[发明专利]用于配电网络的自适应功率复用

说明书

本文公开了一种集成电路(IC)，用于与配电网络进行自适应功率复用。在示例方面中，该集成电路包括：第一功率轨；第二功率轨；以及负载功率轨。该集成电路还包括：多个功率复用器区块；以及功率复用器控制电路系统。该多个功率复用器区块以链式布置被串联耦合，并且被配置为共同执行功率复用操作。每个功率复用器区块被配置为在将该负载功率轨耦合至该第一功率轨与将该负载功率轨耦合至该第二功率轨之间进行切换。该功率复用器控制电路系统被配置为控制电流的方向，以防止在该功率复用操作期间该第一功率轨与该第二功率轨之间的交叉传导。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月30日提交的美国非临时申请第15/199,567号的优先权和权益，其全部内容通过引用的方式并入本文，犹如下面对其进行了完整的阐述并且用于所有适用的目的。

技术领域

本公开总体上涉及利用在电子设备中使用的集成电路(IC)的功率管理，并且更具体地，涉及使得能够将用于电路的电源切换到较低的电压电平以降低由该电路引起的功耗。

背景技术

在电子设备的设计中，由电子设备引起的功耗是越来越重要的因素。从全球的角度来看，由于大型企业数据中心以及个人计算设备的普遍存在，电子设备的能耗占总能耗的很大百分比。因此，环境问题促使人们努力减少电子设备所消耗的功率，以帮助保护地球的资源。从个人的角度来看，较少的功耗转化为较低的能量费用。此外，许多个人计算设备是便携式的并且由电池供电。便携式电池供电的电子设备所消耗的能量越少，便携式设备就可以在不对电池再充电的情况下进行越长的操作。较低的能耗还使得能够使用较小的电池以及采用较薄的形状因子，这意味着可以使设备更便携或者更通用。因此，便携式电子设备的普及也促使人们努力降低电子设备的功耗。

如果电子设备被耦合至电源并且被接通，则该电子设备消耗功率。这对于整个电子设备是如此，但是对于电子设备的单独的部件也是如此。因此，如果使电子设备的部件掉电，那么即使其它部件保持上电，功耗也会降低。可以使电子设备的整个分立组件(诸如整个集成电路(IC)或者显示屏)掉电。备选地，同样可以使分立组件的选定部件掉电。例如，可以选择性地使不同的处理实体或集成电路芯片的电路块(诸如，集成电路芯片的核心)掉电某一时间段以减少能耗。

因此，可以使集成电路的一部分(诸如，核心)掉电，以减少功率使用并且延长电池寿命。可以通过将核心与电源去耦或关断电源来使核心掉电。此外，可以通过降低供应至核心的电压来使核心掉电。用于向集成电路的核心提供较低电压电平的一种方法被称为动态电压缩放(dynamic voltage scaling，DVS)。利用动态电压缩放，可以通过在降低的利用率期间降低供电电压、并且然后提高供电电压以满足更高的利用率需求，来管理核心的功率使用。

因此，使用动态电压缩放作为利用集成电路的功率管理技术可以降低电子设备的功耗。不幸的是，实施动态电压缩放具有挑战性。例如，实施动态电压缩放会不利地影响集成电路的核心的性能水平，特别是在进行电压电平转换期间。在用于核心的电压电平转换期间，处理吞吐量会变慢，并且数据会被破坏。这些问题阻碍了动态电压缩放的部署，并且因此妨碍了实现动态电压缩放的全部功率节省益处。

发明内容

在示例方面中，公开了一种集成电路。该集成电路包括第一功率轨、第二功率轨、以及负载功率轨。该集成电路还包括多个功率复用器区块、以及功率复用器控制电路系统。多个功率复用器区块以链式布置被串联耦合、并且被配置为共同执行功率复用操作。每个功率复用器区块被配置为：在将负载功率轨耦合至第一功率轨与将负载功率轨耦合至第二功率轨之间进行切换。功率复用器控制电路系统被配置为：控制电流的方向，以防止在功率复用操作期间第一功率轨与第二功率轨之间的交叉传导。