[发明专利]一种集成电路中降低振荡器功耗的方法、电路以及装置

说明书

本发明实施例提供的集成电路中降低振荡器功耗的方法、电路以及装置，振荡器振荡时其输出信号经过缓冲(整形)电路后的电压信号通常为大摆幅或是满摆幅信号，其直流成分通常处于或靠近电源供电的中间电位，而振荡器未起振时其输出信号经过缓冲(整形)电路后的电压信号通常处于较高(最高)电位或是较低(最低)电位。本发明利用振荡器输出信号的这种特性，在此基础上提出一种获得振荡器维持振荡状态所需的最小电流的方法、电路及装置，能够较为准确的找到振荡器工作的最小电流，并且在找到振荡器工作的最小电流之后，振荡器在起振后保持最小电流工作，从而能够将振荡器电路的整体工作电流和功耗降低一半以上。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种集成电路中降低振荡器功耗的方法、电路以及装置。

背景技术

近几年来，可穿戴设备和物联网技术发展迅猛，广泛应用于生物医学、军事和环境监测等领域，这些设备节点芯片一般采用电池供电，但是受电池技术的制约，为了保证设备长时间工作(如NB-IOT要求一颗电池能支持节点芯片工作10年)，对芯片的功耗提出了极高的要求。振荡器电路主要用于产生系统所需的时钟信号，其通常是睡眠模式下唯一工作的电路，用于频率综合、调制解调、唤醒系统和系统调度等场景，因此，降低振荡器电路的功耗对于低功耗应用场景的芯片设计显得至关重要。

目前针对不同的振荡器类型，已经出现了许多降低振荡器功耗的电路结构和技术。比如为了降低振荡器的功耗可以降低振荡器的振幅，用来维持振荡的能量低，功耗显著降低，但是较低的振幅使得驱动能力降低，很难保持稳定振荡，同时低功耗对起振时间造成的影响不可忽视。在晶体振荡器设计中，自充电技术可以通过短脉冲控制反相放大器对负载电容和晶体等效电容周期性充放电，大幅度降低电源供电时间，但是设计复杂，一些参数难以控制，比如充电脉冲的周期和占空比等，如果这些参数设置不当，会造成不必要的功耗浪费。

此外，由于振荡器电路在起振时需要较大的电流和功耗，而起振之后往往只需要较小的电流即可维持振荡的状态，因此可采用大电流起振、小电流工作的方式来设计振荡器电路。但维持振荡所需的最小工作电流很难获得，往往需要对工作电流进行过设计，从而增大了振荡器的功耗。

发明内容

振荡器电路在起振时需要较大的电流和功耗，而起振之后往往只需要较小的电流即可维持振荡的状态，而维持振荡所需的最小工作电流很难获得，因此为了确保振荡器在起振后能够维持振荡的状态，对振荡器的工作电流必须进行过设计以确保振荡器的正常工作，这必然会增加振荡器的电流和功耗。

针对上述问题，本发明实施例提供一种集成电路中降低振荡器功耗的方法、电路及设备，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明提出一种集成电路中降低振荡器功耗的方法，包括：

根据滤波器采集的振荡器输出信号确定所述振荡器的工作状态；

执行迭代步骤，所述迭代步骤包括若所述振荡器的输出信号是否处于预设区间内，且所述振荡器处于正常工作状态，减小工作电流并据此重新生成输出信号，用重新生成的输出信号替换初始的输出信号，直至所述输出信号未处于所述预设区间内，且所述振荡器处于起振状态，进而得到最终的输出信号；

在所述振荡器起振后，切换至所述最终的输出信号，以使所述振荡器以最小工作电流工作，进而降低所述振荡器功耗。

进一步地，所述确定振荡器低功耗状态下对应的电流控制信号，包括：

对所述振荡器进行初始化。

进一步地，所述对所述振荡器进行初始化，包括：

将所述振荡器调至为未起振状态；

将所述振荡器的可变电流调至最大值。

第二方面，本发明提出一种集成电路中降低振荡器功耗的电路，包括：