[发明专利]统一的保持触发器架构和控制

说明书

公开了一种集成电路(IC)，其具有用于不同类型的保持触发器(RFF)的统一控制方案和统一架构。在示例方面，IC包括在电力塌缩时段期间提供电力的恒定电力轨、以及在电力塌缩时段期间停止提供电力的可塌缩电力轨。该IC还包括正边沿触发的(PET)RFF和负边沿触发的(NET)RFF。PET RFF包括主部分和从部分，从部分耦合到恒定电力轨并且主部分耦合到可塌缩电力轨。NET RFF包括主部分和从部分，主部分耦合到恒定电力轨并且从部分耦合到可塌缩电力轨。在另一示例方面，基于时钟和保持信号的控制信号可以被路由到两个RFF。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年5月17日在美国专利商标局提交的非临时申请No.15/156,859的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及部署在集成电路(IC)中的保持触发器，并且更具体地，涉及被构造以使统一控制方案成为可能的正边沿触发的保持触发器和负边沿触发的保持触发器。

背景技术

电子设备的功耗是电子设备设计中越来越重要的因素。从全球的视角来看，由于大型企业数据中心和个人计算设备的普遍存在，电子设备的能量需求占据总能量使用的相当大的百分比。环境忧虑因此激发努力来降低电子设备的功耗以帮助保护地球资源。从个人视角来看，较少的功耗转化为较低的能量费用。此外，许多个人计算设备是便携式的并且由电池供电。便携式的电池供电的电子设备所消耗的能量越少，便携式设备在不对电池再充电的情况下可以操作得越久。较低的能耗还使得能够使用更小的电池并且采用更薄的形状因子，这意味着可以使设备更便携或更全能。因此，便携式电子设备的普及也激发努力来减少电子设备的功耗。

如果设备耦合到电源并且打开，则电子设备消耗电力。这对于整个电子设备是真实的，但对于电子设备的个体部分也是真实的。因此，如果电子设备的各部分从电力解耦或关闭，即使同时其他部分保持被供电并且打开，也可以降低功耗。电子设备的全部分立组件(诸如整个集成电路(IC)或显示屏)可以从电力解耦或关闭。替换地，分立组件的选定部分可以类似地被断电。例如，集成电路芯片的不同处理实体(诸如处理核)可以选择性地被断电某个时间段以减少能耗。

将集成电路的一部分(诸如核)断电可以节省电力并且延长电池寿命。将该部分断电在本文中称为“电力塌缩”或创建“电力塌缩时段”。不幸的是，实施集成电路核的电力塌缩可能造成问题。例如，恢复使用断电的核的计算任务花费时间，这减慢性能并且可能负面地影响用户体验。如果从某些类型的计算机存储器去除电力，则操作数据(其是进行中的计算任务所需要的数据)也可能丢失。丢失操作数据可能迫使应用重启或永久损坏用户文件，诸如文档或图片。为了避免在集成电路的核正被断电时丢失操作数据，操作数据可以存储在特殊存储器中，该特殊存储器在电力塌缩时段期间保持数据。某种存储器(诸如闪存)能够在电力被去除时保持数据。然而，闪存不适合高速处理，因为访问时间太慢。

能够在电力塌缩时段期间保持数据的另一类型的存储器被称为保持触发器(RFF)。一般地，触发器可以实施为保持触发器或非保持触发器。触发器(FF)或触发电路(flop)是计算存储器的单元，其存储一位操作数据。触发器是相对快速的存储器单元，因此集成电路设计者在芯片上相当频繁地采用触发器。典型的触发器包括主部分和从部分，其中数据从主部分内部地迁移到从部分。钟控的或同步的触发器被配置为使数据迁移成为可能，从而主部分中存储的数据响应于时钟信号的脉冲而被传送到从部分。

非保持触发器是易失性存储器，其如果被断电，诸如在包括非保持触发器的对应核的电力塌缩的情况下，则放弃所存储的数据。另一方面，保持触发器能够在电力塌缩期间保持数据。在一种方法中，保持触发器从电力轨获得电力，电力轨在电力塌缩事件期间不会失去电力，所以保持触发器因此可以保持一位操作数据。因此，通过在电力塌缩时段期间促进操作数据的保持，而无需求助于较慢的存储器类型(诸如闪存)，保持触发器可以支持管理功耗的努力。