存儲(chǔ)器裝置的功率管理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了用于在存儲(chǔ)器裝置中執(zhí)行功率管理的改進(jìn)方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 電子系統(tǒng)的功率管理技術(shù)正變得越來越重要。存儲(chǔ)器裝置，諸如閃存存儲(chǔ)器裝置 和DRAM裝置，消耗了各種電子系統(tǒng)所消耗的總功率中的很大一部分。在現(xiàn)有技術(shù)中，用于 存儲(chǔ)器裝置的大多數(shù)功率管理技術(shù)都涉及改變由存儲(chǔ)器裝置接收或使用的一個(gè)或多個(gè)時(shí) 鐘的頻率?？傮w而言，降低時(shí)鐘頻率通常會(huì)導(dǎo)致功率消耗降低。
[0003] 然而，存儲(chǔ)器裝置的某些部分，諸如用于從存儲(chǔ)器陣列讀取數(shù)據(jù)的讀出放大器，將 消耗相同水平的功率，不論時(shí)鐘速度如何改變。這樣做效率很低，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的讀出放大 器常常被設(shè)計(jì)成在最高可能的時(shí)鐘速度下獲得可能的最佳性能。在使用較低時(shí)鐘頻率的情 況下，正如可能是在現(xiàn)有技術(shù)的省電模式的情況下，讀出放大器將以不必要的高性能水平 運(yùn)行。
[0004] 需要采取改進(jìn)的方法和設(shè)備來在存儲(chǔ)器裝置中執(zhí)行功率管理，其中檢測(cè)輸入的時(shí) 鐘頻率，并基于時(shí)鐘頻率來改變存儲(chǔ)器裝置的操作和功率消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 前述問題和需求通過功率管理的實(shí)施例得以解決。具體地講，確定輸入的時(shí)鐘頻 率，然后基于時(shí)鐘頻率來使存儲(chǔ)器裝置進(jìn)入某個(gè)功率模式。功率狀態(tài)用于調(diào)制存儲(chǔ)器裝置 內(nèi)的讀出放大器的偏置電壓水平。這會(huì)得到額外的功率節(jié)省。
【附圖說明】
[0006] 圖1描繪了用于檢測(cè)系統(tǒng)裝置時(shí)鐘的頻率并且響應(yīng)于該頻率來設(shè)置功率水平的 實(shí)施例。
[0007]圖2描繪了響應(yīng)于系統(tǒng)的功率水平來改變讀出放大器的偏置電壓的實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 現(xiàn)在將參考圖1來描述實(shí)施例。功率管理電路10從系統(tǒng)裝置時(shí)鐘20接收時(shí)鐘信 號(hào)。功率管理電路10包括檢測(cè)電路30,該檢測(cè)電路從系統(tǒng)裝置時(shí)鐘20接收時(shí)鐘信號(hào)，并且 可通過重置自動(dòng)計(jì)時(shí)器160和計(jì)數(shù)器40來啟動(dòng)檢測(cè)模式。計(jì)數(shù)器40被配置為統(tǒng)計(jì)在從系 統(tǒng)裝置時(shí)鐘20接收的時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)的時(shí)鐘周期數(shù)。
[0009] 自動(dòng)計(jì)時(shí)器160是計(jì)時(shí)器。計(jì)時(shí)器160可由修調(diào)電路150修調(diào)以補(bǔ)償進(jìn)程、電壓 和溫度，或設(shè)計(jì)規(guī)范。自動(dòng)計(jì)時(shí)器160可由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置為在進(jìn)入檢測(cè)模式后 (諸如在檢測(cè)電路30重置計(jì)數(shù)器40和自動(dòng)計(jì)時(shí)器160后）達(dá)到某個(gè)時(shí)間間隔時(shí)致能輸出 信號(hào)165a、165b和165c。例如，自動(dòng)計(jì)時(shí)器160可由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置為在達(dá)到時(shí) 間間隔TO時(shí)致能輸出信號(hào)165a?？商鎿Q地，自動(dòng)計(jì)時(shí)器160可由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置 為在達(dá)到時(shí)間間隔（TO+時(shí)延1)時(shí)致能輸出信號(hào)165b。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解， 自動(dòng)計(jì)時(shí)器160可由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置以使得在達(dá)到任何所需時(shí)間間隔時(shí)致能輸出 信號(hào) 165a、165b和 165c。
[0010] 假設(shè)自動(dòng)計(jì)時(shí)器160已經(jīng)由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置為在達(dá)到時(shí)間間隔TO時(shí)致 能輸出信號(hào)165a，計(jì)數(shù)器40可用于統(tǒng)計(jì)在時(shí)間間隔TO內(nèi)接收到的時(shí)鐘脈沖數(shù)。具體地講， 輸出信號(hào)165a至165c被輸入到示例性與門50、80和110。計(jì)數(shù)器40的輸出也可被輸入到 示例性與門50、80和110。
[0011] 例如，計(jì)數(shù)器40的輸出的最低有效位可被輸入到與門50,計(jì)數(shù)器40的輸出的第 二低有效位可被輸入到與門80,計(jì)數(shù)器40的輸出的最高有效位可被輸入到與門110。與門 50的輸出被輸入到鎖存器60,與門80的輸出被輸入到鎖存器90,與門110的輸出被輸入到 鎖存器120。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，可通過由計(jì)時(shí)器配置數(shù)據(jù)170配置自動(dòng)計(jì)時(shí) 器160來使用任何所需的時(shí)間間隔數(shù)，并且可以使用N組與門和鎖存器，其中N可為任意整 數(shù)。
[0012] 本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，如果自動(dòng)計(jì)時(shí)器160的輸出信號(hào)165a、165b和 165c尚未被致能，則所有與門（諸如與門50、與門80和與門110)的輸出將為"0"（因?yàn)榈?每一個(gè)與門的一個(gè)輸出將為"〇"）。一旦輸出信號(hào)165a、165b和165c被致能，貝Ij各個(gè)與門 的輸出將構(gòu)成計(jì)數(shù)器40在那一時(shí)刻的計(jì)數(shù)值。通過這種方式，系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)裝置時(shí)鐘 20在給定時(shí)間間隔（諸如T0)內(nèi)的時(shí)鐘脈沖數(shù)，該測(cè)量值反映系統(tǒng)裝置時(shí)鐘20的頻率。
[0013] 在N= 3的情況下，在自動(dòng)計(jì)時(shí)器160的輸出信號(hào)165a、165b和165c被致能后， 計(jì)數(shù)器40的輸出和與門的輸入之間的關(guān)系如表1所示：
[0014]
[0015] 每一個(gè)與門和每一個(gè)鎖存器的輸出將與從計(jì)數(shù)器40到每一個(gè)與門的輸入相同 (因?yàn)樵谶_(dá)到時(shí)間間隔之后，每一個(gè)與門的其它輸入將為" 1"）。鎖存器60、90和120的輸 出表示系統(tǒng)裝置時(shí)鐘20的頻率，并且它們可被理解為對(duì)應(yīng)于不同的所需功率水平。
[0016] 任選地，鎖存器60、90和120的值是組合邏輯180的輸入，組合邏輯180的輸出包 括Power_Level_l信號(hào) 191、Power_Level_2 信號(hào) 192 和Power_Level_2N信號(hào) 193(以及如 果N>3時(shí)存在的任何其它P〇Wer_Level信號(hào)）。在N= 3的情況下，鎖存器60、90和120的 值和各功率水平之間的關(guān)系可如表2所示：
[0017] 表 2
[0018]
[0020] 在表2的示例中，在時(shí)間間隔TO內(nèi)檢測(cè)到的每一個(gè)可能的頻率都有對(duì)應(yīng)的功率水 平。這僅為例示性示例，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可以通過組合邏輯180的設(shè)計(jì)根據(jù) 需要來設(shè)置對(duì)應(yīng)于每一個(gè)不同P〇wer_Level的閾值點(diǎn)。
[0021] 現(xiàn)在參考圖2, 一旦確定P〇Wer_LeVel，就可相應(yīng)地調(diào)制存儲(chǔ)器裝置的讀出放大器 的偏置電壓。P〇wer_Level_l信號(hào) 191、Power_Level_2 信號(hào) 192 和Power_Level_2N信號(hào) 193(以及Power_Level_2和Power_Level_2N之間的任何其它Power_Level信號(hào)）被輸入 到偏置電壓調(diào)制器200中，該偏置電壓調(diào)制器繼而將偏置電壓205提供到讀出放大器210。 可替換地，可通過這種方式由偏置電壓調(diào)制器200控制其它操作性偏置電路。
[0022] 偏置電壓205基于當(dāng)前Power_Level而變化。例如，如果Power_Level_l被致能 (其對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器40的相對(duì)較低的輸出并且因此對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)裝置時(shí)鐘20的相對(duì)較低的頻 率），偏置電壓205將被調(diào)制到相對(duì)較低的水平。這樣，通過改變偏置電壓實(shí)現(xiàn)了功率管理， 繼而影響了讀出放大器的功率消耗。
[0023] 本文中對(duì)本發(fā)明的引用并非旨在限制任何權(quán)利要求或權(quán)利要求條款的范圍，而僅 僅是對(duì)可由一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求涵蓋的一個(gè)或多個(gè)特征的引用。上文所述的材料、工藝和 數(shù)值的例子僅為示例性的，而不應(yīng)視為限制權(quán)利要求。應(yīng)當(dāng)指出的是，如本文所用，術(shù)語 "在……上方"和"在……上"均包括性地包括"直接在……上"（兩者間沒有設(shè)置中間材料、 元件或空間）和"間接在……上"（兩者間設(shè)置有中間材料、元件或空間）。同樣，術(shù)語"相 鄰"包括"直接相鄰"（兩者間未設(shè)置中間材料、元件或空間）和"間接相鄰"（兩者間設(shè)置 有中間材料、元件或空間）。例如，"在襯底上方"形成元件可包括在兩者間無中間材料/元 件的情況下直接在襯底上形成該元件，以及在兩者間有一種或多種中間材料/元件的情況 下間接在襯底上形成該元件。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用在存儲(chǔ)器裝置中的功率管理電路，包括： 系統(tǒng)裝置時(shí)鐘，其用于生成時(shí)鐘信號(hào)； 計(jì)時(shí)電路，其用于識(shí)別時(shí)間間隔； 第一電路，其用于接收所述時(shí)鐘信號(hào)并統(tǒng)計(jì)所述時(shí)間間隔內(nèi)的所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖； 第二電路，其用于響應(yīng)于計(jì)數(shù)器電路的輸出來改變讀出放大器的偏置電壓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理電路，其中所述計(jì)時(shí)電路可配置為改變所述時(shí)間間 隔。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理電路，其中所述第一電路包括計(jì)數(shù)器。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率管理電路，其中所述第一電路還包括多個(gè)與門。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的功率管理電路，其中所述第一電路還包括多個(gè)鎖存器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率管理電路，其中所述第二電路包括偏置電壓調(diào)制器。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率管理電路，其中所述偏置電壓調(diào)制器耦接到讀出放大 器。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的功率管理電路，其中所述偏置電壓調(diào)制器響應(yīng)于所述偏置電 壓調(diào)制器的一個(gè)或多個(gè)輸入的變化而改變偏置電壓。9. 一種用于存儲(chǔ)器裝置的功率管理方法，包括： 由系統(tǒng)裝置時(shí)鐘生成時(shí)鐘信號(hào)； 由計(jì)時(shí)電路識(shí)別時(shí)間間隔； 由第一電路接收所述時(shí)鐘信號(hào)并統(tǒng)計(jì)所述時(shí)間間隔內(nèi)的所述時(shí)鐘信號(hào)的脈沖； 由第二電路響應(yīng)于所述計(jì)數(shù)器電路的輸出來改變讀出放大器的偏置電壓。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述計(jì)時(shí)電路可配置為改變所述時(shí)間間隔。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第一電路包括計(jì)數(shù)器。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一電路還包括多個(gè)與門。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一電路還包括多個(gè)鎖存器。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述第二電路包括偏置電壓調(diào)制器。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述偏置電壓調(diào)制器耦接到讀出放大器。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述偏置電壓調(diào)制器響應(yīng)于所述偏置電壓調(diào)制 器的一個(gè)或多個(gè)輸入的變化而改變偏置電壓。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于在存儲(chǔ)器裝置中執(zhí)行功率管理的改進(jìn)方法和設(shè)備。用在存儲(chǔ)器裝置中的功率管理電路包括：系統(tǒng)裝置時(shí)鐘，其用于生成時(shí)鐘信號(hào)；計(jì)時(shí)電路，其用于識(shí)別時(shí)間間隔；第一電路，其用于接收時(shí)鐘信號(hào)并統(tǒng)計(jì)時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)鐘信號(hào)的脈沖；第二電路，其用于響應(yīng)于計(jì)數(shù)器電路的輸出來改變讀出放大器的偏置電壓。
【IPC分類】G11C7/08, G11C7/10, G11C7/22, G11C5/14, G11C7/20
【公開號(hào)】CN105074827
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480009430
【發(fā)明人】H.Q.阮, H.V.特蘭, H.T.阮
【申請(qǐng)人】硅存儲(chǔ)技術(shù)公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2014年1月15日
【公告號(hào)】EP2948952A1, US20140281611, WO2014143398A1