有源硅中介层中的电源定序

摘要

一种装置，其包括中介层、设置在第一表面上并且接收来自一个或多个电源的相应电源输入的第一电源连接器、设置在第二表面上并且当集成电路安装在中介层的第二表面上时接收集成电路的相应第三电源连接器的第二电源连接器、形成在中介层内的多个开关、形成在中介层内的控制电路以及耦合到控制电路的控制输入并且产生用于控制输入信号的不同值的定序器电路，该不同值使控制电路的控制逻辑产生对应的开关信号组，并且根据预定序列产生用于控制输入信号的多个不同值，以根据加电序列向集成电路供电。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用户无感的应用程序内更新方法及用户端、服务器。

背景技术

在数据中心中使用的大型计算机，存储器或网络服务器系统通常由相当大量的电源导轨组成。当电路板上电，断电或进入不同的电源状态(例如故障或节流)时，所有这些导轨需要以特定的顺序上电/断电，以使板上的芯片和有源组件工作，或对应于电源状态的定义而工作(例如开/关，睡眠)。此处理被称为电源定序，其通常由被称为定序器的板上专用组件执行。典型的更简单的板将具有一个带有预编程固件的定序器，该固件包含控制所有电源导轨定序的顺序和延迟信息。当电源导轨的数量变大时，需要更多的这样的设备，它们占用宝贵的板上空间，增加了设计复杂性，变得难以管理。在一些情况下，需要保持多个定序器的"主-从"配置，这进一步使板级设计复杂化。

电源定序的电路包括在硅晶片下方和封装衬底上方的硅中介层，用于在一个插座或连接到另一插座或连接之间进行电接口路由。中介层的目的是将连接扩展到更宽的间距或者将连接重新路由到不同的连接。

发明内容

本说明书描述了涉及用于将电源定序电路集成到电路硅中介层中的系统和方法的技术。

通常，本说明书中描述的主题的一个创新方面可以体现在一种设备中，该设备包括：具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的中介层；第一电源连接器，其设置在第一表面上，并且从一个或多个电源接收相应的电源输入；第二电源连接器，其设置在第二表面上并且当集成电路安装在中介层的第二表面上时接收集成电路的相应的第三电源连接器。形成在中介层内的多个开关，形成在中介层内的控制电路，以及耦合到控制电路的控制输入并产生控制输入信号的定序器电路。每个开关具有连接到第一电源连接器之一的第一端子，连接到第二电源连接器之一的第二端子，以及接收开关信号的开关控制输入，其中，当开关信号处于第一状态时，开关处于闭合位置以将第一端子电连接到第二端子，并且当开关信号处于第二状态时，开关处于断开位置以将第一端子与第二端子电隔离。控制电路包括接收控制输入信号的控制输入，多个控制输出，每个控制输出连接到开关控制输入，和控制逻辑，所述控制逻辑耦合到控制输入和多个控制输出，并且基于施加到所述控制输入的所述控制输入信号的特定状态，在所述控制输出上产生对应的开关信号组以控制多个开关。定序器电路为控制输入信号生成多个不同的值，其中，控制输入信号的每个值都会导致控制电路的控制逻辑生成对应的开关信号组，并且根据预定顺序生成用于控制输入信号的多个不同的值，以根据加电序列向集成电路供电。

这些和其它实施例可各自任选地包括一个或多个以下特征。

在一些方面中，定序器电路包含在集成电路中，且中介层包括核心导轨连接，所述核心轨道连接不受开关控制且向集成电路的核心导轨供电，且其中定序器电路由核心导轨供电。

在一些方面，定序器电路被包括在电路板中，在该电路板上通过第一表面安装中介层，并且定序器电路被连接到电路板中的电源导轨。

在一些方面，所述设备进一步包括电路板和具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的封装层，其中封装层的第一表面安装到电路板，且所述封装层的所述第二表面安装到所述中介层的所述第一表面。

在一些方面，设备进一步包括电荷泵电路，所述电荷泵电路用于提升特定开关的开关信号的输入电压，并将所述开关信号的提升输入电压提供给所述特定开关的开关控制输入。

在一些方面，开关是晶体管，即MOSFET。

可以实施本说明书中描述的主题的特定实施例，以便实现以下优点中的一个或多个。本文描述的有源中介层电路益处在于，每个集成电路在满足其电源排序要求是是独立的。可以直接在集成电路固件或板上控制器固件中写入或改变排序要求。另外，有源中介层电路的设计消除了板上的多个功率定序器，为附加特征和功率节省创建额外的空间。

本说明书中描述的主题的一个或多个实施例的细节在附图和以下描述中阐述。根据说明书，附图和权利要求，主题的其它特征，方面以及优点将变得显而易见。

附图说明

图1是硅中介层中的示例集成电源定序电路的框图。

图2是有源硅中介层的示例电路布置。

图3是硅中介层中的另一示例集成电源定序电路的框图。

在各图中，类似的附图标记和表示指示类似的元素。

具体实施方式

本书面描述的主题涉及用于将电源定序电路集成到电路设备的硅中介层(例如专用集成电路(ASIC)的硅中介层)中的系统和方法。本公开描述了一种设备，其利用中介层中的逻辑和延迟电路来实施电源定序，并且由ASIC中的控制器或者电路板中的板上控制器来控制。在下面的例子中，描述了ASIC，但是应当理解，其它集成电路也可以从硅中介层中的电源定序受到启发。

现代高性能ASIC广泛地使用硅晶片下方和封装衬底上方的硅中介层，以将来自计算机晶片的高速信号连接到存储器晶片或收发器芯片。硅中介层通常由较旧的技术节点制成且是无源的。本公开提出了一种在中介层中实施逻辑和延迟电路的设备，该设备是有源的并且用作用于封装在中介层上的ASIC晶片的电源导轨的封装内电源定序器。

在一个实施方式中，一种设备包括中介层，从一个或多个电源接收相应电源输入的第一电源连接器，当集成电路安装在中介层上时接收集成电路的相应第三电源连接器的第二电源连接器，形成在中介层内的多个开关，以及形成在中介层内的控制电路。控制电路包括接收控制输入信号的控制输入，多个控制输出，每个控制输出连接到开关控制输入，以及在控制输出上产生对应的开关信号组以控制多个开关的控制逻辑。

在一些实施方式中，定序逻辑被存储在ASIC的集成控制器上的固件中。封装内定序电路(例如，开关)具有连接到ASIC本身的控制信号。另外地或替代地，在一些实施方式中，定序逻辑被存储在电路板上的嵌入式板上控制器上的固件中，且排序电路具有连接到板上控制器的控制信号。

下面将更详细地描述这些特征和附加特征。

图1是硅中介层中的示例集成电源定序电路的框图。具体而言，图1是示例装置100，其包括位于ASIC 140中的定序器电路控制器144，并控制用于定序加电处理的开关信号。如图所示，装置100包括电路板110，封装衬底120，中介层130和ASIC 140。

电路板110包括电源112和电源114a,114b,114n等，电源112向核心电源导轨111供电，电源114a,114b,114n等分别向电源导轨113a,113b,113n等(以下一般称为电源导轨113)供电。如本文进一步描述的，电源导轨111和113中的每一个通过封装衬底120电连接到中介层130中的电源连接器。如图1所示，所提出的电源导轨和电源的组合仅用于示例性目的，而不是要以一对一的比率进行限制。在一些实施方式中，一个电源可以向两个或多个电源导轨提供电力。例如，电源114a可以向电源导轨113a和113b两者提供电力，因此，电源114b将不是必需的。

中介层130通过封装衬底120将ASIC 140电耦合到电路板110。封装衬底120包括位于第一端的面向电路板侧，以及位于第二端的面向中介层侧。封装衬底120为装置100提供机械基座支撑和电接口的形式，所述电接口允许外部组件或电路(例如，中介层130和ASIC140)访问封装在封装衬底120的面向电路板侧上的器件(例如，电路板110)。为了将ASIC140和中介层130电连接到电路板110，在封装衬底120中形成垂直通孔(或其它传导装置)，并由开关控制。封装衬底120可以由任何已知的使用材料构成，例如基于环氧树脂的层压板，基于树脂的层压板，用作带状衬底的聚合物材料等。例如，如图1所示，核心电源导轨111是垂直通过的通孔，并且在封装衬底120和中介层130中沿垂直方向上示出，但是在向开关控制电路134供电的水平方向上，在中介层130中存在核心电源导轨111的水平分叉。

为了将中介层130和ASIC 140电耦合到电路板110，封装衬底120可包括具有金属平面或迹线的若干层，所述金属平面或迹线通过通孔电镀过孔彼此互连。因此，封装衬底120可以包括能够实现该路由功能的金属导体。另外地或替代地，封装衬底120包括提供电连接的替代装置，使得电源导轨111和113通过封装衬底120从电路板110电连接到中介层130。

如图1所示，中介层130包括开关控制电路134和多个开关132a,132b,132n(这里也称为开关132)。如将结合图2更详细地讨论的，开关控制电路134包括产生开关信号136a,136b,136n等(这里也称为开关信号136)的控制逻辑，以分别控制开关132a,132b,132n，以便控制每个相应的电源轨道133。

中介层130还包括在中介层130的面向衬底侧的表面上的多个电源连接器131,133a,133b,133n等，以及在中介层130的面向ASIC侧的表面上的多个电源连接器137,135a,135b,135n等。每个电源连接器可以包括微凸起，以通过封装衬底120将相应的电源导轨113电耦合到ASIC 140或电路板110。例如，电源连接器131电耦合到核心电源导轨111，并通过微凸起连接到封装衬底131。或者，焊料凸起可用于本文所述的用于多个电源连接器的电连接。或者，可以将微凸起用于电连接的一个特定的电源连接器组，并且可以将焊料凸起用于本文所述的用于不同的电源连接器组的电连接。例如，中介层130的面向衬底侧上的电源连接器组(例如，电源连接器131,133a-133n)可包括焊料凸起，以将中介层130电连接到封装衬底120。另外，中介层130的面向ASIC侧上的电源连接器组(例如，电源连接器137,135a-135n)可包括微凸起，以将中介层130电连接到ASIC 140的面向中介层侧上的电源连接器组(例如，电源连接器147,146a-146n)。

ASIC 140包括位于第一端的面向中介层侧和位于第二端的面向外部侧。ASIC 140包括诸如控制器144和多个电源输入142a,142b,142n等(这里也称为电源输入142)的组件。另外，ASIC 140在ASIC 140的面向中介层侧的表面上包括能够电连接到中介层130的多个电源连接器147,146a,146b,146n等。

在图1所示的示例实施方式中，控制器144包括定序器电路，其生成控制输入信号145并将控制输入信号145发送到中介层130中的开关控制电路134的控制输入。为控制输入信号生成多个不同的值，其中控制输入信号145的每个值使得开关控制电路134的控制逻辑生成对应的开关信号组136以控制每个开关132。例如，用于控制输入信号145的多个不同值由控制器144根据预定序列生成，以根据加电序列向ASIC 140供电。开关132接通和断开通向ASIC 140的电源输入142的各个电源导轨113。控制信号的定时和电源门开关延迟被设计成使得该定序能够满足ASIC 140的特定规范。因此，具有用于电源输入142的不同加电定序指令的不同ASIC 140可耦合到中介层130的开关控制电路134并为特定ASIC提供不同的加电序列事件。

图2是有源硅中介层(例如图1的中介层130)的示例电路布置200。在该示例电路布置200中，中介层130在中介层130的面向衬底侧上分别从用于核心电源导轨111的核心导轨电源接收电力，以及从用于定序电源导轨113a,113b,113n等的其它输入电源VDD1,VDD2,VDDn等接收电力。另外，中介层130可操作为在中介层130的面向ASIC侧上分别为用于核心电源导轨111的核心导轨电源提供电源输出，以及为用于定序电源导轨113a，113b，113n等的其他组件提供输出电源VDD1'，VDD2'，VDDn'等。

开关控制电路134包括控制逻辑204和延迟电路206。控制逻辑204和延迟电路206各自包括从核心电源导轨111接收核心电源的电源输入。控制器144还从控制核心电源导轨111接收电源，因此不需要被"接通"。控制逻辑204包括接收控制输入信号202(例如，来自图1的控制输入信号145)的控制输入，所述控制输入信号202由开关控制电路134从定序器电路(例如，ASIC 140的控制器144，或如本文中参考图3进一步描述的电路板110上的板上控制器)接收。控制器144产生控制信号，使得ASIC 140可以根据受控的加电序列被加电，例如，导轨可以以特定的预定序列被加电，该预定序列确保ASIC 140一旦被完全加电就将根据规范操作并且没有电源引起的误差。控制逻辑204向延迟电路206的输入提供输出信号205。然后，延迟电路206根据在控制输入信号202中接收到的电源定序处理，为每个相应的开关132a,132b,132n等产生开关信号136a,136b,136n等。开关信号136包括第一状态和第二状态。例如，当开关信号处于第一状态时，开关处于闭合位置以将第一端子电连接到第二端子，当开关信号处于第二状态时，开关处于断开位置以将第一端子与第二端子电隔离。控制逻辑可以由为开关提供开关信号的任何适当的控制电路来实施。

在示例实施例中，开关132是MOSFET，然而，可以使用不同类型的开关。如图2所示，每个开关132a,132b,132n包括第一端子，第二端子和第三端子。每个开关的第三端子接收控制信号，该控制信号将第一开关置于闭合状态或断开状态，在闭合状态中，在第一端子和第二端子之间建立导电路径，在断开状态中，在第一端子和第二端子之间消除导电路径。开关132(或称为电源门)接通和断开各个电源导轨。例如，开关132a用于将电源导轨113a(例如，VDD1)从中介层130的面向衬底侧上的电源连接器133a切换到中介层130的面向ASIC侧上的电源连接器135a，以接通和断开电源。在操作中，在接通状态期间，开关132a在开关132a的第三端子处接收开关信号136a，将开关132a置于闭合状态，在闭合状态中，在开关132a的第一端子和第二端子之间建立导电路径，并且现在输出电源VDD1'作为从电源连接器135a到连接设备(例如图1中的ASIC 140)的输出而被提供。在断开状态期间，开关132a在开关132a的第三端子处接收开关信号136a，将开关132a置于断开状态，在断开状态中，在开关132a的第一端子和第二端子之间消除传导路径，并且现在电源VDD1被禁止作为从电源连接器135a到连接设备(例如图1中的ASIC 140)的输出。

在一些实施方式中，中介层130包括一个或多个电荷泵，用于升高开关信号136的驱动电压并完全断开开关132。例如，如图2所示，电荷泵210连接到开关信号136n。在操作中，电荷泵210可以升压开关信号136n的电压，以便提供使得开关132n完全断开的电压，从而将期望的电源从电源导轨113n(VDDn)提供到电连接到中介层130的面向ASIC侧的组件，例如图1中的ASIC 140。因此，电荷泵210确保在电源连接器133n(VDDn)处接收的输入电源基本上类似于在电源连接器135n(VDDn')处的输出电源。

图3是硅中介层中的示例集成电源定序电路的框图。特别地，图3是示例装置300，其包括通过电路板上的控制器控制开关信号的定序器电路。装置300具有类似于图1所示的装置100的拓扑，除了电路板310上的板上控制器316向开关控制电路134提供控制输入信号317，而不是如图1所示的来自ASIC 140的控制器144的控制输入信号145。

如图3所示，板上控制器316(也称为定序器电路)从电源112电连接到核心电源导轨111。核心电源导轨通常是来自电路板310的第一导轨，并且也是在电源导轨定序处理中接通的第一导轨，并且对板上控制器316内的集成芯片管理器供电，然后该集成芯片管理器执行芯片固件，与开关控制电路134通信，并且管理如本文所述的定序处理的其余处理。

在本说明书中描述的主题和操作的实施例可以在数字电子电路中实现，或者在计算机软件，固件或硬件中实现，包括在本说明书中公开的结构和它们的结构等价物，或者它们中的一个或多个的组合。本说明书中描述的主题的实施例可以被实现为一个或多个计算机程序，即计算机程序指令的一个或多个模块，其被编码在计算机存储介质上以便由数据处理设备执行或控制数据处理设备的操作。

虽然本说明书包含许多特定的实现细节，但这些不应被解释为对任何特征的范围或所要求保护的范围的限制，而是被解释为对特定实施例的特定特征的描述。本说明书中在单独实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独地或以任何合适的子组合来实现。而且,尽管以上特征可以描述为在特定组合中起作用而且甚至开始就是这样请求的,但来自所请求组合的一个或多个特征在有些情况下可以从组合中删除,而且所请求的组合可以致力于子组合或子组合的变体。

因此，已经描述了本主题的特定实施例。其它实施例在所附权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中所述的动作可以以不同的顺序执行，并且仍然实现期望的结果。此外，附图中所示的过程不一定需要所示的特定顺序或顺序，以获得所需的结果。在某些实现中，多任务和并行处理可能是有利的。

本发明的权利要求见权利要求书。