[发明专利]用于向集成电路的一部分供应功率的装置和方法

说明书

一种功率门控电路，包括菊花链链接在一起的弱强开关单元和强开关单元的集合。每个弱强单元的布局(覆盖区)与仅强单元兼容，使得在功率门控电路的设计阶段将弱强单元换成仅强单元或反之亦然不会影响功率门控电路供应功率的电路的路由或定时操作。这允许在IC的设计阶段最佳地设置用于最小化浪涌电流的弱开关与强开关的比率。每个弱强单元响应于弱使能信号经由弱晶体管将功率轨耦合在一起，以及响应于强使能信号经由强晶体管将功率轨耦合在一起。每个仅强单元响应于强使能信号经由弱和强晶体管将功率轨耦合在一起。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年5月18日在美国专利商标局提交的非临时申请No.15/158,236的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的各方面总体上涉及功率门控电路，并且具体地，涉及用于使用弱强开关单元和仅强开关单元向集成电路(IC)的一部分供应功率的装置和方法，以及设计功率门控电路的方法。

背景技术

功率门控电路用于将端子电压轨(TVDD)耦合到集成电路(IC)的内部电压轨(VDD)。端子电压轨(TVDD)从电池、调节器或其他类型的源接收外部供应电压。功率门控电路通过将端子电压轨(TVDD)电耦合到内部电压轨(VDD)来将外部供应电压施加到IC的一部分(例如，核或模块)。

功率门控电路通常包括用于将端子电压轨(TVDD)单独耦合到内部电压轨(VDD)的开关单元的集合。该开关单元的集合通常包括弱开关单元的子集和强开关单元的子集。为了限制浪涌电流，首先导通弱开关单元以允许内部功率轨(VDD)部分充电。然后，导通强开关单元以将端子电压轨(TVDD)完全耦合到内部电压轨(VDD)，使得功率门控电路能够提供IC的一部分(例如，核或模块)对电流(例如，动态电流)的总需求。

通常，存在弱开关单元与强开关单元(或总开关单元)的特定比率，其产生最小化的浪涌电流峰值。在功率门控电路的设计阶段，该比率基于IC的该部分(例如，核或模块)的设计来估计。如果估计的比率被证明是不准确的，则需要通过将弱开关单元换成强开关单元或反之亦然来重新设计功率门控电路。这样的单元的交换需要重新路由功率门控电路到IC部分的连接，并且执行IC部分的操作的定时分析。重新设计功率门控电路、重新路由和定时分析之间的这种相互作用使IC的设计复杂化，并且经常导致不能实现弱开关单元与强开关单元(或总开关单元)的最佳比率。

发明内容

下面呈现一个或多个实施例的简要概述，以便提供对这样的实施例的基本理解。本“发明内容”不是所有预期实施例的广泛概述，并且既不旨在标识所有实施例的关键或重要元素，也不旨在界定任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

本公开的一方面涉及一种装置，包括：第一类型开关单元的集合，其中每个第一类型开关单元被配置为响应于第一使能信号经由第一相对弱晶体管将第一功率轨耦合到第二功率轨，以及响应于第二使能信号经由第一相对强晶体管将第一功率轨耦合到第二功率轨；以及第二类型开关单元的集合，其中每个第二类型开关单元被配置为响应于第一使能信号经由第二相对弱晶体管和第二相对强晶体管将第一功率轨耦合到第二功率轨。

本公开的另一方面涉及一种设计用于向特定电路供应功率的功率门控电路的方法。该方法包括：通过用第一类型开关单元的集合或第二类型开关单元的集合中的至少一个开关单元填充单元槽来生成功率门控电路的第一设计，其中每个第一类型开关单元被配置为响应于第一使能信号将第一功率轨弱耦合到第二功率轨，并且其中每个第一类型开关单元和每个第二类型开关单元被配置为响应于第二使能信号将第一功率轨强耦合到第二功率轨；确定第一类型开关单元与第二类型开关单元的比率；以及通过将至少一个第一类型开关单元换成至少一个第二类型开关单元或者将至少一个第二类型开关单元换成至少一个第一类型开关单元以实现上述比率，来生成功率门控电路的第二设计。