JP2005250736A - Power control device - Google Patents
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Abstract
【課題】電源電圧の切替の際の遷移時間を短くすることができるパワー制御装置を提供する。
【解決手段】プロセッサチップの11内の内部回路12に供給すべき電源電圧VDDL(1,2V),VDDH(2.0V)の切替は、プロセッサチップ11内に設けられたPMOSトランジスタ13,14によってチップ単位で行われる。電源電圧VDDL,VDDHの遷移時間は、外部デカップリング容量CDL,CDHではなく電源線15の容量に比例する。電源線15の容量は、外部デカップリング容量CDL,CDHに比べて著しく小さいので、電源電圧VDDL,VDDHの遷移時間を大幅に短縮することができる。
【選択図】図2A power control apparatus capable of shortening a transition time when switching a power supply voltage is provided.
Switching between power supply voltages V DDL (1, 2 V) and V DDH (2.0 V) to be supplied to an internal circuit 12 in a processor chip 11 is performed by a PMOS transistor 13 provided in the processor chip 11, 14 for each chip. The transition times of the power supply voltages V DDL and V DDH are proportional to the capacity of the power supply line 15 instead of the external decoupling capacitors C DL and CDH . Since the capacitance of the power supply line 15 is significantly smaller than the external decoupling capacitances C DL and C DH , the transition time of the power supply voltages V DDL and V DDH can be greatly shortened.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、携帯電話やパーソナルコンピュータのような機器のパワー制御を行うパワー制御装置に関する。 The present invention relates to a power control apparatus that performs power control of a device such as a mobile phone or a personal computer.
このようなパワー制御として、例えば、DVS(Dynamic Voltage Scaling)技術(例えば、非特許文献1参照)やVDD-Hopping技術(例えば、特許文献1参照)が提案されている。 As such power control, for example, a DVS (Dynamic Voltage Scaling) technique (for example, see Non-Patent Document 1) and a V DD -Hopping technique (for example, see Patent Document 1) have been proposed.
DVS技術は、プロセッサの負荷に応じて電源電圧と動作周波数を適応的に変化させる技術であり、Intel Pentium(登録商標) IIIのSpeed Step技術、Transmeta CrusoeのLong Run技術、AMD K6のPower Now技術等で採用されている。 DVS technology is a technology that adaptively changes the power supply voltage and operating frequency according to the processor load, Intel Pentium (registered trademark) III Speed Step technology, Transmeta Crusoe Long Run technology, AMD K6 Power Now technology Etc. are adopted.
DVS技術では、図1Aに示すように、プロセッサチップ1の外部にあるDC/DCコンバータ2によってプロセッサチップ1の内部回路(図示せず)の電源電圧VDDを変化させ(この場合、1.2VのVDDL又は2.0VのVDDH)、それと同時に内部回路(図示せず)の動作周波数fを、プロセッサチップ1内のクロック回路(図示せず)によって変化させている。
In the DVS technique, as shown in FIG. 1A, a power supply voltage V DD of an internal circuit (not shown) of the
一方、VDD-Hopping技術によれば、図1Bに示すように、例えば2種類の電源電圧VDDL(1.2V)及びVDDH(2.0V)をPMOSトランジスタ3,4によって切り替えることができる。この場合、接地線GNDの電圧をNMOSスイッチによって切り替えることもできる。
しかしながら、従来のDVS技術やVDD-Hopping技術のようにプロセッサチップ1,5の外部から電源電圧VDDを変化させると、プロセッサチップ1,5の電源ピンに接続されている数十μF程度の比較的大きな外部デカップリング容量CDのために、電源電圧VDDの遷移時間が比較的長くなる(具体的には、数十μsから数百μs程度)という不都合がある。
However, when the power supply voltage V DD is changed from the outside of the
電源電圧VDDの遷移中に電源電圧VDDの変動を伴いながらプロセッサチップ1,5を動作させることもできるが、工業製品の場合には、電源電圧VDDの遷移中における動作も保証される必要があるため、これに関する出荷テストを別途行う必要がある。しかしながら、この場合には、テスト工程が増大するために製品単価が上昇する。実際にはかかるテストを行わず、電源電圧VDDの遷移中はプロセッサチップ1,5を停止させるのが最適であるが、電源電圧VDDの遷移中はプロセッサチップ1,5が停止するので、パフォーマンスが低下する。その結果、電源電圧VDDの遷移時間を短くすることが所望されている。
While the power supply voltage V DD processor chip 1, 5 accompanied by fluctuations in the power supply voltage V DD during the transition can also be operated, in the case of industrial products are also guaranteed operation during the transition of the power supply voltage V DD Because it is necessary, it is necessary to conduct a shipping test on this separately. However, in this case, the product unit price increases because the test process increases. In fact without such testing, but during the transition of the power supply voltage V DD is best to stop the
また、従来のパワー制御では、プロセッサチップ1,5全体の電圧を一度に変化させているので、プロセッサチップ1,5内部において空間的にきめ細かい低消費電力化が非常に困難である。
Further, in the conventional power control, since the voltage of the
さらに、プロセッサチップ1,5の回路規模は年々増大し、空間的にきめ細かい低消費電力化が所望されている。
Furthermore, the circuit scales of the
本発明の目的は、電源電圧の切替の際の遷移時間を短くすることができるパワー制御装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the power control apparatus which can shorten the transition time at the time of switching of a power supply voltage.
本発明の他の目的は、プロセッサチップ内部において空間的にきめ細かい低消費電力化が可能なパワー制御装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a power control device capable of reducing spatially fine power consumption inside a processor chip.
本発明によるパワー制御装置は、
プロセッサチップと、そのプロセッサチップに供給すべき可変の電源電圧を生成する電源電圧生成手段とを具え、
前記プロセッサチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とする。
The power control device according to the present invention comprises:
Comprising a processor chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the processor chip,
The processor chip includes power supply voltage determining means for selecting one of power supply voltages generated by the power supply voltage generating means.
本発明による他のパワー制御装置は、
プロセッサチップと、そのプロセッサチップに供給すべき可変の電源電圧を生成する電源電圧生成手段とを具え、
前記プロセッサチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを、前記プロセッサチップのブロックごとにそれぞれ選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とする。
Other power control devices according to the present invention include:
Comprising a processor chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the processor chip,
The processor chip has power supply voltage determining means for selecting one of the power supply voltages generated by the power supply voltage generating means for each block of the processor chip.
本発明による他のパワー制御装置は、
プログラマブルチップと、そのプログラマブルチップに供給すべき可変の電源電圧を生成する電源電圧生成手段とを具え、
前記プログラマブルチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを、前記プログラマブルチップの構成可能な論理ブロックごとにそれぞれ選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とする。
Other power control devices according to the present invention include:
Comprising a programmable chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the programmable chip,
The programmable chip has power supply voltage determining means for selecting one of the power supply voltages generated by the power supply voltage generating means for each configurable logic block of the programmable chip.
本発明によるパワー制御装置によれば、電源電圧の遷移時間が、プロセッサチップの電源ピンに接続されている外部デカップリング容量に比例せず、電源電圧生成手段とプロセッサチップとの間の配線の容量に比例する。この配線の容量が外部デカップリング容量に比べて著しく小さいので、電源電圧の遷移時間を大幅に短縮することができる。 According to the power control device of the present invention, the transition time of the power supply voltage is not proportional to the external decoupling capacitance connected to the power supply pin of the processor chip, and the capacitance of the wiring between the power supply voltage generating means and the processor chip Is proportional to Since the capacity of this wiring is significantly smaller than the external decoupling capacity, the transition time of the power supply voltage can be greatly shortened.
パワー制御を更に良好に行うために、前記電源電圧を、前記プロセッサチップの動作を制御する可変のクロック周波数に基づいて生成し、及び/又は、前記電源電圧が、前記プロセッサチップの動作時と待機時で変化するのが好ましい。 In order to achieve better power control, the power supply voltage is generated based on a variable clock frequency that controls the operation of the processor chip, and / or the power supply voltage is in standby during operation of the processor chip. It is preferable to change with time.
本発明による他のパワー制御装置によれば、電源電圧の設定をブロック単位で行っているので、プロセッサチップ内部において空間的にきめ細かい低消費電力化が可能となる。電源電圧の設定をブロック単位で行うことによって、電源電圧生成手段とブロックとの間の配線の容量も細分化することができ、電源電圧の遷移時間を更に短縮することができる。なお、ブロック単位で電源電圧の設定を行う場合、電圧ドロッパ型の電源電圧変換回路を用いることによって、構成を簡単にすることができる。 According to another power control apparatus according to the present invention, since the power supply voltage is set in units of blocks, it is possible to achieve a spatially fine power consumption reduction in the processor chip. By setting the power supply voltage in units of blocks, the capacity of the wiring between the power supply voltage generating means and the block can be subdivided, and the transition time of the power supply voltage can be further shortened. Note that when the power supply voltage is set in units of blocks, the configuration can be simplified by using a voltage dropper type power supply voltage conversion circuit.
パワー制御を更に良好に行うために、前記ブロック間の信号振幅は、前記ブロックごとにそれぞれ供給される電源電圧のうちの最大又は最小のものを選択し、前記ブロックがそれぞれレベルコンバータを有し、前記電源電圧を、前記ブロックの各々の動作を制御する可変のクロック周波数に基づいて生成し、及び/又は、前記電源電圧が、前記ブロックの各々の動作時と待機時で変化するのが好ましい。 In order to perform power control more satisfactorily, the signal amplitude between the blocks is selected to be the maximum or the minimum of the power supply voltage supplied for each block, and each of the blocks has a level converter, Preferably, the power supply voltage is generated based on a variable clock frequency that controls the operation of each of the blocks, and / or the power supply voltage varies between the operation of each block and the standby time.
本発明は、プロセッサチップを具える場合のみに止まらず、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブルチップを具える場合にも適合することができる。この場合、幾つかのまとまった構成可能な論理ブロック(CLB:Configarable Logic Block)ごとに電源電圧を変えることができ、まとまった構成可能な論理ブロック内でレベルコンバータが不要となる。 The present invention can be applied not only to the case of providing a processor chip but also to the case of providing a programmable chip such as an FPGA (Field Programmable Gate Array). In this case, the power supply voltage can be changed for each of several collectible configurable logic blocks (CLB: Configurable Logic Block), and a level converter is not required in the collective configurable logic block.
本発明によるパワー制御装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本発明によるパワー制御装置の第1の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、プロセッサチップ11内の内部回路12に供給すべき電源電圧VDDL(1,2V),VDDH(2.0V)の切替は、プロセッサチップ11内に設けられたPMOSトランジスタ13,14によってチップ単位で行われる。
Embodiments of a power control apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of a power control apparatus according to the present invention. In the present embodiment, switching of the power supply voltages V DDL (1, 2 V) and V DDH (2.0 V) to be supplied to the
本実施の形態によれば、電源電圧VDDL,VDDHの遷移時間は、外部デカップリング容量CDL,CDHではなく電源線15の容量に比例する。電源線15の容量は、外部デカップリング容量CDL,CDHに比べて著しく小さいので、電源電圧VDDL,VDDHの遷移時間を大幅に短縮することができる。なお、電源電圧VDDL,VDDHの遷移開始時に電源電圧の急速な低下を回避するために、電源電圧VDDL,VDDHの遷移開始時に両方のPMOSトランジスタ13,14が同時にオフしないように制御を行う。また、内部回路12の待機時には両方のPMOSトランジスタ13,14をオフにしてもよい。
According to the present embodiment, the transition times of the power supply voltages V DDL and V DDH are proportional to the capacity of the
図3は、本発明によるパワー制御装置の第2の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、プロセッサチップ21内の内部回路ブロック22−1〜22−nに供給すべき電源電圧VDDL(1,2V),VDDH(2.0V)の切替は、プロセッサチップ21内に設けられたPMOSトランジスタ23−3−1,23−3−2,...,23−n−1,23−n−2によって内部回路ブロック単位で行われる。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the power control apparatus according to the present invention. In the present embodiment, switching of the power supply voltages V DDL (1, 2 V) and V DDH (2.0 V) to be supplied to the internal circuit blocks 22-1 to 22-n in the
本実施の形態によれば、電源電圧の設定を内部回路ブロック単位で行っているので、プロセッサチップ内部において空間的にきめ細かい低消費電力化が可能となる。すなわち、プロセッサチップ21内部のプロセッサエレメントや機能ブロックの電源電圧VDDL,VDDHをそれぞれ任意に変化させることができる。また、内部回路をブロック化することによって、電源線の容量も細分化することができ、電源電圧VDDL,VDDHの遷移時間を更に短縮することができる。なお、電源電圧VDDL,VDDHの遷移開始時に電源電圧の急速な低下を回避するために、電源電圧VDDL,VDDHの遷移開始時に両方のPMOSトランジスタ23−3−1,23−3−2,...,23−n−1,23−n−2が同時にオフしないように制御を行う。また、内部回路ブロック22−1〜22−nの待機時には両方のPMOSトランジスタ23−3−1,23−3−2,...,23−n−1,23−n−2をオフにしてもよい。
According to the present embodiment, since the power supply voltage is set in units of internal circuit blocks, spatially fine power consumption can be reduced within the processor chip. That is, the power supply voltages V DDL and V DDH of the processor elements and function blocks in the
また、3以上の複数の電源線を用意し、PMOSトランジスタを用いて切替を行ってもよい。本実施の形態のように内部回路ブロック単位で電源電圧の設定を行う場合、後に説明するような電圧ドロッパ型の電源電圧変換回路を用いることによって、電源の配線を簡単にすることができる。また、効率の観点からインダクタンス型のDC−DCコンバータを用いることもできる。 Alternatively, a plurality of power supply lines of three or more may be prepared and switching may be performed using a PMOS transistor. When the power supply voltage is set for each internal circuit block as in this embodiment, the power supply wiring can be simplified by using a voltage dropper type power supply voltage conversion circuit as described later. An inductance type DC-DC converter can also be used from the viewpoint of efficiency.
図4は、本発明によるパワー制御装置の第3の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、電圧ドロッパ型の電源電圧変換回路を用いたものであり、プロセッサチップ31内の内部回路ブロック32−1〜32−nに供給すべき電源電圧の切替は、プロセッサチップ31内に設けられたPMOSトランジスタ33−3,33−4,...,33−n−1,33−nによって内部回路ブロック単位で行われる。
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the power control apparatus according to the present invention. This embodiment uses a voltage dropper type power supply voltage conversion circuit, and the switching of the power supply voltage to be supplied to the internal circuit blocks 32-1 to 32-n in the
本実施の形態によれば、電源線が1種類のみでMTCMOSと同様の構造にし、PMOSトランジスタ33−3,33−4,...,33−n−1,33−nのゲート電圧VG3,VG4,,...,VGn−1,VGnを制御することによって、複数の種類の電源電圧を内部回路ブロック32−1〜32−nにそれぞれ供給することができる。本実施の形態では、複数の電圧源及び内部回路ブロック当たりに複数のPMOSトランジスタを必要としないので、プロセッサチップ31の面積を小さくすることができる。
According to the present embodiment, the structure is the same as that of MTCMOS with only one type of power supply line, and PMOS transistors 33-3, 33-4,. . . , 33-n-1, 33-n gate voltages V G3 , V G4 ,. . . , V Gn−1 , V Gn can be supplied to the internal circuit blocks 32-1 to 32-n, respectively. In the present embodiment, since a plurality of PMOS transistors are not required per a plurality of voltage sources and internal circuit blocks, the area of the
本実施の形態では、PMOSトランジスタ33−3,33−4,...,33−n−1,33−nをスイッチとして使用するのではなく、そのゲート電圧を制御することによって内部回路ブロック32−1〜32−nの電源電圧を加減する。その機構を図5Aに示す。この場合、ローカル電源線43を常時モニタし、PMOSトランジスタ42のゲート電圧をフィードバック制御する。同様にローカル電源線43に流れる電流をモニタしてもよい。
In the present embodiment, PMOS transistors 33-3, 33-4,. . . , 33-n-1, 33-n are not used as switches, but the power supply voltages of the internal circuit blocks 32-1 to 32-n are adjusted by controlling the gate voltages thereof. The mechanism is shown in FIG. 5A. In this case, the local power supply line 43 is constantly monitored, and the gate voltage of the
また、図5Bに示すように、電源電圧が2種類のみであるとともに、低電源電圧時における消費電流が予めわかっている場合には、低電源電圧時にはこの消費電流を供給するようにPMOSトランジスタ51のゲート電圧をVGLにするよう制御する。それに対して、高電源電圧時には、PMOSトランジスタ51のゲート電圧をGNDにすることによって、PMOSトランジスタ51を完全にオンにする。
Further, as shown in FIG. 5B, when there are only two types of power supply voltages and the current consumption at the time of the low power supply voltage is known in advance, the
電源電圧が内部回路ブロックごとに互いに相違するため、内部回路ブロック間の信号振幅に関して予め統一しておく必要がある。図6Aは、信号振幅を統一しない形態を示す。この場合、内部回路ブロックaが任意の振幅で内部回路ブロックbに信号を出力すると、他の配線とのカップリングなどのシグナルインテグリティーの問題が生じやすい。 Since the power supply voltages are different for each internal circuit block, the signal amplitude between the internal circuit blocks needs to be unified in advance. FIG. 6A shows a form in which the signal amplitude is not unified. In this case, if the internal circuit block a outputs a signal to the internal circuit block b with an arbitrary amplitude, a problem of signal integrity such as coupling with other wiring is likely to occur.
図6Bでは、複数の電源電圧のうちの最小の振幅で信号を出力する。この場合、全ての信号の振幅は最小のもので統一される。信号の出力にはレベルダウンコンバータが必要となり、信号の入力にはレベルアップコンバータが必要となる。規則正しい配線が多い、後に説明するFPGAなどのプログラマブルチップなどでは、内部回路ブロック内の配線と内部回路ブロック間の配線の分離が容易であり、カップリングノイズなどのシグナルインテグリティーの問題が生じにくいため、有効である。図6Bに示す構成は、信号配線による消費電力の低減に効果がある。 In FIG. 6B, a signal is output with the minimum amplitude among the plurality of power supply voltages. In this case, the amplitudes of all signals are unified with a minimum amplitude. A level down converter is required for signal output, and a level up converter is required for signal input. In a programmable chip such as an FPGA described later that has many regular wirings, it is easy to separate the wiring in the internal circuit block and the wiring between the internal circuit blocks, and signal integrity problems such as coupling noise are unlikely to occur. ,It is valid. The configuration shown in FIG. 6B is effective in reducing power consumption due to signal wiring.
図6Cでは、複数の電源電圧のうちの最大の振幅で信号を出力する。この場合、信号の出力にはレベルアップコンバータが必要となる。図6Cに示す構成は、内部回路ブロック間の長い配線が高振幅であるため、カップリングノイズなどのシグナルインテグリティーの問題が少なく、プロセッサチップなどの複雑な配線では有効である。 In FIG. 6C, a signal is output with the maximum amplitude among the plurality of power supply voltages. In this case, a level up converter is required for signal output. The configuration shown in FIG. 6C has less signal integrity problems such as coupling noise because the long wiring between the internal circuit blocks has a high amplitude, and is effective for complex wiring such as a processor chip.
電源電圧の制御と同時に動作周波数の制御も重要となってくる。動作周波数は、内部回路ブロックごとに互いに相違する。VDD-Hopping技術のように最大動作周波数fmaxとfmax/2が必要な場合には、図7Aに示すように、チップ全体に分配されたfmaxとfmax/2のうちのどちらかを内部回路ブロックごとに選択する。 Simultaneously with the control of the power supply voltage, the control of the operating frequency becomes important. The operating frequency is different for each internal circuit block. If the maximum operating frequency f max and f max / 2 is required as V DD -Hopping art, as shown in FIG. 7A, either of f max and f max / 2, which is distributed throughout the chip Is selected for each internal circuit block.
チップ全体にfmaxのみが分配されている場合には、図7Bに示すように内部回路ブロックごとに分周器が必要となる。内部回路ブロック間信号の同期のために、クロックスキューがあってはならないので、fmaxとfmax/2のスキューを調整する機構が必要となる。この場合、分周器のクロックからQまでの遅延と遅延素子の遅延とを同一にし、スキューを調整する。 When only f max is distributed to the entire chip, a frequency divider is required for each internal circuit block as shown in FIG. 7B. For synchronization of the internal circuit blocks between the signals, since there should be no clock skew, a mechanism for adjusting the skew of f max and f max / 2 is required. In this case, the skew is adjusted by making the delay from the clock of the frequency divider to Q the same as the delay of the delay element.
図8は、本発明によるパワー制御装置の第4の実施の形態を示す図である。本実施の形態では、プログラマブルチップ61内の構成可能な論理ブロック(CLB)62−1〜62−nに供給すべき電源電圧VDDL(1,2V),VDDH(2.0V)の切替は、プログラマブルチップ61内に設けられたPMOSトランジスタ63−3−1,63−3−2,...,63−n−1−1,63−n−1−2によって構成可能な論理ブロック単位で行われる。
FIG. 8 is a diagram showing a fourth embodiment of the power control apparatus according to the present invention. In the present embodiment, switching of the power supply voltages V DDL (1, 2 V) and V DDH (2.0 V) to be supplied to the configurable logic blocks (CLB) 62-1 to 62-n in the
さらに、構成可能な論理ブロック62−1〜62−nがほぼ同一構成を有するので、例えば、本実施の形態に示すように、構成可能な論理ブロック62−2,62−4,...,62−nをPMOSトランジスタ63−4−1,63−4−2のみを用いて制御することができる。 Further, since the configurable logic blocks 62-1 to 62-n have substantially the same configuration, for example, as shown in the present embodiment, configurable logic blocks 62-2, 62-4,. . . 62-n can be controlled using only the PMOS transistors 63-4-1 and 63-4-2.
図9は、本発明によるパワー制御装置の第5の実施の形態を示す図である。本実施の形態は、電圧ドロッパ型の電源電圧変換回路を用いたものであり、プログラマブルチップ71内の構成可能な論理ブロック72−1〜72−nに供給すべき電源電圧の切替は、プログラマブルチップ71内に設けられたPMOSトランジスタ73−3,73−4,...,73−n−1によって構成可能な論理ブロック単位で行われる。
FIG. 9 is a diagram showing a fifth embodiment of the power control apparatus according to the present invention. The present embodiment uses a voltage dropper type power supply voltage conversion circuit, and switching of the power supply voltage to be supplied to the configurable logic blocks 72-1 to 72-n in the
本実施の形態によれば、電源線が1種類のみでMTCMOSと同様の構造にし、PMOSトランジスタ73−3,73−4,...,73−n−1のゲート電圧VG3,VG4,...,VGn−1を制御することによって、複数の種類の電源電圧を構成可能な論理ブロック72−1〜72−nにそれぞれ供給することができる。本実施の形態では、複数の電圧源及び構成可能な論理ブロック当たりに複数のPMOSトランジスタを必要としないので、プログラマブルチップ71の面積を小さくすることができる。
According to the present embodiment, the structure is the same as that of MTCMOS with only one type of power supply line, and PMOS transistors 73-3, 73-4,. . . 73-n-1 gate voltages V G3 , V G4,. . . , V Gn−1 , a plurality of types of power supply voltages can be supplied to the configurable logic blocks 72-1 to 72-n, respectively. In the present embodiment, since a plurality of PMOS transistors are not required for each of a plurality of voltage sources and configurable logic blocks, the area of the
さらに、構成可能な論理ブロック72−1〜72−nがほぼ同一構成を有するので、例えば、本実施の形態に示すように、構成可能な論理ブロック72−4,...,72−nをPMOSトランジスタ73−4のみを用いて制御することができる。 Further, since the configurable logic blocks 72-1 to 72-n have substantially the same configuration, for example, as shown in the present embodiment, configurable logic blocks 72-4,. . . 72-n can be controlled using only the PMOS transistor 73-4.
図10は、本発明の効果を説明するための図である。図10において、本発明における電源電圧VDDの遷移時間は4ns未満となっている。このように本発明における4ns未満の遷移時間は、従来における数十μsから数百μs程度の遷移時間に比べて大幅に短縮していることを示す。 FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the present invention. In FIG. 10, the transition time of the power supply voltage V DD in the present invention is less than 4 ns. As described above, the transition time of less than 4 ns in the present invention is significantly reduced compared to the conventional transition time of several tens to several hundreds of μs.
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、能動素子としてPMOSトランジスタを使用したが、NMOSトランジスタのような他の能動素子を使用することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and many changes and modifications can be made.
For example, in the above embodiment, a PMOS transistor is used as an active element, but other active elements such as an NMOS transistor can be used.
また、図6Bに示す回路を、図11のように構成することもできる。 Further, the circuit shown in FIG. 6B can be configured as shown in FIG.
また、図11に示すレベルアップコンバータを図12のようなバイパスレベルコンバータにすることもできる。図11の入力内部回路ブロックが低電源電圧VDDLで動作している場合には、図12のレベルアップコンバータ部81を低振幅入力信号INが通過する必要はなく、NMOSトランジスタ82にバイパスすればよい。この場合、遅延が更に速くなる。
Further, the level up converter shown in FIG. 11 may be a bypass level converter as shown in FIG. When the input internal circuit block of FIG. 11 is operated with the low power supply voltage V DDL , it is not necessary for the low-amplitude input signal IN to pass through the level-up
1,5,11,21,31 プロセッサチップ
2 DC/DCコンバータ
3,4,13,14,23−3−1,23−3−2,23−4−1,23−4−2,...,23−n−1−1,23−n−1−2,23−n−1,23−n−2,33−3,33−4,...,33−n−1,33−n,42,51,63−3−1,63−3−2,63−4−1,63−4−2,...,63−n−1−1,63−n−1−2,73−3,73−4,..,73−n−1 PMOSトランジスタ
12 内部回路
15 電源線
22−1,22−2,22−3,22−4,...,22−n−1,22−n,32−1,32−2,32−3,32−4,...,32−n−1,32−n,a,b 内部回路ブロック
43 ローカル電源線
61,71 プログラマブルチップ
62−1,62−2,62−3,62−4,...,62−n−1,62−n,72−1,72−2,72−3,72−4,...,72−n−1,72−n 構成可能な論理ブロック
CD,CDH,CDL 外部デカップリング容量
GND 接地線
VDDL,VDDH 電源電圧
1, 5, 11, 21, 31 Processor chip 2 DC / DC converter 3, 4, 13, 14, 23-3-1, 23-3-2, 23-4-1, 23-4-2,. . . , 23-n-1-1, 23-n-1-2, 23-n-1, 23-n-2, 33-3, 33-4,. . . , 33-n-1, 33-n, 42, 51, 63-3-1, 63-3-2, 63-4-1, 63-4-2,. . . , 63-n-1-1, 63-n-1-2, 73-3, 73-4,. . 73-n-1 PMOS transistor 12 Internal circuit 15 Power supply line 22-1, 22-2, 22-3, 22-4,. . . , 22-n-1,22-n, 32-1, 32-2, 32-3, 32-4,. . . , 32-n-1, 32-n, a, b Internal circuit block 43 Local power supply lines 61, 71 Programmable chips 62-1, 62-2, 62-3, 62-4,. . . , 62-n-1, 62-n, 72-1, 72-2, 72-3, 72-4,. . . , 72-n-1,72-n configurable logic blocks C D, C DH, C DL external decoupling capacitor GND ground line V DDL, V DDH supply voltage
Claims (15)
前記プロセッサチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とするパワー制御装置。 Comprising a processor chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the processor chip,
The power control apparatus, wherein the processor chip has power supply voltage determining means for selecting one of power supply voltages generated by the power supply voltage generating means.
前記プロセッサチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを、前記プロセッサチップのブロックごとにそれぞれ選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とするパワー制御装置。 Comprising a processor chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the processor chip,
The power control apparatus, wherein the processor chip has power supply voltage determining means for selecting one of the power supply voltages generated by the power supply voltage generating means for each block of the processor chip.
前記プログラマブルチップが、前記電源電圧生成手段によって生成した電源電圧のうちの一つを、前記プログラマブルチップの構成可能な論理ブロックごとにそれぞれ選択する電源電圧決定手段を有することを特徴とするパワー制御装置。 Comprising a programmable chip and power supply voltage generating means for generating a variable power supply voltage to be supplied to the programmable chip,
The power control device, wherein the programmable chip has power supply voltage determining means for selecting one of power supply voltages generated by the power supply voltage generating means for each configurable logic block of the programmable chip. .
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| JP2004058693A JP2005250736A (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Power control device |
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| JP2004058693A JP2005250736A (en) | 2004-03-03 | 2004-03-03 | Power control device |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005250736A true JP2005250736A (en) | 2005-09-15 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008293490A (en) * | 2007-05-18 | 2008-12-04 | Commiss Energ Atom | Electronic circuit power supply device and electronic circuit |
| US8791751B2 (en) | 2012-01-30 | 2014-07-29 | Renesas Electronics Corporation | Semiconductor integrated circuit and method of reducing power consumption |
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2004
- 2004-03-03 JP JP2004058693A patent/JP2005250736A/en active Pending
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