[发明专利]基于低功率高分辨率振荡器的电压传感器

说明书

本文描述了用于感测芯片上的电压的系统和方法。在一个实施例中，一种电压传感器包括：耦合到正被感测的电压的压控振荡器；以及多个转变检测器，其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被耦合到该振荡器上的不同位置，并且其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被配置成在一时间段上对相应位置处的转变的数目进行计数。该电压传感器还包括配置成将来自转变检测器的转变的数目相加以生成与该电压大致成比例的输出值的加法器。

背景

领域

本公开的各方面一般涉及电压感测，并且尤其涉及电压传感器。

背景技术

存在减小移动设备的电源电压以降低功耗的趋势。然而，降低电源电压增加了电压跌落(例如，因功率门控引起)和噪声(例如，因时钟切换引起)的问题。电压跌落可导致设备中的逻辑故障和/或该设备意外地关闭。

就此而言，电压传感器可被集成在芯片上以监视芯片上各个位置处的电源电压。来自传感器的电压读数可被用于例如通过标识指示芯片中的故障的电压波形来调试芯片。该电压读数还可被用于自适应时钟计时以防止电源电压变得过低。在本申请中，当供电电压下降到电压阈值以下时，电路(例如，中央处理单元(CPU))的时钟频率可被减小(节流)以增大供电电压。该电压读数还可被用于验证设备的功率分配网络(PDN)的模型是准确的。

概述

以下给出对一个或多个实施例的简化概述以提供对此类实施例的基本理解。此概述不是所有构想到的实施例的详尽综览，并且既非旨在标识所有实施例的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有实施例的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个实施例的一些概念以作为稍后给出的更加具体的说明之序。

根据第一方面，本文描述了一种电压传感器。该电压传感器包括耦合到正被感测的电压的压控振荡器，以及多个转变检测器，其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被耦合到该振荡器上的不同位置，并且其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被配置成在一时间段上对相应位置处的转变的数目进行计数。该电压传感器还包括配置成将来自转变检测器的转变的数目相加以生成与该电压大致成比例的输出值的加法器。

第二方面涉及一种用于感测电压的方法。该方法包括：将电压输入到压控振荡器；在一时间段上对振荡器上的多个不同位置中的每一个位置处的转变的数目进行计数；以及将不同位置的转变的数目相加以生成与该电压大致成比例的输出值。

第三方面涉及一种用于感测电压的设备。该设备包括：用于将电压输入到压控振荡器的装置；用于在一时间段上对该振荡器上的多个不同位置中的每一个位置处的转变的数目进行计数的装置；以及用于将不同位置的转变的数目相加以生成与该电压大致成比例的输出值的装置。

第四方面涉及一种包括电压传感器和电压管理设备的系统。该电压传感器包括：耦合到正被感测的电压的压控振荡器；以及多个转变检测器，其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被耦合到该振荡器上的不同位置，并且其中这些转变检测器中的每一个转变检测器被配置成在一时间段上对相应位置处的转变的数目进行计数。该电压传感器还包括配置成将来自转变检测器的转变的数目相加以生成与电压大致成比例的输出值的加法器。该电压管理设备被配置成基于输出值估计电压，并且基于所估计的电压来调节电路的工作频率。

为能达成前述及相关目的，这一个或多个实施例包括在下文中充分描述并在权利要求中特别指出的特征。以下说明和所附插图详细阐述了这一个或多个实施例的某些解说性方面。但是，这些方面仅仅是指示了可采用各个实施例的原理的各种方式中的若干种，并且所描述的实施例旨在涵盖所有此类方面及其等效方案。

附图简述

图1示出了根据本公开的实施例的电压传感器。

图2示出了根据本公开的实施例的转变检测器的示例性实现。

图3是解说根据本公开的实施例的电压传感器的示例性波形的标绘。