專利名稱：控制工作在不同的電壓范圍內(nèi)的裝置的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及，例如由于使用電源管理，而有助于工作在不同的電壓范圍內(nèi)的裝置之間的數(shù)字信號(hào)的通信。
背景技術(shù)：
以減小的電源水平操作電子裝置會(huì)產(chǎn)生益處，例如減少電流泄露、減少動(dòng)態(tài)能量、延長電池壽命和減少熱產(chǎn)生。通過將裝置與不同的電源域(稱為“電壓島”或“電源島”)關(guān)聯(lián)，片上系統(tǒng)(System-on-chip )裝置可以獲得選擇性電源管理的益處，不同的電源域甚至在同一物理裝置內(nèi)接收不同的電壓水平。然而，當(dāng)工作在第一電壓水平的第一電壓島向工作在更高的電 壓水平的第二電壓島提供信號(hào)時(shí)，可能存在潛在的問題。第一電壓島內(nèi)用于區(qū)分電路的高輸出信號(hào)(例如，邏輯“I”)和低輸出信號(hào)(例如，邏輯“O”)的第一電壓閾值可能低于用于第二電壓島內(nèi)電路的第二電壓閾值。結(jié)果，第一電壓島內(nèi)電路的高輸出信號(hào)(例如，邏輯“I”)可能低于第二電壓閾值，并且該信號(hào)可能被第二電壓島內(nèi)的電路誤解釋為低輸出信號(hào)(例如，邏輯“O”)。為了有助于供電不同的電壓島之間的通信，可以使用電平轉(zhuǎn)換器(voltage leveltranslator)將工作在減小的電源的電壓島的電路的輸出信號(hào)放大至工作在較高電源的電路的期望輸入水平。然而，電平轉(zhuǎn)換器在放大信號(hào)時(shí)會(huì)消耗相當(dāng)?shù)墓β?，并且信?hào)的電壓轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致信號(hào)延遲。進(jìn)一步地，不得不依靠電壓島之間的電平轉(zhuǎn)換器會(huì)因?yàn)榕c電平轉(zhuǎn)換器關(guān)聯(lián)的附加功率開銷而造成限制電壓島被分割的間隔尺寸(granularity)。因此，需要使工作在不同的電壓水平的電壓島彼此高效地和精確地通信。

發(fā)明內(nèi)容
此處公開的實(shí)施例包括半導(dǎo)體裝置、系統(tǒng)和方法，其使工作在不同的電壓范圍上的裝置或工作在不同的電壓范圍內(nèi)的電壓島能夠彼此通信。在一個(gè)實(shí)施例中，潛在地工作在正電源電壓和負(fù)電源電壓之間的不同的電壓范圍內(nèi)的電壓島被配置為使得不同的電壓范圍以公共中點(diǎn)為中心。因而，即使電源水平的改變導(dǎo)致輸出值的擺幅減小，邏輯輸入閾值也在公共中點(diǎn)附近，從而允許正確地解釋高輸出值和低輸出值。另外，寄存器子系統(tǒng)可以用在電壓島之間，以便接收由工作在第一電壓范圍內(nèi)的電壓島產(chǎn)生的輸入信號(hào)，并且一旦該信號(hào)被存儲(chǔ)，就改變電壓水平，從而將存儲(chǔ)的信號(hào)轉(zhuǎn)換到第二電源水平。在具體說明性的實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置包括被配置為工作在第一電壓范圍內(nèi)的第一電壓島，其中第一電壓范圍具有第一中點(diǎn)。片上系統(tǒng)裝置內(nèi)的第二電壓島被配置為工作在第二電壓范圍內(nèi)，其中第二電壓范圍具有第二中點(diǎn)。第一電壓范圍不同于第二電壓范圍，且第一中點(diǎn)基本上等于第二中點(diǎn)。在另一個(gè)具體說明性的實(shí)施例中，第一裝置工作在第一正電源電壓和第一負(fù)電源電壓之間的第一電壓范圍上。第一電壓范圍以第一電壓中點(diǎn)為中心。第二裝置工作在第二正電源電壓和第二負(fù)電源電壓之間的第二電壓范圍上。第二電壓范圍以第二電壓中點(diǎn)為中心。第一電壓范圍不同于第二電壓范圍，且第一電壓中點(diǎn)基本上等于第二電壓中點(diǎn)。在又一個(gè)具體說明性的方法實(shí)施例中，接收第一電壓范圍內(nèi)的第一信號(hào)。第一信號(hào)代表數(shù)據(jù)值。第一信號(hào)被存儲(chǔ)在工作在第一電壓范圍內(nèi)的寄存器中。在存儲(chǔ)第一信號(hào)之后，控制寄存器來從工作在第一電壓范圍內(nèi)選擇性地改變成工作在第二電壓范圍內(nèi)，其中第二電壓范圍不同于第一電壓范圍。從寄存器輸出第二信號(hào)。第二信號(hào)代表第一信號(hào)的數(shù)據(jù)值且在第二電壓范圍內(nèi)。寄存器包括以下中的一個(gè)鎖存器；觸發(fā)器；和邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器。在另一個(gè)具體說明性的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括工作在第一正電源電壓和第一負(fù)電源電壓之間的第一電壓范圍上的第一裝置，其中第一電壓范圍以第一電壓中點(diǎn)為中心；和工作在第二正電源電壓和第一負(fù)電源電壓之間的第二電壓范圍上的第二裝置，其中第二電壓范圍以第二電壓中點(diǎn)為中心，其中第一電壓范圍不同于第二電壓范圍；且第一電壓中點(diǎn)基本上等于第二電壓中點(diǎn)。第一中點(diǎn)電壓和第二中點(diǎn)電壓近似等于零伏特(Ον)。系統(tǒng)進(jìn) 一步包括提供第一正電源電壓和第一負(fù)電源電壓的第一電壓電源；和提供第二正電源電壓和第二負(fù)電源電壓的第二電壓電源。系統(tǒng)，其中以下中的至少一個(gè)第一電壓電源圍繞第一中點(diǎn)電壓改變第一正電源電壓和第一負(fù)電源電壓的電平；和第二電壓電源圍繞第二中點(diǎn)電壓改變第二正電源電壓和第二負(fù)電源電壓的電平。已經(jīng)描述的特征、功能和優(yōu)勢(shì)可以在各個(gè)實(shí)施例中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可以在其他實(shí)施例中組合，參考以下描述和附圖公開了進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。


圖I是片上系統(tǒng)(SOC)裝置的方框圖，片上系統(tǒng)裝置包括工作在不同的電壓范圍內(nèi)的電壓島，這些不同的電壓范圍以公共中點(diǎn)(midpoint)為中心；圖2是包括具有電源管理控制器的片上系統(tǒng)(SOC)裝置的系統(tǒng)的方框圖，該電源管理控制器選擇性地控制電壓島工作在其內(nèi)的電壓范圍，且有助于電壓島之間的通信；圖3是包括工作在第一電壓范圍內(nèi)的第一裝置和工作在第二電壓范圍內(nèi)的第二裝置的系統(tǒng)的方框圖，其中第一電壓范圍和第二電壓范圍以公共中點(diǎn)為中心；圖4是代表多抽頭(multiple-tapped)的變壓器的圖示,其可以用于圖2的系統(tǒng)；圖5是場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)整流器的示意圖，其可以用于電壓調(diào)節(jié)器，例如圖2的跟蹤電壓調(diào)節(jié)器；圖6是寄存器子系統(tǒng)的方框圖，包括主寄存器和可選的從寄存器，主寄存器接收來自工作在第一電壓范圍內(nèi)的第一裝置的信號(hào)，從寄存器將該信號(hào)從第一電壓范圍轉(zhuǎn)換到第二電壓范圍。圖7A-7C是代表使用不同類型的鎖存器或觸發(fā)器組合作為電壓島之間的寄存器來如何轉(zhuǎn)換信號(hào)的時(shí)序圖；和圖8是控制寄存器將代表第一電壓范圍中的數(shù)據(jù)值的第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表第二電壓范圍中的該數(shù)據(jù)值的第二信號(hào)的方法的具體實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
方法、系統(tǒng)和子系統(tǒng)的具體說明性實(shí)施例通過使系統(tǒng)能夠工作在不同的電壓范圍內(nèi)的同時(shí)正確地解釋裝置之間或電壓島之間通信的信號(hào)的邏輯電平，以此有助于電源管理。例如，包括多個(gè)電路元件的電壓島可以工作在以公共中點(diǎn)為中心的不同的電壓范圍內(nèi)。因此，盡管工作在不同的電壓范圍內(nèi)，根據(jù)公共中點(diǎn)處或其附近的電壓閾值仍可以區(qū)分電壓島之間的信號(hào)。另外，可以使用寄存器子系統(tǒng)來將第一電壓范圍內(nèi)的第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二電壓范圍內(nèi)的第二信號(hào)，而不使用電壓轉(zhuǎn)換器。圖I是片上系統(tǒng)(SOC)裝置100的方框圖，其包括分別工作在不同的電壓范圍120和150內(nèi)的代表性的電壓島110和140，電壓范圍以公共中點(diǎn)為中心。片上系統(tǒng)裝置100可以包括半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置被制造為包括多個(gè)電路元件，這些電路元件被分組成多個(gè)電壓島，例如第一電壓島110和第二電壓島140。第一電壓島110接收第一正電源電壓Vddi 122和第一負(fù)電源電壓Vssi 124,從而定義第一電壓范圍Δ %120,第一電壓島110被配置為工作在該第一電壓范圍內(nèi)。第一電壓島Iio包括一個(gè)或多個(gè)電路兀件112,其工作在第一電壓范圍AV1I^O內(nèi)，以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能。第二電壓島140接收第一正電源電壓Vdke152和第一負(fù)電源電壓Vss2 154,從而定義第二電壓范圍AV2 150,第二電壓島140被配置為工作在該第二電壓范圍內(nèi)。第二電壓島140包括電路元件142或多個(gè)電路元件(圖I中 沒有示出)，以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)附加的功能，例如可以是基于信號(hào)130由第一電壓島110輸出到第二電壓島140的功能。信號(hào)130可以包括一對(duì)二進(jìn)制值(例如，邏輯“I”和邏輯“O”)中的一個(gè)，例如閾值電壓134之上的高二進(jìn)制數(shù)據(jù)值132 (例如，邏輯“I”)或閾值電壓136之下的低二進(jìn)制值136 (例如，邏輯“O”)。為了有助于第二電壓島140能夠正確地解釋由信號(hào)130代表的數(shù)據(jù)值，第一電壓范圍AV1 120的第一中點(diǎn)電壓126和第二電壓范圍M2 150的第二中點(diǎn)電壓被設(shè)置為公共中點(diǎn)電壓。由電壓島110和140識(shí)別的閾值電壓可以分別相對(duì)地接近于中點(diǎn)電壓126和156，或者至少是，閾值電壓比電壓范圍120和150的極值更接近中點(diǎn)電壓126和156。因此，使公共中點(diǎn)電壓126和156基本上相等可以使第二電壓島140正確地解釋由第一電壓島110輸出的信號(hào)130代表的數(shù)據(jù)值。在不利用公共中點(diǎn)的某些傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，第一正電源電壓Vdm 122可以是+
I.0V,第一負(fù)電源電壓Vssi 124可以是0V,而第二正電源電壓Vdke 152可以是+ 5. 0V,第二負(fù)電源電壓Vss2 154可以是0V。對(duì)于工作在+5. OV的Vdd2 152和OV的Vss2 154之間的第二電壓范圍AV2 150內(nèi)的第二電壓島140，區(qū)分高信號(hào)和低信號(hào)的閾值電壓(例如，2. 5V的閾值)可能會(huì)超過+ I. OV的第一正電源電壓Vddi 122。因此，在沒有電平轉(zhuǎn)換器的情況下，第二電壓島140不能正確地解釋由信號(hào)130代表的高數(shù)據(jù)值。然而，使中點(diǎn)電壓126和156基本上相等之后，當(dāng)信號(hào)130代表高數(shù)據(jù)值時(shí)，信號(hào)130的值會(huì)超過第二電壓島140的閾值電壓。因而，信號(hào)130可以被第二電壓島140正確地解釋為代表高數(shù)據(jù)值。電壓范圍AV1 120和AV2 150可以被基本上相等到方便的或期望的公共中點(diǎn)電壓(common midpoint voltage)。例如,如果方便的或期望的公共中點(diǎn)電壓是0V,則正電源電壓122和152和負(fù)電源電壓124和154可以均勻地以O(shè)V為中心，如由公式(I) - (4)給出的，其中“CMP”是公共中點(diǎn)電壓Vddi = +l/2AV1+CMP=l/2 (Vddi-Vssi)+CMP (I)
Vssi =-Iaav^CMP=Ia (Vssi-Vddi)+CMP (2)VDD2 =+1/2 Λ V2+CMP=l/2 (Vdd2-Vss2)+CMP (3)Vss2 = -1/2 AV^CMP=I/2 (Vss2-Vdd2)+CMP (4)對(duì)于OV的公共中點(diǎn)電壓并且在當(dāng)?shù)谝浑妷悍秶鶤V1 120是I. OV和第二電壓范圍AV2 150是5. OV時(shí)求解公式(I)- (4)，第一正電源電壓Vddi 122可以是+ O. 5V，第一負(fù)電源電壓Vssi 124可以是-O. 5V。第二正電源電壓Vdd2 152可以是+ 2. 5V,第二負(fù)電源電壓Vss2 154可以是-2. 5V。作為其他示例，當(dāng)?shù)谝浑妷悍秶鶤V1 120是I. OV和第二電壓范圍AV2 150是5. OV并且期望的公共中點(diǎn)電壓是-2. OV時(shí)，第一正電源電壓Vddi 122將是-I. 5V，第一負(fù)電源電壓Vssi 124將是-2. 5V。第二正電源電壓Vdd2 152將是+0. 5V，第二負(fù)電源電壓Vss2 154將是-4. 5V。因而，可以針對(duì)任何電壓范圍和任何方便的或期望的公共中點(diǎn)電壓而設(shè)置正電源電壓和負(fù)電源電壓。
使電壓范圍120和150以公共中點(diǎn)電壓為中心，這有助于第一電壓島110和第二電壓島140之間的通信。考慮以下示例，其中第一電壓范圍AV1 120是I. OV和第二電壓范圍AV2 150是5. 0V，并且其中電壓范圍120和150以O(shè)V的公共中點(diǎn)為中心。如關(guān)于公式(I)- (4)得到的,第一正電源電壓Vdm 122可以是+ O. 5V,第一負(fù)電源電壓VSS1124可以是-O. 5V，第二正電源電壓Vdd2 152可以是+ 2. 5V，第二負(fù)電源電壓Vss2 154可以是-2. 5V。當(dāng)?shù)谝浑妷簫u110輸出的信號(hào)130代表高數(shù)據(jù)值時(shí)(例如，邏輯“1”)，信號(hào)130可能被表達(dá)為OV的公共中點(diǎn)和+0.5的第一正電源電壓Vdm 122之間的正電壓。因?yàn)樾盘?hào)130的正電壓可能比起接近-2. 5V的第二負(fù)電源電壓Vss2 154更接近于+ 2. 5V的第二正電源電壓Vdd2 152，所以信號(hào)130代表的數(shù)據(jù)值可能超過第二電壓島140的閾值電壓。因而，第二電壓島140可以將信號(hào)130正確地解釋為代表高數(shù)據(jù)值。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝浑妷簫u110輸出的信號(hào)130代表低數(shù)據(jù)值時(shí)(例如，邏輯“0”)，信號(hào)130可能被表達(dá)為OV和-O. 5V的第一負(fù)電源電壓Vssi 124之間的負(fù)電壓。因?yàn)樾盘?hào)130的負(fù)電壓可能比起接近+2. 5V的第二正電源電壓Vdd2 152更接近于-2. 5V的第二負(fù)電源電壓Vss2 154，所以信號(hào)130代表的數(shù)據(jù)值可能小于第二電壓島140的閾值電壓。因而，第二電壓島140可以將信號(hào)130正確地解釋為代表低數(shù)據(jù)值。圖2是包括具有電源管理控制器240的片上系統(tǒng)(SOC)裝置210的系統(tǒng)200的方框圖，該電源管理控制器240選擇性地控制電壓島260、262、264的電壓范圍并且有助于電壓島260、262、264之間的信號(hào)通信。系統(tǒng)200還包括電壓源220。如圖2示出的，電壓源220可以是片外電壓源，其在片上系統(tǒng)裝置210的外部。替換地，電壓源220可以集成在片上系統(tǒng)裝置210內(nèi)。電壓源220包括變壓器222和跟蹤電壓調(diào)節(jié)器224，其用于向片上系統(tǒng)裝置210提供多個(gè)電源電壓226。在具體說明性實(shí)施例中，可以將多個(gè)正電源電壓Vdm 228和多個(gè)負(fù)電源電壓Vssi230提供到片上系統(tǒng)裝置210的電源管理控制器240。電源管理控制器240將選擇的或轉(zhuǎn)換的電壓輸出232施加于電壓島260、262、264，施加于270、272，以及施加于片上系統(tǒng)裝置210的其他元件。電源管理控制器240可以將電壓轉(zhuǎn)換成更低的或更高的電壓并且提供跟蹤調(diào)節(jié)。出于說明，圖2的實(shí)施例包括由兩個(gè)寄存器270、272分開的三個(gè)電壓島260、262、264，但實(shí)施例可以包括由寄存器分開的任何數(shù)目的電壓島。由電壓源220供給的電源電壓226也可以向數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250提供一個(gè)或多個(gè)正的和負(fù)的電源電壓。數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250可以與其他系統(tǒng)通信，所述其他系統(tǒng)工作在與片上系統(tǒng)裝置210的電壓島260、262、264工作的電壓范圍不同的電壓范圍內(nèi)。如果外部的裝置也接收以公共中點(diǎn)為中心的電壓，則供給到數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250的電壓可以與類似于供給到片上系統(tǒng)裝置210的其他電壓的方式以公共中點(diǎn)為中心。相反地，如果外部裝置接收例如相對(duì)共同的+ 5. OV正電源電壓和OV負(fù)電源電壓，則即使當(dāng)提供給片上系統(tǒng)裝置210的其他電源電壓以公共中點(diǎn)為中心時(shí)，無論公共中點(diǎn)電壓是OV還是公共中點(diǎn)電壓具有正的或負(fù)的非零電壓，電壓電源220都可以向數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250提供十
5.OV正電源電壓和OV負(fù)電源電壓。電源管理控制器240接收來自電壓源220的電源電壓226并且選擇性地將電源電壓226施加于電壓島260、262、264以平衡需要考慮的事項(xiàng)，例如性能、熱產(chǎn)生和功耗。如先前提及的，電源管理控制器240也可以容納片上電壓源，而不是接收來自片外電壓源(例如電壓源220)的功率。電源管理控制器240監(jiān)視輸入信號(hào)，例如代表電壓島260、262、264的 性能或工作條件的溫度或過程測(cè)量值282以及關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286。由溫度或過程測(cè)量值282以及關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286提供的信息用于向電壓島260、262、264中的每一個(gè)選擇性地供給功率。電壓島260、262、264和寄存器270、272用于對(duì)從數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行一系列的處理操作。在第一電壓島260接收來自數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250的輸入數(shù)據(jù)并且處理輸入數(shù)據(jù)之后，第一電壓島260的輸出可以由第一寄存器270存儲(chǔ)且傳給第二電壓島262。在第二電壓島262處理經(jīng)由第一寄存器270接收的數(shù)據(jù)之后，第二電壓島262處理數(shù)據(jù)且第二電壓島262的輸出由第二寄存器272存儲(chǔ)，并傳給第三電壓島264。(如關(guān)于圖6描述的，寄存器270、272可以各自包括一個(gè)或多個(gè)鎖存器或邊沿觸發(fā)器)。第三電壓島264的輸出由數(shù)據(jù)輸入/輸出接口 250接收，且可以被供給到另一個(gè)系統(tǒng)或子系統(tǒng)(圖2中沒有示出)。例如當(dāng)電壓島包括異步處理裝置時(shí)，寄存器270、272可以存儲(chǔ)或緩沖電壓島260、262、264之間傳遞的信號(hào)。替換地，根據(jù)關(guān)于圖6_8描述的附加的說明性的實(shí)施例，寄存器270、272可以轉(zhuǎn)換電壓島260、262、264之間傳遞的信號(hào)的電壓。由電源管理控制器240監(jiān)視電壓島260、262、264的工作。電源管理控制器240接收一個(gè)或多個(gè)輸入信號(hào)，例如反映電壓島260、262、264的處理狀態(tài)或條件的溫度或過程測(cè)量值282以及關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286。響應(yīng)于溫度或過程測(cè)量值282和關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286，電源管理控制器240可以確定是否應(yīng)該向電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)供給更多的功率，以增加處理性能。如果處理比需要的快，則電源管理控制器240也可以對(duì)電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)減少功率。如果電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)的工作溫度指示電壓島工作在過高的溫度或可能正在消耗過多量的功率，則電源管理控制器240也可以對(duì)電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)減少功率。溫度或過程傳感器280可以與電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)，以便監(jiān)視工作溫度或工作速度的其他指標(biāo)(例如，一個(gè)或多個(gè)完成信號(hào))從而測(cè)量電壓島260、262、264的工作速度。溫度或過程測(cè)量值282可以從溫度或過程傳感器280傳遞到電源管理控制器240。溫度或過程測(cè)量值282可以傳達(dá)溫度測(cè)量值，其可以用于確定電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)是否工作在可接受的溫度或過高的溫度，或者用于調(diào)整電壓以便維持溫度敏感時(shí)序裕度(temperature-sensitive timing margins)。溫度或過程測(cè)量值282也可以包括校正由于制造工藝變化性而導(dǎo)致的可能發(fā)生在電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)中的時(shí)序變化性的偏移(offset)。關(guān)鍵路徑檢測(cè)邏輯284也可以用于監(jiān)視重要的處理任務(wù)是否完成或用于測(cè)量電壓島260、262、264中的一個(gè)或多個(gè)中的時(shí)序松弛(timingslack)(例如，在完成計(jì)算和用時(shí)鐘鎖存結(jié)果之間的時(shí)間長度)，并且指示是否應(yīng)該增加或減少向任何一個(gè)電壓島260、262、264或在這些島內(nèi)的中間的點(diǎn)處供給的功率。關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286由關(guān)鍵路徑檢測(cè)邏輯284轉(zhuǎn)播給電源管理控制器240。單獨(dú)或結(jié)合溫度和過程測(cè)量值282使用關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)286來管理向電壓島260、262、264供給電源。如參考由電壓源220提供的電源電壓226所描述的，選擇性地供給到電壓島260、262、264的正電源電壓Vdm 228和負(fù)電源電壓Vssi 230以公共中點(diǎn)為中心。因而，即使例如第一電壓島260工作在相對(duì)低的正到負(fù)電源電壓差并且第二電壓島262工作在較高的正到負(fù)電源電壓差，第二電壓島262也能夠正確地解釋由第一電壓島260直接地或潛在地經(jīng)由第一寄存器270呈現(xiàn)的信號(hào)。使用公共中點(diǎn)，第二電壓島262不會(huì)將由第一電壓島260產(chǎn)生的高信號(hào)誤解釋成低信號(hào)，正因?yàn)榈诙妷簫u262的電源電壓具有比第一電壓島260的電源電壓大的范圍。進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)谌妷簫u264正工作在較低的正和負(fù)電源電壓時(shí)，第三電壓島264將能夠正確地解釋由第二電壓島262直接地或經(jīng)由第二寄存器272呈現(xiàn)的信號(hào)。使用公共中點(diǎn)，第三電壓島264可以正確地解釋由第二電壓島262產(chǎn)生的低信號(hào)(B卩，第三電壓島264不會(huì)將由第二電壓島262產(chǎn)生的低信號(hào)錯(cuò)誤地解釋為高信號(hào))。圖3是包括工作由第一電壓電源320提供的第一電壓范圍321內(nèi)的第一裝置310和工作在由第二電壓電源360提供的第二電壓范圍361內(nèi)的第二裝置350的系統(tǒng)300的方框圖，其中第一電壓范圍321和第二電壓范圍361以公共中點(diǎn)電壓330為中心。第一電壓電源320和第二電壓電源360中的至少一個(gè)被配置為改變電壓電源水平。第一電壓電源320可以被配置為圍繞用作第一裝置310的第一中點(diǎn)電壓的公共中點(diǎn)電壓來改變第一正電源電壓Vdm 322和第一負(fù)電源電壓Vssi 324。第二電壓電源360可以被配置為圍繞用作第二裝置350的第二中點(diǎn)電壓的公共中點(diǎn)電壓來改變第二正電源電壓Vdd2 362和第二負(fù)電源電壓 Vss2 364。第一裝置310和第二裝置350可以各自包括分開的物理裝置，并且裝置310和350中的每一個(gè)可以包括一個(gè)或多個(gè)電路元件(圖3中沒有示出)。第一正電源電壓Vddi 322和第一負(fù)電源電壓Vssi 324之間的第一電壓范圍321以及第二正電源電壓Vdd2 363和第一負(fù)電源電壓Vss2 364之間的第二電壓范圍361都以公共中點(diǎn)電壓330為中心。相對(duì)其可以解釋由信號(hào)340代表的數(shù)據(jù)值的閾值電壓在電壓范圍321和361兩者內(nèi)。因而，假設(shè)閾值電壓比起接近第二正電源電壓362或第二負(fù)電源電壓364更相對(duì)接近于公共中點(diǎn)電壓330，那么第二裝置350可以正確地解釋由第一裝置310產(chǎn)生的信號(hào)340攜帶的數(shù)據(jù)值。圖4是代表多抽頭變壓器400的圖示，例如圖2的變壓器222，從該變壓器可以得到圍繞公共中點(diǎn)的正的和負(fù)的電源電壓的范圍。為了得到以公共中點(diǎn)410為中心的第一電壓+V1 420和-V1 422以及第二電壓+V2 430和-V2 432，變壓器410是在關(guān)于公共中點(diǎn)410的對(duì)稱線圈點(diǎn)處抽頭的。通過在與公共中點(diǎn)410相距基本相等數(shù)目的線圈的對(duì)稱線圈點(diǎn)處抽頭變壓器400，第一電壓+Vi 420和-Vi 422和第二電壓+V2 430和-V2 432可以以公共 中點(diǎn)410為中心。圖5是用于電壓調(diào)節(jié)器(例如圖2的跟蹤電壓調(diào)節(jié)器224)中的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)整流器500的示意圖。在輸入端510和520處接收交流電，且FET整流器500在輸出端530和540處產(chǎn)生整流過的直流電。FET整流器500使用多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管560連同多個(gè)二極管550來在輸出端530和540處提供整流過的直流電電壓供給。FET整流器500將工作在中點(diǎn)電壓的范圍，例如OV的公共中點(diǎn)或非零的公共中點(diǎn)電壓。FET整流器500是可以被包括在例如圖2的電壓源220中的跟蹤電壓調(diào)節(jié)器224中的跟蹤電壓供給的一個(gè)示例。FET整流器500被配置為供給從變壓器(例如圖4的多抽頭變壓器400)的多個(gè)對(duì)稱線圈抽頭中的至少一對(duì)得到的整流過的電壓。圖6是寄存器子系統(tǒng)600的方框圖，其包括主鎖存器或主邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器630，以便接收來自工作在第一電壓范圍內(nèi)的第一電壓島610的第一信號(hào)620，并將來自第一電壓范圍的第一信號(hào)620轉(zhuǎn)換成第二電壓范圍中的第二信號(hào)660。圖6的具體說明性實(shí)施例中，寄存器子系統(tǒng)600還包括從鎖存器或從邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器640，其接收第二信號(hào)660并將存儲(chǔ)的第二信號(hào)661 (從第二信號(hào)得到)呈現(xiàn)給第二電壓島670。然而，可以僅使用布置為主鎖存器或主邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器630的單個(gè)鎖存器或邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)寄存器 子系統(tǒng)600。出于文字上簡潔的目的，對(duì)于圖6的其他描述，主鎖存器或主邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器630和從鎖存器或從邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器640將分別被稱為主鎖存器630和從鎖存器640。第一電壓島610稱合到第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634。第二電壓島670耦合到第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644。電壓切換邏輯646耦合到第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634，并且耦合到第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644。主鎖存器630 (或者，在單個(gè)鎖存器或單個(gè)邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器的實(shí)施例中，僅鎖存器)接收Vddi或Vdd2 (VDD1/VDD2)的正電源電壓647和Vssi或Vss2 (VSS1/VSS2)的負(fù)電源電壓649。電壓切換邏輯646選擇性地供給Vddi或Vdd2和Vssi或Vss2分別作為正電源電壓647和負(fù)電源電壓649。從鎖存器640 (如果使用)稱合到第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644。主鎖存器630從工作在第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634之間的第一電壓范圍內(nèi)的第一電壓島610接收第一信號(hào)620。主鎖存器630存儲(chǔ)由第一信號(hào)620代表的數(shù)據(jù)值。當(dāng)?shù)谝徽娫措妷?32和第一負(fù)電源電壓634確定相對(duì)小的電壓范圍的末端時(shí)，第一信號(hào)620在低數(shù)據(jù)值和高數(shù)據(jù)值之間具有相對(duì)小的電壓擺幅622，如先前描述的。主鎖存器630呈現(xiàn)第二信號(hào)660，其如下面進(jìn)一步描述的，在低數(shù)據(jù)值和高數(shù)據(jù)值之間具有相對(duì)大的電壓擺幅662,以便有助于第二電壓島670讀取第二信號(hào)660,也如先前描述的。從鎖存器640接收由主鎖存器630呈現(xiàn)的第二信號(hào)660并存儲(chǔ)代表的數(shù)據(jù)值。從鎖存器640的輸出是所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)于從主鎖存器630接收到的第二信號(hào)660的電壓擺幅662的第二信號(hào)661。所存儲(chǔ)的第二信號(hào)661被呈現(xiàn)給第二電壓島670。為了轉(zhuǎn)換第一信號(hào)620，使得被傳遞到從鎖存器640并由其存儲(chǔ)的第二信號(hào)(或者在單個(gè)鎖存器實(shí)施例中，直接被傳遞到第二電壓島670)代表與第一信號(hào)620 —樣的數(shù)據(jù)值，電壓切換邏輯使主鎖存器630改變工作電壓。為了轉(zhuǎn)換第一信號(hào)620，主鎖存器630工作在第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634之間的第一電壓范圍內(nèi)的同時(shí)接收第一信號(hào)620,第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634是由電壓切換邏輯646提供到主鎖存器630,分別作為正電源電壓647和負(fù)電源電壓649。在第一信號(hào)的數(shù)據(jù)值被存儲(chǔ)在主鎖存器630之后，電壓切換邏輯646分別將正電源電壓647和負(fù)電源電壓649變成第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644。當(dāng)工作在第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644之間的較大電壓范圍內(nèi)時(shí)，主鎖存器630的輸出是第二信號(hào)660，其在低數(shù)據(jù)值和高數(shù)據(jù)值之間被呈現(xiàn)較大的電壓擺幅662。接著，主鎖存器630輸出的第二信號(hào)660 (并且當(dāng)使用從鎖存器640時(shí)，由從鎖存器640呈現(xiàn)給第二電壓島670)在第二電壓島670工作的第二電壓范圍內(nèi)可以代表與第一信號(hào)620代表的數(shù)據(jù)值一樣的數(shù)據(jù)值?？梢灶A(yù)先確定或由外部裝置(例如圖2的電源管理控制器240)控制電壓島610和670和鎖存器630和640中一個(gè)或多個(gè)工作在其內(nèi)的電壓范圍。因此，在第一時(shí)間段680期間存儲(chǔ)在主鎖存器630中的第一電壓范圍690中的數(shù)據(jù)值可以被轉(zhuǎn)換為不同的電壓，從而在第二時(shí)間段682期間代表第二電壓范圍692中的數(shù)據(jù)值。時(shí)間段680、682可以用于為一個(gè)或多個(gè)裝置(例如主鎖存器630和從鎖存器640)提供時(shí)鐘的時(shí)鐘信號(hào)(圖6中沒有示出)的鄰近的或非鄰近的時(shí)間段。通過將由第一電壓范圍690中的第一電壓代表的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成由第二電壓范圍692中的第二電壓代表的數(shù)據(jù)值，而不管數(shù)據(jù)值相對(duì)于電壓范圍是否是低數(shù)據(jù)值、高數(shù)據(jù)值或非二進(jìn)制數(shù)據(jù)值，由第二信號(hào)660代表的數(shù)據(jù)值(和當(dāng)使用從鎖存器640時(shí)存儲(chǔ)的第二信號(hào)661)可以被第二電壓島670正確地解釋為由第一電壓島610的第一信號(hào)620代表的一 樣的數(shù)據(jù)值。鎖存器子系統(tǒng)將由第一電壓范圍690中的第一電壓代表的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成由第二電壓域中的第二值代表的數(shù)據(jù)值，而沒有傳統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)換器的某些限制。例如，第一信號(hào)620到第二信號(hào)660的轉(zhuǎn)換沒有涉及放大器的使用，因此節(jié)約了放大器可能消耗的功率。進(jìn)一步地，鎖存器子系統(tǒng)600可以與時(shí)鐘信號(hào)(圖6中沒有示出)同步地操作。因而，在第二電壓島670上對(duì)第二信號(hào)660執(zhí)行的操作不會(huì)由于電壓轉(zhuǎn)換器而造成延遲。使用主鎖存器630和從鎖存器640兩者可以改善性能。例如，在從鎖存器640基于前一第二信號(hào)660正在呈現(xiàn)所存儲(chǔ)的第二信號(hào)661的同時(shí),主鎖存器630可以基于由第一電壓島610產(chǎn)生的后一數(shù)據(jù)值正在接收和轉(zhuǎn)換后一第一信號(hào)620。替換地，主鎖存器630可以是單個(gè)鎖存器，其接收第一信號(hào)620，將第一信號(hào)620轉(zhuǎn)換成第二信號(hào)660，且將第二信號(hào)直接地呈現(xiàn)給第二電壓島670。前述不例中，由第一電壓島610產(chǎn)生的信號(hào)電壓從由第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634確定的相對(duì)小的電壓范圍轉(zhuǎn)換到第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644之間的較大的電壓范圍。因而，與在低數(shù)據(jù)值和高數(shù)據(jù)值之間具有較大電壓擺幅662的第二信號(hào)660相比，第一信號(hào)620在低數(shù)據(jù)值和高數(shù)據(jù)值之間具有相對(duì)小的電壓擺幅622。當(dāng)?shù)诙妷簫u670或另外的接收裝置具有比之前的系統(tǒng)的高電壓更高的中點(diǎn)電壓時(shí)，這種轉(zhuǎn)換是有用的，使得來自第一電壓島610的高數(shù)據(jù)值信號(hào)不被第二電壓島670讀錯(cuò)成低數(shù)據(jù)值信號(hào)。然而，如先前描述的，當(dāng)?shù)谝浑妷簫u610和第二電壓島670工作在以公共中點(diǎn)為中心的電壓范圍內(nèi)時(shí)，不需要在電壓島610、670之間使用寄存器來轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)值信號(hào)。特別地，當(dāng)?shù)谝浑妷簫u610工作在比第二電壓島670高的電壓范圍內(nèi)(即，與先前描述的示例相反)并且電壓范圍以公共中點(diǎn)為中心時(shí)，在沒有將寄存器用于電壓轉(zhuǎn)換的情況下，由第一電壓島610產(chǎn)生的低數(shù)據(jù)值信號(hào)可能低于第二電壓島670的閾值電壓。圖7A-7C是代表使用不同類型的鎖存器或觸發(fā)器組合作為電壓島(例如第一電壓島610和第二電壓島670 (圖6))之間的寄存器來如何轉(zhuǎn)換信號(hào)的時(shí)序圖700、720、740。參考圖7A，代表使用鎖存器的實(shí)現(xiàn)的第一時(shí)序圖700。主鎖存器時(shí)鐘信號(hào)702為主鎖存器(例如主鎖存器630)提供時(shí)鐘，從鎖存器時(shí)鐘信號(hào)708為從鎖存器(例如從鎖存器640)提供時(shí)鐘。當(dāng)主鎖存器時(shí)鐘信號(hào)702處于高電平時(shí)，例如在時(shí)刻tl 710處，主鎖存器存儲(chǔ)接收的信號(hào)。在主鎖存器時(shí)鐘信號(hào)702處于低電平之后，例如在時(shí)刻t2 712，數(shù)據(jù)信號(hào)的值被存儲(chǔ)在主鎖存器中。在時(shí)刻t3 714處，正電源電壓VDD704和負(fù)電源電壓Vss 706轉(zhuǎn)變成新的電平，從而定義較寬的電壓擺幅，如圖7A中示出的。因?yàn)殡娫措妷篤dd 704和Vss 706轉(zhuǎn)變而同一數(shù)據(jù)值被存儲(chǔ)在主鎖存器中，所以在時(shí)刻t3 714之后，數(shù)據(jù)值保持相同，但是將根據(jù)與由改變的電源電壓Vdd 704和Vss 706定義的較高的電壓范圍成比例的較大的電壓擺幅輸出數(shù)據(jù)值。在時(shí)刻t4 716處，從鎖存器時(shí)鐘信號(hào)708處于高電平，從而使從鎖存器存儲(chǔ)由主鎖存器的輸出信號(hào)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。因?yàn)榇頂?shù)據(jù)值的信號(hào)轉(zhuǎn)換到從鎖存器工作的較高的電壓范圍(如關(guān)于圖6描述的)，所以從鎖存器能夠更好地正確地讀取由主鎖存器呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。然后，從鎖存器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值呈現(xiàn)給工作在與從鎖存器相同的電壓范圍內(nèi)的另一個(gè)電壓島，如關(guān)于圖6描述的。
參考圖7B，第二時(shí)序圖720代表使用正邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器作為電壓島之間的寄存器的實(shí)現(xiàn)。主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)722為主正邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器(例如主邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器630)提供時(shí)鐘，從觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)728為從鎖存器(例如從邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器鎖存器640)提供時(shí)鐘。(注意，通過使用負(fù)邊沿觸發(fā)的從觸發(fā)器，從觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)748可以是主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)722的反相，因而，單個(gè)時(shí)鐘源和反相器可以提供主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)722和從觸發(fā)時(shí)鐘信號(hào)728兩者)。當(dāng)主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)722轉(zhuǎn)變成高電平時(shí)，例如在時(shí)刻tl’ 730處(即，在正邊沿)，主觸發(fā)器存儲(chǔ)接收的信號(hào)。當(dāng)主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)722保持在高電平時(shí)(或至少在轉(zhuǎn)變成高電平處的另一正邊沿之前)，例如在時(shí)刻t2’ 732處，在數(shù)據(jù)信號(hào)的值保持存儲(chǔ)在主鎖存器中的同時(shí)，正電源電壓Vdd 724和負(fù)電源電壓Vss 726轉(zhuǎn)變到新的電平，從而定義較寬的電壓擺幅，如圖7B示出的。因?yàn)樵谕粩?shù)據(jù)值被存儲(chǔ)在主鎖存器中的同時(shí)，電源電壓Vdd 724和Vss 726轉(zhuǎn)變，所以在時(shí)刻t2’ 732之后，數(shù)據(jù)值保持相同，但是將根據(jù)與由改變的電源電壓Vdd 724和Vss 726定義的較高的電壓范圍成比例的較大的電壓擺幅來輸出數(shù)據(jù)值。在時(shí)刻t3’734處，從鎖存器時(shí)鐘信號(hào)728轉(zhuǎn)變到高電平(B卩，在正邊沿處)，從而使從鎖存器存儲(chǔ)由主鎖存器的輸出信號(hào)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。因?yàn)榇頂?shù)據(jù)值的信號(hào)轉(zhuǎn)換到從鎖存器工作的較高的電壓范圍，所以從鎖存器能夠更好地正確讀取由主鎖存器呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。然后，從鎖存器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值呈現(xiàn)給工作在與從鎖存器相同的電壓范圍內(nèi)的另一電壓島。參考圖7C，第三時(shí)序圖740代表使用正邊沿觸發(fā)的主觸發(fā)器和負(fù)邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器作為電壓島之間的寄存器的實(shí)現(xiàn)。主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)742為主正邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器(例如主邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器630)提供時(shí)鐘，從觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)748為從鎖存器(例如從邊沿觸發(fā)的觸發(fā)器鎖存器640)提供時(shí)鐘。(注意，通過使用負(fù)邊沿觸發(fā)的從觸發(fā)器，主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)742和從觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)748可以是由單個(gè)時(shí)鐘源產(chǎn)生的相同的信號(hào))。當(dāng)主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)742轉(zhuǎn)變到高電平時(shí)(即，在正邊沿處)，例如在時(shí)刻tl”750處，主觸發(fā)器存儲(chǔ)接收的信號(hào)。當(dāng)主觸發(fā)器時(shí)鐘信號(hào)742保持在高電平上時(shí)(或至少在轉(zhuǎn)變到高電平處的另一正邊沿之前)，例如在時(shí)刻t3” 754，在數(shù)據(jù)信號(hào)的值保持存儲(chǔ)在主鎖存器中的同時(shí)，正電源電壓Vdd 744和負(fù)電源電壓Vss 746轉(zhuǎn)變到新的電平，從而定義較寬的電壓擺幅，如圖7C示出的。因?yàn)樵谕粩?shù)據(jù)值被存儲(chǔ)在主鎖存器中的同時(shí)，電源電壓Vdd 744和Vss 746轉(zhuǎn)變，所以在時(shí)刻t2” 752之后，數(shù)據(jù)值保持相同，但是將根據(jù)與由改變的電源電壓Vdd 744和Vss 746定義的較高的電壓范圍成比例的較大的電壓擺幅來輸出數(shù)據(jù)值。在時(shí)刻t3”754處，從鎖存器時(shí)鐘信號(hào)748轉(zhuǎn)變到低電平(B卩，在負(fù)邊沿處)，從而使從鎖存器存儲(chǔ)由主鎖存器的輸出信號(hào)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。因?yàn)榇頂?shù)據(jù)值的信號(hào)轉(zhuǎn)換到從鎖存器工作的較高的電壓范圍，所以從鎖存器能夠更好地正確讀取由主鎖存器呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)值。然后，從鎖存器將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給工作在與從鎖存器相同的電壓范圍內(nèi)的另一電壓島。圖8是控制鎖存器將代表第一電壓范圍中的數(shù)據(jù)值的第一信號(hào)轉(zhuǎn)換成代表第二電壓范圍中的該數(shù)據(jù)值的第二信號(hào)的方法的具體實(shí)施例的流程圖。在802，接收第一電壓范圍內(nèi)的第一信號(hào)。第一信號(hào)可以包括如圖6的主鎖存器630接收的第一信號(hào)620。第一信號(hào)代表數(shù)據(jù)值(例如，邏輯“O”或邏輯“I”)。在804，第一信號(hào)被存儲(chǔ)在工作在第一電壓范圍內(nèi)的鎖存器中，例如圖6的使用第一正電源電壓632和第一負(fù)電源電壓634工作的主鎖存器630或單個(gè)鎖存器。在完成第一信號(hào)的存儲(chǔ)804之后，在806，控制鎖存器來從工作在 第一電壓范圍內(nèi)選擇性地改變到工作在第二電壓范圍內(nèi)。例如，在圖6的主鎖存器630(或單個(gè)鎖存器)存儲(chǔ)代表數(shù)據(jù)值的第一信號(hào)之后，電壓切換邏輯646控制主鎖存器630 (或個(gè)鎖存器)使主鎖存器630 (或單個(gè)鎖存器)接收第二正電源電壓642和第二負(fù)電源電壓644，以工作在第二電壓范圍中。第二電壓范圍不同于第一電壓范圍。在808，從鎖存器輸出第二信號(hào)。鎖存器輸出的第二信號(hào)相當(dāng)于圖6的由從鎖存器640輸出的第二信號(hào)661。第二信號(hào)代表第一信號(hào)在第二電壓范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)值。第二信號(hào)(如第二信號(hào)660)可以由圖6的從鎖存器640接收和存儲(chǔ)，并且呈現(xiàn)給第二電壓島670作為存儲(chǔ)的第二信號(hào)661。替換地，第二信號(hào)可以被直接地呈現(xiàn)給圖6的第二電壓島670，而不使用從鎖存器。此處描述的實(shí)施例的說明意在提供對(duì)各種實(shí)施例結(jié)構(gòu)的一般理解。該說明無意用作對(duì)利用此處描述的結(jié)構(gòu)或方法的裝置和系統(tǒng)的所有元件和特征的全面描述。在閱讀本發(fā)明之后，許多其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的?？梢岳们覐谋景l(fā)明導(dǎo)出其他實(shí)施例，使得在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出結(jié)構(gòu)和邏輯的替換以及改變。例如，可以以不同于圖中示出的順序執(zhí)行方法步驟，或可以省略一個(gè)或多個(gè)方法步驟。因此，本發(fā)明和附圖應(yīng)視為說明性的而不是限制性的。此外，盡管此處說明和描述了特定的實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，可以用被設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)相同或相似結(jié)果的任何隨后的布置替換示出的特定實(shí)施例。本發(fā)明意在覆蓋各種實(shí)施例的任何和所有隨后的修改或變化。在閱讀描述之后，上述實(shí)施例的組合以及此處沒有具體描述的其他實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。提交了本發(fā)明的摘要，應(yīng)理解，其不能用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍或意義。另夕卜，在前述詳細(xì)的描述中，出于使本發(fā)明合理化的目的，各種特征被組合在一起或在單個(gè)實(shí)施例中描述。本發(fā)明無意被解釋成反映如下意圖，即所要求保護(hù)的實(shí)施例需要的特征比每一個(gè)權(quán)利要求中明確記載的特征更多。而是，如下列權(quán)利要求反映的，所要求保護(hù)的主題可以涉及少于任何所公開的實(shí)施例的所有的特征。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其包括 第一電壓島，其被配置為工作在第一電壓范圍內(nèi)，其中所述第一電壓范圍具有第一中點(diǎn)；和 第二電壓島，其被配置為工作在第二電壓范圍內(nèi)，其中所述第二電壓范圍具有第二中點(diǎn)， 其中 所述第一電壓范圍不同于所述第二電壓范圍；和 所述第一中點(diǎn)基本上等于所述第二中點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一中點(diǎn)和所述第二中點(diǎn)基本上等于零伏特，即OV。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，進(jìn)一步包括電源管理控制器，其中所述電源管理控制器被配置為選擇性地控制所述第一電壓范圍和所述第二電壓范圍中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述電源管理控制器從所述第一電壓島和所述第二電壓島中的至少一個(gè)接收輸入信號(hào)，并且其中響應(yīng)于該輸入信號(hào)，所述電源管理控制器選擇性地控制所述第一電壓范圍和所述第二電壓范圍中的至少一個(gè)的電壓水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體裝置，其中至少一個(gè)輸入信號(hào)包括以下中的至少一個(gè) 所述第一電壓島和所述第二電壓島中的至少一個(gè)的工作溫度的溫度測(cè)量值； 過程測(cè)量值，其包括用于校正由于制造工藝變化性而可能發(fā)生在所述第一電壓島和所述第二電壓島中的至少一個(gè)的時(shí)序變化的偏移； 關(guān)鍵路徑時(shí)序信號(hào)，其中所述關(guān)鍵時(shí)序信號(hào)是由關(guān)鍵路徑邏輯產(chǎn)生的，所述關(guān)鍵路徑邏輯被配置為確定完成計(jì)算和以時(shí)鐘存儲(chǔ)結(jié)果之間的松弛時(shí)間的量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一電壓范圍和所述第二電壓范圍由多個(gè)電壓源提供，所述多個(gè)電壓源包括以下中的至少一個(gè) 片上電壓源；和 片外電壓源。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述多個(gè)電壓源中的至少一個(gè)包括跟蹤電壓調(diào)節(jié)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述跟蹤電壓調(diào)節(jié)器包括場(chǎng)效應(yīng)晶體管整流器，即FET整流器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述多個(gè)電壓源中的至少一個(gè)被配置為供給從變壓器的多個(gè)對(duì)稱線圈抽頭中的至少一對(duì)得到的電壓中得到的整流過的電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，進(jìn)一步包括 寄存器子系統(tǒng)，其被配置為存儲(chǔ)所述第一電壓島的輸出信號(hào)；和電壓切換邏輯，其中一旦所述輸出信號(hào)被存儲(chǔ)，所述寄存器從工作在所述第一電壓范圍上被切換到工作在所述第二電壓范圍上。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述第一電壓島和所述第二電壓島被包括在片上系統(tǒng)裝置中，即SOC裝置中。
12.—種方法，其包括；接收第一電壓范圍內(nèi)的第一信號(hào)，所述第一信號(hào)代表數(shù)據(jù)值； 將所述第一信號(hào)存儲(chǔ)在工作在所述第一電壓范圍內(nèi)的寄存器中； 在存儲(chǔ)所述第一信號(hào)之后，控制所述寄存器來從工作在所述第一電壓范圍內(nèi)選擇性地改變成工作在第二電壓范圍內(nèi)，其中所述第二電壓范圍不同于所述第一電壓范圍；和 從所述寄存器輸出第二信號(hào)，其中所述第二信號(hào)代表所述第一信號(hào)在所述第二電壓范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)值。
13.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)值是低二進(jìn)制值或高二進(jìn)制值。
14.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法,其中所述第一信號(hào)是從工作在所述第一電壓范圍內(nèi)的主寄存器接收的。
15.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第二信號(hào)是從所述主寄存器接收的并且由從寄存器存儲(chǔ)。
全文摘要
公開了半導(dǎo)體裝置、系統(tǒng)和方法，其有助于電源管理。半導(dǎo)體裝置包括第一電壓島，其被配置為工作在第一電壓范圍內(nèi)，其中第一電壓范圍具有第一中點(diǎn)。半導(dǎo)體裝置的第二電壓島被配置為工作在第二電壓范圍內(nèi)，其中第二電壓范圍具有第二中點(diǎn)。第一電壓范圍不同于第二電壓范圍，并且第一中點(diǎn)基本上等于第二中點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F1/32GK102656540SQ201080056786
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者T·H·弗里德爾 申請(qǐng)人:波音公司