(57)【要約】いくつかの実施形態では、システムが少なくとも１つの電圧コントローラを含んでもよい。電圧コントローラのうちの少なくとも１つは、使用中に、所定の状態の発生を評価してもよい。いくつかの実施形態では、システムが少なくとも第１のキャパシタを含んでもよい。所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために、電圧コントローラのうちの少なくとも１つが少なくとも第１のキャパシタに係合するように、少なくとも第１のキャパシタが、電圧コントローラのうちの少なくとも１つに結合されてもよい。電流の増加がもはや必要なくなったら、少なくとも第１のキャパシタは係合解除されてもよい。少なくとも第１のキャパシタは、係合解除された場合に所定の容量まで充電されてもよい。
2016525330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１の電圧コントローラであって、前記第１の電圧コントローラのうちの少なくとも１つが、使用中に、第１の所定の状態の発生を評価し得る、少なくとも１つの第１の電圧コントローラと、
少なくとも第１のキャパシタであって、前記第１の所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために前記第１の電圧コントローラのうちの少なくとも１つが前記少なくとも第１のキャパシタに係合するように前記第１の電圧コントローラのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも第１のキャパシタと、
を備え、電流の増加がもはや必要なくなった場合に、前記少なくとも第１のキャパシタが係合解除され、かつ前記少なくとも第１のキャパシタが、係合解除された場合に所定の容量まで充電されることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記第１の所定の状態が、結果として電源電圧を低下させるピーク電力イベントを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
使用中に、前記第１の所定の状態の発生を評価するアナログ制御を更に備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
使用中に、前記第１の所定の状態の発生を評価するアナログ制御を更に備え、前記第１の所定の状態は電圧低下を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項５】
使用中に、前記第１の所定の状態の発生を評価するデジタル制御を更に備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
使用中に、前記第１の所定の状態の発生を評価するデジタル制御を更に備え、前記第１の所定の状態は高電力命令の入来を含むことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも第１のキャパシタが、係合解除された場合に、前記システムの平均的なピーク電力要件を増加させないレートで、所定の容量まで充電されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも第１のキャパシタの再充電による電源への負荷を軽減するために、使用中に、前記少なくとも第１のキャパシタの前記充電レートを制御する少なくとも１つの抵抗器を更に備えることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
電力管理ユニットが、使用中に、電流消費の変化によって発生した変動を検知し、かつ前記電力管理ユニットが、前記検知された変動が抑制されるように、前記検知された変動に応じて少なくとも前記第１のキャパシタを係合解除することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが、少なくとも前記第１のキャパシタの電圧レベルを評価し、電力管理ユニットが、前記電圧コントローラが前記第１の所定の状態に応じて不十分な電圧を評価した場合に前記システムに通知することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の所定の状態に応じて、前記システム内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように構成された、電力管理ユニットを更に備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
第１のＣＰＵと、
第２のＣＰＵと、
使用中に、第２の所定の状態の発生を評価し得る第２の電圧コントローラと、
少なくとも第２のキャパシタであって、前記第２の所定の状態が発生した場合に追加電流を前記第２のＣＰＵに供給するために前記第２の電圧コントローラが前記少なくとも第２のキャパシタに係合するように前記第２の電圧コントローラに結合された少なくとも第２のキャパシタであり、電流の増加がもはや必要なくなった場合に前記少なくとも第２のキャパシタが係合解除され、かつ前記少なくとも第２のキャパシタが、係合解除された場合に第２の所定の容量まで充電される、少なくとも第２のキャパシタと、
前記所定の状態のうちの少なくとも１つに応じて、前記システム内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように構成された、電力管理ユニットと、を更に備えることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
少なくとも１つの電圧コントローラを用いて所定の状態の発生を評価することであって、前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが少なくとも第１のキャパシタに結合される、評価することと、
前記所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために、前記少なくとも第１のキャパシタを係合することと、
電流の増加がもはや必要なくなった場合に、前記少なくとも第１のキャパシタを係合解除することと、
前記少なくとも第１のキャパシタを、係合解除された場合に所定の容量まで充電することと、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
係合解除された場合に、前記システムの平均的なピーク電力要件を増加させないレートで、前記少なくとも第１のキャパシタを所定の容量まで充電することを更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
電力管理ユニットを用いて、電流消費の変化によって発生した変動を検知することを更に含むことを特徴とする、請求項１３から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動的なピーク電力管理のためのシステム及び方法に関する。より詳細には、本明細書で開示されるいくつかの実施形態は、高性能組み込みマイクロプロセッサクラスタに対するピーク電力管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハンドヘルド組み込みシステム用の電源は、典型的には、コストと、フォームファクタと、想定される最も高い性能レベルにおいて持続可能な電流との間で折り合いが付けられている。これにより、価格が最適化された設計を実現しながら、システムの日常の性能要件を維持することが可能になる。
【０００３】
しかしながら、いくつかの適用例及び／又は特別に設計されたテストは、設計上の制限値を超える可能性があるため、システムは、持続可能な供給範囲を超えないように、マイクロプロセッサクラスタの性能を調節する必要がある。
【０００４】
制限された継続時間に対するピーク性能を実現し、かつ突入電流イベントを緩衝するために、チップパッケージ及び基板レベルのキャパシタが用いられる。これらは、電源の調節が需要に追い付く前に、ピーク電流を出力する。ピーク性能イベントが発生するたびに、電源はこれらのシステムキャパシタを再充電し、その分が電源のベース負荷に加わる。電源がこの需要を満たすことができない場合、システムは電圧降下を経験する。システムの障害を回避するために、プロセッサシステムの電圧及び周波数に対する動作余裕が追加される。
【０００５】
このＣＰＵの電力要件と電源のスチフネス（stiffness）との間の競い合いによって、部品表の項目は増加するが、それが平均的なシステム性能に寄与することはない。電力供給能力及びシステムの動作余裕を増加させずにピーク電力を低減することは、これまで、電力集中命令のディスパッチ時間において電力を予測的に推定し、その予測に基づき電力集中命令に対するディスパッチレートを制御すること、及びインフライト命令に基づきアドホックにディスパッチレートを低下させるか、又はクロックディザリングを実行するために、ＣＰＵコア供給ラインにおいて電圧降下センサを用いることによって実現されてきた。そのような方法はシステムを改善するが、有効なデカップリングキャパシタンスと電源のスチフネスとの間の比率には影響を与えない。したがって、電源は依然として、著しい電圧降下を防止するために、全てのピーク放電キャパシタンスを時間どおりに再充電する必要がある。
【０００６】
このため、少なくとも電力管理ユニット及び／又は能動的にピーク電力需要を低減する方法を含むシステムが強く望まれるだろう。
【発明の開示】
【０００７】
概して、本明細書に記載されているシステム及び方法の利点は、電源のスチフネスを緩和しながらも、システムが引き続き高電力命令のピーク性能バーストを提供できるようにすることを含む。本明細書に記載されているシステムを用いると、ピーク電力イベント中の機能性を損なうことなく、より低いコストの電源を用いることができる。以前の世代のパッケージレベルキャパシタ及び供給バンプは、しばしば、ピーク電力キャパシタの配置を評価するために用いられ得る方法である、パワーウイルス診断に基づき寸法決め及び配置されていた。本明細書に記載されているシステムの能動的な制御因子により、パッケージ及び基板レベルのキャパシタンスの量は以前の実装に比べて増加せず、より高いピーク性能がサポートされる可能性がある。
【０００８】
いくつかの実施形態では、システムが１つ以上の電圧降下コントローラ（又はより簡単に言えば、電圧コントローラ）を含んでもよい。電圧コントローラは、集積回路への電力入力上に設けられたキャパシタのサブセットに結合されてもよく、かつ電源電圧の降下を発生させる（又は発生させ得る）ピーク電力イベントを検出してもよい。電圧コントローラは、ピーク電力イベント中に追加電流を供給するために、キャパシタのサブセットに係合してもよく、これは、ピーク電力イベント中の電源電圧の安定性を向上させ得る。引き続いて、サブセットは係合解除及び再充電されてもよい。いくつかの実施形態では、キャパシタを再充電するときの電源に対する負荷を軽減するために、再充電レートが一連の抵抗によって制御されてもよい。電力管理ユニットも含まれてもよい。電力管理ユニットは、所定の状態（パワーゲーティングイベント、電源オンイベント、集積回路内の回路の性能レベルの変化など）に応じて、システム内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように機能してもよい。いくつかの実施形態では、所定の状態に応じて追加のエネルギーを供給するために、電圧の増加が必要になった場合にキャパシタのサブセットが係合される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
以下の詳細な説明は、添付の図面について言及しており、これから、これらの図面について簡単に述べる。
【００１０】
【図１】高性能組み込みマイクロプロセッサクラスタと組み合わせて用いられる２つの電圧コントローラを含むシステムの図の一実施形態を示す図である。
【００１１】
【図２】少なくとも１つの電圧コントローラを用いてピーク電力を管理する方法の図の一実施形態を示す図である。  ＊  ＊  ＊
【００１２】
特定の実施形態を図面において一例として示すとともに本明細書で詳細に説明する。しかしながら、図面及び詳細な説明は、たとえ単一の実施形態を特定の特徴に関して説明するとしても、開示する特定の実施形態に特許請求項の範囲を限定することは意図されていないことを理解されたい。それどころか、当業者に明らかになる、本開示の利点を有する全ての改変例、均等物及び代替物を包含することが意図されている。本開示で提供されている機能の実施例は、別途記載がない限り、例示的な性質のものであって、限定的な目的を意図していない。
【００１３】
本明細書で使用される表題は、構成目的のみに過ぎず、説明の範囲を制限するために使用されることを意味するものではない。本出願全体を通じて使用されるとき、「〜してもよい（ｍａｙ）」という語は、義務的な意味（すなわち、〜なければならない（ｍｕｓｔ）を意味する）ではなく、許容的な意味で使用される（すなわち、〜する可能性を有していることを意味する）。「含む（include、including及びincludes）」という語は、無制限の関係を示し、したがって、「それに限定されないが〜を含む」ことを意味する。同様に、「有する（have、having及びhas）」という語も無制限の関係を示し、したがって、「それに限定されないが〜を有する」ことを意味する。本明細書において使用される「第１の（first）」、「第２の（second）」、「第３の（third）」などの語は、それらの後に続く名詞のラベルとして用いられ、いかなる種類の順序付け（例えば、空間的、時間的、論理的など）も、そのような順序付けが別途明記されている場合を除き、暗示するものではない。例えば、「モジュール基板に電気的に接続された第３のダイ」は、別途指定されていない限り、「モジュール基板に電気的に接続された第４のダイ」が第３のダイよりも前に接続されるシナリオを排除するものではない。同様に、「第２の」特徴は、別途指定されていない限り、「第１の」特徴が「第２の」特徴よりも前に実施されることを要求するものではない。
【００１４】
種々の構成要素は、タスク又はタスク群を実行「するように構成される（configured to）」と説明される場合がある。このような文脈において、「〜するように構成される」とは、動作時にそのタスク又はタスク群を実行する「構造を有する」ことを大まかに意味する広義の表現である。このため、構成要素は、その構成要素が現在タスクを実行していないときでも、そのタスクを実行するように構成可能である（例えば、導電体のセットは、２つのモジュールが接続されていないときでも、モジュールを別のモジュールに電気的に接続するように構成されてもよい）。このような文脈において、「〜するように構成される」とは、動作時にそのタスク又はタスク群を実行する「回路機構を有する」ことを大まかに意味する、構造の広義の表現であり得る。したがって、構成要素は、その構成要素が現在動作していないときであっても、タスクを実行するように構成可能である。一般に、「ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ  ｔｏ（構成される）」に対応する構造を形成する回路は、ハードウェア回路を含められる。
【００１５】
説明上の便宜のために、種々の構成要素がタスク又はタスク群を実行するものとして説明される場合がある。このような説明は、「〜するように構成される」という語句を含むと解釈されるべきである。１つ以上のタスクを実行するように構成される構成要素を表現することは、米国特許法第１１２条、第６段落の構成要素についての解釈を行使しないことを明示的に意図している。
【００１６】
本開示の範囲は、本願で取り組まれている問題の一部又は全てを軽減するかどうかに関係なく、本願で（明示的又は暗黙的に）開示されている全ての機能若しくはそれら機能の組み合わせ、又はそれらの一般化を含む。したがって、新しい特許請求は、本願のこのような機能の組み合わせに対する本願（又は、本願に対する優先権を主張する出願）の手続き中に策定し得る。特に、特許請求の範囲に関しては、従属クレームの機能は独立クレームの機能と組み合わされる場合があり、それぞれの独立クレームの機能は、任意の適切な方法で、かつ、単に特許請求の範囲で列挙されている特定の組み合わせではない形で組み合わされる場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本明細書は、「一実施形態」又は「ある実施形態」に対する参照を含む。「一実施形態では」又は「ある実施形態では」の表現の外観は、必ずしも同じ実施形態を参照しない。特定の機能、構造又は特性は、本開示に整合する任意の好適な方法で組み合わせ得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、システムは少なくとも１つの電圧コントローラを含んでもよい。図１は、２つの電圧コントローラ１５０ａ〜ｂを含むシステム１００（例えば、高性能組み込みマイクロプロセッサクラスタ）の図の一実施形態を示す。図２は、少なくとも１つの電圧コントローラ１５０を用いてピーク電力を管理する方法の図の一実施形態を示す。電圧コントローラのうちの少なくとも１つは、使用中に、所定の状態の発生を評価してもよい（３００）。いくつかの実施形態では、システムが少なくとも第１のキャパシタ１２０を含んでもよい。所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために、電圧コントローラのうちの少なくとも１つが少なくとも第１のキャパシタに係合するように（３１０）、少なくとも第１のキャパシタが、電圧コントローラのうちの少なくとも１つに結合されてもよい。電圧コントローラは、集積回路への電力入力上に設けられたキャパシタ（例えば、第１のキャパシタ１２０）のサブセットに結合されてもよく、かつ電源電圧の降下を発生させる（又は発生させ得る）ピーク電力イベントを検出してもよい。電圧コントローラは、ピーク電力イベント中に追加電流を供給するために、キャパシタのサブセットに係合してもよく、これは、ピーク電力イベント中の電源電圧の安定性を向上させ得る。
【００１９】
電流の増加がもはや必要なくなったら、少なくとも第１のキャパシタは係合解除されてもよい（３２０）。少なくとも第１のキャパシタは、係合解除された場合に所定の容量まで充電されてもよい（３３０）。いくつかの実施形態では、キャパシタを再充電するときの電源に対する負荷を軽減するために、再充電レートが一連の抵抗によって制御されてもよい。電力管理ユニットも含まれてもよい。電力管理ユニットは、所定の状態（パワーゲーティングイベント、電源オンイベント、集積回路内の回路の性能レベルの変化など）に応じて、システム内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように機能してもよい。いくつかの実施形態では、電圧の増加が必要になった場合に、所定の状態に応じて追加のエネルギーを供給するために、キャパシタのサブセットが係合される。
【００２０】
いくつかの実施形態では、キャパシタ１２０ａ〜ｂが電力スイッチ１３０ａ〜ｂの別のセットに結合されてもよい。電力スイッチは、キャパシタ１２０ａ〜ｂをＣＰＵ  １４０ａ〜ｂにそれぞれ結合してもよい。方法は、電圧の増加がもはや必要なくなった場合に、少なくとも第１のキャパシタを係合解除することを含んでもよい（３２０）。
【００２１】
電力スイッチ１２０ａ〜ｂは、１つ以上のＣＰＵ  １４０ａ〜ｂに対するパワーゲーティング全体の一部を形成してもよいが、いくつかの実施形態では、ＣＰＵが特定の電圧降下範囲を超えるか、又は予測電力消費が所与の閾値を超えた場合に、電力スイッチが係合されてもよい。特定の電圧降下範囲は、インフライト命令に基づきアドホックにディスパッチレートを低減するか、又はクロックディザリングを実行するために、ＣＰＵコア供給ラインにおいて電圧コントローラを用いることによって実現されてもよい。予測電力消費は、電力集中命令のディスパッチ時間において予測的に電力を推定すること、及び予測に基づきディスパッチレートを制御することによって実現されてもよい。
【００２２】
キャパシタ１２０ａ〜ｂの追加電荷は、インフライト命令の完了時間を埋め、かつキャパシタの寸法によっては、ＣＰＵによって提供される最大性能時間の延長を提供し得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、システムが、少なくともキャパシタ１２０ａ〜ｂの電圧レベルを評価する、電圧コントローラ１５０ａ〜ｂを含んでもよい。電力管理ユニット１１０は、電圧コントローラが、所定の状態に応じて不十分な電圧を評価した場合に、そのことをシステムに通知してもよい（いくつかの実施形態では、電圧コントローラがシステムへの通知を行ってもよい）。電圧降下コントローラは、ピーク電力キャパシタ１２０ａをアクティブにするとともに、キャパシタ内の使用可能な電荷に基づく高電力命令の量を低減するために、ＣＰＵ  １４０ａの命令ディスパッチ制御に影響を与えてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、少なくとも第１のキャパシタは、係合解除された場合に、システムの平均的なピーク電力要件を増加させないレートで、所定の容量まで充電される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、方法が、少なくとも第１のキャパシタを、係合解除された場合に所定の容量まで充電することを含んでもよい（３３０）。いくつかの実施形態では、これらのピーク電力キャパシタを再充電することが、電源１７０に結合された充電用抵抗器１６０ａ〜ｂを介して実現されてもよい。抵抗器１６０は、充電電流を制限してもよく、電源を追加の大電流から解放するために重要である。電源のサイズは、本明細書に記載されているシステム及び方法を用いて低減されてもよく、それにより、サイズ及び／又は装置に関連するコストが低減される。
【００２６】
いくつかの実施形態では、高性能バーストが実行され得る頻度と、電源が供給し得るオーバーヘッド充電電流の量との間のトレードオフに基づいて、抵抗器が寸法決めされてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ＣＰＵ  １４０ａ〜ｂを電力源１７０のキャパシタ１２０ｅに結合するキャパシタ１２０ｃ〜ｄに加えて、ピーク電力キャパシタ１２０ａ〜ｂが用いられる。いくつかの実施形態では、キャパシタ１２０ｃ〜ｄが、電力スイッチ１３０ｃ〜ｄの別のセットにそれぞれ結合されてもよい。電力スイッチは、キャパシタ１２０ｃ〜ｄをＣＰＵ  １４０ａ〜ｂにそれぞれ結合してもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、一時的な性能バーストのための高電力命令の既定の時間枠をサポートするようにシステムが寸法決めされてもよく、かつ電圧コントローラ１５０が、パワーウイルスアプリケーションの即時的な影響を回避し、かつＣＰＵスループットの制御された低下を保証する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、システムが、使用中に所定の状態の発生を評価する、デジタル制御１９０ａ〜ｂを含んでもよい。所定の状態は、高電力命令の入来を含む。いくつかの実施形態では、デジタル制御が電圧制御１５０に結合されてもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、システムが、使用中に所定の状態の発生を評価する、アナログ制御１８０ａ〜ｂを含んでもよい。所定の状態は、電圧の低下を含む。いくつかの実施形態では、アナログ制御が電圧制御１５０に結合されてもよい。
【００３１】
電圧制御は、ピーク電力キャパシタ内の電荷の使用を最適なものに調整するために、デジタル制御及び／又はアナログ制御と通信してもよい。電圧制御は、追加の電力が再度必要とされた場合にキャパシタが対応することができるように、ピーク電力キャパシタの使用後の再充電を保証してもよい。電圧制御は、単独で又は電力管理ユニットと組み合わせて、ピーク電力キャパシタからの追加エネルギーを要求する命令が実行され得るかどうかを、ピーク電力キャパシタが適切に充電されているかどうかに応じて、システムが関連付けられている機器に通知してもよい。
【００３２】
システムの要件に基づき、デジタル制御及び／又はアナログ制御がシステムに関連付けられてもよいことに注意されたい。いくつかの実施形態では、デジタル制御及びアナログ制御の両方が用いられてもよい。いくつかの実施形態では、デジタル制御又はアナログ制御が用いられてもよい。
【００３３】
より高速な回路が、ますます高い密度で集積されている。その結果、オンチップの電源−接地の電圧変動が、ＩＲドロップ、Ｌ  ｄｉ／ｄｔノイズ、又はＬＣ共振によって大幅に増加している。電源−接地の完全性は、今後の高性能回路を設計する上で重要な課題となる。供給電圧が１０％変動すると、タイミングの不確実性は１０％を超える場合がある。電力を低減するために、しばしば回路ブロックのゲーティングが導入されるが、この場合、電流の突発的な変化が発生しやすくなり、かつ顕著なＬ  ｄｉ／ｄｔノイズが発生する。インダクタンスはオンチップ固有のデカップリングキャパシタ及び誤挿入されたデカップリングキャパシタとも共振し、かつＬＣ共振を発生させる。大きな電流変動は、より多くの電力消費、及びエレクトロマイグレーションなどの信頼性に関する問題を引き起こし得る。
【００３４】
配線を通って流れる電流の突発的な変化は、その配線に対して、かつインダクタンスによって隣の配線に対しても、急激な電圧の変化を誘発する。これらの配線がオンチップ電源−接地ネットワークの一部である場合、誘発された電圧変動は、Ｌ  ｄｉ／ｄｔノイズと呼ばれる。回路内では、ゲート切り替えによって電流スパイクが発生する。
【００３５】
多重プロセッサシステムでは、全体的な電源負荷に基づき抵抗器が調整されてもよい。例えば、１つ以上のパワーゲーティングされたコアが、最も高いピーク性能のために、抵抗器を稼動中のＣＰＵに対してブリッジすることを可能にしてもよい。電圧コントローラ１５０は、キャパシタ１２０ａの充電レベルを監視するか、又はキャパシタ１２０ａにおいてＣＰＵの供給電圧レベルに達するまで、抵抗器１６０の再充電時間に対して予めプログラムされた時定数の時間だけ待機する。ピーク電力キャパシタ１２０ａが少なくとも最小許容可能レベルまで再充電された後、高電力命令のディスパッチレートが増加されてもよい。
【００３６】
いくつかの実施形態では、電力管理ユニットが、電流消費の変化によって発生した変動を検知する。電力管理ユニットは、検知された変動が抑制されるように、検知された変動に応じて少なくともキャパシタ１２０ａ〜ｂを係合解除してもよい。同時に作動される電力スイッチの細分性が、ピーク電力キャパシタ１２０ａ〜ｂの電圧降下及び放電の細かな制御を可能にし、これにより、高電力命令が引き起こすｄｉ／ｄｔの変化による、ダイ及びパッケージレベルの供給ラインの変動を制御することが可能になる。これらの変動は、ピーク電力キャパシタの放電よりも大幅に短い時間尺度で発生する。十分に高速な電圧降下センサは、変動を抑制する及び／又は消滅させるために、イネーブルするピーク電力キャパシタスイッチの数を調節する。
【００３７】
概して、本明細書に記載されているシステム及び方法の利点は、電源のスチフネスを緩和しながらも、システムが引き続き高電力命令のピーク性能バーストを提供できるようにすることを含む。パワーゲーティング方法は、パワーゲート電圧降下制御と組み合わせて用いられる。以前の世代のパッケージレベルキャパシタ及び供給バンプは、しばしば、ピーク電力キャパシタの配置を評価するために用いられ得る方法である、パワーウイルス診断に基づき寸法決め及び配置されていた。システムの能動的な制御因子により、パッケージ及び基板レベルのキャパシタンスの数値は、以前の実装に比べて増加しない可能性がある。
【００３８】
本発明の種々の態様の更なる変更及び代替実施形態は、この説明を参照することにより、当業者には明らかになるであろう。したがって、この説明は単なる例示とみなすべきであり、その目的は、本発明の一般的な実施方法を当業者に教示することである。本明細書に図示及び説明されている本発明の形態は、現時点で好適な実施形態として解釈すべきであることを理解されたい。本明細書に例示及び説明されている要素及び材料は、他のものに置き換えることができ、部品及び工程は相互に入れ替えることができ、本発明の一部の特徴は単独で利用することができる。これら全てのことは、本発明のこの説明から利益を得た当業者には明らかになるであろう。本明細書で説明されている要素は、以下の請求項で説明されている本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく変更することができる。
【図１】
2016525330.tif 000003
【図２】
2016525330.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月6日(2016.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電圧コントローラであって、前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが、使用中に、所定の状態の発生を評価し得る、少なくとも１つの電圧コントローラと、
少なくとも第１のキャパシタであって、前記所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが前記少なくとも第１のキャパシタに係合するように前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つに結合された少なくとも第１のキャパシタと、を備え、電流の増加がもはや必要なくなった場合に前記少なくとも第１のキャパシタが係合解除され、かつ前記少なくとも第１のキャパシタが、係合解除された場合に所定の容量まで充電されることを特徴とする、システム。
【請求項２】
前記所定の状態が、結果として電源電圧を低下させるピーク電力イベントを含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
使用中に、前記所定の状態の発生を評価するアナログ制御を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
使用中に、前記所定の状態の発生を評価するアナログ制御を更に備え、前記所定の状態は電圧低下を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
使用中に、前記所定の状態の発生を評価するデジタル制御を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
使用中に、前記所定の状態の発生を評価するデジタル制御を更に備え、前記所定の状態は高電力命令の入来を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも第１のキャパシタが、係合解除された場合に、前記システムの平均的なピーク電力要件を増加させないレートで、所定の容量まで充電されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも第１のキャパシタの再充電による電源への負荷を軽減するために、使用中に、前記少なくとも第１のキャパシタの前記レートを制御する少なくとも１つの抵抗器を更に備えることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
電力管理ユニットが、使用中に、電流消費の変化によって発生した変動を検知し、かつ前記電力管理ユニットが、前記検知された変動が抑制されるように、前記検知された変動に応じて少なくとも前記第１のキャパシタを係合解除することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが、少なくとも前記第１のキャパシタの電圧レベルを評価し、電力管理ユニットが、前記電圧コントローラが前記所定の状態に応じて不十分な電圧を評価した場合に前記システムに通知することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記所定の状態に応じて、前記システム内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように構成された電力管理ユニットを更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
装置であって、
第１のＣＰＵと、
第２のＣＰＵと、
使用中に、第１の所定の状態の発生を評価し得る第１の電圧コントローラと、
少なくとも第１のキャパシタであって、前記第１の所定の状態が発生した場合に追加電流を前記第１のＣＰＵに供給するために前記第１の電圧コントローラが前記少なくとも第１のキャパシタに係合するように前記第１の電圧コントローラに結合された少なくとも第１のキャパシタであり、電流の増加がもはや必要なくなった場合に前記少なくとも第１のキャパシタが係合解除され、かつ前記少なくとも第１のキャパシタが、係合解除された場合に第１の所定の容量まで充電される、少なくとも第１のキャパシタと、
使用中に、第２の所定の状態の発生を評価し得る第２の電圧コントローラと、
少なくとも第２のキャパシタであって、前記第２の所定の状態が発生した場合に追加電流を前記第２のＣＰＵに供給するために前記第２の電圧コントローラが前記少なくとも第２のキャパシタに係合するように前記第２の電圧コントローラに結合された少なくとも第２のキャパシタであり、電流の増加がもはや必要なくなった場合に前記少なくとも第２のキャパシタが係合解除され、かつ前記少なくとも第２のキャパシタが、係合解除された場合に第２の所定の容量まで充電される、少なくとも第２のキャパシタと、
前記第１及び／又は第２の所定の状態に応じて、前記装置内で供給される電圧を新しい電圧レベルに変更するための要求を送信するように構成された電力管理ユニットと、を備えることを特徴とする、装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの電圧コントローラを用いて所定の状態の発生を評価することであって、前記電圧コントローラのうちの少なくとも１つが少なくとも第１のキャパシタに結合される、評価することと、
前記所定の状態が発生した場合に追加電流を供給するために、前記少なくとも第１のキャパシタを係合することと、
電流の増加がもはや必要なくなった場合に、前記少なくとも第１のキャパシタを係合解除することと、
前記少なくとも第１のキャパシタを、係合解除された場合に所定の容量まで充電することと、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
アナログ制御を用いて前記所定の状態の発生を評価することを更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
アナログ制御を用いて前記所定の状態の発生を評価することを更に含み、前記所定の状態が電圧低下を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
デジタル制御を用いて前記所定の状態の発生を評価することを更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
デジタル制御を用いて前記所定の状態の発生を評価することを更に含み、前記所定の状態が高電力命令の入来を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
係合解除された場合に、システムの平均的なピーク電力要件を増加させないレートで、前記少なくとも第１のキャパシタを所定の容量まで充電することを更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
電力管理ユニットを用いて、電流消費の変化によって発生した変動を検知することを更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記電圧コントローラを用いて少なくとも前記第１のキャパシタの電圧レベルを評価することと、
電力管理ユニットを用いて、前記電圧コントローラが前記所定の状態に応じて不十分な電圧を評価した場合に、システムに通知することと、を更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【国際調査報告】
2016525330.tif 000005
2016525330.tif 000006