【手続補正書】
【提出日】平成17年4月13日(2005.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線と、
少なくとも一つの第１回路ブロックを含む複数の回路ブロックと、
上記少なくとも一つの第１回路ブロックのそれぞれに対応して設けられ、上記電源線から上記第１回路ブロックへの電源の供給を制御する少なくとも一つのスイッチと、
上記複数の回路ブロックの少なくとも一つを使用状態としてタスクを実行するプロセッサとを有し、
上記プロセッサのタスクの実行において、上記第１回路ブロックはその不使用状態への移行を指示するステート信号を受けて対応する上記スイッチをオフ状態とし、上記第１回路ブロックがその使用状態への移行を指示するステート信号を受けるのに先立って上記スイッチをオン状態とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記複数の回路ブロックは、上記電源線とスイッチを介さず接続される少なくとも一つの第２の回路ブロックを有する半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
上記第１回路ブロックが上記スイッチをオフ状態とする時間Ｔ−ｏｆｆは、Ｔ−ｏｆｆ＜タスク継続時間Ｔ−ｔａｓｋ−予熱時間Ｔ−ｈｅａｔの関係を満たし、
上記予熱時間Ｔ−ｈｅａｔは、上記第１回路ブロックの少なくとも回路規模に応じて決定される半導体装置。
【請求項４】
請求項１において、
上記第１回路ブロックが上記スイッチをオフ状態とする時間Ｔ−ｏｆｆは、時間Ｔ−ｍｉｎ＜  Ｔ−ｏｆｆの関係を満たし、
上記時間Ｔ−ｍｉｎは、上記第１回路ブロックのサブスレッショルド電流による消費電力と電源スイッチを駆動するための消費電力とに応じて決定される半導体装置。
【請求項５】
請求項１において、
上記第１回路ブロックは、クロック信号の入力に応じてそのデータを入出力するフリップフロップと、
上記フリップフロップの出力を受ける論理回路と、
第１のゲート回路とを有し、
上記プロセッサのタスクの実行において、上記第１のゲート回路は上記第１回路ブロックの不使用状態への移行を指示するステート信号を受けて、上記クロック信号の上記フリップフロップへの入力を遮断する半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、
第２のゲート回路を有し、
上記プロセッサのタスクの実行において、上記第２のゲート回路は上記第１回路ブロックの不使用状態への移行を指示するステート信号を受けて、上記論理回路の出力を所定のレベルに制御する半導体装置。
【請求項７】
請求項１において、
上記第１回路ブロックは複数の要素回路により構成され、
上記複数の要素回路の少なくとも一つは個別に電力の供給が制御可能である半導体装置。
【請求項８】
電源線と、
少なくとも一つの第１回路ブロックを含む複数の回路ブロックと、
上記少なくとも一つの第１回路ブロックのそれぞれに対応して設けられ、上記電源線から上記第１回路ブロックへの電源の供給を制御する少なくとも一つのスイッチと、
上記複数の回路ブロックの少なくとも一つを使用状態としてタスクを実行するプロセッサとを有し、
上記プロセッサのタスクの実行において、上記第１回路ブロックはその不使用または使用状態への移行を指示するステート信号に応じて上記スイッチを制御する半導体装置。
【請求項９】
電源線と、
少なくとも一つの第１回路ブロックを含む複数の回路ブロックと、
上記少なくとも一つの第１回路ブロックのそれぞれに対応して設けられ、上記電源線から上記第１回路ブロックへの電源の供給を制御する少なくとも一つのスイッチと、
上記複数の回路ブロックの少なくとも一つを使用状態としてタスクを実行するプロセッサとを有し、
上記スイッチはタスクの継続時間を単位に制御される半導体装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、
上記スイッチが制御されるとき、上記第１回路ブロックは不使用状態から使用状態に移行する半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は、半導体装置の待機時に電源スイッチによりサブスレッショルドリーク電流（以下、「リーク電流」と称する。）を遮断する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のために、本発明では以下のような手段を用いる。第一の課題の解決のために、集積回路を制御するプロセッサ（ＣＰＵ）のタスクの継続時間を利用して電源スイッチ制御を行なう。具体的には、ＣＰＵ内部のタスクＩＤレジスタやリソース管理レジスタを参照し、不使用の回路ブロックに電流を供給する電源スイッチをオフする。回路規模にもよるが、一般に電源スイッチのオンオフによる電流消費にくらべて、リーク電流を遮断することによる電流削減効果が有効になるのは、数マイクロ秒以上の時間、電源スイッチをオフできる場合である。これに対してタスクの継続時間は通常１ミリ秒程度なのでタスクの継続時間で電源スイッチを管理することで、上記の課題を解決することができる。また、第二の課題に対しては、電源スイッチをオフした後に、ある一定の時間が経過したら、次のタスクが始まる以前に電源スイッチをオンする。この一定時間を、タスクの継続時間から、予熱時間（擬似電源線を充電するのに要する時間）を差し引いた時間以下に設定すれば次のタスクが始まるまでに、予熱時間が終了しているので、次のタスクを遅延させることを回避できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
一方、前述のように、電源スイッチを短時間でオンオフすると、電源スイッチのオフによるリーク電流削減の効果より電源スイッチを駆動するための電流の方が大きくなるおそれがある。リーク電流削減により低減される消費電力と電源スイッチを駆動することによる消費電力とが等しくなるスイッチオフの期間として定義される、スイッチオフの最低有効期間をＴ−ｍｉｎとすると、Ｔ−ｏｆｆはそれより大きくなければならない。また、上記のように予熱時間の分だけ前もってスイッチをオンさせる必要もあるので、結局Ｔ−ｏｆｆは
Ｔ−ｍｉｎ ＜ Ｔ−ｏｆｆ ≦ Ｔ−ｔａｓｋ − Ｔ−ｈｅａｔ                  （１）
の関係を満たす必要がある。最低有効期間Ｔ−ｍｉｎの値はリーク電流の大きさやスイッチの大きさなどによって変わるが、ふつう数１０マイクロ秒程度であり、Ｔ−ｈｅａｔも数１０マイクロ秒程度である。一方、タスク継続時間Ｔ−ｔａｓｋは通常ミリ秒程度なので、本発明のようにタスクをもとにスイッチ制御をすると（１）の関係を容易に満たすことが可能となる。最低有効期間Ｔ−ｍｉｎや予熱時間Ｔ−ｈｅａｔは回路解析などによるシミュレーションや回路定数を元にした計算によりあらかじめ推定可能である。したがって、半導体装置の設計時に回路やメモリなど、どの程度の単位を「部品」と定義するかを決定する際に、（１）を満たすように設計すればよい。図１の例では機能ごとに部品を定義しているが、それぞれ機能の異なるコア（例えば複数の周辺ＩＰコア）をまとめて一つの部品と定義して、共通の電源スイッチにより制御することも可能である。（１）の条件を満たすことができない回路ブロックは、電源制御ユニットＰＣＵを設けることなく常時電源に接続することが望ましい。