[发明专利]逻辑功能块、逻辑电路、集成电路及电子装置

说明书

本发明提供一种逻辑功能块、逻辑电路、集成电路及电子装置，引入第一电源和第二电源两个电源向逻辑功能块的输入级触发器和输出级触发器供电，即引入双电源供电，可以根据逻辑功能块是否含有关键路径来分别降低两个电源的电压，甚至可以将两个电源的电压均降低到系统的最低电源电压以下，从而可以大大降低功耗；在时钟频率固定的情况下，可以使用具有较大占空比的第一时钟信号，以更大程度容忍电路时延，使得电路工作在更低的电源电压下，进一步降低电压，节省功耗。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种逻辑功能块、逻辑电路、集成电路及电子装置。

背景技术

近年来，穿戴式电子设备等便携设备在消费电子、医学设备及工业仪器等领域得到广泛应用，集成电路系统作为便携式电子设备中的核心部分得到了飞速发展。在目前的集成电路系统设计中，功耗问题也成为亟待解决的重要问题之一。从功耗公式P＝CV²f上可以看出，降低功耗需要考量电容C、电压V以及频率f三大因素，而大部分电路的电容C和频率f是固定的，所以降低电压V成为改善功耗的关键所在。当为了降低集成电路系统的功耗而降低电源电压时，电源电压的降低会造成集成电路系统中的逻辑电路时延增大，进而造成含有关键路径(critical path)的逻辑电路无法工作在系统对应的时钟频率上，限制了电源电压的继续降低，无法实现更低的功耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逻辑功能块、逻辑电路、集成电路及电子装置，能够获得更低的功耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种逻辑功能块，包括依次连接的输入级触发器、逻辑门和输出级触发器；所述输入级触发器和所述输出级触发器均具有两个供电端，分别连接至第一电源和第二电源，以由所述第一电源和第二电源同时供电，所述逻辑门的供电端连接至所述第二电源，以由所述第二电源供电；所述输入级触发器用于在第一时钟信号的控制下将输入信号传输至所述逻辑门；所述逻辑门用于对所述输入信号进行逻辑处理；所述输出级触发器用于在第二时钟信号的控制下将所述逻辑门的处理结果输出。

可选的，所述输入级触发器具有接收所述输入信号的信号输入端以及向所述逻辑门输出信号的信号输出端，所述输入级触发器的两个供电端分别为靠近所述输入级触发器的信号输入端的前端供电端和靠近所述输入级触发器的信号输出端的后端供电端；所述输出级触发器具有接收所述逻辑门输出的处理结果的信号输入端以及将向所述处理结果向外输出的信号输出端，所述输出级触发器的两个供电端分别为靠近所述输出级触发器的信号输入端的前端供电端和靠近所述输出级触发器的信号输出端的后端供电端；所述第一电源连接所述输入级触发器的前端供电端和所述输出级触发器的后端供电端，所述第二电源连接所述输入级触发器的后端供电端和所述输出级触发器的前端供电端。

可选的，所述第一电源和第二电源的电压取决于所述逻辑功能块和所述逻辑功能块所在的逻辑电路中与所述逻辑功能块连接的其他逻辑功能块是否包含关键路径，以及，所述第一时钟信号的占空比的大小。

可选的，当所述逻辑功能块及所述其他逻辑功能块均不包含关键路径时，所述第一电源和第二电源的电压均小于所述逻辑功能块所在的逻辑电路采用单电源供电并在系统频率下正常工作时的最低电源电压；当所述逻辑功能块包含关键路径且所述其他逻辑功能块不包含关键路径时，所述第二电源的电压小于等于所述逻辑功能块所在的逻辑电路采用单电源供电并在系统频率下正常工作时的最低电源电压，所述第一电源的电压小于所述最低电源电压；当所述逻辑功能块及所述其他逻辑功能块均包含关键路径时，所述第一电源和第二电源的电压均等于所述逻辑功能块所在的逻辑电路采用单电源供电并在系统频率下正常工作时的最低电源电压。

可选的，当所述第一电源的电压小于所述第二电源的电压，且所述第一电源和所述第二电源之间的电压差小于所述逻辑功能块的阈值电压时，所述输入级触发器和/或所述输出级触发器还用于实现所述第一电源和第二电源的电压转换。

可选的，所述输入级触发器和所述输出级触发器均为D类型触发器。