[发明专利]用于启用各个电源域的分布式馈电电源开关电路

说明书

背景

本专利申请要求2005年2月14日提交的题为“Distributed Method for enablingindividual Power domains during active operation(在有效运作期间启用各个电源域的分布式方法)”、且被转让给本发明受让人并因而被明确援引包含于此的临时申请No.60/652,925的优先权。

领域

所公开的实施例一般涉及集成电路内电源域的加电和/或断电。

背景技术

图1(现有技术)是集成电路管芯1的一个示例的简化俯视图。集成电路管芯1包括外围的一圈焊接端子2、以及四个域的内部电路系统3-6。这些域被称为电源域是因为每个域内的电路系统都可独立于其它域地被加电或断电。

图2(现有技术)是图1的这四个电源域3-6的简化示意图。这些域是经由馈电电压端子7(标为PWR)和接地端子8(标为GND)来供电的。馈电电压由馈电总线9馈送至各个域3-6。馈电总线有时被称为电源总线。馈电总线9通常是导体格栅的形式。图2中所示的线性形状只是作为示例给出，以简化电源域的运作的说明。

尽管诸如馈电总线9等馈电总线通常被塑造成宽金属带以使其具有良好的电导体性质，但是馈电电压总线却的确具有小的串联电阻、电容、和小的电感。此电阻和电感在图中以电阻器和电感器符号表示。

各个域的电路系统3-6通过接地总线10接地。尽管接地总线通常也是由宽金属带制成，但是它也具有小的串联电阻、电容、和小的电感。此电阻和电感在图中以电阻器和电感器符号表示。

为了降低集成电路1的功耗，希望能够在一个域内的电路系统未在使用的情况下切断对该域的供电。设置开关11-14以便在需要的情况下能切断从电源总线9通过选定的域到接地总线10的电流路径。例如，如果开关13断开，就没有从电源总线9通过域5到接地总线10的电流。还希望能够向将要使用的电路系统域馈电。例如，如果开关13闭合，则馈电电流可从电源总线9通过域5流至接地总线10。

图3(现有技术)示出在一休止的电源域随后被加电以使该域内的电路系统可被使用时会发生的问题。起初，域3、4和6内的电路系统在使用中。因而开关11、12和14是闭合的。但是，开关13是断开的，因为域5的电路系统未在使用。每个域具有延伸至该域内的各个电路元件的局部电源和接地导体。该域内的这些局部电源和接地导体以及电路系统在电源与接地总线9和10之间构成一电容。各个域中的电容器符号15-18表示这些电容。因为开关13是断开的，所以电容器17被放电。

接下来，将要使用域5内的电路系统。因此域5内的电路系统需要被供电。开关13被闭合，以使该域内的局部电源和接地总线线路能被充电，并使电源和接地电势能被馈送至该域内的电路系统。但是，起初电容器17上没有电荷。因此大的电流涌入19流入该域中以对电容器17充电。此电流19流过馈电总线9进入域5，并通过接地总线10流出域5。由于馈电总线的串联电阻和电感，馈电总线9上的大电流浪涌致使节点N2上的电压起负尖峰。类似地，接地总线10上的大电流浪涌致使节点N6上的电压起正尖峰。这些尖峰减小了节点N2与N6之间的电压的幅值。节点N2与N6之间不呈现合适的馈电电压，而是相反域4内的电路系统所经历的馈电电压急剧下降。这可能会破坏相邻电源域4中电路系统的运作。需要一种解决方案。

概要信息

一种集成电路包括多个电源域。这些电源域可在中央电源管理控制电路的控制之下彼此独立地加电和断电。每个电源域包括一组分布式的馈电电流开关电路(SCSC)。这些SCSC以基本均匀的方式跨该电源域的区域分布。当SCSC内的一控制节点上呈现第一数字逻辑值时，该SCSC内的开关将该电源域的局部馈电总线耦合至全局馈电总线。当该控制节点上呈现第二数字逻辑值时，则该开关不导通，并且该SCSC不将局部馈电总线耦合到全局馈电总线。每个SCSC有一输入节点和一输出节点。一电源域的各SCSC被链接在一起以形成第一链和第二链。