KR101211987B1 - Power providing apparatus and power providing method for processor having multiple power level - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 제공 순서에 부합하고, 안정적으로 전원을 공급하여 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서가 안정적으로 부팅이 가능하도록 하는 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치와 전원 공급 방법을 제공한다.
본 발명인 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치와 전원 공급 방법을 사용함으로써, 부품의 편차를 고려하고, 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서에 인가되는 원치 않는 전원 또는 전류를 제거하고, 외부의 부품으로부터 인가되는 누설 전류를 제거하여 안정적인 부팅이 가능하도록 하여 전자 제품의 부팅 불량으로 인한 불량률을 현격히 줄일 수 있다. The present invention conforms to a power supply order for a processor having a plurality of power levels, and supplies power stably so that a processor having a plurality of power levels can boot stably. Provides a supply device and a power supply method.
By using a power supply and a power supply method for a processor having a plurality of power levels, the inventors take into account component variations, eliminate unwanted power or current applied to a processor having a plurality of power levels, and By eliminating the leakage current applied from the component to enable stable booting, the failure rate due to boot failure of electronic products can be significantly reduced.
Description
본 발명은 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치와 전원 공급 방법으로서, 구체적으로는 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 제공 순서에 부합하여 프로세서가 안정적으로 부팅이 가능하도록 복수의 전원 레벨을 가진 전원들에 대한 전원 인가 시점을 가변적으로 제어하고, 외부의 누설 전류 및 원치 않는 전원 또는 전류를 제거할 수 있는, 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치와 전원 공급 방법에 관한 것이다. The present invention provides a power supply and a power supply method for a processor having a plurality of power levels, specifically, a plurality of power supplies to enable a stable booting of a processor in accordance with a power supply order for a processor having a plurality of power levels. The present invention relates to a power supply and a power supply method for a processor having a plurality of power levels, which can variably control the power-on time for power supplies having a level, and can remove external leakage current and unwanted power or current. will be.
반도체 기술이 발전함에 따라, 반도체로 집적된 프로세서 내에는 다양한 기능을 수행할 수 있게 되었다. 예를 들어 프로세서는 명령어를 수행하는 복수 개의 CPU 코어 외에도 실수 연산이 가능한 보조 프로세서, 오디오 및 비디오를 처리하기 위한 보조 프로세서, 외부 I/O를 처리하는 보조 블록 등이 하나의 프로세서 내에 집적될 수 있게 되었다. 이러한 반도체 기술의 발전은 또한 프로세서 내에서 구동 되는 전원 레벨을 낮추어 과거 3.3 V 또는 5 V 전원의 CPU 코어나 내부 로직 블럭이 1.2 V 또는 심지어 그 이하로 낮아지고 있다. 이렇게 낮아진 전원 레벨은 프로세서의 전원 소비를 줄이고, 발열을 감소시키고, 프로세서 내의 프로세싱 속도를 높일 수 있도록 하는데 기여를 한다. As semiconductor technology advances, various functions can be performed in a processor integrated with a semiconductor. For example, a processor may include a coprocessor capable of performing arithmetic, a coprocessor for processing audio and video, an auxiliary block for processing external I / O, and the like in addition to a plurality of CPU cores that execute instructions. It became. This advancement in semiconductor technology also lowers the power levels driven within the processor, bringing the CPU cores or internal logic blocks of 3.3V or 5V power supplies down to 1.2V or even lower. These lower power levels contribute to reducing processor power consumption, reducing heat generation, and increasing processing speed within the processor.
반면에 프로세서 내의 전원 레벨은 낮아졌지만, 프로세서가 메인 보드 등에 탑재되어 외부 칩셋과 통신하기 위해서는 낮아진 전원 레벨로 통일되게 통신하지 못하고, 기존의 전원 레벨 예를 들어 3.3 V 또는 5 V 전원 레벨로 통신이 이루어지게 되어 프로세서는 일반적으로 하나 이상의 전원 레벨의 전원들을 외부로부터 입력받게 되고 따라서 프로세서는 복수의 전원 레벨의 전원들이 혼재되게 되었다. On the other hand, although the power level inside the processor is lowered, the processor is mounted on the main board, so that it cannot communicate uniformly at the lower power level in order to communicate with the external chipset. As a result, the processor generally receives power from one or more power levels from the outside, and thus the processor is mixed with a plurality of power levels.
프로세서가 속도가 빨라지고 다수의 전원 레벨이 산재함에 따라, 프로세서의 판매 업체는 제공된 개발 표준으로서 까다로운 다수의 전원 레벨 간에 준수되어야 할 관련된 표준을 정의하고 해당 개발 표준에 따라 메인 보드 등의 개발자는 전원 레벨에 관련된 표준을 맞추도록 요구받는다.As processors get faster and multiple power levels are scattered, vendors of processors define the relevant standards that must be adhered to amongst a number of challenging power levels as provided development standards, and developers, such as motherboards, can choose power levels according to those development standards. You are asked to meet the relevant standards.
이러한 전원 레벨에 관련된 표준에는 다수의 전원들이 인가되기 시작하여 특정 전원 레벨로 안정화되기까지의 요구 시간, 다수의 전원이 특정 레벨로 안정화되기 전까지의 각각의 전원과의 관계, 전원이 안정화된 후의 리셋 신호가 풀리는 시점, 각각의 다수의 전원이 안정화된 후의 전원 레벨의 허용 가능한 전원 오차 범위 등을 정의하고 있다. Standards related to these power levels include the time required for a plurality of power supplies to start to stabilize to a specific power level, the relationship with each power supply before the power supplies have stabilized to a specific level, and a reset after the power has stabilized. The timing at which the signal is released, and the allowable power supply error range of the power supply level after each of the plurality of power supplies are stabilized are defined.
이러한 전원 레벨에 관련된 표준을 더욱더 이해하기 쉽도록, 도 1은 예시적으로 3개의 전원을 입력으로 갖는 멀티미디어 프로세서의 전원 제공 순서(Power Supply Sequence)를 나타낸 표준을 도시한 도면이다. 해당 멀티미디어 프로세서는 내부의 코어 로직에 사용되는 1.2 V 와 메모리 인터페이스를 위한 2.5 V 그리고, 외부의 칩셋 등과 통신 또는 GPIO 통신을 위한 3.3 V를 전원을 사용한다. 도 1의 표준에 의하면, 1.2 V전원이 1.08 V가 될 때부터 3.3 V 전원이 3 V 될 때까지 최대 10 mSec이내에 도달되어야 하고, 1.2 V가 먼저 안정화되고 나서 2.5V가 안정화되고 마지막으로 3.3 V가 안정화될 것을 요구한다. 그리고 또한 0.7 V 이하에서도 3.3 V 전원은 1.2 V 전원보다 높아야 하고, 그리고 2.5 V 역시 동일한 요구 조건이 있다. 다만, 0.7V 이하에서는 약 250 msec이하의 기간 동안에 1.2 V 전원이 다른 2.5 V 나 3.3 V 전원보다 0.5 V 이하에서 높아질 수 있다고 정의되어 있다. 이에 대한 표준을 위반되는 경우, 과도한 전류 흐름이 I/O 셀에 발생할 수 있고, 또한 내부에 래치업(latchup) 현상이 발생할 수 있다라고 기재되어 있다. 이러한 파워 제공 순서를 어기는 경우에는 멀티미디어 프로세서가 정상적으로 초기화 코드를 읽어 들이지 못하고 기동하지 못하는 현상이 발생하게 된다. 이는 멀티미디어 프로세서 내의 레지스터 등에 래치업 현상 등이 발생하여 프로세서가 정상적으로 기동하지 못하고 초기화에 실패하고, 이러한 현상으로 불량품이 다수 양산될 수 있다. 또한 이러한 현상은 개발자 입장에서도 디버깅 포트 등을 이용하여 검증할 수 없는 어려운 문제에 봉착하게 된다. To better understand the standards related to these power levels, FIG. 1 is a diagram illustrating a standard of a power supply sequence of a multimedia processor having three power sources as an example. The multimedia processor uses 1.2V for internal core logic, 2.5V for memory interface and 3.3V for external chipset or GPIO communication. According to the standard of FIG. 1, a maximum of 10 mSec must be reached from 1.2 V power supply to 1.08 V until 3.3 V power supply is 3 V, 1.2 V is stabilized first, then 2.5 V is stabilized and finally 3.3 V is supplied. Requires stabilization. And below 0.7 V, the 3.3 V supply must be higher than the 1.2 V supply, and 2.5 V has the same requirements. However, at 0.7V or less, it is defined that a 1.2V power supply may be higher at 0.5V or less than other 2.5V or 3.3V power supply for a period of about 250msec or less. In case of violating the standard, it is described that excessive current flow may occur in the I / O cell, and also latchup phenomenon may occur inside. In case of breaking the power supply sequence, the multimedia processor cannot read the initialization code and start up normally. In this case, a latch-up phenomenon or the like occurs in a register in the multimedia processor, such that the processor fails to start normally and fails to initialize. As a result, a large number of defective products may be produced. In addition, these phenomena face a difficult problem that cannot be verified by a developer even using a debugging port.
반면에 메인 보드 등에는 프로세서 외에도 프로세서와 연결된 다수의 부품이 탑재되어 있다. 다수의 부품의 오차 범위에 따라서, 예를 들어 다수의 전원을 각각 충전하도록 하는 캐패시턴스의 오차에 따라서는 전원이 각각 안정화되는 시점은 최대 메인 보드 별로 10 % 이상(부품에 따라서는 20 % 이상) 차이가 날 수도 있다. 또한 다수의 전원 각각의 캐패시턴스의 충전 용량의 오차의 차이에 따라서는 정확히 전원의 요구 표준을 맞추기 어려워질 수 있고, 다수의 전원을 위한 캐패시턴스의 충전 용량의 크기가 각각 달라질 수도 있어 정확히 전원의 요구 표준을 맞추기 어려워질 수도 있다. 또한 다수의 부품에서 출력되는 신호(예를 들어 GPIO 출력 포트)의 전류가 프로세서의 전원이 안정화되기 전에 인가되어 야기되는 누설 전류 또한 방지해야 하며, 이러한 문제점들을 종합적으로 해결할 수 있는 방법 또는 장치가 필요하다. On the other hand, in addition to the processor, the main board is equipped with a number of components connected to the processor. Depending on the error range of multiple components, for example, depending on the capacitance error that charges each of a plurality of power sources, the time point at which the power is stabilized is 10% or more (20% or more depending on parts) for each main board. You may fly. In addition, it may be difficult to accurately meet the requirements of the power supply according to the difference in the error of the capacitance of each power supply of a plurality of power supply, and the size of the capacitance of the capacitance for a plurality of power supply may vary, respectively, so that exactly the requirements of the power supply standard It may be difficult to match. There is also a need to prevent leakage current caused by the current from signals being output from multiple components (e.g., GPIO output ports) before the processor power is stabilized, and a method or device is needed to collectively address these problems. Do.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 안정적으로 부팅이 이루어질 수 있도록 상기 복수의 전원 레벨을 입력 전원으로 가진 프로세서의 복수의 전원 레벨이 프로세서의 전원 제공 순서에 부합하도록 하는 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and a plurality of power levels of a processor having the plurality of power levels as an input power supply the power of the processor so as to stably boot a processor having a plurality of power levels. It is an object of the present invention to provide a power supply and a power supply method that conforms to the order.
또한 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서와 GPIO 포트 등을 통해 연결된 다른 IC로부터 인가되는 누설 전류를 제거하여 상기 프로세서가 안정적으로 부팅이 가능하도록 하는 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a power supply device and a power supply method for stably booting the processor by removing leakage current from other ICs connected through a processor having a plurality of power levels and a GPIO port. .
또한 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서에 제공되는 전원에 의도하지 않은 전원을 제거하여 상기 프로세서가 안정적으로 부팅이 가능하도록 하는 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a power supply device and a power supply method for stably booting the processor by removing an unintended power source from a power source provided to a processor having a plurality of power levels.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치는, 복수의 DC-DC 변환기로서, 상기 복수의 DC-DC 변환기 각각은, 입력 전원 레벨로부터 지정된 레벨의 출력 전원 레벨로 상기 복수의 DC-DC 변환기 각각에 대한 인에이블 신호의 제어에 따라 전원을 출력하는, 복수의 DC-DC 변환기 및 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 공급 또는 중단하기 위한 전원 공급-중단 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원이 공급된 후에, 상기 복수의 DC-DC 변환기에 적어도 하나의 인에이블 신호를 출력하는, 전원 제어 프로세서를 포함하며, 상기 전원 제어 프로세서는 2회 이상 반복적으로 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원이 공급되도록 상기 전원 공급-중단 제어 신호를 사용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다. A power supply for a processor having a plurality of power levels for achieving the above object is a plurality of DC-DC converters, each of the plurality of DC-DC converters, the output power level of the level specified from the input power level Power supply for supplying or stopping power to input power of the plurality of DC-DC converters and the plurality of DC-DC converters to output power according to control of an enable signal for each of the plurality of DC-DC converters A power control processor for outputting a stop control signal and outputting at least one enable signal to the plurality of DC-DC converters after power is supplied to input power of the plurality of DC-DC converters, The power control processor controls the power supply-discontinued control signal so that power is supplied to input power of the plurality of DC-DC converters repeatedly two or more times. It is characterized in that.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 방법은, 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 공급하는 단계와 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원 공급을 중단하는 단계와 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 재공급하는 단계와 전원 제어 프로세서가 상기 복수의 DC-DC 변환기의 전원 출력을 제어하도록 적어도 하나의 인에이블 신호를 출력하는 단계를 포함한다. In addition, the power supply method for a processor having a power level for achieving the above object, the step of supplying power to the input power of the plurality of DC-DC converter and the power supply to the input power of the plurality of DC-DC converter Stopping supply, re-powering input power of the plurality of DC-DC converters, and outputting at least one enable signal to allow a power control processor to control power outputs of the plurality of DC-DC converters Steps.
상기와 같은 본 발명에 따른 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 위한 전원 공급 장치 및 전원 공급 방법은, 첫째 프로세서에 인가되는 복수의 전원에 원치 않는 전원 또는 전류(예 : 인러쉬 전류)를 제거함으로써 상기 프로세서가 안정적으로 부팅이 완수될 수 있도록 하는 장점과, 둘째 상기 프로세서의 각 전원별 전원 인가 시점을 부품의 편차를 고려하여 자동적으로 선택할 수 있도록 함으로써 개발자에게는 설계의 편의성을 제공하고 상기 프로세서의 부팅 실패를 줄여 불량품을 줄일 수 있는 장점과, 셋째 상기 프로세서에 연결된 부품으로부터 야기되는 누설 전류를 제거할 수 있는 장점을 제공한다. The power supply and power supply method for a processor having a plurality of power levels in accordance with the present invention as described above, by first removing the unwanted power or current (eg inrush current) to the plurality of power applied to the processor. The advantage that the processor can be booted stably and secondly, the power supply time for each power source of the processor can be automatically selected in consideration of component deviations, thereby providing developers with design convenience and failing to boot the processor. It can be reduced to reduce the defective products, and third, the advantage that can eliminate the leakage current caused by the components connected to the processor.
도 1은 3개의 전원을 입력으로 갖는 멀티미디어 프로세서의 전원 제공 순서를 나타낸 표준을 도시한 도면이다.
도 2는 전원 공급 장치가 사용되는 예시적인 전자 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 전원 공급 장치의 일 실시예를 구체적인 블럭도로 도시한 도면이다.
도 4는 전원 제어 프로세서의 구체적인 블럭도를 도시한 도면이다.
도 5는 전원 제어 프로세서 내의 CPU 코어에 의해 제어되거나 입력으로 사용되는 각 신호를 시간순으로 설명한 신호 차트이다.1 is a diagram showing a standard showing a power supply sequence of a multimedia processor having three power sources as inputs.
2 is a diagram illustrating an exemplary electronic device in which a power supply is used.
3 is a block diagram illustrating an embodiment of a power supply device.
4 is a detailed block diagram of a power control processor.
5 is a signal chart illustrating each signal in chronological order as controlled by the CPU core in the power supply control processor or used as an input.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상이 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상의 범위 내에 든다고 할 것이다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. However, the spirit of the present invention is not limited to the embodiments in which the present invention is presented, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may easily add other embodiments by adding, changing, deleting or adding components within the scope of the same idea. It may be suggested, but this will also fall within the scope of the spirit of the present invention.
도 2는 전원 공급 장치(200)가 사용되는 예시적인 복수의 전원을 사용하는 전자 장치를 나타낸 도면이다. 도 2에 따르면, 전자 장치는 SMPS(100)(SMPS는 "Switching Mode Power Supply"의 약어이다), 전원 공급 장치(200), 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)를 포함하고, 다른 IC 예를 들어 그래픽 프로세서나 비디오 인코더 등을 더 포함할 수 있다. 예시적인 그래픽 프로세서 또는 비디오 인코더는 이해를 돕기 위해 예시적인 것으로서 이에 국한되는 것은 아니다. 예시적인 그래픽 프로세서 또는 비디오 인코더는 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)와 GPIO(General Purpose Input Output) 또는 그 외 표준 인터페이스를 통해 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)와 통신할 수 있다. SMPS(100)와 전원 공급 장치(200)와 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및/또는 다른 IC 간에 전달되는 제어 신호 또는 전원은 전자 장치의 하드웨어적인 구성에 따라서 달리 연결할 수 있다. 예를 들어 각각이 분리된 PCB 보드 상에 구성되는 경우에는 전선과 커넥터 등을 사용하여 연결할 수 있고, 만약 동일한 PCB 보드 상에서 연결되는 경우라면 보드 내의 PCB 패턴을 사용해서 연결할 수도 있다. 2 is a diagram illustrating an exemplary electronic device using a plurality of power sources in which the
SMPS(100)는 AC 전원 또는 DC 전원을 수신하고, 하나 이상의 특정 전원 레벨의 스위칭 전원과 상시 전원을 DC 전원으로 출력한다. 또한 SMPS(100)는 전원 ON/OFF 스위치의 입력을 더 수신할 수 있다. SMPS(100)는 AC-DC 변환부(110), 스위칭 전원부(130) 및 상시 전원부(150)를 포함하며, 입력 전원이 DC 전원으로 입력되는 경우 AC-DC 변환부(110)는 생략될 수 있다. AC-DC 변환부(110)는 교류 전원을 하나 이상의 직류 전원으로 변환한다. 변환된 직류 전원은 스위칭 전원부(130)와 상시 전원부(150)의 기준 전원으로 사용된다. 상시 전원부(150)는 AC-DC 변환부(110)로부터 입력된 기준 전원에서 전원 공급 장치(200)에서 상시(Standby) 전원으로 사용될 전원 레벨로 변환시켜(승압 또는 감압 등) 전원 공급 장치(200)로 하나 이상의 상시 전원을 공급한다. 스위칭 전원부(130)는 입력된 기준 전원으로부터 하나 이상의 스위칭 전원으로 출력한다. 스위칭 전원은 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)및 다른 IC에 전원을 공급하기 위하여 전원 공급 장치(200)에 제공되며, 스위칭 전원부(130)의 하나 이상의 스위칭 전원 각각에는 콘덴서를 포함하는 충전회로와 저항을 포함하는 방전회로를 포함하여, 충전회로에 의하여 부하의 변화에도 안정적인 전원을 공급할 수 있고 방전회로에 의하여 스위칭 전원부(130)의 스위칭 전원이 공급 중단된 경우, 충전회로에 저장된 전원을 이른 시간 내로 방전할 수 있도록 한다. 이러한 충전시간과 방전시간은 콘덴서의 용량 및 저항값으로부터 당업자라면 자명하게 계산할 수 있을 것이다. 스위칭 전원부(130)는 또한 전원 공급 장치(200)로부터 전원 공급-중단 제어 신호를 수신하고 전원 ON/OFF 스위치 입력을 더 받을 수 있다. 전원 공급-중단 제어 신호에 따라서 스위칭 전원부(130)의 스위칭 전원의 출력 또는 출력 중단을 제어할 수 있어 예를 들어 스위칭 전원이 스위칭 전원부(130)에 포함된 DC-DC 변환기를 통해 출력되고 상기 DC-DC 변환기에 인에이블(Enable) 단자가 있는 경우라면 이 인에이블 단자에 전원 공급-중단 제어 신호를 연결하여 스위칭 전원의 출력을 제어할 수도 있고 또는 스위칭 전원부(130)에 입력되는 기준 전원의 공급을 중단하도록 스위칭 회로(예를 들어 트랜지스터, 릴레이 또는 포토커플러(photocoupler) 등을 이용해서)를 구성하고 전원 공급-중단 제어 신호를 이 스위칭 회로의 연결/단절을 제어하도록 구성할 수 있다. 전원 공급-중단 제어 신호를 하나의 신호 라인으로 예시적으로 설명하였으나, 이에 국한되는 것은 아님은 자명할 것이다. The SMPS 100 receives an AC power supply or a DC power supply, and outputs the switching power and the constant power supply of one or more specific power levels as the DC power supply. In addition, the SMPS 100 may further receive an input of a power ON / OFF switch. The SMPS 100 includes an AC-
전원 공급 장치(200)는 SMPS(100)로부터 상시 전원과 하나 이상의 스위칭 전원을 수신하고, 수신된 스위칭 전원으로부터 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)를 위한 전원 제공 순서(Power Supply Sequence)에 부합되고 또한 그외 IC의 GPIO 등으로 인하여 전류가 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)에 인가되지 않도록 복수의 전원을 출력하고, 출력된 전원은 상기 프로세서와 그외 IC에 제공되어 진다. 또한 전원 공급 장치(200)는 SMPS(100)의 스위칭 전원의 출력을 제어하도록 전원 공급-중단 제어 신호를 출력하고, 이에 더하여 리셋 신호를 상기 프로세서와 그외 IC에 출력할 수 있고, 상기 프로세서 또는 그외 IC로부터 부팅이 정상적으로 진행되었는지를 알려주는 부팅 완료 신호를 수신할 수 있다. 전원 공급 장치(200)에 대해서는 이하의 도 3 내지 도 5에서 상세히 살펴보도록 한다. The
복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및 그외 IC는 전원 공급 장치(200)로부터 복수 개의 전원 레벨의 전원을 공급받고, 이에 따라 예를 들어 MPEG 을 디코딩하고 디코딩된 영상을 아날로그 비디오 신호로 변환하는 등의 역할을 담당한다. 상기 프로세서는 둘 이상의 전원 레벨의 전원을 수신받으며, 둘 이상의 전원 레벨 간에는 특정 표준(Specification) 예를 들어 도 1과 같은 표준을 준수하는 복수의 전원이 인가되어야 한다. 물론 도 1과 달리 다른 유형의 표준(예를 들어 코어 전원이 완전히 안정화 된 후에 다른 전원이 인가되어야 한다는 등의 표준)에도 또한 본 발명이 적용될 수 있음은 자명하다. 또한 상기 프로세서 외의 IC에도 또한 전원 공급 장치(200)로부터 전원을 공급받는다. 여기서 주목해야할 점은 그외 IC에 제공되는 전원을 상기 프로세서의 전원과 분리하여 생성하지 않고 같은 전원을 사용할 수 있다는 점이다. 이렇게 전원을 공유함으로써 별도의 DC-DC 레귤레이터 등을 사용할 필요가 없고, 별도의 제어를 DC-DC 레귤레이터에 할 필요가 없으며, 또한 그외 IC에서 인가될 수 있는 누설 전류(예를 들어 GPIO를 통한 누설 전류) 문제를 통일적으로 관리할 수 있는 장점이 있게 된다.
The
도 3은 전원 공급 장치(200)의 일실시 예를 구체적인 블럭도로 도시한 도면이다. 도 3의 예는 하나의 구체적인 사례를 예시한 것으로서 당업자라면 이 외의 다른 구체적인 설계 사례에 본 발명의 개념을 용이하게 적용할 수 있을 것이라는 것은 자명하다. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of a
도 3에 따르면, 전원 공급 장치(200)는 복수의 DC-DC 변환기(210)와 전원 제어 프로세서(230)를 포함하며, 이에 더하여 복수의 충전부(250)와 복수의 방전부(270)를 더 포함할 수 있다. 도 3에 따른 예시적인 블럭도의 전원 공급 장치(200)는 SMPS(100)의 스위칭 전원부(130)로부터 5 V와 12 V의 스위칭 전원과, SMPS(100)의 상시 전원부(150)로부터 3.3 V의 상시 전원을 수신하며, 전원 공급 장치(200)의 출력 전원으로서 복수의 DC-DC 변환기(210)에서 생성된 복수의 전원을 출력(예에서는 1.2 V, 2.5 V, 3.3 V, 5 V )한다. 또한 전원 공급 장치(200)는 전원 제어 프로세서(230)에 의해 전원 공급 중단 제어 신호를 SMPS(100)로 출력하고, 리셋 신호를 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 또는/및 그외 IC로 출력하고, 부팅 완료 신호를 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 또는/및 그외 IC로부터 수신한다. According to FIG. 3, the
DC-DC 변환기(210)는 입력 전원으로부터 미리 결정된 출력 전원으로 인에이블 단자의 신호 제어에 따라 출력한다. 도 3의 예에서는 DC-DC 변환기(210) 각각은 5 V의 입력을 받아 3.3 V, 2.5 V 와 1.2 V를 출력하고, 12 V 전원 레벨의 입력을 받아 5 V 출력함을 알 수 있다. DC-DC 변환기(210)는 인에이블 단자의 입력이 디스에이블된 경우(예를 들어 '0' 레벨)에는 내부의 스위칭 회로를 이용하여 출력 전원의 공급을 중단하게 된다. The DC-
전원 제어 프로세서(230)는 상시 전원에 의하여 부팅을 할 수 있으며, 바람직하게는 8 bit 또는 16 bit의 내부 리셋 회로가 내장되어 상시 전원의 인가로 바로 부팅이 가능한 마이컴 타입의 프로세서이다. 전원 제어 프로세서(230)는 결정된 기본 시간 순서에 전원 제공 순서에 따라 복수의 DC-DC 변환기(210)의 전원 출력을 제어하기 위해 하나 이상의 인에이블 신호를 출력하며, SMPS(100)의 스위칭 전원의 출력을 제어하기 위해 전원 공급 중단 제어 신호를 출력한다. 또한 전원 제어 프로세서(230)는 리셋 신호를 출력할 수 있어, 전원 제공 순서와 연동하여 리셋 신호를 제어할 수 있으며, 또한 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및 그외 IC로부터 부팅 완료 신호를 수신하여, 부팅이 정상적으로 완료하지 않은 경우 새로운 시간 순서로 인에이블 신호와 리셋 신호를 제어하여 재부팅이 가능하도록 구성할 수 있다. 전원 제어 프로세서(230)로부터 출력되는 인에이블 신호는 복수의 DC-DC 변환기(210)의 개수만큼의 분리된 신호 라인으로 출력할 수도 있고, 복수의 DC-DC 변환기(210) 중 적어도 두 개에 대해서는 동일한 신호 라인을 사용할 수도 있다. 전원 제어 프로세서(230)의 상세한 구성과 흐름도는 도 4와 도 5를 참조하여 이하에서 설명하도록 한다. The
충전부(250)는 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원에 연결되어, DC-DC 변환기(210)에서 출력되는 전원을 특정 전원 레벨로 외부 부하의 변동에 관계없이 안정적으로 공급할 수 있도록 한다. 충전부(250)는 전해 콘덴서 또는 탄탈 콘덴서 등을 포함할 수 있고, 콘덴서의 충전 용량은 출력 전원에 연결된 부하량과 전원 레벨의 변동 가능한 전원 범위에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어 충전부(250)를 통해 연결된 특정 전원 레벨의 전원이 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)에만 제공되는 경우에는 상기 프로세서에서 요구되는 부하량을 기준으로 충전 용량을 계산할 수 있고 만약 상기 프로세서 외에 다른 IC에도 제공되는 경우에는 다른 IC에서 요구되는 부하량을 포함하여 충전 용량을 계산할 수 있다. 이에 따라 복수의 충전부(250)의 각각의 충전부(250)의 충전 용량은 동일하게 구성하는 것이 바람직하나 다른 충전 용량을 가질 수 있게 된다. The charging
방전부(270)는 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원에 연결되어, DC-DC 변환기(210)에서 출력되는 전원의 공급이 중단된 경우 충전부(250)에 충전된 전원을 특정 시간내에 방전할 수 있도록 한다. 예를 들어 1초 이내에 충전부(250)에 충전된 전원을 일정 전원 레벨 이하로 방전시키도록 설계할 수 있다. 이러한 설계는 당업자에게 자명한 사항에 해당하여 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 방전부(270)는 저항을 포함하여 구성할 수 있고, 방전부(270)를 사용함으로써 프로세서의 표준에 부합되지 못해 부팅이 실패한 경우 예를 들어 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)가 래치업 등으로 인해 부팅에 실패한 경우, 전원을 빨리 제거함으로써, 생성된 래치업을 제거하고 새로운 변경된 시간 순서에 따라 재 부팅이 가능하도록 한다.
The
도 4는 전원 제어 프로세서(230)의 구체적인 블럭도를 도시한 도면이다. 4 is a detailed block diagram of the
도 4에 따르면, 전원 제어 프로세서(230)는 시스템 버스 또는 제어 버스에 연결된 I/O 인터페이스부(233), ADC 부(235), 메모리 부(237) 및 CPU 코어(239)를 포함하며 리셋부(231)를 더 포함할 수 있다. 전원 제어 프로세서(230)는 하나의 전원만을 사용하거나 혹은 복수의 전원을 사용하더라도 전원 제공 순서에 상관없이 부팅이 가능한 프로세서가 바람직하며, 예시적으로 공업적으로 사용되고 있는 범용의 8 bit 또는 16 bit 마이컴 타입의 프로세서일 수 있다. According to FIG. 4, the
리셋부(231)는 전원 제어 프로세서(230)에 제공된 상시 전원이 인가되기 시작한 시점(예를 들어 전원의 레벨로부터 이상이 되는 시점부터)에 자동으로 리셋 신호를 발생시키고, 생성된 리셋 신호를 그외 블럭에 제공하여 초기화를 진행하도록 한다. 이러한 리셋 신호에 따라 CPU 코어(239) 및/또는 I/O 인터페이스부(233), ADC 부(235), 메모리 부(237)는 초기 상태로 전이하게 된다. The
I/O 인터페이스부(233)는 전원 제어 프로세서(230)에서 제공되는 I/O Port를 통해 수신된 데이터를 레지스터 등을 통해 저장하고 CPU 코어(239)에 제공하며, CPU 코어(239)로부터 수신된 데이터를 I/O Port를 통해 출력할 수 있다. I/O 인터페이스부(233)를 통해 전원 공급-중단 제어 신호를 CPU 코어(239)로부터 생성되어 I/O 포트를 통해 출력하고, 이에 더하여 CPU 코어(239)를 통해 생성된 시간상으로 제어된 리셋 신호를 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및/또는 그외 IC의 리셋 신호로 사용되기 위해 출력할 수 있고, 또는 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및/또는 그외 IC로부터 부팅 완료 신호를 수신하여 CPU 코어(239)에 전달할 수 있다. 물론 이러한 제어 신호는 I/O 인터페이스부(233)외에 다른 통신 방식을 통하여 수신할 수도 있다. The I /
ADC 부(235)는 아날로그 신호를 수신하여 디지털 신호 예를 들어 8bit 또는 16 bit의 디지털 신호로 변환하고 변환된 디지털 신호를 CPU 코어(239)에서 사용할 수 있도록 제공한다. ADC 부(235)는 복수의 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원들 각각을 혹은 적어도 두개를 수신할 수 있다. 수신된 출력 전원을 디지털 신호로 변환하어 CPU 코어(239)는 복수의 DC-DC 변환기(210)에서 출력되는 출력 전원의 변화를 감지하여 전원 제공 순서 표준에 요구되는 요구사양을 만족하는 지를 판단할 수 있고, 요구사양이 만족하지 않는 경우라면, DC-DC 변환기(210)의 출력 전원을 제어하는 인에이블 신호를 동적으로 제어하여 요구사양에 부합하도록 제어할 수도 있다.The
메모리 부(237)는 CPU 코어(239)에서 구동될 프로그램을 저장하며, 또한 프로그램에서 사용될 데이터를 포함할 수 있다. 메모리 부(237)는 비휘발성 메모리(예 :EEPROM)를 포함하고, 휘발성 메모리를 더 포함할 수 있다. 메모리 부(237)는 비록 전원 제어 프로세서(230)의 구성요소로 예시적으로 설명하고 있으나, 메모리 부(237)는 전원 제어 프로세서(230) 외부에 별도의 IC의 형태로 구성될 수 있음을 자명할 것이다. 메모리 부(237)에 저장되는 데이터에는 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및/또는 그외 IC를 위한 복수의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 제어하기 위한 기본 시간 순서(default timing sequence)를 포함하며, 또한 기본 시간 순서가 만약 부팅에 실패한 경우에 사용될 하나 이상의 다른 시간 순서를 포함한다. 상기 시간 순서는 또한 전원 공급-중단 제어 신호의 인가 시점과 해제 시점을 더 포함할 수 있고 이러한 시간 순서는 CPU 코어(239)에서 프로그램 자체 내에서 고정된 프로그램 코드로서 구현될 수 있음은 자명할 것이다. The
기본 시간 순서는 도 2의 예시적인 전자 장치에서 래치업 등이 없이 부팅에 성공할 가능성이 크거나 혹은 부팅에 성공한 이력이 있는 설정된 시간 순서이다. 일반적으로 전자 장치에서는 전자 장치 내의 부품들의 편차에 따라서 시간 순서는 동일한 시간 순서로 적용하는 것보다는 다양한 시간 순서를 사용해서 부팅을 진행하는 것이 유리하다. 예를 들어 하나의 시간 순서를 활용하여 부팅을 시킨 경우, 특정 전자 장치에서 부팅에 실패한 시간 순서는 다시 동일한 시간 순서로 부팅을 시키는 경우에도 실패할 가능성이 크다. 왜냐하면, 해당 전자 장치에는 이미 부품들의 편차들이 고정되어 있기 때문에 해당 편차로 인한 문제점은 여전히 존재하기 때문이다. 따라서 하나의 시간 순서로 부팅시에 실패한 경우에는 다른 시간 순서를 사용해서 부팅을 진행하고 만약 다른 시간 순서로 인해 부팅에 성공한 경우, 성공한 시간 순서를 메모리 부(237)에 기본 시간 순서로 설정하여 이후의 부팅에서는 해당 시간 순서를 사용하여 부팅을 시키는 것이 바람직하다. The basic time sequence is a set time sequence that is highly likely to succeed in booting without latch-up or the like in the exemplary electronic device of FIG. 2, or has a history of successful booting. In general, it is advantageous for the electronic device to boot using various time sequences, rather than applying the same time sequence according to variations of components in the electronic device. For example, when booting using one time sequence, the time sequence that fails to boot in a specific electronic device is likely to fail even when the same time sequence is booted again. This is because the deviations of the components are already fixed in the electronic device. Therefore, if booting fails in one time sequence, booting is performed using a different time sequence. If the booting is successful due to another time sequence, the successful time sequence is set in the
본 발명인 전원 공급 장치(200)를 탑재한 전자 장치의 생산시에 최초로 사용되는 기본 시간 순서는 충전부(250)의 표준 충전 용량을 고려하여 계산하거나 이에 더하여 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호의 인가에서부터 전원이 출력되는 시점을 고려하여 계산한다. 물론 이외의 고려 사항을 반영하여 계산할 수 있을 것이다. 예를 들어, 복수의 충전부(250)의 충전 용량은 각각의 출력 전원의 부하의 변동량과 출력 전원의 가변 범위(예를 들어 프로세서의 입력 전원으로서 1.2 V 입력 전원의 가변 범위는 1.08 V ~ 1.28 V , 3.3 V 입력 전원은 3.1 V ~ 3.5 V 등 정상적으로 동작 가능한 범위로 프로세서 스펙에 정의된다)를 고려하여 계산되어 출력 전원의 부하가 높거나 출력 전원의 전원 레벨의 가변 범위가 좁을수록 더 높은 충전 용량이 필요하여 더 높은 양을 충전할 수 있는 콘덴서를 사용한다. 이렇게 각각의 충전부(250)의 충전 용량을 계산하여, 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)의 전원 제공 순서를 나타낸 표준에 부합하도록 다시 충전 용량을 일정부분 조정할 수 있다. 복수의 충전부(250)의 충전 용량은 동일한 것이 유리하나, 이상에서 살펴본 이유에 따라서 달라질 수 있다. 해당 충전 용량에 따른 충전 시간과 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호에서부터 전원이 출력되는 데까지 걸리는 시간을 계산하여 각각의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호의 시작 시점을 전원 제공 순서의 표준에 부합하도록 결정하고, 결정된 시작 시점들을 하나의 최초의 기본 시간 순서로 결정할 수 있다. 물론 이러한 최초의 기본 시간 순서는 다수의 전자 장치에서 DC-DC 변환기(210)의 출력단의 변화를 실측으로 측정하여 측정된 값으로 반영할 수도 있고 혹은 개발자가 자명하게 이해하는 충전 시간과 전원 제공 순서의 표준을 사용하여 산출될 수 있다. 반면에 최초의 기본 시간 순서와는 복수의 다른 시간 순서를 더 포함할 수 있는데 이러한 다른 시간 순서는 전자 장치에 탑재된 부품들의 편차를 이용하여 계산되는 전자 장치의 편차에 따라 분포될 수 있는 예를 들어 가우시안 분포상의 특정 위치를 타겟으로 계산될 수 있다. 즉 모든 부품들은 편차가 있는데, 부품들의 편차를 이용하여 전자 장치의 다른 시간 순서를 계산할 수 있다. 이 중에서도 특정 부품의 편차는 다른 부품의 편차보다 해당 특정 부품의 편차에 따라서는 전원 제공 순서 표준에 더욱더 어긋날 수 있는데 이러한 부품의 편차를 특히 고려하여 다른 시간 순서를 계산함으로써 더욱더 효율적인 다른 시간 순서를 계산할 수 있다. 예를 들어 충전부(250)에서 사용될 수 있는 충전 용량은 부품의 타입에 따라서는 최대 +/- 20 %까지의 편차를 가질 수 있다. 또한 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및 그외 IC도 또한 부하량의 편차 등이 있다. 이러한 편차를 고려하여 하나 이상의 다른 시간 순서를 구성할 수 있고 특히 다른 시간 순서는 최초의 기본 시간 순서상에서 가장 높은 확률로 전원 제공 순서의 표준에 부합하지 못할 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원의 충전부(250)를 위하여 시간 조정할 수 있도록 해당 인에이블 신호를 조정하도록 구성할 수 있다. 예를 들어 1.2 V DC-DC 변환기(210)의 출력이 다른 전원 출력과의 관계에서 DC-DC 변환기(210)의 충전부(250)의 충전 용량이 다른 충전부(250)의 충전 용량에 비해 큰 경우에는 도 1과 같은 표준을 준수하기 위해서는 다른 전원보다 보다 더 먼저 충전이 시작되어야 한다. 이는 충전 용량이 큰 콘덴서를 사용할수록 충전되는 시간은 더 걸리기 때문이고 또한 더 큰 콘덴서를 사용할수록 더 큰 편차를 가지게 되어 이는 도 1과 같은 표준을 준수할 수 없게 되는 문제를 야기할 수 있다. 따라서 해당 1.2 V DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 중심으로 해서 해당 인에이블 신호의 인가 시점을 변경하도록 다른 기본 시간 순서를 구성하도록 할 수 있다. 이렇게 전자 장치의 부품들의 편차를 고려하여 다수의 기본 시간 순서를 구성하고 메모리에 저장함으로써, 특정 하나의 시간 순서로 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 또는 그외 IC가 부팅에 실패한 경우라도 다른 다수의 기본 시간 순서를 사용하여 부팅하도록 구성할 수 있어 전자 장치의 불량률을 현저히 낮출 수 있는 효과를 가지게 된다. 또는 대안적으로 메모리에 저장된 다수의 시간 순서를 사용하지 않고, ADC 부(235)로부터 입력된 각각의 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원의 레벨을 실시간으로 비교하도록 CPU 코어(239)에서 구동되는 프로그램을 구성하여, 각각의 출력 전원 레벨이 표준에 따른 출력 전원 간의 관계가 위반되거나 위반될 소지가 있는 경우(예를 들어 1.2 V의 전원이 다른 전원보다 낮아야 한다는 표준이 위반된 것으로 판단된 경우 1.2 V를 출력하는 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 반복적으로 제어하여) DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 제어하여 표준에 부합하도록 실시간으로 제어할 수도 있다. The basic time sequence used for the first time in the production of the electronic device equipped with the
CPU 코어(239)는 전원 제어 프로세서(230) 내의 각 블럭들을 제어하도록, 메모리 부(237)에 저장된 프로그램을 로딩하고, 프로그램에 따라 각 블럭들을 제어하도록 구성된다. CPU 코어(239)에서 실행되는 프로그램의 실시 예는 도 5를 통해 상세히 설명하도록 한다.
The
도 5는 전원 제어 프로세서(230) 내의 CPU 코어(239)에 의해 제어되거나 입력으로 사용되는 각 신호를 시간순으로 설명한 신호 차트이다. 도 5의 신호 차트는 도 1의 전원 제공 순서를 하나의 예시적인 표준으로 사용하여, 도 3의 실시예를 이용하여 각 전원 제어 프로세서(230)의 출력 신호의 인가 시점과 입력에 따른 제어를 도시한 도면이다. 따라서 당업자라면 다른 전원 제공 순서 또는 다른 예시적 표준에 따라서 본 발명의 사상을 적용할 수 있음은 자명할 것이다. FIG. 5 is a signal chart illustrating each signal, in chronological order, being controlled by the
도 5에서는 수직축으로는 전원 제어 프로세서(230)에서 출력되거나 입력되는 제어신호를 도시하고 수평축으로는 시간에 따른 각각의 제어 신호의 변화를 도시한 도면이다. 5 illustrates control signals output or input from the
도 5에 따르면, ①상시전원이 SMPS(100)로부터 인가되어 전원 제어 프로세서(230)가 메모리를 이용하여 부팅을 하고 프로그램을 로딩시킨 후에, 전원 공급-중단 제어 신호를 사용하여 SMPS(100)가 전원을 공급하도록 한다. 또한 도 5의 시간 차트상의 인에이블 신호에 대해서도 각 DC-DC 변환기(210)에 연결된 충전부(250)에 충전이 되도록 인에이블 제어 신호를 인가할 수도 있다. SMPS(100)가 스위칭 전원을 인가되도록 하고, 추가적으로 인에이블 제어 신호를 인가하여 SMPS(100) 충전회로 또는 DC-DC 변환기(210)의 충전부(250)를 충전하게 된다. According to FIG. 5, after the constant power is applied from the
② 일정 시간이 지난 후에, 전원 공급-중단 제어 신호를 사용하여 SMPS(100)의 스위칭 전원의 공급을 중단하도록 전원 공급-중단 제어 신호를 제어한다. 또한 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 제어 신호를 앞 단계에서 인가한 경우라면, 인에이블 제어 신호를 다시 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원이 공급되지 않도록 인에이블 제어 신호를 제어하여 SMPS(100)의 방전회로 또는 DC-DC 변환기(210)의 방전부(270)에 의해 방전되도록 한다.② After a predetermined time, the power supply-stop control signal is controlled to stop the supply of the switching power supply of the
③그리고 SMPS(100)의 충전회로 또는 DC-DC 변환기(210)에 연결된 충전부(250)에 충분히 전원이 방전되도록 계산된 방전 시간(예를 들어 3초) 후에 다시 전원 공급-중단 제어 신호를 사용하여 SMPS(100)가 전원을 공급하도록 한다. 이러한 ②단계와 ③단계는 반복적으로 1회 이상 더 실시될 수 있다. 이렇게 SMPS(100)의 충전회로 또는 충전부(250)에 전원 공급을 먼저 하고 다시 방전한 후에 다시 전원을 공급하는 이유는 SMPS(100)의 충전회로 또는 충전부(250)를 구성하는 충전부품 예를 들어 콘덴서의 특성에 기초한다. 예를 들어 콘덴서가 완전 방전된 경우(예 : 외부의 AC 전원이 공급되지 않는 상태 등), 콘덴서는 완전 방전후 충전을 위해 최초로 인가된 입력 전원을 일정 시간 동안 충전시키지 못하고 입력 전원을 바로 출력 전원으로 바이패스 시키는 특성이 있다. 이러한 특성으로 인해 일정 시간 원치 않는 출력 전원이 낮은 레벨로 보일 수 있고 하나의 예로서 인러쉬(Inrush) 전류이다. 이는 콘덴서의 물성적인 특성으로 인한 것이다.(예를 들어 완전 방전시에는 전원 인가 후 일정 시간 동안 콘덴서는 단락 회로를 구성하거나 혹은 오픈 회로를 구성할 수 있다) 이러한 전류는 특히 낮은 전원으로 작동하는 예를 들어 프로세서의 코어 전원에 대해서는 작동할 수 있는 임계 전압 이상의 전압으로 인식될 수 있어 오동작을 일으키게 되는 원인이 된다. 이러한 인러쉬 전류 혹은 전압은 첫 번째 전원 공급으로부터 스위칭 전원부(130)의 출력 전원 또는 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원에 일정 시간 동안 나타날 수 있다. 반면에 이렇게 2회 이상 전원을 공급함으로써, 첫 번째 전원 공급에서는 비록 인러쉬 전류가 흘러서 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및 그외 IC에 공급이 되어 전원 제공 순서의 표준을 위반하거나 오작동을 유발할 수 있지만, 첫 번째 전원 공급 이후의 두 번째 전원 공급에서는 이러한 인러쉬 전류가 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 및 그외 IC에 공급되는 것을 방지할 수 있다. 왜냐하면, SMPS(100)의 충전회로 또는 충전부(250)의 콘덴서가 방전을 할 때는 방전 초기에는 급속히 방전을 하지만 시간이 지남에 따라 완만히 방전을 하는 2차원적인 곡선의 형태( 예 : 1/log 의 함수의 형태 등)로 방전을 하기에, 일정 기간의 방전 시간이 지난 후에도 잔류 용량이 일정 부분 남아서 일정 전원 기준 이하(예로서 0.2 V 이하 등)로 방전된 후에 두 번째 이후의 전원 공급시에는 입력 전원이 SMPS(100)의 충전회로 또는 충전부(250)의 충전을 위해서 사용되어 지고 원치 않는 인러쉬 전류의 출력을 방지할 수 있기 때문에 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서나 다른 IC의 전원 제공 순서의 표준을 준수할 수 있도록 하고 또한 오동작을 방지할 수 있도록 하는 효과를 가져온다. ③ Then, the power supply-stop control signal is used again after a discharge time (for example, 3 seconds) calculated to sufficiently discharge power to the charging
④ SMPS(100)로부터 공급된 스위칭 전원이 안정화된 후에, 메모리에 기본 시간 순서로 설정된 순서에 따라, 각각의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 출력하여 각각의 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원의 출력 시작시간을 제어한다. 예시적으로 1.2 V 출력 전원에 연결된 충전부(250)의 충전 용량이 다른 충전부(250)의 충전 용량보다 커, 먼저 1.2 V를 출력하는 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 먼저 인가하고 일정 시간 후에, 3.3 V의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 인가하고 다시 일정 시간 후에 2.5 V의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 인가한다. 그리고 마지막으로 5V의 DC-DC 변환기(210)의 인에이블 신호를 인가한다. 물론 5 V의 DC-DC 변환기(210)의 출력은 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)에 GPIO 등을 통해 연결되지 않은 경우라면, 다른 전원과는 달리 자유로운 시점에 인에이블 신호를 인가하도록 할 수 있다. 예를 들어 3.3 V의 인에이블 신호를 공히 5 V의 인에이블 신호와 같이 하나의 신호 라인으로 사용할 수 있다. DC-DC 변환기(210)의 출력 전원은 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)에 공급할 뿐 아니라, 그 외 IC에 공히 동시에 공급할 수 있도록 함으로써, 다른 IC로부터 프로세서가 표준에 따라 안정화되기 전에 다른 IC의 GPIO 등을 통해 전가되는 누설 전류를 줄일 수 있도록 할 수 있다. ④ After the switching power supplied from the
⑤ 그런 후에 리셋 신호를 풀어서 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300)가 부팅이 진행되도록 한다. ⑤ Then, the reset signal is released to allow the
⑥ 리셋 신호를 푼 후에, 일정 시간(예를 들어 5초 등)을 기다려, 부팅 완료 신호를 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서(300) 등으로부터 수신받는다. 부팅 완료 신호가 정상적으로 수신된 경우에는 상기 프로세서는 정상적으로 부팅하여 프로세서에 탑재된 프로그램에 따라 주어진 기능을 수행하게 된다. (6) After the reset signal is released, the controller waits for a predetermined time (for example, 5 seconds) and receives a boot completion signal from the
⑦ 만약 부팅 완료 신호를 수신받지 못한 경우 또는 타이머를 이용하여 설정된 시간이 지난 경우, 리셋 신호를 다시 설정하고, 복수의 DC-DC 변환기(210)의 출력 전원을 중단하도록 인에이블 신호를 제어한 후에, 단계 ② 내지 ⑥ 또는 단계 ④ 내지 ⑥ 단계를 메모리에 저장된 다른 시간 순서를 사용하여 실행하며, 만약 다른 시간 순서로 부팅에 성공한 경우에, 해당 다른 시간 순서를 기본 시간 순서로서 메모리에 저장한다. 본 예에서의 다른 시간 순서는 전원 제공 순서의 표준에 위반될 소지가 놓은 1.2 V의 출력 전원에 연결된 충전부(250)의 충전 용량의 편차를 반영하여 1.2 V 와 3.3 V 출력 전원의 인에이블 신호의 시간 간격을 줄이는 것이 하나의 예가 될 것이고, 만약 다른 출력 전원이 전원 제공 순서의 표준에 위반될 소지가 있다면 해당 다른 출력 전원을 부품의 편차를 고려하여 표준에 준수할 수 있는 방향으로 다른 시간 순서를 설정할 수 있을 것이다. 즉 예를 들어 1.2 V가 초기에 설정된 표준의 충전 용량으로부터 계산되거나 측정된 기본 시간 순서에 의하면 약 0 ~ 0.4 V 수준에서 다른 3.3 V 또는 2.5 V 보다 높게 전원이 인가되도록 설계가 된 경우에, 그리고 해당 전자 장치에 탑재된 1.2 V 출력 전원에 연결된 충전부(250)의 충전용량이 -20 % 편차를 가지는 경우에는 충전 속도가 더욱더 빨라져서 도 1과 같은 전원 제공 순서를 충족하지 못하게 되고, 이때에는 1.2 V 출력 전원의 인에이블 신호의 인가 시점을 늦추어 3.3 V 출력 전원의 인에이블 신호의 인가 시점에 근접하도록 조정함으로써 전원 제공 순서 표준을 준수하지 못함으로써 야기되는 문제점을 해결할 수 있다. ⑦ If the booting completion signal is not received or if the time set by the timer has passed, reset the reset signal and control the enable signal to stop the output power of the plurality of DC-
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings.
100 : SMPS 110 : AC-DC 변환부
130 : 스위칭 전원부 150 : 상시 전원부
200 : 전원 공급 장치 210 : DC-DC 변환기
230 : 전원 제어 프로세서 231 : 리셋부
233 : I/O 인터페이스부 235 : ADC 부
237 : 메모리 부 239 : CPU 코어
250 : 충전부 270 : 방전부
300 : 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서100: SMPS 110: AC-DC converter
130: switching power supply 150: always power supply
200: power supply 210: DC-DC converter
230: power control processor 231: reset unit
233: I / O interface unit 235: ADC unit
237: memory part 239: CPU core
250: charging unit 270: discharging unit
300: processor with multiple power levels
Claims (7)
복수의 DC-DC 변환기로서, 상기 복수의 DC-DC 변환기 각각은, 입력 전원 레벨로부터 지정된 레벨의 출력 전원 레벨로 상기 복수의 DC-DC 변환기 각각에 대한 인에이블 신호의 제어에 따라 전원을 출력하는, 복수의 DC-DC 변환기; 및
상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 공급 또는 중단하기 위한 전원 공급-중단 제어 신호를 출력하고, 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원이 공급된 후에, 상기 복수의 DC-DC 변환기 각각에 연결된 복수의 인에이블 신호를 출력하는, 전원 제어 프로세서를
포함하며,
상기 전원 제어 프로세서는, 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원이 공급되도록 상기 전원 공급-중단 제어 신호를 제어하고, 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원이 공급된 후에 상기 복수의 DC-DC 변환기에 대한 복수의 인에이블 신호를 지정된 시간 순서에 따라 상기 복수의 DC-DC 변환기로 출력하는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 장치.A power supply for a processor with multiple power levels,
A plurality of DC-DC converters, each of the plurality of DC-DC converters outputs power according to control of an enable signal for each of the plurality of DC-DC converters from an input power level to an output power level of a specified level. A plurality of DC-DC converters; And
Outputs a power supply-stop control signal for supplying or interrupting power to input power of the plurality of DC-DC converters, and after power is supplied to input power of the plurality of DC-DC converters, the plurality of DC- A power control processor that outputs a plurality of enable signals connected to each of the DC converters.
≪ / RTI &
The power control processor controls the power supply-stop control signal so that power is supplied to input power of the plurality of DC-DC converters, and the power is supplied to input power of the plurality of DC-DC converters. Outputting the plurality of enable signals for the DC-DC converters to the plurality of DC-DC converters according to a specified time sequence,
Power supply.
상기 지정된 시간 순서는, 상기 전원 제어 프로세서에 저장되어 설정된 기본 시간 순서이며,
상기 전원 제어 프로세서는, 상기 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서로부터 정상적으로 기동(booting)된 것인지를 부팅 완료 신호 또는 설정된 시간의 경과로부터 확인하고, 기동이 정상적이지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 재 초기화하기 위해, 상기 기본 시간 순서와는 상이한 제 2 시간 순서에 따라 상기 복수의 인에이블 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 장치.The method of claim 1,
The designated time sequence is a basic time sequence stored and set in the power control processor.
The power control processor checks whether the booting is normally started from the processor having the plurality of power levels from a boot completion signal or the elapsed time, and when the startup is not normal, the plurality of power levels. Outputting the plurality of enable signals according to a second time sequence different from the basic time sequence to reinitialize a processor having:
Power supply.
상기 전원 제어 프로세서는, 상기 제 2 시간 순서에 따라 상기 복수의 인에이블 신호의 출력 후에, 기동이 정상적인 것으로 상기 부팅 완료 신호로부터 확인한 경우, 제 2 시간 순서를 상기 기본 시간 순서로 설정하는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 장치.The method of claim 2,
The power control processor sets the second time sequence to the basic time sequence when it is confirmed from the boot completion signal that the startup is normal after outputting the plurality of enable signals according to the second time sequence. doing,
Power supply.
상기 전원 제어 프로세서는, 상기 복수의 DC-DC 변환기의 출력 전원 각각을 수신하고, 수신된 각각의 출력 전원의 레벨을 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 장치.The method of claim 1,
The power control processor may receive each of the output powers of the plurality of DC-DC converters, and determine the level of each of the received output powers.
Power supply.
i) 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 공급하는 단계;
ii) 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원 공급을 중단하는 단계;
iii) 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 재공급하는 단계; 및
iv) 전원 제어 프로세서가 상기 복수의 DC-DC 변환기의 전원 출력을 제어하도록 적어도 하나의 인에이블 신호를 출력하는 단계를 포함하는,
전원 공급 방법.A power supply method for a processor having multiple power levels,
i) powering input power of the plurality of DC-DC converters;
ii) stopping power supply to input power of the plurality of DC-DC converters;
iii) re-powering input power of the plurality of DC-DC converters; And
iv) a power control processor outputting at least one enable signal to control a power output of the plurality of DC-DC converters,
Power supply method.
ii) 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원 공급을 중단하는 단계 및 iii) 상기 복수의 DC-DC 변환기의 입력 전원에 전원을 재공급하는 단계는, 1회 이상 더 수행되는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 방법.6. The method of claim 5,
ii) discontinuing power supply to input power of the plurality of DC-DC converters, and iii) re-powering input power of the plurality of DC-DC converters is performed one or more times. doing,
Power supply method.
iv) 전원 제어 프로세서가 상기 복수의 DC-DC 변환기의 전원 출력을 제어하도록 적어도 하나의 인에이블 신호를 출력하는 단계는,
상기 복수의 DC-DC 변환기에 대한 적어도 하나의 인에이블 신호를 기본 시간 순서(default timing sequence)인 제 1시간 순서에 따라, 상기 복수의 DC-DC 변환기에 출력하는 단계;
상기 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서로부터 정상적으로 기동(booting)된 것인지를 확인하는 단계;
기동이 정상적이지 않은 것으로 확인된 경우, 상기 복수의 전원 레벨을 가진 프로세서를 재 초기화하기 위해, 제 2 시간 순서에 따라 상기 적어도 하나의 인에이블 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전원 공급 방법.The method according to claim 6,
iv) the power control processor outputting at least one enable signal to control the power output of the plurality of DC-DC converters,
Outputting the at least one enable signal for the plurality of DC-DC converters to the plurality of DC-DC converters according to a first time sequence that is a default timing sequence;
Confirming that the processor is normally booted from the plurality of power levels;
Outputting the at least one enable signal in a second time order to reinitialize the processor with the plurality of power levels if the startup is found to be abnormal.
Power supply method.
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