CN105991016B - 芯片内部专用模块的电源切换开关装置和芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置和芯片，所述装置包括：电源开关和隔离单元；所述电源开关接收控制信号，根据所述控制信号接通或断开向芯片内部专用模块的电源输入；所述隔离单元根据所述控制信号，在所述电源开关接通向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号进行输出，并在所述电源开关断开向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号处理为数字低电平输出。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置和芯片。
背景技术
现场可编程芯片通常由以下几个部分组成，包括输入输出管脚(IO)、多路选择器、查找表逻辑门、静态存储单元阵列、移位寄存器、数字信号处理器(DSP)、嵌入式静态存储单元阵列、双倍率同步动态随机存储器的端口物理层(DDR PHY)、双倍率同步动态随机存储器的控制逻辑(DDR CONTROLLER)、并串行转换器的端口物理层和控制逻辑(serdes&pcs)、以及配置模块和专用模块。
在现场可编程芯片上电后，上述各个模块无论是否工作，都处于接通上电的状态，因此导致芯片的静态功耗很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置，能够静态的和/或动态的产生控制信号，关闭未使用的芯片内部专用模块的电源输入，从而有效降低芯片的静态功耗，并且可以在已关闭的芯片内部专用模块需要使用时，通过控制信号接通电源输入，从而不影响芯片的正常功能。
第一方面，本发明实施例提供了一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置，所述装置包括：
电源开关和隔离单元；
所述电源开关接收控制信号，根据所述控制信号接通或断开向芯片内部专用模块的电源输入；
所述隔离单元根据所述控制信号，在所述电源开关接通向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号进行输出，并在所述电源开关断开向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号处理为数字低电平输出。
在第一种可能的实现方式中，所述芯片包括配置控制模块，所述控制信号具体为：
所述配置控制模块根据用户输入产生的串行控制信号，或者
根据用户配置逻辑进行配置后的所述芯片的可编程逻辑生成的控制信号。
在第二种可能的实现方式中，所述芯片具体为可编程芯片，所述芯片的内部专用模块包括：
数字信号处理器DSP、嵌入式静态存储单元EMB、逻辑单元LE、本地随机存储器LRAM、动态随机存储器DDR SDRAM、串行器/解串器SerDes和部分输入输出模块IOB。
在第三种可能的实现方式中，所述电源开关具体为PMOS管；
所述PMOS管的源极连接所述芯片中对所述内部专用模块的供电电压，漏极连接所述内部专用模块的电源输入端，栅极接入所述控制信号，根据所述控制信号控制所述PMOS管的导通或截止。
在第四种可能的实现方式中，所述隔离单元包括一个反相器和多个与门；
所述反相器对所述控制信号进行反相，得到反相控制信号；
每个与门的第一输入端接入所述反相控制信号，第二输入端接入所述芯片内部专用模块的输出信号，通过所述与门对所述反相控制信号和所述芯片内部专用模块的输出信号进行与逻辑操作后输出。
第二方面，本发明实施例提供了一种芯片，所述芯片包括上述第一方面所述的芯片内部专用模块的电源切换开关装置。
在第一种能的实现方式中，所述芯片为现场可编程芯片。
本发明实施例提供的芯片内部专用模块的电源切换开关装置，通过在电源和单个的专用模块之间加入电源开关，通过控制信号控制专用模块的电源输入是否接通，从而在专用模块无需工作时能够有效降低芯片的静态功耗；同时，通过在专用模块输出端接上隔离单元，在专用模块正常上电工作时输出正常的输出信号，在专用模块断开供电时输出数字低电平，从而避免造成芯片内部逻辑混乱。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置的框图示意图；
图2为本发明实施例提供的一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置的一种具体实现的示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
具体实施方式
可编程芯片不同于普通的集成电路芯片，其内部包括多种不同功能的模块，例如：多路器输入输出模块、可编程模块、配置控制模块和专用模块等。可编程芯片只需要保持其中多路器输入输出模块、配置控制模块、以及必要的输入输出模块的运行，即可实现简单的芯片功能。因此，可以根据可编程芯片的不同应用，将其中的部分模块在一些时候关掉。在这样的情况下，即使关掉不被使用的部分模块，也不会影响芯片整体的完整性和功能。
因此，本发明提供了一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置，用以静态或动态的控制非必要的芯片内部模块在不使用时的关断，以及在使用时的上电开启。
图1为本发明实施例提供的一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置的框图示意图；如图所示，本发明的电源切换开关装置包括：电源开关1和隔离单元2。
电源开关1接收控制信号pwr_ctrl，根据控制信号pwr_ctrl接通或断开向芯片内部专用模块3的电源输入；
隔离单元2根据控制信号pwr_ctrl，在电源开关1接通向芯片内部专用模块3的电源输入时，将芯片内部专用模块3的输出信号out进行输出；并在电源开关1断开向芯片内部专用模块3的电源输入时，将芯片内部专用模块3的输出信号out处理为数字低电平输出。
其中，控制信号pwr_ctrl的产生可以至少包括以下两种方式。
一是由用户逻辑直接输入，通过芯片内部的配置控制模块(config controlblock)读取用户输入得到；
二是在配置完成后，基于配置后的用户需求，也就是根据配置后的芯片的可编程逻辑生成控制信号pwr_ctrl。
上述第一种方式，可以看做是控制信号pwr_ctrl的静态产生过程，而第二种方式，可以看做是控制信号pwr_ctrl的动态产生过程。通过上述第二种方式，可以在芯片的工作过程中，动态的控制对可编程芯片中每个专用模块3的供电，从而根据芯片工作需要，达到良好的降低功耗的效果。
优选的，在芯片上电时，会对所有的电源开关1进行复位，将所有可关断的专用模块3全部断电，然后，再通过上述第一种方式，进行配置，选择需要的专用模块3接入芯片内部电路。
芯片的内部专用模块3可以具体包括：数字信号处理器(DSP)、嵌入式静态存储单元(EMB)、逻辑单元(LE)、本地随机存储器(LRAM)、动态随机存储器(DDR SDRAM)、串行器/解串器(SerDes)和部分输入输出模块(IOB)等。它们均可根据芯片实际的工作需要，由电源切换开关装置中的电源开关1控制接入供电或关闭。
当然，本发明的电源切换开关装置是不能被关掉的，隔离单元2在芯片上电后保持常供电。
在电源开关1控制接入对芯片内部的某个专用模块3的供电时，隔离单元2会根据控制信号pwr_ctrl，将芯片内部专用模块3的正常输出信号进行输出。
而在电源开关1断开向芯片内部的某个专用模块3的电源输入时，隔离单元2会将芯片内部专用模块3的输出信号处理为数字低电平进行输出。
将输出信号输出为数字低电平的好处是，避免了芯片内部专用模块3输出给其他功能模块的输出信号，因为芯片内部专用模块3的关闭而变得不可控，也就是说，避免了因为专用模块3的关闭而可能导致的随机输出错误的信号而引发芯片内部逻辑错误。
下面，以一个具体的实现电路，来对本发明的电源切换开关装置进行进一步的说明，需理解，下述的具体实现电路，仅是本发明的一个具体的实施例，并不用于限定本发明的具体电路形式。
图2为本发明实施例提供的一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置的一种具体实现的示意图。
如图2所示，电源开关具体为PMOS管，源极(S)连接所述芯片中对所述内部专用模块(在本例中为dsp_core)的供电电压VDD，漏极(D)连接所述内部专用模块(dsp_core)的电源输入端，栅极(G)接入所述控制信号pwr_ctrl，根据控制信号pwr_ctrl控制PMOS管的导通或截止。
隔离单元包括一个反相器和多个与门；反相器对控制信号pwr_ctrl进行反相，得到反相控制信号iso_ctrl。每个与门的第一输入端接入反相控制信号iso_ctrl，第二输入端接入芯片内部专用模块(dsp_core)的输出信号，通过与门对反相控制信号iso_ctrl和芯片内部专用模块(dsp_core)的输出信号进行与逻辑操作后输出。
其中，当控制信号pwr_ctrl为低电平时，控制PMOS管的导通，芯片内部专用模块(dsp_core)正常上电工作，此时，反相控制信号iso_ctrl为高电平，通过隔离单元的与门，向外输出芯片内部专用模块(dsp_core)的正常输出信号；
当控制信号pwr_ctrl为高电平时，控制PMOS管的截止，芯片内部专用模块(dsp_core)断电不工作，此时，反相控制信号iso_ctrl为低电平，通过隔离单元的与门，向外输出数字低电平信号。
本发明实施例提供的芯片内部专用模块的电源切换开关装置，通过在电源和单个的专用模块之间加入电源开关，通过控制信号控制专用模块的电源输入是否接通，从而在专用模块无需工作时能够有效降低芯片的静态功耗；同时，通过在专用模块输出端接上隔离单元，在专用模块正常上电工作时输出正常的输出信号，在专用模块断开供电时输出数字低电平，从而避免造成芯片内部逻辑混乱。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种芯片内部专用模块的电源切换开关装置，其特征在于，所述装置包括：电源开关和隔离单元；
所述电源开关接收控制信号，根据所述控制信号接通或断开向芯片内部专用模块的电源输入；
所述隔离单元根据所述控制信号，在所述电源开关接通向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号进行输出，并在所述电源开关断开向芯片内部专用模块的电源输入时，将所述芯片内部专用模块的输出信号处理为数字低电平输出；
所述芯片包括配置控制模块，所述控制信号具体为：
所述配置控制模块根据用户输入产生的串行控制信号，具体为由用户逻辑直接输入，通过芯片内部的配置控制模块读取用户输入得到，即静态控制，或者
根据用户配置逻辑进行配置后的所述芯片的可编程逻辑生成的控制信号，具体为配置完成后，基于配置后的用户需求，也就是根据配置后的芯片的可编程逻辑生成控制信号，动态的控制芯片内部的每个专用模块的供电；
所述隔离单元包括一个反相器和多个与门；
所述反相器对所述控制信号进行反相，得到反相控制信号；
每个与门的第一输入端接入所述反相控制信号，第二输入端接入所述芯片内部专用模块的输出信号，通过所述与门对所述反相控制信号和所述芯片内部专用模块的输出信号进行与逻辑操作后输出。
2.根据权利要求1所述的电源切换开关装置，其特征在于，所述芯片具体为可编程芯片，所述芯片的内部专用模块包括：
数字信号处理器DSP、嵌入式静态存储单元EMB、逻辑单元LE、本地随机存储器LRAM、动态随机存储器DDR SDRAM、串行器/解串器SerDes和部分输入输出模块IOB。
3.根据权利要求1所述的电源切换开关装置，其特征在于，所述电源开关具体为PMOS管；
所述PMOS管的源极连接所述芯片中对所述内部专用模块的供电电压，漏极连接所述内部专用模块的电源输入端，栅极接入所述控制信号，根据所述控制信号控制所述PMOS管的导通或截止。
4.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括上述权利要求1-3任一所述的芯片内部专用模块的电源切换开关装置。
5.根据权利要求4所述的芯片，其特征在于，所述芯片为现场可编程芯片。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1283853A (zh) * | 1999-08-05 | 2001-02-14 | 三菱电机株式会社 | 减少了数据保持模式时的消耗电流的半导体存储器 |
| CN101030094A (zh) * | 2007-04-10 | 2007-09-05 | 北京中星微电子有限公司 | 一种电源控制装置及方法 |
| CN101859172A (zh) * | 2009-04-07 | 2010-10-13 | 上海摩波彼克半导体有限公司 | 集成电路SoC芯片实现功耗降低的电路结构及其方法 |
| CN102307003A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-01-04 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种功率开关管的隔离驱动电路 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1283853A (zh) * | 1999-08-05 | 2001-02-14 | 三菱电机株式会社 | 减少了数据保持模式时的消耗电流的半导体存储器 |
| CN101030094A (zh) * | 2007-04-10 | 2007-09-05 | 北京中星微电子有限公司 | 一种电源控制装置及方法 |
| CN101859172A (zh) * | 2009-04-07 | 2010-10-13 | 上海摩波彼克半导体有限公司 | 集成电路SoC芯片实现功耗降低的电路结构及其方法 |
| CN102307003A (zh) * | 2011-09-14 | 2012-01-04 | 深圳航天科技创新研究院 | 一种功率开关管的隔离驱动电路 |
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