电力管理集成电路、电力管理方法和移动设备的制造方法_2

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术术语和科学术语)具有与本发明构思所属的领域的技术人员通常所理解的相同的意义。还将理解的是,诸如在通常使用的词典中定义的那些术语应该解释为具有与相关技术和/或本说明书的上下文中的意义一致的意义,并且将不以理想化或过度形式化的方式解释,除非清楚地在这里如此定义。
[0033]图1是不出根据发明构思的实施例的移动设备100的框图。参照图1,移动设备100通常包括电力管理集成电路(PMIC)120和片上系统(SoC) 130。被配置为由移动设备100使用的电池110提供一个或多个电源电压(此后,单称或者统称为“电源电压”)。对于此,“移动设备”可以被理解为能够被用户容易地运送,并且还能够响应于由电池或者类似的储电元件提供的电源电压而操作的任意设备。相比之下,通常不打算由用户个人运送和/或不能使用电池电力来正常操作的设备不被认为是用于本描述目的的移动设备。
[0034]这里,电池110可以使用一项或多项使用有线和/或无线连接的技术来充电。因此,电池110可以使用直流(DC)电源、交流(AC)电源、磁感应、磁共振、电磁感应、非放射式无线充电等等来充电。用这样的方式,电源电压Vin可以被提供为对移动设备100的一个或多个组成元件供电(或驱动)。
[0035]如图1的例子中所示,PMIC 120从电池110接收电源电压Vin,并且作为响应,可以生成施加于SoC 130、和/或移动设备100的其它元件的一个或多个操作电压。(此后,一个或多个操作电压将被单称或者统称为“操作电压”)。因此,PMIC 120可以被认为经由一个或多个供电线路(未在图1中示出)提供操作电压给SoC 130。
[0036]如此后将在一些补充细节中描述的那样,PMIC 120可以包括被配置为存储“电力管理信息”的一个或多个寄存器或者存储器。这里,电力管理信息将根据电力管理模式(例如,正常模式、睡眠模式、低电力模式等等)而变化,并且特定电力管理信息可以提供给部署在SoC 130中的元件、从部署在SoC 130中的元件接收和/或从部署在SoC 130中的元件导出。例如,电力管理信息可以包括诸如电压设置这样的数字控制数据,和/或与操作电压的(多个)状况和/或电源电压Vin的(多个)状况相关的一个或多个控制信号。
[0037]如这里所使用的那样,术语“寄存器”代表能够存储一种或多种类型信息的一大类电路、逻辑门和/或(易失性和/或非易失性的)存储器件。这样的信息通常将采用数字数据的形式,但是本发明构思的范围不限制于此。例如,一个或多个物理上分离的(并且可能完全不同的)电路或元件可以在功能上操作为寄存器,并且一个或多个寄存器可以部署在图1的PMIC 120和SoC 130上。
[0038]在本发明构思的特定实施例中,PMIC 120可以用来将由电池110直接或者间接地提供的电源电压Vin与参考电压REF比较,以便生成例如指示突然电压降(SVD)的警报信号。这正好是在移动设备100的操作期间可以响应于所存储的电力管理信息生成的电力管理控制信号的一个具体例子。在图1示出的例子中,SVD警报信号经由专用控制信号线从PMIC 120通信到SoC130,但是这只是一个可能的例子并且本发明构思的范围不限制于此。可替换地,SVD警报信号可以经由多路复用信号线、无线链接或者作为从PMIC通信发送到SoC的控制数据分组中布置的控制数据的一部分,从PMIC 120通信发送到SoC 130。
[0039]在图1示出的例子中,PMIC 120包括参考电压发生器123和电压比较器125。参考电压发生器123响应于存储的电力管理信息生成参考电压REF,电压比较器125将电源电压Vin与参考电压REF比较以便适当地生成SVD警报信号。
[0040]SoC 130可以使用从PMIC 120接收到的操作电压驱动一个或多个内部元件。SoC包括时钟分频器132、中断控制器(1C) 133和中央处理单元(CPU) 134。在本发明构思的特定实施例中,SoC 130可以采用应用处理器(AP)的形式。在该上下文中,应当注意到,CPU134可以以许多不同的形式(硬件/软件/固件)实现,诸如一个或多个处理单元或者由通用处理器提供的一个或多个处理核。
[0041]在本发明构思的特定实施例中,SoC 130将包括特定信号缓冲器,其被指定为从PMIC 120接收SVD警报信号。这里,术语“缓冲器”代表被配置为接收外部提供的诸如SVD警报信号这样的(多个)输入信号的一个或多个导电元件。缓冲器可以根据预期的(多个)输入信号的本质和定义而采用许多不同的物理形式,但是在本发明构思的特定实施例中,指定的信号缓冲器将仅仅是通用输入输出(GP10)缓冲器。
[0042]时钟分频器132接收外部提供的“源时钟” SCLK,并且可以用来根据时钟分频比来划分源时钟的频率以便生成具有期望频率的“操作时钟” CLK。用这样的方式,时钟分频器132可以用来响应于SVD警报信号的状态而调整、控制、变化、改变或者变换操作时钟CLK的一个或多个量(例如,相位、频率、占空比等等)。例如,时钟分频器132可以用来响应于SVD警报信号“向下划分”(S卩,降低)源时钟SCLK的频率以获得具有期望频率的操作时钟CLK。
[0043]在一个可能实施例中,时钟分频器132可以响应于否定SVD警报信号(即,指示正常电平电源电压Vin,也就是说,高于参考电压的电源电压,的SVD警报信号),接收并且根据第一时钟分频比向下划分源时钟SCLK的频率以便获得具有第一频率(fl)的第一操作时钟CLK1。然后,当接收到肯定SVD警报信号(S卩,指示低电平电源电压Vin,也就是说,低于参考电压的电源电压,的SVD警报信号)时,时钟分频器132可以用来根据第二时钟分频比进一步向下划分源时钟SCLK的频率以便获得具有低于第一频率(fl)的第二频率(f2)的第二操作时钟CLK2。在传递引起否定到肯定SVD警报信号变换(例如,电源电压降到参考电压之下)的电力事件之后,正常操作状况可以恢复,由此引起SVD警报信号从肯定状态变换回到否定状态(例如,电源电压上升到参考电压以上)。因此,时钟分频器132可以再次用于根据第一时钟分频比向下划分源时钟SCLK的频率,以便再次获得具有第一频率(fl)的操作时钟CLK1。
[0044]本领域的技术人员将认识到,可以以许多不同的方式定义警报信号,因此可以不同地定义肯定和否定的警报信号。例如,在警报信号作为两个逻辑电平(即,高(H)和低(L))输入信号被连续提供给SoC 130的情况下,一个电平(例如,‘H’)可以被指定为肯定警报信号状态,而另一电平(例如,‘L’ )可以被指定为否定警报状态。
[0045]上述例子假定源时钟具有高于操作时钟的第一频率或者第二频率的频率。但是,这不必总是这样的情况,并且在特定实施例中时钟分频器132可以用于使用适当的时钟分频比来“向上划分”源时钟SCLK的频率,以便获得具有高于源时钟SCLK的频率的各个频率的一个或多个操作时钟。
[0046]关于这一点,时钟分频器132可以包括存储定义一个或多个时钟分频比的时钟分频比信息的一个或多个寄存器。在上述例子的上下文中,第一时钟分频比值可以设置为默认值,以用于生成在正常电池状况期间提供给CPU134的具有第一频率(fl)的操作时钟CLK,如否定SVD警报信号所指示的那样。相比之下,第二时钟分频比可以设置为生成在低电池状况期间提供给CPU 134的具有第二频率(f2)的操作时钟,如肯定SVD警报信号所指示的那样。
[0047]延伸该例子,在移动设备100的上电操作期间或者在用于SoC的电力重置操作期间,特定时钟分频比信息可以加载到时钟分频器132的寄存器。时钟分频比信息可以是外部提供饿、和/或被存储在部署在PMIC 120或者SoC130中的非易失性存储器中。可替换地,时钟分频比信息可以响应于用户提供的(多个)输入而被编程到时钟分频器132的一个或多个寄存器和/或SoC130的寄存器或者存储器中。
[0048]在图1中,中断控制器133可以用来管理由SoC 130接收到的中断。如本领域技术人员将理解的是,“中断”是指示从一个状态到不同状态的变换和/或事件的发生的一种类型的输入信号。例如,中断控制器133可以接收SVD警报信号作为一种类型的中断,并且根据(例如)SVD警报信号的肯定/否定状态识别电源电压Vin是处于正常状态还是低状态,如上所建议的。响应于SVD警报信号的给定状态(或者状态变换),中断控制器133可以传递中断信息(或者指示)给CPU 134。
[0049]如上所述,移动设备通常经历不希望的和不想要的由实际上可能短暂且持续时间短的突然的瞬时电力损耗(SMPL)所引起的电力重置或者断电。相反,本发明构思的实施例,就像相对于图1描述的移动设备100,可以通过在电源电压Vin降到预定电平以下时生成SVD警报信号、然后响应于警报信号SVD降低一个或多个操作时钟CLK的频率,来避免这样的操作中断。
[0050]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。
[0051]参照图1和图2,假定移动设备100的电池110是剩余存储电荷小于它的正常容量(A)的20%的低电池。参考通常将电源电压Vin的电平与移动设备100的操作时间一起看待的图,图2的虚线示出作为不断降低的电池电荷(B)的结果,Vin的电平预期的逐渐退化。例如,该预期的电源电压Vin曲线可以是由移动设备100的消耗相对低电流的功能继续运行的结果。
[0052]但是,突然的电压降(SVD)发生(C)。遵循常规方法,一旦电源电压的电平(由虚线代表)由于引起SVD的电力事件⑶而降到最低电平之下,PMIC 120就将只启动移动设备100的断电。相比之下,本发明构思的实施例使用诸如图1的PMIC 120这样的电力管理电路检测低电池状况(例如,低于参考电压的电源电压),以及生成适当的警报信号。响应于警报信号,移动设备100中的SoC 13
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