具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法

具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法
【專利摘要】本發明提供一種具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法。此多功能參數設定方法包括以下步驟：提供集成電路，而集成電路包括多功能接腳以及開關單元，其中多功能接腳耦接外部設定單元；通過開關單元的一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電壓，并根據可編程參考電壓執行第一功能設定；以及通過開關單元的另一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電流，并根據可編程參考電流執行第二功能設定。
【專利說明】 具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種電源管理集成電路，尤指一種具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法。
【背景技術】
[0002]在一般的電腦系統，中央處理器(CPU)所產生的電壓識別碼(voltageidentification definition, VID)會隨其工作狀態而改變，以動態地調整其工作電壓(或核心電壓)來節省功率消耗。當電腦系統無需大量運算上的功率消耗時，中央處理器會根據其工作狀態而產生電壓識別碼至電壓調節器(voltage regulator)。接著，電壓調節器依據電壓識別碼來降低中央處理器的工作電壓。
[0003]現有用于電壓調節的集成電路(integrated circuit, IC),通常有額外的功能。例如衰減功能(droop function),用以傳感是否有衰減電流。若IC搭配額外的功能進行電壓調整時，通常還需要其他的接腳，并且還需要搭配額外相當多的設定元件才能調整CPU的工作電壓。但是，這會造成整體的IC面積變大，且增加制造成本。
[0004]由此可見，隨著電子技術的進步，IC的功能也越來越多。由于IC的接腳數量有限，因此一些IC無法通過有限接腳來增加其他的功能設定。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明提出一種具有多功能參數設定的集成電路及多功能參數設定方法，藉以解決先前技術所述及的問題。
[0006]本發明提出一種具有多功能參數設定的集成電路。集成電路耦接外部設定單元。集成電路包括多功能接腳、第一功能調整電路、第二功能調整電路以及開關單元。多功能接腳耦接外部設定單元。開關單元耦接多功能接腳、第一功能調整電路及第二功能調整電路。第一功能調整電路通過開關單元的一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電壓，第二功能調整電路通過開關單元的另一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電流。
[0007]在本發明的一示范性實施例中，開關單元包括第一開關以及第二開關。第一開關的第一端耦接多功能接腳，其第二端耦接第一功能調整電路，其控制端受控于第一控制信號。第二開關的第一端耦接多功能接腳，其第二端耦接第二功能調整電路，其控制端受控于第二控制信號。其中，第一開關與第二開關不在同一時間期間導通。
[0008]在本發明的一示范性實施例中，外部設定單元包括電阻網絡，電阻網絡接收參考電壓并且提供可編程參考電壓至多功能接腳。
[0009]在本發明的一示范性實施例中，外部設定單元還包括外部設定線路，其連接開關單元的控制端。
[0010]在本發明的一示范性實施例中，集成電路還包括邏輯電路，用以產生第一控制信號與第二控制信號。
[0011]在本發明的一示范性實施例中，參數設定電路還包括外部設定接腳，而外部設定接腳耦接第一開關與第二開關的控制端。外部設定接腳接收外部控制信號，而外部控制信號包括第一控制信號與第二控制信號。
[0012]在本發明的一示范性實施例中，第一功能調整電路包括電流源、電壓傳感電路以及第一功能設定電路。電壓傳感電路耦接于電流源與開關單元之間，電壓傳感電路用于傳感可編程參考電壓以產生第一參數信號。第一功能設定電路用以接收第一參數信號且反應于第一參數信號來執行第一功能設定。
[0013]在本發明的一示范性實施例中，第二功能調整電路包括第一電阻、電流傳感電路以及第二功能設定電路。第一電阻的第一端耦接開關單元。電流傳感電路耦接第一電阻的第二端，且用于傳感第一電阻上的可編程參考電流以產生第二參數信號。第二功能設定電路用以接收第二參數信號且反應于第二參數信號來執行第二功能設定。
[0014]在本發明的一示范性實施例中，第二功能調整電路還包括第一電流鏡、N型金氧半場效晶體管、第一比較器、第二電流鏡、P型金氧半場效晶體管以及第二比較器。第一電流鏡的第一端耦接第一工作電壓。N型金氧半場效晶體管的漏極耦接第一電流鏡的第二端，其源極稱接第一電阻的第二端。第一比較器的第一輸入端接收第一門限電壓，其第二輸入端耦接N型金氧半場效晶體管的源極與第一電阻的第二端，其輸出端耦接N型金氧半場效晶體管的柵極。第二電流鏡的第二端耦接第二工作電壓。P型金氧半場效晶體管的漏極耦接第二電流鏡的第一端，其源極耦接第一電阻的第二端。第二比較器的第一輸入端接收第二門限電壓，其第二輸入端耦接P型金氧半場效晶體管的源極與第一電阻的第二端，其輸出端耦接P型金氧半場效晶體管的柵極。
[0015]在本發明的一示范性實施例中，第二功能調整電路通過電壓緩沖器耦接開關單
J Li ο
[0016]在本發明的一示范性實施例中，第二功能調整電路包括第一電阻、電流傳感電路以及第二功能設定電路。第一電阻的第一端耦接電壓緩沖器的輸出端。電流傳感電路耦接第一電阻的第二端，且用于傳感第一電阻上的可編程參考電流以產生第二參數信號。第二功能設定電路用以接收第二參數信號且反應于第二參數信號來執行第二功能設定。
[0017]本發明再提出一種多功能參數設定方法，其包括以下步驟:提供集成電路，而集成電路包括多功能接腳以及開關單元，其中多功能接腳耦接外部設定單元；通過開關單元的一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電壓，并根據可編程參考電壓執行第一功能設定；以及通過開關單元的另一操作來傳感外部設定單元的可編程參考電流，并根據可編程參考電流執行第二功能設定。
[0018]基于上述，本發明的集成電路以及多功能參數設定方法可以在同一個多功能接腳實現多種功能設定，并且有效地避免集成電路面積變大的問題。另一方面，相較于傳統方式，本發明的集成電路所使用的電路面積會比較小，因此還可以降低制造成本。
[0019]下面的附圖是本發明的說明書的一部分，示出了本發明的示例實施例，附圖與說明書的描述一起說明本發明的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發明一實施例的多功能參數設定的集成電路的示意圖；
[0021]圖2和圖3為圖1的第一開關與第二開關的操作時序圖；[0022]圖4是本發明另一實施例的多功能參數設定的集成電路的示意圖；
[0023]圖5是本發明另一實施例的多功能參數設定的集成電路的示意圖；
[0024]圖6示出為本發明一實施例的參數設定方法的流程圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]10、10A:集成電路；
[0027]20:外部設定單元；
[0028]110:第一功能調整電路；
[0029]112:電壓傳感電路；
[0030]114:第一功能設定電路；
[0031]120U20A:第二功能調整電路；
[0032]122:電流傳感電路；
[0033]124:第二功能設定電路；
[0034]126:電壓緩沖器；
[0035]130:開關單元；
[0036]132:第一電流鏡；
[0037]134:第二電流鏡；
[0038]136:第一比較器；
[0039]138:第二比較器；
[0040]140:邏輯電路；
[0041]210:電阻網絡；
[0042]220:外部設定線路；
[0043]CSl:第一控制信號；
[0044]CS2:第二控制信號；
[0045]GND:第二工作電壓；
[0046]1cs:電流源；
[0047]Ir:可編程參考阻電流；
[0048]I1、12:電流;
[0049]Nb:節點；
[0050]0CS/CB:多功能接腳；
[0051]Ql:N型金氧半場效晶體管；
[0052]Q2:P型金氧半場效晶體管；
[0053]R、R1、R2:電阻;
[0054]S_PARA1:第一參數信號；
[0055]S_PARA2:第二參數信號；
[0056]SPin:外部設定接腳；
[0057]S1:第一開關；
[0058]S2:第二開關；
[0059]S601?S605:本發明一實施例的多功能參數設定方法的各步驟；
[0060]T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7:時間；[0061]Vr:可編程參考電壓；
[0062]VCC:第一工作電壓；
[0063]VREF:第一參考電壓；
[0064]VSS:第二參考電壓；
[0065]VSl:第一門限電壓；
[0066]VS2:第二門限電壓。
【具體實施方式】
[0067]現將詳細參考本發明的實施例，并在附圖中說明所述實施例之實例。另外，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。
[0068]圖1是本發明一實施例的多功能參數設定的集成電路(integrated circuit, IC)的示意圖。請參閱圖1。集成電路10包括多功能接腳0CS/CB、第一功能調整電路110、第二功能調整電路120以及開關單元130。
[0069]多功能接腳0CS/CB耦接外部設定單元20。開關單元130耦接多功能接腳OCS/CB、第一功能調整電路110及第二功能調整電路120。第一功能調整電路110通過開關單元130的一操作來傳感外部設定單元20的可編程參考電壓Vr，第二功能調整電路120通過開關單元130的另一操作來傳感外部設定單元20的可編程參考電流Ir。
[0070]在本示范性實施例中，開關單元130包括第一開關SI與第二開關S2。第一開關SI的第一端耦接多功能接腳0CS/CB。第一開關SI的第二端耦接第一功能調整電路110。第一開關SI的控制端受控于第一控制信號CSl。第二開關S2的第一端耦接多功能接腳OCS/CB。第二開關S2的第二端耦接第二功能調整電路120。第二開關S2的控制端受控于第二控制信號CS2。上述第一開關SI與第二開關S2不在同一時間期間導通。
[0071]集成電路10的外部存在外部設定單元20。外部設定單元20包括電阻網絡210，其耦接參考電壓VREF與VSS。電阻網絡210具有節點Nb，藉以提供可編程參考電壓Vr至多功能接腳0CS/CB。在本實施例中，雖然電阻網絡210為電阻Rl串聯電阻R2，但電阻網絡210也可串聯或并聯電容等元件，以形成一阻抗值，本實施例的電阻網絡210不局限于上述態樣而可以做其他的變化。
[0072]圖2和圖3為圖1的第一開關與第二開關的操作時序圖，其中Tl至T7分別表示不同的時間。在同一時間期間，第一開關SI與第二開關S2沒有同時導通，因此可以使第一功能調整電路110與第二功能調整電路120的其中一者來執行功能設定。此外，在同一時間期間，第一開關SI與第二開關S2可以都不導通。換句話說，不同時間期間只允許第一功能調整電路110或是第二功能調整電路120在運作。
[0073]舉例而言，在時間期間Tl?T2，只有第二開關S2導通，集成電路10執行電流平衡(current balance, CB)功能設定；在時間期間T4?T5,第一開關SI與第二開關S2同時不導通，集成電路10不執行功能設定；在時間期間T5?T6，只有第一開關SI導通，集成電路10執行過電流(over current setting, 0CS)功能設定。根據上述的說明，本領域的技術人員對于其他時間的功能設定可以由圖示加以類推而得知，故而在此不再贅述。
[0074]接下來對于圖1所示的第一功能調整電路110與第二功能調整電路120的細部電路進行如下說明。請再參閱圖1。集成電路10可以具有兩種調整機制。[0075]第一功能調整電路110(例如，電壓調整機制)包括電流源1cs、電壓傳感電路112以及第一功能設定電路114。電壓傳感電路112耦接于電流源1cs與第一開關SI之間。電壓傳感電路112用于傳感可編程參考電壓Vr以產生第一參數信號S_PARA1。第一功能設定電路114接收第一參數信號S_PARA1且反應于第一參數信號S_PARA1來執行第一功能設定。
[0076]第二功能調整電路120 (例如，電流調整機制)包括電阻R、電流傳感電路122以及第二功能設定電路124。電阻R的第一端耦接第二開關S2。電流傳感電路122耦接電阻R的第二端，且用于傳感電阻R上的可編程參考電流Ir以產生第二參數信號S_PARA2。第二功能設定電路124接收第二參數信號S_PARA2且反應于第二參數信號S_PARA2來執行第二功能設定。
[0077]值得一提的是，在不同時間期間，第一參數信號S_PARA1與第二參數信號S_PARA2可分別被傳送至第一功能設定電路114與第二功能設定電路124。第一 /第二功能設定電路的形式可以是用來作為類比/數位轉換器、電流平衡、輸出電壓偏移或衰減功能。因此，集成電路10可以在同一個多功能接腳0CS/CB實現多種功能設定。
[0078]此外，集成電路10還可包括邏輯電路140。邏輯電路140用以產生第一控制信號CSl與第二控制信號CS2，藉以分別控制第一開關SI與第二開關S2的導通情形。本發明對于邏輯電路140的細部構造不加以限制。第二功能調整電路120還可包括電壓緩沖器126，因此電阻R可通過電壓緩沖器126耦接至第二開關S2。配置電壓緩沖器126的好處是，可以避免可編程參考電流Ir所引起的負載效應而影響到可編程參考電壓Vr。另外在設計上也較為簡單。
[0079]圖4是本發明另一實施例的多功能參數設定的集成電路的示意圖。請參閱圖4。圖4是基于圖1的架構所衍生的另一實施例。圖4與圖1的不同之處在于第二功能調整電路120A。此第二功能調整電路`120A還包括第一電流鏡132、N型金氧半場效晶體管Ql、第一比較器136、第二電流鏡134、P型金氧半場效晶體管Q2以及第二比較器138。
[0080]第一電流鏡132的第一端耦接第一工作電壓VCC。N型金氧半場效晶體管Ql的漏極耦接第一電流鏡132的第二端，其源極耦接電阻R的第二端。第一比較器136的非反相輸入端(第一輸入端)接收第一門限電壓VSl,其反相輸入端(第二輸入端)稱接N型金氧半場效晶體管的源極與電阻R的第二端，其輸出端耦接N型金氧半場效晶體管Ql的柵極。
[0081]第二電流鏡134的第二端耦接第二工作電壓GND。P型金氧半場效晶體管Q2的漏極耦接第二電流鏡134的第一端，其源極耦接電阻R的第二端。第二比較器138的非反相輸入端(第一輸入端)接收第二門限電壓VS2，其反相輸入端(第二輸入端)耦接P型金氧半場效晶體管Q2的源極與電阻R的第二端，其輸出端耦接P型金氧半場效晶體管Q2的柵極。
[0082]假設第二參考電壓VSS與第二工作電壓GND為接地電壓。當第一開關SI導通而第二開關S2不導通時，位在多功能接腳0CS/CB上的可編程參考電壓Vr可以根據重疊原理而表示成如下的式I。




R O
[0083]Vocs/CB(Sl αν) = 1cs X (r1 // R2 )+ VRI'.l.' x----(式 I)。
—1Rl + R2
[0084]由式I可知，可通過調整電阻網絡210的電阻Rl或R2的數值來決定第一功能設定電路114的功能設定。
[0085]電壓緩沖器126可以阻隔可編程參考電流Ir從多功能接腳0CS/CB汲取電流。當第一開關SI不導通而第二開關S2導通時，位在多功能接腳0CS/CB上的可編程參考電壓Vr可以表示成如下的式2。.., R 2
[0086]
【權利要求】
1.一種具有多功能參數設定的集成電路，耦接一外部設定單元，其特征在于，所述集成電路包括: 一多功能接腳，耦接所述外部設定單元； 一第一功能調整電路； 一第二功能調整電路；以及 一開關單元，耦接所述多功能接腳、所述第一功能調整電路及所述第二功能調整電路，其中所述第一功能調整電路通過所述開關單元的一操作來傳感所述外部設定單元的一可編程參考電壓，所述第二功能調整電路通過所述開關單元的另一操作來傳感所述外部設定單元的一可編程參考電流。
2.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述開關單元包括: 一第一開關，其第一端耦接所述多功能接腳，其第二端耦接所述第一功能調整電路，其控制端受控于一第一控制信號；以及 一第二開關，其第一端耦接所述多功能接腳，其第二端耦接所述第二功能調整電路，其控制端受控于一第二控制信號，其中第一開關與第二開關不在同一時間期間導通。
3.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述外部設定單元包括一電阻網絡，所述電阻網絡接收一參考電壓并且提供所述可編程參考電壓至所述多功能接腳。
4.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述外部設定單元還包括一外部設定線路，其連接所述開關單元的控制端。
5.根據權利要求2所述 的集成電路，其特征在于，還包括: 一邏輯電路，用以產生所述第一控制信號與所述第二控制信號。
6.根據權利要求2所述的集成電路，其特征在于，所述參數設定電路更包括還包括一外部設定接腳，所述外部設定接腳耦接所述第一開關與所述第二開關的受控端，所述外部設定接腳接收一外部控制信號，而所述外部控制信號包括所述第一控制信號與所述第二控制信號。
7.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述第一功能調整電路包括: 一電流源； 一電壓傳感電路，耦接于所述電流源與所述開關單元之間，所述電壓傳感電路用于傳感所述可編程參考電壓以產生一第一參數信號；以及 一第一功能設定電路，用以接收所述第一參數信號且反應于所述第一參數信號來執行一第一功能設定。
8.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述第二功能調整電路包括: 一第一電阻，其第一端耦接所述開關單元； 一電流傳感電路，耦接所述第一電阻的第二端，且用于傳感所述第一電阻上的所述可編程參考電流以產生一第二參數信號；以及 一第二功能設定電路，用以接收所述第二參數信號且反應于所述第二參數信號來執行一第二功能設定。
9.根據權利要求8所述的集成電路，其特征在于，所述第二功能調整電路更包括還包括: 一第一電流鏡，其第一端稱接一第一工作電壓；一 N型金氧半場效晶體管，其漏極耦接所述第一電流鏡的第二端，其源極耦接所述第一電阻的第二端； 一第一比較器，其第一輸入端接收一第一門限電壓，其第二輸入端稱接所述N型金氧半場效晶體管的源極與所述第一電阻的第二端，其輸出端耦接所述N型金氧半場效晶體管的柵極； 一第二電流鏡，其第二端耦接一第二工作電壓； 一 P型金氧半場效晶體管，其漏極耦接所述第二電流鏡的第一端，其源極耦接所述第一電阻的第二端；以及 一第二比較器，其第一輸入端接收一第二門限電壓，其第二輸入端稱接所述P型金氧半場效晶體管的源極與所述第一電阻的第二端，其輸出端耦接所述P型金氧半場效晶體管的柵極。
10.根據權利要求1所述的集成電路，其特征在于，所述第二功能調整電路通過一電壓緩沖器耦接所述開關單元。
11.根據權利要求10所述的集成電路，其特征在于，所述第二功能調整電路包括: 一第一電阻，其第一端耦接所述電壓緩沖器的輸出端； 一電流傳感電路，稱接所述第一電阻的第二端，且用于傳感所述第一電阻上的所述可編程參考電流以產生一第二參數信號；以及 一第二功能設定電路，用以接收所述第二參數信號且反應于所述第二參數信號來執行一第二功能設定。
12.—種多功能參數設定方法，其特征在于，包括: 提供一集成電路，所述集成電路包括一多功能接腳以及一開關單元，其中所述多功能接腳耦接一外部設定單元； 通過所述開關單元的一操作來傳感所述外部設定單元的一可編程參考電壓，并根據所述可編程參考電壓執行一第一功能設定；以及 通過所述開關單元的另一操作來傳感所述外部設定單元的一可編程參考電流，并根據所述可編程參考電流執行一第二功能設定。
【文檔編號】G05F1/56GK103809640SQ201310055506
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年2月21日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】溫偉智, 王珽弘, 王圣萱, 陳偉陵 申請人:力智電子股份有限公司