專利名稱：自適應(yīng)功率控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成電路的制造和應(yīng)用。特別涉及一種由計算機實施處理控制使得一個集成電路處于該集成電路的優(yōu)化電壓下。廣義而言，本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)功率控制的方法和系統(tǒng)。一個特定集成電路的特征是使用自適應(yīng)來控制該集成電路的功率。
背景技術(shù)：
移動計算機，例如電池供電計算機，所面對的一個重要問題就是在兩次充電之間計算機所能工作的時間長度問題。另一個需要關(guān)心的是電子器件的熱散失。隨著計算機處理器變得更強大，它們趨向于運行在更高時鐘速率下并且散失更多的能量。此外，更有能力的外部設(shè)備例如更高容量的硬盤驅(qū)動器和無線高速網(wǎng)絡(luò)，也與主計算機處理器競爭可利用的電池功率的不斷提高部分。同時，便攜式計算機的尺寸和重量不斷減少使得其更便于攜帶。因為電池通常占據(jù)便攜式計算機及其他便攜設(shè)備重量的很大一部分，所以傾向于在保持電池尺寸最小而導(dǎo)致電池容量最小。便攜設(shè)備緊湊的特性也強化了熱散失問題。
大量的時間、開支和精力都消耗在為延長便攜式計算機運行時間的技術(shù)上。目前，典型處理器和計算機系統(tǒng)具有電路和軟件，當(dāng)便攜式計算機的各種耗用功率功能在很多時期不被使用時來禁止那些功能。例如，當(dāng)在某個選定時間內(nèi)不使用顯示器時將其關(guān)閉的多種技術(shù)已經(jīng)被設(shè)計。用相似的方法測量硬盤驅(qū)動器的使用和一段時期后停止之間的時間長度。另一個方法適合于中央處理器在無工作一段時間后進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)。
一般而言，這些方法對于延長便攜式計算機的運行時間是有用的。然而，這個時間通常并未達(dá)到一個滿意的時間。事實上，電池壽命對于便攜式處理器和計算機廠商是一個極有競爭性的指標(biāo)，延長電池壽命是普遍的愿望。
已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究使得制造處理器需要的較低功率成為可能。今天大部分使用于計算機系統(tǒng)中的處理器利用了互補金屬氧化半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù)。CMOS集成電路的功率消耗包括兩個組件，一個靜態(tài)部分和一個動態(tài)部分。動態(tài)功率可以由p＝CV2f近似獲得，其中C是活動開關(guān)容量，V是供電電壓，f是運行頻率，靜態(tài)功率表示不工作或“off”狀態(tài)電流乘以電壓。
最好能讓處理器運行在最低可能電壓下還可以提供使用者任何時刻所需計算資源的一個頻率。例如，如果一個處理器在600MHz運行，使用者運行一個程序只需使用該處理器要求的一半，該頻率可以降低大約一半。相對地，在許多情況中電壓也可能遞減一半。所以，動態(tài)功率消耗量可以減少到八分之一。執(zhí)行這個動態(tài)頻率電壓縮放比例的各種方法已經(jīng)在常規(guī)技術(shù)中被描述。
加州圣克拉拉Transmeta公司(Transmeta Corporation of Santa Clara，California)提供的商用處理器具有一調(diào)節(jié)電壓符合處理要求的高效系統(tǒng)。該系統(tǒng)被描述于美國專利申請?zhí)枮?9/484,516號，名稱為自適應(yīng)功率控制，發(fā)明人為S.Halepete等人，申請日為2000/01/18，并且轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。
Halepete等人公開了處理器動態(tài)地調(diào)整電壓和時鐘脈沖頻率以符和軟件對處理器所要求的能力。因為動態(tài)功率隨時鐘速度線性變化而隨電壓平方變化，調(diào)整兩者可以以立方或更高階降低動態(tài)功率消耗，而以前的處理器只可以線性調(diào)節(jié)功率(僅通過調(diào)節(jié)頻率)。
圖1根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)描述了微處理器工作的示范性工作頻率對應(yīng)電壓的曲線110。曲線110表示為實現(xiàn)一個期望的運行頻率所必需的供給電壓Vdd。例如，為了運行于頻率120，需要一個160的供給電壓。
可以建立曲線110作為一批微處理器的一個標(biāo)準(zhǔn)，例如，通過對一些微處理器樣品收集頻率確定電壓的信息。通過使用各種眾所周知的統(tǒng)計分析方法，可以建立曲線110來得到一個性能和程序收益的優(yōu)化平衡。例如，曲線110可以被設(shè)定為所有產(chǎn)品展示中90％比曲線110好的頻率電壓性能。利用曲線110，一系列的頻率電壓運行點可以被設(shè)定。例如，頻率150對應(yīng)電壓為190，頻率140對應(yīng)電壓180，頻率130對應(yīng)電壓170以及頻率120對應(yīng)電壓160。這種一系列頻率電壓對(或點)也可以用一個表格來表示，如下面表1所示
表1

這種處理器被設(shè)定在不同頻率電壓結(jié)合、或頻率電壓點下運行。為了有利于最小化處理器的動態(tài)功率消耗，用特定的功率管理軟件來監(jiān)督處理器并且隨著運行時間條件的變化在這些運行點之間動態(tài)切換開關(guān)。
遺憾地是在先前的技術(shù)中，這種功率管理軟件局限在單一系列的頻率電壓運行點中運行。一系列頻率電壓運行點被確定，例如，在一個特定制造程序的一個特定處理器模型的質(zhì)量測試中，以及使用在該處理器模型的每個設(shè)備的運行中。這種一系列頻率電壓運行點確定根據(jù)一批處理器設(shè)備的一種最差運行情況來確定，例如，在處理器設(shè)備普遍可以得到之前就被確定了。
許多關(guān)系到處理器集成電路(“微處理器”)功率消耗的特性在制造過程中有很大變化。例如，從一批到另一批甚至在相同芯片內(nèi)，最大運行頻率，閾值電壓和容量都可以變更30％或者更多。以泄漏電流為例，在閾值電壓成指數(shù)變化時，可以相對名義值變化500％。不幸的后果是，這種系列頻率電壓運行點是根據(jù)一批處理器設(shè)備的一種較差情況的運行來確定的，例如，在質(zhì)量測試中，通常在處理器設(shè)備普遍可以得到之前就被確定了。
許多處理器，通常一個制造批次的大多數(shù)，比起根據(jù)最差情況性能的單獨標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置能夠運行在更好的頻率電壓點。例如，如果標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置指定在1.2v下以600MHz運行，許多單獨的處理器設(shè)備可能只能在1.1v下以600MHz運行。然而，這些性能更好的處理器被不正確地設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓運行點下運行，將浪費功率。此外，該部分通常有一個更低閾值電壓，而且如果在一個更高供給電壓下強迫運行將出現(xiàn)增大的泄漏電流。兩種影響都將過度消耗功率從而引起不希望地比優(yōu)化特定處理器設(shè)備更短的電池壽命。
此外，在處理器模型的商用壽命中，通常會進(jìn)行許多制造過程方面的細(xì)化和改進(jìn)。其中一些可以改進(jìn)該批處理器的功率特性，例如，頻率電壓運行點的原有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置描述低于優(yōu)化。
傳統(tǒng)技術(shù)主要關(guān)注于減少微處理器的動態(tài)功率消耗。遺憾地是，在現(xiàn)代半導(dǎo)體處理中靜態(tài)功率消耗，例如，處理最小特征尺寸約為0.13微米或更小尺寸，其不再是完全功率消耗的一個可忽略部分。對于這些處理，靜態(tài)功率可能是總體功率消耗的一半。更進(jìn)一步，靜態(tài)功率占總功率的百分比，趨向于隨半導(dǎo)體處理的連續(xù)產(chǎn)生而增長。
例如，最大運行頻率通常正比例于值(1-Vt/Vdd)，也就是，一減去閾值電壓除以供給電壓(對于小的處理尺寸)。隨著處理尺寸縮小，為了避免如氧化斷裂這樣的不利影響供給電壓(Vdd)通常也減小。因此，為了維持或者增大一個期望的最大運行頻率閾值電壓也應(yīng)該減小。相對地，柵極氧化變得較薄以便一個柵極能夠維持溝道控制。較薄的柵極氧化導(dǎo)致柵極容量增加。因為一個CMOS設(shè)備的“off”或者泄漏電流通常與柵極容量成比例，這種使得柵極氧化較薄的趨勢使泄漏電流趨于增加。遺憾地是，增加泄漏電流有害地增加了靜態(tài)功率消耗。不幸的后果是，半導(dǎo)體加工尺寸的持續(xù)減少也導(dǎo)致總功率消耗中靜態(tài)功率消耗所占部分不斷增長。
此外，因為泄漏電流受到設(shè)備幾何尺寸和插入特征的許多方面的影響，靜態(tài)功率可以相對名義值變化500％左右。因為與功率消耗相關(guān)的性能是移動處理器的一個關(guān)鍵特征，處理器制造商通常測試和保證一個零件在最大功率水平時滿足一個特定時鐘速率，例如，8.5w時1GHz。當(dāng)運行在一個固定系列的頻率電壓運行點時，必須在這一系列頻率電壓運行點中的一個電壓下達(dá)到這樣一個最大功率水平。
如果一個特殊的處理器設(shè)備不能在標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓運行點達(dá)到最大功率極限，它將被拒絕或者置入一個更高功率分組，從而在制造測試中獲得更少的合適的編組或者“接收器” 。這一部分反映了制造商的產(chǎn)出損失和潛在收入的損失。然而，這一部分可能時常能夠在一個更低電壓下達(dá)到需要的時鐘速率和功率消耗規(guī)格。
因而，盡管在傳統(tǒng)技術(shù)中當(dāng)控制頻率電壓運行點的系統(tǒng)和技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生了關(guān)于處理器減少功率消耗的改進(jìn)，在大批處理器中使用標(biāo)準(zhǔn)系列的運行點仍然可以降低優(yōu)化功率消耗并且減少極其讓人討厭的生產(chǎn)產(chǎn)出損失。

發(fā)明內(nèi)容
以下對本發(fā)明自適應(yīng)功率控制的詳細(xì)描述中，為了提供對本發(fā)明的全面理解闡述了很多特定細(xì)節(jié)。然而，熟悉本技術(shù)的人將會發(fā)現(xiàn)本發(fā)明可以不需要這些特定細(xì)節(jié)或者用替代方法來實施。在其他的實例中，熟知的方法、流程、組件、電路沒有詳細(xì)被描述，并不會給本發(fā)明造成不必要的模糊。


圖1根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)描述了微處理器工作的示范性工作頻率對應(yīng)電壓的曲線；圖2根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了特定集成電路的示范性頻率電壓特征；圖3根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一個集成電路模塊；圖4根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一個設(shè)備；圖5A、5B和5C根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了計算組件的結(jié)構(gòu)；圖6根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種制造微處理器的方法；圖7根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種制造微處理器的方法；圖8根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種制造微處理器的方法；圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作集成電路的方法；圖10根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法；圖11根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法；圖12根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種特征化微處理器的方法；圖13根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法。
符號與術(shù)語細(xì)節(jié)描述中相連的一些部分(例如，處理600、700、800、900、1000、1100、1200和1300)根據(jù)流程、步驟、邏輯塊、處理和其他可以用在計算機存儲操作中的數(shù)據(jù)位操作符號表示法來介紹。這些描述和表示法是那些熟悉數(shù)據(jù)處理技術(shù)的人向其他熟悉該技術(shù)的人最有效傳達(dá)他們工作內(nèi)容的手段。流程、計算機執(zhí)行步驟、邏輯塊、處理等等，在這里并且通常被認(rèn)為是能產(chǎn)生一個期望結(jié)果的一致步驟或者指令或者固件的序列。步驟要求對于物理量進(jìn)行物理操作。通常，盡管不是必需的，這些量采用電或者磁信號，可以被存儲、傳遞、合并、比較以及以其他方式在計算機系統(tǒng)中被操作。參考這些信號比如位、值、元素、符號、字符、術(shù)語、數(shù)字或者其他，有時證明是方便的，主要出于共同使用的原因。
然而，應(yīng)該牢記的是，所有這些和相似的術(shù)語是關(guān)聯(lián)于適當(dāng)?shù)奈锢砹坎⑶抑皇菓?yīng)用于方便這些量的符號。除非特別聲明否則如下列闡述所示，在整篇發(fā)明中我們傾向于使用以下術(shù)語，例如，“獲得”或者“檢索”或者“處理”或者“計算”或者“傳遞”或者“計算”或者“決定”或者“選擇”或者“存儲”或者“識別”或者“產(chǎn)生”或者“選擇”或者“移動”或者“編碼”或者“合并”或者“測試”或者“設(shè)置”或者“操作”或者“轉(zhuǎn)換”或者“決定”或者“優(yōu)化”或者“合成”或者“分類”或者“估計”或者“描述”或者“測量”或者“記錄”或者“相關(guān)”或者其他來指代計算機系統(tǒng)或者相似電子計算設(shè)備的操作和處理，該電子計算設(shè)備把計算機系統(tǒng)的注冊器和存儲器中用物理(電子)量表達(dá)的數(shù)據(jù)操作和傳輸為表達(dá)在計算機系統(tǒng)的存儲器和注冊器或者其他信息存儲傳遞和顯示設(shè)備中的其他類似的被物理量表達(dá)的數(shù)據(jù)。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例描述了高度集成半導(dǎo)體的設(shè)計和運行。更特別地，本發(fā)明的實施例涉及了微處理器的自適應(yīng)功率管理。然而，值得贊賞的是本發(fā)明的實施例的組件可以被利用于半導(dǎo)體運行的其他領(lǐng)域。
美國專利申請?zhí)?9/484,516，名稱為自適應(yīng)功率控制，由S.Halepete等人發(fā)明，申請日為2000/01/18，特此參考其全部內(nèi)容合并于此。
半導(dǎo)體制造過程通常被認(rèn)為是高度一致的，也就是說，該過程非常善于制造一個集成電路設(shè)計的精確拷貝。用于數(shù)字領(lǐng)域的半導(dǎo)體產(chǎn)品更是如此。從功能上講，半導(dǎo)體工藝已經(jīng)成功地制造了功能相似本質(zhì)上完美的拷貝。
然而，一個半導(dǎo)體器件的許多相似特性是高度可變的。例如，閾值電壓、容量、柵極延遲、電流消耗、最小工作電壓和最大工作頻率可能在芯片和芯片之間產(chǎn)生30％或更大的變化。泄漏或者“off”電流甚至可能是更可變的。例如，泄漏電流相對于名義水平上下變化500％是很常見的。更特別地是，涉及的一個集成電路功率消耗的參數(shù)是高度可變的。
圖2根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了特定集成電路的示范性頻率電壓特征。曲線210描述了對應(yīng)于一個制造批次中一特定集成電路的測量頻率電壓特性。標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓曲線110也顯示在此作為參考。顯示在曲線210中的頻率電壓與曲線110不同是讓人高興的，反應(yīng)出制造過程結(jié)果中的變化。
曲線210反映出一個特定集成電路具有比標(biāo)準(zhǔn)曲線110更好的頻率電壓特性。例如，曲線210所反映的集成電路能夠在供給電壓260實現(xiàn)頻率150，這要小于標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓特性(表1)所指定的供給電壓190。作為一個有利的結(jié)果，這樣一個集成電路可以在一個較低的電壓(例如電壓260)提供相同水平的處理性能(頻率所反映的)，并且相對于在標(biāo)準(zhǔn)電壓(電壓190)下運行消耗更低的功率。
曲線210反映出一個特定集成電路具有比標(biāo)準(zhǔn)曲線110更好的頻率電壓特性。典型地，當(dāng)一個標(biāo)準(zhǔn)曲線被確定，或者至少部分被確定，來最大化制造過程的產(chǎn)出，一個制造批次的大部分將有更好的頻率電壓特性。然而，這樣一個標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓特性的不利影響是大多數(shù)的集成電路將能具有比他們評估時所具有的更好的功率性能。
一個移動處理器與功率消耗相關(guān)的性能是一個關(guān)鍵特征，處理器制造商通常測試和保證一個零件在最大功率水平時滿足一個特定時鐘速率。當(dāng)運行在一個確定系列的頻率電壓運行點時，必須根據(jù)期望頻率在一電壓下實現(xiàn)該最大功率水平，該電壓由一系列頻率電壓運行點指定。例如，一個集成電路的功率水平在供給電壓190頻率150下必須小于最大極限。
“快速”部件，例如一個對應(yīng)于曲線210的集成電路，能夠在更低的電壓下相對于“較慢”部件實現(xiàn)更高的運行頻率。快速部件在一個給定電壓下相對于較慢部件通常也增加電流消耗。相應(yīng)地，當(dāng)對應(yīng)于曲線210的集成電路能夠很容易地在頻率150供給電壓190下工作，因為它通常將消耗更多的電流，它可能在測試電壓下超過功率極限。遺憾地是，在傳統(tǒng)技術(shù)下，對應(yīng)于曲線210的集成電路，因為消耗太多能量將會被拒絕，盡管它能夠在一個比標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓特性所指定的電壓更低的電壓下實現(xiàn)一個期望的工作頻率，比如，頻率150。
在典型工作頻率下，例如，從幾百MHz到GHz范圍，集成電路的測試，比如生成曲線210所需的測試，通常是在集成電路封裝之后進(jìn)行的。測試一個封裝部件所需的測試夾具通常要比在一個裸?；蛘咝酒缴系臏y試所需的測試夾具便宜。此外，封裝，包括比如一個引線框，將引入許多附加的電子和熱特性，可能影響一個封裝設(shè)備的性能，特別是頻率性能。
遺憾地是，封裝過程是昂貴的，體現(xiàn)在封裝材料、處理設(shè)備的運行消耗和容量。如果一個被封裝的半導(dǎo)體在封裝后被發(fā)現(xiàn)具有不好的功率特性，那么該封裝開支被浪費。此外，半導(dǎo)體的某些種類的不可揮發(fā)性組件，例如，數(shù)據(jù)存儲熔合，可能通常在封裝前被設(shè)定。例如，一個數(shù)據(jù)存儲熔合可能是一個半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)直接被訪問(例如，通過激光)或者通過通常不能外連接的片。出于這種或者那種原因，通常希望在封裝之前確定一個集成電路的功率性能。
CMOS電路耗率的功率包括兩個部分，一個靜態(tài)部分和一個動態(tài)部分。動態(tài)功率可以由p＝CV2f近似獲得，其中C是活動開關(guān)容量，V是供電電壓，f是運行頻率，靜態(tài)功率表示不工作狀態(tài)電流乘以電壓。如前所述，通常不可能在封裝前的頻率下精確測試一個集成電路。因此，動態(tài)功率不可能在一個集成電路封裝之前被精確測試。然而，容量C和不工作電流是相對地不受封裝影響的，并且可能在裸?；蛘咝酒奖痪_測量。
有利的是，根據(jù)本發(fā)明的實施例，如果給定容量，基于一個在封裝之前的假設(shè)運行頻率動態(tài)功率可以被估計。例如，基于容量的一個測量值，可以估算出一個期望運行頻率下的動態(tài)功率。一個運行電壓可以被指定，例如，在每個標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓運行點。更進(jìn)一步，因為不工作電流可以在一個未封裝設(shè)置上被測量，總的功率(在一個期望的運行頻率下)可以被直接估計。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，這樣一種功率消耗(在一個期望的運行頻率下)的估計可以在封裝之前基于過功率消耗來測試不合格件。然而，如前所述，基于這樣一個標(biāo)準(zhǔn)可能會錯誤的拒絕集成電路設(shè)備，例如，對應(yīng)于圖2曲線210的集成電路。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，假設(shè)一個期望的運行頻率可以實現(xiàn)，我們更期望確定一個最大電壓用于實現(xiàn)最大功率極限。例如，在上述功率估計中，指定功率(作為最大極限)并且求解電壓。該求解電壓是集成電路設(shè)備可以在一期望頻率下實現(xiàn)一個可接受的功率水平的最大電壓。我們不愿意在期望頻率下測試集成電路。然而，為了達(dá)到功率極限，集成電路在期望頻率下的運行電壓應(yīng)該等于或者小于已確定的求解電壓。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，該求解電壓的表達(dá)可以編碼，例如，編程，寫入集成電路的一個不可揮發(fā)性組件，例如，數(shù)據(jù)存儲熔合(例如，不可重設(shè)半導(dǎo)體特征)，電子可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)或者類似部件。例如，允許的最大電壓可以編碼寫入集成電路?？勺鳛樘娲氖?，編碼寫入對應(yīng)的可變系列頻率電壓的特性。
再次參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，曲線220表示在一個制造批量的部分之間的分界線。一些集成電路可能擁有一個在曲線220左邊的電壓頻率特性，例如，對應(yīng)于曲線210的集成電路，并且有一些可能擁有位于曲線220和曲線110之間的電壓頻率特性。
基于對一個期望運行頻率確定一個可接受的最大電壓(不至于超過最大功率水平)，特定的集成電路可能會置入上述分組中的一個。曲線220可能成為第二系列頻率電壓運行點。有了分別被曲線110和220表述的兩個系列頻率電壓運行點，集成電路可以運行在基于一給定特定集成電路的特定特性的更多的優(yōu)化功率水平下。例如，對應(yīng)于曲線210的集成電路可以運行在曲線220的頻率電壓運行點下，相比較運行該集成電路在曲線110的標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓運行點下節(jié)省功率。一個編碼的不可揮發(fā)性集成電路可以決定運行中哪一系列頻率電壓運行點應(yīng)該被使用。
如下，表2根據(jù)本發(fā)明的實施例顯示了一對示范頻率電壓運行點系列表2

表2描述了兩個系列的頻率電壓運行點，左邊兩列是一個標(biāo)準(zhǔn)系列，右邊兩列是一個“快速”部件系列。例如，如果頻率電壓運行點的“快速”系列對應(yīng)于曲線220，那么對應(yīng)于曲線210的集成電路在表2所示“快速”系列中的頻率電壓點可能運行更有利。當(dāng)根據(jù)這樣的“快速”運行點工作時，一個“快速”集成電路將比在一個標(biāo)準(zhǔn)運行點系列下運行消耗更少功率。
本發(fā)明的實施例也非常適用于描述集成電路的頻率電壓特性的其他方法。例如，一個頻率電壓特性可以描述為多項式表達(dá)或者近似表達(dá)的一個頻率電壓特性的系數(shù)。
再者，以相似的方式，這樣一種編碼不可揮發(fā)性電路組件可以用來確定一個封裝設(shè)備的動態(tài)功率測試的供給電壓。例如，快速部件比如對應(yīng)于曲線210的集成電路，應(yīng)該在對應(yīng)曲線220的期望頻率的一個更低供給電壓下進(jìn)行測試。然而，在傳統(tǒng)技術(shù)下一個快速部件可能不能通過在一個標(biāo)準(zhǔn)頻率電壓運行點，例如，曲線110下運行的最大功率極限測試，更高百分比的設(shè)備將通過這樣一個運行在對應(yīng)于曲線220的一個更低電壓下的測試。一個有利的結(jié)果是，本發(fā)明的實施例有利于增加制造產(chǎn)出。
可意識到的是本發(fā)明的實施例適用于把一個制造批次分割成比所述的兩個分組更多的分組。更多系列的頻率電壓特性可以被創(chuàng)造并且更多用來標(biāo)定這些系列的數(shù)字可以被編碼到每個特定集成電路中。
速度、或者運行頻率對于大多數(shù)的半導(dǎo)體來說都是隨著溫度變化的。例如，在一給定電壓下集成電路在較低溫度下要比在較高溫度下運行得更快。作為一個推論，一個集成電路可能通常來說在較低溫度下的一個期望頻率下運行需要一個較低的供給電壓，而在更高溫度下的相同期望頻率下運行需要一個更高的供給電壓。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，芯片的溫度可能用來給一個期望運行頻率選擇一個優(yōu)化運行電壓。如下，表3根據(jù)本發(fā)明的實施例顯示了示范系列的頻率電壓運行點以及芯片溫度。
表3


表3表示了四個系列的頻率電壓運行點，兩個標(biāo)準(zhǔn)系列在第二和第三列，兩個“快速”部分系列在右邊的兩列?；谛酒瑴囟壤纭盁帷焙汀袄洹庇袃蓚€標(biāo)準(zhǔn)系列和兩個快速系列。如果已知芯片溫度低于或者等于50℃，可能運行在表3的“更冷”或者底部的頻率電壓點上對集成電路更有利。當(dāng)運行在這些“冷”的運行點，集成電路將比運行在標(biāo)準(zhǔn)系列(沒有考慮溫度，例如表2)運行點上消耗更少的功率。
可意識到的是，本發(fā)明的實施例非常適用于把頻率電壓特征化為比上述兩個溫度分組更多的分組。更多系列的依賴于溫度的頻率電壓特性可以被創(chuàng)造，并且更多用來標(biāo)定這些系列的數(shù)字可以被編碼到每個特定集成電路中。
雖然有時期望編碼變化的系列頻率電壓特性對應(yīng)到一個集成電路中，仍然存在局限。第一個限制是和可能實際上被編碼到集成電路中的信息量相關(guān)的。微處理器通常具有極為有限或者沒有不可揮發(fā)性存儲器。芯片上不可揮發(fā)存儲器極為有限的原因包括電路尺寸，例如，不可揮發(fā)存儲器每一數(shù)位消耗相當(dāng)?shù)碾娐访娣e，該面積對微處理器來說是需要優(yōu)化使用的。另一個原因和半導(dǎo)體處理有關(guān)，例如，許多類型的集成電路不可揮發(fā)性存儲器需要附加的標(biāo)準(zhǔn)微處理器電路不需要的半導(dǎo)體掩膜和處理步驟。這樣的掩膜和處理步驟是昂貴的，并且增加了制造過程的復(fù)雜性，從而提高成本并降低產(chǎn)量。出于這樣和那樣的原因，要求附加處理步驟的不可揮發(fā)性存儲器通常不會包括在微處理器中。
第二個限制和模具/芯片的容量和能量水平的測試有關(guān)。模具和芯片檢測器要比封裝測試器昂貴，如前所述因為封裝的電子影響通常不能完全特征化一個集成電路的頻率電壓特性。這樣導(dǎo)致的后果是，有時更希望特征化一個封裝后的集成電路的頻率電壓特性。
可意識到的是本發(fā)明的實施例非常適用于編碼變化的系列頻率電壓特性對應(yīng)到一個封裝后的集成電路中。例如，在芯片上的不可揮發(fā)性存儲器可以通過封裝釘接觸，并且檢測器可以向這些存儲器寫入映射信息。然而，經(jīng)常會遇到這種情況，就是芯片上不可揮發(fā)性存儲器可能在封裝后不能被編碼。在其他時間可能存在芯片上不可揮發(fā)性存儲器不足以用于編碼期望數(shù)量的信息。在這些情況中，應(yīng)該運行替代方法來聯(lián)系一個或多個頻率電壓特性與一個特定集成電路。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，一個特定集成電路的頻率電壓特性或者頻率電壓特性的映像可以編碼到與該集成電路相關(guān)聯(lián)的不可揮發(fā)性存儲器設(shè)備。例中設(shè)備包括無限次電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、電池支持的隨機存儲器(RAM)、掩膜(ROM)、鐵磁RAM，具有半導(dǎo)體封裝的數(shù)據(jù)存儲熔合，作為集成電路一部分的數(shù)據(jù)存儲熔合，線連接(例如，通過耦合連接到Vcc和/或者接地的釘來進(jìn)行編碼)和相似部件。
將一不可揮發(fā)性存儲器設(shè)備和特定集成電路連接起來的期望方法是在該集成電路的封裝中引入一個存儲器設(shè)備，例如在多芯片模式下。
本發(fā)明的實施例適用于其他的連接一特定集成電路的頻率電壓特性或頻率電壓特性的映像和該集成電路的方法。一個方法在計算機可讀介質(zhì)中維持一個對應(yīng)于許多集成電路的許多頻率電壓特性的數(shù)據(jù)庫。一個特定集成電路的特定頻率電壓特性可以通過集成電路的識別特征例如唯一的序列號來獲得。
從而特定頻率電壓特性可能通過許多方式來傳輸，例如因特網(wǎng)下載，并且在制造中的許多地方和/或者使用擁有集成電路的產(chǎn)品中被參考。例如，如果集成電路是一個微處理器，包含有該微處理器的計算機的制造商可以裝配計算機，通過電子方法獲得微處理器的序列號，獲得特定的頻率電壓特性，例如在一個數(shù)據(jù)文件里，并且選用一個唯一的ROM給那臺計算機。這樣一個ROM將會反映出位于那部特別的計算機的核心的微處理器的特定頻率電壓特性。
在封裝操作之后的信息編碼通常會比封裝前的編碼創(chuàng)造出更多的存儲空間。例如，一個存儲器半導(dǎo)體通常包括上百萬個數(shù)字的信息，相對而言，可能只有幾個數(shù)字的信息將被存儲在微處理器中。此外，可能耦合了一個微處理器許多種知名計算機系統(tǒng)，例如測試機器，已經(jīng)或者被進(jìn)一步耦合了本質(zhì)上無限的存儲器。
再者，因為一個集成電路可能在封裝后已經(jīng)被完全特征化，通?？赡茉诜庋b后編碼寫入更多的特殊集成電路指定的信息。根據(jù)本發(fā)明的實施例，集成電路頻率電壓特性指定的信息可以在集成電路封裝后被編碼寫入。
這些封裝后的編碼可能存儲了許多種類的信息。例如，一個集成電路可能被認(rèn)為屬于一些具有相似頻率電壓特性的集成電路分組中的一個。被編碼的信息可以確定哪一個分組最好地描述了一個特定集成電路。
另一選擇，一個集成電路指定的頻率電壓特性可以被編碼。例如，曲線210(圖2)的特性可以被編碼。用這種方式，單一系列頻率電壓特性可以被運行在一個集成電路上的功率管理軟件所采用。有利地是，這樣的單一系列特性相對于存儲多個系列降低了存儲需求。此外，由于參考單一系列運行點降低了不明確性使得功能管理軟件可以被簡化并且運行得更有較。
本發(fā)明實施例非常適用于許多著名的描述曲線比如集成電路的頻率電壓曲線的方法，包括數(shù)據(jù)減少技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實施例，包含坐標(biāo)點的表格被用于描述頻率電壓特性。根據(jù)另一實施例，頻率電壓特性可以用多項式描述或者近似描述頻率電壓特性的系數(shù)來表示。
如下，表4根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一特定微處理器的頻率電壓特性。
表4

可意識到的是表4中只包含一個系列的電壓頻率特性(每個溫度下任意)。
圖3根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一個集成電路模塊300。模塊300包括一個微處理器310和一個不可揮發(fā)性存儲器320。微處理器310和存儲器320通過耦合330相連。模塊300通常適應(yīng)于許多類型的集成電路封裝，例如，直接或者間接安裝在印刷電路板上的封裝設(shè)計。實施例中封裝包括無極限球狀柵格陣列，釘狀柵格陣列，細(xì)四方平板封裝，無鉛芯片承載器及其他類似者。模塊300可能是一個多芯片模塊，能夠包含許多集成電路。在一個例子中，處理器310和存儲設(shè)備320是分開的集成電路。
本發(fā)明的實施例也非常適用于包括直接附加于電路板上例如通過直接芯片連接(DCA)的微處理器的模塊。采用DCA安裝的集成電路在安裝之后通常要采用一種密封劑或者“軟膠質(zhì)頂”，盡管這不是本發(fā)明實施例所要求的。在前面的闡述中沒有要求模塊組件的物理近似。
不可揮發(fā)性存儲器320非常適用于許多種類的不可揮發(fā)性存儲器。例如，存儲器320可以是一個集成電路設(shè)備，包括無限次電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、電池支持的隨機存儲器(RAM)、掩膜(ROM)、鐵磁RAM。存儲器320也非常適用于許多其他種類的數(shù)據(jù)存儲器，包括具有半導(dǎo)體封裝的數(shù)據(jù)存儲熔合，作為集成電路一部分的數(shù)據(jù)存儲熔合，線連接(例如，通過耦合連接到Vcc和/或者接地的釘來進(jìn)行編碼)和相似部件。
圖4根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一個設(shè)備400。設(shè)備400可以組成一個計算機，或者是其中的部件，例如計算機主機板。設(shè)備400有一個微處理器410和一個存儲器空間450組成。微處理器410能夠運行在許多電壓下并且進(jìn)一步能夠運行在許多頻率下。
存儲器空間450被連接到微處理器410上。存儲器空間450非常適用于許多知名類型的內(nèi)存，包括微處理器410內(nèi)的無限內(nèi)部RAM或者ROM，微處理器410外的RAM或者ROM以及其他形式的計算機可讀介質(zhì)。
電壓供給器420被連接到微處理器410上。電壓供給器420提供一個可選擇的電壓430給微處理器410。為了指導(dǎo)電壓供給器420選擇一個優(yōu)化電壓，微處理器410和電壓供給器420通過耦合440相連。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，設(shè)備400可能進(jìn)一步包括存儲器空間460。存儲器空間460被連接到微處理器410上，例如采用和存儲器空間450相同的連接方式。存儲器空間460非常適用于與上述存儲器空間450相似類型的內(nèi)存，而且更加適用于與存儲器空間450相同的物理設(shè)備內(nèi)。然而，存儲器空間460不要求處在和存儲器空間450相同的物理設(shè)備內(nèi)，并且計算機400的某些優(yōu)化可能傾向于通過類型和/或者設(shè)備分開這兩個存儲器設(shè)備。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，設(shè)備400可能包括邏輯體470。邏輯體470被連接到存儲器空間460和微處理器410。邏輯體470獲得了一個可能是由微處理器410確定的期望運行頻率，并使用存儲器空間460去確定一個相應(yīng)的電壓。邏輯體470促使微處理器410運行在期望運行頻率和相應(yīng)的電壓下。邏輯體470非常適用于軟件實施例在例如微處理器410上的運行。邏輯體470也可以執(zhí)行在第二處理器上(未顯示)，或者包括一個功能系列的門和/或開關(guān)。邏輯體470非常適用于作為微處理器的內(nèi)部或者外部設(shè)備。
圖5A，5B和5C根據(jù)本發(fā)明實施例描述了計算組件的結(jié)構(gòu)。圖5A根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了計算組件的結(jié)構(gòu)570。結(jié)構(gòu)570非常適用于許多放置，安裝和相互連接的安排。例如，結(jié)構(gòu)570可能是一個計算機“主機板”的一部分。作為另一選擇，結(jié)構(gòu)570可能是一個多芯片模塊。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505包括處理器501的電壓頻率關(guān)系指定的信息。相對于傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505的信息是基于處理器501的測試，而非通常的關(guān)于許多相似設(shè)計的處理器的信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505可能放在位于處理器501外的存儲器空間506內(nèi)。存儲器空間506可能是比如一個ROM集成電路。本發(fā)明的實施例非常適用于其他類型的存儲器，比如RAM，旋轉(zhuǎn)磁性存儲器等。
控制邏輯體507使用來自數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505的信息去控制處理器501的電壓和/或運行頻率。這樣的控制可以最小化處理器501的功率消耗?？刂七壿嬻w507非常適用于執(zhí)行在處理器501上的軟件。
圖5B根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了計算組件的結(jié)構(gòu)580。結(jié)構(gòu)580非常適用于許多放置、安裝和相互連接的安排。例如，結(jié)構(gòu)580可能是計算機“主機板”的一部分。作為另一選擇，結(jié)構(gòu)580可能是一個多芯片模塊。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)530包括一種處理器503類型的處理器的電壓頻率關(guān)系的信息。同樣的，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)540和550分別包括其他種處理器503類型的處理器的電壓頻率關(guān)系的信息。不同于傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)530-550的信息描述了和處理器503同類型的處理器制造批量的分類。通常，信息530，540和550是不同的。本發(fā)明的實施例非常適用于許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)530，540和550可能放置在位于處理器503外的存儲器空間560內(nèi)。存儲器空間560可能是比如一個ROM集成電路。本發(fā)明的實施例也非常適用于其他類型的存儲器，比如RAM，旋轉(zhuǎn)磁性存儲器等。
分類識別器520包括關(guān)于哪一個電壓頻率關(guān)系(例如，包含在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)530、540或者550內(nèi))最好地對應(yīng)于處理器503的信息。分類識別器520在處理器503制造過程中被確定和記錄。分類識別器的確定和記錄可能在處理器503封裝之前被完成。分類識別器520通常只有幾個數(shù)字，并且非常適用于許多類種的不可揮發(fā)性存儲器，例如，數(shù)據(jù)存儲熔合或者電可擦除可編程只讀內(nèi)存(EEPROM)。
控制邏輯525從分類識別器520獲得信息來決定哪一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如530、540或者560對應(yīng)于處理器503并且應(yīng)該被用于控制處理器503的運行電壓和/或者頻率。這樣的控制可能是想最小化處理器503的功率消耗。控制邏輯525非常適用于處理器503上執(zhí)行的軟件。
圖5C根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了計算組件的結(jié)構(gòu)590。結(jié)構(gòu)590非常適用于許多放置，安裝和相互連接的安排。例如，結(jié)構(gòu)590可能是計算機“主機板”的一部分。作為另一選擇，結(jié)構(gòu)590可能是一個多芯片模塊。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505包括處理器502的電壓頻率關(guān)系指定的信息。相對于傳統(tǒng)技術(shù)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505的信息是基于處理器502的測試，而非通常的關(guān)于許多相似設(shè)計的處理器的信息。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505位于處理器502內(nèi)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505可能被存儲在許多類型的用于處理器上的知名存儲類型內(nèi)，例如，不可揮發(fā)性RAM，電可擦除可編程只讀內(nèi)存(EEPROM)等。
控制邏輯508使用來于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)505的信息去控制處理器502的運行電壓和/或者頻率。這樣的控制可能是想最小化處理器502的功率消耗?？刂七壿?08非常適用于處理器502上執(zhí)行的軟件。
圖6根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種制造微處理器的方法600。步驟610中，確定了一個微處理器要求的在一個特定頻率下達(dá)到一個功率極限電壓。例如，可以通過在特定頻率下運行微處理器并測量其功率消耗來確定該電壓。
步驟620中，電壓信息被存儲到計算機可讀介質(zhì)中。本發(fā)明的實施例非常適用于將信息存儲到許多類型的計算機可讀介質(zhì)中，包括集成電路檢測器或者制造數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的內(nèi)存或者存儲系統(tǒng)、微處理器的具有普通封裝的集成電路、獨立的集成電路內(nèi)存和其他相似組件。根據(jù)本發(fā)明的實施例，該信息包括微處理器指定的頻率電壓關(guān)系。
圖7根據(jù)本發(fā)明的實施例闡述了一種制造微處理器的方法700。步驟710中，確定了微處理器運行在每個特定頻率下所要求的優(yōu)化電壓，從而產(chǎn)生了許多電壓頻率關(guān)系。這些電壓頻率關(guān)系可能與上述表4中所示關(guān)系相類似。
步驟720中，這些關(guān)系的信息被存儲到計算機可讀介質(zhì)中。本發(fā)明的實施例非常適用于將信息存儲到許多類型的計算機可讀介質(zhì)中，包括集成電路檢測器或者制造數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的內(nèi)存或者存儲系統(tǒng)、微處理器的具有普通封裝的集成電路、獨立的集成電路內(nèi)存和其他相似組件。
圖8根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種制造微處理器的方法800。步驟810中，獲得了許多未封裝的微處理器。可意識到的是，“封裝”和類似的術(shù)語指的是半導(dǎo)體封裝，例如，一個釘柵格數(shù)組封裝，而不是運輸和消費者封裝。微處理器可能采用芯片形式。
步驟820中，確定了一個未封裝的微處理器要求的在一個特定頻率下達(dá)到一個功率極限電壓。電壓可以通過測量微處理器的容量和/或者不工作電流來確定。
步驟830中，上述電壓信息被編碼寫入微處理器。本發(fā)明的實施例非常適用于許多知名類型的可以作為微處理器一部分并且在步驟830被編碼的存儲器。例子包括，無限次數(shù)據(jù)存儲熔合、電可擦除可編程只讀內(nèi)存和其他相似組件。
圖9根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作集成電路的方法900。在步驟910中，測量和記錄了一個集成電路的頻率電壓特性。集成電路可以是一個微處理器，而且集成電路可能被封裝也可能未封裝。
步驟920中，將優(yōu)化集成電路運行的頻率電壓特性與集成電路聯(lián)系在一起。頻率電壓特性可以通過許多方法與集成電路聯(lián)系在一起，包括通過在集成電路中編碼寫入信息或者在一個將被和集成電路一起送給客戶的設(shè)備中編碼寫入信息。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，關(guān)聯(lián)可以通過在計算機可讀介質(zhì)中建立許多集成電路的許多頻率電壓特性的數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)。一個特定集成電路的特定頻率電壓特性可以通過集成電路的識別特征例如唯一的序列號來獲得。
步驟930中，集成電路運行在一個有頻率電壓特性所指定的電壓和頻率下。
圖10根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法1000。步驟1010中，確定了微處理器期望的運行頻率。一個典型的確定期望頻率的方法基于執(zhí)行在微處理器上的軟件的處理需要。
步驟1020中，選擇了一個在期望的運行頻率下運行微處理器的優(yōu)化電壓。該優(yōu)化電壓的選擇基于微處理器指定的特征。
步驟1030中，微處理器運行在優(yōu)化電壓下。例如，微處理器可能使得一個可選擇性電壓供給器比如圖4中的電壓供給器420輸出優(yōu)化電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，微處理器運行在優(yōu)化電壓下時可以實現(xiàn)一個期望頻率。
圖11根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法1100。步驟1120中，獲得了微處理器運行的一系列頻率。
步驟1130中，使用該系列頻率確定在該系列頻率下微處理器優(yōu)化運行的相應(yīng)電壓系列。該確定是基于微處理器指定的電壓頻率關(guān)系來進(jìn)行的。
步驟1140中，微處理器運行在該系列頻率以及其相應(yīng)的系列電壓下。
在可選擇步驟1110中，系列頻率可以通過檢查微處理器同時期進(jìn)行的一系列運行來確定。
圖12根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種特征化微處理器的方法1200。步驟1210中，測量和記錄了微處理器指定的頻率電壓關(guān)系。頻率電壓關(guān)系可能記錄了微處理器優(yōu)化運行的頻率電壓對。本發(fā)明的實施例非常適用于其他知名的記錄關(guān)系的方法，包括許多知名的數(shù)據(jù)還原法。
步驟1220中，頻率電壓關(guān)系被和微處理器聯(lián)系在一起從而在微處理器的運行中可以獲得和使用該頻率電壓特性以實現(xiàn)優(yōu)化使用。
圖13根據(jù)本發(fā)明的實施例描述了一種操作微處理器的方法1300。步驟1310中，確定了微處理器的期望運行頻率。本發(fā)明實施例非常適用于許多確定期望頻率的優(yōu)化方法。一個典型的確定期望頻率的方法是基于執(zhí)行在微處理器上的軟件的處理需要。
步驟1320中，獲得了微處理器指定的信息。例如，信息可以儲存在存儲器比如圖4中的存儲器空間450。該信息用于確定微處理器在期望頻率下運行時的優(yōu)化電壓。優(yōu)化電壓基于微處理器特性。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，信息可以在微處理器內(nèi)獲得。
步驟1330中，微處理器運行在優(yōu)化電壓下。例如，微處理器可能使得一個可選擇性電壓供給器比如圖4中的電壓供給器420輸出優(yōu)化電壓。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，微處理器運行在優(yōu)化電壓下時可以實現(xiàn)一個期望頻率。如果希望的話，步驟1310到1330可以被重復(fù)。例如，如果處理載荷變化，新的期望運行頻率可以被確定，相應(yīng)的電壓可以被獲得，并且微處理器可以運行在新的頻率電壓下。
公開了一個集成電路的自適應(yīng)功率控制系統(tǒng)和方法。集成電路的期望的運行頻率被確定。集成電路可能是微處理器。期望運行頻率可以基于微處理器的已確定的期望處理載荷來確定。選擇在期望運行頻率下運行微處理器的優(yōu)化電壓。該選擇基于微處理器指定的特性。微處理器運行在優(yōu)化電壓下。
本發(fā)明實施例提供了基于集成電路特定特性對集成電路功率消耗進(jìn)行自適應(yīng)性控制的方法。更進(jìn)一步，本發(fā)明實施例在不修改熟知工具和技術(shù)的基礎(chǔ)上通過使用現(xiàn)有半導(dǎo)體處理過程和設(shè)備實現(xiàn)了上述解決方法。
至此描述的是本發(fā)明的自適應(yīng)功率控制所優(yōu)選的實施例。盡管本發(fā)明描述了特殊的實施例，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明并非構(gòu)筑在這些實施例所局限的范圍內(nèi)，而是構(gòu)筑在如下權(quán)利要求項所界定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種運行集成電路的方法包括測量和記錄所述集成電路的一個頻率電壓特性；為了優(yōu)化所述集成電路的運行將該頻率電壓特性和該集成電路聯(lián)系在一起；以及在該頻率電壓特性所給定的電壓和頻率下運行該集成電路。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述集成電路包括一個微處理器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述測量和記錄在封裝該集成電路之前進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述測量和記錄在該集成電路的芯片水平上進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述測量和記錄在封裝該集成電路之后進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述關(guān)聯(lián)包括根據(jù)所述特性設(shè)置集成電路的不可揮發(fā)性組件的狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述集成電路的不可揮發(fā)性組件是可重復(fù)設(shè)置的。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述集成電路的不可揮發(fā)性組件是不可重復(fù)設(shè)置的。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述關(guān)聯(lián)包括設(shè)置該集成電路所用輔助電路的不可揮發(fā)性組件的狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述輔助電路包含在該集成電路的普通封裝內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述關(guān)聯(lián)包括從該集成電路的制造商到用戶電子傳輸所述頻率電壓特性。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述用戶制造了一個包括該集成電路的計算機。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述用戶對該集成電路進(jìn)行所述操作。
14.一種運行微處理器的方法包括為所述微處理器確定的一個期望頻率；為在所述期望運行頻率下運行該微處理器選擇的一個優(yōu)化電壓，該優(yōu)化電壓的選擇基于該微處理器指定的特性；以及在該優(yōu)化電壓下運行該微處理器。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括在所期望運行頻率下運行該微處理器。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述微處理器的特性包括該微處理器溫度的測量。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于使所述溫度的測量最接近于選擇。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述選擇包括獲得存儲在所述微處理器中的信息，該信息所選擇的該微處理器指定的特性從至少兩個所述特性中選取。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述選擇包括獲得存儲在所述微處理器的輔助電路中的信息，該信息所選擇的該微處理器指定的特性從至少兩個所述特性中選取。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于所述選擇包括獲得存儲在該微處理器使用的輔助電路中的該微處理器指定的特性，其中該輔助電路只包括一個系列的特性。
21.一種運行微處理器的方法包括獲得運行該微處理器的一系列頻率；用上述系列頻率，確定該微處理器在該系列頻率下優(yōu)化運行對應(yīng)的一系列電壓，該確定過程基于該微處理器指定的頻率電壓關(guān)系；以及在上述系列頻率和相應(yīng)的系列電壓下運行該微處理器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述電壓頻率關(guān)系是通過測量該微處理器特性所建立的一個方程。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述電壓頻率關(guān)系是通過測量該微處理器特性所建立的一個對照表。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述關(guān)系存儲在與該微處理器分開的一個集成電路中。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于所述關(guān)系和該微處理器集成在一起。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括可以通過檢查微處理器同時期進(jìn)行的一系列運行來確定該系列頻率。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于該電壓頻率關(guān)系也包括了溫度信息。
28.一種計算機系統(tǒng)包括一個能夠運行在許多頻率和許多電壓下的微處理器；上述微處理器指定的一個存儲的電壓頻率關(guān)系；用于指引該微處理器運行在特殊電壓和特殊頻率下的設(shè)置邏輯；以及獲得一系列頻率后，通過上述電壓頻率關(guān)系來確定對應(yīng)系列電壓，并且傳遞上述系列頻率和系列電壓給上述設(shè)置邏輯的軟件。
29.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于該軟件也用于通過檢查微處理器同時期進(jìn)行的一系列運行來確定該系列頻率。
30.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述電壓頻率關(guān)系是通過測量該微處理器特性所建立的一個方程。
31.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述電壓頻率關(guān)系是通過測量該微處理器特性所建立的一個對照表。
32.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述關(guān)系存儲在與該微處理器分開的一個集成電路中。
33.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述關(guān)系和該微處理器集成在一起。
34.如權(quán)利要求28所述的計算機系統(tǒng)，其特征在于該電壓頻率關(guān)系也包括了溫度信息。
35.一種特征化微處理器的方法包括測量和記錄了指定給微處理器的頻率電壓關(guān)系，該頻率電壓關(guān)系記錄了該微處理器優(yōu)化運行的頻率電壓對；以及將上述頻率電壓關(guān)系和上述微處理器聯(lián)系在一起，從而可以獲得和使用頻率電壓關(guān)系實現(xiàn)該微處理器的運行優(yōu)化。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述測量是在該微處理器處于制造過程中的芯片階段進(jìn)行的。
37.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述測量是在封裝該微處理器之前進(jìn)行的。
38.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述關(guān)聯(lián)包括在該微處理器上的存儲元件內(nèi)寫入對應(yīng)于上述頻率電壓關(guān)系的一個值。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于該頻率電壓關(guān)系存儲在該微處理器外。
40.如權(quán)利要求39所述的方法，其特征在于該頻率電壓關(guān)系存儲在該微處理器所用輔助集成電路設(shè)備內(nèi)。
41.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述頻率電壓關(guān)系是一個對照表。
42.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述頻率電壓關(guān)系是一個方程。
43.如權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于上述關(guān)聯(lián)包括將上述頻率電壓關(guān)系編程寫入該微處理器的一個存儲元件。
全文摘要
需要反映特定集成電路特性的自適應(yīng)功率控制系統(tǒng)和方法。
文檔編號G06F1/32GK1745358SQ200380109600
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月31日
發(fā)明者詹姆斯·B.·伯爾, 安得魯·雷得, 湯姆·史都華 申請人:全美達(dá)股份有限公司