[发明专利]配电网络中的功率谐振消除

说明书

背景技术

功率输送/分配网络(PDN)一般需要提供稳定的直流(DC)电压。为向各个逻辑门提供稳定的电压，PDN可能需要管理通过母板、封装互连、封装、集成电路(IC)互连、片上电路，并最终到各个逻辑门和晶体管的功率输送。PDN必须满足各级别特定的约束以便确保正确操作。

半导体和信令接口以及消耗DC电流的许多其它电路可在闲置期间或其它受限使用期间自行断电。对电路DC电流进行功率管理可使PDN在谐振条件运行。此谐振条件可产生不合需要的噪声，影响相关联电路的定时和电压预算，因而限制了系统性能。

通常，可通过降低PDN网络的阻抗剖面(impedance profile)而消除(counter)PDN谐振。阻抗剖面可通过修改母板去耦合、封装去耦合、片上去耦合，通过添加功率引脚等而降低。通过降低阻抗剖面，可使特定谐振峰值处发生的噪声处于容限内。

然而，降低PDN网络的阻抗剖面会产生上述的费用。例如，丝焊封装可能要转换为倒晶封装以降低电感，片上去耦合可能要添加到半导体器件从而增大基片面积等等。

附图说明

通过参照附图阅读公开内容，可最好地理解本发明实施例，其中：

图1示出通过控制操作频率消除谐振的实施例设备。

图2示出通过控制操作频率而消除谐振的实施例系统。

图3是示出通过控制操作频率而消除谐振的实施例方法的流程图。

具体实施方式

在下面的说明中，陈述了许多特定细节。然而，可理解实践本发明可无需这些特定细节。在其它情况下，熟知的电路、结构和技术未详细显示以免混淆对此说明的理解。

说明书对“一个实施例”或“实施例”等的引用指结合该实施例描述的特定特性、结构或特征包括在本发明的至少一个方面中。在说明书中各个位置出现的“在一个实施例中”词语不一定全部指同一实施例。

通常，通过控制操作频率可消除谐振。控制操作频率以消除谐振是低成本的解决方案，可满足噪声目标，并且可在对性能只有轻微影响的情况下实现，即强制控制器避免某些频率会造成更长的等待时间。

例如，实施例可避免高速差分接口(differential interface)，该接口在闲置状态消耗DC电流，并可定期断电以节约电能，降热等。差分接口在PDN的谐振频率处加电(power up)或断电(power down)时会产生大量的噪声。

因此，本实施例可限制在PDN的谐振频率处发生功率循环。在此示例中，新总线设计呈现了新的设计观注，如数据率超出电路中的物理变化，从而又允许新解决方案。虽然数据率在根据摩尔定律而继续增大，但物理尺寸未如此变化，因此，PDN谐振保持在10-100MHz附近。

常规方案吸收PDN谐振的定时/电压影响。在数据率大幅增大时，吸收PDN谐振的定时/电压影响日益成为问题。实施例通常可用于通过简单地避免在电路、链路等的谐振频率处的操作而在多种电路、链路等中限制谐振。

实施例可使用功能模块的数字控制以防止PDN谐振。此外，本实施例可用于降低片上电容(on-die capacitance)，并且它还可提供相对较低成本方案以控制谐振，而无需浪费可用于功能目标(即用于逻辑功能)的宝贵的硅面积。

图1示出通过控制操作频率而消除谐振的实施例100。在图1中，逻辑110与计数器(counter)120和功能单元模块(FUB)140耦合。在此示例中，功能单元模块是模拟模块，但实施例无需受此限制。此外，计数器120和逻辑110示为与从计数器120和逻辑110接收输出的限定器模块130耦合。在实施例中，限定器模块130可以为第二逻辑模块。限定器模块130从逻辑模块110接收输出，并将它与计数器120输出限定在一起，并相应地控制FUB 140。

FUB 140可具有其它输入和输出以发送或接收数据或功率或其它电子信号。虽然图1不同模块是单独显示，但它们的任何组合可位于同一装置、电路等中。例如，计数器120和逻辑110可以为同一IC的一部分，在同一封装中，在同一PCB上等等。

PDN网络可经管理以通过更改网络的无源组件而降低和偏移谐振点。实施例可使用简单的逻辑以消除某些操作区域。

参照图1，逻辑110可操作地启用或禁用电路，以限制电路加电或断电引起的谐振。谐振例如可由于电路在PDN谐振频率处加电和断电而发生在PDN中。实施例不限于图1，并且实际上可用于限制任何功率网中的噪声。