(57)【要約】【課題】携帯端末等の電源容量に制限がある電子機器において消費電流の大幅な低減が図れる電流供給装置及び電流供給方法を提供する。【解決手段】出力電流特性が線形的な特性を持つ電流出力部１２と、非線形的な特性を持つ電流出力部１３を備え、ＬＳＩ１００の消費電流に応じて電流出力部１２及び１３のうち、電源部１１からＬＳＩ１００に電流を供給する上で最も効率よく供給できるものを選択する。これにより、携帯端末における消費電流の大幅な削減を図ることができ、例えば電源部１１に充電可能なバッテリを使用した場合に、１回の充電における使用可能時間の延長化が図れる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体チップに電流を供給する電流供給手段を備えた電流供給装置において、
それぞれ出力電流特性が異なり、前記電流供給手段の出力電流を前記半導体チップが必要とする電流に変換する複数の電流出力手段と、
前記半導体チップの消費電流に応じて前記複数の電流出力手段のうち前記半導体チップに電流を供給する上で最も効率よく行えるものを選択するための選択信号を発生する選択信号発生手段と、
前記選択信号発生手段にて発生した選択信号に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する選択手段と、
を備える電流供給装置。
【請求項２】
前記複数の電流出力手段には出力電流特性が線形のものと非線形のものとがあり、
前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの消費電流が増加すると出力電流特性が線形の前記電流出力手段を選択するための選択信号を発生し、前記半導体チップの消費電流が減少すると出力電流特性が非線形の前記電流出力手段を選択するための選択信号を発生する請求項１に記載の電流供給装置。
【請求項３】
前記選択信号発生手段は、レジスタであり、
前記選択手段は、前記レジスタの値に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する請求項１又は請求項２に記載の電流供給装置。
【請求項４】
前記選択信号発生手段は、ｅＦｕｓｅであり、
前記選択手段は、前記ｅＦｕｓｅの動作に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する請求項１又は請求項２に記載の電流供給装置。
【請求項５】
前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの内部に設けられる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電流供給装置。
【請求項６】
前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの外部に設けられる請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電流供給装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の電流供給装置を備えた携帯端末。
【請求項８】
半導体チップに電流を供給する電流供給方法において、
それぞれ出力電流特性が異なり、電流供給源から出力される電流を前記半導体チップが必要とする電流に変換する複数の電流出力部のうち、前記半導体チップの消費電流に応じて前記半導体チップに電流を供給する上で最も効率よく行えるものを選択し、選択した前記電流出力部を介して前記電流供給源から前記半導体チップに電流を供給する電流供給方法。
【請求項９】
ＬＳＩテスタによって前記半導体チップの静止電源電流の実測値を計測し、計測した静止電源電流を参照して、前記複数の電流出力部のなかで電源の消費量が最も少ないものを選択する請求項８に記載の電流供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ（大規模集積回路）等の半導体チップを用いた携帯電話等の携帯端末に用いて好適な電流供給装置及び電流供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した携帯端末は、大型の電池を使用できない関係上、電源の容量に限界があるため、電池が供給する電流を如何に効率よく消費するかが課題となっている。その課題を克服するため、携帯端末で使用されているＬＳＩの消費電流を低く抑える設計手法が採られている。また、電池からＬＳＩへ電流を出力する部品に関してもＬＳＩで必要とされる消費電流に対してより効率良く電流を出力できるものが開発されている。その代表的なものとして、ＤＣ／ＤＣコンバータやＬＤＯ（低飽和）レギュレータなどがある。
【０００３】
ＤＣ／ＤＣコンバータは、小電流を出力するには電力を多く消費し、大電流を出力するには小電流のときよりも多く電力を消費する非線形的な特性を有する。ＬＤＯレギュレータは線形的な出力電流特性を有する。従来はＬＳＩが必要とする電流の状態に応じて非線形的な特性を有するＤＣ／ＤＣコンバータ等の電流出力部品と、線形的な特性を有するＬＤＯレギュレータ等の電流出力部品のいずれか一方を使用している。
【０００４】
なお、従来、電池を充電する電源制御装置として、電池の種類を識別し、識別した種類に対応して充電すべき電池電圧を制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、今後の半導体プロセスの微細化により、ＬＳＩの面内やロット間における静止電源電流のバラツキの範囲や動作電流のバラツキの範囲が大きく広がることが予想される。このため、ＬＳＩの面内やロット間の静止電源電流のバラツキや動作電流のバラツキを考慮して、携帯端末の消費電流を少なくするための電流供給方法が必要である。上述したＤＣ／ＤＣコンバータ、ＬＤＯレギュレータのいずれか一方のみを使用する電流供給方法では、低消費電流が求められる携帯端末において消費電流の大幅な低減は不可能である。
【０００７】
本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、携帯端末等の電源容量に制限がある電子機器において消費電流の大幅な低減が図れる電流供給装置及び電流供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は下記構成及び方法により達成される。
（１）  半導体チップに電流を供給する電流供給手段を備えた電流供給装置において、それぞれ出力電流特性が異なり、前記電流供給手段の出力電流を前記半導体チップが必要とする電流に変換する複数の電流出力手段と、前記半導体チップの消費電流に応じて前記複数の電流出力手段のうち前記半導体チップに電流を供給する上で最も効率よく行えるものを選択するための選択信号を発生する選択信号発生手段と、前記選択信号発生手段にて発生した選択信号に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する選択手段と、を備える。
【０００９】
上記構成によれば、出力電流特性の異なる複数の電流出力手段を備え、そのなかから半導体チップの消費電流を考慮して最も効率よく電流を出力できるものを選択するので、携帯端末等の電源容量に制限がある電子機器において消費電流の大幅な削減を図ることができ、例えば電流供給手段に充電可能なバッテリを使用した場合に、１回の充電における使用可能時間の延長化が図れる。
【００１０】
（２）  上記（１）に記載の電流供給装置において、前記複数の電流出力手段には出力電流特性が線形のものと非線形のものとがあり、前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの消費電流が増加すると出力電流特性が線形の前記電流出力手段を選択するための選択信号を発生し、前記半導体チップの消費電流が減少すると出力電流特性が非線形の前記電流出力手段を選択するための選択信号を発生する。
【００１１】
上記構成によれば、半導体チップの消費電流の増減に応じて、複数の電流出力手段のなかから最も効率よく電流を出力できるものを選択することができる。
【００１２】
（３）  上記（１）又は（２）に記載の電流供給装置において、前記選択信号発生手段は、レジスタであり、前記選択手段は、前記レジスタの値に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する。
【００１３】
上記構成によれば、半導体チップの内部にあるレジスタを利用することで、専用の手段を設ける必要がなく、回路設計の負担を軽減できる。
【００１４】
（４）  上記（１）又は（２）に記載の電流供給装置において、前記選択信号発生手段は、ｅＦｕｓｅであり、前記選択手段は、前記ｅＦｕｓｅの動作に従い、前記複数の電流出力手段のうち１つを選択する。
【００１５】
上記構成によれば、ｅＦｕｓｅ技術を用いた半導体チップのｅＦｕｓｅを利用することで、専用の手段を設ける必要がなく、回路設計の負担を軽減できる。
【００１６】
（５）  上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の電流供給装置において、前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの内部に設けられる。
【００１７】
上記構成によれば、選択信号発生手段を半導体チップの内部に設けることで、回路設計の負担を軽減できる。
【００１８】
（６）  上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の電流供給装置において、前記選択信号発生手段は、前記半導体チップの外部に設けられる。
【００１９】
上記構成によれば、選択信号発生手段を半導体チップの外部に設けることで、回路設計の負担が増加するものの、選択信号発生手段の仕様を容易に変更することが可能である。
【００２０】
（７）  携帯端末において、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の電流供給装置を備える。
【００２１】
上記構成によれば、携帯端末に使用される充電可能なバッテリの１回の充電における使用可能時間の延長化が図れる。すなわち、省電力な携帯端末を実現できる。
【００２２】
（８）  半導体チップに電流を供給する電流供給方法において、それぞれ出力電流特性が異なり、電流供給源から出力される電流を前記半導体チップが必要とする電流に変換する複数の電流出力部のうち、前記半導体チップの消費電流に応じて前記半導体チップに電流を供給する上で最も効率よく行えるものを選択し、選択した前記電流出力部を介して前記電流供給源から前記半導体チップに電流を供給する。
【００２３】
上記方法によれば、出力電流特性の異なる複数の電流出力部のなかから半導体チップの消費電流を考慮して最も効率よく電流を出力できるものを選択するので、携帯端末等の電源容量に制限がある電子機器において消費電流の大幅な削減を図ることができ、例えば電流供給源に充電可能なバッテリを使用した場合に、１回の充電における使用可能時間の延長化が図れる。
【００２４】
（９）  上記（８）に記載の電流供給方法において、ＬＳＩテスタによって前記半導体チップの静止電源電流の実測値を計測し、計測した静止電源電流を参照して、前記複数の電流出力部のなかで電源の消費量が最も少ないものを選択する。
【００２５】
上記方法によれば、ＬＳＩテスタを用いることによって、半導体チップの静止電源電流の実測値を計測することができるので、半導体チップの動作状態において最適な電流出力部を選択することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、半導体チップを搭載し、電源容量に制限がある携帯端末等の電子機器において消費電流の大幅な低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施の形態に係る電流供給装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態の電流供給装置は、本発明を省電力化が求められる携帯電話に適用したものである。同図に示す半導体チップであるＬＳＩ１００は携帯電話を構成する電子部品である。本実施の形態の電流供給装置１０は、電流供給源である電源部１１と、電流出力部１２及び１３と、選択部１４と、携帯電話のＬＳＩ１００に内蔵された選択信号発生部１５とを備えて構成される。電源部１１には例えば充電可能なリチウム電池やニカド電池が用いられる。電流出力部１２は入出力電流特性が線形のものであり、例えばＬＤＯレギュレータである。電流出力部１３は入力出力電流特性が非線形のものであり、例えばＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２９】
ここで、図２にＸ軸をＬＳＩ１００が必要とする電流、Ｙ軸を電源部１１が消費する電流とし、電流出力部１２及び１３夫々の特性を示したグラフを示す。図中Ｃｖ１は線形的な特性を持つ電流出力部１２の特性、Ｃｖ２は非線形的な特性を持つ電流出力部１３の特性である。選択部１４は、電流出力部１２及び１３のうち、選択信号発生部１５が発生した選択信号Ｓｓで指定されるものを選択する。選択信号発生部１５はＬＳＩ１００に内蔵されたものであり、ＬＳＩ１００の消費電流の値に応じて電流出力部１２又は電流出力部１３を選択する選択信号Ｓｓを発生する。例えば、携帯電話の待ち受け時（スタンバイ時）の消費電流値のときには、非線形の出力電流特性を有する電流出力部１３を選択する選択信号Ｓｓを発生し、通話などの動作時の消費電流値のときには、線形の出力電流特性を有する電流出力部１２を選択する選択信号Ｓｓを発生する。選択された電流出力部１２又は１３の出力電流は、例えばＬＳＩ１００の内部電源又はＬＳＩ１００の基板電源又はＬＳＩ１００のＩＯ電源として使用される。
【００３０】
なお、携帯電話の場合、通話などの動作状態にあるときよりも待ち受け状態にあるときの方が時間的に長くなる傾向が強いので、常時電流出力部１３を選択するようにして、通話時などの動作時になったら電流出力部１２を選択するようにしても良い。このようにすることにより、選択信号Ｓｓを１種類で済ますことができる。このように、待ち受け時には電流出力部１３を選択することで電源部１１の電流消費量を低く抑えることができ、通話などの動作時には電流出力部１２を選択することで電源部１１の電流消費量を大きくして携帯電話の動作を確実にできる。
【００３１】
このように、本実施の形態の電流供給装置１０によれば、出力電流特性が線形的な特性を持つ電流出力部１２と、非線形的な特性を持つ電流出力部１３を備え、ＬＳＩ１００の消費電流に応じて電流出力部１２及び１３のうち、電源部１１からＬＳＩ１００に電流を供給する上で最も効率よく供給できるものを選択するので、携帯電話における消費電流の大幅な削減を図ることができ、例えば電源部１１に充電可能なバッテリを使用した場合に、１回の充電における使用可能時間の延長化が図れる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、ＬＳＩ１００の消費電流に基づいて電流出力部１２又は１３を択一的に選択するようにしたが、ＬＳＩ１００の動作モードの違いによって選択することも可能である。例えば、ＬＳＩ１００に内蔵されたレジスタに設定されるデータが携帯電話の待ち受け時と通話などの動作時で変わることを利用して、待ち受け時のデータのときに電流出力部１３を選択し、通話などの動作時のデータのときに電流出力部１２を選択する。半導体チップの内部にあるレジスタを利用することで専用の手段を設ける必要がない。これによって回路設計の負担を軽減できる。
【００３３】
また、ｅＦｕｓｅ技術を用いた半導体チップの場合には、レジスタを利用することなく、半導体チップが自律的に自己の状態を監視し、必要に応じて動的に再構成するチップモーフィング技術（ｅＦｕｓｅ）を用いることも可能である。ｅＦｕｓｅは独自のソフト・アルゴリズムと微細な電気ヒューズを組み合わせ、ソフト・アルゴリズムでチップ機能を常時監視するようにしたものである。このｅＦｕｓｅを利用することで専用の手段を設ける必要がなくなり、レジスタを利用する場合と同様に回路設計の負担を軽減できる。
【００３４】
また、本実施の形態では、選択信号発生部１５をＬＳＩ１００に内蔵させたが、図３に示すようにＬＳＩ１００の外部に設けて電流供給装置３０を構成しても良い。この場合、ＬＳＩ１００と別体にした選択信号発生部１５ＡではＬＳＩ１００の消費電流を知り得ることができない。そこで、例えばＬＳＩテスタ（図示略）を用いてＬＳＩ１００の静的電源電流ＩＤＤｑを測定し、この実測値をレジスタ選択信号発生部１５Ａに設定する。なお、図４にＬＳＩテスタを用いて選択信号発生部１５Ａの状態を設定する手順を示す。まずＬＳＩ１００の検査時に静的電源電流ＩＤＤｑを選択し（ステップＳ１０）、ＬＳＩテスタ（図示略）を使用して静的電源電流ＩＤＤｑを測定する（ステップＳ１１）。そして、静的電源電流ＩＤＤｑの測定結果から選択信号発生部１５Ａの状態を決定し、選択信号発生部１５Ａを決定した状態にする（ステップＳ１２）。例えば、非線形の出力電流特性を有する電流出力部１３を選択する状態に設定する。この状態に設定すると、この状態以外の状態になると、線形の出力電流特性を有する電流出力部１２を選択できることになる。
【００３５】
また、本実施の形態では、２つの電流出力部１２及び１３を設けたが、電流出力部１２及び１３以外に、これらとは異なる出力電流特性を有するものを少なくとも１つ設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、携帯端末等の電源容量に制限がある電子機器において消費電流の大幅な低減が図れるといった効果を有し、携帯端末をはじめとする電源容量に制限がある小型の電子機器などへの適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電流供給装置の概略構成を示すブロック図
【図２】図１のＬＳＩが必要とする電流と２つの電流出力部が出力する電流の関係を示すグラフ
【図３】上記実施の形態に係る電流供給装置の応用例の概略構成を示すブロック図
【図４】図３の選択信号発生部の状態を決定するためのフローチャート
【符号の説明】
【００３８】
１０，３０  電流供給装置
１１  電源部
１２，１３  電流出力部
１４  選択部
１５，１５Ａ  選択信号発生部
１００  ＬＳＩ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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