(57)【要約】  アナログ信号（Ｖｆｂ）に応じた大きさの電源電圧（Ｖｓｒｃ）を生成する電源装置（５）から、当該電源電圧が供給される半導体集積回路（１０）は、電源電圧を示す出力電圧信号（Ｓｉｎ）をアナログ信号として出力可能な出力部（２４）と、出力部の出力インタフェースと同じ仕様の入力インタフェースを有し、当該半導体集積回路の外部から入力される、電圧を示す入力信号（Ｖｉｎ）を受信可能な入力部（２６）と、入力信号と当該半導体集積回路の動作に必要な電圧を示す動作電圧情報とに基づいて、出力電圧信号（Ｓｏｕｔ）を生成する電圧制御回路（２８）とを備えている。
2015029293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログ信号に応じた大きさの電源電圧を生成する電源装置から、当該電源電圧が供給される半導体集積回路であって、
前記電源装置が出力すべき前記電源電圧を示す出力電圧信号を前記アナログ信号として出力可能な出力部と、
前記出力部の出力インタフェースと同じ仕様の入力インタフェースを有し、当該半導体集積回路の外部から入力される、電圧を示す入力信号を受信可能な入力部と、
前記入力信号と当該半導体集積回路の動作に必要な電圧を示す動作電圧情報とに基づいて、前記出力電圧信号を生成する電圧制御回路とを備えている
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項２】
請求項１の半導体集積回路において、
前記電源電圧を受ける入力端子と、
前記入力端子に接続され、当該半導体集積回路内部の各部に前記電源電圧を分配する内部配線とを備え、
前記電圧制御回路は、前記内部配線の電圧に基づいて前記動作電圧情報を生成する
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項３】
請求項２の半導体集積回路において、
前記内部配線の電圧をモニタする電圧モニタ回路を備え、
前記電圧制御回路は、前記電圧モニタ回路のモニタ結果に基づいて前記動作電圧情報を生成する
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項４】
請求項１の半導体集積回路において、
当該半導体集積回路のプロセスをモニタするプロセスモニタ回路を備え、
前記電圧制御回路は、前記プロセスモニタ回路のモニタ結果に基づいて前記動作電圧情報を生成する
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項５】
請求項１の半導体集積回路において、
当該半導体集積回路の温度をモニタする温度モニタ回路を備え、
前記電圧制御回路は、前記温度モニタ回路のモニタ結果に基づいて前記動作電圧情報を生成する
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか１つの半導体集積回路において、
前記入力部は、アナログの前記入力信号をデジタルの内部信号に変換して出力するものであり、
前記出力部は、デジタルの前記出力電圧信号を前記アナログ信号に変換して出力するものであり、
前記電圧制御回路は、前記内部信号とデジタルの前記動作電圧情報とを比較し、当該比較結果を前記出力電圧信号として出力する
ことを特徴とする半導体集積回路。
【請求項７】
請求項１の複数の半導体集積回路と、
１つの前記電源装置とを備えた電源制御システムであって、
前記複数の半導体集積回路のうち第１および第２の半導体集積回路について、
前記第１の半導体集積回路の前記入力部は、前記第２の半導体集積回路の前記出力部に接続され、
前記第１の半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されている
ことを特徴とする電源制御システム。
【請求項８】
請求項７の電源制御システムにおいて、
前記複数の半導体集積回路は縦続接続されており、
後段の前記半導体集積回路の前記入力部は、前段の前記半導体集積回路の前記出力部に接続され、かつ当該出力部から出力された前記アナログ信号を前記入力信号として受信し、
初段以外のいずれか１つの前記半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されている
ことを特徴とする電源制御システム。
【請求項９】
請求項８の電源制御システムにおいて、
最終段の前記半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されている
ことを特徴とする電源制御システム。
【請求項１０】
請求項７の電源制御システムにおいて、
前記複数の半導体集積回路はツリー状に接続されており、
葉ノード以外のノードに位置する前記半導体集積回路の前記入力部は、当該ノードの子ノードに位置する前記半導体集積回路の前記出力部に接続され、かつ当該出力部から出力された前記アナログ信号を前記入力信号として受信し、
葉ノード以外のいずれか１つのノードに位置する前記半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されており、
子ノードを有するノードに位置する前記半導体集積回路は、当該子ノードの数に応じた数の前記入力部を有する
ことを特徴とする電源制御システム。
【請求項１１】
請求項１０の電源制御システムにおいて、
根ノードに位置する前記半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されている
ことを特徴とする電源制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体集積回路に関し、特に、１つの電源装置から複数の半導体集積回路に供給される電圧を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高性能化および高速化に伴い、消費電力が増加傾向にある一方で、低消費電力化の要求も大きくなってきている。【０００３】
低消費電力化を実現する技術として、従来、半導体集積回路の内部回路に供給される電圧を動的に制御しているものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
特許文献１には、複数の電源装置と複数の半導体集積回路とを１対１で設け、各半導体集積回路に供給される電圧を動的に制御する構成や、１つの電源装置を用いて、複数の半導体集積回路に供給される電圧を動的に制御する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１２／００４９３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したように、複数の半導体集積回路にそれぞれ対応する電源装置を用いて電圧を制御する場合、コストが増大してしまう。一方、１つの電源装置から複数の半導体集積回路に供給される電圧を制御する場合、その電圧を決定するために、各半導体集積回路は互いにデータを送受信する必要がある。【０００７】
具体的に、従来技術において、２つの半導体集積回路に供給される電圧を制御する場合、各半導体集積回路は、自身に必要な電圧を決定するために、相互にデータを送受信している。相互間におけるデータの送受信には、例えば、データを送受信するためのデータ信号線、およびデータの送受信タイミングを制御するための制御信号線が必要となる。この場合、各半導体集積回路には、電源装置と電圧を入出力する端子以外に、これらデータ信号線および制御信号線のそれぞれに対応する、少なくとも２つの端子が必要となるため、配線数や端子数を減らすことは困難である。換言すると、デバイス間の端子数を１つにすることは困難である。また、特許文献１には、３つ以上の半導体集積回路を用いた場合の構成については明記されておらず、より多くの半導体集積回路を接続する場合には、各半導体集積回路の端子数が増加するおそれがある。端子数が増加すると、半導体集積回路の面積およびコストが増大してしまう。【０００８】
かかる点に鑑みて、本開示は、１つの電源装置から複数の半導体集積回路に供給される電源電圧を動的に制御する場合であっても、半導体集積回路の端子数が増加するのを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため本開示によって次のような解決手段を講じた。すなわち、アナログ信号に応じた大きさの電源電圧を生成する電源装置から、当該電源電圧が供給される半導体集積回路は、前記電源装置が出力すべき前記電源電圧を示す出力電圧信号を前記アナログ信号として出力可能な出力部と、前記出力部の出力インタフェースと同じ仕様の入力インタフェースを有し、当該半導体集積回路の外部から入力される、電圧を示す入力信号を受信可能な入力部と、前記入力信号と当該半導体集積回路の動作に必要な電圧を示す動作電圧情報とに基づいて、前記出力電圧信号を生成する電圧制御回路とを備えている。【００１０】
これによると、電圧制御回路は、入力信号と動作電圧情報とに基づいて出力電圧信号を生成する。入力部は、外部から入力される入力信号を受信することができ、出力部は、出力電圧信号をアナログ信号として電源装置にフィードバックすることができる。そして、電源装置から半導体集積回路に、このアナログ信号に応じた大きさの電源電圧が供給されるため、半導体集積回路は好適な電源電圧で動作が可能となる。【００１１】
ここで、上記半導体集積回路において、入力部の入力インタフェースおよび出力部の出力インタフェースは同じ仕様で構成される。したがって、入力部と出力部とを直接接続することが可能であり、すなわち、入力部は入力信号として、出力部から出力されるアナログ信号を受信可能である。【００１２】
例えば、第１の半導体集積回路の出力部と第２の半導体集積回路の入力部とを接続して、１つの電源装置から、第１および第２の半導体集積回路に供給される電源電圧を動的に制御する場合、第２の半導体集積回路の入力部は、第１の半導体集積回路の出力部から出力されるアナログ信号を入力信号として受信可能である。このとき、第１の半導体集積回路から出力されるアナログ信号は、第１の半導体集積回路に供給されるべき電源電圧を示す。そして、第２の半導体集積回路は、第１の半導体集積回路に供給されるべき電源電圧を示すアナログ信号を自身の入力信号として受信し、この入力信号と自身の動作電圧情報とに基づいて、自身が出力すべきアナログ信号を決定することができる。【００１３】
具体的に、第２の半導体集積回路は、第１の半導体集積回路からのアナログ信号および自身の動作電圧情報のうち好適な方を、自身のアナログ信号として電源装置にフィードバックすることができる。これによって、１つの電源装置から、これら半導体集積回路に供給される電源電圧を動的に制御することができる。しかも、第１および第２の半導体集積回路間における端子数は１つで済む。【００１４】
つまり、単体の半導体集積回路において、入力信号を受信する端子と、アナログ信号を出力する端子と、電源装置から供給される電源電圧を受ける端子とが設けられていればよいため、端子数が少なくて済む。【００１５】
これにより、複数の半導体集積回路を用いる場合であっても、各半導体集積回路の端子数が増加することがないため、半導体集積回路の省面積化および低コスト化を図ることができる。【００１６】
電源制御システムは、複数の上記半導体集積回路と、１つの前記電源装置とを備え、前記複数の半導体集積回路のうち第１および第２の半導体集積回路について、前記第１の半導体集積回路の前記入力部は、当該第２の半導体集積回路の前記出力部に接続され、前記第１の半導体集積回路の前記出力部は、前記電源装置に接続されている。【００１７】
これによると、端子数が少ない複数の半導体集積回路を用いた電源制御システムを実現することができるため、システム全体の面積を縮小することができるとともに、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示によれば、１つの電源装置から複数の半導体集積回路に供給される電源電圧を動的に制御する場合であっても、半導体集積回路の端子数が増加するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る半導体集積回路の構成図である。
【図２】図２は、第２の実施形態に係る電源制御システムの構成図である。
【図３】図３は、第２の実施形態の変形例１に係る電源制御システムの構成図である。
【図４】図４は、第２の実施形態の変形例２に係る電源制御システムの構成図である。
【図５】図５は、第２の実施形態の変形例３に係る電源制御システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る半導体集積回路の構成図である。本実施形態に係る半導体集積回路１０は、電源装置５から供給される電源電圧Ｖｓｒｃを受けて動作する。
【００２１】
半導体集積回路１０は、入力端子１２と、内部配線１４と、コア回路１６と、電圧モニタ回路１８と、プロセスモニタ回路２０と、温度モニタ回路２２と、出力部２４と、入力部２６と、電圧制御回路２８と、端子３０，３２とを有する。
【００２２】
入力端子１２は、電源装置５から出力される電源電圧Ｖｓｒｃを受ける。内部配線１４は、入力端子１２に接続されており、半導体集積回路１０の内部の各回路に、電源電圧Ｖｓｒｃを分配する。これにより、半導体集積回路１０内の各回路には、内部配線１４の電圧である電圧Ｖｄｄが供給される。
【００２３】
コア回路１６は、電圧Ｖｄｄを受けて動作する。コア回路１６は、例えば、単一あるいは複数の論理回路素子で構成してもよく、単体のデバイスや複数のデバイスで構成してもよい。
【００２４】
電圧モニタ回路１８は、内部配線１４の電圧Ｖｄｄをモニタし、電圧Ｖｄｄを例えばデジタル値として電圧制御回路２８に出力する。
【００２５】
プロセスモニタ回路２０は、半導体集積回路１０の動作に必要な最低限の電圧を出力する。例えば、プロセスモニタ回路２０は、半導体集積回路１０のプロセスのばらつき等による、プロセスの出来栄えに応じた電圧値をデジタル値で出力する。ここで、出来栄えとは、トランジスタの動作速度等のことである。
【００２６】
具体的に、プロセスモニタ回路２０は、半導体集積回路１０の起動時あるいは動作中において、コア回路１６等のプロセスの出来栄えをモニタし、モニタ結果に応じた値を電圧制御回路２８に出力する。
【００２７】
なお、プロセスモニタ回路２０は、コア回路１６の動作、すなわち半導体集積回路１０の動作に必要な最低限の電圧を示す情報を出力できる構成であればよい。したがって、プロセスモニタ回路２０は、プロセスの出来栄えに応じた固定値を、ハード的結線等によって予め記憶しておき、その固定値を電圧制御回路２８に出力するような構成であってもよい。
【００２８】
温度モニタ回路２２は、半導体集積回路１０の温度として、例えば、コア回路１６の温度をモニタし、モニタ結果に応じた電圧値を示すデジタル値を出力する。温度モニタ回路２２は、温度と電圧値とが対応づけられたテーブルを有していてもよく、モニタした温度に対応する電圧値を電圧制御回路２８に出力すればよい。
【００２９】
出力部２４は、例えばＤ／Ａ（digital to analog）コンバータで構成され、電圧制御回路２８から出力される、デジタルの出力電圧信号Ｓｏｕｔをアナログ信号Ｖｆｂに変換して電源装置５にフィードバック可能に構成されている。出力電圧信号Ｓｏｕｔは、電源装置５から出力されるべき電圧を示す信号である。アナログ信号Ｖｆｂは、端子３２から半導体集積回路１０の外部に出力される。
【００３０】
電源装置５は、例えばステップダウンコンバータで構成される。より具体的には、本実施形態では、型番ＭＰ１４７２−Ｃ４５２あるいは型番ＭＰ２３０３ＡＤＮ−Ｃ２５８などの電源装置５を用いることを想定している。したがって、アナログ信号Ｖｆｂは、型番ＭＰ１４７２−Ｃ４５２あるいは型番ＭＰ２３０３ＡＤＮ−Ｃ２５８におけるＦＢ端子のインタフェース仕様を満たす信号である。
【００３１】
なお、型番ＭＰ１４７２−Ｃ４５２のデータシートによると、ＦＢ端子へのフィードバック電圧の範囲は、０．９００Ｖ〜０．９４６Ｖである。また、型番ＭＰ２３０３ＡＤＮ−Ｃ２５８のデータシートによると、ＦＢ端子へのフィードバック電圧の範囲は、０．７８８Ｖ〜０．８１２Ｖである。このように、アナログ信号Ｖｆｂは、電源装置５にフィードバック可能な範囲内の電圧値を示す信号である。
【００３２】
電源装置５は、上述した型番のものに限られず、アナログ信号Ｖｆｂに応じた大きさの電源電圧Ｖｓｒｃを生成して出力するような構成であればよい。
【００３３】
入力部２６は、例えばＡ／Ｄ（analog to digital）コンバータで構成され、外部から端子３０を介して入力される、電圧を示す入力信号Ｖｉｎを受信可能である。また、入力部２６は、出力部２４の出力インタフェースと同じ仕様の入力インタフェースを有する。したがって、入力部２６は、出力部２４と直接接続することが可能であり、出力部２４からのアナログ信号Ｖｆｂをそのまま受信可能に構成されている。入力部２６は、アナログ信号Ｖｆｂなどの入力信号Ｖｉｎを受信すると、その信号をデジタルの内部信号Ｓｉｎに変換して電圧制御回路２８に出力することが可能となっている。
【００３４】
なお、入力部２６は、入力信号Ｖｉｎを受信しない場合、動作しなくてもよく、内部信号Ｓｉｎを出力しなくてもよい。
【００３５】
電圧制御回路２８は、内部信号Ｓｉｎと、半導体集積回路１０の動作として、例えばコア回路１６の動作に必要な電圧を示す動作電圧情報とに基づいて出力電圧信号Ｓｏｕｔを生成し、出力部２４に出力する。また、電圧制御回路２８は、電圧モニタ回路１８、プロセスモニタ回路２０、および温度モニタ回路２２のそれぞれの出力を比較して、当該比較結果として、動作電圧情報を生成するように構成されている。
【００３６】
例えば、電圧制御回路２８は、電圧モニタ回路１８の出力とプロセスモニタ回路２０の出力とを比較し、値が高い方を、温度モニタ回路２２の出力と比較して、その差分を動作電圧情報として算出する。また、電圧制御回路２８は、内部信号Ｓｉｎが入力される場合、内部信号Ｓｉｎと動作電圧情報とを比較し、例えば値が高い方を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。一方、内部信号Ｓｉｎが入力されない場合、電圧制御回路２８は、動作電圧情報を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力すればよい。
【００３７】
なお、電圧制御回路２８は、半導体集積回路１０に実装される他の要素を考慮して動作電圧情報を生成してもよい。例えば、電圧制御回路２８は、コア回路１６の動作周波数、あるいは動作するコア回路１６の数などを考慮して動作電圧情報を生成してもよい。
【００３８】
以上のように構成された半導体集積回路１０の電圧制御動作について説明する。
【００３９】
電源装置５から電源電圧Ｖｓｒｃが供給されると、半導体集積回路１０内の各回路が動作を開始する。具体的に、温度モニタ回路２２、プロセスモニタ回路２０、および電圧モニタ回路１８のそれぞれから、モニタ結果に応じた値が出力される。そして、これら回路からの出力に基づいて、電圧制御回路２８は、コア回路１６の動作に必要な電圧である動作電圧情報を生成する。
【００４０】
そして、電圧制御回路２８は、動作電圧情報と入力部２６からの内部信号Ｓｉｎとを比較して、当該比較結果として、電源装置５が出力すべき電圧を示す出力電圧信号Ｓｏｕｔを生成して出力する。なお、本実施形態では、内部信号Ｓｉｎは入力されなくてもよく、この場合、電圧制御回路２８は、動作電圧情報を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力すればよい。
【００４１】
出力部２４は、出力電圧信号Ｓｏｕｔをアナログ信号Ｖｆｂに変換して電源装置５にフィードバックする。これにより、電源装置５は、アナログ信号Ｖｆｂに応じた大きさの電源電圧Ｖｓｒｃを出力するようになる。
【００４２】
以上、本実施形態に係る半導体集積回路１０によると、比較的簡単な構成で、動的な電圧制御が可能となる。また、半導体集積回路１０は、入力端子１２および端子３０，３２の３つの端子を有していればよいため、端子数が少なくて済む。
【００４３】
ここで、本実施形態に係る半導体集積回路１０の入力部２６の入力インタフェースと出力部２４の出力インタフェースとは同じ仕様であるため、入力部２６は出力部２４から出力されるアナログ信号Ｖｆｂを受信可能である。したがって、１つの電源装置５から複数の半導体集積回路１０に供給される電源電圧Ｖｓｒｃを動的に制御する場合であっても、各半導体集積回路１０の端子数が少なくて済むため、各半導体集積回路１０の面積およびコストを低減することができる。
【００４４】
以下、１つの電源装置から複数の半導体集積回路に供給される電源電圧を動的に制御する場合について説明する。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
図２は、第２の実施形態に係る電源制御システムの構成図である。本実施形態に係る電源制御システム１は、図１の２つの半導体集積回路１０＿１，１０＿２で１つの電源装置５を共有する場合の構成例である。なお、簡略化のために、図２では、図１に示す、内部配線１４、コア回路１６、電圧モニタ回路１８、プロセスモニタ回路２０および温度モニタ回路２２を省略している。
【００４６】
電源制御システム１において、半導体集積回路１０＿１の出力部２４と半導体集積回路１０＿２の入力部２６とは接続されている。したがって、半導体集積回路１０＿２の入力部２６は、半導体集積回路１０＿１の出力部２４からのアナログ信号Ｖｆｂを入力信号Ｖｉｎとして受信する。これは、半導体集積回路１０＿２の入力部２６と半導体集積回路１０＿１の出力部２４とが同じプロトコルで通信可能、つまり、各半導体集積回路１０＿１，１０＿２における入力部２６および出力部２４の入出力インタフェースが同じ仕様であることを意味する。
【００４７】
半導体集積回路１０＿２の出力部２４は、電源装置５に接続されている。これにより、２つの半導体集積回路１０＿１，１０＿２で１つの電源装置５を共有する場合において、電源電圧Ｖｓｒｃの動的なフィードバック制御が可能となる。
【００４８】
次に、本実施形態に係る電源制御システム１における電圧制御動作について説明する。
【００４９】
半導体集積回路１０＿１，１０＿２のコア回路１６には、例えば約１．１Ｖの電圧Ｖｄｄが供給されており、この状態から、電源電圧Ｖｓｒｃがフィードバック制御されるとする。
【００５０】
具体的に、半導体集積回路１０＿１の入力部２６は入力信号Ｖｉｎを受信しないため、内部信号Ｓｉｎは出力されない。したがって、半導体集積回路１０＿１の電圧制御回路２８は、動作電圧情報を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。電圧制御回路２８は、例えば、図示しない各モニタ回路の出力に基づいて、現時点での電圧Ｖｄｄよりも０．１２Ｖ高い電圧が必要であると判断した場合、電圧Ｖｄｄを０．１２Ｖ上げることを示す動作電圧情報を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。
【００５１】
そして、半導体集積回路１０＿１の出力部２４は出力電圧信号Ｓｏｕｔをアナログ信号Ｖｆｂに変換して、半導体集積回路１０＿２に出力する。つまり、半導体集積回路１０＿１からは、動作電圧情報が示す値と同じ値のアナログ信号Ｖｆｂが出力されることになる。
【００５２】
半導体集積回路１０＿２の入力部２６は、半導体集積回路１０＿１からのアナログ信号Ｖｆｂを入力信号Ｖｉｎとして受信し、内部信号Ｓｉｎを出力する。半導体集積回路１０＿２において、電圧制御回路２８は、内部信号Ｓｉｎと動作電圧情報とを比較し、その比較結果を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。電圧制御回路２８は、例えば、現時点での電圧Ｖｄｄよりも０．１１Ｖ高い電圧が必要であることを示す動作電圧情報を生成した場合、動作電圧情報が示す値よりも内部信号Ｓｉｎが示す値（つまり、半導体集積回路１０＿１のアナログ信号Ｖｆｂが示す値）の方が大きいため、内部信号Ｓｉｎを出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。
【００５３】
そして、半導体集積回路１０＿２の出力部２４は、出力電圧信号Ｓｏｕｔをアナログ信号Ｖｆｂに変換して電源装置５にフィードバックする。
【００５４】
これにより、電源装置５から各半導体集積回路１０＿１，１０＿２に供給される電源電圧Ｖｓｒｃが、好適に、かつ動的に制御される。
【００５５】
以上、本実施形態によると、半導体集積回路１０＿１，１０＿２において、入力部２６の入力インタフェースおよび出力部２４の出力インタフェースが同じ仕様であるため、これらを直接接続することができる。したがって、デバイス間には、単方向通信を行うための端子３０，３２が１つだけ設けられていればよく、双方向通信は不要である。つまり、各半導体集積回路１０＿１，１０＿２は、電源装置５から供給される電源電圧Ｖｓｒｃを受ける入力端子１２と、入力信号Ｖｉｎを受ける端子３０と、アナログ信号Ｖｆｂを出力する端子３２とを有していればよいため、比較的簡単な構成の、端子数が少ない半導体集積回路を実現することができる。
【００５６】
これにより、各半導体集積回路１０＿１，１０＿２の省面積化および低コスト化を図ることができ、結果として、電源制御システム１全体の面積の増大を抑制することができ、かつコストを低減することができる。
【００５７】
−変形例１−
図３は、第２の実施形態の変形例１に係る電源制御システムの構成図である。本変形例に係る電源制御システム１は、ｎ個（ｎは３以上の整数）の半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎをチェーン状、すなわち縦続接続した場合の構成例である。
【００５８】
具体的に、後段の半導体集積回路１０＿２，１０＿３，…，１０＿ｎの入力部２６は、それぞれ、前段の半導体集積回路１０＿１，１０＿２，…，１０＿ｎ−１の出力部２４に接続されている。したがって、後段の半導体集積回路１０＿２，１０＿３，…，１０＿ｎの入力部２６は、それぞれ、前段の半導体集積回路１０＿１，１０＿２，…，１０＿ｎ−１から出力されるアナログ信号Ｖｆｂを入力信号Ｖｉｎとして受信する。
【００５９】
そして、最終段の半導体集積回路１０＿ｎの出力部２４は電源装置５に接続されている。
【００６０】
本変形例に係る電源制御システム１では、ｎ個の半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎはそれぞれ、前段の半導体集積回路１０＿１，１０＿２，…，１０＿ｎ−１からのアナログ信号Ｖｆｂ（つまり、自身が受信する入力信号Ｖｉｎ）および自身が生成する動作電圧情報のうち好適な方を出力すればよい。これにより、各半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎに最適な電源電圧Ｖｓｒｃが供給されるようになる。
【００６１】
以上、本変形例に係る電源制御システム１によると、初段の半導体集積回路１０＿１から最終段の半導体集積回路１０＿ｎに向かって単方向通信を行う構成によって、１つの電源装置５を共有することができる。これにより、各半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎに適した電源電圧Ｖｓｒｃの動的なフィードバック制御が可能となる。
【００６２】
また、本変形例では、半導体集積回路の数にかかわらず、各半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎのそれぞれの端子数は同じであるため、各半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎの面積や形状を均一化しやすくなり、電源制御システム１のレイアウトが容易となる。
【００６３】
なお、本変形例では、最終段の半導体集積回路１０＿ｎの出力部２４が電源装置５に接続されているが、初段以外の半導体集積回路１０＿２〜１０＿ｎ−１のいずれかが電源装置５に接続されていてもよい。例えば、半導体集積回路１０＿５〜１０＿ｎの動作電圧範囲が、半導体集積回路１０＿１〜１０＿４よりも広く、電圧制御が、半導体集積回路１０＿１〜１０＿４に適するようになされていれば問題ないような場合には、半導体集積回路１０＿４の出力部２４が電源装置５に接続されてもよい。
【００６４】
また、この場合、半導体集積回路１０＿５〜１０＿ｎには、電源装置５へのフィードバック電圧を参照して、自回路の動作周波数を決定するような回路が実装されていてもよい。
【００６５】
以上から、必ずしも最終段の半導体集積回路１０＿ｎが電源装置５に接続される必要はない。
【００６６】
−変形例２−
図４は、第２の実施形態の変形例２に係る電源制御システムの構成図である。本変形例に係る電源制御システム１は、図１の３つの半導体集積回路１０＿１〜１０＿３で１つの電源装置５を共有する場合の構成例である。
【００６７】
電源制御システム１は、３つの半導体集積回路１０＿１〜１０＿３がツリー状に接続されて構成される。具体的に、半導体集積回路１０＿１，１０＿２は、ツリーにおける葉（子）ノードに位置し、半導体集積回路１０＿３は、ツリーにおける根（親）ノードに位置する。
【００６８】
ツリー状に接続された複数の半導体集積回路１０＿１〜１０＿３において、子ノードを有するノード、つまり、親ノードに位置する半導体集積回路１０＿３には、その子ノードの数に応じた数の入力部２６および端子３０が設けられている。
【００６９】
電源制御システム１において、半導体集積回路１０＿３の入力部２６は、半導体集積回路１０＿１，１０＿２の出力部２４とそれぞれ接続されており、半導体集積回路１０＿１，１０＿２のそれぞれから出力されるアナログ信号Ｖｆｂを受信する。
【００７０】
半導体集積回路１０＿３の出力部２４は、電源装置５に接続されている。
【００７１】
以上のように構成された電源制御システム１における電圧制御動作について説明する。
【００７２】
半導体集積回路１０＿１，１０＿２の入力部２６は、入力信号Ｖｉｎを受信しないため、半導体集積回路１０＿１，１０＿２の電圧制御回路２８は、動作電圧情報を出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。
【００７３】
半導体集積回路１０＿１，１０＿２の出力部２４は、自身の出力電圧信号Ｓｏｕｔをアナログ信号Ｖｆｂに変換して半導体集積回路１０＿３に出力する。
【００７４】
半導体集積回路１０＿３のそれぞれの入力部２６は、半導体集積回路１０＿１，１０＿２から出力されたアナログ信号Ｖｆｂを、それぞれに対応する端子３０を介して受信し、内部信号Ｓｉｎを出力する。
【００７５】
半導体集積回路１０＿３において、電圧制御回路２８は、２つの内部信号Ｓｉｎと、動作電圧情報とを比較し、例えば、これらのうち値が最も高いものを出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力する。
【００７６】
例えば、半導体集積回路１０＿１の出力に対応する内部信号Ｓｉｎが電源電圧Ｖｓｒｃを０．１１Ｖ上げることを示し、半導体集積回路１０＿２の出力に対応する内部信号Ｓｉｎが電源電圧Ｖｓｒｃを０．１２Ｖ上げることを示し、動作電圧情報が電源電圧Ｖｓｒｃを０．０９Ｖ上げることを示す場合、電圧制御回路２８は、半導体集積回路１０＿２の出力に対応する内部信号Ｓｉｎを出力電圧信号Ｓｏｕｔとして出力すればよい。
【００７７】
以上、本変形例のように、複数の半導体集積回路１０＿１〜１０＿３をツリー状に接続して電源制御システム１を構成してもよい。
【００７８】
−変形例３−
図５は、第２の実施形態の変形例３に係る電源制御システムの構成図である。本変形例に係る電源制御システム１は、ｎ個（ｎは４以上の整数）の半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎをツリー状に接続した場合の構成例である。
【００７９】
具体的に、子ノードに位置する半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎ−１の出力部２４は、親ノードに位置する半導体集積回路１０＿ｎの入力部２６に接続されている。そして、半導体集積回路１０＿ｎの出力部２４は電源装置５に接続されている。また、半導体集積回路１０＿ｎの入力部２６および端子３０の数は、その子ノードの数と等しい。
【００８０】
本変形例では、半導体集積回路１０＿ｎの電圧制御回路２８は、半導体集積回路１０＿１〜１０＿ｎ−１のそれぞれに対応する内部信号Ｓｉｎのうち、例えば、値が最も高いものと自身の動作電圧情報とを比較してもよい。
【００８１】
なお、本変形例において、電源制御システム１は、葉ノードに位置する半導体集積回路から根ノードに位置する半導体集積回路に向かって単方向通信を行うことで、１つの電源装置５を共有するような構成であればよい。したがって、中間ノードに位置する半導体集積回路が接続されていてもよい。また、葉ノード以外のノードに位置するいずれかの半導体集積回路が電源装置５に接続されていてもよい。
【００８２】
例えば、任意の１つの中間ノードおよびその子ノードに位置する第１の半導体集積回路群の動作電圧範囲が、その他の第２の半導体集積回路群の動作電圧範囲と異なり、電圧制御が、第１の半導体集積回路群に適するようになされていれば問題ないような場合には、
上記中間ノードに位置する半導体集積回路の出力部２４が電源装置５に接続されていてもよい。
【００８３】
また、この場合、第２の半導体集積回路群には、電源装置５へのフィードバック電圧を参照して、自回路の動作周波数を決定するような回路が実装されていてもよい。
【００８４】
以上から、必ずしも親ノードに位置する半導体集積回路１０＿ｎが電源装置５に接続される必要はない。
【００８５】
また、上記各実施形態において、半導体集積回路１０，１０＿１〜１０＿ｎは、電圧モニタ回路１８、プロセスモニタ回路２０、および温度モニタ回路２２の全てを備えている必要はなく、自身の動作に必要な電圧を取得することができる構成を有していればよい。
【００８６】
また、上記各実施形態において、各半導体集積回路は、出力電圧信号Ｓｏｕｔの値である電圧値を算出してから、実際に出力電圧信号Ｓｏｕｔを変化させるまでのタイミングを調整可能な機能を有していてもよい。例えば、内部タイマなどにより時間を計測することによって、あるいは、異なる遅延量を持つ複数の遅延パスを切り替えることなどによって、上記タイミングの調整を実現してもよい。
【００８７】
このような機能により、例えば、電源装置５に近い半導体集積回路ほど、出力電圧信号Ｓｏｕｔを変化させるまでの時間を短くすることができる。これにより、各半導体集積回路において、最適な電圧値が算出されてから電源装置５に実際にフィードバックされるまでの時間の、半導体集積回路間のばらつきを少なくすることができる。
【００８８】
さらに、それぞれの半導体集積回路の処理内容により、一旦算出された最適な電圧値が有効である時間が異なる場合は、その時間に基づいて、出力電圧信号Ｓｏｕｔを変化させるまでのタイミングを調整してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本開示に係る半導体集積回路は、配線数および端子数が少なくて済むため、半導体集積回路や電源制御システムの省面積化および低コスト化に有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１                        電源制御システム
５                        電源装置
１０，１０＿１〜１０＿ｎ  半導体集積回路
１２                      入力端子
１４                      内部配線
１８                      電圧モニタ回路
２０                      プロセスモニタ回路
２２                      温度モニタ回路
２４                      出力部
２６                      入力部
２８                      電圧制御回路
Ｓｉｎ                    内部信号
Ｓｏｕｔ                  出力電圧信号
Ｖｆｂ                    アナログ信号
Ｖｉｎ                    入力信号
Ｖｓｒｃ                  電源電圧
【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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【国際調査報告】
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2015029293.tif 000009
2015029293.tif 000010
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