[发明专利]具有用于逻辑和存储器的独立功率域和拆分式电源轨的集成系统

说明书

提供了具有用于第一子系统的独立功率框架和用于处理器子系统的另一独立功率框架的集成电路，该处理器子系统从该第一子系统接收消息。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年11月6日提交的美国非临时专利申请号14/535,183的权益，该临时申请的全部内容通过援引纳入于此。

技术领域

本申请涉及嵌入式子系统的电源，尤其涉及具有独立异步电源的嵌入式子系统。

背景

片上系统(SOC)集成电路包括各种子系统。例如，智能电话SOC可以集成调制解调器、图形处理器、蓝牙、WiFi、和其他子系统。由于这些子系统，因而SOC通常将具有两个电源轨：存储器电源轨以及还有核心逻辑电源轨。存储器电源轨向子系统的各种嵌入式存储器提供电源电压。相反，核心逻辑电源轨向逻辑门提供电源电压。一般而言，子系统的嵌入式存储器所需的电压电平与核心逻辑所需的那些电压电平不同。就此而言，子系统中的嵌入式存储器和核心逻辑两者常规上能够转变到休眠模式，其还可以被指定为保留模式。但是与可被用于为休眠模式中的逻辑门供电的降低的电源电压相比，嵌入式存储器需要较高的电源电压以保留它们所存储的值。如果公共电源轨被用于嵌入式存储器和核心逻辑两者，则该核心逻辑可能在休眠模式期间浪费功率，例如，来自由于在嵌入式存储器中维持所存储的状态将要求的提升的供电电压而导致的不必要的漏泄电流损耗。具有独立的存储器和核心逻辑电源轨由此省电。

为了使得子系统能够关于这些各种操作模式来独立地操作，常规上对这些子系统进行功率选通。如果要使一子系统掉电，则它可以与其余子系统的公共电源轨隔离。

尽管独立的存储器和核心逻辑电源轨允许各种模式的电压被优化用于存储器和逻辑操作，但是由于各种子系统的操作模式的异步特性而浪费功率。例如，WiFi子系统可能需要大致上每100ms苏醒以检查任何传入消息。存储器电源轨和核心逻辑电源轨随后将需要被供电以使得WiFi子系统可以相应地苏醒。但是这些电源轨耦合至被掉电的子系统中的时钟树和其他结构，这些时钟树和其他结构随后通过漏泄电流而损失功率。

相应地，本领域中存在对于集成电路的改进的功率架构的需要，该集成电路包括处理器子系统和必须与处理器子系统对接(诸如通过消息接发)的其他子系统。

概览

提供了诸如SOC之类的集成电路，该集成电路包括处理器子系统和第一子系统。SOC还包括其中核心逻辑电源被维持在标称电平的常开(always-on)功率域。相反，第一子系统包括由第一子系统核心逻辑电源轨供电的核心逻辑，该第一子系统核心逻辑电源轨可以取决于第一子系统正操作在休眠操作模式还是标称(活跃)操作模式中而用保留电压或标称电压来驱动。类似地，处理器核心逻辑电源轨取决于处理器子系统正操作在休眠操作模式还是标称(活跃)操作模式中而用保留电压或标称电压来为处理器子系统中的核心逻辑供电。如由对应的核心逻辑电源轨所定义的，第一子系统和处理器子系统中相应的功率域是独立的。以此方式，在处理器子系统保持在休眠模式中的同时，第一子系统可以从休眠操作模式转变成标称操作模式。

此类用于第一子系统的独立的功率域是相当有利的，因为它消除了与常规SOC功率域框架相关联的可观的等待时间和功耗问题。具体地，诸如WiFi子系统之类的第一子系统取决于与处理器子系统共享的核心逻辑电源轨是常规的。处理器子系统由此将必须转变成标称操作模式，仅使得WiFi子系统可以检查消息。相反，本文中所公开的有利的功率框架使得当第一子系统转变成标称操作模式时处理器子系统能够保持在休眠模式中。

这些特征可从以下对示例实施例的详细描述来更好地领会。

附图简述

图1是包括功率管理集成电路(PMIC)和片上系统(SOC)的示例系统的框图，该片上系统包括具有关于该SOC的处理器子系统的功率框架而言异步并且独立的功率框架的子系统。

图2是图1的子系统的常开(AON)功率管理器的框图。