[发明专利]半导体器件的控制

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，特别是涉及通过子系统对系统资源利用的控制，以有效地利用整体器件的电力。

背景技术

半导体装置，例如微控制器，由于其带有更多的外设系统而变得更复杂(此处的术语“外设”是指主处理器的外围设备或外设，但通常仍为同一块硅片上的部分)，为了延长移动设备的电池寿命，保持功率消耗的有效控制的重要性也在增加。然而，复杂性也使这样的控制更加困难。

在现有的器件中，向外设提供控制资源，例如是使用“自上而下”的方法集中控制功率和时钟信号。然而，申请人已经认识到，由于中央资源控制器需要能够掌握外设需求的概况，其并没有提供最大效率。为了避免拒绝给特定的外设提供功率和/或合适的时钟信号以及因此引起的故障，常常要提供多于理论需求的资源。申请人还认识到，在这样的配置下，每次外设被添加/激活或移除/取消激活时，必须要重写控制资源的代码。

发明内容

根据本发明的第一方面来看，其提供一种微控制器器件，包括：至少一个处理器，一个或多个外设系统以及资源提供模块，其中所述处理器和外设系统的每一个均配置为当其需要功率和/或时钟信号时产生信号，并且，其中所述信号激励所述资源提供模块提供所请求的资源。

因此，根据本发明，本领域技术人员可以看出，资源是根据需要分配给外设，而不是通过一个“自上而下”的方案来管理。因此，控制资源分配是向下分配到外设而不是全部集中管理。通过这种方法的变化可以看出：只有外设自身具体知道何时需要不同的资源以及如何以寻求最小化功率消耗的方式来管理这些请求。此外，通过控制资源分配是向下分配到外设，至少在本发明的优选的实施例中，如果外设被添加或移除，不需要改写功率管理的代码。

所述外设可以配置为直接向资源提供模块发送资源请求信号，但在一组实施例中，外设配置为与中间主模块进行通信，所述中间主模块接收所述请求信号并向资源提供模块发送适当请求。在这种配置下，外设将与用于处理资源请求的从模块相关联。每个外设可能有一个从模块或者一个外设可能有多于一个的从模块—例如，如果外设的不同部分具有不同的功率和/或时钟需求。还可以设想如果多个外设具有共同的功率/时钟的要求，其可以共享一个从模块，尽管通常来说这不能带来优化的节约电力的全部优点，但其在本发明的一些实施例中可以达到。

在一组实施例中，每个主模块连接到多个从模块。这使得主模块可以协调来自相关联的从模块的请求。例如，如果一个或更多的从模块请求特定的时钟信号，主模块可以发出一个适当的请求到资源提供模块以提供时钟信号。在电源侧，尽管来自各个模块的请求可以每个都低于启动更高功率调节器的阈值，连接到特定主模块的所有从模块的累积需求可能比该阈值更大，这意味着主模块可以向资源提供模块发出请求，以启动更高功率模块。这将是即使没有单个外设请求更高功率调节器(其中该特性已经被提供)的情况。在一组实施例中，其中有单独的主模块直接连接到资源提供模块('上层主模块')，所述主模块配置为自动地确定多个功率调节器中哪个将被使用。这使得'上层主模块'聚合来自所有模块(可选的包括资源提供模块本身)的功率请求，并以此来确定所需功率的整体水平。上层主模块由此可以通过用功率请求包括的数据来确定各个模块要求的功率量，和/或其可以使用预存储的信息-例如在一个查找表。

在一组实施例中，主模块包括连接到每一个从模块的门电路(下文称为“时钟门”)，以建立各个从模块的时钟信号的选择通道。在这样的实施例的子集中，主模块配置为，基于对时钟信号请求的接收，，在给提出请求的从模块接通所述时钟门电路之前，确保适当的时钟源是稳定的并正在运行。这有助于确保以可控的方式提供该时钟信号，而没有多余的人为控制。其中，即使已经向另一个从模块提供了所请求的时钟或另一个更准确的时钟(通常根据要提供的功率将更加昂贵)，该主模块并不需要等待而可能立即接通适当的时钟门。在这种情况下，在一组实施例中，主模块配置为：在原从模块的需求已经结束后(这导致当第二个从模块请求时钟时将运行时钟)第二个从模块需要请求的时钟信号的情况下，主模块仍然向资源提供模块发出请求。