[发明专利]一种控制芯片电源开断装置及其操作方法

说明书

本发明提供了一种控制芯片电源开断装置及其操作方法。所述控制芯片电源开断装置包括控制寄存器、逻辑控制电路和电源开关，其中，控制寄存器包括N个特殊寄存器；2≤N≤6；特殊寄存器包括写使能产生电路、选择器和D触发器，写使能产生电路连接选择器，选择器连接D触发器；逻辑控制电路包括N个电源请求产生电路和N个电源开关，N个电源请求产生电路依次一一对应并连接N个电源开关，N个电源开关分别输出各自电源。本发明具备电源域开关选择功能，通过特殊寄存器选择要关闭或开启的电源域，在特殊寄存器的配置下，相继开启或者关闭选中的电源域，从而降低芯片整体功耗，并达到减少瞬时电流冲击的目的。

技术领域

本发明涉及集成电路数字设计技术领域， 尤其涉及一种控制芯片电源开断装置及其操作方法。

背景技术

随着消费电子对功耗的要求日趋严格，低功耗技术是SOC设计上必不可少的一个环节。目前成熟的低功耗技术包括，门控技术，多阈值电压技术，电源关断技术等。其中电源关掉技术是在部分数字逻辑不需要工作时关断其电源，以达到节省功耗的目的。

如图1所示，为现有的芯片电源开断装置结构图。电源开关器件的功能是接收到电源使能信号后，开启与之相连的模块器件电源VCC。每个电源域具有独立的请求信号（pw_gating_req）和响应信号（pw_gating_ack）。例如：pw_gating_req=1’b1代表电源关闭请求；pw_gating_ack=1’b1代表电源操作完成，每个电源开关之间相互独立。当多个电源同时开启或关闭时，例如：芯片从休眠中唤醒同时开启货关闭电源，就会引起电流冲击，不仅耗费电源，而且会损害芯片内的器件。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种控制芯片电源开断装置及其操作方法，在电源开关过程中通过串行方式，对需控制的电源域进行电源开启或关闭，并具备电源域开关选择功能，通过特殊寄存器选择要关闭或开启的电源域，从而降低芯片整体功耗，减少瞬时电流冲击。

为了达到上述技术目的，本发明所采用的技术方案是：

一种控制芯片电源开断装置，其特征在于，所述电源开断装置包括控制寄存器、逻辑控制电路和电源开关，其中，控制寄存器包括N个特殊寄存器；2≤N≤6；特殊寄存器连接逻辑控制电路，逻辑控制电路输出电源；

特殊寄存器包括写使能产生电路、选择器和D触发器，写使能产生电路连接选择器，选择器连接D触发器；

逻辑控制电路包括N个电源请求产生电路和N个电源开关，N个电源请求产生电路依次一一对应并连接N个电源开关，N个电源开关分别输出各自电源；

N个特殊寄存器中的N个D触发器依次一一对应并连接N个电源请求产生电路；

所述电源开断装置工作时，外部的写信号sfr_wr和地址信号sfr_addr输入写使能产生电路，当地址信号sfr_addr等于特殊寄存器SFRPD地址并且写信号sfr_wr为高电平时，写使能产生电路输出写使能信号wr，写使能信号wr信号进入选择器进行判断；若判断写使能信号wr有效，外部输入写数据信号sfr_wdata通过选择器到达特殊寄存器SFRPD中D触发器的D端口，则D触发器的Q端口输出特殊寄存器的控制信号；若判断写使能信号wr无效，则特殊寄存器SFRPD中D触发器的Q端口使得写使能信号wr通过选择器到达D触发器的D端口，则D触发器的Q端口输出特殊寄存器的控制信号；

特殊寄存器SFRPD输出的控制信号达到逻辑控制电路中一一对应的电源请求产生电路，电源请求产生电路REG_GEN产生相应的电源请求信号pw_gating_req，相应的电源请求信号pw_gating_req进入并控制相应的电源开关PW，相应的电源开关PW关断或开启相应的电源VCC完成后，相应的电源开关PW产生相应的电源应答信号pw_gateing_ack信号；

外部输入重置信号Reset使能，则特殊寄存器SFRPD的D触发器复位。