Динамическое управление напряжением и частотой

Динамическое управление напряжением и частотой

Иллюстрации

Показать все

Реферат

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение относится к интегральными микросхемами и, более конкретно, к динамическому управлению напряжением и частотой в интегральной микросхеме.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

По мере роста числа транзисторов на одном "кристалле" интегральной микросхемы и по мере роста рабочей частоты интегральных микросхем продолжает расти важность управления мощностью, потребляемой интегральной микросхемой. Если потребляемая мощность не управляется, удовлетворить тепловым техническим требованиям для интегральной микросхемы (например, обеспечить компоненты, требуемые для достаточного охлаждения интегральной микросхемы во время работы, чтобы остаться в пределах рабочих температур интегральной микросхемы) может быть чрезмерно дорогостояще или даже неосуществимо. Кроме того, в некоторых применениях, таких как устройства c питанием от батарей, управление потребляемой мощностью в интегральной микросхеме может быть ключом к обеспечению приемлемого времени работы от батареи.

Потребляемая мощность в интегральной микросхеме связана с напряжением питания, обеспеченным для интегральной микросхемы. Например, многие цифровые логические схемы представляют двоичную единицу и двоичный нуль как напряжение питания и напряжение земли соответственно (или наоборот). По мере проведения вычислений дискретной логикой во время работы сигналы часто полностью переходят от одного напряжения к другому. Таким образом, мощность, потребляемая в интегральной микросхеме, зависит от величины напряжения питания относительно напряжения земли. Уменьшение напряжения питания в целом приводит к уменьшению потребляемой мощности, но также воздействует на скорость, с которой работают цифровые схемы, и таким образом может быть причиной неправильной работы на данной рабочей частоте (то есть частоте, на которой синхронизирована дискретная логика в интегральной микросхеме) или может уменьшить производительность.

Кроме того, поскольку размеры транзисторов продолжают уменьшаться, токи утечки, которые возникают, когда транзистор не проводит активно ток, стали большим компонентом мощности, потребляемой в интегральной микросхеме. Величина тока утечки, имеющего место в данном транзисторе, как правило, увеличивается линейно с увеличением напряжения питания. Кроме того, при каждом новом полупроводниковом производстве функциональных узлов (при котором уменьшаются размеры транзисторов), ток утечки увеличивается сильнее, чем активные (в состоянии ВКЛЮЧЕНО) токи. Таким образом, по мере использования более совершенных функциональных узлов, ток утечки становится все большей и большей проблемой.

Таким образом, потребляемой мощностью в интегральной микросхеме можно управлять посредством снижения напряжения питания интегральной микросхемы, однако результатом может стать неправильная работа, если напряжение питания снижено слишком сильно. Величина напряжения питания, при которой имеет место неправильная работа для данной рабочей частоты, изменяется от экземпляра к экземпляру для данного устройства интегральной микросхемы. Например, изменения в производственном процессе, используемом для производства интегральной микросхемы, и рабочая температура интегральной микросхемы могут воздействовать на величину напряжения питания, при которой происходит неправильная работа. Соответственно, попытки управлять потребляемой мощностью через напряжение питания были ограничены величинами напряжения питания, которые гарантируют корректную работу на данной частоте для всех допустимых отклонений в производственном процессе и всех допустимых рабочих температур. Как правило, напряжение питания для данной частоты статично указано в спецификации интегральной микросхемы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В варианте воплощения интегральная микросхема содержит логическую схему, локальное устройство управления электропитанием, связанное с логической схемой, и модуль самокалибровки. Локальное устройство управления электропитанием выполнено с возможностью передавать указание о запрошенной величине напряжения питания внешнему источнику питания. Модуль самокалибровки выполнен с возможностью выполнять тест логической схемы и повторять тест на соответственно более низкой запрошенной величине напряжения питания до тех пор, пока тест не приведет к сбою. Самая низкая запрошенная величина напряжения питания, на которой тест проходит успешно, используется для генерации требуемой величины напряжения питания для работы интегральной микросхемы.

В варианте воплощения способ содержит повторение теста логической схемы модулем самокалибровки на соответственно более низких требуемых величинах напряжения питания для интегральной микросхемы, которая включает в себя логическую схему и модуль самокалибровки, до тех пор, пока тест не приведет к сбою. Способ дополнительно содержит модуль самокалибровки, который определяет самую низкую требуемую величину напряжения питания, на которой тест проходит успешно. Еще способ дополнительно содержит модуль самокалибровки, выбирающий самую низкую запрошенную величину напряжения питания для генерации запрошенной величины напряжения питания для работы интегральной микросхемы.

В варианте воплощения интегральная микросхема содержит множество логических вентилей, физически распределенных по участку интегральной микросхемы, который занят логической схемой, которая реализует действие интегральной микросхемы, где множество логических вентилей соединено последовательно; а модуль измерений соединен с первым вентилем в последовательном соединении и последним вентилем в последовательном соединении. Модуль измерений выполненный с возможностью запуска логического перехода в первый вентиль и измерения времени, когда соответствующий переход обнаружен в последнем вентиле. Измеренное время сравнивается с заранее заданным временем для регулировки напряжения питания интегральной микросхемы. В некоторых вариантах воплощения заранее заданное время может быть определено во время процедуры самокалибровки. В некоторых вариантах воплощения заранее заданное время может быть измерено как число тактов, которое требуется импульсу для прохождения через все последовательно включенные логические вентили.

В варианте воплощения способ содержит модуль измерений, который запускает логический переход в первый вентиль последовательного соединения множества логических вентилей, которые физически распределены по участку интегральной микросхемы, которая занята логической схемой, которая реализует действие интегральной микросхемы; и модуль измерений, который измеряет время, когда соответствующий переход обнаружен в последнем вентиле, и при этом измеренное время сравнивается с заранее заданным временем для регулировки напряжение питания интегральной микросхемы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Последующее подробное описание ссылается на сопроводительные чертежи, которые теперь будут кратко описаны.

Фиг.1 является блок-схемой одного варианта воплощения интегральной микросхемы.

Фиг.2 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает один вариант воплощения теста интегральной микросхемы, показанной на фиг.1.

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения модуля самокалибровки, показанного на фиг.1.

Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения интегральной микросхемы, показанной на фиг.1, по изменению частоты работы интегральной микросхемы.

Фиг.5 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает для одного варианта воплощения выполнение самокалибровки в ответ на различные события.

Фиг.6 является блок-схемой другого варианта воплощения интегральной микросхемы.

Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает один вариант воплощения теста интегральной микросхемы, показанной на фиг.6.

Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения интегральной микросхемы по запросу напряжения питания.

Фиг.9 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения интегральной микросхемы, показанного на фиг.6, по изменению частоты работы интегральной микросхемы.

Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает другой вариант воплощения теста интегральной микросхемы, показанной на фиг.6.

Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения модуля компенсации скорости/температуры, показанного на фиг.6.

Фиг.12 является графическим изображением числа экземпляров, которые могут действовать при различных напряжениях питания, и тестовых напряжений, которые могут использоваться в одном варианте воплощения тестирования интегральной микросхемы.

Фиг.13 является графическим изображением числа экземпляров, которые могут действовать при различных напряжениях питания, и тестовых напряжений, которые могут использоваться в другом варианте воплощения тестирования интегральной микросхемы.

Хотя изобретение допускает различные изменения и альтернативные формы, его конкретные варианты воплощения показаны в качестве примера на чертежах, и они будут подробно описаны в настоящем документе. Однако следует понимать, что чертежи и подробное описание к ним не ограничивают изобретение определенной раскрытой разновидностью, напротив, намерение состоит в том, чтобы охватить все модификации, эквиваленты и варианты, находящиеся в пределах существа и объема данного изобретения, заданными в прилагаемой формуле изобретения. Заголовки, используемые в настоящем документе, служат только для организационных целей и не предназначены для ограничения объема описания. Повсюду в настоящей заявке слово "может" используется в разрешительном смысле (то есть означающем наличие потенциала для чего-то), а не обязывающем смысле (то есть означающем необходимость). Точно так же слова "включают в себя", "включая в себя" и "включает в себя" означает включение в себя, а не ограничение чем-то.

Различные модули, схемы или другие компоненты могут быть описаны как "выполненные с возможностью" выполнять задачу или задачи. В таких контекстах "выполненный с возможностью" является широким прочтением конструкции, в целом означающей "имеет электрическую схему, которая" выполняет задачу или задачи во время работы. Таким образом, модуль/схема/компонент может быть выполненным с возможностью выполнять задачу даже когда модуль/схема/компонент в настоящий момент не включен. Вообще, электрическая схема, которая формирует структуру, соответствующую "выполненному с возможностью", может включать в себя аппаратные схемы и/или сохраненные в памяти исполняемые инструкции программы для реализации операции. Память может включать в себя кратковременную память, такую как статическая или динамическая оперативная память и/или энергонезависимую память, такую как запоминающее устройство на оптических или на магнитных дисках, флэш-память, программируемые постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) и т.д. Аналогично различные модули/схемы/компоненты могут быть описаны как выполняющие задачу или задачи для удобства в описании. Такие описания должны интерпретироваться как включающие фразу "выполненные с возможностью". Описание модуля/схемы/компонента, который выполнен с возможностью выполнять одну или более задач, однозначно не предусматривает интерпретацию этого модуля/схемы/компонента согласно абзацу шесть 35 U.S.C. § 112 Свода законов США.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Обращаясь теперь к фиг.1, показана блок-схема одного варианта воплощения интегральной микросхемы 10, связанной с внешним блоком управления питанием (PMU)/источником 12 питания. В изображенном варианте воплощения интегральная микросхема 10 включает в себя логическую схему 14, модуль 16 самокалибровки, локальное устройство 18 управления электропитанием (которое может включать в себя таблицу 20 самокалибровки) и таблицу 22 частоты/напряжения (F/V). Модуль 16 самокалибровки и таблица 22 F/V связаны с локальным устройством 18 управления электропитанием, которое связано с блоком PMU/источником 12 питания для передачи указания о запрошенной величине напряжения питания (запрос VDD). Блок PMU/источник 12 питания связан с интегральной микросхемой 10 для обеспечения напряжения питания (VDD) требуемой величины. Компоненты, изображенные в пределах интегральной микросхемы 10, интегрированы на одной полупроводниковой подложке или кристалле.

Обычно модуль 16 самокалибровки содержит электрическую схему управления наряду с тестом, который должен быть выполнен логической схемой 14. Тест может быть предназначен для отработки известных "критических" хронометражных маршрутов в логической схеме 14. Критический хронометражный маршрут может быть маршрутом через электрическую схему, которая, как ожидается, покажет самую высокую задержку (по сравнению с другими хронометражными маршрутами) от входного перехода до соответствующего выходного перехода, и таким образом будет маршрутом, который ограничивает рабочую частоту, на которой логическая схема 14 будет работать правильно. Природа теста может меняться в зависимости от определения логической схемы 14. Например, если логическая схема 14 включает в себя одно или более ядер процессора, тест может содержать программу, которая должна быть выполнена ядром (ядрами) процессора, наряду с ожидаемым результатом программы (например, подпись). Если логическая схема 14 включает в себя электрическую схему стандартной функции, тест может содержать значения входного сигнала и ожидаемые значения выходного сигнала. В различных вариантах воплощения может быть включена комбинация значений сигнала и инструкций программы.

Электрическая схема в модуле 16 самокалибровки может быть выполнена с возможностью выполнения теста на логической схеме 14 (например, предоставляя инструкции ядру (ядрам) процессора для выполнения и/или управляя сигналами с помощью значений входного сигнала). Электрическая схема в модуле самокалибровки может также быть выполнена с возможностью проверки результата посредством сравнения с ожидаемым значением. Модуль 16 самокалибровки может быть выполнен с возможностью повторения теста и обмена информацией с локальным устройством 18 управления электропитанием для запроса более низких величин напряжения питания для каждого повтора, пока не будет обнаружен неверный результат для повтора. Самая низкая величина напряжения питания, для которой обнаружен корректный результат теста, может быть обеспечена в качестве запрашиваемой величины напряжения питания (или может быть прибавлен некоторый припуск к самой низкой величине напряжения питания, чтобы получить величину, которая будет запрашиваться). Модуль 16 самокалибровки может повторять тест для каждой возможной рабочей частоты или может выполнять тест для данной рабочей частоты в ответ на первый фактический запрос данной рабочей частоты для интегральной микросхемы 10 (например, программным обеспечением).

При использовании модуля 20 самокалибровки в некоторых вариантах воплощения может использоваться меньший припуск, так как самокалибровка происходит с интегральной микросхемой 10, установленной в конкретное устройство, в котором оно будет использоваться (и таким образом некоторые факторы, которые учитываются с помощью припуска, такие как вариации в источнике 12 питания, конструкции платы, монтаже интегральной микросхемы 10 в корпусе, и т.д. в общем и целом устраняются). Кроме того, в некоторых вариантах воплощения вместо того, чтобы тестировать на самое низкое напряжение питания на этапе заводской проверки, в это время могут тестироваться меньшие величины напряжения питания, и таким образом время заводской проверки может быть уменьшено. Кроме того, в некоторых вариантах воплощения модуль 16 самокалибровки может быть активирован в любое время, таким образом автоматически проводя регулировки для учета эффекта старения в интегральной микросхеме 10.

В одном варианте воплощения локальное устройство 18 управления электропитанием может сохранять получающиеся величины напряжения питания, предоставленные модулем 16 самокалибровки, в таблице 20 самокалибровки. Таблица 20 самокалибровки может быть оперативной памятью, синхронными запоминающими устройствами, такими как регистры, или любой другой кратковременной памятью. В соответствии с другим вариантом воплощения может использоваться долговременная память, такая как программируемое ПЗУ, флэш-память, и т.д. После этого, если в таблице 20 самокалибровки обнаруживается запись для данной рабочей частоты, величина напряжения питания, записанная в записи, может быть затребована локальным устройством 18 управления электропитанием.

Таблица 22 F/V может содержать множество записей, в каждой содержится соответствующая рабочая частота для интегральной микросхемы 10 и соответствующая величина напряжения питания для этой частоты. Частота работы может быть частотой генератора тактовых импульсов, которым снабжены синхронные запоминающие устройства в логической схеме 14. Может иметься ряд частот, на которых интегральная микросхема 10 может работать (а переключение между частотами в этом ряду может поддерживаться интегральной микросхемой 10, например, чтобы позволить управление питанием, управление температурой и т.д.). Таблица 22 F/V может быть статической таблицей, записанной во время заводской проверки интегральной микросхемы 10 (например, до монтажа интегральной микросхемы в корпусе, например, во время теста полупроводниковой пластины). В других вариантах воплощения тест может быть выполнен в любой момент до продажи интегральной микросхемы 10 для установки в устройство, или до установки интегральной микросхемы 10 в таком устройстве, в других вариантах воплощения, таблица 22 F/V может быть записана во время самокалибровки, которая может быть выполнена до первого использования устройства, в том числе интегральной микросхемы 10. Таким образом, величина напряжения питания, определенная для каждой частоты в таблице 22 F/V, может иметь соответствующий значительный предохранительный интервал напряжения, чтобы гарантировать корректную работу в случае, когда электрические характеристики корпуса изменяют величину напряжения, чтобы учесть изменение температур (например, тест может быть выполнен при регулируемой температуре, а рабочая температура может быть более высокой или низкой, чем эта температура), чтобы учесть эффекты старения в интегральной микросхеме в течение ее предполагаемого срока эксплуатации и т.д.

Локальное устройство 18 управления электропитанием содержит электрическую схему, которая выполнена с возможностью запрашивать величину напряжения питания от внешнего источника питания (например, блока PMU/источника 12 питания). Как упоминалось ранее, если в таблице 20 самокалибровки обнаружена запись для данной рабочей частоты, локальное устройство 18 управления электропитанием может запросить величину напряжения питания, записанную в той записи. Если никакая запись не найдена в таблице 20 самокалибровки, локальное устройство 18 управления электропитанием может прочитать таблицу 22 F/V для данной рабочей частоты и может запросить эту величину напряжения питания от блока PMU/источника 12 питания (запрос VDD на фиг.1). Запрос может быть представлен в любой желаемой форме. Например, запрос может содержать множество бит, а различным величинам напряжения питания в пределах диапазона поддерживаемых величин присвоен различный код из множества бит.

Локальное устройство 18 управления электропитанием может также быть выполнено с возможностью управления сменой рабочих частот. Например, локальное устройство 18 управления электропитанием может содержать регистр или другое средство, в которое программное обеспечение может делать записи для выбора новой рабочей частоты. Локальное устройство 18 управления электропитанием может обнаружить факт записи и может управлять переходом с текущей рабочей частоты на вновь запрошенную рабочую частоту. Переход может включать в себя изменение запрашиваемого напряжения питания, изменение работы электрической схемы синхронизации (например, повторную синхронизацию системы фазовой автоподстройки частоты (PLL), которая генерирует тактовые импульсы в интегральной микросхеме 10, и т.д.), и т.д. Таким образом, в одном варианте воплощения подробности перехода могут быть отделены от программного обеспечения, которое может просто запросить новую частоту и продолжить работу (например, даже без проверки факта завершения перехода).

Таблица 22 F/V может быть записана в любой желаемой форме. Например, каждая запись в таблице может содержать плавкие предохранители, которые могут быть выборочно расплавлены, чтобы постоянным образом сохранить в записи показание требуемой величины напряжения (например, закодированное как множество бит в записи). В других вариантах воплощения может использоваться любое другое энергонезависимое запоминающее устройство. Таблица 22 F/V может содержать энергонезависимую память, в которую можно записывать посредством обновления встроенного микропрограммного обеспечения устройства, которое включает в себя интегральную микросхему 10.

В некоторых вариантах воплощения тест, который выполняется модулем 16 самокалибровки, может быть программируемым и обновляемым. Такие варианты воплощения могут позволять изменение теста по мере того, как становится доступно больше данных. Например, маршрут, отличный от ранее идентифицированных критических маршрутов, может доминировать или сильно влиять на напряжение питания, на котором интегральная микросхема 10 работает правильно. Тест может быть обновлен для учета недавно обнаруженного критического маршрута. Более того, в некоторых вариантах воплощения тест может быть обновлен для включения в него более подходящей программы для выполнения во время теста.

Обычно логическая схема 14 может включать в себя электрическую схему, которая реализует действие, для которого предназначена интегральная микросхема 10. Например, если конструкция включает в себя один или более процессоров, логическая схема 14 может включать в себя электрическую схему, которая реализует действия процессора (например, вызов команды, декодирование, выполнение и запись результата). Процессоры могут содержать универсальные процессоры и/или графические процессоры в различных вариантах воплощения. Если конструкция включает в себя устройство сопряжения с периферийным интерфейсом, то логическая схема 14 может включать в себя электрическую схему, которая реализует действия устройства сопряжения. Если конструкция содержит другие коммуникационные возможности, такие как пакетные интерфейсы, сетевые интерфейсы и т.д., логическая схема 14 может содержать электрическую схему, реализующую соответствующие возможности. Вообще интегральная микросхема 10 может предназначаться для обеспечения любого набора действий. Обычно логическая схема 14 может содержать любую комбинацию одного или более элементов из следующих: массив памяти, комбинаторная логика, конечные автоматы, триггеры, регистры, другие синхронные запоминающие устройства, специализированные логические схемы, и т.д.

Обычно блок PMU/источник 12 питания может содержать любую электрическую схему, которая способна генерировать величину напряжение питания, указанную в запросе входного напряжения. Например, электрическая схема может содержать один или более стабилизаторов напряжения или другие источники энергии. Блок PMU/источник 12 питания может также содержать электрическую схему управления питанием для системы (которая содержит интегральную микросхему 10) как целого.

Хотя в обсуждении выше упоминалось о запросе величины напряжения питания и о предоставлении блоком PMU/источником 12 питания напряжения запрошенной величины, в обсуждении не подразумевалось, что есть только одно запрашиваемое/подаваемое напряжение. Может иметься множество напряжений питания, которые запрашиваются и подаются в любой данный момент времени. Например, могут иметься отдельные напряжения питания для комбинаторной логической электрической схемы и для электрической схемы памяти в логической схеме 14. Может иметься множество областей напряжения в пределах интегральной микросхемы 10, которые могут включаться и выключаться по отдельности, и каждая область может включать в себя отдельный запрос. Локальное устройство 18 управления электропитанием может питаться отдельно от логической схемы 14. Любое множество из одного или более напряжений питания может запрашиваться и подаваться.

Величина напряжения питания упоминалась выше как запрашиваемая, а напряжение питания запрашиваемой величины как подаваемое. Величина напряжения питания может измеряться относительно опорного напряжения (например, напряжения земли интегральной микросхемы 10, иногда именуемого как VSS). Для удобства нижеследующего описания напряжения могут упоминаться как являющиеся большими или меньшими, чем другие напряжения. Аналогично в настоящем документе может упоминаться измерение напряжения, в таких случаях имеется в виду, что это величина напряжения больше чем (или меньше чем) другое напряжение или то, что измерено.

Обращаясь теперь к фиг.2, показана блок-схема последовательности операций, которая изображает один вариант воплощения тестирования интегральной микросхемы 10, показанной на фиг.1, до монтажа интегральной микросхемы в корпусе. Блоки, показанные на фиг.2, могут выполняться на установке для испытаний (например, приборе для проверки полупроводниковой пластины) во время производства интегральной микросхемы 10.

Тест может начинаться с тестирования для приблизительного определения характеристик интегральной микросхемы 10 (блок 30), используя различные измерения для оценки, является ли интегральная микросхема относительно быстрой, относительно медленной, и т.д. Например, в одном варианте воплощения приблизительное определение характеристик может включать в себя тестирование входного тока интегральной микросхемы 10, в то время как интегральная микросхема 10 находится в установившемся режиме (часто называемое тестированием на отклонения тока в установившемся режиме ("Iddq" тестированием)). Более высокие результаты измерений Iddq могут указывать на более высокую утечку (например, "более быстрый" процесс). Более низкие результаты измерений Iddq могут указывать на более низкую утечку (например, "более медленный" процесс). Iddq тестирование может быть выполнено, например, с максимальным напряжением питания, допустимому для интегральной микросхемы 10. Из приблизительного определения характеристик (и из предыдущих результатов тестирования экземпляров интегральной микросхемы 10), может быть выбран относительно небольшой набор тестовых напряжений питания. То есть на основании напряжений питания, которые обеспечивают надежную работу на предыдущих экземплярах, имеющих похожие приблизительные характеристики, может быть выбрано лишь небольшое количество испытательных напряжений (блок 32). Например, в одном варианте воплощения может быть выбран набор из трех испытательных напряжений. Фиг.12 является графическим изображением распределения экземпляров от быстрого процесса (левая сторона фиг.12) до медленного процесса (правая сторона фиг.12). Как изображено на фиг.12, испытательные напряжения для одного примера могут быть V1, V2 и V3.

Установка для испытаний может включить питание интегральной микросхемы 10 (например, с самым высоким из испытательных напряжений) и может установить тестовую частоту (одна из частот, на которых поддерживается работа интегральной микросхемы 10 - блок 34). Установка для испытаний может выполнять одну или более тестовых последовательностей на интегральной микросхеме 10 для каждого напряжения из множества испытательных напряжений (блок 36) и может выбрать самое низкое испытательное напряжение, для которого все тестовые последовательности проходят успешно (то есть достигнут правильный результат для каждой последовательности - блок 38). Если имеются дополнительные тестовые частоты (например, дополнительные поддерживаемые рабочие частоты для интегральной микросхемы 10, которые еще не были протестированы - блок 40 ветвления, ответвление "да"), то может выбираться и тестироваться следующая частота (блоки 34, 36 и 38). Набор испытательных напряжений может содержать различные напряжения для тестирования для каждой поддерживаемой рабочей частоты, или может выбираться так, чтобы для каждой поддерживаемой рабочей частоты ожидалось по меньшей мере одно напряжение питания, успешно проходящее тесты. Как только тестовые частоты исчерпаны (блок 40 ветвления, ответвление "нет"), установка для испытаний может записывать частоты и величины напряжения в таблицу 22 F/V (блок 42). Например, плавкие предохранители могут быть расплавлены для отображения поддерживаемых частот и соответствующих величин напряжения питания.

Так как число испытательных напряжений ограничено, процесс тестирования, возможно, не определит самое низкое напряжение питания, которое приводит к корректной работе определенного экземпляра интегральной микросхемы 10. Однако время на установке для испытаний может быть ограничено, что может быть важным вообще и особенно если ожидаются большие объемы производства интегральной микросхемы 10.

Обращаясь теперь к фиг.3, блок-схема изображает работу одного варианта воплощения модуля 16 самокалибровки (и локального устройства 18 управления электропитанием) по выполнению самокалибровки. Самокалибровка может быть выполнена неоднократно, как обсуждается более подробно ниже. Хотя блоки показаны в определенном порядке для простоты понимания, могут использоваться иные порядки расположения. Блоки могут выполняться параллельно в комбинаторной логической электрической схеме в модуле 16 самокалибровки и/или локальном устройстве 18 управления электропитанием. Блоки, комбинации блоков и/или блок-схема последовательности операций в целом могут исполняться конвейерным образом за множество тактов.

Модуль 16 самокалибровки может обмениваться информацией с локальным устройством 18 управления электропитанием для указания, что выполняется процесс самокалибровки. В соответствии с другим вариантом воплощения локальное устройство 18 управления электропитанием может инициировать процесс самокалибровки и может таким образом знать, что идет процесс самокалибровки. В любом случае локальное устройство 18 управления электропитанием может запросить величину напряжения питания, которая предоставлена в таблице 22 F/V для тестовой частоты (блок 50). Каждая рабочая частота, которая поддерживается интегральной микросхемой 10, может быть тестовой частотой, например, начиная с самой низкой частоты. Локальное устройство 18 управления электропитанием может установить тестовую частоту (блок 52) и может ожидать, пока интегральная микросхема стабилизируется на тестовой частоте (например, время синхронизации системы фазовой автоподстройки частоты (PLL) и/или время установления для напряжения от блока PMU/источника 12 питания). Модуль 16 самокалибровки может выполнить тест самокалибровки (блок 54) и определить, выдает ли логическая схема 14 верный результат (пройден) или нет (сбой) (блок ветвления 56). Если тест проходит успешно (блок ветвления 56, ответвление "да"), модуль 16 самокалибровки может сообщить это локальному устройству 18 управления электропитанием, который может запросить следующее более низкое напряжение питания (блок 58), и тест может быть выполнен снова (блоки 54 и 56). Тест может повторяться, пока для теста не обнаружен неудачный результат (блоки 54, 56 и 58). Как только обнаружен сбой (блок ветвления 56, ответвление "нет"), локальное устройство 18 управления электропитанием может записать величину самого низкого успешно проходящего напряжения питания в таблице 20 самокалибровки (блок 60). В некоторых вариантах воплощения может быть прибавлен припуск к самому низкому успешно проходящему тест напряжению питания, чтобы получить величину напряжения, которая будет записана в таблице самокалибровки. В соответствии с другим вариантом воплощения, припуск может быть прибавлен при запросе напряжения питания. Если есть дополнительные тестовые частоты, на которых необходимо провести самокалибровку (блок ветвления 62, ответвление "да"), то процесс самокалибровки возвращается к блоку 50 для следующей частоты. В противном случае (блок ветвления 62, ответвление "нет") процесс самокалибровки заканчивается.

Обращаясь теперь к фиг.4, показана блок-схема последовательности операций, которая изображает работу одного варианта воплощения локального устройства 18 управления электропитанием в ответ на запрос по изменению рабочей частоты (например, от программного обеспечения, выполняющегося на интегральной микросхеме 10 или в другом месте в системе, которая содержит интегральную микросхему 10). Хотя блоки показаны в определенном порядке для простоты понимания, могут использоваться иные порядки расположения. Блоки могут выполняться параллельно в комбинаторной логической электрической схеме в локальном устройстве 18 управления электропитанием. Блоки, комбинации блоков и/или блок-схема последовательности операций в целом могут исполняться конвейерным образом за множество тактов.

Локальное устройство 18 управления электропитанием может проверить таблицу 20 самокалибровки на наличие записи, соответствующую новой (запрошенной) рабочей частоте (блок ветвления 70). Если запись найдена (блок ветвления 70, ответвление "да") локальное устройство 18 управления электропитанием может запросить напряжение питания величины, обозначенной в таблице 20 самокалибровки (блок 72). Локальное устройство 18 управления электропитанием может установить новую рабочую частоту (блок 74) и может в некоторых случаях в зависимости от реализации ожидать, пока электрическая схема зафиксируется на новой рабочей частоте (блок 76). С другой стороны, если нет никакой записи в таблице 20 самокалибровки для запрошенной частоты (блок ветвления 70, ответвление "нет"), то локальное устройство 18 управления электропитанием может определить, должна ли быть выполнена самокалибровка для требуемой частоты (блок ветвления 78). Например, блок-схема последовательности операций фиг.3 может быть выполнена с запрошенной частотой как единственной тестовой частотой. Факторы, которые могут влиять на то, выполнять ли самокалибровку во время изменения частоты, могут включать в себя текущую рабочую нагрузку логической схемы 14, общую обстановку в системе (например, температуру, оставшееся время работы от батареи и т.д.). Например, если логическая схема 14 содержит много ядер процессора, и одно из ядер неактивно, самокалибровка может быть выполнена на неактивном ядре процессора. Если система работает на заряде батареи и оставшееся время работы от батареи невелико, выполнение самокалибровки может потратить заряда батареи больше, чем желательно.

Если локальное устройство 18 управления электропитанием решает, что самокалибровка должна быть выполнена (блок ветвления 78, ответвление "да"), то локальное устройство 18 управления электропитанием может вызвать модуль самокалибровки 16 для выполнения самокалибровки (блок 80). Локальное устройство 18 управления электропитанием может тогда запросить напряжение питания, обозначенное в таблице 20 самокалибровки (после завершения самокалибровки - блок 72), установить новую рабочую частоту (блок 74) и в некоторых случаях ожидать фиксации частоты (блок 76).

Если локальное устройство 18 управления электропитанием решает, что самокалибровка не должна быть выполнена (блок ветвления 78, ответвление "нет"), то локальное устройство 18 управления электропитанием может считать таблицу 22 F/V для получения величины напряжения питания и может запросить эту величину напряжения питания (блок 82). Локаль