芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置和芯片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置和芯片，所述裝置包括：電源開關(guān)和隔離單元；所述電源開關(guān)接收控制信號，根據(jù)所述控制信號接通或斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入；所述隔離單元根據(jù)所述控制信號，在所述電源開關(guān)接通向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號進(jìn)行輸出，并在所述電源開關(guān)斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號處理為數(shù)字低電平輸出。
【專利說明】
芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置和芯片
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置和芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)場可編程芯片通常由以下幾個部分組成，包括輸入輸出管腳(1)、多路選擇器、查找表邏輯門、靜態(tài)存儲單元陣列、移位寄存器、數(shù)字信號處理器(DSP)、嵌入式靜態(tài)存儲單元陣列、雙倍率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的端口物理層(DDR PHY)、雙倍率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器的控制邏輯(DDR CONTROLLER)、并串行轉(zhuǎn)換器的端口物理層和控制邏輯(serdes&pcs)、以及配置模塊和專用模塊。
[0003]在現(xiàn)場可編程芯片上電后，上述各個模塊無論是否工作，都處于接通上電的狀態(tài)，因此導(dǎo)致芯片的靜態(tài)功耗很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，能夠靜態(tài)的和/或動態(tài)的產(chǎn)生控制信號，關(guān)閉未使用的芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入，從而有效降低芯片的靜態(tài)功耗，并且可以在已關(guān)閉的芯片內(nèi)部專用模塊需要使用時，通過控制信號接通電源輸入，從而不影響芯片的正常功能。
[0005]第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，所述裝置包括:
[0006]電源開關(guān)和隔離單元；
[0007]所述電源開關(guān)接收控制信號，根據(jù)所述控制信號接通或斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入；
[0008]所述隔離單元根據(jù)所述控制信號，在所述電源開關(guān)接通向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號進(jìn)行輸出，并在所述電源開關(guān)斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號處理為數(shù)字低電平輸出。
[0009]在第一種可能的實現(xiàn)方式中，所述芯片包括配置控制模塊，所述控制信號具體為:
[0010]所述配置控制模塊根據(jù)用戶輸入產(chǎn)生的串行控制信號，或者
[0011]根據(jù)用戶配置邏輯進(jìn)行配置后的所述芯片的可編程邏輯生成的控制信號。
[0012]在第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述芯片具體為可編程芯片，所述芯片的內(nèi)部專用豐吳塊包括:
[0013]數(shù)字信號處理器DSP、嵌入式靜態(tài)存儲單元EMB、邏輯單元LE、本地隨機(jī)存儲器LRAM、動態(tài)隨機(jī)存儲器DDR SDRAM、串行器/解串器SerDes和部分輸入輸出模塊Ι0Β。
[0014]在第三種可能的實現(xiàn)方式中，所述電源開關(guān)具體為PMOS管；
[0015]所述PMOS管的源極連接所述芯片中對所述內(nèi)部專用模塊的供電電壓，漏極連接所述內(nèi)部專用模塊的電源輸入端，柵極接入所述控制信號，根據(jù)所述控制信號控制所述PMOS管的導(dǎo)通或截止。
[0016]在第四種可能的實現(xiàn)方式中，所述隔離單元包括一個反相器和多個與門；
[0017]所述反相器對所述控制信號進(jìn)行反相，得到反相控制信號；
[0018]每個與門的第一輸入端接入所述反相控制信號，第二輸入端接入所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號，通過所述與門對所述反相控制信號和所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號進(jìn)行與邏輯操作后輸出。
[0019]第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種芯片，所述芯片包括上述第一方面所述的芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置。
[0020]在第一種能的實現(xiàn)方式中，所述芯片為現(xiàn)場可編程芯片。
[0021]本發(fā)明實施例提供的芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，通過在電源和單個的專用模塊之間加入電源開關(guān)，通過控制信號控制專用模塊的電源輸入是否接通，從而在專用模塊無需工作時能夠有效降低芯片的靜態(tài)功耗；同時，通過在專用模塊輸出端接上隔離單元，在專用模塊正常上電工作時輸出正常的輸出信號，在專用模塊斷開供電時輸出數(shù)字低電平，從而避免造成芯片內(nèi)部邏輯混亂。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置的框圖示意圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置的一種具體實現(xiàn)的示意圖。
[0025]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0026]可編程芯片不同于普通的集成電路芯片，其內(nèi)部包括多種不同功能的模塊，例如:多路器輸入輸出模塊、可編程模塊、配置控制模塊和專用模塊等?？删幊绦酒恍枰３制渲卸嗦菲鬏斎胼敵瞿K、配置控制模塊、以及必要的輸入輸出模塊的運行，即可實現(xiàn)簡單的芯片功能。因此，可以根據(jù)可編程芯片的不同應(yīng)用，將其中的部分模塊在一些時候關(guān)掉。在這樣的情況下，即使關(guān)掉不被使用的部分模塊，也不會影響芯片整體的完整性和功能。
[0027]因此，本發(fā)明提供了一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，用以靜態(tài)或動態(tài)的控制非必要的芯片內(nèi)部模塊在不使用時的關(guān)斷，以及在使用時的上電開啟。
[0028]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置的框圖示意圖；如圖所示，本發(fā)明的電源切換開關(guān)裝置包括:電源開關(guān)I和隔離單元2。
[0029]電源開關(guān)I接收控制信號pwr_ctrl，根據(jù)控制信號pwr_ctrl接通或斷開向芯片內(nèi)部專用模塊3的電源輸入；
[0030]隔離單元2根據(jù)控制信號pwr_Ctrl，在電源開關(guān)I接通向芯片內(nèi)部專用模塊3的電源輸入時，將芯片內(nèi)部專用模塊3的輸出信號out進(jìn)行輸出；并在電源開關(guān)I斷開向芯片內(nèi)部專用模塊3的電源輸入時，將芯片內(nèi)部專用模塊3的輸出信號out處理為數(shù)字低電平輸出。
[0031]其中，控制信號pwr_ctrl的產(chǎn)生可以至少包括以下兩種方式。
[0032]—是由用戶邏輯直接輸入，通過芯片內(nèi)部的配置控制模塊(config controlblock)讀取用戶輸入得到；
[0033]二是在配置完成后，基于配置后的用戶需求，也就是根據(jù)配置后的芯片的可編程邏輯生成控制信號pwr_ctrl。
[0034]上述第一種方式，可以看做是控制信號pWr_Ctrl的靜態(tài)產(chǎn)生過程，而第二種方式，可以看做是控制信號pwr_ctrl的動態(tài)產(chǎn)生過程。通過上述第二種方式，可以在芯片的工作過程中，動態(tài)的控制對可編程芯片中每個專用模塊3的供電，從而根據(jù)芯片工作需要，達(dá)到良好的降低功耗的效果。
[0035]優(yōu)選的，在芯片上電時，會對所有的電源開關(guān)I進(jìn)行復(fù)位，將所有可關(guān)斷的專用模塊3全部斷電，然后，再通過上述第一種方式，進(jìn)行配置，選擇需要的專用模塊3接入芯片內(nèi)部電路。
[0036]芯片的內(nèi)部專用模塊3可以具體包括:數(shù)字信號處理器(DSP)、嵌入式靜態(tài)存儲單元(EMB)、邏輯單元(LE)、本地隨機(jī)存儲器(LRAM)、動態(tài)隨機(jī)存儲器(DDR SDRAM)、串行器/解串器(SerDes)和部分輸入輸出模塊(1B)等。它們均可根據(jù)芯片實際的工作需要，由電源切換開關(guān)裝置中的電源開關(guān)I控制接入供電或關(guān)閉。
[0037]當(dāng)然，本發(fā)明的電源切換開關(guān)裝置是不能被關(guān)掉的，隔離單元2在芯片上電后保持常供電。
[0038]在電源開關(guān)I控制接入對芯片內(nèi)部的某個專用模塊3的供電時，隔離單元2會根據(jù)控制信號pwr_Ctrl，將芯片內(nèi)部專用模塊3的正常輸出信號進(jìn)行輸出。
[0039]而在電源開關(guān)I斷開向芯片內(nèi)部的某個專用模塊3的電源輸入時，隔離單元2會將芯片內(nèi)部專用模塊3的輸出信號處理為數(shù)字低電平進(jìn)行輸出。
[0040]將輸出信號輸出為數(shù)字低電平的好處是，避免了芯片內(nèi)部專用模塊3輸出給其他功能模塊的輸出信號，因為芯片內(nèi)部專用模塊3的關(guān)閉而變得不可控，也就是說，避免了因為專用模塊3的關(guān)閉而可能導(dǎo)致的隨機(jī)輸出錯誤的信號而引發(fā)芯片內(nèi)部邏輯錯誤。
[0041]下面，以一個具體的實現(xiàn)電路，來對本發(fā)明的電源切換開關(guān)裝置進(jìn)行進(jìn)一步的說明，需理解，下述的具體實現(xiàn)電路，僅是本發(fā)明的一個具體的實施例，并不用于限定本發(fā)明的具體電路形式。
[0042]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置的一種具體實現(xiàn)的示意圖。
[0043]如圖2所示，電源開關(guān)具體為PMOS管，源極(S)連接所述芯片中對所述內(nèi)部專用模塊(在本例中為dsp_core)的供電電壓VDD，漏極(D)連接所述內(nèi)部專用模塊(dsp_core)的電源輸入端，柵極(G)接入所述控制信號pwr_ctrl，根據(jù)控制信號pwr_ctrl控制PMOS管的導(dǎo)通或截止。
[0044]隔離單元包括一個反相器和多個與門；反相器對控制信號pWr_Ctrl進(jìn)行反相，得到反相控制信號iso_ctrl。每個與門的第一輸入端接入反相控制信號iso_ctrl，第二輸入端接入芯片內(nèi)部專用模塊(dsp_core)的輸出信號，通過與門對反相控制信號iso_ctrl和芯片內(nèi)部專用模塊(dsp_C0re)的輸出信號進(jìn)行與邏輯操作后輸出。
[0045]其中，當(dāng)控制信號pwr_ctrl為低電平時，控制PMOS管的導(dǎo)通，芯片內(nèi)部專用模塊(dsp_core)正常上電工作，此時，反相控制信號iso_ctrl為高電平，通過隔離單元的與門，向外輸出芯片內(nèi)部專用模塊(dsp_core)的正常輸出信號；
[0046]當(dāng)控制信號pwr_ctrl為高電平時，控制PMOS管的截止，芯片內(nèi)部專用模塊(dsp_core)斷電不工作，此時，反相控制信號iso_ctrl為低電平，通過隔離單元的與門，向外輸出數(shù)字低電平信號。
[0047]本發(fā)明實施例提供的芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，通過在電源和單個的專用模塊之間加入電源開關(guān)，通過控制信號控制專用模塊的電源輸入是否接通，從而在專用模塊無需工作時能夠有效降低芯片的靜態(tài)功耗；同時，通過在專用模塊輸出端接上隔離單元，在專用模塊正常上電工作時輸出正常的輸出信號，在專用模塊斷開供電時輸出數(shù)字低電平，從而避免造成芯片內(nèi)部邏輯混亂。
[0048]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置，其特征在于，所述裝置包括:電源開關(guān)和隔離單元； 所述電源開關(guān)接收控制信號，根據(jù)所述控制信號接通或斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入； 所述隔離單元根據(jù)所述控制信號，在所述電源開關(guān)接通向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號進(jìn)行輸出，并在所述電源開關(guān)斷開向芯片內(nèi)部專用模塊的電源輸入時，將所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號處理為數(shù)字低電平輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源切換開關(guān)裝置，其特征在于，所述芯片包括配置控制模塊，所述控制信號具體為: 所述配置控制模塊根據(jù)用戶輸入產(chǎn)生的串行控制信號，或者 根據(jù)用戶配置邏輯進(jìn)行配置后的所述芯片的可編程邏輯生成的控制信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源切換開關(guān)裝置，其特征在于，所述芯片具體為可編程芯片，所述芯片的內(nèi)部專用模塊包括: 數(shù)字信號處理器DSP、嵌入式靜態(tài)存儲單元EMB、邏輯單元LE、本地隨機(jī)存儲器LRAM、動態(tài)隨機(jī)存儲器DDR SDRAM、串行器/解串器SerDes和部分輸入輸出模塊1B。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源切換開關(guān)裝置，其特征在于，所述電源開關(guān)具體為PMOS管； 所述PMOS管的源極連接所述芯片中對所述內(nèi)部專用模塊的供電電壓，漏極連接所述內(nèi)部專用模塊的電源輸入端，柵極接入所述控制信號，根據(jù)所述控制信號控制所述PMOS管的導(dǎo)通或截止。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源切換開關(guān)裝置，其特征在于，所述隔離單元包括一個反相器和多個與門； 所述反相器對所述控制信號進(jìn)行反相，得到反相控制信號； 每個與門的第一輸入端接入所述反相控制信號，第二輸入端接入所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號，通過所述與門對所述反相控制信號和所述芯片內(nèi)部專用模塊的輸出信號進(jìn)行與邏輯操作后輸出。6.一種芯片，其特征在于，所述芯片包括上述權(quán)利要求1-5任一所述的芯片內(nèi)部專用模塊的電源切換開關(guān)裝置。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的芯片，其特征在于，所述芯片為現(xiàn)場可編程芯片。
【文檔編號】H02M1/36GK105991016SQ201510051703
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月30日
【發(fā)明人】劉成利, 陳子賢, 李大偉, 孫楠楠, 王啟娟, 劉明
【申請人】京微雅格（北京）科技有限公司