电路结构、封装芯片及电子设备的制作方法
本技术涉及电路，特别涉及一种电路结构、封装芯片及电子设备。
背景技术：
1、诸如手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备通常包括电源管理单元和计算模块。计算模块例如可以是中央处理器、图形处理器等。电源管理单元的输出端与计算模块的电源端连接，以当电子设备工作时，电源管理单元可以向计算模块供电。
2、相关技术中，电子设备还包括电压监测模块。电压监测模块用于监测计算模块的输入电压，并在计算模块的输入电压小于计算模块的工作电压时，向电源管理单元发出通信信号。电源管理单元在接收到通信信号后，控制其输出端的输出电压增大。
3、然而，受限于电源管理单元中电子器件的物理特性，电源管理单元的调压速度较慢，即电源管理单元的输出电压的增大速度较慢，这限制了计算模块的性能发挥。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种电路结构、封装芯片及电子设备，该电路结构中计算模块的输入电压的调压速度较快，可以更好的发挥计算模块的性能。所述技术方案如下：
2、第一方面，提供了一种电路结构。电路结构应用于电子设备，电子设备包括电源管理单元。电路结构包括电压调节模块、计算模块和电压监测模块。
3、电压调节模块具有输入端、输出端和控制端。电压调节模块的输入端与电源管理单元的输出端连接。电压调节模块的输出端与计算模块的电源端连接，以使电源管理单元通过电压调节模块向计算模块供电。电压监测模块具有输入端和输出端。电压监测模块的输入端与计算模块的电源端连接，以检测计算模块的输入电压。电压监测模块的输出端与电压调节模块的控制端连接，以使电压监测模块可以控制电压调节模块的输出端的输出电压，也即控制计算模块的输入电压。在此，电压调节模块的调压速度大于电源管理单元的调压速度。
4、电压监测模块工作时，用于：根据计算模块的输入电压向电压调节模块输出第一控制信号。第一控制信号用于在计算模块的输入电压小于计算模块所需的工作电压时，控制电压调节模块的输出电压增大。
5、在本技术实施例中，电路结构包括电压调节模块、计算模块和电压监测模块。其中，电压调节模块串联于电源管理单元的输出端与计算模块的电源端之间，使电源管理单元与电压调节模块级联形成两级供电电路。电压监测模块工作时，根据计算模块的输入电压向电压调节模块输出控制信号，以使计算模块的输入电压小于计算模块的工作电压时，控制电压调节模块的输出电压增大。由于电压调节模块的调压速度大于电源管理单元的调压速度，因此该电路结构中计算模块的输入电压的调压速度较快，这有利于计算模块发挥其性能。
6、在一些实施例中，第一控制信号还用于在计算模块的输入电压大于计算模块的工作电压时，控制电压调节模块的输出电压减小。
7、下面对电压调节模块的结构进行说明。
8、在一些实施例中，电压调节模块包括晶体管和控制单元。晶体管的第一端与电源管理单元的输出端连接。晶体管的第二端与计算模块的电源端连接。控制单元的输入端与电压监测模块的输出端连接，用于接收第一控制信号。控制单元的输出端与晶体管的控制端连接。其中，第一控制信号用于调节控制单元的输出端的输出电压，以调节晶体管的导通阻抗。
9、进一步地，控制单元可以包括电压控制器和驱动器。电压控制器的输入端与电压监测模块的输出端连接，用于接收第一控制信号。电压控制器的输出端与驱动器的输入端连接，用于向驱动器输出第一电压。驱动器的输出端与晶体管的控制端连接。其中，第一控制信号用于控制第一电压的大小。驱动器用于根据第一电压的大小调节晶体管的导通阻抗。
10、在一些具体的实施例中，电压控制器包括参考电压源、m个电阻、m个开关和逻辑控制器。参考电压源用于输出参考电压，参考电压是一个电压值固定的电压。
11、m个电阻中的第一个电阻的第一端与参考电压源的输出端连接。m个电阻中的第m个电阻的第二端与地线连接，m个电阻中的第i个电阻的第一端与第i-1个电阻的第二端连接。其中，m为大于或等于2的整数，i遍历2至m。m个开关中的第p个开关的第一端与m个电阻中的第p个电阻的第一端连接。m个开关中的每个开关的第二端均与驱动器的输入端连接，用于向驱动器输出第一电压。其中，p遍历1至m。逻辑控制器的输入端与电压监测模块的输出端连接。逻辑控制器的输出端与m个开关中的每个开关的控制端连接。逻辑控制器用于：根据第一控制信号控制m个开关中的任意一个开关导通。
12、在一些实施例中，电路结构还包括时钟模块。时钟模块用于输出时钟信号。电压调节模块的输出端与时钟模块的电源端连接，用于向时钟模块供电。时钟模块的输出端与计算模块的第一端连接，用于向计算模块输出时钟信号。
13、下面对电压监测模块的结构进行说明。
14、在一些实施例中，电压监测模块包括第一计数单元、第二计数单元和比较控制单元。第一计数单元的第一输入端与计算模块的电源端连接，第一计数单元的第二输入端与时钟模块的输出端连接。第一计数单元的输出端与比较控制单元的第一输入端连接，用于向比较控制单元输出第一计数值。在此，第一计数值用于表征计算模块的实际工作频率。第二计数单元的输入端与时钟模块的输出端连接。第二计数单元的输出端与比较控制单元的第二输入端连接，用于向比较控制单元输出第二计数值。在此，第二计数值用于表征计算模块的目标工作频率。比较控制单元的输出端与电压调节模块的控制端连接。比较控制单元用于：根据第一计数值和第二计数值确定电压调整量；根据电压调整量向电压调节模块输出第一控制信号。
15、在一些实施例中，第一计数单元包括压控振荡器和第一计数器。压控振荡器在任意电压下的振荡频率等于计算模块在该任意电压下的实际工作频率。压控振荡器的第一输入端与计算模块的电源端连接，压控振荡器的第二输入端与时钟模块的输出端连接。压控振荡器的输出端与第一计数器的输入端连接。第一计数器的输出端与比较控制单元的第一输入端连接，用于向比较控制单元输出第一计数值。
16、第二计数单元包括参考延时器和第二计数器。参考延时器的输入端与时钟模块的输出端连接。参考延时器的输出端与第二计数器的输入端连接。第二计数器的输出端与比较控制单元的第二输入端连接，用于向比较控制单元输出第二计数值。
17、比较控制单元包括比较器和转换器。比较器的第一输入端与第一计数单元的输出端连接，比较器的第二输入端与第二计数单元的输出端连接。比较器的输出端与转换器的第一输入端连接。转换器的输出端与电压调节模块的控制端连接。比较器用于：计算第一计数值和第二计数值的差值。转换器用于：将第一计数值和第二计数值的差值转换为电压调整量。根据电压调整量向电压调节模块输出第一控制信号。
18、进一步地，电压监测模块还可以包括压差保护器。电路结构还可以包括负载预测模块和调压模块。压差保护器的通信端与转换器的通信端连接。压差保护器的第一输入端与电压调节模块的输入端连接，压差保护器的第二输入端与计算模块的电源端连接。压差保护器的输出端与调压模块的第一输入端连接。调压模块的第一输出端与转换器的第二输入端连接，调压模块的第二输出端与时钟模块的输入端连接。调压模块的通信端与电源管理单元的通信端连接。负载预测模块的第一端与计算模块的第二端连接，负载预测模块的第二端与调压模块的第二输入端连接。其中，负载预测模块用于：确定计算模块在下一预设时长内的预测工作频率，并输出至调压模块。
19、下面对电路结构中各电学模块的工作过程作进一步说明。
20、在一些实施例中，负载预测模块具体用于：获取计算模块的当前负载率，并获取计算模块在下一预设时长内需要运行的指令数据；根据当前负载率和需要运行的指令数据，确定计算模块在下一预设时长内的负载率；根据计算模块在下一预设时长内的负载率，确定计算模块在下一预设时长内的预测工作频率。
21、在一些实施例中，调压模块具体用于：若当前接收的预测工作频率大于上一次接收的预测工作频率，则根据当前接收的预测工作频率确定计算模块的最大工作电压；向转换器传输第二控制信号，第二控制信号用于指示转换器存储最大工作电压；向电源管理单元传输第一通信信号，第一通信信号用于指示电源管理单元输出最大工作电压；在接收到电源管理单元传输的第二通信信号后，向时钟模块传输第三控制信号，第二通信信号用于指示电源管理单元的输出电压等于最大工作电压，第三控制信号用于指示时钟模块输出的时钟信号的频率等于当前接收的预测工作频率。
22、进一步地，转换器具体用于：根据最大工作电压和电压调整量向电压调节模块输出第一控制信号。
23、进一步地，第二控制信号还用于指示转换器将电压调整量设置为零。
24、进一步地，计算模块的输入电压小于电压调节模块的输入电压。
25、更进一步地，压差保护器具体用于：在压差保护器的第一输入端的电压和压差保护器的第二输入端的电压之间的电压差大于第一预设电压时，读取转换器内存储的最大工作电压和电压调整量；向调压模块传输第四控制信号，第四控制信号包括最大工作电压和电压调整量；
26、调压模块具体用于：在接收到第四控制信号时，向电源管理单元传输第三通信信号。其中，第三通信信号用于指示电源管理单元输出指定电压，指定电压等于最大工作电压、电压调整量和第二预设电压之和。第二预设电压为电压调节模块处于最大导通状态时的压降。
27、更进一步地，压差保护器具体还用于：在向调压模块传输第四控制信号后，向转换器传输第四通信信号。第四通信信号用于指示转换器将电压调整量设置为零。
28、在一些实施例中，调压模块具体还用于：若当前接收的预测工作频率小于上一次接收的预测工作频率，则根据当前接收的预测工作频率确定计算模块的最大工作电压；向时钟模块传输第三控制信号；向电源管理单元传输第一通信信号；在接收到第二通信信号后，向转换器传输第二控制信号。
29、进一步地，调压模块具体还用于：在向电源管理单元传输第一通信信号时，屏蔽第四控制信号，第四控制信号包括最大工作电压和电压调整量；以及，在向转换器传输第二控制信号之后，重新接收第四控制信号。
30、第二方面，还提供了一种封装芯片。封装芯片包括如第一方面任意一项中的电路结构。该封装芯片还可以包括封装结构。封装结构将电路结构封装在内。
31、第三方面，还提供了一种电子设备，包括如第一方面任意一项中的电路结构或如第二方面中的封装芯片。
32、上述第二方面、第三方面所获得的技术效果与上述第一方面中对应的技术手段获得的技术效果近似，在这里不再赘述。
技术特征：
1.一种电路结构，应用于电子设备，所述电子设备包括电源管理单元；其特征在于，所述电路结构包括：电压调节模块、计算模块和电压监测模块；
2.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述第一控制信号还用于在所述计算模块的输入电压大于所述计算模块的工作电压时，控制所述电压调节模块的输出电压减小。
3.如权利要求1所述的电路结构，其特征在于，所述电压调节模块包括：晶体管和控制单元；
4.如权利要求3所述的电路结构，其特征在于，所述控制单元包括：电压控制器和驱动器；
5.如权利要求4所述的电路结构，其特征在于，所述电压控制器包括参考电压源、m个电阻、m个开关和逻辑控制器；
6.如权利要求1至5任意一项所述的电路结构，其特征在于，所述电路结构还包括：时钟模块；
7.如权利要求6所述的电路结构，其特征在于，所述电压监测模块包括：第一计数单元、第二计数单元和比较控制单元；
8.如权利要求7所述的电路结构，其特征在于，所述第一计数单元包括：压控振荡器和第一计数器；所述压控振荡器的第一输入端与所述计算模块的电源端连接，所述压控振荡器的第二输入端与所述时钟模块的输出端连接；所述压控振荡器的输出端与所述第一计数器的输入端连接；所述第一计数器的输出端与所述比较控制单元的第一输入端连接，以向所述比较控制单元输出所述第一计数值；
9.如权利要求7所述的电路结构，其特征在于，所述比较控制单元包括：比较器和转换器；
10.如权利要求9所述的电路结构，其特征在于，所述电压监测模块还包括：压差保护器；所述电路结构还包括：负载预测模块和调压模块；
11.如权利要求10所述的电路结构，其特征在于，所述负载预测模块具体用于：
12.如权利要求10所述的电路结构，其特征在于，所述调压模块用于：
13.如权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述转换器具体用于：
14.如权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述第二控制信号还用于指示所述转换器将所述电压调整量设置为零。
15.如权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述计算模块的输入电压小于所述电压调节模块的输入电压。
16.如权利要求15所述的电路结构，其特征在于，所述压差保护器用于：
17.如权利要求16所述的电路结构，其特征在于，所述压差保护器还用于：在向所述调压模块传输所述第四控制信号后，向所述转换器传输第四通信信号，所述第四通信信号用于指示所述转换器将所述电压调整量设置为零。
18.如权利要求12所述的电路结构，其特征在于，所述调压模块用于：
19.如权利要求18所述的电路结构，其特征在于，所述调压模块还用于：
20.一种封装芯片，其特征在于，所述封装芯片包括如权利要求1至19任意一项所述的电路结构。
21.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至19任意一项所述的电路结构；或，所述电子设备包括如权利要求20所述的封装芯片。
技术总结
本申请公开了一种电路结构、封装芯片及电子设备，涉及电路技术领域。该电路结构包括电压调节模块、计算模块和电压监测模块。其中，电压调节模块串联于电源管理单元的输出端与计算模块的电源端之间，使电源管理单元与电压调节模块级联形成两级供电电路。电压监测模块工作时，根据计算模块的输入电压向电压调节模块输出控制信号，以使计算模块的输入电压小于计算模块的工作电压时，控制电压调节模块的输出电压增大。由于电压调节模块的调压速度大于电源管理单元的调压速度，因此该电路结构中计算模块的输入电压的调压速度较快，这有利于计算模块发挥其性能。
技术研发人员：李垒,王峰,李子鹏
受保护的技术使用者：荣耀终端有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23