專利名稱：可升級的電壓調(diào)節(jié)器模塊的制作方法
發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及電壓調(diào)節(jié)器領(lǐng)域，尤其涉及計算機系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
計算機系統(tǒng)一般含有許多集成電路(IC)。大部分IC，如微處理器，都有特定的功率和電壓要求。當(dāng)設(shè)計一塊IC時，裝有上述ICs的電路板的技術(shù)要求還要加以限定以適合這些ICs的功率和電壓要求。當(dāng)IC設(shè)計中有一個變化，要求重新定義一個特定電壓或功率時，會產(chǎn)生困難。這無論在設(shè)計、制造期間還是生產(chǎn)的測試階段以及成品后希望升級時都很普遍。
在這些情況下，一般采用兩種方法。一個是完全重新設(shè)計電路板以適合新IC的電壓和功率要求。這種方法一般成本很高而不愿用，尤其是當(dāng)大量的電路板已經(jīng)設(shè)計和制造成滿足原技術(shù)要求的時候。第二個方法是設(shè)計一塊電路板，它具有對有不同功率和電壓要求的幾種ICs都適合的靈活性。從經(jīng)濟角度看，這種方法比較可取，但從設(shè)計角度看，它也更加困難。
已有幾種嘗試來設(shè)計一塊電路板，對板子上的特殊ICs，它可提供不同的調(diào)節(jié)功率和電壓。一種方法是由共板(On-circuit board)電壓調(diào)節(jié)器和靈活母板來實現(xiàn)。共板調(diào)節(jié)器和靈活母板的設(shè)計允許將系統(tǒng)的預(yù)置電平重新設(shè)置為特殊IC的新電平。它通過母板上一套專用的電路完成。為了改變系統(tǒng)中各組件所要求的電壓，該電路是可調(diào)的。
然而，由共板電壓調(diào)節(jié)器和活動母板提供的電壓和功率受到它們設(shè)計定義的限制。為最大限度地提高電路板設(shè)計的靈活性，調(diào)節(jié)器和電路板要提供周全的解決辦法，通常也是最昂貴的解決辦法。因此，如果生產(chǎn)線的10％是由需要特殊電壓調(diào)節(jié)的微處理器組成，制造商就要對任何一個電路板提供特殊電壓調(diào)節(jié)的解決辦法。其制造商對其全部產(chǎn)品希望用一塊標(biāo)準(zhǔn)的電路板，這是必要的。當(dāng)一個系統(tǒng)不需要用較昂貴的特殊解決辦法時，上述解決辦法屬于浪費。另一方面，如果設(shè)計中沒有提供這樣一個周全的解決辦法且板專用電路不能通過調(diào)節(jié)來滿足系統(tǒng)的特殊電壓和功率要求，則共板電壓調(diào)節(jié)器或活動母板就沒有用，就不得不重新設(shè)計電路板。
除了要為板子提供周全的解決辦法，共板電壓調(diào)節(jié)器和活動母板有不能調(diào)節(jié)所使用的功率或容差范圍的缺點。例如，一塊設(shè)定為供給3.0±10％伏的板子能被重新設(shè)置到3.1±10％伏。然而，這個板子不能被重新設(shè)置為供給3.0±5％伏，或是調(diào)節(jié)傳輸4安培，如果最初使設(shè)計為傳輸3安培的話。換句話說，在過去如果一塊IC的容差或功率要求改變了，則該電路板就要重新設(shè)計。
另一種使電路板更靈活的方法是通過一個共芯片(on-chip)調(diào)節(jié)器設(shè)計。共芯片調(diào)節(jié)器設(shè)計是將一個電壓調(diào)節(jié)器和一個IC集成封裝在一起，以對該IC提供電源和電壓的同組(on-package)調(diào)節(jié)。因該IC的電壓和功率調(diào)節(jié)是在同一個封裝內(nèi)進行，因而不需要對電路板作改動就可實現(xiàn)一個具有不同電壓或功率要求的IC。
共芯片電壓調(diào)節(jié)器的一個主要缺點是熱絕緣。因電壓調(diào)節(jié)器組件和IC組件封裝在一起、離的很近，各組件的熱擴散影響整個單元的綜合性能。熱絕緣限制了兩部分組件消耗的總功率。與熱絕緣問題相連，散熱占據(jù)了共芯片電壓調(diào)節(jié)器中可用封裝空間的大部分。這減小了調(diào)節(jié)組件的可用空間，且要求電壓調(diào)節(jié)器組件集成水平要高，因而費用大。
因此，期望一個經(jīng)濟有效的功率調(diào)節(jié)設(shè)備，它能給電路板上特定的組件傳輸特定的電壓和功率。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，當(dāng)電路板上的組件要求不同的功率或電壓時，可從母板上移去一個可拆式電源調(diào)節(jié)器件，用第二個可拆式電源調(diào)節(jié)器件代替它。本發(fā)明使用了這樣一個設(shè)計，在電路板上將可拆式電源調(diào)節(jié)組件要在一個位置，它能最大利用該位置的優(yōu)點同時最小化熱擴散效應(yīng)。
發(fā)明概要本發(fā)明涉及一種給電路板組件提供調(diào)節(jié)功率和電壓的裝置。
在一個具體實施例中，本發(fā)明包括一個可拆式電源調(diào)節(jié)設(shè)備，它調(diào)節(jié)功率和電壓到預(yù)定水平。電源調(diào)節(jié)設(shè)備通過一插座連接器與計算機系統(tǒng)相連。當(dāng)希望輸送到電路板組件上的功率和電壓改變時，最初的電源調(diào)節(jié)設(shè)備從插座連接器上移走，然后替換上可提供不同功率和電壓的第二個電源調(diào)節(jié)設(shè)備。
本發(fā)明為工作在多值電壓和功率的IC組件提供多值電壓和功率。本發(fā)明還提供了使用多個ICs的系統(tǒng)，這些ICs工作在它們要求電壓的不同電壓和功率下。
根據(jù)本發(fā)明，電壓調(diào)節(jié)器可位于所調(diào)節(jié)組件很近的位置，不占據(jù)電路板上寶貴的地盤。因而通過最小化電壓調(diào)節(jié)器和其驅(qū)動的組件之間的損耗本發(fā)明獲得精確電路容差。本發(fā)明的設(shè)計也最小化了電壓調(diào)節(jié)器電路的熱擴散效應(yīng)。
附圖簡單說明通過下面的詳細說明以及優(yōu)選實施例附圖可全面理解本發(fā)明。這并不意味著本發(fā)明僅限于該特定的實施例。它們用來對本發(fā)明進行解釋和理解。


圖1示出配置有本發(fā)明的電壓調(diào)節(jié)設(shè)備的一個計算機系統(tǒng)。
圖2示出本發(fā)明的電壓調(diào)節(jié)器模塊的一個實施例。
圖3示出圖2電壓調(diào)節(jié)器模塊安裝在母板上的一個平面視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明電壓調(diào)節(jié)器模塊插座的一個可能定義。
圖5是電壓調(diào)節(jié)器模塊用于單電壓處理器的一種實現(xiàn)的方框圖。
圖6是電壓調(diào)節(jié)器模塊用于雙電壓處理器的另一種實現(xiàn)的方框圖。
圖7示出電壓調(diào)節(jié)器模塊對使用二個調(diào)節(jié)器的雙電壓處理器的實現(xiàn)的方框圖。
圖8是使用線性調(diào)節(jié)器的電壓調(diào)節(jié)器模塊的一種實現(xiàn)的簡圖。
詳細說明公開了一種為計算機系統(tǒng)提供調(diào)節(jié)功率和電壓的裝置。下述中，列出一些特殊細節(jié)包括各種控制信號、電壓和電流值以及調(diào)節(jié)器的類型，用來提供對本發(fā)明優(yōu)選實施例的充分理解。然而，非常明顯對本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要這些細節(jié)仍可實施本發(fā)明。在其它情況下，為避免對本發(fā)明不必要的混淆，公知電路、結(jié)構(gòu)及方法不再贅述。
圖1示出配置有本發(fā)明電壓調(diào)節(jié)器件的一個計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)包括一傳輸信息的總線110。微處理器120用來處理信息并與總線110連接。主存儲器130由隨機存取存儲器(RAM)或者其它的用于存儲由微處理器120執(zhí)行的信息和指令的一些動態(tài)存儲器件構(gòu)成。在微處理器120執(zhí)行指令期間，主存儲器130還可用來存儲臨時變量或中間信息。
計算機系統(tǒng)還包括一數(shù)據(jù)存儲設(shè)備140，例如硬盤、軟盤或光盤驅(qū)動器。為存儲信息和指令，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備也和總線110相連。一個字母數(shù)字輸入設(shè)備150，含有字母數(shù)字及其它鍵，為了將信息傳給處理器120也和總線110相連。
系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器160通過在電源總線170傳送一調(diào)節(jié)電壓來給電壓調(diào)節(jié)器模塊180，主存儲器130、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備140及鍵盤控制器150提供電源。電壓調(diào)節(jié)設(shè)備180接收電壓調(diào)節(jié)器160提供的功率并進一步將其調(diào)節(jié)到微處理器120要求的特殊值。
圖2是電壓調(diào)節(jié)器模塊的一個實施例。電壓調(diào)節(jié)器模塊200的電氣組件與電路板210相連。一電壓調(diào)節(jié)器220位于電路板210中心。電壓調(diào)節(jié)器將系統(tǒng)的預(yù)置電平和功率值調(diào)節(jié)到母板上電氣組件所用的特定值。電壓調(diào)節(jié)器可以是許多型號中的一個。本發(fā)明優(yōu)選實施例中使用的或是線性調(diào)節(jié)器或是開關(guān)調(diào)節(jié)器。典型的線性調(diào)節(jié)器是通過控制串聯(lián)于負載上的功率晶體管的壓降來調(diào)節(jié)的，當(dāng)希望快速的瞬態(tài)響應(yīng)時就采用這種調(diào)節(jié)器。典型的開關(guān)調(diào)節(jié)器是通過用一個功率晶體管作為開關(guān)為感性和容性儲能元件組成的網(wǎng)絡(luò)提供脈沖電流來調(diào)節(jié)的，當(dāng)考慮能量效率時就采用這種調(diào)節(jié)器。電容組件230和235連接在電壓調(diào)節(jié)器的輸出端，以保持調(diào)節(jié)的電壓電平。例如電壓調(diào)節(jié)器220能把5.0V的系統(tǒng)電壓調(diào)低到母板上微處理器使用的3.53V。
散熱單元225與電路板210相連，靠近電壓調(diào)節(jié)器220。散熱單元225保證電壓調(diào)節(jié)器處在其最大特定工作溫度之下，從而不對IC造成有害影響。在選擇散熱片設(shè)計中，應(yīng)考慮電壓調(diào)節(jié)器220要消耗的最大功率、電壓調(diào)節(jié)器220及位于電壓調(diào)節(jié)器周圍IC組件的熱傳導(dǎo)效應(yīng)，以及調(diào)節(jié)器和這些組件要工作的最大環(huán)境溫度及最小氣流。
板上安裝的插座組件240連接到電壓調(diào)節(jié)器模塊的底邊。插座組件240使電壓調(diào)節(jié)器模塊可接受來自計算機系統(tǒng)的電壓和信號，也可向計算機系統(tǒng)發(fā)送電壓和信號。母板管座組件的輸入輸出針直接與電壓調(diào)節(jié)器模塊插座組件240的插座接口。本實施例的插座組件240是一個30針的插座，其30個獨立的插座與管座組件上的30個針面接。
縫250和255(經(jīng)常稱作為“狗咬槽”(dog bite slots)允許母板管座組件上插入兩個插銷。這將把電壓模塊組件200固定于母板上的管座組件中，防止在輸入輸出針和插座組件240之間電連接的斷開。為了將電壓調(diào)節(jié)器模塊200從管座組件移開，可用手拉開管座組件中的插銷。
圖3是電壓調(diào)節(jié)器模塊200安裝在母板340上的平面視圖。微處理器350通過插座組件355與母板340面接。微處理器350使用了一個風(fēng)扇和散熱組件360以維持微處理器工作在一特定溫度范圍內(nèi)。微處理器350的工作電平和功率與系統(tǒng)的不同，要求特殊調(diào)節(jié)。
電壓調(diào)節(jié)器模塊200為處理器350提供要求的調(diào)節(jié)電壓。管座組件335是一標(biāo)準(zhǔn)化的插座連接件，它使電壓調(diào)節(jié)器模塊200面接到母板340上。管座組件335通過針345接到母板340上。管座組件335具有一固定的針定義，它允許多個電壓調(diào)節(jié)器模塊與母板340面接。管座組件335上的幾個針與母板上的跡線相接，跡線接到系統(tǒng)電源上。連接件335的其它針接到ICs的電源針，例如處理器350，目的是為這些設(shè)備供電。如果計算機系統(tǒng)用第二種微處理器升級微處理器350，但工作電壓和功率與微處理器350不同，可用能調(diào)節(jié)出按新微處理器要求的電平和功率的第二種電壓調(diào)節(jié)節(jié)器模塊代替電壓調(diào)節(jié)器模塊200?？刹鹗诫妷赫{(diào)節(jié)器模塊易于移走和替換。所以，不用改變母板的設(shè)計就可得到適用于新穎處理器的調(diào)節(jié)。
采用電壓調(diào)節(jié)器模塊使得可以用第二個電壓調(diào)節(jié)器模塊靈活地替換現(xiàn)有的內(nèi)有調(diào)壓器220的調(diào)節(jié)器模塊，現(xiàn)有調(diào)節(jié)器模塊調(diào)節(jié)電壓和功率到某一水平，第二個電壓調(diào)節(jié)器模塊調(diào)節(jié)電壓和功率到第二個水平。這對現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計是一個進步。本發(fā)明提供了一個裝置來精確地調(diào)節(jié)和控制電壓以滿足當(dāng)前處理器對特定電壓和電流的要求，不加重電路板設(shè)計人員的負擔(dān)，而這些設(shè)計人員在使用共板調(diào)節(jié)器或活動母板類型的設(shè)計時，電路板設(shè)計人員受到還要考慮未來處理器的電壓和電流要求的制約。不需要為全部電路板提供周全的解決辦法。相反，設(shè)計人員可對所有的處理器使用一塊通用電路板，僅當(dāng)必需時再使用一特制的電壓調(diào)節(jié)器模塊來完成昂貴的周全的解決辦法電路。對其它的處理器設(shè)計，設(shè)計人員可采用電壓調(diào)節(jié)器模塊，提供一個較便宜的解決辦法。
電壓調(diào)節(jié)器模塊的幾何形狀和熱設(shè)計也為最小化損耗和電壓調(diào)節(jié)器單元及其周圍的組件之間的熱擴散提供了一個解決辦法。電壓調(diào)節(jié)器模塊200的幾何形狀使它可以靠近微處理器350以便電壓調(diào)節(jié)器模塊能獲得CPU要求的緊壓容差，它是通過最小化兩元件連線間的損耗實現(xiàn)的。同時電壓調(diào)節(jié)器模塊200利用垂直平面空間減小了它占據(jù)的圍繞處理器的有用表面空間量。這就使其它需要接受高速信號的重要組件能被放置在緊鄰處理器。因此獲得最大空間利用率。值得注意的是，在一些母板的設(shè)計中，垂直空間比板水平表面空間更有價值。這種情況下，電壓調(diào)節(jié)器模塊可水平放置以最大化空間利用率。
本發(fā)明的熱設(shè)計最小化了由電壓調(diào)節(jié)器220至微處理器350和由微處理器350至電壓調(diào)節(jié)器220的熱擴散效應(yīng)。電壓調(diào)節(jié)器模塊200上產(chǎn)生和傳導(dǎo)熱的組件，例如電壓調(diào)節(jié)器220和散熱單元225，背對處理器單元350放置在電路板210的一邊。無熱擴散問題的電容326放置在電路板210面向處理器單元350的一邊。這使得來自這些組件的熱量朝向遠離處理器的一邊擴散并被電壓調(diào)節(jié)器模塊電路板210隔開。電壓調(diào)節(jié)器模塊200與處理器350的氣流平行以便熱空氣既不會沿著電壓調(diào)節(jié)器模塊200方向吹向處理器350，也不會沿著處理器350吹向電壓調(diào)節(jié)器模塊。本發(fā)明的設(shè)計對共芯片調(diào)節(jié)器的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計是一個進步，共芯片調(diào)節(jié)器設(shè)計中調(diào)節(jié)器和處理器組件的位置引起熱擴散問題。本發(fā)明的設(shè)計使得電壓調(diào)節(jié)器220可靠近微處理器350安放，這樣在不犧牲熱絕緣下可獲得微處理器350的緊壓容差電壓。
圖4是根據(jù)本發(fā)明插座組件插座定義的一個可能定義。插座被分成2列15排。列A列B中的排1排2，列A中的9排，列A列B中的排13被指定為Vss。這些插座和管座組件上接地的針面接。A、B列的第5排和A、B列的第6排的插座為系統(tǒng)電壓輸入。在這些插座上計算機系統(tǒng)把3.3V的電壓加到電壓調(diào)節(jié)器模塊。同樣，A、B列的第14，15排插座也是系統(tǒng)電壓輸入。在這些插座上計算機系統(tǒng)把5.0V電壓加在電壓調(diào)節(jié)器模塊上。A列第3排的插座沒有定義，但能被選擇用作為12.0V的系統(tǒng)電壓輸入針。從這些插座輸入的電壓可按照計算機系統(tǒng)的需要被調(diào)高、調(diào)低或者通過電壓調(diào)節(jié)器模塊。
標(biāo)記為Vcore的7-10排插座是電壓的輸出端。來自Vcore插座的電壓加到完成處理功能的微處理器里的電路。標(biāo)有VI/O的第3和4排插座也是電壓輸出端。來自VI/O插座的電壓加到驅(qū)動輸入/輸出電路的處理器里的電路。
A和B列的第11和12排插座指定為4路控制信號。PWRGOOD信號是一選擇輸出信號，電壓調(diào)節(jié)器模塊輸出端處于有效電壓時該信號被拉高。如果電壓調(diào)節(jié)器輸出端電平不在其所接組件的容差之內(nèi)，該信號為低電平。SENSE信號是加到模塊的輸入信號。該信號功能是實現(xiàn)遠距離讀出選擇。該信號在有效無距離位置例如插座針上提供輸出端電壓的電平以校正通過連線的電壓降。UPVRM#信號是一個來自電壓調(diào)節(jié)器模塊的3.3V的輸出信號。該信號用來確定模塊是為升級的或超驅(qū)動TM處理器(ODP)模塊，還是初始設(shè)備制備商(OEM)模塊。低態(tài)為升級模塊，高態(tài)為OEM模塊。禁止(DISABLE)信息是一個標(biāo)準(zhǔn)TTL電平輸入信號，一般從處理器到電壓調(diào)節(jié)器模塊。該信號用來控制輸出電壓。高電平信號狀態(tài)禁止電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓，防止用一個不正確匹配的處理器工作。
圖5是表示對工作在3.53V的單電壓處理器的電壓調(diào)節(jié)器模塊一種實施的方框圖。電壓調(diào)節(jié)器模塊500包括電壓調(diào)節(jié)電路510和插座組件240。電壓調(diào)節(jié)電路510將來自計算機系統(tǒng)的輸入電壓調(diào)到有效輸出電壓給諸如微處理器的組件供電。
在電壓調(diào)節(jié)器模塊500的這個實施例中，電壓調(diào)節(jié)電路接收來自與插座14A、14B、15A和15B相連的線525的5.0V輸入電壓。對一個要求輸入電壓為3.53V的微處理器，編程電壓調(diào)節(jié)電路510把5.0V輸入電壓調(diào)低到3.53V并將其送到與Vcore和VI/O插座7A、7B、8A、8B、9B、10A、10B、3B、4A和4B相連的線530。Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A和10B和管座組件上與給處理電路供電的微處理器供電針相連的插針面接。VI/O插座3B、4A和4B和管座組件上與給輸入/輸出電路供電的微處理器供電針相連的插針面。接插座1A、1B、2A、2B、9A、13A和13B和管座組件上接地的針面接。這些插座通過線535接到電壓調(diào)節(jié)電路上并為電路提供接地。電容540接到輸出線530和地線535，用來保持輸出線530的電平。
線545把插座組件240上的PWRGOOD端座接到電壓調(diào)節(jié)器電路510上的PWRGOOD輸出。PWRGOOD信號是從電壓調(diào)節(jié)器模塊輸出的信號，當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器模塊輸出不在有效電平范圍時它處于有效低電壓狀態(tài)。線550把插座組件240上的DISABLE端座接到電壓調(diào)節(jié)電路510上的DISABLE輸入。DISABLE信號是一個送到模塊的5V輸入信號，用來控制電壓調(diào)節(jié)電路510的輸出。高電平狀態(tài)禁止電壓調(diào)節(jié)電路510的輸出。線555把插座組件240上的SENSE端座接到電壓調(diào)節(jié)電路510的SENSE輸入。SENSE信號是一個送到電壓調(diào)節(jié)電路510的輸入信號。該信號的功能是在一有效的遠距離位置提供輸出電壓的電平。SENSE信號使得電壓調(diào)節(jié)電路510可修正連接線兩端的壓降。線560把插座組件240上的UPVRM#插座接到地線535。來自電壓調(diào)節(jié)器模塊500的UPVRM#信號用來確定電壓調(diào)節(jié)器模塊500是一升級模塊或是一OEM模塊。低狀態(tài)表示電壓調(diào)節(jié)器模塊是一升級模塊。高狀態(tài)表示是一OEM模塊?，F(xiàn)在的例子是低狀態(tài)。
圖6是表示對工作在2.5V和3.3V的雙電壓處理器的電壓調(diào)節(jié)器模塊的另一實施的方框圖。電壓調(diào)節(jié)器模塊600包含電壓調(diào)節(jié)電路610和插座組件240。電壓調(diào)節(jié)電路610把來自計算機系統(tǒng)的輸入電壓調(diào)到一有效的輸出電壓給諸如微處理器的組件供電。
在電壓調(diào)節(jié)器模塊600的本實例中，電壓調(diào)節(jié)電路610接收來自線625的3.3V輸入電壓，線625接至插座5A、5B、6A和6B。電壓調(diào)節(jié)電路610把3.3V輸入電壓調(diào)低到2.5V并將其送到線630，線630接至Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A、10B。Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A和10B與管座組件的針相面接，該針和給處理電路供電的微處理器供電針相連接。線670把帶有3.3V輸入電壓的插座5A和5B接到VI/O插座3A、3B、4A、4B。VI/O插座3B、4A和4B與管座組件的針相面接，該針和給輸入/輸出電路供電的微處理器供電針相接。插座1A、1B、2A、2B、9A、13A和13B與接地的管座組件上的針相面接。這些針通過線635接到電壓調(diào)節(jié)電路并為電路提供接地。電容640接到輸出線630和地線635，用來維持線630上的電平。電容675接到線670和地線635，用來維持線670上的電平。
線645把插座組件240上的PWRGOOD端座接到電壓調(diào)節(jié)器電路610的PWRGOOD輸出。線650把插座組件240上的DISABLE端座接到電壓調(diào)節(jié)電路610的DISABLE輸入端。線655把插座組件240上的SENSE端座接到電壓調(diào)節(jié)電路610的SENSE輸入。線660把插座組件240上的UPVRM#端座接到地線635。這給了一個低電平輸出信號，表明電壓調(diào)節(jié)器模塊是一個可升級的模塊。高電平信號將表明為一個OEM電壓調(diào)節(jié)器模塊。
本發(fā)明能在一個單電壓調(diào)節(jié)器模塊上實現(xiàn)多個電壓調(diào)節(jié)器。圖7表示對工作在2.5V和3.54V的雙電壓處理器的電壓調(diào)節(jié)器模塊的一個實施方框圖，此處使用了二個電壓調(diào)節(jié)器。電壓調(diào)節(jié)器模塊700包含電壓調(diào)節(jié)電路710和715以及插座組件720。電壓調(diào)節(jié)電路710和715把來自計算機系統(tǒng)的輸入電壓調(diào)到有效的輸出電壓為諸如微處理器的組件供電。
在電壓調(diào)節(jié)器模塊700的這個實施中，電壓調(diào)節(jié)電路710接收來自線725的3.3V的輸入電壓，線725接至插座5A、5B、6A和6B。電壓調(diào)節(jié)電路710把3.3V輸入電壓調(diào)低到2.5V并將其送到線730，線730接到Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A和10B。Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A和10B與管座組件上的針面接，該針與給處理電路供電的微處理器供電針連接。電壓調(diào)節(jié)電路715接收來自線785的5V的輸入電壓，線785接到插座14A、14B、15A和15B。電壓調(diào)節(jié)電路715把5.0V輸入電壓調(diào)低到3.53A并將其送到線790，線790接到VI/O插座3B、4A和4B。VI/O插座3B、4A和4B與管座組件的針相面接，該針與給輸入/輸出電路供電的微處理器供電針相接。插座1A、1B、2A、2B、9A、13A和13B與管座組件上接地的針相面接。這些針通過線735和795接至電壓調(diào)節(jié)電路710和715，并為電路提供接地。電容740接至輸出線730和地，用來維持輸出線790上的電平。電容741接至輸出線790和地，用來維持輸出線790上的電平。
線745把插座組件720上的PWRGOOD端座11A接至電壓調(diào)節(jié)器電路710的PWRGOOD輸出。線750把插座組件720上的DISABLE端座12B接至電壓調(diào)節(jié)電路710的DISABLE輸入。線755把插座組件720上的SENSE端座11B接至電壓調(diào)節(jié)電路710的SENSE輸入。線746把插座組件720上的PWRGOOD端座16A接至電壓調(diào)節(jié)器電路710的PWRGOOD輸出。線751把插座組件720上的DISABLE端座12B接至電壓調(diào)節(jié)電路710的DISABLE輸入。線756把插座組件720上的SENSE端座16B接至電壓調(diào)節(jié)電路710的SENSE輸入。線760把插座組件720上的UPVRM#端座接地。這給出一低電平輸出信號，表明電壓調(diào)節(jié)器模塊是一升級的模塊。高電平信號將表示為一OEM電壓調(diào)節(jié)器模塊。
正如圖5、6和7所示，本發(fā)明能用來給單電壓處理器或雙電壓處理器調(diào)節(jié)電壓和功率。本發(fā)明插座個數(shù)和電壓個數(shù)可以增加，在常規(guī)系統(tǒng)設(shè)計框架內(nèi)給任何數(shù)量的處理器提供相應(yīng)數(shù)量的電壓。因此，在模塊的電流承載和傳輸能力范圍內(nèi)，本發(fā)明能給許多單電壓或多電壓處理器調(diào)節(jié)電壓和功率。
在本發(fā)明的另一個實施例中，當(dāng)處理器的電壓要求與現(xiàn)有系統(tǒng)的一個電壓和容差相匹配時，采用一個擁有從系統(tǒng)電壓插座到插座組件上的Vcore或VI/O插座中的任一個相連接的電壓調(diào)節(jié)器模塊即可。該連接將作為路由器把系統(tǒng)電壓送至計算機系統(tǒng)，不需要進一步的調(diào)節(jié)。這種情況下電壓調(diào)節(jié)器模塊將作為一“短路塊”。
本發(fā)明可在具有在先的電壓調(diào)節(jié)器或供給電源的母板設(shè)計中實現(xiàn)。當(dāng)電壓調(diào)節(jié)器模塊插入管座組件時本發(fā)明可以做成使其能禁止或斷開先在的電壓調(diào)節(jié)器或電源。這可以通過使用能在電壓調(diào)節(jié)器模塊取得的各種控制信號達到。
本發(fā)明能用很多方法編程設(shè)計出。在說明電壓調(diào)節(jié)器模塊的實施例中，一種方法是通過從母板上管座組件中拔去當(dāng)前的電流電壓調(diào)節(jié)器模塊換上第二個設(shè)計成在新的有效水平上調(diào)節(jié)電壓和功率的電流電壓調(diào)節(jié)器。本發(fā)明的另一種實施例含有在電壓調(diào)節(jié)模塊里采用的跳線和譯碼器。采用跳線的實施例允許用戶人工重新設(shè)計電壓調(diào)節(jié)電路以便在不同的電平上調(diào)節(jié)輸出電壓。采用一個帶有電壓調(diào)節(jié)電路的譯碼器電路的本發(fā)明實施例允許處理器與電壓調(diào)節(jié)電路通訊并且置位電壓調(diào)節(jié)電路要調(diào)節(jié)的電平。跳線和譯碼器工具使得用戶在重新置位每個電壓調(diào)節(jié)器模塊之內(nèi)的電平方面有了附加的靈活性。
圖8是使用了線性調(diào)節(jié)器的電壓調(diào)節(jié)器模塊一個實施例的簡圖。應(yīng)該明白的是本圖目的是為了說明本發(fā)明以及在本發(fā)明范圍內(nèi)可以利用其它的電路設(shè)計。電壓調(diào)節(jié)器模塊包括電壓調(diào)節(jié)電路805和插座組件240。電壓調(diào)節(jié)電路805使用線性調(diào)節(jié)器芯片810調(diào)節(jié)電壓。調(diào)節(jié)器芯片810包括一個接收輸入電壓的輸入端子815，一個調(diào)節(jié)輸入電壓的線性調(diào)節(jié)器，一個用于要調(diào)節(jié)輸出電壓的電平編程設(shè)計的調(diào)整針840，以及一個發(fā)送調(diào)節(jié)輸出電壓的輸出端子850。線性調(diào)節(jié)器芯片在輸入端子815接受來自系統(tǒng)電源的5V電壓。輸入端子815接至插座組件240上的插座14A、14B、15A和15B。電容器820～822用作為輸入電容并隔去系統(tǒng)5V電源的快速瞬態(tài)信號。電阻825和826形成反饋分壓電路，它用來通過調(diào)整針840置位線性調(diào)節(jié)器芯片810的有效輸出電壓。例如，反饋分壓電路可設(shè)置使編程設(shè)計線性調(diào)節(jié)器芯片810，以在輸出端子850上產(chǎn)生3.53V的輸出電壓。電容器830用來在高頻時旁路反饋分壓電路提高線性調(diào)節(jié)器的響應(yīng)。電容器855～857用作為輸出電容，用來維持給系統(tǒng)的輸出電壓的電平。
來自線性調(diào)節(jié)器芯片810的調(diào)節(jié)輸出電壓送到VI/O和Vcore插座7A、7B、8A、8B、9B、10A、10B、3B、9A和4B。PWRGOOD插座11A接到線851上調(diào)節(jié)的輸出電壓，UPVRM#插座12A接到與管座組件接地針面接的插座1A、1B、2A、2B、PA、13A和13B。在這個電壓調(diào)節(jié)器模塊的實施例中，不使用選定定為3.3V輸入電壓的插座5A、5B、6A和6B。也沒有使用選定為讀出功能的插座11B及選定為禁止功能的插座12B。
權(quán)利要求
1.一種裝置，用于在計算機系統(tǒng)中調(diào)節(jié)電壓，包括一個可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊；一個連接著所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊的插座連接器，用于將所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊面接所述計算機系統(tǒng)；以及用于發(fā)送控制信號和電壓的從所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊到所述插座連接器的多個連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括用于編程設(shè)計所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊之輸出的跳線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括可由所述計算機系統(tǒng)的一個處理器編程設(shè)計的用于對所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊輸出編程的電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括用于輸出多個調(diào)節(jié)輸出電壓的多個電壓調(diào)節(jié)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括一個把系統(tǒng)電壓送到所述計算機系統(tǒng)的路由器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊禁止所述計算機系統(tǒng)中的一個在先電壓調(diào)節(jié)器或電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊和插座連接器可裝在一個水平的或者垂直的平面內(nèi)，以節(jié)省所述計算機系統(tǒng)內(nèi)的空間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述裝置配置在一個與所述系統(tǒng)之空氣流平行的平面內(nèi)。
9.一種裝置，用于在計算機系統(tǒng)內(nèi)調(diào)節(jié)電壓，包括可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置；連接著所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置，將所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置與所述計算機系統(tǒng)面接的面接裝置；以及用于發(fā)送控制信號和電壓的從所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器裝置到所述面接裝置的連接裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括編程設(shè)計調(diào)節(jié)的輸出電平的跳線。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括通過所述計算機系統(tǒng)的一個處理器編程設(shè)計所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置輸出的可編程電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括用于輸出多個調(diào)節(jié)輸出電壓的多個電壓調(diào)節(jié)器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括一個把系統(tǒng)電壓送到所述計算機系統(tǒng)的路由器。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置禁止所述計算機系統(tǒng)里一個在先電壓調(diào)節(jié)器或電源。
15.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述的可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置和所述面接裝置可裝在一個水平或者垂直的平面內(nèi)，以節(jié)省所述計算機系統(tǒng)內(nèi)的空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述裝置配置在與所述系統(tǒng)之空氣流平行的平面內(nèi)。
17.一種計算機系統(tǒng)，包括一個處理數(shù)字數(shù)據(jù)的微處理器；一個存儲數(shù)字數(shù)據(jù)的存儲器；一個連接所述微處理器和所述存儲器的總線；一個提供電壓調(diào)節(jié)的系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器；以及一個連接著所述系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器以進一步調(diào)節(jié)所述計算機系統(tǒng)組件所需電壓的裝置，包括一個可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊、一個連接著所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊、使所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊與所述計算機系統(tǒng)面接的插座連接器，以及用于發(fā)送控制信號和電壓的從所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊到所述插座連接器的多個連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括編程設(shè)計所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊之輸出的跳線。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括通過所述計算機系統(tǒng)的一個處理器編程設(shè)計所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊輸出的可編程電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括用于輸出多個調(diào)節(jié)輸出電壓的多個電壓調(diào)節(jié)器。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊包括一個把系統(tǒng)電壓送到所述計算機系統(tǒng)的路由器。
22.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊禁止所述計算機系統(tǒng)的一個在先電壓調(diào)節(jié)器或電源。
23.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)器模塊和插座連接器可裝在一個水平或垂直的平面內(nèi)，以節(jié)省所述計算機系里的空間。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的裝置，其中所述裝置配置在與所述系統(tǒng)之空氣流平行的一個平面內(nèi)。
25.一種計算機系統(tǒng)，包括處理數(shù)字數(shù)據(jù)的處理裝置；存儲數(shù)字數(shù)據(jù)的存儲裝置；連接所述處理裝置和所述存儲裝置的總線裝置；提供電壓調(diào)節(jié)的系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)裝置；以及一個連接著所述系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)裝置以進一步調(diào)節(jié)所述計算機系統(tǒng)內(nèi)組件電壓的裝置，包括可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置、連接著所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置把所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置面接所述計算機系統(tǒng)的面接裝置，以及用于發(fā)送控制信號和電壓的從所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置到所述面接裝置的連接裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括編程設(shè)計調(diào)節(jié)輸出電平的跳線。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括通過所述計算機系統(tǒng)的一個處理器編程設(shè)計所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置之輸出的可編程電路。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括用于輸出多個調(diào)節(jié)輸出電壓的多個電壓調(diào)節(jié)器。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置包括一個把系統(tǒng)電壓送到所述計算機系統(tǒng)的路由器。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置禁止所述計算機系統(tǒng)內(nèi)一個在先電壓調(diào)節(jié)器或電源。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述可拆式電壓調(diào)節(jié)裝置和所述面接裝置可裝在一個水平或垂直的平面內(nèi)，以節(jié)省所述計算機系統(tǒng)內(nèi)的空間。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述裝置配置在一個與所述系統(tǒng)之空氣流平行的平面內(nèi)。
全文摘要
公開了一種調(diào)節(jié)計算機系統(tǒng)內(nèi)電壓和功率的裝置。該電壓和功率調(diào)節(jié)是通過電壓調(diào)節(jié)器模塊(200)上電壓調(diào)節(jié)電路實現(xiàn)的。電壓調(diào)節(jié)器模塊(200)是一個可拆式單元,通過一插座連接器(335)面接母板(340)。插座連接器(335)具有固定的針定義,使得一系列編程設(shè)計來調(diào)節(jié)不同水平的電壓和功率的電壓調(diào)節(jié)器模塊可裝于母板上。
文檔編號H05K5/00GK1179259SQ96192685
公開日1998年4月15日 申請日期1996年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者L·W·阿加斯泰, J·R·尼爾 申請人:英特爾公司