CN120832258A - 具有保护功能的芯片系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种具有保护功能的芯片系统，包含中央处理单元；储存单元，用于储存封装信息；以及控制单元，信号连接所述中央处理单元及所述储存单元，用于：从所述储存单元读取所述封装信息；根据所述封装信息所指示的封装类型，决定用于所述封装类型的保护机制参数信息，其中所述保护机制参数信息包含温度门坎值、操作频率门坎值及供应电压门坎值中至少一者；以及控制所述中央处理单元基于所述保护机制参数信息操作。

Description

具有保护功能的芯片系统

技术领域

本申请涉及一种芯片技术，且特别是有关于一种具有保护功能的芯片系统。

背景技术

为了满足高效能运算需求，芯片/集成电路(integrated circuit，IC)可采用加压超频(overdrive)设计。芯片还可因应(客户端的)配置/结构需求而采用不同的封装(package)技术(例如多芯片封装(multi-chip package，MCP)产品、多封装材质产品等)。

然而，提高操作电压及操作频率会产生额外的热能。若未能快速地散热，可能导致芯片/处理器过热，进而影响效能及稳定性，甚至发生无法修复的损坏情形。

采用外部电源管理集成电路(power management integrated circuit，PMIC)虽可达成动态电压频率调整(dynamic voltage and frequency scaling，DVFS)控制及保护机制，但PMIC的成本过高、复杂且限制了芯片的设计/操作弹性，进而影响芯片的应用系统开发及量产。

此外，不同的封装类型具有不同的散热性，但现行PMIC的保护机制未考虑芯片所采用的封装技术。举例来说，在同样的操作电压及操作频率下，支持H.264操作的芯片的散热性优于支持H.264操作且采用MCP技术(例如额外组装DDR)的芯片。

因此，如何针对芯片系统提供有效且灵活的保护机制，以控管芯片/处理器操作在适当的条件是值得研究的重要议题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提出一种具有保护功能的芯片系统，以灵活地提供芯片操作保护功能。

本申请的实施例提供一种芯片系统，包含：中央处理单元；储存单元，用于储存封装信息；以及控制单元，信号连接所述中央处理单元及所述储存单元，用于：从所述储存单元读取所述封装信息；根据所述封装信息所指示的封装类型，决定用于所述封装类型的保护机制参数信息，其中所述保护机制参数信息包含温度门坎值、操作频率门坎值及供应电压门坎值中至少一者；以及控制所述中央处理单元基于所述保护机制参数信息操作。

基于上述，本申请的具有保护功能的芯片系统可提供有效且灵活(例如主动)的保护机制，以控管芯片/处理器操作在适当的条件。

附图说明

提供的附图用以使本申请所属技术领域具有通常知识者可以进一步理解本申请，并且被并入与构成本申请的说明书的一部分。附图示出了本申请的示范实施例，并且用以与本申请的说明书一起用于解释本申请的原理。以下为本申请各图的简单说明：

图1为本申请一实施例的芯片系统的方块示意图。

图2为本申请一实施例的用于芯片系统的操作保护方法的流程示意图。

[符号说明]

100：芯片系统；

102：中央处理单元；

104：储存单元；

106：控制单元；

108：电源单元；

S202、S204、S206、S208、S210、S212：步骤。

具体实施方式

本申请提出了一种具有保护功能的芯片系统，以解决背景技术中提到的问题。为使本申请的特征和优点能够更明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。以下叙述含有与本申请中的示例性实施例相关的特定信息。本申请中的附图和其随附的详细叙述仅为示例性实施例。然而，本申请并不局限于此些示例性实施例。本领域技术人员将会想到本申请的其它变化与实施例。除非另有说明，否则附图中的相同或对应的组件可由相同或对应的附图标号指示。此外，本申请中的附图与例示通常不是按比例绘制的，且非旨在与实际的相对尺寸相对应。

图1为本申请一实施例的(具有保护功能/机制的)芯片系统/集成电路(integrated circuit，IC)100的方块示意图。芯片系统100可为微处理单元(microprocessing unit，MPU)，但本申请不以此为限。芯片系统100包含中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)102、储存(或内存)单元(例如双倍数据率(double data rate，DDR)储存器等)104及控制单元106。控制单元106信号连接中央处理单元102及储存单元104。值得注意的是，单元仅为示例，其可替换为模块或电路等。

储存单元104用于储存(或被写入)封装(package)信息。

控制单元106用于从储存单元104读取(或存取)所述封装信息。根据所述封装信息所指示(或包含)的封装类型，控制单元106(自动地)决定/调整/设定用于所述封装类型的(过温)保护机制参数信息。所述保护机制参数信息包含温度门坎值(或上限值)、操作频率门坎值(或上限值)及供应电压门坎值(或上限值)中至少一者。接着，控制单元106控制中央处理单元102基于所述保护机制参数信息操作。

也就是说，本芯片系统100可根据封装类型(例如散热系数)灵活地决定对应的保护临界值，从而提升系统操作效率。

在一些实施例中，根据所述封装信息所指示的所述封装类型，决定用于所述封装类型的所述保护机制参数信息的操作可包含：控制单元106可识别/获得所述封装类型。当所述封装类型为第一封装类型，控制单元106可决定以下至少一者：所述温度门坎值为(摄氏)第一温度、所述操作频率门坎值为第一频率，以及所述供应电压门坎值为第一电压。当所述封装类型为第二封装类型，控制单元106可决定以下至少一者：所述温度门坎值为(摄氏)第二温度、所述操作频率门坎值为第二频率，以及所述供应电压门坎值为第二电压。所述第一封装类型的第一散热性优于所述第二封装类型的第二散热性，所述第一温度高于所述第二温度，所述第一频率高于所述第二频率，以及所述第一电压高于所述第二电压。

举例来说，所述第一封装类型可为球栅阵列(ball grid array，BGA)，所述第一温度可为100度、所述第一频率可为1000MHz，以及所述第一电压可为1.26V。此外，所述第二封装类型可为方形扁平封装(quad flat package，QFP)(例如薄型方形扁平封装(low quadflat package，LQFP(LQFP128/LQFP216))，所述第二温度可为90度、所述第二频率可为800MHz，以及所述第二电压可为1.1V，但本申请不以此为限。

在一些实施例中，所述第一电压可为工艺限制最高电压，即可支持(短时间、非频繁地)过压机制。所述第一频率可为工艺限制最高频率，即可支持(短时间、非频繁地)超频机制。第二电压可为工艺允许的额定电压。第二频率可为工艺允许的额定频率。

此外，控制单元106进一步信号连接电源单元108(例如PMU或Vol regulator等)。电源单元108用于向中央处理单元102提供供应电压。

在一些实施例中，控制中央处理单元102基于所述保护机制参数信息操作的操作可包含：控制单元106可向中央处理单元102通知(或设定)所述温度门坎值及所述操作频率门坎值，以及可向电源单元108通知(或设定)所述供应电压门坎值。当(例如响应于)中央处理单元102的操作温度高于(或不低于)所述温度门坎值、中央处理单元102的所述供应电压高于(或不低于)所述供应电压门坎值或中央处理单元102的操作频率高于(或不低于)所述操作频率门坎值时，控制单元106可启动过温保护机制，以触发中央处理单元102停止(或重设)操作。所述供应电压可由控制单元106或电源单元108读取。所述操作频率可由控制单元106或中央处理单元102读取。所述操作温度可由测量单元(例如温度计等)(未绘示于图中)量测，以及可由控制单元106读取。所述温度计可设置于中央处理单元102旁或中央处理单元102内。测量单元可周期性地或响应于控制单元106的请求而量测所述操作温度。

也就是说，所述操作温度被限制不高于所述温度门坎值、所述操作频率被限制不高于所述操作频率门坎值，以及所述供应电压被限制不高于所述供应电压门坎值。

在一些实施例中，所述保护机制参数信息可进一步包含电流门坎值(即限流)。根据所述封装信息所指示的所述封装类型，决定用于所述封装类型的所述保护机制参数信息的操作可进一步包含：当所述封装类型为第一封装类型，控制单元106可进一步决定：所述电流门坎值为第一预设电流。当所述封装类型为第二封装类型，控制单元106可进一步决定：所述电流门坎值为第二预设电流。当(例如响应于)中央处理单元102的操作温度高于(或不低于)所述电流门坎值时，控制单元106可启动过温保护机制，以触发中央处理单元102停止(或重设)操作。

在一些实施例中，在决定所述保护机制参数信息后，控制单元106可进一步控制电源单元108基于所述保护机制参数信息操作。

在一些实施例中，储存单元104可进一步预先储存(包含所述保护机制参数信息的)多个(一组)保护机制参数信息。也就是说，控制单元106可读取所述多个保护机制参数信息，以及从中选择用于所述封装类型的所述保护机制参数信息。

在一些实施例中，所述多个保护机制参数信息可对应于多个封装类型。根据所述封装信息所指示的所述封装类型，决定用于所述封装类型的所述保护机制参数信息的操作可包含：从所述多个保护机制参数信息中选择对应于所述封装类型的所述保护机制参数信息。

根据上述实施例，可以获得(例如归纳成)以下用于芯片系统的操作保护方法。图2为本申请一实施例的用于芯片系统的操作保护方法的流程示意图。如图2所示，此管理方法包括下列步骤：

在步骤S202中，通过芯片系统100的控制单元106从芯片系统100的储存单元104读取封装信息，然后执行步骤S204。

在步骤S204中，根据所述封装信息所指示的封装类型，通过控制单元106决定用于所述封装类型的保护机制参数信息，其中所述保护机制参数信息包含温度门坎值、操作频率门坎值及供应电压门坎值中至少一者，然后执行步骤S206。

在步骤S206中，通过控制单元106控制芯片系统100的中央处理单元102基于所述保护机制参数信息操作，然后执行步骤S208。

在步骤S208中，通过控制单元106判断中央处理单元102是否基于所述保护机制参数信息操作。当中央处理单元102基于所述保护机制参数信息操作(例如量测的温度低于门坎值)时，执行步骤S210。当中央处理单元102未基于所述保护机制参数信息操作(例如量测的温度超过门坎值)时，执行步骤S212。

在步骤S210中，中央处理单元102(正常地)持续操作。

在步骤S212中，通过控制单元106启动过温保护机制，以触发中央处理单元102停止操作。

综上所述，本申请的具有保护功能的芯片系统可达成/提供有效且灵活(例如主动)的保护机制，以控管芯片/处理器操作在适当的条件。换言之，本申请的具有保护功能的芯片系统可不强制搭配特别供电IC，从而降低MPU产品对PMIC IC的依赖，以及避免PMIC IC芯片供货问题，方便客户端套用现成供电芯片模块，达到节省产品成本及有效地管理库存。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种具有保护功能的芯片系统，其特征在于，包含：

一中央处理单元；

一储存单元，用于储存封装信息；以及

一控制单元，信号连接所述中央处理单元及所述储存单元，用于：

从所述储存单元读取所述封装信息；

根据所述封装信息所指示的一封装类型，决定用于所述封装类型的保护机制参数信息，其中所述保护机制参数信息包含一温度门坎值、一操作频率门坎值及一供应电压门坎值中至少一者；以及

控制所述中央处理单元基于所述保护机制参数信息操作。

2.如权利要求1所述的芯片系统，其中根据所述封装信息所指示的所述封装类型，决定用于所述封装类型的所述保护机制参数信息的操作，其特征在于，包含：

当所述封装类型为一第一封装类型，决定以下至少一者：所述温度门坎值为一第一温度、所述操作频率门坎值为一第一频率，以及所述供应电压门坎值为一第一电压；以及

当所述封装类型为一第二封装类型，决定以下至少一者：所述温度门坎值为一第二温度、所述操作频率门坎值为一第二频率，以及所述供应电压门坎值为一第二电压，

其中所述第一封装类型的一第一散热性优于所述第二封装类型的一第二散热性，所述第一温度高于所述第二温度，所述第一频率高于所述第二频率，以及所述第一电压高于所述第二电压。

3.如权利要求2所述的芯片系统，其特征在于：

所述第一封装类型为一球栅阵列，所述第一温度为100度、所述第一频率为1000MHz，以及所述第一电压为1.26V；以及

所述第二封装类型为一方形扁平封装，所述第二温度为90度、所述第二频率为800MHz，以及所述第二电压为1.1V。

4.如权利要求1所述的芯片系统，其中所述控制单元进一步信号连接一电源单元，以及控制所述中央处理单元基于所述保护机制参数信息操作的操作，其特征在于，包含：

当所述中央处理单元的操作温度高于所述温度门坎值、所述中央处理单元的供应电压高于所述供应电压门坎值或所述中央处理单元的操作频率高于所述操作频率门坎值时，启动过温保护机制，以触发所述中央处理单元停止操作。

5.如权利要求1所述的芯片系统，其中所述储存单元进一步预先储存，其特征在于，包含：

所述保护机制参数信息的多个保护机制参数信息。