專利名稱：主機(jī)板及其電源控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主機(jī)板及其電源控制裝置，尤其是涉及具有數(shù)個輸入電源的芯片的主機(jī)板及其電源控制裝置。
背景技術(shù)：
隨著科技進(jìn)步，在目前現(xiàn)代化的信息社會中，各種不同的電子信息設(shè)備(例如計算機(jī)、手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)伺服器…等)都需要各種不同的芯片使其操作，因此如何使芯片正常操作，也就成為目前信息產(chǎn)業(yè)最重要的研發(fā)重點(diǎn)之一。
一般而言，各種芯片在硬件上來說都是安裝于電路板(例如印刷電路板)上，目前產(chǎn)業(yè)界為了提高芯片的集成度、減少功率消耗、增加運(yùn)算速度，因此芯片內(nèi)的核心電路(core circuit)都會使用較低的偏壓電壓，且核心電路的電子信號的電壓電平也較低，但芯片內(nèi)部亦會有其他不同性質(zhì)的電路，例如輸出輸入電路(I/O buffer)，則需要較高的電壓電平。舉例說明，一般計算機(jī)的主機(jī)板上都會有一南橋芯片，其內(nèi)部具有多個數(shù)字邏輯(digital logic)，而其所需要的電壓至少包括有3.3伏、2.5伏的電壓電平，因此主機(jī)板至少會配置兩條不同的電源線(例如一3.3伏的電源線與一2.5伏的電源線)連接至南橋芯片，用以提供不同的電壓電平的電壓，以使南橋芯片操作。
理想上兩電源線應(yīng)該同時到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)，使南橋芯片內(nèi)部的數(shù)字邏輯同時操作，但實際上兩電源線達(dá)到穩(wěn)壓狀態(tài)(到達(dá)2.5伏及3.3伏)的時間通常不同，當(dāng)此時間差過大時(例如超過2毫秒)，就可能會造成芯片操作不正常。
因此，如何提供一種避免兩個電源到達(dá)穩(wěn)壓的時間差過長的主機(jī)板及其電源控制裝置，是當(dāng)前的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種縮短兩個電源線到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)的時間差的主機(jī)板及其電源控制裝置。
因此，為達(dá)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的電源控制裝置與一第一電源線及一第二電源線配合，且第一電源線及第二電源線分別電連接至一芯片，以便透過第一電源線提供一第一電壓電平至芯片，并透過第二電源線提供一第二變壓電平至芯片。電源控制裝置包含一比較單元、一控制單元、一開關(guān)單元；在本發(fā)明中，比較單元分別電連接第一電源線及第二電源線且依據(jù)一參考信號、第一電壓電平與第二電壓電平，產(chǎn)生一比較信號；控制單元電連接比較單元，用以接收比較信號，且依據(jù)比較信號產(chǎn)生一控制信號；開關(guān)單元電連接控制單元，且依據(jù)控制信號而開啟/關(guān)閉，以短路/斷路第一電源線及第二電源線。
另外，本發(fā)明亦揭露一種主機(jī)板，其包含一芯片、一第一電源線、一第二電源線、一比較單元、一控制單元和一開關(guān)單元。在本發(fā)明中，第一電源線及第二電源線分別用以提供一第一電壓電平及一第二電壓電平至芯片；比較單元分別電連接第一電源線與第二電源線，并且依據(jù)一參考信號、第一電壓電平與第二電壓電平，產(chǎn)生一比較信號；控制單元電連接比較單元，用以接收比較信號，且依據(jù)比較信號產(chǎn)生一控制信號；開關(guān)單元電連接控制單元，且依據(jù)控制信號而開啟/關(guān)閉，以短路/斷路第一電源線與第二電源線。
承上所述，因依本發(fā)明的主機(jī)板及其電源控制裝置，利用一比較單元、一控制單元和一開關(guān)單元來控制第一電源線與第二電源線兩者之間短路/斷路，所以能夠有效避免第一電源線與第二電源線到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)的時間差過大，而能夠使得芯片操作正常。


圖1A為本發(fā)明優(yōu)選實施例的主機(jī)板及其電源控制裝置的方塊圖；圖1B為本發(fā)明優(yōu)選實施例的主機(jī)板及其電源控制裝置的電路圖；以及圖2為圖1B中的電源控制裝置操作時，第一電源線與第二電源線變化的時序圖。
元件符號說明
1-主機(jī)板10-電源控制裝置101-比較單元1011-第一比較器1012-第二比較器103-控制單元105-開關(guān)單元107-參考電源11-第一電源線13-第二電源線15-芯片91-第一電壓電平92-第二電壓電平R1-第一電阻R2-第二電阻G-柵極S-源極D-漏極Vcc-直流電壓Np1-節(jié)點(diǎn)具體實施方式
以下將參照相關(guān)圖式，說明依本發(fā)明優(yōu)選實施例的主機(jī)板及其電源控制裝置。
請參考圖1A以及圖1B所示，為本發(fā)明優(yōu)選實施例的主機(jī)板及其電源控制裝置的方塊圖以及電路圖。在本實施例中，主機(jī)板1內(nèi)具有一電源控制裝置10(如虛線方塊所示)，且主機(jī)板1可為一計算機(jī)主機(jī)板。
主機(jī)板1包含一電源控制裝置10、一第一電源線11、一第二電源線13和一芯片15。
其中，芯片15是設(shè)置于主機(jī)板1上的一半導(dǎo)體芯片，例如南橋芯片或北橋芯片，且芯片15內(nèi)部具有多個數(shù)字邏輯(圖未示)，其主要用來執(zhí)行數(shù)據(jù)運(yùn)算及資料處理等，且芯片15內(nèi)的多個數(shù)字邏輯可能分別需要3.3伏或是2.5伏的電壓電平，亦即芯片15可能同時需要3.3伏及2.5伏的電壓電平。須注意者，此實施例中雖然只說明3.3伏及2.5伏，但并不限定于此，芯片15可依據(jù)數(shù)字邏輯所需的偏壓，給予不同的電壓電平。
第一電源線11是主機(jī)板上的3.3伏的電源線，而第二電源線13是主機(jī)板上2.5伏的電源線。在實際實施中，第一電源線11以及第二電源線13可為主機(jī)板的一電源布線，并且分別電連接至芯片15，用以提供一第一電壓電平(3.3伏)及一第二電壓電平(2.5伏)的電壓至芯片15，以供應(yīng)芯片15操作時所需的電力需求。一般而言，主機(jī)板1的第一電源線11與第二電源線13分別到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)時間不同，兩者之間具有一時間差。
電源控制裝置10包含一比較單元101、一控制單元103、一開關(guān)單元105和一參考電源107。其中，比較單元101分別電連接第一電源線11與第二電源線13，以接收第一電壓電平以及第二電壓電平的電壓。本實施例中，比較單元101具有一第一比較器1011與一第二比較器1022；第一比較器1011與第二比較器1012分別具有兩輸入端以及一輸出端OUT1、OUT2，兩輸入端分別為一正相輸入端(圖1B中標(biāo)示為“+”)和一反相輸入端(圖1B中標(biāo)示為“-”)。
其中，第一比較器1011的正相輸入端電連接第一電源線11，第二比較器1012的正相輸入端電連接第二電源線13，以及第一比較器1011及第二比較器1012的反相輸入端OUT1、OUT2分別電連接至參考電源107。第一比較器1011依據(jù)參考電源107所提供的一參考電壓電平與第一電壓電平，產(chǎn)生一第一比較信號，同理，第二比較器1012依據(jù)參考電壓電平與第二電壓電平，產(chǎn)生一第二比較信號。
控制單元103電連接比較單元101，用以接收第一比較信號及第二比較信號，且依據(jù)第一比較信號和第二比較信號，產(chǎn)生一控制信號。在本實施例中，控制單元103是一與非門(NAND GATE)，且控制單元103具有兩個輸入端，分別電連接第一比較器1011的輸出端OUT1以及第二比較器1012的輸出端OUT2，用以接收第一比較信號及第二比較信號，此時，控制單元103依據(jù)第一比較信號與第二比較信號而產(chǎn)生一控制信號。
開關(guān)單元105是一NMOS開關(guān)元件，且具有一柵極G、一源極S、一漏極D。其中，柵極G電連接至控制單元103，源極S電連接至第一電源線11，和漏極D電連接至第二電源線13。開關(guān)單元105依據(jù)控制信號而開啟/關(guān)閉，當(dāng)開關(guān)單元105開啟時，則第一電源線11及第二電源線13兩者短路；相反地，當(dāng)開關(guān)單元105關(guān)閉時，則第一電源線11及第二電源線13兩者斷路。另外，熟悉該項技術(shù)者都了解開關(guān)單元當(dāng)然可以是一PMOS開關(guān)元件(圖中未顯示)。
本實施例中的參考電源107可為主機(jī)板1的一直流電源Vcc，且利用一第一電阻R1和一第二電阻R2用以分壓，使其在一節(jié)點(diǎn)Np1可提供參考電壓電平。在此假設(shè)參考電壓電平為2.25伏。此外第一比較器1011及第二比較器1012的反相輸入端連結(jié)于節(jié)點(diǎn)Np1。須注意者，使用者可依據(jù)所需要的參考電壓電平，調(diào)整第一電阻R1和第二電阻R2的比值，以便獲得不同的參考電壓電平，因此第一電阻R1及第二電阻R2的阻值可以依據(jù)使用者實際需求選用。
本實施例的電源控制裝置10操作情形如下首先當(dāng)主機(jī)板1要使芯片15開始作動時，會透過第一電源線11與第二電源線13分別開始提供第一電壓電平及第二電壓電平至芯片15。此時第一電壓電平及第二電壓電平尚未達(dá)到穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)，且也尚未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)。第一比較器1011的正相輸入端用以接收第一電壓電平，且第一比較器1011的反相輸入端用以接收參考電壓電平(2.25伏)，則第一比較器1011開始比較第一電壓電平與參考電壓電平，依據(jù)兩者的電壓電平產(chǎn)生第一比較信號送至控制單元103。
又，第二比較器1012的正相輸入端用以接收第二電壓電平，且第二比較器1012的反相輸入端用以接收參考電壓(2.25伏)。則第二比較器1012開始比較第二電壓電平與參考電壓電平，依據(jù)兩者的電壓電平產(chǎn)生第二比較信號送至控制單元103。
此時，第一電壓電平及第二電壓電平都未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)，因此第一比較信號及第二比較信號皆為低電壓電平的比較信號，使得控制單元103產(chǎn)生的控制信號亦為低電壓電平的控制信號。控制單元103控制開關(guān)單元105開啟，此時第一電源線11與第二電源線13兩者短路，因此第一電源線與第二電源線此時具有相同的電壓電平。
若第一電源線11的第一電壓電平先達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)，且第二電源線13的第二電壓電平尚未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)時，此時第一比較信號為高電壓電平的比較信號，而第二比較信號為低電壓電平的比較信號?？刂茊卧?03依據(jù)第一比較信號與第二比較信號而產(chǎn)生低電壓電平的控制信號，用以控制開關(guān)單元105開啟，使得第一電源線11與第二電源線13兩者短路，此時兩者具有相同電壓電平。另外，若當(dāng)?shù)诙妷弘娖较冗_(dá)到參考電壓電平(2.25伏)，且第一電壓電平尚未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)時，此時第二比較信號為高電壓電平的比較信號，而第一比較信號為低電壓電平的比較信號，則控制單元103依據(jù)第一比較信號與第二比較信號產(chǎn)生低電壓電平的控制信號，用以控制開關(guān)單元105開啟，使得第一電源線11與第二電源線13兩者短路，此時第一電源線與第二電源線具有相同的電壓電平。依據(jù)此種機(jī)制以防止送至芯片15的第一電壓電平及第二電壓電平到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)的時間差過大。
另外，當(dāng)?shù)谝浑妷弘娖郊暗诙妷弘娖浇赃_(dá)到參考電壓電平(2.25伏)時，第一比較器1011比較第一電壓電平與參考電壓電平(2.25伏)，且依據(jù)兩者的電壓電平而產(chǎn)生高電壓電平的第一比較信號送至控制單元103；以及第二比較器1012比較第二電壓電平與參考電壓電平(2.25伏)，且依據(jù)兩者的電壓電平產(chǎn)生高電壓電平的第二比較信號送至控制單元103。此時控制單元103依據(jù)第一比較信號及第二比較信號而產(chǎn)生高電壓準(zhǔn)位的控制信號，用以控制開關(guān)單元105開啟，使第一電源線11與第二電源線13兩者為斷路，此時第一電源線與第二電源線分別提供第一電壓電平及第二電壓電平至芯片15，且第一電源線11及第二電源線13分別到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)，用以提供芯片15的電力。
如上所述，開關(guān)單元105連接第一電源線11及第二電源線13，在兩者尚未到達(dá)一參考電壓電平(2.25伏)時，使第一電源線11及第二電源線13兩者短路，使兩者同時到達(dá)參考電壓電平(2.25伏)，避免造成芯片15內(nèi)部數(shù)字邏輯不正常工作。
請參考圖2所示，為圖1B中的電源控制裝置10操作時，第一電源線11與第二電源線13變化的時序圖。其中，波形的橫軸為時間，縱軸為電壓的大小，并且圖2中由上至下的實線曲線分別用以表示第一電源線的第一電壓電平91及第二電源線的第二電壓電平92。藉由圖2的時序圖，加以說明圖1B的主機(jī)板及其電源控制裝置的操作。
首先，在時間t0至t1的期間，當(dāng)主機(jī)板1欲使芯片15操作，會開始提供第一電壓電平91及第二電壓電平92至芯片15。此時第一電壓電平91及第二電壓電平92尚未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)。第一比較器1011比較第一電壓電平91與參考電壓電平(2.25伏)產(chǎn)生第一比較信號。又，第二比較器1012比較第二電壓電平92與參考電壓電平(2.25伏)產(chǎn)生第二比較信號。此時控制單元103用以控制開關(guān)單元105開啟，使第一電源線11與第二電源線13兩者短路，此時第一電壓電平與第二電壓電平的電壓電平相同。
在時間t1時，假設(shè)當(dāng)輸入至第二比較器1012的第二電壓電平92先達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)，且輸入至第一比較器1011的第一電壓電平91尚未達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)時，第二比較信號為高電壓電平的比較信號，而第一比較信號為低電壓電平的比較信號，則控制單元103依據(jù)第一比較信號與第二比較信號產(chǎn)生低電壓電平的控制信號，用以控制開關(guān)單元105開啟，以便藉由開關(guān)單元105使得第一電源線11與第二電源線13兩者短路，此時連接至開關(guān)單元105的第二電壓電平92將會與第一電壓電平91具有相同的電壓電平，因此可以微調(diào)第二電壓電平92至低于2.25伏。
在時間t2時，當(dāng)?shù)谝浑妷弘娖?1及第二電壓電平92皆達(dá)到參考電壓電平(2.25伏)時，此時控制單元103產(chǎn)生高電壓電平的控制信號，用以控制開關(guān)單元105開啟，使第一電源線11與第二電源線13兩者斷路，此時第一電壓電平91與第二電壓電平92分別具有不同的電壓電平，且在t3分別到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)。
如上所述，藉由第一電源線11與第二電源線13的短路/斷路，用以控制第一電壓電平91與第二電壓電平92到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)(3.3伏及2.5伏)的時間，進(jìn)而縮短兩者到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)的時間差，故能夠避免送至芯片15的第一電壓電平91與第二電壓電平92到達(dá)穩(wěn)壓狀態(tài)的時間差過大，而造成芯片15操作不正常。
以上所述僅為舉例性的，而非限制性的。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于所附的權(quán)利要求中。
權(quán)利要求
1.一種電源控制裝置，其與一第一電源線及一第二電源線配合，且該第一電源線及該第二電源線分別電連接至一芯片，以便透過該第一電源線提供一第一電壓電平至該芯片，并透過該第二電源線提供一第二電壓電平至該芯片，該電源控制裝置包含一比較單元，其分別電連接該第一電源線及該第二電源線，并且依據(jù)一參考信號、該第一電壓電平與該第二電壓電平，產(chǎn)生一比較信號；一控制單元，其電連接該比較單元，用以接收該比較信號且依據(jù)該比較信號產(chǎn)生一控制信號；以及一開關(guān)單元，其電連接該控制單元，且依據(jù)該控制信號而開啟/關(guān)閉，用以短路/斷路該第一電源線及該第二電源線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制裝置，更包含一參考電源，用以提供該參考信號，該參考信號為一參考電壓電平。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制裝置，其中該比較單元具有一第一比較器與一第二比較器，該第一比較器電連接該第一電源線，該第二比較器電連接該第二電源線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制裝置，其中該控制單元為一與非門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源控制裝置，其中該開關(guān)單元為一NMOS開關(guān)元件或為一PMOS開關(guān)元件。
6.一種主機(jī)板，包含一芯片；一第一電源線，用以提供一第一電壓電平至該芯片；一第二電源線，用以提供一第二電壓電平至該芯片；一比較單元，其分別電連接該第一電源線與該第二電源線，并且依據(jù)一參考信號、該第一電壓電平與該第二電壓電平，產(chǎn)生一比較信號；一控制單元，其電連接該比較單元，用以接收該比較信號，且依據(jù)該比較信號產(chǎn)生一控制信號；以及一開關(guān)單元，其電連接該控制單元，且依據(jù)該控制信號而開啟/關(guān)閉，用以短路/斷路該第一電源線及該第二電源線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主機(jī)板，更包含一參考電源，用以提供該參考信號，該參考信號為一參考電壓電平。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主機(jī)板，其中該比較單元具有一第一比較器與一第二比較器，該第一比較器電連接該第一電源，該第二比較器電連接該第二電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主機(jī)板，其中該控制單元為一與非門。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主機(jī)板，其中該開關(guān)單元為一NMOS開關(guān)元件或為一PMOS開關(guān)元件。
全文摘要
一種電源控制裝置，包含一比較單元、一控制單元、一開關(guān)單元。其中，比較單元分別電連接一第一電源線及一第二電源線，且依據(jù)一參考信號、第一電壓電平與第二電壓電平產(chǎn)生一比較信號；控制單元電連接比較單元，用以接收比較信號，且依據(jù)比較信號產(chǎn)生一控制信號；開關(guān)單元電連接控制單元，且依據(jù)控制信號而開啟/關(guān)閉，以短路/斷路第一電源線及第二電源線。
文檔編號G06F1/26GK1652061SQ200510058959
公開日2005年8月10日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月25日
發(fā)明者謝正立, 蘇家弘 申請人:威盛電子股份有限公司