(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路において回路が配置されていない空きエリアに配置される複数の発熱部と、
前記空きエリアに配置され、前記集積回路の温度の変化に応じて前記各発熱部が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記集積回路の温度を取得する温度取得部と、
前記温度取得部が取得した温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する温度変化率算出部と、
前記発熱部が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる前記集積回路の温度の設定を受け付ける制御温度設定受付部と、
前記温度取得部が取得した取得温度と、前記制御温度設定受付部が受け付けた設定温度とを比較する制御温度比較部と、
制御信号を生成するよう一定時間毎に要求する制御信号生成要求部と、
前記制御信号生成要求部が要求を行う度に、前記制御温度比較部が比較した結果に基づいて、取得温度が設定温度よりも高かった場合、全ての前記発熱部が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成し、取得温度が設定温度よりも低かった場合、前記温度変化率算出部が算出した変化率に応じて、発熱させる対象の前記発熱部の数を変化させるべく制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、
前記制御信号生成部が生成した制御信号を、前記各発熱部に個別に出力する制御信号出力部と
を有する温度変化調整モジュール。
【請求項２】
前記制御温度設定受付部は、前記集積回路が処理を実行したときに達する最高温度よりも低い温度の設定を受け付ける
請求項１に記載の温度変化調整モジュール。
【請求項３】
前記制御信号生成要求部は、前記集積回路が初期化されたことの通知を外部の装置から受け付けることによって、制御信号を生成するよう要求を開始する
請求項１又は２に記載の温度変化調整モジュール。
【請求項４】
前記制御部は、
発熱するよう制御する前記発熱部の数を増やす時間の間隔を短く又は長くすべき閾値となる前記集積回路の温度の設定を受け付ける間隔制御温度設定受付部と、
前記温度取得部が取得した取得温度と、前記間隔制御温度設定受付部が受け付けた設定温度とを比較する間隔制御温度比較部と
を更に有し、
前記間隔制御温度比較部が比較した結果、取得温度が設定温度よりも低かった場合、前記制御信号生成要求部は、制御信号を生成するよう要求する時間の間隔を短くする
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度変化調整モジュール。
【請求項５】
前記間隔制御温度設定受付部は、前記制御温度設定受付部が設定している温度よりも低い温度の設定を受け付ける
請求項４に記載の温度変化調整モジュール。
【請求項６】
前記制御部は、
前記制御信号生成要求部は、前記温度変化率算出部が算出した変化率が大きいほど、制御信号を生成するよう要求する時間の間隔を短くする
請求項１から３のいずれか一項に記載の温度変化調整モジュール。
【請求項７】
集積回路の温度を取得する温度取得段階と、
前記温度取得段階において取得された温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する温度変化率算出段階と、
前記集積回路において回路が配置されていない空きエリアに配置される複数の発熱部が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる前記集積回路の温度の設定を受け付ける制御温度設定受付段階と、
前記温度取得段階において取得された取得温度と、前記制御温度設定受付段階において受け付けられた設定温度とを比較する制御温度比較段階と、
制御信号を生成するよう一定時間毎に要求する制御信号生成要求段階と、
前記制御信号生成要求段階において要求が行われる度に、前記制御温度比較段階において比較された結果に基づいて、取得温度が設定温度よりも高かった場合、全ての前記発熱部が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成し、取得温度が設定温度よりも低かった場合、前記温度変化率算出段階において算出された変化率に応じて、発熱させる対象の前記発熱部の数を変化させるべく制御する制御信号を生成する制御信号生成段階と、
前記制御信号生成段階において生成された制御信号を、前記各発熱部に個別に出力する制御信号出力段階と
を備えることを特徴とする温度変化調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の温度の変化を緩やかにすべく調整する温度変化調整モジュール及び温度変化調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路の温度は、処理負荷が増減することに伴って変化することが知られている。図９は、ＬＳＩの処理負荷の変化に伴う温度の変化を示す図である。ＬＳＩの電源が投入されると（ｔ９１）、ＬＳＩの温度は、温度Ｔ９１から一定の温度Ｔ９２まで上昇し安定する。そして、ＬＳＩがプログラムを実行する等の処理負荷がかかり始めると（ｔ９３）、ＬＳＩの温度は、処理負荷の大きさと相関する最高温度Ｔ９４まで急激に上昇する。そして、ＬＳＩの処理の実行時における処理負荷が下がり始めると（ｔ９４）、ＬＳＩの温度は、最高温度Ｔ９４よりも低い温度Ｔ９３まで急激に下降する。温度Ｔ９３は、下がった処理負荷の大きさと相関する。そして、処理負荷が再び上がり始めると（ｔ９５）、ＬＳＩの温度は、最高温度Ｔ９４まで急激に上昇する。そして、プログラムの実行が終了する等して処理負荷がなくなると（ｔ９６）、ＬＳＩの温度は、温度Ｔ９２まで急激に下降する（ｔ９７）。
【０００３】
このように、ＬＳＩ等の集積回路の温度は、プログラムの実行や終了等による処理負荷の有無の変化、ならびに処理負荷の増減によって急激に変化する。このように急激な温度変化が繰り返されることによって、ＬＳＩ等の集積回路は、信頼性が低下するという問題がある。なお、集積回路の温度の問題に関する先行文献としては、下記の特許文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２８６６９１号公報
【特許文献２】特開平０５−０６７７２５号公報
【特許文献３】特開２０００−２６９４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら文献に記載されている技術は、いずれも発熱手段を利用することによって、集積回路の温度を調節するものである。しかしながら、これら文献に記載されている技術にあっては、いずれの技術を用いても、あるいは、これら技術を組み合わせて用いても、集積回路の急激な温度変化を緩やかに変化させるよう制御することができない。例えば、特許文献１に記載されている技術は、複数の発熱回路を全て同時に制御するだけでなく、発熱する時間によって温度を調整しようとしているため、所望の温度となるよう制御することが難しく、温度が大きく振れてしまいやすいという欠点がある。
【０００６】
そこで、本発明の一つの側面においては、上記の課題を解決することのできる温度変化調整モジュール及び温度変化調整方法を提供することを目的とする。この目的は、特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また、従属項は、本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によると、温度変化調整モジュールであって、集積回路において回路が配置されていない空きエリアに配置される複数の発熱部と、空きエリアに配置され、集積回路の温度の変化に応じて各発熱部が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御する制御部とを備え、制御部は、集積回路の温度を取得する温度取得部と、温度取得部が取得した温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する温度変化率算出部と、発熱部が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる集積回路の温度の設定を受け付ける制御温度設定受付部と、温度取得部が取得した取得温度と、制御温度設定受付部が受け付けた設定温度とを比較する制御温度比較部と、制御信号を生成するよう一定時間毎に要求する制御信号生成要求部と、制御信号生成要求部が要求を行う度に、制御温度比較部が比較した結果に基づいて、取得温度が設定温度よりも高かった場合、全ての発熱部が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成し、取得温度が設定温度よりも低かった場合、温度変化率算出部が算出した変化率に応じて、発熱させる対象の発熱部の数を変化させるべく制御する制御信号を生成する制御信号生成部と、制御信号生成部が生成した制御信号を、各発熱部に個別に出力する制御信号出力部とを有する。
【０００８】
本発明の第２の形態によると、温度変化調整方法であって、集積回路の温度を取得する温度取得段階と、温度取得段階において取得された温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する温度変化率算出段階と、集積回路において回路が配置されていない空きエリアに配置される複数の発熱部が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる集積回路の温度の設定を受け付ける制御温度設定受付段階と、温度取得段階において取得された取得温度と、制御温度設定受付段階において受け付けられた設定温度とを比較する制御温度比較段階と、制御信号を生成するよう一定時間毎に要求する制御信号生成要求段階と、制御信号生成要求段階において要求が行われる度に、制御温度比較段階において比較された結果に基づいて、取得温度が設定温度よりも高かった場合、全ての発熱部が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成し、取得温度が設定温度よりも低かった場合、温度変化率算出段階において算出された変化率に応じて、発熱させる対象の発熱部の数を変化させるべく制御する制御信号を生成する制御信号生成段階と、制御信号生成段階において生成された制御信号を、各発熱部に個別に出力する制御信号出力段階とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、集積回路の温度変化が緩やかになるよう調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る温度変化調整モジュール１００の構成例を示す図である。
【図２】制御回路１１０の構成例を示す図である。
【図３】発熱回路１２０の構成例を示す図である。
【図４】温度変化調整モジュール１００の動作を示す流れ図である。
【図５】温度変化調整モジュール１００が動作することによるＬＳＩ２００の温度変化を示す図である。
【図６】図５に示す温度変化において、時間ｔ５〜ｔ６までの間にＬＳＩ２００の処理負荷が変化したときの温度変化を示す図である。
【図７】制御回路の別の構成例を示す図である。
【図８】制御回路１３０を有する温度変化調整モジュール１００の動作を示す流れ図である。
【図９】ＬＳＩの処理負荷の変化に伴う温度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は、特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る温度変化調整モジュール１００の構成例を示す図である。
温度変化調整モジュール１００は、ＬＳＩ２００を構成している入出力回路２１０ａ〜ｄ（以下、入出力回路２１０と総称する。）や演算回路２２０が処理を実行することによって発熱する際に、発熱による温度変化が緩やかになるよう調整するモジュールである。温度変化調整モジュール１００は、制御回路１１０、及び複数の発熱回路１２０ａ〜ｓ（以下、発熱回路１２０と総称する。）を備える。制御回路１１０及び各発熱回路１２０は、ＬＳＩ２００の演算回路２２０や入出力回路２１０が配置されていない空きエリアに配置される。
【００１３】
制御回路１１０は、ＬＳＩ２００の温度の変化に応じて各発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう制御する回路である。制御回路１１０の入力端子は、温度測定回路３００、及び外部装置４００の出力端子と接続される。温度測定回路３００は、ＬＳＩ２００の温度を測定する回路である。外部装置４００は、ＬＳＩ２００の処理状態を監視している装置である。また、制御回路１１０の出力端子は、各発熱回路１２０の入力端子と個別に接続される。制御回路１１０は、ＬＳＩ２００の温度を示す信号を温度測定回路３００から受け取る。また、制御回路１１０は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止すべき閾値となるＬＳＩ２００の温度の設定を示す信号や、ＬＳＩ２００が初期化されたことを通知する信号を外部装置４００から受け取る。そして、制御回路１１０は、各発熱回路１２０を個別に制御する制御信号を生成し、各発熱回路１２０に送る。なお、制御回路１１０は、本発明に係る制御部の一例である。
【００１４】
発熱回路１２０は、制御回路１１０から制御されることによって発熱又は発熱を停止する回路である。発熱回路１２０は、例えば、全体として負のゲインを持つ複数個の遅延要素をリング状に結合した構成を持つ発振回路である。発熱回路１２０は、制御回路１１０から発熱するよう制御する制御信号を受け取った場合、発振することによって発熱する。
また、発熱回路１２０は、制御回路１１０から発熱を停止するよう制御する制御信号を受け取った場合、発振を停止することによって発熱を停止する。なお、発熱回路１２０は、本発明に係る発熱部の一例である。
【００１５】
図２は、制御回路１１０の構成例を示す図である。
制御回路１１０は、ＡＤ変換回路１１１、上限温度設定回路１１２、下限温度設定回路１１３、上限温度コンペア回路１１４、下限温度コンペア回路１１５、制御信号生成回路１１６、及び複数の制御信号出力回路１１７ａ〜ｓ（以下、制御信号出力回路１１７と総称する。）を有する。なお、制御信号生成回路１１６は、インターバルタイマ１１８を内蔵する。
【００１６】
ＡＤ変換回路１１１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。ＡＤ変換回路１１１の入力端子は、温度測定回路３００の出力端子と接続される。また、ＡＤ変換回路１１１の出力端子は、上限温度コンペア回路１１４の入力端子と接続される。ＡＤ変換回路１１１は、ＬＳＩ２００の温度を示すアナログ信号を温度測定回路３００から受け取って、デジタル信号に変換し、上限温度コンペア回路１１４に送る。なお、ＡＤ変換回路１１１は、本発明に係る温度取得部の一例である。
【００１７】
上限温度設定回路１１２は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止すべき閾値となるＬＳＩ２００の温度を設定する回路である。上限温度設定回路１１２の入力端子は、外部装置４００の出力端子と接続される。また、上限温度設定回路１１２の出力端子は、上限温度コンペア回路１１４の入力端子と接続される。上限温度設定回路１１２は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止すべき閾値となるＬＳＩ２００の温度を示す信号を外部装置４００から受け取る。そして、上限温度設定回路１１２は、受け取った信号によって示される温度のデータをバッファに格納することによって上限閾値として設定し、設定した上限閾値を示す信号を上限温度コンペア回路１１４に送る。なお、上限温度設定回路１１２は、本発明に係る制御温度設定受付部の一例である。
【００１８】
下限温度設定回路１１３は、発熱するよう制御する発熱回路１２０の数を増やす間隔を短く又は長くすべき閾値となるＬＳＩ２００の温度を設定する回路である。下限温度設定回路１１３の入力端子は、外部装置４００の出力端子と接続される。また、下限温度設定回路１１３の出力端子は、下限温度コンペア回路１１５の入力端子と接続される。下限温度設定回路１１３は、発熱するよう制御する発熱回路１２０の数を増やす間隔を短く又は長くすべき閾値となるＬＳＩ２００の温度を示す信号を外部装置４００から受け取る。そして、下限温度設定回路１１３は、受け取った信号によって示される温度のデータをバッファに格納することによって下限閾値として設定し、設定した下限閾値を示す信号を下限温度コンペア回路１１５に送る。なお、下限温度設定回路１１３は、本発明に係る間隔制御温度設定受付部の一例である。
【００１９】
上限温度コンペア回路１１４は、計測された温度と、上限閾値として設定されている温度とを比較する回路である。上限温度コンペア回路１１４の入力端子は、ＡＤ変換回路１１１の出力端子、及び上限温度設定回路１１２の出力端子と接続される。また、上限温度コンペア回路１１４の出力端子は、制御信号生成回路１１６の入力端子と接続される。上限温度コンペア回路１１４は、測定されたＬＳＩ２００の温度を示す信号をＡＤ変換回路１１１から受け取る。また、上限温度コンペア回路１１４は、上限閾値として設定されている温度を示す信号を上限温度設定回路１１２から受け取る。そして、上限温度コンペア回路１１４は、これら信号によって示される計測された温度と、上限閾値として設定されている温度とを比較し、比較した結果を示す信号を制御信号生成回路１１６に送る。なお、上限温度コンペア回路１１４は、本発明に係る制御温度比較部の一例である。
【００２０】
下限温度コンペア回路１１５は、計測された温度と、下限閾値として設定されている温度とを比較する回路である。下限温度コンペア回路１１５の入力端子は、ＡＤ変換回路１１１の出力端子、及び下限温度設定回路１１３の出力端子と接続される。また、下限温度コンペア回路１１５の出力端子は、制御信号生成回路１１６の入力端子と接続される。下限温度コンペア回路１１５は、測定されたＬＳＩ２００の温度を示す信号をＡＤ変換回路１１１から受け取る。また、下限温度コンペア回路１１５は、下限閾値として設定されている温度を示す信号を下限温度設定回路１１３から受け取る。そして、下限温度コンペア回路１１５は、これら信号によって示される計測された温度と、下限閾値として設定されている温度とを比較し、比較した結果を示す信号を制御信号生成回路１１６に送る。なお、下限温度コンペア回路１１５は、本発明に係る間隔制御温度比較部の一例である。
【００２１】
制御信号生成回路１１６は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御するための制御信号を生成する回路である。制御信号生成回路１１６の入力端子は、外部装置４００の出力端子、上限温度コンペア回路１１４の出力端子、及び下限温度コンペア回路１１５の出力端子と接続される。また、制御信号生成回路１１６の出力端子は、各制御信号出力回路１１７の入力端子と接続される。さらに、制御信号生成回路１１６は、インターバルタイマ１１８を内蔵する。インターバルタイマ１１８は、制御信号生成回路１１６が制御信号を生成するためのトリガを一定時間毎に生成するタイマである。制御信号生成回路１１６は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを示す信号を外部装置４００から受け取る。また、制御信号回生成路１１６は、計測された温度と上限閾値とを比較した結果を示す信号を上限温度コンペア回路１１４から受け取る。また、制御信号生成回路１１６は、計測された温度と下限閾値とを比較した結果を示す信号を下限温度コンペア回路１１５から受け取る。そして、制御信号生成回路１１６は、インターバルタイマ１１８がトリガを生成する度に、これら信号によって示される比較結果に基づいて、各発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御するための制御信号を生成し、各制御信号出力回路１１７に送る。制御信号生成回路１１６が生成する制御信号は、真又は偽の真理値を示す信号である。なお、制御信号生成回路１１６は、本発明に係る制御信号出力部の一例である。また、インターバルタイマ１１８は、本発明に係る制御信号生成要求部の一例である。
【００２２】
制御信号出力回路１１７は、制御信号を発熱回路１２０に出力する回路である。好ましくは、制御信号出力回路１１７は、発熱回路１２０と同じ数だけ用意される。各制御信号出力回路１１７ａ〜ｓは、それぞれ各発熱回路１２０ａ〜ｓと１対１に対応する関係にある。制御信号出力回路１１７の入力端子は、制御信号生成回路１１６の出力端子と接続される。また、制御信号出力回路１１７の出力端子は、対応する発熱回路１２０の入力端子と接続される。そして、各制御信号出力回路１１７ａ〜ｓは、制御信号生成回路１１６から制御信号を受け取り、それぞれ対応する発熱回路１２０ａ〜ｓに出力する。なお、制御信号出力回路１１７は、本発明に係る制御信号出力部の一例である。
【００２３】
図３は、発熱回路１２０の構成例を示す図である。
発熱回路１２０は、制御信号入力回路１２１、及び奇数個の遅延回路１２２ａ〜ｃ（以下、遅延回路１２２と総称する。）を有する。奇数個の遅延回路１２２は、鎖状に接続される。発熱回路１２０は、これら制御信号入力回路１２１、及び鎖状に接続された奇数個の遅延回路１２２がリング状に接続されることによって、所謂リングオシレータの構成を呈する。
【００２４】
制御信号入力回路１２１は、制御信号を入力する回路である。制御信号入力部１２１の入力端子は、制御回路１１０の対応する制御信号出力回路１１７の出力端子、及び鎖状に接続された遅延回路１２２ａ〜ｃのうち最終段の遅延回路１２２ｃの出力端子と接続される。また、制御信号入力部１２１の出力端子は、鎖状に接続された遅延回路１２２ａ〜ｃのうち初段の遅延回路１２２ａの入力端子と接続される。制御信号入力回路１２１は、真又は偽の真理値を示す制御信号を制御信号出力回路１１７から受け取る。また、制御信号入力回路１２１は、真又は偽の真理値を示す出力信号を遅延回路１２２ｅから受け取る。そして、制御信号入力回路１２１は、これら信号によって示される真又は偽の各真理値に基づいて論理積演算を行い、演算結果の真理値を示す信号を遅延回路１２２ａに送る。
【００２５】
遅延回路１２２は、リングオシレータの遅延要素として機能する回路である。各遅延回路１２２の入力端子は、鎖状に別の遅延回路１２２の出力端子と接続される。但し、鎖状に接続された遅延回路１２２ａ〜ｃのうち初段の遅延回路１２２ａの入力端子は、制御信号入力回路１２１の出力端子と接続される。また、鎖状に接続された遅延回路１２２ａ〜ｃのうち最終段の遅延回路１２１ｃの出力端子は、制御信号入力回路１２１の入力端子と接続される。そして、遅延回路１２２ａは、真又は偽の真理値を示す信号を制御信号入力回路１２１から受け取り、この信号によった信号によって示される真又は偽の論理値に基づいて否定演算を行い、演算結果の真理値を示す信号を鎖状に接続された次の遅延回路１２２ｂに送る。遅延回路１２２ｂは、真又は偽の真理値を示す信号を遅延回路１２２ａから受け取り、この信号によった信号によって示される真又は偽の論理値に基づいて否定演算を行い、演算結果の真理値を示す信号を鎖状に接続された最終段の遅延回路１２２ｃに送る。遅延回路１２２ｃは、真又は偽の真理値を示す信号を遅延回路１２２ｂから受け取り、この信号によった信号によって示される真又は偽の論理値に基づいて否定演算を行い、演算結果の真理値を示す信号を制御信号入力回路１２１に送る。
【００２６】
このように、発熱回路１２０は、制御信号入力回路１２１の出力が初段の遅延回路１２２ａに入力され、各遅延回路１２２の出力が別の遅延回路１２２に入力され、最終段の遅延回路１２２ｃの出力が制御信号入力回路１２１に入力されており、全体としてリング構造になっている。鎖状に接続された奇数個の遅延回路１２２の出力は、初段入力の論理否定となる。発熱回路１２０の全体においては、初段の遅延回路１２２ａへの入力から有限の遅延時間後に最終段の遅延回路１２２ｅが初段入力の論理否定を出力し、これが再び制御信号入力回路１２１に入力される。
【００２７】
したがって、発熱回路１２０は、制御信号入力回路１２１が真の真理値を示す制御信号を入力する場合、制御信号入力回路１２１が最終段の遅延回路１２２ｅの出力信号によって示される真理値とは逆の真理値を示す信号を出力することとなり、このプロセスが繰り返されることによって発振する。発熱回路１２０は、発振するに伴い遅延回路１２２に貫通電流が流れることによって発熱する。
【００２８】
また、発熱回路１２０は、制御信号入力回路１２１が偽の真理値を示す制御信号を入力する場合、制御信号入力回路１２１が最終段の遅延回路１２２ｅの出力信号によって示される真理値の値に関係なく常に偽の真理値を示す信号を出力することとなり、発振は起こらない。したがって、発熱回路１２０は、制御信号によって示される真理値の値が真から偽に切り換わるとともに、発熱を停止する。
【００２９】
図４は、温度変化調整モジュール１００の動作を示す流れ図である。
図５は、温度変化調整モジュール１００が動作することによるＬＳＩ２００の温度変化を示す図である。
図６は、図５に示す温度変化において、時間ｔ５〜ｔ６までの間にＬＳＩ２００の処理負荷が変化したときの温度変化を示す図である。
温度変化調整モジュール１００の制御回路１１０は、上述したように、ＬＳＩ２００の温度に対して２つの閾値を設定し、これら閾値に対するＬＳＩ２００の温度の変化に基づいて発熱回路１２０を制御する。以下の説明における温度変化調整モジュール１００の動作は、ＬＳＩ２００の電源が投入されてから、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が所定の処理を開始し、終了するまでの動作である。なお、図中の破線は、温度変化調整モジュール１００を利用しない場合のＬＳＩ２００の温度変化を示している。
【００３０】
ＬＳＩ２００の電源が投入されると（ｔ１）、制御回路１１０の上限温度設定回路１１２及び下限温度設定回路１１３は、発熱回路１２０を制御するのに用いる閾値とすべきＬＳＩ２００の温度を示す信号を外部装置４００から受け取る（Ｓ１０１）。具体的には、上限温度設定回路１１２が受け取る信号によって示される温度は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる温度である。また、下限温度設定回路１１３が受け取る信号によって示される温度は、発熱するよう制御する発熱回路１２０の数を増やす時間の間隔を短く又は長くすべき閾値となる温度である。上限温度設定回路１１２は、受け取った信号によって示される温度のデータを、上限閾値Ｔ５としてバッファに格納する。同様に、下限温度設定回路１１３は、受け取った信号によって示される温度のデータを、下限閾値Ｔ４としてバッファに格納する。なお、ＬＳＩ２００の温度は、電源が投入されることによって、温度Ｔ１から温度Ｔ２まで上昇する。
【００３１】
そして、ＬＳＩ２００が初期化されると（ｔ２）、制御回路１１０の制御信号生成回路１１６は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを通知する信号を外部装置４００から受け取る（Ｓ１０２）。制御回路１１０は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを通知する信号を受け取ることによって、各発熱回路１２０の制御を開始する。具体的には、制御回路１１０のＡＤ変換回路１１１は、ＬＳＩ２００の現在の温度を示す信号を温度測定回路３００から受け取る。そして、制御回路１１０の上限温度コンペア回路１１４は、上限温度設定回路１１２が設定している上限閾値Ｔ５と、ＬＳＩ２００の現在の温度とを比較する。同様に、制御回路１１０の下限温度コンペア回路１１５は、下限温度設定回路１１３が設定している下限閾値Ｔ４と、ＬＳＩ２００の現在の温度とを比較する。そして、制御回路１１０の制御信号生成回路１１６は、これら比較結果に基づいて、各発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう制御する制御信号を生成する。
【００３２】
上限温度コンペア回路１１４が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が上限閾値Ｔ５よりも高い場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、制御信号生成回路１１６は、全ての発熱回路１２０が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成する（Ｓ１０４）。具体的には、制御信号生成回路１１６は、全ての発熱回路１２０に対する制御信号として、偽の真理値を示す信号を生成する。そして、制御回路１１０の各制御信号出力回路１１７は、制御信号生成回路１１６が生成した制御信号を、対応する発熱回路１２０にそれぞれ出力する（Ｓ１０８）。各発熱回路１２０の制御信号入力回路１２１は、偽の真理値を示す制御信号を受け取ることによって、初段の遅延回路１２２ａに対し、常に偽の真理値を示す信号を送ることとなる。即ち、各遅延回路１２２は、常に同じ真理値を示す信号を受け取ることとなるので、発振しない。したがって、各遅延回路１２２に貫通電流が流れないので、発熱回路１２０は、発熱しないか、発熱していれば発熱を停止する。
【００３３】
上限温度コンペア回路１１４が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が上限閾値Ｔ５よりも低く（Ｓ１０３：Ｎｏ）、下限温度コンペア回路１１５が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が下限閾値Ｔ４よりも高い場合（Ｓ１０５：Ｙｅｓ）、制御信号生成回路１１６は、インターバルタイマ１１８がトリガを生成する度に、発熱するよう制御する対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やすべく制御信号を生成する（Ｓ１０６）。この場合、インターバルタイマ１１８は、予め設定された通常の時間間隔毎にトリガを生成する。例えば、インターバルタイマ１１８が最初のトリガを生成すると、制御信号生成回路１１６は、１つの発熱回路１２０ａに対する制御信号として、真の真理値を示す信号を生成し、その他の発熱回路１２０ｂ〜ｓに対する制御信号として、偽の真理値を示す信号を生成する。そして、インターバルタイマ１１８が２回目のトリガを生成すると、制御信号生成回路１１６は、２つの発熱回路１２０ａ及び発熱回路１２０ｂに対する制御信号として、真の真理値を示す信号を生成し、その他の発熱回路１２０ｃ〜ｓに対する制御信号として、偽の真理値を示す信号を生成する。このように、制御信号生成回路１１６は、ＬＳＩ２００の温度が上限閾値Ｔ５よりも低く下限閾値Ｔ４よりも高い間、インターバルタイマ１１８がトリガを生成する度に、発熱回路１２０への制御信号として、真の真理値を示す信号を生成する数を徐々に増やしていく。そして、制御回路１１０の各制御信号出力回路１１７は、制御信号生成回路１１６が生成した制御信号を、対応する発熱回路１２０にそれぞれ出力する（Ｓ１０８）。各発熱回路１２０の制御信号入力回路１２１は、真の真理値を示す制御信号を受け取ることによって、最終段の遅延回路１２２ｃから受け取る信号の真理値に応じて、真又は偽の真理値を示す信号を初段の遅延回路１２２ａに送ることとなる。即ち、制御信号入力回路１２１は、真の真理値を示す信号を初段の遅延回路１２２ａに送った場合、最終段の遅延回路１２２ｃから偽の真理値を示す信号を受け取ることとなるので、次回、偽の真理値を示す信号を初段の遅延回路１２２ａに送ることとなる。また、制御信号入力回路１２１は、偽の真理値を示す信号を初段の遅延回路１２２ａに送った場合、最終段の遅延回路１２２ｃから真の真理値を示す信号を受け取ることとなるので、次回、真の真理値を示す信号を初段の遅延回路１２２ａに送ることとなる。このように、制御信号入力回路１２１が真の真理値を示す制御信号を制御回路１１０から受け取った場合、各遅延回路１２２は、発振することとなる。よって、発熱回路１２０は、各遅延回路１２２に貫通電流が流れることによって発熱する。また、上述したとおり、各発熱回路１２０は、偽の真理値を示す制御信号を受け取った場合発熱しない。
【００３４】
下限コンペア回路１１５が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が下限閾値Ｔ４よりも低い場合（Ｓ１０５：Ｎｏ）、インターバルタイマ１１８は、通常の時間間隔よりも短い間隔によってトリガを生成するよう設定を変更する（Ｓ１０７）。そして、制御信号生成回路１１６は、この通常の時間間隔よりも短い間隔によってトリガが生成される度に、発熱回路１２０への制御信号として、真の真理値を示す信号を生成する数を徐々に増やしていく。そして、制御回路１１０の各制御信号出力回路１１７は、制御信号生成回路１１６が生成した制御信号を、対応する発熱回路１２０にそれぞれ出力する（Ｓ１０８）。そして、上述したとおり、各発熱回路１２０は、真の真理値を示す制御信号を受け取った場合発熱し、偽の真理値を示す制御信号を受け取った場合発熱しない。
【００３５】
例えば、ＬＳＩ２００が初期化された直後においては、ＬＳＩ２００の現在の温度が下限閾値Ｔ４よりも低いので、制御信号生成回路１１６は、通常の時間間隔よりも短い間隔によってトリガが生成される度に、発熱回路１２０への制御信号として、真の真理値を示す信号を生成する数を徐々に増やしていく。そして、例えば、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が処理を開始する前に全ての発熱回路１２０が徐々に発熱すると、ＬＳＩ２００の温度は、温度Ｔ２から温度Ｔ３へ徐々に上昇する（ｔ３〜ｔ３）。
【００３６】
そして、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が処理を開始すると（ｔ４）、ＬＳＩ２２０の温度は、温度Ｔ３から処理の内容に応じた最高温度Ｔ６まで徐々に上昇する（ｔ４〜ｔ５）。この過程において、ＬＳＩ２００の温度が上限閾値Ｔ５よりも高くなった時点で、制御信号生成回路１１６は、全ての発熱回路１２０への制御信号として、偽の真理値を示す信号を生成する。各発熱回路１２０は、この制御信号を受け取ることによって発熱を停止する。ＬＳＩ２００の演算回路２１０が処理を開始してから（ｔ４）、ＬＳＩ２００の温度が最高温度Ｔ６に達するまでの温度変化は、温度変化調整モジュール１００を利用している場合、ＬＳＩ２００が初期化された直後から発熱回路１２０によって徐々に温度を上げているため、温度変化調整モジュール１００を利用しない場合に比べ、緩やかに上昇していることが分かる。なお、制御回路１１０の上限温度設定回路１１２及び下限温度設定回路１１３は、この最高温度Ｔ６に応じて、これら閾値を更新すべくＬＳＩ２００の温度を示す信号を外部装置４００から新たに受け取るようにしてもよい。
【００３７】
そして、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が処理を開始した後、処理負荷が小さくなると（ｔ６）、ＬＳＩ２００の温度は下降し始める。そして、ＬＳＩ２００の温度が上限閾値Ｔ５よりも低くなると（ｔ７）、制御信号生成回路１１６は、通常の時間間隔によってトリガが生成される度に、真の真理値を示す制御信号を送る対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やしていく。それでもなおＬＳＩ２００の温度が下降し続け、下限閾値Ｔ４よりも低くなった場合（ｔ８）、制御信号生成回路１１６は、通常の時間間隔よりも短い時間間隔によってトリガが生成される度に、真の真理値を示す制御信号を送る対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やしていく。そして、発熱する発熱回路１２０の数が増加するにつれ、ＬＳＩ２００の温度が上昇し始め、下限閾値Ｔ４よりも高くなると（ｔ９）、制御信号生成回路１１６は、通常の時間間隔によってトリガが生成される度に、真の真理値を示す制御信号を送る対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やしていく。そして、発熱する発熱回路１２０の数が更に増加するにつれ、ＬＳＩ２００の温度が上限閾値Ｔ５よりも高くなると（ｔ１０）、制御信号生成回路１１６は、全ての発熱回路１２０が発熱を停止すべく制御する制御信号として、偽の真理値を示す制御信号を生成する。このようにして、全ての発熱回路１２０が発熱を停止することによって、ＬＳＩ２００の温度が下降し始め、上限閾値Ｔ５よりも低くなると（ｔ１１）、制御信号生成回路１１６は、通常の時間間隔によってトリガが生成される度に、真の真理値を示す制御信号を送る対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やしていく。そして、ＬＳＩ２００の処理負荷が大きくなり始めると（ｔ１２）、ＬＳＩ２００の温度も上昇し始める。そして、ＬＳＩ２００の温度が上限閾値Ｔ５よりも高くなると（ｔ１３）、制御信号生成回路１１６は、全ての発熱回路１２０が発熱を停止すべく制御する制御信号として、偽の真理値を示す制御信号を生成する。ＬＳＩ２００の温度は、負荷が大きくなるにしたがって上昇し続け、最高温度Ｔ６まで達する（ｔ１４）。このように、ＬＳＩ２００の温度は、温度変化調整モジュール１００が動作することによって、処理負荷が小さくなったときにも、急激な温度変化を起こすことなく、設定された上限閾値Ｔ５と下限閾値Ｔ４との前後の温度を保つようにして変化させることができる。
【００３８】
そして、ＬＳＩ２００の温度は、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が処理を停止すると（ｔ１６）、低下し始める。この場合、制御信号生成回路１１６は、ＬＳＩ２００の温度が下限閾値Ｔ４よりも低くなると、通常の時間間隔よりも短い時間間隔によってトリガが生成される度に、真の真理値を示す制御信号を送る対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やしていく。その結果、ＬＳＩ２００の温度は、ＬＳＩが初期化される前の温度Ｔ２まで降下することなく、発熱回路１２０が全て発熱しているときの温度Ｔ３まで緩やかに降下して一定となる（ｔ１７）。即ち、ＬＳＩ２００の演算回路２２０が再び処理を開始するにあたり、発熱回路１２０が全て発熱しているときの温度Ｔ３から上昇することとなるので、ＬＳＩ２００の温度は、ＬＳＩが初期化される前の温度Ｔ２から上昇する場合に比べ、緩やかに上昇することとなる。
【００３９】
このように、本実施形態の温度変化調整モジュール１００は、ＬＳＩ２００の温度の変化に応じて、発熱又は発熱を停止するよう制御回路１１０が発熱回路１２０を制御することができる。これにより、ＬＳＩ２００の温度は、急激に上昇したり下降したりすることなく、緩やかに変化することとなる。その結果、ＬＳＩ２００の信頼性は、大きく向上することとなる。
【００４０】
図７は、制御回路の別の構成例を示す図である。
以下、別の実施形態の制御回路１３０を有する温度変化調整モジュール１００について説明する。本実施形態における制御回路１３０は、ＬＳＩ２００の温度に対する１つの閾値と、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率によって、発熱回路１２０に対する制御信号を生成する。制御回路１３０は、ＡＤ変換回路１３１、上限温度設定回路１３２、上限温度コンペア回路１３４、ＬＳＩ温度変化検出回路１３９、制御信号生成回路１３６、及び奇数個の制御信号出力回路１３７ａ〜ｓ（以下、制御信号出力回路１３７と総称する。）を有する。なお、制御信号生成回路１３６は、インターバルタイマ１３８を内蔵する。なお、上限温度設定回路１３２、上限温度コンペア回路１３４、制御信号出力回路１３７、及びインターバルタイマ１３８は、上述した制御回路１１０の上限温度設定回路１１２、上限温度コンペア回路１１４、制御信号出力回路１１７、及びインターバルタイマ１１８と同様の構成及び動作を呈するため、詳細な説明を省略する。
【００４１】
ＡＤ変換回路１３１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。ＡＤ変換回路１３１の入力端子は、温度測定回路３００の出力端子と接続される。また、ＡＤ変換回路１３１の出力端子は、上限温度コンペア回路１３４の入力端子、及びＬＳＩ温度変化検出回路１３９の入力端子と接続される。ＡＤ変換回路１３１は、ＬＳＩ２００の温度を示すアナログ信号を温度測定回路３００から受け取って、デジタル信号に変換し、上限温度コンペア回路１３４、及びＬＳＩ温度変化検出回路１３９に送る。なお、ＡＤ変換回路１３１は、本発明に係る温度取得部の一例である。
【００４２】
ＬＳＩ温度変化検出回路１３９は、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する回路である。ＬＳＩ温度変化検出回路１３９の入力端子は、ＡＤ変換回路１３１の出力端子と接続される。また、ＬＳＩ温度変化検出回路１３９の出力端子は、制御信号生成回路１３６の入力端子と接続される。ＬＳＩ温度変化検出回路１３９は、ＬＳＩ２００の温度を示す信号をＡＤ変換回路１３１から順次受け取って、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出し、算出した変化率を示す信号を制御信号生成回路１３６に送る。なお、ＬＳＩ温度変化検出回路１３９は、本発明に係る温度変化率算出部の一例である。
【００４３】
制御信号生成回路１３６は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御するための制御信号を生成する回路である。制御信号生成回路１３６の入力端子は、外部装置４００の出力端子、上限温度コンペア回路１３４の出力端子、及びＬＳＩ温度変化検出回路１３９の出力端子と接続される。また、制御信号生成回路１３６の出力端子は、各制御信号出力回路１３７の入力端子と接続される。さらに、制御信号生成回路１３６は、インターバルタイマ１３８を内蔵する。制御信号生成回路１３６は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを示す信号を外部装置４００から受け取る。また、制御信号回生成路１３６は、計測された温度と上限閾値とを比較した結果を示す信号を上限温度コンペア回路１３４から受け取る。また、制御信号生成回路１３６は、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率を示す信号をＬＳＩ温度変化検出回路１３９から受け取る。そして、制御信号生成回路１３６は、インターバルタイマ１３８がトリガを生成する度に、これら信号によって示される比較結果や変化率に基づいて、各発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう個別に制御するための制御信号を生成し、各制御信号出力回路１３７に送る。制御信号生成回路１３６が生成する制御信号は、真又は偽の真理値を示す信号である。なお、制御信号生成回路１３６は、本発明に係る制御信号出力部の一例である。
【００４４】
図８は、制御回路１３０を有する温度変化調整モジュール１００の動作を示す流れ図である。
本実施形態における温度変化調整モジュール１００の制御回路１３０は、上述したように、ＬＳＩ２００の温度に対する１つの閾値と、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率によって、発熱回路１２０に対する制御信号を生成する。
【００４５】
ＬＳＩ２００の電源が投入されると、制御回路１３０の上限温度設定回路１３２は、発熱回路１２０を制御するのに用いる閾値とすべきＬＳＩ２００の温度を示す信号を外部装置４００から受け取る（Ｓ２０１）。具体的には、上限温度設定回路１２２が受け取る信号によって示される温度は、発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止すべき閾値となる温度である。上限温度設定回路１２２は、受け取った信号によって示される温度のデータをバッファに格納することによって、その温度を上限閾値として設定する。
【００４６】
そして、ＬＳＩ２００が初期化されると、制御回路１３０の制御信号生成回路１３６は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを通知する信号を外部装置４００から受け取る（Ｓ２０２）。制御回路１３０は、ＬＳＩ２００が初期化されたことを通知する信号を受け取ることによって、各発熱回路１２０の制御を開始する。具体的には、制御回路１３０のＡＤ変換回路１３１は、ＬＳＩ２００の現在の温度を示す信号を温度測定回路３００から受け取る。そして、制御回路１３０の上限温度コンペア回路１３４は、上限温度設定回路１３２が設定している上限閾値と、ＬＳＩ２００の現在の温度とを比較する。また、ＬＳＩ温度変化検出回路１３９は、ＬＳＩ２００の温度が単位時間当たりに変化した変化率を算出する。そして、制御回路１３０の制御信号生成回路１３６は、これら比較結果や算出値に基づいて、各発熱回路１２０が発熱又は発熱を停止するよう制御する制御信号を生成する。
【００４７】
上限温度コンペア回路１３４が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が上限閾値よりも高い場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、制御信号生成回路１３６は、全ての発熱回路１２０が発熱を停止するよう制御する制御信号を生成する（Ｓ２０４）。具体的には、制御信号生成回路１３６は、全ての発熱回路１２０に対する制御信号として、偽の真理値を示す信号を生成する。そして、制御回路１３０の各制御信号出力回路１３７は、制御信号生成回路１３６が生成した制御信号を、対応する発熱回路１２０にそれぞれ出力する（Ｓ２０８）。各発熱回路１２０の制御信号入力回路１２１は、偽の真理値を示す制御信号を受け取ることによって、初段の遅延回路１２２ａに対し、常に偽の真理値を示す信号を送ることとなる。即ち、各遅延回路１２２は、常に同じ真理値を示す信号を受け取ることとなるので、発振しない。したがって、各遅延回路１２２に貫通電流が流れないので、発熱回路１２０は、発熱しないか、発熱していれば発熱を停止する。
【００４８】
上限温度コンペア回路１１４が比較した結果、ＬＳＩ２００の現在の温度が上限閾値Ｔ５よりも低い場合（Ｓ２０３：Ｎｏ）、制御信号生成回路１１６は、制御信号生成回路１３６は、インターバルタイマ１３８がトリガを生成する度に、発熱するよう制御する対象の発熱回路１２０の数を徐々に増やすべく制御信号を生成する。このとき、制御信号生成回路１３６は、ＬＳＩ温度変化検出回路１３９が算出する変化率の値に応じて、１回のトリガにより発熱するよう制御する対象の発熱回路１２０の数を決定する。例えば、変化率の値がｘ℃／ｓｅｃ未満の場合には（Ｓ２０５：Ｎｏ）、発熱すべき発熱回路１２０の数をａ個ずつ増やすよう制御信号を生成し（Ｓ２０６）、ｘ℃／ｓｅｃ以上の場合には（Ｓ２０５：Ｙｅｓ）、発熱すべき発熱回路１２０の数をｂ個（ｂ＞ａ）ずつ増やすよう制御信号を生成する（Ｓ２０７）。なお、いずれの場合においても、制御信号生成回路１３６は、発熱すべき発熱回路１２０に対し、真の真理値を示す制御信号を生成し、発熱すべきでない発熱回路１２０に対し、偽の真理値を示す制御信号を生成する。そして、制御回路１３０の各制御信号出力回路１３７は、制御信号生成回路１３６が生成した制御信号を、対応する発熱回路１２０にそれぞれ出力する（Ｓ２０８）。
【００４９】
このように、本実施形態の制御回路１３０を有する温度変化調整モジュール１００は、ＬＳＩ２００の温度の変化率に応じて、発熱又は発熱を停止するよう制御回路１１０が発熱回路１２０を制御することができる。これにより、ＬＳＩ２００の温度は、急激に上昇したり下降したりすることなく、緩やかに変化することとなる。その結果、ＬＳＩ２００の信頼性は、大きく向上することとなる。なお、本実施形態においては、変化率の値に応じて、一度に発熱すべき発熱回路１２０の数を変化させる例について説明したが、変化率の値に応じて、一度に発熱すべき発熱回路１２０の数を変化させずに、インターバルタイマ１３８がトリガを生成する時間間隔を変化させるようにしてもよい。
【００５０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は、上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００５１】
１００  温度変化調整モジュール
１１０  制御回路
１１１  ＡＤ変換回路
１１２  上限温度設定回路
１１３  下限温度設定回路
１１４  上限温度コンペア回路
１１５  下限温度コンペア回路
１１６  制御信号生成回路
１１７  制御信号出力回路
１１８  インターバルタイマ
１２０  発熱回路
１２１  制御信号入力回路
１２２  遅延回路
１３０  制御回路
１３１  ＡＤ変換回路
１３２  上限温度設定回路
１３４  上限温度コンペア回路
１３６  制御信号生成回路
１３７  制御信号出力回路
１３８  インターバルタイマ
１３９  ＬＳＩ温度変化検出回路
２００  ＬＳＩ
２１０  演算回路
２２０  入出力回路
３００  温度測定回路
４００  外部装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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