(57)【要約】【課題】複数のマクロを備える半導体集積回路において、対象マクロに対する電源ＯＮ処理の方法を、状況に応じて切り替える。【解決手段】半導体集積回路は、複数のマクロと、複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦを制御する電源制御部と、複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す電源状態情報が格納される記憶部と、を備える。複数のマクロのうち対象マクロを電源ＯＮにする場合、電源制御部は、記憶部から電源状態情報を読み出し、他のマクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて対象マクロの電源ＯＮ方法を切り替える。【選択図】図１
2012048562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマクロと、
前記複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦを制御する電源制御部と、
前記複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す電源状態情報が格納される記憶部と
を備え、
前記複数のマクロのうち対象マクロを電源ＯＮにする場合、前記電源制御部は、前記記憶部から前記電源状態情報を読み出し、他のマクロの前記電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて前記対象マクロの電源ＯＮ方法を切り替える
半導体集積回路。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体集積回路であって、
前記複数のマクロのうち隣接マクロは、レイアウト上、前記対象マクロに隣接しており、
前記電源制御部は、前記隣接マクロの前記電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて前記対象マクロの前記電源ＯＮ方法を切り替える
半導体集積回路。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体集積回路であって、
前記隣接マクロが電源ＯＮ状態の場合、前記電源制御部は、前記対象マクロの前記電源ＯＮ方法として、低速起動モードを選択し、
前記隣接マクロが電源ＯＦＦ状態の場合、前記電源制御部は、前記対象マクロの前記電源ＯＮ方法として、前記低速起動モードよりも速い高速起動モードを選択する
半導体集積回路。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体集積回路であって、
前記電源制御部は、前記対象マクロに対して、複数の電源スイッチを通して電力を供給し、
前記低速起動モードにおいて、前記電源制御部は、前記複数の電源スイッチを複数回に分けてＯＮし、
前記高速起動モードにおいて、前記電源制御部は、前記複数の電源スイッチを一斉にＯＮする
半導体集積回路。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の半導体集積回路であって、
前記対象マクロを電源ＯＮにした後、前記電源制御部は、前記記憶部に格納されている前記電源状態情報を更新する
半導体集積回路。
【請求項６】
複数のマクロを備える半導体集積回路の電源制御方法であって、
前記複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す電源状態情報を記憶部に格納するステップと、
前記複数のマクロのうち対象マクロを電源ＯＮにするステップと
を含み、
前記対象マクロを電源ＯＮにするステップは、
前記記憶部から前記電源状態情報を読み出すステップと、
他のマクロの前記電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、前記対象マクロの電源ＯＮ方法を切り替えるステップと
を含む
電源制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電源制御方法であって、
前記複数のマクロのうち隣接マクロは、レイアウト上、前記対象マクロに隣接しており、
前記対象マクロの前記電源ＯＮ方法を切り替えるステップは、前記隣接マクロの前記電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて前記対象マクロの前記電源ＯＮ方法を切り替えるステップを含む
電源制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマクロを備える半導体集積回路の電源制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等のデジタル機器において使用される半導体集積回路（システムＬＳＩ）は、複数の回路マクロを内蔵している。ここで、処理内容に依っては、一部の回路マクロを使用する必要がなく、そのような回路マクロへの電源供給をＯＦＦしてもよい。すなわち、要求される処理内容に応じて、それぞれの回路マクロへの電源供給をＯＮ／ＯＦＦすることにより、消費電力を低減することが可能である。このような電源制御は、「パワーマネジメント」とも呼ばれる。近年、集積度及び回路規模の増大に伴い、消費電力が増大する傾向にある。このような状況において、パワーマネジメントは有効であり、その必要性が増している。
【０００３】
特許文献１（特開２００９−１３４５７６号公報）は、外部割り込みに応じた適切な回路マクロに対して電源制御を行う集積回路装置を開示している。その集積回路装置は、電源電圧が個別に供給される複数の電源ドメインと、複数の電源ドメインにそれぞれ属する複数の回路マクロと、電源回路からの電源電圧を複数の電源ドメインそれぞれに対して供給または遮断する複数の電源スイッチと、電源スイッチを制御する電源制御ユニットと、を備える。電源制御ユニットは、電源スイッチ制御部と、電源ドメインレジスタと、割込制御部とを備える。電源ドメインレジスタには電源ドメインデータが格納され、その電源ドメインデータは、複数の外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインを示す。割込制御部は、外部割込信号に応答して、当該外部割込信号に対応する電源ドメインデータを電源スイッチ制御部に供給する。電源スイッチ制御部は、電源ドメインデータに対応する電源スイッチを導通制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３４５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の通り、パワーマネジメントによる省電力化技術の必要性が増している。パワーマネジメントが実施されている場合に、あるマクロを電源ＯＦＦ状態から復帰させる際、当該対象マクロに対して「電源ＯＮ処理（復帰処理）」を実行することが必要である。特許文献１の場合、その電源ＯＮ処理の方法は、予め決まっており、固定的である。つまり、電源ＯＮ処理の方法を、状況に応じて柔軟に切り替えることができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点において、半導体集積回路が提供される。その半導体集積回路は、複数のマクロと、複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦを制御する電源制御部と、複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す電源状態情報が格納される記憶部と、を備える。複数のマクロのうち対象マクロを電源ＯＮにする場合、電源制御部は、記憶部から電源状態情報を読み出し、他のマクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて対象マクロの電源ＯＮ方法を切り替える。
【０００７】
本発明の他の観点において、複数のマクロを備える半導体集積回路の電源制御方法が提供される。その電源制御方法は、（Ａ）複数のマクロのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を示す電源状態情報を記憶部に格納するステップと、（Ｂ）複数のマクロのうち対象マクロを電源ＯＮにするステップと、を含む。上記（Ｂ）対象マクロを電源ＯＮにするステップは、（Ｂ１）記憶部から電源状態情報を読み出すステップと、（Ｂ２）他のマクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロの電源ＯＮ方法を切り替えるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のマクロを備える半導体集積回路において、対象マクロに対する電源ＯＮ処理の方法を、状況に応じて切り替えることが可能となる。これにより、パワーマネジメントの使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態における電源状態情報の一例を示す概念図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路の電源制御方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る半導体集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における低速起動モードと高速起動モードとの比較を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態に係る半導体集積回路１の構成を概略的に示すブロック図である。半導体集積回路１は、複数のマクロ１０−１〜１０−Ｎ（Ｎは２以上の整数）、電源制御部２０、及び記憶部３０を備えている。
【００１２】
各マクロ１０（回路マクロ）は、特定の機能を有する機能ブロックである。マクロ１０として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、通信回路等が例示される。複数のマクロ１０には、それぞれ個別に、電力が供給される。
【００１３】
電源制御部２０は、マクロ１０に関してパワーマネジメントを行う。具体的には、電源制御部２０は、複数のマクロ１０−１〜１０−Ｎに接続されており、それら複数のマクロ１０−１〜１０−Ｎに対する電源供給をそれぞれ個別に制御する。すなわち、電源制御部２０は、複数のマクロ１０−１〜１０−Ｎのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦを独立して制御する。
【００１４】
記憶部３０には、電源状態情報ＳＴＡが格納される。電源状態情報ＳＴＡは、複数のマクロ１０−１〜１０−Ｎのそれぞれの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態（シャットダウン、スリープ、ノーマル、等）を示す。この記憶部３０は、電源制御部２０からアクセス可能に設けられる。
【００１５】
次に、パワーマネジメントにより電源ＯＦＦ状態となっているあるマクロ１０を、電源ＯＮ状態に復帰させることを考える。電源ＯＮの対象となる当該マクロ１０は、以下「対象マクロ１０」と参照される。対象マクロ１０に対する電源ＯＮ処理（復帰処理）は、次の通りである。
【００１６】
まず、電源制御部２０は、記憶部３０から電源状態情報ＳＴＡを読み出す。次に、電源制御部２０は、その電源状態情報ＳＴＡで示される他のマクロ１０の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法を選択する。つまり、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法は複数用意されており、電源制御部２０は、他のマクロ１０の現在の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法を切り替える。そして、電源制御部２０は、選択した電源ＯＮ方法に従って、対象マクロ１０を電源ＯＮする。対象マクロ１０が電源ＯＮされた後、電源制御部２０は、対象マクロ１０の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を「電源ＯＮ」に変更することにより電源状態情報ＳＴＡを更新する。
【００１７】
このように、本実施の形態によれば、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法が、現在の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて切り替えられる。つまり、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法は、固定されておらず、状況に応じて柔軟に切り替えられ得る。これにより、柔軟な電源制御が可能となり、パワーマネジメントの使い勝手が向上する。
【００１８】
一例として、隣接マクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法を切り替えることを考える。ここで、「隣接マクロ」とは、レイアウト上、対象マクロ１０に隣接するマクロのことである。対象マクロ１０を電源ＯＮする際、ラッシュカレントにより電源ラインにノイズが発生し、そのノイズが隣接マクロの動作に影響を及ぼす可能性がある。隣接マクロの誤動作を防止するためには、対象マクロ１０を徐々に電源ＯＮする（徐々に供給電力を増加させる）ことが考えられる。しかしながら、その場合、対象マクロ１０の電源ＯＦＦ状態からの復帰時間が長くなってしまい、ユーザにとってパワーマネジメントが使いにくいものとなってしまう。そこで、対象マクロ１０を電源ＯＮする際に、隣接マクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に着目する。もし、隣接マクロも電源ＯＦＦ状態であれば、電源ラインにノイズが発生しても問題ない。従って、多くの電流を流すことによって、対象マクロ１０の電源ＯＮ処理に要する時間を短縮することができるはずである。この観点に立脚した実施例を、以下に詳しく説明する。
【００１９】
図２は、電源状態情報ＳＴＡの一例を示している。図２の例において、電源状態情報ＳＴＡは、マクロ１０毎に隣接マクロの各々の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態が分かるように構成されている。対象マクロ１０の電源ＯＮ処理時、このような電源状態情報ＳＴＡを参照することによって、隣接マクロの現在の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を認識することが可能である。
【００２０】
図３は、本実施の形態に係る電源制御方法を示すフローチャートである。まず、電源制御部２０は、対象マクロ１０に関する電源ＯＮリクエストを受け取る（ステップＳ１０）。その電源ＯＮリクエストに応答して、電源制御部２０は、記憶部３０から電源状態情報ＳＴＡを読み出す（ステップＳ２０）。図２で示されたような電源状態情報ＳＴＡを参照することにより、電源制御部２０は、対象マクロ１０に隣接する隣接マクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を認識することができる。
【００２１】
電源制御部２０は、隣接マクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法を選択する。より詳細には、隣接マクロが電源ＯＮ状態である場合（ステップＳ３０；Ｙｅｓ)、電源制御部２０は、隣接マクロの誤動作を防ぐために、「低速起動モード」を対象マクロ１０の電源ＯＮ方法として選択する（ステップＳ４０）。一方、隣接マクロが電源ＯＦＦ状態である場合（ステップＳ３０；Ｎｏ)、電源制御部２０は、低速起動モードよりも速い「高速起動モード」を対象マクロ１０の電源ＯＮ方法として選択する（ステップＳ５０）。選択した起動モードで対象マクロ１０を電源ＯＮした後、電源制御部２０は、対象マクロ１０の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態を「電源ＯＮ」に変更することにより電源状態情報ＳＴＡを更新する（ステップＳ６０）。
【００２２】
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、電源制御部２０は、隣接マクロの電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法（起動モード）を切り替える。つまり、対象マクロ１０の電源ＯＮ方法は固定されておらず、状況に応じて「高速起動モード」を用いることができる。高速起動モードの場合、対象マクロ１０の電源ＯＦＦ状態からの復帰時間が短縮され、好適である。また、このことは、ユーザにとってのパワーマネジメントの使い勝手の向上も意味する。
【００２３】
図４は、高速起動モードと低速起動モードを実現するための構成の一例を示している。ここでは、例として、レイアウト上互いに隣接する２つのマクロ１０−１、１０−２を考える。マクロ１０−１、１０−２、及び電源制御部２０は、データバス４０を介して互いに接続されている。電源制御部２０は、データバス４０を通して、ＣＰＵ等からリクエストを受け取る。
【００２４】
図４に示されるように、電源制御部２０は、電源スイッチ２１−Ａ、２１−Ｂ、２２−Ａ、２２−Ｂ、スイッチ制御部２３、アービター部２４、及び電源状態レジスタ２５を備えている。
【００２５】
電源スイッチ２１−Ａ、２１−Ｂは、電源とマクロ１０−１との間に設けられている。マクロ１０−１には、これら電源スイッチ２１−Ａ、２１−Ｂを通して電源電圧ＶＤＤが供給される。尚、簡単のため、２つの電源スイッチ２１−Ａ、２１−Ｂだけを示しているが、実際にはより多数の電源スイッチが用いられてもよい。
【００２６】
電源スイッチ２２−Ａ、２２−Ｂは、電源とマクロ１０−２との間に設けられている。マクロ１０−２には、これら電源スイッチ２２−Ａ、２２−Ｂを通して電源電圧ＶＤＤが供給される。尚、簡単のため、２つの電源スイッチ２２−Ａ、２２−Ｂだけを示しているが、実際にはより多数の電源スイッチが用いられてもよい。
【００２７】
スイッチ制御部２３は、電源スイッチ２１−Ａ、２１−Ｂ、２２−Ａ、２２−ＢのそれぞれをＯＮ／ＯＦＦ制御する。つまり、スイッチ制御部２３は、マクロ１０−１、１０−２のそれぞれに対する電源供給を制御する。アービター部２４は、電源制御処理の全体を管理する。電源状態レジスタ２５は、上述の記憶部３０に相当しており、電源状態情報ＳＴＡを保持する。
【００２８】
図４及び図５を参照して、電源ＯＦＦ状態にあるマクロ１０−２を電源ＯＮ状態に復帰させる例を説明する。すなわち、本例において、対象マクロはマクロ１０−２であり、隣接マクロはマクロ１０−１である。
【００２９】
時刻Ｔ０において、対象マクロ１０−２に関する電源ＯＮリクエストが、データバス４０を通して入力される。その電源ＯＮリクエストに応答して、アービター部２４は、電源状態レジスタ２５から電源状態情報ＳＴＡを読み出す。そして、アービター部２４は、隣接マクロ１０−１の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、低速起動モードあるいは高速起動モードのいずれかを選択する。
【００３０】
隣接マクロ１０−１が電源ＯＮ状態である場合、アービター部２４は、「低速起動モード」を選択する。「低速起動モード」において、アービター部２４は、対象マクロ１０−２につながる複数の電源スイッチ２２を複数回に分けて順番にＯＮするよう、スイッチ制御部２３に指示する。その指示に従って、スイッチ制御部２３は、対象マクロ１０−２につながる複数の電源スイッチ２２を複数回に分けて順番にＯＮする。本例の場合、スイッチ制御部２３は、まず電源スイッチ２２−ＡをＯＮし、電源スイッチ２２−ＢをＯＮする時に突入電流が起きない期間の経過を待つ。その間、電源スイッチ２２−ＢはＯＦＦのままである。その後、スイッチ制御部２３は、電源スイッチ２２−ＢをＯＮし、電源安定化期間の経過を待つ。図５に示されるように、「低速起動モード」場合、対象マクロ１０−２による処理開始時刻は、時刻Ｔ２である。
【００３１】
一方、隣接マクロ１０−１が電源ＯＦＦ状態である場合、アービター部２４は、「高速起動モード」を選択する。「高速起動モード」において、アービター部２４は、対象マクロ１０−２につながる複数の電源スイッチ２２を一斉にＯＮするよう、スイッチ制御部２３に指示する。その指示に従って、スイッチ制御部２３は、対象マクロ１０−２につながる複数の電源スイッチ２２を一斉にＯＮする。本例の場合、スイッチ制御部２３は、電源スイッチ２２−Ａ、２２−Ｂを同時にＯＮし、電源安定化期間の経過を待つ。図５に示されるように、「高速起動モード」場合、対象マクロ１０−２による処理開始時刻は、上記時刻Ｔ２より早い時刻Ｔ１である。すなわち、対象マクロ１０−２の電源ＯＦＦ状態からの復帰時間が短縮される。
【００３２】
スイッチ処理の終了後、スイッチ制御部２３は、アービター部２４に、スイッチ処理の終了を通知する。それに応答して、アービター部２４は、電源状態レジスタ２５に格納されている電源状態情報ＳＴＡを更新する。
【００３３】
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
【符号の説明】
【００３４】
１    半導体集積回路
１０    マクロ
２０    電源制御部
２１    電源スイッチ
２２    電源スイッチ
２３    スイッチ制御部
２４    アービター部
２５    電源状態レジスタ
３０    記憶部
４０    データバス
ＳＴＡ    電源状態情報
【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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