集成电路和电子设备的制作方法

本公开涉及电路技术领域，尤其涉及芯片设计技术。更具体地，本公开提供了一种集成电路和电子设备。

背景技术：

传统集成电路一般为共地运行模式，即电路中的所有模块共用同一个电源线和地线，各模块运行过程中相互之间的耦合干扰不可避免，从而影响芯片的性能。

技术实现要素：

本公开提供了一种集成电路和电子设备。

根据第一方面，提供了一种集成电路，包括：电压管理电路，被配置为提供n组供电电压，其中n为大于1的整数；n个电路模块，与电压管理电路连接，n个电路模块被配置为分别由n组供电电压来供电，并且根据n个输入信号产生n个输出信号，n个输出信号的电平分别处于n个电压范围中；交互管理电路，被配置为在n个电路模块之间传递信息并基于n个电路模块产生的n个输出信号来产生总输出信号。

根据第二方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括本公开提供的集成电路。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开的一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图2是根据本公开的一个实施例的交互管理电路的示例性结构示意图；

图3是根据本公开的另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图4是根据本公开的另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图5是根据本公开的另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图6是根据本公开的另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图7是根据本公开的另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图；

图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本公开一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图1所示，该集成电路100包括电压管理电路110、n个电路模块120和交互管理电路130。

电压管理电路110被配置为提供n组供电电压，其中n为大于1的整数。

具体地，电压管理电路110可以将集成电路100的供电电压分为n组，每一组供电电压的电压范围可以不同。例如，n＝3，第一组供电电压的电压范围可以是[0v，1.1v]，第二组供电电压的电压范围可以是[1.1v，2.2v]，第三组供电电压的电压范围可以是[2.2v，3.3v]。

n个电路模块120与电压管理电路110连接，n个电路模块120被配置为分别由n组供电电压来供电，并且根据n个输入信号(in)产生n个输出信号(out)，n个输出信号的电平分别处于n个电压范围中。

例如，n个电路模块120可以包括模块1、模块2……模块n。每一组供电电压分别用于为n个电路模块120供电。以n＝3为例，第一组供电电压为模块1供电，第二组供电电压为模块2供电，第三组供电电压为模块3供电。

例如，n个电路模块120可以分别对n个输入信号进行处理并产生n个输出信号，每个电路模块产生的输出信号的电平处于该电路模块的供电电压的电压范围中。以n＝3为例，模块1产生的输出信号的电平处于[0v，1.1v]中，模块2产生的输出信号的电平处于[1.1v，2.2v]中，模块3产生的输出信号的电平处于[2.2v，3.3v]中。

交互管理电路130被配置为在n个电路模块120之间传递信息并基于n个电路模块产生的n个输出信号来产生总输出信号。

例如，交互管理电路130可以将模块1产生的输出信号传递给模块2，也可以将模块2产生的输出信号传递给模块1，还可以将模块2产生的输出信号传递给模块3，也可以将模块3产生的输出信号传递给模块2。由于每个电路模块产生的输出信号的电平的电压范围不同，因此，在传递输出信号的过程中，可以将被传递的输出信号的电平进行电压范围的转换。例如，模块1产生的输出信号的电平的电压范围可以是[0v，1.1v]，模块2产生的输出信号的电平的电压范围可以是[1.1v，2.2v]，可以将模块1产生的输出信号的电平的电压范围转换为[1.1v，2.2v]之后传递给模块2。也可以将模块2产生的输出信号的电平的电压范围转换为[0v，1.1v]之后传递给模块1。模块2与模块3之间进行输出信号的电压范围的转换和传递的过程类似，这里不再列举。

例如，交互管理电路130可以接收n个电路模块120产生的n个输出信号，并将n个输出信号进行整合，产生总输出信号。具体的整合步骤例如可以是将每个输出信号转换为同一电压范围的二进制信号，并将各个二进制信号进行拼接得到总输出信号。总输出信号可以传输给与集成电路100连接的外部电路。

根据本公开的实施例，集成电路中的多个电路模块分别由多组处于不同电压范围的供电电压来供电，相比于相关技术中共地运行模式的集成电路只有电源和地线两个电压参考平面，本公开实施例的集成电路的各个电路模块能够在不同的电压范围内工作，减小了各电路模块之间的干扰耦合，提高了集成电路的性能。

可以理解，本公开实施例的集成电路在逻辑上被划分为多层电路模块，每层电路模块由一组电压来供电，每组电压与相应层的电路模块在逻辑上都构成一个独立的电路系统，各个独立的电路系统可以分工进行数据处理，并且各独立的电路系统之间可以相互协调产生总输出，相比于共地运行模式的集成电路能够减小回路影响，提高了集成电路的电源抗干扰能力，并且多层电路模块可以作为集成电路的各个部分被划分到不同的独立系统中，彼此之间相互配合又能够实现整体集成电路的功能，在集成电路的布局和电气隔离上增加了更多的可能性和优化空间。

图2是根据本公开的一个实施例的交互管理电路的示例性结构示意图。

如图2所示，交互管理电路230可以包括多个电压转换电路231和数据融合电路232。每个电压转换电路231可以连接在n个电路模块220中任意两个电路模块之间，并且被配置为将任意两个电路模块中的一个电路模块产生的输出信号的电平从第一电压范围转换到第二电压范围，并将电平为第二电压范围的输出信号提供给任意两个电路模块中的另一个电路模块。

例如，模块1产生的输出信号的电平处于第一电压范围[0v，1.1v]，模块2产生的输出信号的电平处于第二电压范围[1.1v，2.2v]。连接在模块1和模块2之间的电压转换电路231可以包括两个电压转换子电路，其中一个电压转换子电路用于将模块1产生的输出信号的电平从[0v，1.1v]的范围转换到[1.1v，2.2v]的范围，并将转换后的输出信号传输给模块2。另一个电压转换子电路用于将模块2产生的输出信号的电平从[1.1v，2.2v]的范围转换到[0v，1.1v]的范围，并将转换后的输出信号传输给模块1。

数据融合电路232分别与n个电路模块220连接，数据融合电路232被配置为分别从n个电路模块220产生的n个输出信号(out)中提取n个输出数据，并基于n个输出数据来产生总输出信号。

例如，数据融合电路232从模块1产生的输出信号中提取出输出数据1，从模块2产生的输出信号中提取出输出数据2，从模块3产生的输出信号中提取出输出数据3，将输出数据1、输出数据2和输出数据3转换为同一电压范围的二进制数据，并基于各个二进制数据得到总输出信号。

例如，输出数据1经转换得到二进制数据010，输出数据2经转换得到二进制数据100，输出数据3经转换得到二进制数据101，则总输出信号可以是三个二进制数据的拼接，即101100010。该总输出信号可以传输给与集成电路100连接的外部电路。

本公开实施例提供的集成电路可以实现为芯片，其可以应用于各种电子设备，包括但不限于台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手机、智能交通工具、智能家居设备等。

根据本公开的实施例，由于集成电路的多层电路使用不同范围的供电电压，则各层电路的输出信号的电平的电压范围不同，通过电压转换电路进行不同电压范围的转换，以及通过数据融合电路进行多个输出信号的综合处理，能够实现不同层的电路模块之间的通信连接，实现整体的集成电路的功能。

图3是根据本公开另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图3所示，集成电路300包括电压管理电路310、n个电路模块320和交互管理电路330，交互管理电路330包括数据融合模块331。针对每个电路模块的输入信号，该输入信号可以分别承载n个输入数据，也可以分别承载一个输入数据的n个比特。

例如，在输入信号分别承载n个输入数据的情况下，n个输入数据(data1、data2……datan)分别输入到n个电路模块320，n个电路模块320分别输出n个输出数据(out1、out2……outn)，n个输出数据(out1、out2……outn)传输到交互管理电路330中的数据融合模块331，数据融合模块331对该n个输出数据(out1、out2……outn)进行组合得到总输出数据，总输出数据可以承载在总输出信号上，通过总输出信号传输给外部电路。

例如，n＝3，输入数据data1＝101，data2＝100，data3＝100，data1输入到模块1，data2输入到模块2，data3输入到模块3，模块1的输出数据out1＝010，模块2的输出数据out2＝100，模块3的输出数据out3＝101，总输出数据可以是101100010。

根据本公开的实施例，n个输入数据可以是并行运算的输入数据，即多个运算过程可以在不同层的电路模块中并行进行，并通过数据融合模块对各层电路模块的处理结果进行综合处理，得到总输出。在并行运算过程中，多路数据可以分别提供至多层电路模块来进行并行处理，提高并行运算的效率。

图4是根据本公开另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图4所示，集成电路400包括电压管理电路410、n个电路模块420和交互管理电路430，交互管理电路430包括数据融合模块431。针对每个电路模块的输入信号，该输入信号可以分别承载n个输入数据，也可以分别承载一个输入数据的n个比特。

例如，在输入信号分别承载一个输入数据的n个比特的情况下，n个比特作为输入比特(bit0、bit1……bit(n-1))分别输入到n个电路模块420，n个电路模块420分别输出n个输出比特(out0、out1……out(n-1))，n个输出比特(out1、out2……out(n-1))传输到交互管理电路430中的数据融合模块431，数据融合模块431对该n个输出比特(out0、out1……out(n-1))进行组合得到总输出数据，总输出数据可以承载在总输出信号上，通过总输出信号传输给外部电路。

例如，n＝3，输入数据可以是010，输入数据的n个比特分别是bit0＝0，bit1＝1，bit2＝0，bit0输入到模块1，bit1输入到模块2，bit2输入到模块3。模块1的输出比特out0＝1，模块2的输出比特out1＝1，模块3的输出比特out2＝0，总输出数据可以是110。

在一些实施例中，上述集成电路可以处理除了二进制数据以外的其他数据，例如输入数据可以是三进制数，输入数据的n个比特分别是bit0＝0，bit1＝2，bit2＝1，电位最低的bit0输入到模块1，电位最高的bit1输入到模块3，而电位介于二者之间的bit2输入到模块2。假设总输出数据是120，则电位最低的bit2可以由模块1输出，即out0＝1，电位最高的bitl可以由模块3输出，即out2＝2，电位介于二者之间的bit0可以由模块2输出，即out1＝0，通过交互管理电路将out0、out1和out2进行排序，得到总输出数据120。

根据本公开的实施例，可以将同一数据的不同比特分别输入至不同层的电路模块中进行运算，每层的电路模块进行单比特数据的处理，能够提高集成电路综合运算速度。

集成电路中还可以针对每层的电路模块设置比较电路，则每个电压范围的电路模块可以基于比较电路将单一模拟电压直接进行量化处理，得到处于该层电压范围的数字信号。各层的电路模块对单一模拟电压值直接进行运算，能够指数级的增加运算速度。

图5是根据本公开另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图5所示，集成电路500包括电压管理电路510、n个电路模块520、交互管理电路530、n组供电电压线540以及n个接口电路550。n组供电电压线540是电压管理电路510提供的。n个电路模块520通过n组供电电压线540与电压管理电路510连接，n个接口电路550通过n组供电电压线540与电压管理电路510连接，n个接口电路550还分别与交互管理电路530连接。

n个接口电路550被配置为基于电压管理电路510提供的n组供电电压540，根据交互管理电路530产生的总输出信号来产生n个接口信号。n个接口信号具有不同的电压范围，例如，n＝3，连接于第一组供电电压线的接口电路550产生的接口信号的电压范围可以是[0v，1.1v]，连接于第二组供电电压线的接口电路550产生的接口信号的电压范围可以是[1.1v，2.2v]，连接于第三组供电电压线的接口电路550产生的接口信号的电压范围可以是[2.2v，3.3v]。可以根据外部电路对接口信号的电压要求，从多个接口电路550中选择满足电压要求的接口电路550来产生接口信号。

例如，外部电路对接口信号的电压要求范围是[2.2v，3.3v]，则可以将交互管理电路530产生的总输出信号的电压转换为处于[2.2v，3.3v]范围内，并将转换后得到的接口信号传输给外部电路。

根据本公开的实施例，不同层的电路模块可以只通过特定接口电路与外部电路进行交互，由于不是所有的干扰都耦合到同一个电压参考平面中，可以减少整体电路的相互干扰。并且提供满足多个电压范围的接口电路，能够为提供不同范围的接口信号提供便利，有利于集成电路的扩展。

图6是根据本公开另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图6所示，集成电路600包括电压管理电路610、n个电路模块620和n组供电电压线630。电压管理电路610通过n组供电电压线630将n组供电电压分别提供给n个电路模块620。n组供电电压线630中的每组供电电压线包括电源电压线和参考电压线，分别用于接收电源电压和参考电压，则n组供电电压中的每组供电电压也包括电源电压和参考电压。

其中第i组供电电压线中的电源电压线被用作第i+1组供电电压线中的参考电压线，使得第i组供电电压中的电源电压被用作第i+1组供电电压中的参考电压，其中1≤i≤n-1。

例如，n＝3，第一组供电电压线是连接于模块1的一组供电电压线，第一组供电电压线的源电压线承载的源电压可以是1.1v，参考电压线承载的参考电压可以是0v。第二组供电电压线是连接于模块2的一组供电电压线，第二组供电电压线的源电压线承载的源电压可以是2.2v，参考电压线承载的参考电压可以是1.1v。第三组供电电压线是连接于模块3的一组供电电压线，第三组供电电压线的源电压线承载的源电压可以是3.3v，参考电压线承载的参考电压可以是2.2v。

第一组供电电压线中的电源电压线被用作第二组供电电压线中的参考电压线，第一组供电电压中的电源电压(1.1v)被用作第二组供电电压中的参考电压(1.1v)。第二组供电电压线中的电源电压线被用作第三组供电电压线中的参考电压线，第二组供电电压中的电源电压(2.2v)被用作第三组供电电压中的参考电压(2.2v)，以此类推。

根据本公开的实施例，电压管理电路将总的供电电压范围(3.3v-0v)拆分成多段独立的供电电压范围(3.3v-2.2v，2.2v-1.1v，1.1v-0v)，分别用于为多层电路模块供电，能够将集成电路划分为多个独立电路系统，优化集成电路的布局。

图7是根据本公开另一个实施例的集成电路的示例性结构示意图。

如图7所示，集成电路700包括电压管理电路710、n组供电电压线720和n个电压调整电路730。n个电压调整电路730分别与n组供电电压线720连接，其中第j电压调整电路与第j组供电电压线连接，并且第j电压调整电路被配置为响应于第j组供电电压线中的任一供电电压线上的电位超出预设电压范围，将任一供电电压线上的电位调整到预设电压范围之内。

n个电压调整电路730用于使每一组供电电压线上的供电电压稳定在期望的电压值。例如各层电路模块在工作过程中会由于下层电路模块空闲而上层电路模块频繁工作而导致上层电路模块的参考电压向电源电压迁移，可以利用上层电路模块的电压调整电路730来调整上层电路的参考电压，使其稳定在期望的电压值。电压调整电路730还可以作为电源向各层电路模块提供电源电压和参考电压。在一些实施例中，也可以由单独的电源电路向各层电路模块提供电源电压和参考电压。

例如，第一组电压线的电源电压线上的源电压的期望值为1.1v，如果第一组电压线的电源电压线上的源电压与1.1v之间的差异超出预设阈值(例如0.1v)，则对第一组电压线的电源电压线上的源电压进行调整，使其稳定在期望的电压值1.1v。

根据本公开的实施例，使用电压调整电路使得每一组供电电压线上的供电电压稳定在期望的电压值，能够保证集成电路工作的稳定性。

本公开的实施例还提供了一种电子设备，包括上述任意实施例的集成电路。电子设备的示例包括但不限于台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手机、智能交通工具、智能家居设备等任何具备处理功能的设备。

图8示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图8所示，设备800包括计算单元801，计算单元801可以是由上述集成电路实现的，其可以根据存储在只读存储器(rom)802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(ram)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、rom802以及ram803通过总线804彼此相连。输入/输出(i/o)接口805也连接至总线804。

设备800中的多个部件连接至i/o接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如与上述数据处理相关的方法。例如，在一些实施例中，与上述数据处理相关的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到ram803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的与上述数据处理相关的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行与上述数据处理相关的方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、芯片上系统的系统(soc)、负载可编程逻辑设备(cpld)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)或者lcd(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(lan)、广域网(wan)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。