[发明专利]独立电力崩溃方法

说明书

新一代的半导体装置的特征大小相比于上一代都会减小。较小信道长度导致泄漏电流增大。为了减小泄漏电流，装置内的一些电力域可在非作用中时段期间被断电(例如，电力崩溃)。然而，当电力返回到崩溃域时，其它电力域中的电路可经历与重新配置到新近通电域的通信信道相关联的大量处理开销。本发明中提供示范性技术，其用于隔离电力域以促进灵活的电力崩溃，同时较好地管理与重新建立数据连接相关联的所述处理开销。

相关申请的交叉引用

本申请案要求2015年2月13日申请的美国申请案第14/622,467号的优先权，所述美国申请案以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本申请案大体上涉及功率高效的半导体设计，且更确切地说，涉及用于隔离集成电路内的电力域的系统和方法。

背景技术

在许多电气装置(且尤其是移动装置)中，相关联集成电路的功率消耗是主要的设计考虑因素。此功率消耗主要包括由积极运行的电路产生的切换电流和由被动地消耗功率的非作用电路产生的泄漏电流。

由于集成电路制造技术持续改进且在几何形状上变得更小，因此晶体管大小(例如，其最小信道长度)持续缩减。另外，用于较小大小晶体管的阈值电压(其为晶体管接通的电压)通常经减小以提高操作速度。较低阈值电压准许电源电压的降低，这继而可减小功率消耗。不过，较低阈值电压和较小大小晶体管也可导致较高泄漏电流，其中“泄漏”电流是(例如)穿过呈“关”状态的晶体管的电流。随着集成电路晶体管持续在大小上按比例缩小，此类泄漏电流大体上变得更成问题。减小泄漏电流的一个技术是在集成电路的某些部分未在使用中时将这些部分断电。此技术有时被称作“电力崩溃”。

为了实施电力崩溃，大体上将集成电路组织为多个电力域，其中每一电力域可含有一或多个处理节点、外围装置和/或其它电路。电力域可具有彼此不同的电压电平，且不同电力域还可具有异步时钟。总的来说，每一电力域可个别地控制，使得一个电力域可在其它电力域保持作用的时间期间被电力崩溃。

在操作期间，一个电力域内的电路可能需要与另一电力域中的电路通信。通常，不同电力域还对应于不同时钟域，从而在域之间的边界处产生定时问题。因此，系统可能需要跨域互连件和协议以用于数据在不同电力域之间流送。现行协议(例如由高级微控制器总线架构(AMBA)阐述的高级可扩展接口(AXI))提供信令和互连件的某些其它方面。

发明内容

所揭示的原理实现以模块化方式有效地和有系统地将多个电力域彼此隔离和解除隔离，由此允许每一电力域内的处理节点或逻辑在有需要时自主地操作。

举例来说，根据本发明的一些方面描述一种半导体装置，其在第一电力域中具有第一处理节点且在第二电力域中具有第二处理节点。所述半导体装置可包括隔离模块，其可包括位于所述第一电力域与所述第二电力域之间的缓冲器。所述缓冲器可操作以选择性地提供所述第一电力域与所述第二电力域之间的电连接。所述隔离模块可进一步包括所述缓冲器与所述第一处理节点之间的第一逻辑隔离单元以及所述缓冲器与所述第二处理节点之间的第二逻辑隔离单元。所述半导体装置可进一步包括隔离定序器，其可操作以在执行隔离序列和解除隔离序列时控制所述隔离模块。在执行所述隔离序列之后，所述第一逻辑隔离单元和所述第二逻辑隔离单元可操作以分别将所述缓冲器与所述第一处理节点和所述第二处理节点逻辑隔离，且所述缓冲器可操作以在所述第一电力域与所述第二电力域之间提供电隔离。此外，在执行所述解除隔离序列之后，所述缓冲器可操作以提供从所述第一处理节点到所述第二处理节点的通信。