[发明专利]数字电源闸控的集成电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源闸控，特别涉及一种数字化地控制一电路的一闸控供给电压，该电路包括快速且平缓地调降供给电压，调降的供给电压足以使该电路维持本身的状态并减少漏电流，并在恢复操作下，快速且平缓地增加供给电压。

背景技术

互补式MOS(COMS)电路消耗较少的功率，并且相较于其它型式的集成电路更为密集，故CMOS技术变成数字电路中主要的类型。CMOS电路具有N型通道的装置(NMOS)与P型通道的装置(PMOS)的组合或是多个晶体管，根据设计、尺寸、材料及制程的不同，每一晶体管的栅极与源极间具有一相对应的临界电压。集成电路的设计及制造技术减少了操作电压及装置尺寸。当装置尺寸及电压电平减少时，每一装置的通道长度及氧化层厚度都会被减少。制造过程中，若改变栅极材料时，可降低临界电压，但却会增加漏电流。漏电流是指当栅极与源极间的电压小于CMOS装置的临界电压时，漏极与源极间的流动电流。在已知的动态环境架构中，漏电流造成总功率损耗的15％～30％。

在特定的时间周期中和/或在特定的情况下，CMOS电路或CMOS电路的局部电路可能不需正常工作，因而被闲置。由于流动的漏电流消耗宝贵的功率，因此，若维持全电源予闲置的电路实在是浪费且没有效率。对于CMOS技术而言，藉由减少CMOS装置的基极(bulk)电压或是基体(body)连接的电压，可减少漏电流。然而对于目前的40nm及28nm的CMOS技术而言，已知的方法无法有效地减少漏电流。

发明内容

本发明提供一种集成电路，其包括一整合供给总线、一闸控供给总线、一功能电路、至少一可编程装置以及一数字电源控制系统。功能电路具有一电压供给输入端，用以耦接闸控供给总线。可编程装置存储至少一编程控制参数。数字电源控制系统包括闸控装置以及一电源闸控系统。每一闸控装置具有一电流端对以及一控制端。每一电流端对耦接于整合供给总线与闸控供给总线之间。电源闸控系统控制一数字控制数值，用以控制闸控装置。电源闸控系统藉由调整数位控制数值，以执行一电源闸控操作，用以使闸控供给总线的电压与整合供给总线的电压有关。藉由编程控制参数调整电源闸控操作。

电源闸控系统可能包括一电源闸控制器。该电源闸控制器根据编程控制参数，在许多差异增益数值中进行选择，用以在电源闸控下，降低闸控供给总线的电压。电源闸控系统可能包括一电源闸控制器。电源闸控制器根据编程控制参数，在许多加总增益数值中进行选择，用以在电源闸控下，增加闸控供给总线的电压。电源闸控系统可能包括一电源闸控制器。电源闸控制器根据编程控制参数，在许多加总恢复增益数值中进行选择，用以在恢复操作下，增加闸控供给总线的电压。

电源闸控系统可能包括一电源闸控制器。电源闸控制器根据编程控制参数，在许多停止数值中进行选择，当数字控制数值达一选择停止数值时，中止一恢复操作。

电源闸控系统可能包括一时钟控制器。时钟控制器提供一时钟信号，用以控制数字控制数值的一调整比例。时钟控制器可能根据编程控制参数，改变调整比较，用以在闸控供给总线的电压达每一电压电平时，改变时钟信号的周期。时钟控制器可能根据编程控制参数，选择时钟信号的一固定周期，用以在一恢复操作下，增加闸控供给总线的电压。

电源闸控系统可能包括一数字调整器。在许多连续调整周期的每一个后，数字调整器整合一数字调整数值以及数字控制数值，用以改变闸控供给总线的电压。电源闸控系统可能还包括一增益选择逻辑。增益选择逻辑根据编程控制参数，从数字控制数值的许多位移结果中选择一个作为数字调整数值。增益选择逻辑可能包括一差异选择逻辑以及一加总选择逻辑。在电源闸控下，差异选择逻辑根据一可编程差异增益数值，从数字控制数值的许多位移结果中选择一个作为一选择异差调整数值。在电源闸控下，加总选择逻辑根据一可编程加总增益数值，从数字控制数值的许多位移结果中选择一个作为一选择加总调整数值。增益选择逻辑可能包括一恢复增益选择逻辑。在一恢复操作下，恢复增益选择逻辑根据一可编程恢复增益数值，从数字控制数值的许多位移结果中选择一个作为一选择加总调整数值。