低功耗isolation cell设计

(一)低功耗isolation cell的目的
低功耗架构设计需要前后端拉通规划,前端设计有pmu功耗管理单元,比如a模块电压常开,b模块电压可关断,那么请思考,当b模块关断电压后,b模块输出到a模块的信号是怎样的驱动力?会造成什么结果?
后果1:
假如电源的工作电源为1.2v,当b模块关断电压后,b模块输出到a模块的信号(x态)可能为0~1.2v中任意电压,如果x处在中间电平0.6v,若这个信号送给电压常开域中的一个反相器,就会导致这个反相器的pmos和nmos都导通,就会存在一个短路电流从电源流经pmos、nmos再到地,造成功耗浪费。
后果2:
假如电源的工作电源为0~1.2v,那么x态信号可能随着温度、电压等环境因素改变而震荡,导致常开电压模块的逻辑功能出现不可预知的错误,甚至引起系统宕机,造成芯片功能的不可靠,芯片上到汽车、飞机上去后,不堪设想。
因此,当a模块电压常开,b模块电压可关断,在b模块关断电压后,b模块输出到a模块的信号需要用isolation cell进行电压钳位(clamp 0或者clamp 1信号),这样就避免了x态的传播。
也就是说isolation cell连接的两端分别是power gated domian和always_on_domain,isolation_cell的作用就是将power gated domian输出到always on domain的信号隔离,以防止power gated domian电源关闭后输入到always on domian的信号出现不确定状态(如x态等)。
(二)低功耗isolation cell的类型
isolation cell一般有sink side、source side两种类型。
什么是sink side?
即isolation cell放置于常开电压域pd_on,只需要一组电源,推荐使用这种类型,较为简洁。
什么是source side?
即isolation cell放置在power gated domain(pd_shut)里面,但是需要接常开电源(vddg)供电,保证power gated domain(pd_shut)的电压关闭后,isolation仍能输出clamp值。这种情况下,isolation cell一般得有两组电源,分别是primary power(vdd)和 backup power(vddg),当vdd关断后,vddg就供电,否则isolation谁来供电输出clamp值呢。
isolation cell的结构(下图为source side isolation类型):
(三)低功耗isolation cell的结构
上面介绍了模块电压关闭之后,其输出需要isolation cell进行钳位的原因,以及isolation cell的两种类型及两组电源的需求,通常isolation cell和level shifter一起连用,and和or门都可以组成一个isolation cell;
and类型:输出iso成0;
or类型:输出iso成1;
首先看and类型,en有效时(置0),输出y(isolation)=0,请思考下图的类型是source类型还是sink类型?
展开与门电路结构如下图右边部分,请思考,下图y输出是否和上图一致?iso_en是高有效还是低有效?想通了就很有趣!
isolation实现clampe_0功能
然后我们看or或门类型:enb有效,y就被钳位为1。
或门展开电路如下图右边部分,请思考下图iso_en是1有效吗?管子是如何工作才能钳位输出?钳位输出是1吗?是不是很有趣!
综上,通常isolation cell和level shifter一起连用,and和or门都可以组成一个isolation cell。isolation可以放在input端,output端或者第三方voltage area中,但是考虑到power-on rail的走线,isolation cell自身的功耗,一般还是放在input端比较好,因为放在input端不需要always-on的power。
(四)低功耗isolation cell的upf语法
set_isolation iso0_pd_shut 指定isolation cell的添加rule,相当于前缀名称
-domain pd_shut 指定添加isolation cell的voltage area
-applies_to input 指定isolation cell在voltage area的input还是output
-diff_supply_only true 指定cell port上是否允许有其他supply
-loacation parent 指定isolation的放置位置,parent代表放在driver pin的父module
-isolation_signal pmu/iso_en 指定isolation cell的isolation 控制信号
-calmp_value 1 指定isolation cell的输出值


美的业务发展均衡却缺乏占据优势的业务,洗衣机市场将形成两强之争
数据中心网络设备扩容的三种实现方案
元宇宙研究院作为发起机构参与并出席中国元宇宙产业中心发起筹备会议
8V~150V转12V10A,转5V3.1A降压芯片
从测试区到先导区,智能汽车产业争夺进入新阶段
低功耗isolation cell设计
运用图形化系统设计开发用于癌症治疗的机器人
耳温计利用红外线传感器对准耳朵来测量人体体温
电力驱动系统逆变器实时仿真
博世半导体与本土客户积极合作助力中国汽车行业蓬勃发展
锤子坚果Pro最新消息:坚果Pro价格曝光,1699起售就这样被猪队友出卖了
开关磁阻电机的优缺点
Molex推出工业与网路应用光学快速转换电缆组件
符合现代审美的智能跑步机设计
京东启动人工智能区块链加速器计划 CanYa成成员之一
关于GNSS关键性能测试,应该如何选择?
扫地机器人什么牌子好?2021如何选择智能扫地机器人
苹果第三方无线充电器哪个好?苹果第三方无线充电器推荐
模块电源待机损耗在哪 怎样降低功耗 如何去减小损耗
努比亚M2评测 最大的特色就是媲美单反的拍照功能