电源电流itot，输出为fs。当信号fs有效时，则频率调制模块50降低功能模块40的运行频率。

具体的，如图8和图9所示，以一个功能模块为例，本实施例的频率调制模块50与该功能模块40连接，用于实时监测各功能模块40的衬底电流isub1，isub2，……，isubn和电源电流itot1，itot2，……，itotn。当isub<β、itot>α时，且β/α<k时，频率调制模块50的fs有效，对应功能模块40的运行频率响应降低，调制后的输出时钟为clk_out。

在本实施例的一种可能的实现方式中，所述电路还包括与每个功能模块40连接的频率调制模块50；

所述频率调制模块50，用于监测每个功能模块40的衬底电流和电源电流；

针对其中一功能模块40，当所述功能模块40的衬底电流小于第一预设阈值、所述功能模块40的电源电流大于第二预设阈值，且所述功能模块40的衬底电流与所述功能模块40的电源电流的比值小于第三预设阈值时，所述频率调制模块50用于降低所述功能模块40的运行频率，所述电压调制模块10用于降低所述功能模块40的电压。

具体的，如图8和图9所示，当频率调制模块50和电压调制模块10均监测到isub<β、itot>α时，且β/α<k时，频率调制模块50的fs有效，电压调制模块10的vs有效，对应的功能模块40的运行频率和工作电压被响应降低，调制后的输出时钟和电压为clk_out和vs。

本实施例的调节电路，可以用于执行上述所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图10为本发明实施例一提供的芯片功耗的调节装置的结构示意图。如图10所示，本实施例的芯片功耗的调节装置200可以包括：

监测模块210，用于监测所述芯片中各功能模块的衬底电流，其中，所述芯片包括至少一个功能模块；

处理模块220，用于根据每个功能模块的衬底电流，确定每个功能模块对应的功耗调节方法，所述功耗调节方法用于降低所述芯片的功耗。