[发明专利]低功耗系统、低功耗管理模块、方法及芯片

说明书

本发明提供一种低功耗系统、低功耗管理模块、方法及芯片，包括：N个电源控制单元及(N‑1)个隔离单元，第一电源控制单元及各隔离单元设置于不可关断电源域内，第二至第N电源控制单元设置于第一可关断电源域内，N为大于等于2的自然数；其中，第二至第N电源控制单元的输出端分别对应连接各隔离单元的输入端，各隔离单元的输出信号分别控制第二至第N可关断电源域；第一电源控制单元的输出信号控制第一可关断电源域，并为各隔离单元提供隔离控制信号。本发明大大减少了芯片最低功耗工作场景的功耗；可配置任意数量的电源控制单元，移植和修改方便，灵活性大；单个电源控制单元包含硬件和软件两种实现方式，综合了两种方式的优点。

技术领域

本发明涉及功耗管理领域，特别是涉及一种低功耗系统、低功耗管理模块、方法及芯片。

背景技术

随着科学技术的不断发展，功耗已成为电子产品的最重要指标之一。对于芯片来说，由于芯片的面积比较小，如果功耗比较大，则能量密度过大；功耗也会影响芯片内部甚至外部的电源网络架构设计；此外，高功耗会带来温度的提升，直接影响芯片的性能。电源域(Power Domain)关断是目前芯片内部非常有效和广泛应用的低功耗管理方法；功耗管理模块(PMU，Power Management Unit)作为芯片中负责低功耗控制的模块，主要负责控制各电源域上电和关电，是片内电源关断功能控制的中央核心单元。

芯片内一般设置有可关断的电源域和不可关断的电源域，当可关断的电源域全部被关电时芯片功耗达到最低，此时，只有不可关断的电源域处于供电状态，不可关断的电源域内主要包括功耗管理模块PMU，因此，功耗管理模块PMU的功耗一定程度上决定了最低功耗工作场景的功耗。每块电源域的上电和关电的时序几乎完全一样，控制完全独立，可基于电源控制单元(PCU，Power Controller Unit)实现对应电源域的控制；如果需要控制多个电源域，使用多个PCU即可，可以认为功耗管理模块PMU为各PCU的集合。如图1所示，假定某芯片有5个可关断的电源域PD_A、PD_B、PD_C、PD_D、PD_E和1个不可关断的电源域，功耗管理模块PMU包括5个电源控制单元PCU，分别记为PCU_A、PCU_B、PCU_C、PCU_D、PCU_E，对应控制5个可关断的电源域。由于5个电源控制单元的电路完全一样，因此功耗管理模块PMU的面积和功耗可以简单认为是1个电源控制单元PCU的功耗和面积的5倍；如果芯片规模比较大，电源域相对比较复杂，可关断的电源域越多，电源控制单元PCU的数量也越多，导致功耗管理模块PMU的面积和功耗也就越大，相应的芯片最低功耗也就越高。

芯片的低功耗要求是无止境的，关掉尽量多的电路是低功耗设计最有力的途径，如何降低功耗管理模块的功耗，进一步减小芯片面积和功耗，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低功耗系统、低功耗管理模块、方法及芯片，用于解决现有技术中芯片功耗难以降低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低功耗管理模块，所述低功耗管理模块至少包括：

N个电源控制单元及(N-1)个隔离单元，第一电源控制单元及各隔离单元设置于不可关断电源域内，第二至第N电源控制单元设置于第一可关断电源域内，N为大于等于2的自然数；其中，

第二至第N电源控制单元的输出端分别对应连接各隔离单元的输入端，各隔离单元的输出信号分别控制第二至第N可关断电源域；所述第一电源控制单元的输出信号控制所述第一可关断电源域，并为各隔离单元提供隔离控制信号。

可选地，各电源控制单元均包括计数器及状态机；所述计数器用于时序控制，所述状态机连接所述计数器，根据时序进行状态跳转，并输出对应的电源控制信号。