專利名稱：基于有序控制的低功耗soc電路及方法
技術領域：
本發明主要應用于各種嵌入式soc電路設計中。
背景技術：
隨著超大規模集成電路工藝技術的發展，系統芯片(SoC， Systerrvon-Chip)和IP技術 越來越成為IC業界廣泛關注的焦點。SoC就是將系統的全部功能模塊集成到單一半導體芯片 上，包括CPU、 1/0接口、存儲器，以及一些重要的模擬集成電路。功能模塊化的系統芯片具 有易于增加新功能和縮短上市時間的顯著特點，是IC設計業當前、乃至可預見未來的主流設 計方式。
隨著soc設計日益變得越來越大型化和復雜化，因而如何提高soc系統的可靠性、穩
定性、低功耗等問題成為了大家備受關注的問題。這些問題所涉及的內容十分廣泛，從物理實 現到系統實現都可以采用各種方法來節省和優化，目前業界也一直在嘗試采用各種方法去減
少系統使用期的失效率，功耗等問題，常見的問題有
1. 上電的過程，--方面系統的穩定性很弱，另一方面系統中所有的負載又需要開始工作， 因而，研究如何提高上電過程系統的穩定性對于系統正常工作是很重要的因素。
2. 系統從正常工作狀態進入到低功耗狀態，由于作為一個系統級的電路，并不是仟何時 候都需要每一個功能模塊都在運作，對于暫時不工作的模塊，可以將其關掉，當需要 工作時再將其喚醒。因而可以有效的降低整個電路的功耗。但是如何使系統平滑的過 渡到低功耗模式，也是值得研究的地方。
3. 同樣，當系統從低功耗狀態返回到正常工作狀態也如此，如果沒有好的機制也會使系 統產生不穩定，提出一種有效的解決方法不但使系統更加穩定而且使系統的壽命延 長。
發明內容
本發明通過對系統進行有序的控制解決了上述問題，其具體技術方案根據圖1包括 系統上電過程，系統進行控制使各個模塊逐步上電。
從正常工作狀態(Normal)狀態進入到低功耗(standby)狀態的過程中，系統進行控制， 使需要進入低功耗的模塊逐步切換到低功耗狀態。
從低功耗(standby)狀態回到正常工作狀態(Normal)狀態，系統也進行控制逐步喚醒
模塊，使模塊回到正常模式。
本文提出有序控制的概念目的就在考慮降低系統功耗同時提高系統的穩定性，其特點有 以下幾方面
1. 上電的過程，系統中所有的負載沒有馬上全加到穩壓電源的輸出，而采用分級逐步加 到穩壓電源上， 一方面避免了瞬間加在穩壓電源的負載過大，提高了其穩定性， 一定 程度上延長了使用壽命；另一方面使各個負載都能得到穩定的電源，避免了負載上電 壓不夠或太高使其不能正常工作。
2. 系統從正常工作狀態進入到低功耗狀態，對于暫時不工作的模塊，可以將其關掉，當 需要工作時再將其喚醒。因而可以有效的降低整個電路的功耗。但是如果系統中進入 低功耗模式模塊都在同一時刻動作的話，會使系統穩定性下降。因為理論上在同-一時 刻動作，但實際上還是會有先后，假如系統中的穩壓電源先進入低功耗，相應帶負載 能力減弱，但此時如果其他負載電路還沒有進入低功耗模式，相當于此時的穩壓電源 還需要驅動大負載，從而對整個系統造成很大的破壞。采用有序控制后，當系統從正 常模式進入到低功耗模式，可以合理安排系統中各個模塊，錯開各個模塊轉換的時間 點，從而降低系統產生不穩定的概率。
3. 同樣，當系統從低功耗狀態返回到正常工作狀態也如此，如果沒有進行有序控制，各 個模塊返回正常狀態時刻點不可控。同理，如果穩壓電源晚于負載回到正常狀態，同 步存儲器的時鐘先于片選有效，都會對系統造成損壞。因此，采用有序的控制，除了 使系統中各個模塊嚴格按指標控制下進行動作，而且使各個狀態的轉變更加平穩。
通過對系統有序的控制不但降低SOC系統的功耗，而且提高了系統的穩定性、可靠性 和系統的使用壽命。
圖1系統狀態轉換圖 圖2系統結構框圖
具體實施例方式
本發明針對具體SOC電路會有所不同，目的提出有序控制的概念，下面根據圖2主要 介紹本發明的具體實施方式
。
1.上電過程，穩壓電源開始正常工作，控制電路依次合上開關Kl、 K2……Kn;使穩壓電 源的輸出逐步加到模擬模塊，數字IP， Memory等負載上。其中開關Kl、 K2……Kn合
上的順序沒有規定，原則根據系統的要求，從而使系統中的各個模塊開始正常工作。
2. 從正常工作(Normal)狀態進入到低功耗(standby)狀態，低功耗控制電路合上開關 Kal、 Ka2……Kan;其中開關Kal、 Ka2……Kan合上的順序沒有規定，原則根據系統的 要求，從而使系統的工作狀態逐步切換到低功耗模式。
3. 從低功耗(standby)狀態回到到正常工作狀態(Normal)狀態，低功耗控制電路開始逐 步逐步打開開關Kal、 Ka2……Kan;使模擬模塊，數字IP， Memory等逐步退出低功耗 狀態。其中開關Kal、 Ka2……Kan打開的順序沒有規定，原則根據系統的要求，從而使 系統的工作狀態從低功耗狀態平穩的回到正常工作狀態。
權利要求
1.基于有序控制的低功耗SOC；電路及方法，其特征在于包括以下步驟a.上電過程各個模塊逐步上電；b.從正常工作狀態轉換到低功耗狀態的過程中分級控制模塊進入低功耗狀態；c.從低功耗狀態回到到正常工作狀態，逐步喚醒模塊。
2. 根據權利要求l的有序控制電路,其特征在于上電以后，合上開關(K1)、(K2)……(Kn); 其中開關(Kl)、 (K2)……(Kn)合上的順序沒有規定，但是-一定不是同時合上。
3. 根據權利要求1的有序控制電路，其特征在于從正常工作狀態進入到低功耗模式，逐步 合上開關(Kal)、 (Ka2)(Kan);其中開關(Kal)、 (Ka2)(Kan)合上的順序沒有規定，但是一定不是同時合上。
4. 根據權利要求1的有序控制電路，其特征在于從低功耗模式返回到正常工作狀態，逐步 打開開關(Kal)、 (Ka2)(Kan);其中開關(Kal)、 (Ka2)……(Kan)打開的順序沒有規定，但是一定不是同時打開。
全文摘要
基于有序控制的低功耗設計主要應用于SOC電路系統中，系統通過控制電路實現對整個系統上電過程、正常工作轉換到低功耗過程，以及從低功耗狀態回到正常工作狀態進行有序的控制。從而提高系統的可靠性、穩定性，同時也滿足SOC電路低功耗的需求。
文檔編號G06F1/32GK101174176SQ200610114289
公開日2008年5月7日 申請日期2006年11月3日 優先權日2006年11月3日
發明者宋長竹, 鋒 袁 申請人:北京中電華大電子設計有限責任公司