电源域验证装置、设备和方法
【专利摘要】本发明提供一种电源域验证装置、设备和方法，装置包括处理单元、与电源域单元连接的电源开关、时钟信号产生单元、信号判断单元、时间存储单元、流程时间点比较单元和流程时间计算单元。处理单元根据电源域单元的电源状态信息触发电源开关导通或切断为电源域单元供电的路径。信号判断单元根据时钟信号对电源域控制信号的激励将其转换为电平信号，并由时间存储单元存储其持续时间，流程时间点比较单元判断相邻两工作状态时间点以确定流程是否完成，流程时间计算单元计算相邻两工作状态时间点的差以确电源域改变工作状态所经历的时间。利用本发明，实现了自动检测电源域关电工作流程、电源域开电工作流程以及输出箝位值是否正确的目的。
【专利说明】电源域验证装置、设备和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电源管理【技术领域】，尤其涉及一种电源域验证装置、设备和方法。
【背景技术】
[0002] 随着S0C芯片规模的快速上升，控制大型芯片的功耗已经成为芯片业界的棘手问 题。将芯片划分为不同的电源域，通过关断不工作电路所在电源域的电源来节省功耗是目 前最直接效果最明显的节省功耗手段。但是，由于多供电域的电路设计复杂，因此验证难度 大。所以，目前还缺少有效方便快速的验证平台。
【发明内容】
[0003] 鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分解决上述问题的一种 电源域验证装置、设备和方法。
[0004] 本发明提供一种电源域验证装置，用于控制芯片多个电源域单元的工作状态，该 装置包括处理单元以及多个电源开关，每一电源开关与一该电源域单元连接，该处理单元 根据检测到的电源域单元的电源状态信息产生相应的电源域控制信号，触发相应的电源开 关导通或切断为电源域单元供电的路径。该装置还包括：
[0005] 时钟信号产生单元，用于产生时钟信号。
[0006] 信号判断单元，根据该时钟信号产生单元产生的时钟信号对该处理单元产生的电 源域控制信号的激励作用将该电源域控制信号转换为对应的电平信号。
[0007] 时间存储单元，用于在一计时器的计时作用下存储由该信号判断单元输出的电平 信号的持续时间。
[0008] 流程时间点比较单元，用于分别获取该时间存储单元中存储的各个电源域控制信 号相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进行比较以确定相应流程是否完成。以及 [0009] 流程时间计算单元，用于获取该时间存储单元中存储的各个电源域控制信号相邻 两个工作状态的对应的时间点，并计算时间差，以确对应电源域单元改变工作状态所经历 的时间。
[0010] 本发明还提供一种电源域验证设备，包括电源，以及如上该的电源域验证设备。
[0011] 本发明还提供一种电源域验证方法，该方法包括：
[0012] 检测电源域单元的电源状态，并根据检测到的电源状态信息产生相应的电源域控 制信号。
[0013] 根据产生的电源域控制信号控制电源为电源域单元供电的路径。
[0014] 根据时钟信号对电源域控制信号的激励作用将该电源域控制信号转换为对应的 电平信号。
[0015] 计时并保存输出的电平信号的持续时间。
[0016] 分别获取存储的电源域控制信号相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进 行比较以确定相应流程是否完成。以及
[0017] 获取存储的电源域控制信号相邻两个工作状态的对应的时间点，并计算时间差， 以确定对应电源域改变工作状态所经历的时间。
[0018] 本发明提供的一种电源域验证装置、设备和方法，通过电源域单元关闭或开启流 程中产生的相邻两个工作状态的对应的时间点、以及持续时间的检测获得相应信息，进而 判断流程是否正确，从而实现了自动检测电源域关电工作流程、电源域开电工作流程以及 输出箝位值是否正确的目的，解决现有技术中由于多供电域的电路设计复杂，因此验证难 度大而无法快速有效地进行验证的技术问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1为本发明实施方式中的电源域验证装置的功能模块示意图；
[0020] 图2为本发明实施方式中的电源域验证装置进行电平信号转换部分的功能模块 示意图；
[0021] 图3为本发明实施方式中的上下沿判断子单元的功能模块示意图；
[0022] 图4为本发明实施方式中的电源域验证方法的流程示意图；
[0023] 图5为本发明实施方式中的利用时钟信号对电源域控制信号激励的方法子流程 示意图。
[0024] 标号说明：
[0025] 设备 10
[0026] 装置 100
[0027] 时钟信号产生单元 101
[0028] 信号判断单元 102
[0029] 上下沿判断子单元 1021、1022、1023、1024、1025、1026
[0030] 第一级寄存器 1027
[0031] 第二极寄存器 1028
[0032] 判断模块 1029
[0033] 电源开关单元 103
[0034] 电平转换单元 104
[0035] 钳位单元 105
[0036] 时间存储单元 106
[0037] 上下沿时间存储子单元 1061、1062、1063、1064、1065、1066
[0038] 计时单元 107
[0039] 流程时间计算单元 108
[0040] 流程时间点比较单元 109
[0041] 钳位检查单元 110
[0042] 检测记录单元 111
[0043] 处理单元 112
[0044] 电源域单元 113
[0045] 电源 20
【具体实施方式】
[0046] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。
[0047] 请参阅图1，为本发明实施方式中的电源域验证装置的功能模块示意图，该装置 100可以应用于包括SOC(System-on-a-Chip)芯片的电子设备10中以控制该S0C芯片不同 电源域的工作状态。该装置100包括时钟信号产生单元101、信号判断单元102、电源开关 单元103、电平转换单元104、钳位单元105、时间存储单元106、计时单元107、流程时间计 算单元108、流程时间点比较单元109、钳位检查单元110、检测记录单元111以及处理单元 112。
[0048] 该装置100还包括多个电源域单元113,每个电源域单元113对应芯片上功能处理 电路，例如，RTC实时时钟电源域、PMU电源管理单元电源域、图像处理电源域等。该电子设 备10包括用于为芯片提供工作电源的电源单元20。进一步地，每个电源域单元113与一个 电源开关103对应连接。
[0049] 该处理单元112用于检测每个电源域单元113的电源状态，并根据检测到的电源 状态信息产生相应的电源域控制信号，其中，该电源域控制信号包括依次产生的电源域电 源关电控制信号、电源域时钟开关信号、电源开关控制信号、电源域复位信号、钳位控制信 号。
[0050] 具体地，当该处理单元112根据对每个电源域单元113的电源状态的检测结果判 断需要关闭一个或多个电源域单元113 (以下简称待关闭电源域单元）时，依次产生有效的 电源域电源关电控制信号、电源域时钟开关关闭信号、无效的电源域复位信号、以及有效的 箝位控制信号。该处理单元112产生该有效的电源域电源关电控制信号以关闭电源开关控 制信号，触发电源开关103响应该电源开关控制信号而关闭，从而切断电源20为该待关闭 电源域单元113供电的路径，使得该待关闭电源域单元113掉电关闭。在该待关闭电源单 元113的供电路径切断后，该处理单元112还检测其电源状态并输出为关闭状态的电源状 态信息，并且该箝位单元105响应该有效的箝位控制信号将该待关闭电源单元113输出到 其他正常工作的电源域单元113的信号钳制在固定的电平，以避免没有电源20供电的电源 域单元113可能输出的随机电平对其他正常工作的电源域单元113造成影响。
[0051] 当该处理单元112根据对每个电源域单元113的电源状态的检测结果判断需要开 启一个或多个电源域单元113(以下简称待开启电源域单元）时，依次产生无效的电源域电 源关电控制信号、有效的电源域复位信号，无效的箝位控制信号以及无效的电源域复位信 号。该处理单元112产生该无效的电源域电源关电控制信号以打开电源开关控制信号，触 发电源开关103响应该电源开关控制信号而开启，从而连通电源20为该待开启电源域单元 113的供电路径，使得该开启电源域单元113上电工作。该待开启电源域单元113还响应该 有效的电源域复位信号进行复位，使得电路在上电后可以重新正常工作，并在开启后响应 该无效的电源域复位信号撤销复位。
[0052] 该电平转换单元104用于在不同电源域单元113之间进行电压转换，使得不同电 源域单元113之间可以正常通信。
[0053] 进一步地，在电源域单元113上电开启或掉电关闭的过程中，该时钟信号产生单 元101产生时钟信号，在本实施方式中，该时钟信号产生单元101为高频时钟信号产生单 元，用于产生高频时钟信号。该信号判断单元102根据该时钟信号产生单元101产生的时 钟信号对该处理单元112产生的电源域控制信号的激励作用将该电源域控制信号转换为 对应的电平信号，并且，预先设置了不同电平信号在上升沿时有效或在下降沿时有效。例 如，预先设置了电源域电源关电控制信号在上升沿电平时有效，而在下降沿电平时是无效 的，当电源域电源关电控制信号经过该时钟信号产生单元101产生的时钟信号的激励而输 出上升沿电平信号时，则该电源域电源关电控制信号是有效的。从而，如上所述，在该信号 判断单元102的处理下，将处理单元112产生的电源域控制信号转换为利用上升沿电平信 号或下降沿电平信号表征其有效性，以表明该装置100中各个电源域113上电开启或掉电 关闭过程中的相关状态信息，如电源域复位、电源域钳制等。
[0054] 该时间存储单元106在计时器107的计时作用下存储由信号判断单元102输出的 电平信号持续的时间，即，从上升沿电平信号变为下降沿电平信号所经历的时间，或者从下 降沿电平信号变为上升沿电平信号所经历的时间。
[0055] 请同时参阅图2,该信号判断单元102包括上下沿判断子单元1021、1022、1023、 1024、1025以及1026,该时间存储单元106包括上下沿时间存储子单元1061、1062、1063、 1064、1065以及1066。下面以上下沿判断子单元1021与上下沿时间存储子单元1061对电 源域电源关电控制信号进行处理为例进行详细说明，其中，预先设置该电源域电源关电控 制信号为上升沿电平有效。
[0056] 该上下沿判断子单元1021根据该时钟信号产生单元101产生的时钟信号对该电 源域电源关电控制信号的激励输出相应的上升沿电平信号或下降沿电平信号。当输出上升 沿电平信号时，则表明装置100中的电源域单元113处于掉电关闭过程中，当输出下降沿电 平信号时，则表明装置1〇〇中的电源域单元113处于上电开启过程中。
[0057] 请同时参阅图3,为本发明实施方式中的上下沿判断子单元的功能模块示意图，每 个上下沿判断子单元均包括第一级寄存器1027、第二极寄存器1028以及判断模块1029。同 样，以上下沿判断子单元1021与上下沿时间存储子单元1061对电源域电源关电控制信号 进行处理为例进行详细说明。
[0058] 该第一级寄存器1027接收电源域关电控制信号以及时钟信号，该第二级寄存器 1028接收该第一级寄存器1027输出的值以及时钟信号，该判断模块1029根据该第二级寄 存器1028输出的值进行上下沿电平信号的判断。在本实施方式中，当第一级寄存器1027 输出的值为高、该第二级寄存器1028输出的值为低时，则判断模块1029确定为上升沿电平 信号。当第一级寄存器1027输出的值为低、第二级寄存器1028输出的值为高时，则该判断 模块1029确定为下降沿电平信号。
[0059] 该上下沿时间存储子单元1061根据输出的电平信号保存其持续的时间。
[0060] 同样地，该上下沿判断子单元1022、1023、1024、1025以及1026对应接收电源域 时钟开关信号、钳位控制信号、电源开关控制信号、电源域复位信号以及电源的电源状态信 息，并且如上所述分别被时钟信号产生单元101产生的时钟信号激励而输出相应的上升沿 信号或下降沿信号。该上下沿时间存储子单元1061、1062、1063、1064、1065以及1066分别 根据计时器107的计时作用记录对应上升沿信号或下降沿信号的持续时间。
[0061] 该流程时间点比较单元109分别获取该时间存储单元106中存储的各个电源域控 制信号相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进行比较以确定相应流程是否完成， 艮P，当后一工作状态的时间点大于前一工作状态的时间点时被认为是正确的顺序，流程完 成，否则输出错误状态。
[0062] 该流程时间计算单元108获取该时间存储单元106中存储的各个电源域控制信号 相邻两个工作状态的对应的时间点，并计算时间差，以确对应电源域单元113从上电开启 状态至掉电关闭状态所经历的时间，或者从掉电关闭状态至上电开启状态所经历的时间。
[0063] 该检测记录单元111用于记录该流程时间点计算单元108确定的时间以及该流程 时间点比较单元109输出的判断结果。
[0064] 在本实施方式中，该钳位检查单元110对处理单元112产生的电源域控制信号中 的钳位控制信号进行检测，以判断其是否符合期望值，从而确定该箝位单元105对该待关 闭电源单元113的钳制作用是否有效，同时将钳位检测结果传送至该检测记录单元111中 保存。
[0065] 请参阅图4,为本发明实施方式中的电源域验证方法的流程示意图，该方法包括：
[0066] 步骤S30,该处理单元112检测每个电源域单元113的电源状态，并根据检测到的 电源状态信息产生相应的电源域控制信号。
[0067] 其中，该电源域控制信号包括依次产生的电源域电源关电控制信号、电源域时钟 开关信号、电源开关控制信号、电源域复位信号、钳位控制信号。
[0068] 当该处理单元112根据对每个电源域单元113的电源状态的检测结果判断需要关 闭一个或多个电源域单元113 (以下简称待关闭电源域单元）时，依次产生有效的电源域电 源关电控制信号、电源域时钟开关关闭信号、无效的电源域复位信号、以及有效的箝位控制 信号。
[0069] 当该处理单元112根据对每个电源域单元113的电源状态的检测结果判断需要开 启一个或多个电源域单元113(以下简称待开启电源域单元）时，依次产生无效的电源域电 源关电控制信号、有效的电源域复位信号，无效的箝位控制信号以及无效的电源域复位信 号。
[0070] 步骤S31，该处理单元112根据产生的电源域电源关电控制信号打开或关闭电源 开关控制信号，触发电源开关103响应该电源开关控制信号而开启或关闭，从而控制电源 20为该待开启电源域单元113的供电路径。
[0071] 该处理单元112产生该有效的电源域电源关电控制信号以关闭电源开关控制信 号，触发电源开关103响应该电源开关控制信号而关闭，从而切断电源20为该待关闭电源 域单元113供电的路径，使得该待关闭电源域单元113掉电关闭。
[0072] 该处理单元112产生该无效的电源域电源关电控制信号以打开电源开关控制信 号，触发电源开关103响应该电源开关控制信号而开启，从而连通电源20为该待开启电源 域单元113的供电路径，使得该开启电源域单元113上电工作。
[0073] 步骤S32,该信号判断单元102根据该时钟信号产生单元101产生的时钟信号对该 处理单元112产生的电源域控制信号的激励作用将该电源域控制信号转换为对应的电平 信号。
[0074] 其中，预先设置了不同电平信号在上升沿时有效或在下降沿时有效。例如，预先设 置了电源域电源关电控制信号在上升沿电平时有效，而在下降沿电平时是无效的，当电源 域电源关电控制信号经过该时钟信号产生单元101产生的时钟信号的激励而输出上升沿 电平信号时，则该电源域电源关电控制信号是有效的。从而，如上所述，在该信号判断单元 102的处理下，将处理单元112产生的电源域控制信号转换为利用上升沿电平信号或下降 沿电平信号表征其有效性，以表明该装置1〇〇中各个电源域113上电开启或掉电关闭过程 中的相关状态信息，如电源域复位、电源域钳制等。
[0075] 请同时参阅图5,该步骤S32还包括如下子步骤：
[0076] 子步骤S320,该第一级寄存器1027根据接收到的电源域控制信号以及时钟信号 输出相应的值。
[0077] 子步骤S321，该第二级寄存器1028根据该第一级寄存器1027输出的值以及时钟 信号输出相应的值。
[0078] 子步骤S322,该判断模块1029根据该第二级寄存器1028输出的值进行上下沿电 平信号的判断。
[0079] 在本实施方式中，当第一级寄存器1027输出的值为高、该第二级寄存器1028输出 的值为低时，则判断模块1029确定为上升沿电平信号。当第一级寄存器1027输出的值为 低、第二级寄存器1028输出的值为高时，则该判断模块1029确定为下降沿电平信号。
[0080] 步骤S33,该时间存储单元106在计时器107的计时作用下存储由信号判断单元 102输出的电平信号持续的时间。
[0081] 该电平信号持续的时间为从上升沿电平信号变为下降沿电平信号所经历的时间， 或者从下降沿电平信号变为上升沿电平信号所经历的时间。
[0082] 步骤S34,该流程时间点比较单元109分别获取该时间存储单元106中存储的各个 电源域控制信号相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进行比较以确定相应流程是 否完成。
[0083] 其中，当后一工作状态的时间点大于前一工作状态的时间点时该流程时间点比较 单元109认为流程是正确的顺序，流程完成，否则输出错误状态。
[0084] 步骤S35,该流程时间计算单元108获取该时间存储单元106中存储的各个电源域 控制信号相邻两个工作状态的对应的时间点，并计算时间差，以确对应电源域单元113从 上电开启状态至掉电关闭状态所经历的时间，或者从掉电关闭状态至上电开启状态所经历 的时间。
[0085] 步骤S36,该检测记录单元111记录该流程时间点计算单元108确定的时间以及该 流程时间点比较单元109输出的判断结果。
[0086] 在本实施方式中，该钳位检查单元110对处理单元112产生的电源域控制信号中 的钳位控制信号进行检测，以判断其是否符合期望值，从而确定该箝位单元105对该待关 闭电源单元113的钳制作用是否有效，同时将钳位检测结果传送至该检测记录单元111中 保存。
[0087] 本发明提供的一种电源域验证装置、设备和方法，通过电源域单元关闭或开启流 程中产生的相邻两个工作状态的对应的时间点、以及持续时间的检测获得相应信息，进而 判断流程是否正确，从而实现了自动检测电源域关电工作流程、电源域开电工作流程以及 输出箝位值是否正确的目的，解决现有技术中由于多供电域的电路设计复杂，因此验证难 度大而无法快速有效地进行验证的技术问题。
[0088] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【权利要求】
1. 一种电源域验证装置，用于控制芯片多个电源域单元的工作状态，所述装置包括处 理单元以及多个电源开关，每一电源开关与一所述电源域单元连接，所述处理单元根据检 测到的电源域单元的电源状态信息产生相应的电源域控制信号，触发相应的电源开关导通 或切断为电源域单元供电的路径；其特征在于，所述装置还包括： 时钟信号产生单元，用于产生时钟信号； 信号判断单元，根据所述时钟信号产生单元产生的时钟信号对所述处理单元产生的电 源域控制信号的激励作用将所述电源域控制信号转换为对应的电平信号； 时间存储单元，用于在一计时器的计时作用下存储由所述信号判断单元输出的电平信 号的持续时间； 流程时间点比较单元，用于分别获取所述时间存储单元中存储的各个电源域控制信号 相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进行比较以确定相应流程是否完成；以及 流程时间计算单元，用于获取所述时间存储单元中存储的各个电源域控制信号相邻两 个工作状态的对应的时间点，并计算时间差，以确对应电源域单元改变工作状态所经历的 时间。
2. 如权利要求1所述的电源域验证装置，其特征在于，所述装置还包括： 检测记录单元，用于记录所述流程时间点计算单元确定的时间以及所述流程时间点比 较单元输出的判断结果。
3. 如权利要求1所述的电源域验证装置，其特征在于，所述电源域控制信号包括依次 产生的电源域电源关电控制信号、电源域时钟开关信号、电源开关控制信号、电源域复位信 号、钳位控制信号。
4. 如权利要求3所述的电源域验证装置，其特征在于，所述装置还包括： 箝位单元，当一电源域单元关闭时用于将所述关闭的电源域单元输出到其他正常工作 的电源域单元的信号钳制在固定的电平。
5. 如权利要求4所述的电源域验证装置，其特征在于，所述装置还包括： 钳位检查单元，用于对所述处理单元产生的电源域控制信号中的钳位控制信号进行检 测，以判断其是否符合期望值，从而确定所述箝位单元对所述待关闭电源单元的钳制作用 是否有效。
6. 如权利要求3所述的电源域验证装置，其特征在于，所述信号判断单元包括对应所 述电源域控制信号中各个信号设置的上下沿判断子单元，所述时间存储单元包括对应所述 上下沿判断子单元对应设置的上下沿时间存储子单元；每个所述上下沿判断子单元包括： 第一级寄存器，用于接收所述电源域控制信号以及时钟信号， 第二极寄存器，用于接收所述第一级寄存器输出的值以及时钟信号；以及 判断模块，用于根据所述第二级寄存器输出的值进行上下沿电平信号的判断。
7. -种电源域验证设备，包括电源，其特征在于，包括如权利要求1?6任意一项所述 的电源域验证设备。
8. -种电源域验证方法，其特征在于，所述方法包括： 检测电源域单元的电源状态，并根据检测到的电源状态信息产生相应的电源域控制信 号； 根据产生的电源域控制信号控制电源为电源域单元供电的路径； 根据时钟信号对电源域控制信号的激励作用将所述电源域控制信号转换为对应的电 平信号； 计时并保存输出的电平信号的持续时间； 分别获取存储的电源域控制信号相邻两个工作状态对应的时间点，并对时间点进行比 较以确定相应流程是否完成；以及 获取存储的电源域控制信号相邻两个工作状态的对应的时间点，并计算时间差，以确 定对应电源域改变工作状态所经历的时间。
9. 如权利要求8所述的电源验证方法，其特征在于，所述方法还包括： 记录所述电源域改变工作状态所经历的时间以及相应流程是否完成的判断结果。
10. 如权利要求8所述的电源验证方法，其特征在于，所述根据时钟信号对电源域控制 信号的激励作用将所述电源域控制信号转换为对应的电平信号的步骤包括： 由第一级寄存器根据接收到的电源域控制信号以及时钟信号输出相应的值； 由第二级寄存器根据所述第一级寄存器输出的值以及时钟信号输出相应的值；以及 根据所述第二级寄存器输出的值进行上下沿电平信号的判断。
11. 如权利要求8所述的电源验证方法，其特征在于，所述电源域控制信号包括依次 产生的电源域电源关电控制信号、电源域时钟开关信号、电源开关控制信号、电源域复位信 号、钳位控制信号。
12. 如权利要求11所述的电源验证方法，其特征在于，所述根据产生的电源域控制信 号控制电源为电源域单元供电的路径的步骤之后还包括： 当一电源域单元关闭时将所述关闭的电源域单元输出到其他正常工作的电源域单元 的信号钳制在固定的电平。
13. 如权利要求12所述的电源验证方法，其特征在于，所述方法还包括： 对所述电源域控制信号中的钳位控制信号进行检测，以判断其是否符合期望值，从而 确定对所述待关闭电源单元的钳制作用是否有效。
【文档编号】G06F1/26GK104156049SQ201410392600
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】廖裕民 申请人:福州瑞芯微电子有限公司