-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung,
deren Spannungsversorgung ab- bzw. zugeschaltet werden kann, sowie
ein Verfahren zum Zuschalten einer Spannungsdomäne in einer integrierten Halbleiterschaltung.
-
Eine
Halbleiterschaltung umfasst eine oder mehrere Spannungsdomänen. Unter
einer Spannungsdomäne
wird ein Schaltungsblock der Halbleiterschaltung verstanden, der
einen bestimmten Wert der Versorgungsspannung aufweist. Insbesondere
bei integrierten Halbleiterschaltungen, die in mobilen Endgeräten zur Anwendung
kommen, wird die Versorgungsspannung aus einer Batteriespannung
abgeleitet. Üblicherweise wird
die Versorgungsspannung einer Spannungsdomäne durch eine Schalteinheit
abgeschaltet, die außerhalb der
Halbleiterschaltung angeordnet ist. Dazu ist eine Spannungsquelle,
wie beispielsweise eine Batterie, zum Bereitstellen der Versorgungsspannung über die
Schalteinheit an einen Versorgungsanschluss beziehungsweise einen
Versorgungspin der Halbleiterschaltung gekoppelt. Der Versorgungsanschluss
ist in der Halbleiterschaltung mit einem Spannungsnetz verbunden
und bildet eine Spannungsdomäne.
Entsprechend eines gewählten
Schaltzustands der Schalteinheit ist der Versorgungsanschluss mit
der Spannungsquelle verbunden, beziehungsweise von ihr getrennt.
Wenn der Versorgungsanschluss mit der Spannungsquelle verbunden ist,
liegt an der Spannungsdomäne
die Versorgungsspannung an.
-
In
vielen Fällen
wird ein Steuersignal zum Ab- bzw. Zuschalten der Versorgungsspannung
der Spannungsdomäne
in der Halbleiterschaltung erzeugt. Um mit dem Steuersignal die Schalteinheit
steuern zu können,
ist in der Halbleiterschaltung ein Steueranschluss vorgesehen, der
es ermöglicht,
das Steuersignal zu der Schalteinheit zu führen. Für jede Spannungsdomäne sind
in diesem Konzept mindestens zwei Anschlüsse an der Halbleiterschaltung
vorgesehen. Die Anzahl der Anschlüsse einer Halbleiterschaltung
beziehungsweise der Pins eines Halbleiterbauteils ist jedoch begrenzt.
Eine Vielzahl von Anschlüssen
wird bereits für
andere Funktionen benötigt.
Somit ist dieses Konzept mit dem Nachteil verbunden, dass in der
Halbleiterschaltung nur eine begrenzte Anzahl von Spannungsdomänen vorgesehen
ist.
-
Zur Überwindung
dieses Nachteils ist innerhalb der Halbleiterschaltung zu jeder
Spannungsdomäne eine
Schalteinheit vorgesehen, die ein Ab- oder Zuschalten der Versorgungsspannung
an die Spannungsdomäne
ermöglicht.
Die Schalteinheit ist als ein im Verhältnis zu sonst in der Halbleiterschaltung
verwendeten Bauelementen großes
Schaltelement ausgeführt,
um von ihr geschaltete Ströme
ohne einen größeren Spannungsabfall
in der Spannungsdomäne
treiben. zu können.
Das Schaltelement belegt daher eine größere Chipfläche als ein sonst verwendetes
Bauelement. Zusätzlich
befindet sich das Schaltelement in aller Regel in Bereichen der
Halbleiterschaltung, die nicht mittels Standardzellen aufgebaut
sind. Dadurch weist eine Versorgungsleitung zwischen dem Schaltelement
und der betroffenen Spannungsdomäne
oft eine Länge
auf, die in nachteiliger weise einen großen Spannungsabfall der Versorgungsspannung
auf der Versorgungsleitung verursacht.
-
Zur
Vermeidung des Spannungsabfalls wird das große Schaltelement häufig durch
eine Vielzahl mehrerer kleinerer Einzel-Schaltelemente ersetzt.
Die kleineren Einzel-Schaltelemente
sind beispielsweise wie sonst verwendete Bauelemente als Standardzellen
entworfen. Eine vorgegebene Anzahl von Einzel-Schaltelementen wird
parallel geschaltet, um den Strombedarf der Spannungsdomäne zu gewährleisten.
-
Üblicherweise
sind mehrere Spannungsdomänen
an die Spannungsversorgung gekoppelt. Bei einem Zuschaltvorgang
einer ersten Spannungsdomäne
fließt
anfangs ein Strom, der Gatter- und/oder Kapazitäten in der Schaltungsdomäne auflädt. So entsteht
bei dem Zuschaltvorgang zunächst
eine größere Änderung
eines Stromes I
SUP in der Spannungsversorgung.
Die zwischen der Spannungsversorgung und der Spannungsdomäne angeordneten
Zuleitungen weisen Zuleitungsinduktivitäten L auf. Durch Eigeninduktion
kommt es aufgrund der Änderung
des Stroms I
SUP zu einem Spannungsabfall ΔU
SUP an den Zuleitungsinduktivitäten L
-
Es
wird zusätzlich
ein in den Zuleitungen vorhandener ohmscher Widerstand R berücksichtigt.
-
In
den meisten Fällen
liegt wenigstens eine zweite Spannungsdomäne an den gleichen Zuleitungen an,
so dass dieser die gleiche Versorgungsspannung zugeführt ist.
Befindet sich die zweite Spannungsdomäne bereits in einem Betriebszustand,
während
die erste Spannungsdomäne
eingeschaltet wird, dann ist der Spannungsabfall ΔUSUP in einigen Fällen so groß, dass dieser in der zweiten
Spannungsdomäne
zu einer lokalen Fehlfunktion führt.
Die lokale Fehlfunktion führt
zu einer globalen Fehlfunktion der gesamten integrierten Halbleiterschaltung.
Einem Nutzer der Halbleiterschaltung ist das Vorhandensein einer
globalen Fehlfunktion oft nicht unmittelbar offensichtlich.
-
Zur
Vermeidung der lokalen Fehlfunktion sollte ein überhöhter Spannungsabfall ΔUSUP verhindert werden. Dies geschieht am
einfachsten durch eine Begrenzung der zeitlichen Stromänderung
des Stromes ISUP bei einem Zuschaltvorgang,
aber auch bei einem Abschaltvorgang der Spannungsdomäne.
-
Aus
den Dokumenten [1] und [2] ist bekannt, den Strom ISUP zu
begrenzen, indem zwischen der Spannungsquelle und der integrierten
Halbleiterschaltung oder einer Spannungsdomäne der integrierten Halbleiterschaltung
eine Schalteinheit zum Zuschalten oder Abschalten einer Versorgungsspannung
vorgesehen ist. Die Schalteinheit umfasst eine Vielzahl von Einzel-Schaltelementen,
die parallel geschaltet sind. Die Einzel-Schaltelemente werden schrittweise
nacheinander geschaltet. Sowohl Dokument [1] wie auch Dokument [2]
beschreiben ein sukzessives beziehungsweise zeitlich versetztes
Zuschalten der Einzel-Schaltelemente. Eine solche Struktur wird
auch als „Daisy
Chain" bezeichnet.
-
Da
die Einzel-Schaltelemente als Transistoren ausgeführt sind,
ist der durch die Einzel-Schaltelemente fließende Strom in seinem Maximalwert
durch den Saturationsstrom des Transistors beschränkt. Bei
dem Zuschaltvorgang ist die Änderung
des Stromes ISUP anfangs durch den Saturationsstrom
des zuerst geschlossenen Einzel-Schaltelements begrenzt.
-
Die
derart eingerichtete Schalteinheit weist jedoch den Nachteil auf,
dass der Zuschaltvorgang durch das sukzessive Zuschalten der Einzel-Schaltelemente
verzögert
stattfindet, er ist erst nach Zuschalten aller Einzel-Schaltelemente
abgeschlossen. Je nach Größe der Schaltungsdomäne benötigt der
Zuschaltvorgang mehrere Takte.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte
Halbleiterschaltung, sowie ein Verfahren zum Zuschalten einer Spannungsdomäne in einer
integrierten Halbleiterschaltung bereitzustellen, bei der ein schnelles
Durchführen
des Zuschaltvorgangs bei gleichzeitiger Limitierung der maximalen
Stromänderung
an den Zuleitungen für
die Versorgungsspannung möglich
ist.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine integrierte Halbleiterschaltung sowie ein
Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
1 bzw. dem unabhängigen
Patentanspruch 9 gelöst.
-
Die
integrierte Halbleiterschaltung weist eine an eine Spannungsquelle
gekoppelte Schalteinheit zum Zuschalten oder Abschalten einer Versorgungsspannung
auf. Die Schalteinheit umfasst ein erstes Einzel-Schaltelement,
ein zweites Einzel-Schaltelement
und ein drittes Einzel-Schaltelement. Weiterhin weist die integrierte
Halbleiterschaltung eine an das erste Einzel-Schaltelement, das
zweite Einzel-Schaltelement und das dritte Einzel-Schaltelement
gekoppelte Steuereinheit zum Steuern des Zuschaltens oder Abschaltens
der Versorgungsspannung mittels eines Steuersignals, und eine zwischen
der Steuereinheit und dem ersten Einzel-Schaltelement, dem zweiten Einzel-Schaltelement
und dem dritten Einzel-Schaltelement angeordnete Verzögerungseinheit
auf. Die Verzögerungseinheit
ist derart eingerichtet, dass sie das Steuersignal um ein erstes Zeitintervall
verzögert
an das erste Einzel-Schaltelement ausgibt und um ein vom dem ersten
Zeitintervall verschiedenes zweites Zeitintervall verzögert an
das zweite Einzel-Schaltelement und das dritte Einzel-Schaltelement
ausgibt.
-
Das
Verfahren zum Zuschalten einer Spannungsdomäne in einer integrierten Halbleiterschaltung
mit einer Schalteinheit, die ein erstes Einzel-Schaltelement, ein
zweites Einzel-Schaltelement
und ein drittes Einzel-Schaltelement umfasst die folgenden Schritte:
- – Schließen des
ersten Einzel-Schaltelements zu einem ersten Zeitpunkt,
- – Schließen des
zweiten Einzelschaltelements und des dritten Einzel-Schaltelements
zu einem zweiten Zeitpunkt.
-
Grundgedanke
der Erfindung ist es, dass ein oder mehrere Einzel-Schaltelemente,
die zunächst
zugeschaltet werden, der Strombegrenzung dienen. Anschaulich kann
die Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
so erklärt
werden, dass bei einem Zuschalten der Versorgungsspannung zunächst die
Gatter in der integrierten Halbleiterschaltung oder in einem Schaltungsbereich
der integrierten Halbleiterschaltung durch einen begrenzten Strom
vorgeladen werden. Erst wenn in den Gattern bereits Ladung vorhanden
ist, wird die komplette Schaltung möglichst schnell an die Versorgungsspannung
geschaltet. Dabei fließen
höhere
Ströme durch
die Spannungsversorgung einer Spannungsdomäne, wobei dennoch die zeitliche Änderung
des Stroms begrenzt bleibt.
-
Die
erfindungsgemäße Halbleiterschaltung
weist den Vorteil auf, dass die Versorgungsspannung schnell zugeschaltet
werden kann. Diese Eigenschaft ist insbesondere bei Systemen günstig, bei
denen die Spannungsversorgung häufig
ab- bzw. zugeschaltet wird. Durch häufiges Zuschalten entsteht
ein Sparpotential bei der Versorgungsspannung. Dieses Sparpotential
ist bei einem durch eine Batterie gespeisten System, wie beispielsweise
einem tragbaren Computer, einem Handy oder allgemein einem mobilen
Endgerät,
besonders vorteilhaft zu nutzen, weil damit die Reserven der Spannungsquelle
geschont bleiben.
-
Ein
weiterer wichtiger Vorteil ergibt sich daraus, dass ein Ab- bzw.
Zuschalten schnell erfolgt. Damit ist die Erfindung insbesondere
in Kommunikationssystemen günstig
einsetzbar, da dort durch ein schnelles Umschalten eine schnelle
und genaue Verarbeitung übertragener
Daten erfolgen kann.
-
Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen
Patentansprüchen.
-
In
einer Weiterbildung der integrierten Halbleiterschaltung sind das
zweite Einzel-Schaltelement und das dritte Einzel-Schaltelement in
Reihe geschaltet. Durch die Reihenschaltung des zweiten Einzel-Schaltelements
und des dritten Einzel-Schaltelements
entsteht insgesamt ein Einzel-Schaltelement, dessen Gesamtwiderstand
gegenüber
einem einzelnen Einzel-Schaltelement
erhöht
ist.
-
Bei
einem Zuschalten der Versorgungsspannung über das zweite und das dritte
Einzel-Schaltelement ist ein durch die beiden Einzel-Schaltelemente
fließender
Anfangs-Strom stärker
begrenzt, als ein durch ein einzelnes Einzel-Schaltelement fließender Anfangs-Strom.
Der Anfangsstrom dient zum Vorladen des Schaltungsbereichs beziehungsweise
der Spannungsdomäne
der integrierten Halbleiterschaltung. Durch das weitere Zuschalten
des ersten Einzel-Schaltelements wird ein größerer Strom in der Spannungsversorgung
getrieben, so dass schneller eine für einen sicheren Betrieb hinreichende
Versorgungsspannung anliegt.
-
In
einer anderen Weiterbildung der integrierten Halbleiterschaltung
weist das erste Einzel-Schaltelement in einem Geschlossen-Schaltzustand
einen ersten Widerstandswert auf und das zweite Einzel-Schaltelement
in einem Geschlossen-Schaltzustand
einen von dem ersten Widerstandwert verschiedenen zweiten Widerstandwert
auf. Durch die unterschiedliche Ausführung der Einzel-Schaltelemente
können
verschiedene Strombegrenzungen beim Schließen des ersten Einzel-Schaltelements
beziehungsweise des zweiten Einzel-Schaltelements erreicht werden.
-
Beispielsweise
ist der erste Widerstandswert größer als
der zweite Widerstandswert. Dies ist besonders vorteilhaft in einer
integrierten Halbleiterschaltung bei der in einem Einschaltvorgang
zunächst
das erste Einzel-Schaltelement und anschließend das zweite Einzel-Schaltelement
geschlossen werden. Durch den höheren
ersten Widerstandswert des ersten Einzel-Schaltelements ist ein
anfänglicher
Strom in der Schalteinheit zunächst
auf einen niedrigen Wert begrenzt. Ein durch das Schließen des
zweiten Einzel-Schaltelements zusätzlicher Beitrag zum Strom
in der Schalteinheit kann höher
ausfallen, wodurch der Einschaltvorgang insgesamt schneller ausfallen
kann.
-
In
einer Ausgestaltung weist das dritte Einzel-Schaltelement in einem
Geschlossen-Schaltzustand den zweiten Widerstandswert auf. Dadurch
kann eine Ausgestaltung von zweitem und drittem Einzel-Schaltelement
im Wesentlichen gleichermaßen
erfolgen. Das Layout der integrierten Halbleiterschaltung vereinfacht sich.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung weist die integrierte Halbleiterschaltung
mindestens eine an die Schalteinheit gekoppelten Spannungsdomäne auf,
deren Versorgungsspannung durch die Schalteinheit zu- und/oder abschaltbar
ist. Dadurch können
in der Halbleiterschaltung unterschiedliche Bereich vorgesehen sein,
in denen die Versorgungsspannung unabhängig von weiteren Bereichen
der integrierten Halbleiterschaltung zu- bzw. abgeschaltet wird.
-
Vorteilhafterweise
ist die Schalteinheit innerhalb der Spannungsdomäne angeordnet. Dadurch können Versorgungsleitungen
zwischen der Schalteinheit und der Spannungsdomäne kurz ausgebildet sein. Unnötige Störeffekte
durch Induktivitäten
und Kapazitäten
in den Versorgungsleitungen können
derart verhindert werden.
-
In
einer Ausgestaltung sind das erste Einzel-Schaltelement, das zweite
Einzel-Schaltelement und das dritte Einzel-Schaltelement gleichmäßig über Bereichen
der integrierten Halbleiterschaltung verteilt angeordnet, in denen
mindestens eine Spannungsdomäne
liegt, deren Spannungsversorgung zu schalten ist. Damit kann bei
einem Zuschaltvorgang ein schnelles und gleichmäßiges Aufladen der Schaltungselemente
in der Spannungsdomäne
erfolgen.
-
In
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der zweite
Zeitpunkt nach dem ersten Zeitpunkt.
-
In
einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der zweite
Zeitpunkt vor dem ersten Zeitpunkt.
-
Die
Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen
näher erläutert. Dabei
zeigen
-
1 eine
schematische Darstellung einer Spannungsversorgung einer Halbleiterschaltung
mit zwei Spannungsdomänen
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
2 eine
schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
3 eine
schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
4 eine
schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
-
5 eine
schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
-
6 eine
schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
1 zeigt
eine schematische Darstellung einer Spannungsversorgung einer Halbleiterschaltung
mit zwei Spannungsdomänen
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dabei weist die Spannungsversorgung einen ersten Eingang 101 auf,
an den ein ers tes Versorgungspotential oder ein Massepotential bereitgestellt
ist. Das Versorgungspotential wird durch eine Spannungsquelle wie
beispielsweise durch eine Batterie bereitgestellt, die in der 1 nicht
dargestellt ist.
-
Die
Spannungsversorgung weist ebenfalls einen zweiten Eingang 102 auf,
an dem ein zweites Versorgungspotential, beispielsweise eine Vorspannung,
bereitgestellt ist. Der erste Eingang 101 über eine
erste Versorgungsleitung 103 mit einer ersten Spannungsdomäne 104 (gestrichelt
dargestellt) und einer zweiten Spannungsdomäne 105 (gestrichelt
dargestellt) verbunden. Die Versorgungsspannung der beiden Spannungsdomänen ergibt
sich aus der Differenz des ersten Versorgungsspannungspotentials
mit dem zweiten Versorgungsspannungspotential. Die erste Versorgungsleitung
weist aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften eine erste Eigeninduktivität 106 und
einen ersten ohmschen Widerstand 107 auf. Der zweite Eingang 102 ist über eine
zweite Versorgungsleitung 108 mit der ersten Spannungsdomäne 104 und
der zweiten Spannungsdomäne 105 verbunden.
Die zweite Versorgungsleitung 108 weist aufgrund ihrer
physikalischen Eigenschaften eine zweite Eigeninduktivität 109 und
einen zweiten ohmschen Widerstand 110 auf. Die zweite Versorgungsleitung 108 ist
mit der ersten Spannungsdomäne 104 über eine
Schalteinheit 111 verbunden.
-
Mittels
der Schalteinheit 111 kann das zweite Versorgungsspannungspotential
an der ersten Spannungsdomäne 104 bereitgestellt
werden. Die Schalteinheit 111 ist mit einer Steuereinheit 112 verbunden.
Die Steuereinheit 112 ist derart eingerichtet, dass sie
einen Schaltzustand in der Schalteinheit 111 über ein
Steuersignal reguliert. Bei einem Zuschaltvorgang der Versorgungsspannung
an der ersten Spannungsdomäne 104 wird
durch die Schalteinheit 111 das zweite Versorgungsspannungspotential
an der ersten Spannungsdomäne 104 bereitgestellt.
Es fließen
sowohl in der ersten Versorgungsleitung 103 als auch in
der zweiten Versorgungsleitung 108 Ströme, die benötigt werden, um die verschiedenen
Elemente der ersten Spannungsdomäne 104 wie
beispielsweise Gatter oder Kapazitäten aufzuladen. Die Stromänderungen
induzieren in der ersten Versorgungsleitung 103 aufgrund
der ersten Eigeninduktivität 106 und
in der zweiten Versorgungsleitung 108 aufgrund der zweiten
Eigeninduktivität 109 Spannungen,
die insgesamt zu einem Spannungsabfall der Versorgungsspannung führen. Der
Spannungsabfall führt
zu einem Absinken der Versorgungsspannung an der zweiten Spannungsdomäne 105,
so dass dort eine Fehlfunktion entstehen kann.
-
Die
Schalteinheit 111 ist erfindungsgemäß derart eingerichtet, dass
ein durch die Steuereinheit 112 gesteuerter Zuschaltvorgang
an der Schalteinheit 111 maximal begrenzte, in der ersten
Versorgungsleitung 103 und der zweiten Versorgungsleitung 108 fließende Ströme und Stromänderungen
sicherstellt. Die Einrichtung der Schalteinheit 111 wird
in den folgenden Figuren beispielhaft an mehreren Ausführungsformen
erläutert.
-
2 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schalteinheit 201 in
einer Spannungsversorgung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Schalteinheit 201 weist
einen Steuersignaleingang 202 auf, der zum Aufnehmen eines
Steuersignals geeignet ist. Das Steuersignal kann beispielsweise
durch eine wie in 1 vorgesehene Steuereinheit
bereitgestellt sein. Der Steuereingang 202 ist mit einem
Eingang eines ersten Verzögerungselements 203 verbunden.
Ein Ausgang des ersten Verzögerungselementes 203 ist
an ein erstes Einzel-Schaltelement 205 gekoppelt, um einen
Schaltzustand des ersten Einzel-Schaltelements 205 zu regulieren.
Zusätzlich
ist der Ausgang des ersten Verzögerungselementes 203 mit einem
Eingang eines zweiten Verzögerungselementes 204 verbunden.
Das erste Einzel-Schaltelement 205 ist zwischen
eine dritte Versorgungsleitung 207 und eine vierte Versorgungsleitung 208 geschaltet.
-
Befindet
sich das erste Einzel-Schaltelement 205 in einem Geschlossen-Schaltzustand,
so kann zwischen der dritten Versorgungsleitung 207 und
der vierten Versorgungsleitung 208 ein Ausgleichsstrom
fließen, bis
sich in beiden Versorgungsleitungen das Potential angleicht. Die
dritte Versorgungsleitung 207 kann beispielsweise der zweiten
Versorgungsleitung 108 aus 1 entsprechen.
-
Ein
Ausgang des zweiten Verzögerungselementes 204 ist
mit dem Eingang eines dritten Verzögerungselementes 206 verbunden
sowie an ein zweites Einzel-Schaltelement 210 gekoppelt,
um den Schaltzustand des zweiten Einzel-Schaltelementes 210 festzulegen.
Der Ausgang des dritten Verzögerungselementes 206 ist
an ein drittes Einzel-Schaltelement 211 gekoppelt sowie über weitere
Verzögerungselemente
an ein viertes Verzögerungselement 209 gekoppelt
(gestrichelt dargestellt). Ein Ausgang des vierten Verzögerungselementes 209 ist
an ein viertes Einzel-Schaltelement 213 gekoppelt. Der
Eingang des vierten Verzögerungselements 209 ist
an den Eingang eines fünften
Verzögerungselements 212 geschaltet.
Der Ausgang des fünften
Verzögerungselementes 212 ist
an ein sechstes Einzel-Schaltelement 214 gekoppelt.
-
Sowohl
das zweite Einzel-Schaltelement 210, das dritte Einzel-Schaltelement 211,
das vierte Einzel-Schaltelement 213 und das fünfte Einzel-Schaltelement 215 sind
jeweils zwischen die dritte Versorgungsleitung 207 und
die vierte Versorgungsleitung 208 geschaltet, so dass jedes
in einem Geschlossen-Schaltzustand die dritte Versorgungsleitung 207 mit
der vierten Versorgungsleitung 208 verbindet. Befindet
sich eines der Einzel-Schaltelemente in einem Geschlossen-Schaltzustand, erfolgt
ein Angleichen der Potentiale auf der ersten Versorgungsleitung 207 und
der zweiten Versorgungsleitung 208. Durch den Aufbau werden
kompakte Einheitszellen geschaffen, die jeweils aus einem Verzögerungselement
und einem Einzel-Schaltelement bestehen.
-
Die
Einzel-Schaltelemente können
beispielsweise als n-MOS-Transistoren
oder p-MOS-Transistoren ausgeführt
sein.
-
Durch
den Aufbau der Schalteinheit 201 ist es möglich, das
Zuschalten der Spannungsdomäne
sukzessive durchzuführen.
Dazu wird am Steuereingang 202 ein Steuersignal bereitgestellt,
das beispielsweise durch ein hohes Spannungspotential, also eine
logische "1", die einzelnen Einzel-Schaltelemente
schließt.
Es ist denkbar, dass die Verzögerungselemente
Inverter-Elemente umfassen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
weisen das erste Verzögerungselement 203,
das zweite Verzögerungselement 204 usw.
jeweils eine Serienschaltung von zwei Inverterelementen auf. Das
Steuersignal wird somit durch ein Verzögerungselement in seiner Wertigkeit
oder seiner Polarität
nicht verändert.
-
Bei
einem Zuschaltvorgang schließt
das am Steuereingang bereitgestellte Steuersignal zuerst das erste
Einzel-Schaltelement 205.
Nach einer durch das zweite Verzögerungselement 204 festgelegten
Zeit erreicht das Steuersignal den Steuereingang des zweiten Einzel-Schaltelements 210 und
schließt
dieses. Derart wird zunächst
das erste Einzel-Schaltelement 205 geschlossen, anschließend wird
das zweite Einzel-Schaltelement 210, das dritte Einzel-Schaltelement 211,
etc. geschlossen. Das vierte Einzel-Schaltelement 213 und das fünfte Einzel-Schaltelement 214 werden
gleichzeitig geschlossen.
-
Ein
Ausgleichsstrom von der ersten Versorgungsleitung 207 hin
zur zweiten Versorgungsleitung 208 ist während des
Zuschaltvorgangs durch die Anzahl der geschlossenen Einzel-Schaltelemente begrenzt.
Derart ist auch die zeitliche Änderung
des Einschaltstromes begrenzt, da zu einem gewissen Zeitpunkt nach
Beginn des Einschaltvorgangs das Steuersignal lediglich an einer
definierten Anzahl von Einzel-Schaltelementen anliegt,
so dass diese geschlossen sind. Die Anzahl der geschlossenen Einzel-Schaltelemente
definiert den maximal zulässigen
Einschaltstrom durch die Summe der Saturationsströme der geschlossenen
Einzel-Schaltelemente. In anderen Worten ausgedrückt bedeutet dies, dass nur
der von den geschlossenen Einzel-Schaltelementen getriebene Strom
fließen
kann. Durch die zeitliche Abfolge des Schließens der Einzel-Schaltelemente
ist die maximale Änderung
des Einschaltstroms über
der Zeit ebenfalls limitiert. In Konsequenz wird verhindert, dass
ein zu großer
Spannungsabfall in den Zuleitungen der Spannungsversorgung entsteht.
-
3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 3 unterscheidet
sich nur in einigen Elementen von 2, so dass
bei 3 für
gleichermaßen
verwendete Elemente dieselben Bezugszeichen wie in 2 verwendet
sind. Die in 3 gezeigte Schalteinheit 301 weist
einen Steuereingang 202 auf, der zum Aufnehmen eines Steuersignals
geeignet ist. Das Steuersignal kann wie in 2 beispielsweise
durch ein wie in 1 vorgesehene Steuereinheit
bereitgestellt sein. Der Steuereingang 202 ist mit einem
Eingang eines ersten Verzögerungselements 203 verbunden.
Der Steuereingang ist ebenfalls mit dem Eingang eines zweiten Verzögerungselements 204 verbunden.
Ein Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 ist
an ein erstes Einzel-Schaltelement 205 gekoppelt. Der Ausgang
des zweiten Verzögerungselements 204 ist
an ein zweites Einzel-Schaltelement 210 gekoppelt. Zusätzlich ist
der Ausgang des zweiten Verzögerungselements 204 mit dem
Eingang eines dritten Verzögerungselements 206 verbunden.
Das erste Einzel-Schaltelement 205 und das zweite Einzel-Schaltelement 210 sind
in Serie zwischen eine dritte Versorgungsleitung 207 und
eine vierte Versorgungsleitung 208 geschaltet. Befinden
sich das erste Einzel-Schaltelement 205 und das zweite
Einzel-Schaltelement 210 jeweils in einem Geschlossen-Schaltzustand,
so kann zwischen der dritten Versorgungsleitung 207 und
der vierten Versorgungsleitung 208 ein Ausgleichsstrom
fließen,
bis sich in beiden Versorgungsleitungen die jeweiligen Potentiale
aneinander angleichen. Der durch das erste Einzel-Schaltelement 205 und
das zweite Einzel-Schaltelement 210 fließende Strom
ist durch die jeweiligen Saturationsströme des ersten Einzel-Schaltelements 205 und
des zweiten Einzel-Schaltelements 210 begrenzt. Insgesamt
weisen die beiden Einzel-Schaltelemente durch ihre Serienschaltung
einen höheren
Widerstand und damit einen niedrigen Strom, der durch beide Einzel-Schaltelemente
fließt,
auf, als wenn nur ein einzelnes Einzel-Schaltelement vorgesehen
wäre, wie
es beispielsweise in 2 der Fall ist.
-
Ein
Ausgang des dritten Verzögerungselements 206 ist
mit einem dritten Einzel-Schaltelement 211 verbunden. Der
Ausgang des dritten Verzögerungselements 206 ist
ebenfalls über
weitere Verzögerungselemente
an ein viertes Verzögerungselement 209 gekoppelt
(gestrichelt dargestellt). Ein Ausgang des vierten Verzögerungselements 209 ist
an ein viertes Einzel-Schaltelement 213 und an den Eingang
eines fünften
Verzögerungselements 212 gekoppelt.
Ein Ausgang des fünften
Verzögerungselements 212 ist
an ein sechstes Einzel-Schaltelement 214 gekoppelt.
-
Das
dritte Einzel-Schaltelement 211, das vierte Einzel-Schaltelement 213 und
das fünfte
Einzel-Schaltelement 214 sind jeweils zwischen die dritte
Versorgungsleitung 207 und die vierte Versorgungsleitung 208 geschaltet,
so dass jedes in einem geschlossenen Schaltzustand die dritte Versorgungsleitung 207 mit
der vierten Versorgungsleitung 208 verbinden. Befindet
sich eines der Einzel-Schaltelemente in einem geschlossenen Schaltzustand,
so erfolgt ein Angleichen der Potentiale auf der ersten Versorgungsleitung 207 und
der zweiten Versorgungsleitung 208. Wie in 2 können die
Einzel-Schaltelemente beispielsweise als n-MOS-Transistoren oder
als p-MOS-Transistoren ausgeführt
sein.
-
Ein
Einschaltvorgang erfolgt in analoger Weise wie in 2.
Wesentlicher Unterschied ist, dass bei einem Einschaltvorgang zunächst das
erste Einzel-Schaltelement 205 und das zweite Einzel-Schaltelement 210 geschlossen
werden. Der Strom, der durch die Serienschaltung der beiden Einzel-Schaltelemente
fließen kann,
ist geringer als ein Strom der durch ein einzelnes Einzel-Schaltelement,
wie beispielsweise das dritte Einzel-Schaltelement 211,
das vierte Einzel-Schaltelement 213 oder das fünfte Einzel-Schaltelement 214 fließen kann.
Der Strom ist damit anfangs stärker
begrenzt als zu einem späteren
Zeitpunkt, was wesentlich ist, um eine zeitliche Änderung
des Stromflusses zu limitieren. Dennoch erfolgt gleichzeitig eine
maximal geforderte Änderung
des Stromflusses, so dass die an die Schalteinheit gekoppelte Spannungsdomäne schnellst möglich bei
gleichzeitiger Sicherstellung der Funktionsweise der übrigen Schaltungsdomänen eingeschaltet wird.
In dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist insbesondere vorteilhaft, dass die Einzel-Schaltelemente sämtlich als
eine Standardzelle ausgeführt
sein können
und nicht unterschiedliche Auslegungen der Schaltelemente erforderlich
sind.
-
4 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 4 unterscheidet
sich nur in einigen Elementen von 2, so dass
bei 4 für
gleichermaßen
verwendete Elemente dieselben Bezugszeichen wie in 2 verwendet
sind. Die in 4 gezeigte Schalteinheit 401 weist
einen Steuereingang 202 auf, der zum Aufnehmen eines Steuersignals
geeignet ist. Das Steuersignal kann, wie in 2 beispielsweise
durch eine wie in 1 gezeigte Steuereinheit bereitgestellt
sein. Der Steuereingang 202 ist mit einem Eingang eines
ersten Verzögerungselement 203 verbunden.
Ein Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 ist
mit einem Eingang eines zweiten Verzögerungselements 204 verbunden.
Zusätzlich
ist der Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 an
ein erstes Einzel-Schaltelement 205 geschaltet. Dadurch
kann das erste Ein-Schaltelement durch das Steuersignal in einen
Geschlossen-Schaltzustand oder einen Geöffnet-Schaltzustand gesetzt
werden.
-
Ein
Ausgang des zweiten Verzögerungselements 204 ist
an ein zweites Einzel-Schaltelement 210, ein drittes Einzel-Schaltelement 211,
ein viertes Einzel-Schaltelement 211 und an einen Eingang
eines vierten Verzögerungselements 209 geschaltet.
Ein Ausgang des vierten Verzögerungselements 209 ist
an ein viertes Einzel-Schaltelement 213, an ein fünftes Einzel-Schaltelement 214 und
den Eingang eines fünften
Verzögerungselements 212 angeschlossen.
Ein Ausgang des fünften
Verzögerungselements 212 ist
an ein sechstes Einzel-Schaltelements 216 angeschlossen.
-
Das
erste Einzel-Schaltelement 205, das zweite Einzel-Schaltelement 210,
das dritte Einzel-Schaltelement 211, das vierte Einzel-Schaltelement 213,
das fünfte
Einzel-Schaltelement 214 und
das sechste Einzel-Schaltelement 216 sind jeweils zwischen
eine dritte Versorgungsleitung 207 und eine vierte Versorgungsleitung 208 geschaltet.
Jedes der genannten Einzel-Schaltelemente koppelt jeweils für sich in
einem Geschlossen-Schaltzustand die dritte Versorgungsleitung 207 elektrisch
an die vierte Versorgungsleitung 208. Dadurch kann das
Potential auf den Versorgungsleitungen angeglichen werden.
-
Ein
Einschaltvorgang der gezeigten Schalteinheit in 4 erfolgt
derart, dass zunächst
das erste Einzel-Schaltelement 205 geschlossen wird. Dadurch
fließt
ein durch einen Potentialunterschied zwischen der dritten Versorgungsleitung 207 und
der vierten Versorgungsleitung 208 verursachter elektrischer
Strom. Der Strom ist durch den Saturationsstrom bzw. den Innenwiderstand
des ersten Einzel-Schaltelements 205 beschränkt. Ist
das erste Einzelschaltelement 205 als Feldeffekttransistor
ausgeführt,
ergibt sich diese Beschränkung
auch aus einer Kanallänge
bzw. Kanalbreite eines Gate-Bereichs des Feldeffekttransistors.
-
Das
zweite Verzögerungselement 204 verzögert die
Laufzeit des Steuersignals um ein vorgegebenes Zeitintervall, nach
dem das zweite Einzel-Schaltelement 210 geschlossen wird.
Das zweite Einzelschaltelement 210 ist derart ausgelegt,
dass es einen höheren
Strom zum ausgleichen der Potentiale auf der dritten Versorgungsleitung 207 und
der vierten Versorgungsleitung 208 treiben kann. Dazu weist
es beispielsweise einen höheren
Saturationsstrom oder einen geringeren Innenwiderstand auf.
-
Zusammen
mit dem zweiten Einzel-Schaltelement 210 wird das dritte
Einzel-Schaltelement 211 geschlossen. Anschließend wird
nach einem durch das dritte Verzögerungselement 209 bestimmten
Zeitintervall das vierte Einzel-Schaltelement 213 geschlossen.
-
Zusammen
mit dem vierten Einzel-Schaltelement 213 wird das fünfte Einzel-Schaltelement 214 geschlossen.
Anschließend
wird nach einem durch das vierte Verzögerungselement 209 bestimmten
Zeitintervall das sechste Einzel-Schaltelement 216 geschlossen.
-
Die
Einzel-Schaltelemente sind paarweise angeordnet. So ist das erste
Einzel-Schaltelement 205 räumlich in der Nähe des zweiten
Einzel-Schaltelements 210 angeordnet. Das dritte Einzel-Schaltelement 211 ist
räumlich
in der Nähe
des vierten Einzel-Schaltelements 213 angeordnet. Das fünfte Einzel-Schaltelement 214 ist
räumlich
in der Nähe
des sechsten Einzel-Schaltelements 216 angeordnet. Dadurch
sind Einzel-Schaltelement-Paare
aus einem Einzel-Schaltelement, die einen geringen Strom treiben,
und einem Einzel-Schaltelement, die einen höheren Strom treiben, gebildet.
Diese Paare sind vorzugsweise räumlich über der
Spannungsdomäne
verteilt. Lokal wird so zunächst
ein Einzel-Schaltelement geschlossen, dass einen kleinen Strom zum
Vorladen einer Umgebung treiben kann. Im Anschluss wird für ein schnelleres
Aufladen das Einzel-Schaltelement geschlossen, dass einen höheren Strom
treibt.
-
Um
den Aufladevorgang insgesamt zu beschleunigen, wird mit dem „stärkeren" Einzel-Schaltelement bereits
ein „schwächeres" Einzel-Schaltelement
eines anderen Einzel-Schaltelement-Paares
geschlossen, das bereits eine andere Umgebung in der Spannungsdomäne vorladen
kann. Sind das zweite Einzel-Schaltelement 210 und das
erste Einzel-Schaltelement 205 als
Feldeffekttransistoren ausgeführt,
so ist beispielsweise die Kanalbreite des zweiten Einzel-Schaltelements 210 größer als
die Kanalbreite des ersten Einzel-Schaltelements 205.
-
5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie bei den anderen Figuren sind für gleiche
Elemente der verschiedenen Ausführungsformen
dieselben Bezugszeichen gewählt.
-
Eine
Schalteinheit 501 weist einen Steuersignaleingang 202 auf,
der zum Aufnehmen eines Steuersignals wie in 2, 3 oder
auch in 4 geeignet ist. Das Steuersignal
ist beispielsweise durch eine wie in 1 vorgesehene
Steuereinheit bereitgestellt. Der Steuereingang 202 ist
mit einem Eingang eines ersten Verzögerungselements 203 verbunden.
Ein Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 ist
mit einem Eingang eines zweiten Verzögerungselements 204 und
dem Eingang eines siebten Verzögerungselements 502 gekoppelt.
Der Ausgang des zweiten Verzögerungselements 204 ist
an ein erstes Einzel-Schaltelement 205 gekoppelt. Ein Ausgang
des siebten Verzögerungselements 502 ist
mit einem Eingang eines achten Verzögerungselements 503 gekoppelt.
Ein Ausgang des achten Verzögerungselements 503 ist
mit einem Eingang eines neunten Verzögerungselements 504 gekoppelt.
Der Ausgang des achten Verzögerungselements 503 ist zusätzlich an
ein siebtes Einzel-Schaltelement 505 gekoppelt. Der Ausgang
des neunten Verzögerungselements 504 ist
an ein achtes Einzel-Schaltelement 506 gekoppelt. Der Ausgang
des neunten Verzögerungselements 504 ist
an den Eingang eines zehnten Verzögerungselements 507 und
Eingang eines elften Verzögerungselements 508 gekoppelt.
Der Ausgang des elften Verzögerungselements 508 ist
an einen Eingang eines zwölften
Verzögerungselements 511 sowie
an weitere Verzögerungselemente
gekoppelt. Der Ausgang des zehnten Verzögerungselements 507 ist
an ein neuntes Einzel-Schaltelement 509 gekoppelt.
Der Ausgang des elften Verzögerungselements 508 ist
an ein zehntes Einzel-Schaltelement 510 gekoppelt.
Der Ausgang des zwölften
Verzögerungselements 511 ist
an ein elftes Einzel-Schaltelement 512 gekoppelt.
Die Ausgänge
des zweiten Verzögerungselements 204,
des achten Verzögerungselements 503,
des neunten Verzögerungselements 504,
des zehnten Verzögerungselements 507,
des elften Verzögerungselements 508,
und des zwölften Verzögerungselements 511,
kann jeweils Ausgangpunkt für
eine weitere "Daisy
Chain" sein.
-
Bei
einem Einschaltvorgang der Schalteinheit nach 5 wird
zunächst
das erste Einzel-Schaltelement 205 geschlossen, um die
Spannungsdomäne
vorzuladen. Anschließend
werden sukzessive das siebte Einzel-Schaltelement 505 und
das achte Einzel-Schaltelement 506 geschlossen. Anschließend wird
parallel das neunte Einzel-Schaltelement 509 und gleichzeitig
das zehnte Einzel-Schaltelement 510 geschlossen. Im Anschluss
wird das elfte Einzel-Schaltelement 512 und eventuell eine
Reihe weiterer Schaltelemente über
der Spannungsdomäne
geschlossen. Durch diese Vorkehrung ist es möglich, dass bei einem Einschaltvorgang
zunächst
ein einzelnes Einzel-Schaltelement,
nämlich
das erste Einzel-Schaltelement 205, geschlossen ist. Anschließend wird
das zweite Einzel-Schaltelement 210 geschlossen,
dessen Ausführung
derart sein kann, dass es mehr Strom, also einen höheren Saturationsstrom
als das erste Einzel-Schaltelement 205 aufweist. Dies ist in
der Zeichnung dadurch dargestellt, dass das zweite Einzel-Schaltelement 210 dicker
gezeichnet ist als das erste Einzel-Schaltelement 205. Auch das
achte Einzel-Schaltelement 506, das anschleißend geschlossen wird,
ist in der Lage, einen höheren
Strom zu treiben als das erste Einzel-Schaltelement 205.
Idealerweise ist es genauso ausgelegt wie das siebte Einzel-Schaltelement 505.
Anschließend
werden zwei Einzel-Schaltelemente
gleichzeitig geschlossen, so dass in Summe ein höherer Strom getrieben werden
kann, als zuvor. In. abschließenden
Teil werden mehrere Einzel-Schaltelemente parallel geschlossen,
so dass der Aufladevorgang insgesamt schneller abläuft, als
wenn die Einzel-Schaltelemente sukzessive geschlossen würden. Gleichzeitig
wird sichergestellt, dass gerade beim Aufladen der Strom, der zum
Aufladen der Spannungsdomäne
benötigt
wird, durch die Saturationsströme
der Einzel-Schaltelemente limitiert ist.
-
6 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schalteinheit in einer Spannungsversorgung
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung Wie bei den anderen Figuren sind für gleiche
Elemente der verschiedenen Ausführungsformen
dieselben Bezugszeichen gewählt.
-
Eine
Schalteinheit weist einen Steuersignaleingang 202 auf,
der zum Aufnehmen eines Steuersignals wie in 2, 3, 4 oder
auch in 5 geeignet ist. Das Steuersignal
ist beispielsweise durch eine wie in 1 vorgesehene
Steuereinheit bereitgestellt.
-
Der
Steuereingang 202 ist mit einem Eingang eines ersten Verzögerungselements 203 verbunden.
Ein Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 ist
an ein erstes Einzel-Schaltelements 205 und
an ein zweites Einzel-Schalt-Element 210 gekoppelt. Weiterhin
ist der Ausgang des ersten Verzögerungselements 203 an einen
Eingang eines dritten Verzögerungselements 206 geschaltet.
Ein Ausgang des dritten Verzögerungselements 206 ist
an einen Eingang eines vierten Verzögerungselements 209 geschaltet.
Ein Ausgang des vierten Verzögerungselements 209 ist
an ein drittes Einzel-Schaltelements 211 und
an ein viertes Einzel-Schalt-Element 213 gekoppelt. weiterhin
ist der Ausgang des vierten Verzögerungselements 209 an
einen Eingang eines fünften
Verzögerungselements 212 geschaltet.
Diese Schaltkette kann entsprechend weitergeführt werden, so dass weitere
Einzel-Schaltelemente
vorgesehen sind, denen das Steuersignal über weitere Verzögerungselemente
zugeführt
wird. Vorteilhaft erweist es sich dabei, dass die Verzögerungselemente
als Inverterelemente angeführt
sind, wie es in diesem Ausführungsbeispiel
der Fall ist. Dadurch wird eine sehr kompakte Ausgestaltung der
Schaltkette erzielt.
-
Bei
einem Einschaltvorgang der Schalteinheit gemäß 6 werden
zunächst
das erste Einzel-Schaltelement 205 und das zweite Einzel-Schaltelement 210 geschlossen.
Anschließend
werden das dritte Einzelschaltelement 211 und das vierte
Einzel-Schaltelement 213 geschlossen. Dabei sind beispielsweise
das erste Einzel-Schaltelement 205 und das zweite Einzel-Schaltelement 210 derart
ausgelegt, dass durch sie ein kleiner Strom getrieben wird. Dagegen
können
das dritte Einzelschaltelement 211 und das vierte Einzel-Schaltelement 213 derart
eingerichtet sein, dass sie einen höheren Strom treiben. Die Einzel-Schaltelemente
sind beispielsweise über
eine Spannungsdomäne
verteilt, so dass zunächst
ein Strom zum Vorladen der Spannungsdomäne eingeschaltet wird, der
kleiner ausfällt,
als der Strom, der zum Zuschalten der Spannungsdomäne erforderlich
ist.
-
Grundgedanke
der Erfindung ist es, dass nicht die Einzel-Schaltelemente sukzessive geschlossen werden,
sondern dass ein Einschalten möglichst
maximal in der Nähe
einer Stromänderung
möglich
ist, die ein schnelles Aufladen der Spannungsdomäne erlaubt und gleichzeitig
die Versorgungsspannung auf den Zuleitungen nicht wesentlich abfallen
lässt.
Vorteilhaft ist dabei, dass das Steuersignal über Verzögerungselemente an die Einzel-Schaltelemente
gegeben wird, wobei die Verzögerungselemente
ebenfalls durch die Versorgungsspannung versorgt werden. Fällt die
Versorgungsspannung durch einen zu schnellen Einschaltvorgang zu
stark ab, ist an den Ausgängen.
der Verzögerungselemente
kein hinreichendes Signal bereitgestellt, so dass das Steuersignal
nicht weitergeleitet wird. Zusätzliche
Einzel-Schaltelemente
in der Schaltkette (Daisy chain) werden nicht geschlossen. Damit
ist gewährleistet,
dass sich die Spannungsdomäne
insgesamt schnell auflädt,
ohne dass die Versorgungsspannung auf der Spannungsversorgung einbricht
und eine Fehlfunktion der gesamten integrierten Halbleiterschaltung,
in der sich die Spannungsdomäne
befindet, verursacht.
-
Die
gezeigten Ausführungsformen
können
beliebig und entsprechend der Gegebenheiten einer Spannungsdomäne kombiniert
werden. Insbesondere ist es denkbar, dass unterschiedliche Zweige
der Schaltkette vorgesehen sein können.
-
So
kann eine Baumstruktur der „Daisy
chain" gewollt sein,
die verschiedene Zweige aufweist. Beispielsweise kann jeder Zweig
gleichermaßen
ausgelegt sein. Es können
aber auch in einzelnen oder allen Zweigen unterschiedliche Strukturen
der Schaltkette vorgesehen sein.
-
Die
Einzel-Schaltelemente sind über
die Spannungsdomäne
verteilt, so dass eine lokale Aufladung von Schaltungselementen
vor einem umfassenden Zuschalten der Versorgungsspannung stattfindet.
-
In
diesem Dokument sind die folgenden Veröffentlichungen zitiert:
- [1]
Kim, Suhwan et al., "Understanding
and Minimizing Ground Bounce during Mode Transition of Power Gating
Structures", ISLPED
2003, Seite 25 bis 27, August 2003.
- [2] Royannez, Philippe et al., "90 nm Low Leakage SoC Design Techniques
for Wireless Applications",
IEEE International Solid-State Circuits Conference, Seite 138 bis
139 und Seite 589; Nob Hill, Februar 2005.
-
- 101
- Erster
Eingang
- 102
- Zweiter
Eingang
- 103
- Erste
Versorgungsleitung
- 104
- Erste
Spannungsdomäne
- 105
- Zweite
Spannungsdomäne
- 106
- Erste
Eigeninduktivität
- 107
- Erster
ohmscher Widerstand
- 108
- Zweite
Versorgungsleitung
- 109
- Zweite
Eigeninduktivität
- 110
- Zweiter
ohmscher Widerstand
- 111
- Schalteinheit
- 112
- Steuereinheit
- 201
- Schalteinheit
- 202
- Steuereingang
- 203
- Erstes
Verzögerungselement
- 204
- Zweites
Verzögerungselement
- 205
- Erstes
Einzel-Schaltelement
- 206
- Drittes
Verzögerungselement
- 207
- Dritte
Versorgungsleitung
- 208
- Vierte
Versorgungsleitung
- 209
- Viertes
Verzögerungselement
- 210
- Zweites
Einzel-Schaltelement
- 211
- Drittes
Einzel-Schaltelement
- 212
- Fünftes Verzögerungselement
- 213
- Viertes
Einzel-Schaltelement
- 214
- Fünftes Einzel-Schaltelement
- 216
- Sechstes
Einzel-Schaltelement
- 501
- Schalteinheit
- 502
- Siebtes
Verzögerungselement
- 503
- Achtes
Verzögerungselement
- 504
- Neuntes
Verzögerungselement
- 505
- Siebtes
Einzel-Schaltelement
- 506
- Achtes
Einzel-Schaltelement
- 507
- Zehntes
Verzögerungselement
- 508
- Elftes
Verzögerungselement
- 509
- Neuntes
Einzel-Schaltelement
- 510
- Zehntes
Einzel-Schaltelement
- 511
- Zwölftes Verzögerungselement
- 512
- Elftes
Einzel-Schaltelement
