FR3082959A1 - Commande cyclique de cellules d'un circuit integre - Google Patents

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Abstract

La présente description concerne un circuit (1) d'activation cyclique d'une fonction électronique (2) comportant un comparateur à hystérésis (14) de commande de la charge d'un élément capacitif (C) d'alimentation de ladite fonction.

Description

Description
Commande cyclique de cellules d'un circuit intégré [0001] [Domaine [0002] La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et, plus particulièrement, les circuits contenant des fonctions matérielles activables sélectivement.
[0003] La présente description s'applique en particulier à des fonctions (blocs, cellules, circuits, portions de circuits, etc.) activables cycliquement.
[0004] Exposé de l'art antérieur [0005] Pour des raisons de consommations, certains circuits électroniques comportent des fonctions matérielles activables sélectivement afin de couper leur alimentation lorsqu'elles ne sont pas utilisées. Certaines de ces fonctions sont activées cycliquement (périodiquement) afin de simplifier la commande et d'en réduire la consommation ou parce que c'est imposé par l'application.
[0006] Il peut s'agir de fonctions de test, de calculs périodiques, etc.
[0007] Résumé [0008] Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des circuits connus d'activation périodique de fonctions électroniques.
[0009] Un mode de réalisation prévoit un circuit d'activation cyclique d'une fonction électronique comportant un comparateur à hystérésis de commande de la charge d'un élément capacitif d'alimentation de ladite fonction.
B17172- 18-RO-0161 [0010] Selon un mode de réalisation, ladite fonction est activée en fonction du résultat de la comparaison fournie par le comparateur.
[0011] Selon un mode de réalisation, le circuit comporte une source de courant constant de charge du condensateur.
[0012] Selon un mode de réalisation, un interrupteur est intercalé entre la source de courant et l'élément capacitif.
[0013] Selon un mode de réalisation, le comparateur est alimenté par une tension distincte de la tension de l'élément capacitif.
[0014] Un mode de réalisation prévoit un procédé d'activation cyclique d'une fonction électronique comportant les étapes suivantes :
générer une rampe de tension ; et activer, respectivement désactiver, la fonction à chaque changement de sens de la rampe.
[0015] Selon un mode de réalisation, la rampe est générée par la charge et la décharge d'un élément capacitif.
[0016] Un mode de réalisation prévoit un circuit comportant :
au moins une fonction électronique ; et au moins un circuit d'activation.
[0017] Bref exposé des dessins [0018] Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
[0019] [Fig. 1] la figure 1 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un circuit d'activation cyclique ; et
B17172- 18-RO-0161 [0020] [Fig. 2] la figure 2 illustre, sous forme de chronogrammes, le fonctionnement du circuit de la figure 1.
[0021] Exposé détaillé [0022] De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
[0023] Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, la fonction activable, remplie par un élément, bloc, cellule ou circuit matériel, n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec toute fonction usuelle activable cycliquement.
[0024] Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés ou couplés entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés ou couplés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
[0025] Sauf précision contraire, les approximativement, sensiblement, signifient à 10 % près, de préférence expressions environ, et de l'ordre de à 5 % près.
[0026] Généralement, un circuit à activer cycliquement reçoit un signal d'activation provenant d'une machine d'états associée à une horloge. Le rôle de la machine d'états (par exemple un compteur) est de compter un nombre déterminé de cycles d'horloge afin d'activer périodiquement et avec un rapport cyclique donné le circuit commandé. Toutefois, le
B17172- 18-RO-0161 circuit générant la fréquence d'horloge et la machine d'états doivent être alimentés en permanence pour jouer leur rôle. La consommation alors engendrée peut ne pas être négligeable. De plus, la fonction activée cycliquement est généralement en permanence alimentée par la même tension d'alimentation que celle de la machine d'états qui l'active.
[0027] Selon les modes de réalisation décrits, on prévoit d'alimenter la fonction activable sélectivement à partir d'un signal d'alimentation périodique. De plus, on prévoit de générer le signal d'activation périodique à partir de ce signal d'alimentation périodique. Ainsi, on prévoit de préférence de modifier non seulement la façon dont est générée le signal d'activation de la fonction mais également de modifier la façon dont la fonction est alimentée.
[0028] Dans les applications visées par la présente description, une fonction d'un circuit électronique activable cycliquement est une portion de ce circuit, désignée par bloc, cellule ou fonction, susceptible d'être alimentée sélectivement par rapport à d'autres parties du circuit électronique.
[0029] La figure 1 représente, de façon très schématique et sous forme de blocs, un mode de réalisation d'un circuit 1 d'activation cyclique d'une fonction électronique matérielle 2 .
[0030] La fonction matérielle 2 est symbolisée par un bloc ou cellule 2 (CELL) et peut être n'importe quelle fonction compatible avec une activation cyclique. La cellule 2 comporte deux bornes 21 et 23 d'alimentation et une borne 25 d'activation. La cellule 2 comporte d'autres bornes, notamment d'entrée/sortie, non représentées qui dépendent de 1'application.
B17172- 18-RO-0161 [0031] Le circuit d'activation 1 est basé sur la génération d'une rampe de tension, rendue périodique par l'alternance de cycles de charge et décharge d'un élément capacitif C, par exemple un condensateur. Le condensateur C est relié, par un interrupteur K, commandable en tout ou rien, à une source 12 de courant I, de préférence constant. Ainsi, la source 12, l'interrupteur K et le condensateur C sont en série entre des bornes 15 et 17 d'application d'une tension d'alimentation Valim, la borne 17 définissant un potentiel de référence, typiquement la masse. La tension Valim est une tension d'alimentation extraite de l'alimentation du circuit électronique intégrant la fonction 2 et son circuit d'activation 1, ou la tension d'alimentation de ce circuit.
[0032] L'interrupteur K est commandé par un signal CT fourni par un comparateur 14 à hystérésis de la tension Vc aux bornes du condensateur C par rapport à une tension de référence Vref. Ainsi, le noeud 16 entre l'interrupteur K et le condensateur C est relié, de préférence connecté, à une entrée du comparateur 14, l'autre entrée du comparateur 14 recevant la tension Vref. L'hystérésis du comparateur 14 est définie par deux seuils THH et THL, respectivement supérieur et inférieur à la tension Vref et conditionnant le basculement de la sortie 141 du comparateur 14. Dans l'exemple représenté, on suppose que la tension Vref est appliquée sur l'entrée positive (+) du comparateur 14 tandis que la tension Vc est appliquée sur son entrée négative (-) . Dans ce cas, la sortie du comparateur 14 bascule vers un état bas dès que la tension Vc croissante atteint le seuil THH et bascule vers un état haut dès que la tension Vc décroissante atteint le seuil THL.
[0033] La sortie 141 est reliée, de préférence connectée, à une borne de commande de cet interrupteur K (par exemple, la grille d'un transistor MOS constituant l'interrupteur K). La borne 141 est par ailleurs reliée, dans l'exemple représenté,
B17172- 18-RO-0161 à la borne 25 d'activation de la cellule 2 par l'intermédiaire d'un inverseur 18. L'inverseur 18 fournit un signal EN d'activation de la cellule, supposé arbitrairement actif à l'état haut. L'inverse est possible selon la constitution de la cellule 2. Par exemple, pour une activation à l'état bas de la cellule 2, l'inverseur 18 est omis.
[0034] Le comparateur 14 (et l'inverseur 18 s'il est présent) sont alimentés par la tension Valim.
[0035] Afin de combiner alimentation et activation de la cellule 2, la cellule 2 est alimentée par la tension Vc aux bornes du condensateur C. Ainsi, sa borne 21 est reliée, de préférence connectée, au noeud 16 et sa borne 23 est reliée, de préférence connectée à la borne 17.
[0036] La figure 2 illustre, par des chronogrammes (a), (b), (c) et (d), le fonctionnement du circuit de la figure 1.
[0037] Les chronogrammes (a), (b), (c) et (d) illustrent respectivement des exemples d'allures de la tension Vc présente sur le noeud 16, du signal de commande CT en fermeture de l'interrupteur K, du signal EN d'activation de la cellule 2 et des états actif (ON) et inactif (OFF) de la cellule 2.
0038] Grâce au comparateur à hystérésis 14 et à
1'alimentation de la cellule 2 par le condensateur c, le
fonctionnement est cyclique. En d'autres termes, la tension
Vc alterne des rampes croissantes lorsque l'interrupteur K est fermé (la source de courant 12 chargeant alors le condensateur C) et des rampes décroissantes lorsque l'interrupteur K est ouvert (le condensateur C se déchargeant pour alimenter la fonction 2) .
[0039] L'inversion du signal de sortie du comparateur 14 pour activer la fonction 2 permet d'éviter que la fonction ne consomme en permanence. Il peut subsister des courants de
B17172- 18-RO-0161 fuite mais ils sont inférieurs à ceux qui existeraient si la fonction 2 était en permanence alimentée (par la tension Valim).
[0040] La durée des périodes d'allumage ou d'extinction de la fonction 2 dépend de 1'hystérésis du comparateur et de la capacité du condensateur C.
[0041] La durée des périodes d'extinction de la fonction 2 dépend de l'intensité du courant I et de la capacité du condensateur C.
[0042] A titre d'exemple particulier de réalisation, on pourra réaliser une source de courant 12 du type en VBG/R dans une technologie MOS, c'est-à-dire fonction de la tension de bandgap (hauteur de bande interdite) ou en Vbe/R dans une technologie bipolaire. La tension Vref est par exemple, en technologie MOS, la tension de bandgap. Plus généralement, on cherche à disposer d'une tension stable en température et toute tension de ce type convient.
[0043] Un avantage des modes de réalisation décrits et que l'on réduit considérablement la consommation en dehors des périodes d'activation. La source de courant 12, le comparateur 14 et l'inverseur 18 représentent les deux seuls éléments ayant besoin d'être alimentés en permanence par la tension Valim. Pour le reste, le condensateur C accumule de l'énergie qui est restituée et qui n'est donc pas perdue.
[0044] Un autre avantage est que la solution proposée est moins encombrante à l'intérieur du circuit. Le comparateur 12 et l'inverseur optionnel 18 représentent les deux seuls éléments ayant besoin d'être internes au circuit 1 et sont nettement moins encombrants qu'une machine d'états. Selon l'application, le condensateur C est ou non intégré au circuit Il peut dont être à l'extérieur du circuit électronique intégrant la cellule 2 et le circuit d'activation 1, ce qui
B17172- 18-RO-0161 permet de réduire encore la taille du circuit intégré portant la fonction activable cycliquement.
[0045] Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. L'homme de l'art comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d'autres variantes apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le choix des valeurs à donner aux différents composants et tensions dépend de l'application.
[0046] Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données cidessus, en particulier pour ce qui est de la réalisation de la source de courant 12 et des différents éléments en fonction des composants disponibles dans l'application.

Claims (2)

  1. [Revendication 1][
    1. Circuit (1) d'activation cyclique d'une fonction électronique (2) comportant un comparateur à hystérésis (14) de commande de la charge d'un élément capacitif (C) d'alimentation de ladite fonction.
    [Revendication 2]
    2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel ladite fonction (2) est activée en fonction du résultat de la comparaison fournie par le comparateur (14).
    [Revendication 3]
    3. Circuit selon la revendication 1 ou 2, comportant une source (12) de courant constant de charge du condensateur.
    [Revendication 4]
    4. Circuit selon la revendication 3, dans lequel un interrupteur (K) est intercalé entre la source de courant (12) et l'élément capacitif (C).
    [Revendication 5]
    5. Circuit selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le comparateur (14) est alimenté par une tension (Valim) distincte de la tension de l'élément capacitif (C).
    [Revendication 6]
    6. Procédé d'activation cyclique d'une fonction électronique (2) comportant les étapes suivantes :
    générer une rampe de tension ; et activer, respectivement désactiver, la fonction à chaque changement de sens de la rampe.
    [Revendication 7]
    7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la rampe est générée par la charge et la décharge d'un élément capacitif (C).
    [Revendication 8]
    8. Circuit comportant :
    B17172
    18-RO-0161 au moins une fonction électronique au moins un circuit d'activation (1) 'une quelconque des revendications 1 à 5.
  2. (2) ; et selon
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