(57)【要約】【課題】ＲＦ信号処理部を含む集積回路において、その動作に要する消費電力の低減を図る新たな技術を提案すること。【解決手段】発振信号ＣＬＫＢを生成するリングオシレーター１０と、外部発振信号ＣＫＬＩＮ、又は、前記発振信号ＣＬＫＢを動作クロック信号として、入力される前記動作クロック信号に基づいて動作し、内部発振信号ＣＬＫＡを出力する信号処理部１２と、前記信号処理部１２へ入力される前記動作クロック信号の切り替えを含む動作モードの切り替え制御を行う演算部１４と、を含む集積回路１を構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振信号を生成するリングオシレーターと、
外部発振信号、又は、前記発振信号を動作クロック信号として、入力される前記動作クロック信号に基づいて動作し、内部発振信号を出力する信号処理部と、
前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号の切り替えを含む動作モードの切り替え制御を行う演算部と、
を含む集積回路。
【請求項２】
前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記外部発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記信号処理部が出力する前記内部発振信号に基づいて前記演算部が動作する第１の信号処理部動作モードに切り替える、
請求項１に記載の集積回路。
【請求項３】
前記信号処理部は２種類の周波数の前記内部発振信号を出力可能に構成されており、
前記演算部は、前記第１の信号処理部動作モードとして、前記２種類の周波数のうち低周波数の前記内部発振信号を前記信号処理部に出力させる低周波クロック動作モードと、前記２種類の周波数のうち高周波数の前記内部発振信号を前記信号処理部に出力させる高周波クロック動作モードとを切り替える、
請求項２に記載の集積回路。
【請求項４】
前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部動作モードに切り替える、
請求項１〜３の何れか一項に記載の集積回路。
【請求項５】
前記演算部は、前記信号処理部の動作を停止させ、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第１の信号処理部停止モードに切り替える、
請求項１〜４の何れか一項に記載の集積回路。
【請求項６】
前記演算部は、前記信号処理部の動作を停止させ、且つ、前記外部発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部停止モードに切り替える、
請求項１〜５の何れか一項に記載の集積回路。
【請求項７】
第１メモリーと、
前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、
を更に含み、
前記演算部は、前記動作モードの切り替え制御において、演算処理に使用するメモリーを前記第１メモリーと前記第２メモリーとで切り替える、
請求項１〜６の何れか一項に記載の集積回路。
【請求項８】
第１メモリーと、
前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、
を更に含み、
前記演算部は、前記低周波クロック動作モードにおいて、前記第１メモリーを前記内部発振信号で動作させて演算処理に使用し、前記高周波クロック動作モードにおいて、前記第２メモリーを前記内部発振信号で動作させて演算処理に使用する、
請求項３に記載の集積回路。
【請求項９】
前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記第１メモリーを前記発振信号で動作させて演算処理に使用し、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部動作モードに切り替える、
請求項８に記載の集積回路。
【請求項１０】
第１メモリーと、
前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、
を更に含み、
前記演算部は、前記第１の信号処理部停止モードにおいて、更に、前記第１メモリーを前記発振信号で動作させて演算処理に使用する、
請求項５に記載の集積回路。
【請求項１１】
第１メモリーと、
前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、
を更に備え、
前記演算部は、前記第２の信号処理部停止モードにおいて、更に、前記第２メモリーを前記外部発振信号で動作させて演算処理に使用する、
請求項６に記載の集積回路。
【請求項１２】
発振信号を生成するリングオシレーターと、所与の動作クロック信号を入力して動作する信号処理部と、演算部とを含む集積回路の動作モード切替制御方法であって、
前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を外部発振信号とする動作モードに切り替えることと、
前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号とする動作モードに切り替えることと、
を含む動作モード切替制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＰＳ（Global Positioning System）に代表される全地球位置測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite Systems）の衛星信号を受信して測位演算を行うＧＮＳＳ受信機は、衛星信号を受信するＲＦ（Radio Frequency）受信回路と、受信信号に基づく測位演算を行う演算部とを、１つのチップに内蔵した集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）等として形成される。ＧＮＳＳ用集積回路は、携帯電話機やスマートフォン、ランナーズウォッチ、時刻修正機能を備えた腕時計等、小型の電子機器に搭載されて利用されることが多く、更なる小型化及び低消費電力化が求められている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７６１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
小型の電子機器に搭載されるＧＮＳＳ用集積回路には、低消費電力化且つ小型化は勿論のこと、多機能化も求められている。例えば、加速度センサーやジャイロセンサーといった各種センサーの検出値を用いて位置を算出する慣性航法といった他の位置算出手法の併用や、センサーの検出値を用いた歩数計或いは活動量計といったヘルスケア機能（或いは健康管理機能とも言われる）の併用である。
【０００５】
ＧＮＳＳ用集積回路を例に挙げたが、例えば、標準電波を受信して計時時刻を補正する電波時計用集積回路なども、小型の電子機器に搭載され、多機能化が求められている点で共通する。
【０００６】
なお、上述した集積回路の多機能化は、当該集積回路が搭載される電子機器が様々な機能を有するという理由で要求されるとは限らない。すなわち、多機能化した集積回路を、単機能の電子機器に搭載する場合もある。集積回路は量産効果によってコストを低減することができるため、多機能化した集積回路を実現することで、機能（単機能でも複数機能でもよい）が様々な電子機器に搭載可能となるのである。
【０００７】
また、集積回路が動作するためには動作クロック信号が必要である。集積回路が内蔵する回路要素によっては、動作に必要な動作クロック信号の周波数が異なっていたり、同じ機能でありながら動作クロック信号の周波数によって処理性能が異なったりする。更に、動作クロック信号の周波数の違いによって、消費電力に違いが出る。従って、集積回路の多機能化を図る場合、低消費電力化のためには、起動する機能に対して動作クロック信号の周波数を適切に制御することが肝要である。
【０００８】
特に、上述したＧＮＳＳ用集積回路や電波時計用集積回路等のように、ＲＦ信号処理部を有する集積回路の場合には、ＲＦ信号処理部内ではアナログ信号に対して信号処理を行うために一定程度の動作電力が必要となるため、集積回路全体の駆動電力をどのように設計するかが技術的な課題となる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＲＦ信号処理部を含む集積回路において、その動作に要する消費電力の低減を図る新たな技術を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための第１の形態は、発振信号を生成するリングオシレーターと、外部発振信号、又は、前記発振信号を動作クロック信号として、入力される前記動作クロック信号に基づいて動作し、内部発振信号を出力する信号処理部と、前記信号処理部が入力する前記動作クロック信号の切り替えを含む動作モードの切り替え制御を行う演算部と、を備えた集積回路である。
【００１１】
また、他の形態として、発振信号を生成するリングオシレーターと、所与の動作クロック信号を入力して動作する信号処理部と、演算部とを含む集積回路の動作モード切替制御方法であって、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を外部発振信号とする動作モードに切り替えることと、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号とする動作モードに切り替えることと、を含む動作モード切替制御方法を構成しても良い。
【００１２】
この第１の形態等によれば、集積回路において、信号処理部に入力する動作クロック信号を、外部発振信号、或いは、リングオシレーターが生成する発振信号に切り替えることができる。例えば、外部発振信号を代表的な発振器であるＴＣＸＯ（Temperature Compensated Crystal Oscillator）から得る構成とするならば、ＴＣＸＯの駆動電力に比べて、リングオシレーターの駆動電力は遙かに小さくて済む。そのため、信号処理部を含む集積回路であっても、その信号処理部の動作モードを切り替えて、動作クロック信号をリングオシレーターが生成する発振信号に切り替えることで、動作クロック信号の生成電力まで含めた集積回路の動作に要する消費電力を低減させることが可能となる。
【００１３】
第２の形態として、第１の形態の集積回路であって、前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記外部発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記信号処理部が出力する前記内部発振信号に基づいて前記演算部が動作する第１の信号処理部動作モードに切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００１４】
この第２の形態によれば、外部発振信号を動作クロック信号として信号処理部が動作し、信号処理部が出力する内部発振信号に基づいて演算部が動作する、第１の信号処理部動作モードで動作することができる。
【００１５】
第３の形態として、第２の形態の集積回路であって、前記信号処理部は２種類の周波数の前記内部発振信号を出力可能に構成されており、前記演算部は、前記第１の信号処理部動作モードとして、前記２種類の周波数のうち低周波数の前記内部発振信号を前記信号処理部に出力させる低周波クロック動作モードと、前記２種類の周波数のうち高周波数の前記内部発振信号を前記信号処理部に出力させる高周波クロック動作モードとを切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００１６】
この第３の形態によれば、第１の信号処理部動作モードとして、更に、信号処理部が低周波数の内部発振信号を出力する低周波クロック動作モードと、高周波数の内部発振信号を出力する高周波クロック動作モードとを切り替えることができる。演算部の処理速度は、入力される動作クロック信号の周波数によって異なる。このため、例えば、通常は低周波クロック動作モードとし、演算部の演算処理を高速化したい場合には高周波クロック動作モードとするといったように使い分けることができる。演算部の演算処理速度を低減させることで、集積回路全体の動作電力を低減させることができる。
【００１７】
第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の集積回路であって、前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部動作モードに切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００１８】
この第４の形態によれば、リングオシレーターの生成する発振信号を動作クロック信号として信号処理部及び演算部が動作する第２の信号処理部動作モードに切り替えることができる。この第２の信号処理部動作モードによれば、演算部が動作する動作クロック信号をもリングオシレーターの生成する発振信号とすることで、集積回路の動作電力の一層の低減を図ることができる。
【００１９】
第５の形態として、第１〜第４の何れかの形態の集積回路であって、前記演算部は、前記信号処理部の動作を停止させ、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第１の信号処理部停止モードに切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００２０】
この第５の形態によれば、信号処理部の動作を停止し、リングオシレーターが生成する発振信号に基づいて演算部が動作する第１の信号処理部停止モードで動作することができる。信号処理部の動作が不要な場合には、この第１の信号処理部停止モードとすることで、信号処理部の動作を停止させることができるため、集積回路の動作電力の一層の低減を図ることができる。また、第１の信号処理部停止モードでは、演算部が動作する動作クロック信号がリングオシレーターの生成する発振信号となるため、演算部の動作に係る消費電力も低減させることができる。
【００２１】
第６の形態として、第１〜第５の何れかの形態の集積回路であって、前記演算部は、前記Ｒ信号処理部の動作を停止させ、且つ、前記外部発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部停止モードに切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００２２】
この第６の形態によれば、信号処理部の動作を停止し、外部発振信号に基づいて演算部が動作する第２の信号処理部停止モードで動作することができる。信号処理部の動作が不要でありながら、演算部を外部発振信号に基づいて動作させたい場合には、この第２の信号処理部停止モードとすることで、信号処理部の動作に係る電力を低減させることができる。
【００２３】
第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の集積回路であって、第１メモリーと、前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、を更に含み、前記演算部は、前記動作モードの切り替え制御において、演算処理に使用するメモリーを前記第１メモリーと前記第２メモリーとで切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００２４】
この第７の形態によれば、演算部の演算処理用のメモリーとして、第１メモリーと、第１メモリーより高い周波数で動作可能な第２メモリーとを切り替えることができる。第２メモリーのほうが、第１メモリーに比較して、メモリーアクセス（データのリード及びライト）が速いが、消費電力が高くなる。このため、例えば、演算部の演算処理を高速化したい場合に第２メモリーを使用し、その他の場合は第１メモリーを使用するといったように使い分けることで、集積回路全体の動作に係る電力消費を低減させることができる。
【００２５】
第８の形態として、第３の形態の集積回路であって、第１メモリーと、前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、を更に含み、前記演算部は、前記低周波クロック動作モードにおいて、前記第１メモリーを前記内部発振信号で動作させて演算処理に使用し、前記高周波クロック動作モードにおいて、前記第２メモリーを前記内部発振信号で動作させて演算処理に使用する、集積回路を構成しても良い。
【００２６】
この第８の形態によれば、高低２種類の周波数の内部発振信号の使い分けと、第１メモリー及び第２メモリーの使い分けとを適切に行って集積回路全体の消費電力を低減させることができる。具体的には、低周波クロック動作モードでは、第１メモリーを低周波数の内部発振信号で動作させて演算処理に使用し、高周波クロック動作モードでは、第１メモリーより高い周波数で動作可能な第２メモリーを高周波数の内部発振信号で動作させて演算処理に使用することができる。
【００２７】
第９の形態として、第８の形態の集積回路であって、前記演算部は、前記信号処理部へ入力される前記動作クロック信号を前記発振信号に切り替えて前記信号処理部を動作させ、且つ、前記第１メモリーを前記発振信号で動作させて演算処理に使用し、且つ、前記発振信号に基づいて前記演算部が動作する第２の信号処理部動作モードに切り替える、集積回路を構成しても良い。
【００２８】
この第９の形態によれば、第２の信号処理部動作モードでは、信号処理部、第１メモリー及び演算部をリングオシレーターが生成する発振信号で動作させるとともに、演算処理に第１メモリーを使用することができる。
【００２９】
第１０の形態として、第５の形態の集積回路であって、第１メモリーと、前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、を更に含み、前記演算部は、前記第１の信号処理部停止モードにおいて、更に、前記第１メモリーを前記発振信号で動作させて演算処理に使用するよう、集積回路を構成しても良い。
【００３０】
この第１０の形態によれば、第１のＲＦ停止モードでは、第１メモリーをリングオシレーターが生成する発振信号で動作させて、演算処理に使用することができる。
【００３１】
第１１の形態として、第６の形態の集積回路であって、第１メモリーと、前記第１メモリーよりも高い周波数で動作可能な第２メモリーと、を更に含み、前記演算部は、前記第２の信号処理部停止モードにおいて、更に、前記第２メモリーを前記外部発振信号で動作させて演算処理に使用する、集積回路を構成しても良い。
【００３２】
この第１１の形態によれば、第２の信号処理部停止モードでは、第２メモリーを外部発振信号で動作させて、演算処理に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】集積回路の構成図。
【図２】第１の動作モードの説明図。
【図３】第２の動作モードの説明図。
【図４】第３の動作モードの説明図。
【図５】第４の動作モードの説明図。
【図６】第５の動作モードの説明図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
まず、図１を参照して本実施形態の集積回路１の全体概要を説明した後、集積回路１が有する第１〜第５の動作モードにおいて具体的にどのように動作するかを図２〜図６を参照して詳細に説明する。
【００３５】
［構成］
図１は、本実施形態の集積回路１の構成図である。図１に示すように、集積回路１は、回路要素として、リングオシレーター１０と、ＲＦ信号処理部１２と、演算部１４と、第１メモリー１６と、第２メモリー１８とを備えるとともに、入出力端子として、発振信号入力端子２０と、第１電源入力端子２２と、第２電源入力端子２４と、制御信号出力端子２６とを備える。なお、図１において、各回路要素間のデータ信号線は省略しており、電源の供給ラインを点線で示し、制御信号及びクロック信号を実線で示している。
【００３６】
発振信号入力端子２０には、ＴＣＸＯ３０が生成する外部発振信号ＣＬＫＩＮが入力される。
【００３７】
第１電源入力端子２２には、第１電源ＩＣ３２が生成する第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力される。第１電源入力端子２２に入力された第１外部電源は、リングオシレーター１０、演算部１４、及び、第１メモリー１６に供給される。
【００３８】
第２電源入力端子２４には、第２電源ＩＣ３４が生成する、第１電圧Ｖ１より高い第２電圧Ｖ２の第２外部電源が入力される。第２電源入力端子２４に入力された第２外部電源は、リングオシレーター１０、ＲＦ信号処理部１２、及び、第２メモリー１８に供給される。第２電源ＩＣ３４の動作の実行及び停止は、ＥＮ４制御信号によって制御される。また、第２電源ＩＣ３４が生成する第２外部電源は、外部センサー３６にも供給される。外部センサー３６は、加速度センサーやジャイロセンサー等のモーションセンサーであり、第２電圧Ｖ２で動作する。外部センサー３６の動作の実行及び停止は、ＥＮ５制御信号によって制御される。
【００３９】
制御信号出力端子２６からは、演算部１４が生成するＥＮ４制御信号及びＥＮ５制御信号が出力される。制御信号出力端子２６から出力されたＥＮ４制御信号は第２電源ＩＣ３４に、ＥＮ５制御信号は外部センサー３６に入力される。
【００４０】
リングオシレーター１０は、外部発振信号ＣＬＫＩＮの周波数より低く、動作電圧に応じた周波数の発振信号ＣＬＫＢを出力する。本実施形態では、動作電圧として、第１電圧Ｖ１或いは第２電圧Ｖ２が供給されるため、第１電圧Ｖ１及び第２電圧Ｖ２それぞれに応じた２種類の発振周波数の発振信号ＣＬＫＢを出力する。リングオシレーター１０の動作の実行及び停止は、演算部１４からのＥＮ２制御信号によって制御される。
【００４１】
ＲＦ信号処理部１２は、第２電圧Ｖ２で動作するとともに、発振信号入力端子２０から入力される外部発振信号ＣＬＫＩＮ、或いは、リングオシレーター１０が出力する発振信号ＣＬＫＢを動作クロックとして入力して動作し、内部発振信号ＣＬＫＡを出力する。ＲＦ信号処理部１２は、測位用衛星信号を捕捉及び追尾するためのＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路を内蔵しており、このＰＬＬ回路が発振する信号に基づいて高低２種類の内部発振信号ＣＬＫＡを出力可能に構成されている。また、ＲＦ信号処理部１２は、測位用衛星からの信号を受信して信号処理する処理部であり、具体的には、不図示の受信アンテナで受信された受信信号であるＲＦ信号を中間周波数の信号にダウンコンバートし、増幅した後、デジタル信号のデータに変換するといった受信処理を行う。ＲＦ信号処理部１２の動作の実行及び停止や、出力する内部発振信号ＣＬＫＡの周波数は、演算部１４からのＥＮ１制御信号によって制御される。ＲＦ信号処理部１２は、信号処理部に相当する。
【００４２】
演算部１４は、第１電圧Ｖ１で動作し、各種の演算処理を行うとともに、集積回路１を統括的に制御する。具体的には、ＲＦ信号処理部１２から入力される受信信号のデータに対する測位演算処理や、外部センサー３６のセンサーデータに基づく活動量計測処理や慣性航法演算処理、ＲＦ信号処理部１２に入力する動作クロック信号の切り替え、及び、演算部１４が演算処理用に使用する第１メモリー１６或いは第２メモリー１８の切り替えを含む集積回路１の動作モードの切り替えを制御する処理を行う。また、リングオシレーター１０、ＲＦ信号処理部１２、第１メモリー１６、及び、第２メモリー１８それぞれに対する電源の供給や、入力する動作クロック信号の制御を行う。また、ＥＮ１制御信号〜ＥＮ５制御信号の出力を制御して、第２電源ＩＣ３４に対する第２電圧Ｖ２の第２外部電源の供給の制御や、ＲＦ信号処理部１２に対する動作の制御、外部センサー３６に対する動作の制御、リングオシレーター１０の動作の制御、第２メモリー１８の動作の制御を行う。
【００４３】
第１メモリー１６、及び、第２メモリー１８は、演算部１４の演算処理用のメモリーであり、演算部１４が動作するためには、少なくとも一方が動作している必要がある。第１メモリー１６は、第１電圧Ｖ１で動作する。第２メモリー１８は、第２電圧Ｖ２で動作するとともに、第１メモリー１６より高い周波数の動作クロック信号で動作可能である。メモリーは、動作電圧が高いほど、アクセス（リード及びライト）が速い。つまり、第１メモリー１６よりも第２メモリー１８のほうが、高速なメモリーアクセスが可能である。但し、高速動作が可能であるが故に、第２メモリー１８のほうが、第１メモリー１６に比べて消費電力が大きい。そのため、本実施形態では、第１メモリー１６については常時動作可能な状態とし、第２メモリー１８を演算処理用のメモリーとして使用するときに第２メモリー１８を動作させることとする。第２メモリー１８の動作の実行及び停止は、演算部１４からのＥＮ３制御信号によって制御される。
【００４４】
［動作］
（Ａ）起動
集積回路１は、第１外部電源が動作用電源（回路動作用電源）として供給されることで起動する。すなわち、第１電源ＩＣ３２が動作し、第１電源入力端子２２に第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が、演算部１４、及び、第１メモリー１６に供給される。また、ＴＣＸＯ３０が動作しており、発振信号入力端子２０に外部発振信号ＣＬＫＩＮが入力され、外部発振信号ＣＬＫＩＮが、動作クロック信号として、演算部１４、及び、第１メモリー１６に入力される。これにより、演算部１４は、第１メモリー１６を使用して各種の演算処理を行うことができる。なお、起動の際には、ＴＣＸＯ３０ではなく、第１電圧Ｖ１の第１外部電源を供給してリングオシレーター１０を動作させ、このリングオシレーター１０が生成する発振信号ＣＬＫＢを、動作クロック信号として、演算部１４、及び、第１メモリー１６に入力することとしても良い。
【００４５】
（Ｂ）動作モード
集積回路１は、起動した後、演算部１４の制御によって次の５つの動作モードに切り替える（選択する）ことができる。動作モードの切り替え制御は、動作クロック信号の切り替え（選択）を含む。但し、何れの動作モードにおいても、第１メモリー１６は第１電圧Ｖ１の第１外部電源が供給されて動作している。また、説明の簡明化のため、何れの動作モードにおいてもＴＣＸＯ３０が発振する外部発振信号ＣＬＫＩＮが発振信号入力端子２０に入力されているとして説明するが、集積回路１の動作上、外部発振信号ＣＬＫＩＮを不用とする動作モードにおいては、ＴＣＸＯ３０の動作を停止させることとしてもよい。
【００４６】
（Ｂ−１）第１の動作モード
図２は、第１の動作モードを示す図である。図２では、第１の動作モードにおいて、供給される電源、入出力されるクロック信号を太線で示している。第１の動作モードは、測位演算を低消費電力で行うモードであり、「第１の信号処理部動作モード」及び「低周波クロック動作モード」に相当する。
【００４７】
第１の動作モードでは、ＲＦ信号処理部１２、演算部１４及び第１メモリー１６は動作し、リングオシレーター１０及び第２メモリー１８は動作を停止している。すなわち、第１電源ＩＣ３２が動作し、第１電源入力端子２２に第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が、演算部１４及び第１メモリー１６に供給される。また、第２電源ＩＣ３４が動作し、第２電源入力端子２４に第２電圧Ｖ２の第２外部電源が入力され、第２外部電源が、ＲＦ信号処理部１２に供給される。また、発振信号入力端子２０から入力される外部発振信号ＣＬＫＩＮが、動作クロック信号として、ＲＦ信号処理部１２に入力される。
【００４８】
そして、ＲＦ信号処理部１２は、測位用衛星信号を受信して受信信号のデータを出力する受信処理を行うとともに、出力可能な高低２種類の内部発振信号ＣＬＫＡのうち、低周波数の内部発振信号ＣＬＫＡを出力する。この低周波数の内部発振信号ＣＬＫＡが、演算部１４及び第１メモリー１６の動作クロック信号として入力される。演算部１４は、第１メモリー１６を使用して、ＲＦ信号処理部１２から出力される受信信号のデータに基づく測位演算処理を行う。
【００４９】
第１の動作モードでは、演算部１４の演算処理用のメモリーとして第１メモリー１６を使用し、第２メモリー１８を使用していないことから、測位演算処理に係る消費電力を低減することができる。また、演算部１４の動作クロック信号を低周波数の内部発振信号ＣＬＫＡとしていることから、演算部１４の動作に係る消費電力も低減することができる。なお、第１メモリー１６は、第２メモリー１８に比べて動作速度が遅いこと、及び、演算部１４の動作クロック信号が低周波数の内部発振信号ＣＬＫＡであることから、第１の動作モードは、単位時間当たりの演算量が比較的少なくて済む測位演算、例えば測位時間間隔が比較的長い場合や、比較的長期間にわたって測位を継続する必要がある動作モードに適しているといえる。
【００５０】
（Ｂ−２）第２動作モード
図３は、第２の動作モードを示す図である。第２の動作モードは、第１の動作モードに比べて単位時間当たりの演算量が多い場合（例えば可及的短時間なＴＴＦＦ（Time To First Fix）が要求される場合や、測位精度が要求される場合、高頻度の測位が要求される場合）の測位演算を行うモードであり、「第１の信号処理部動作モード」及び「高周波クロック動作モード」に相当する。
【００５１】
第２の動作モードでは、ＲＦ信号処理部１２、演算部１４及び第２メモリー１８が動作し、リングオシレーター１０は動作を停止している。また、第１メモリー１６は、電源が供給されているが使用されない。すなわち、第１電源ＩＣ３２が動作し、第１電源入力端子２２に第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が、演算部１４に供給される。また、第２電源ＩＣ３４が動作し、第２電源入力端子２４に第２電圧Ｖ２の第２外部電源が入力され、第２外部電源が、ＲＦ信号処理部１２及び第２メモリー１８に供給される。また、発振信号入力端子２０から入力される外部発振信号ＣＬＫＩＮが、動作クロック信号として、ＲＦ信号処理部１２に入力される。
【００５２】
そして、ＲＦ信号処理部１２は、測位用衛星信号を受信して受信信号のデータを出力する受信処理を行うとともに、出力可能な高低２種類の内部発振信号ＣＬＫＡのうち、高周波数の内部発振信号ＣＬＫＡを出力する。この高周波数の内部発振信号ＣＬＫＡが、演算部１４及び第２メモリー１８の動作クロック信号として入力される。演算部１４は、第２メモリー１８を使用して、ＲＦ信号処理部１２から出力される受信信号のデータに基づく測位演算処理を行う。
【００５３】
この第２の動作モードと第１の動作モードとを比較すると、消費電力は第１の動作モードのほうが低いが、第２の動作モードのほうが単位時間当たりの演算量を多くすることができる。このため、例えば、１秒に１回の測位を行う測位では第１の動作モードを使用し、１秒間に複数回の測位を行う高頻度の測位では第２の動作モードを使用するといったように、使い分けることができる。高頻度の測位が要求される例としては、移動体が高速で移動する場合であり、例えば、スキーやスノーボード、自転車等の高速スポーツがある。つまり、演算部１４は、測位演算を行って計測結果を出力する頻度に応じて、第１の動作モード或いは第２の動作モードを切り替えることで、演算処理用に使用する第１メモリー１６或いは第２メモリー１８を切り替える制御を行うことができる。
【００５４】
また、計時時刻の補正を目的とするといった可及的短時間なＴＴＦＦが要求される測位処理においても、第２の動作モードを使用することが好適である。例えば海外への渡航時に、計時時刻を現地時刻に合わせる場面がそれである。また、継続的な測位が必要な場合に、最初の１回目の測位を第２の動作モードとし、２回目以降の測位を第１の動作モードとしてもよい。
【００５５】
（Ｂ−３）第３の動作モード
図４は、第３の動作モードを示す図である。第３の動作モードは、集積回路１の内部発振信号で動作して測位演算を行うモードであり、「第２の信号処理部動作モード」に相当する。
【００５６】
第３の動作モードでは、リングオシレーター１０、ＲＦ信号処理部１２、演算部１４及び第１メモリー１６が動作し、第２メモリー１８は動作を停止している。すなわち、第１電源ＩＣ３２は動作し、第１電源入力端子２２に、第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が、リングオシレーター１０、演算部１４及び第１メモリー１６に供給される。また、第２電源ＩＣ３４は動作し、第２電源入力端子２４に、第２電圧Ｖ２の第２外部電源が入力され、第２外部電源が、ＲＦ信号処理部１２に供給される。リングオシレーター１０は、供給される第１電圧Ｖ１に応じた発振信号ＣＬＫＢを出力する。第１電圧Ｖ１に応じた発振信号ＣＬＫＢは、第２電圧Ｖ２に応じた発振信号ＣＬＫＢよりも周波数が低い。そのため、以下では「低周波数の発振信号ＣＬＫＢ」と呼称して説明する。この低周波数の発振信号ＣＬＫＢは、ＲＦ信号処理部１２、演算部１４及び第１メモリー１６の動作クロック信号として入力される。
【００５７】
そして、ＲＦ信号処理部１２は、測位用衛星信号を受信して受信信号のデータを出力する受信処理を行う。演算部１４は、第１メモリー１６を使用して、ＲＦ信号処理部１２から出力される受信信号のデータに基づく測位演算処理を行う。
【００５８】
第３の動作モードでは、演算部１４及び第１メモリー１６は、リングオシレーター１０が出力する発振信号ＣＬＫＢを動作クロック信号とする。リングオシレーター１０の駆動電力は、ＴＣＸＯ３０の駆動電力に比べて遙かに小さくて済む。そのため、動作クロック信号をリングオシレーター１０の発振信号ＣＬＫＢとすることで、動作クロック信号の生成電力まで含めた集積回路１の動作に要する消費電力を低減させることができる。
【００５９】
また、第３の動作モードでは、リングオシレーター１０に供給する第１外部電源を第２外部電源に変更することで、リングオシレーター１０が出力する低周波の発振信号ＣＬＫＢを、第２電圧Ｖ２に応じた高周波数の発振信号ＣＬＫＢに切り替えることもできる。つまり、演算部１４及び第１メモリー１６に入力する動作クロック信号の周波数をより高い周波数に切り替え、動作を高速にすることができる。
【００６０】
（Ｂ−４）第４の動作モード
図５は、第４の動作モードを示す図である。第４の動作モードは、外部センサー３６のセンサーデータを用いた処理を低消費電力で行うモードであり、「第１の信号処理部停止モード」に相当する。
【００６１】
第４の動作モードでは、リングオシレーター１０、演算部１４及び第１メモリー１６が動作し、ＲＦ信号処理部１２及び第２メモリー１８は動作を停止している。すなわち、第１電源ＩＣ３２が動作し、第１電源入力端子２２に第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が、リングオシレーター１０、演算部１４及び第１メモリー１６に供給される。リングオシレーター１０は、供給される第１電圧Ｖ１に応じた発振信号ＣＬＫＢを出力する。この発振信号ＣＬＫＢが、動作クロック信号として、演算部１４及び第１メモリー１６に入力される。なお、発振信号ＣＬＫＢは第１電圧Ｖ１に応じた発振信号であることから、低周波数の発振信号ＣＬＫＢである。
【００６２】
演算部１４は、第２電源ＩＣ３４及び外部センサー３６を動作させ、第２電源ＩＣ３４が生成する第２電圧Ｖ２の第２外部電源を、外部センサー３６に供給させる。そして、第１メモリー１６を使用して、外部センサー３６のセンサーデータに基づく演算処理を行う。
【００６３】
演算部１４が実行するセンサーデータに基づく演算処理は、例えば、ヘルスケア機能の１つである活動量を計測する活動量計測処理や歩数計処理、慣性航法に基づく測位を行う慣性航法演算処理である。
【００６４】
第４の動作モードでは、ＲＦ信号処理部１２の動作が停止され、且つ、演算部１４及び第１メモリー１６の動作クロック信号がリングオシレーター１０の発振信号ＣＬＫＢであるため、ＲＦ信号処理を不用とする他の機能（ヘルスケア機能や慣性航法演算処理）を、低消費電力で実現することができる。
【００６５】
（Ｂ−５）第５の動作モード
図６は、第５の動作モードを示す図である。第５の動作モードは、外部センサー３６のセンサーデータを用いた処理を高精度で行うモードであり、「第２の信号処理部停止モード」に相当する。
【００６６】
第５の動作モードでは、演算部１４及び第２メモリー１８が動作し、リングオシレーター１０及びＲＦ信号処理部１２は動作を停止している。また、第１メモリー１６は、動作しているが使用されない。すなわち、第１電源ＩＣ３２が動作し、第１電源入力端子２２に第１電圧Ｖ１の第１外部電源が入力され、第１外部電源が演算部１４に供給される。第２電源ＩＣ３４が動作し、第２電源入力端子２４に第２外部電源が入力され、第２外部電源が第２メモリー１８に供給される。また、発振信号入力端子２０から入力される外部発振信号ＣＬＫＩＮが、動作クロック信号として、演算部１４及び第２メモリー１８に入力される。
【００６７】
演算部１４は、外部センサー３６を動作させ、第２電源ＩＣ３４が生成する第２電圧Ｖ２の第２外部電源を、外部センサー３６に供給させる。そして、第２メモリー１８を使用して、外部センサー３６のセンサーデータに基づく演算処理を行う。この演算処理は、第４の動作モードと同じく、例えば、ヘルスケア機能の１つである活動量を計測する活動量計測処理や歩数計処理、慣性航法に基づく測位を行う慣性航法演算処理とすることができる。
【００６８】
但し、第４の動作モードと第５の動作モードとを比較すると、消費電力は第５の動作モードのほうが高いが、第５の動作モードでは、第１メモリー１６よりも高速動作が可能な第２メモリー１８を演算部１４の演算処理用のメモリーとして使用することができる。そのため、第５の動作モードでは、第４の動作モードに比べて、単位時間当たりの演算量の多い処理（機能ともいえる）を実行することが可能である。具体的には、比較的演算量が少ない或いは比較的長時間の継続動作が要求される処理（例えば活動量計処理）は第４の動作モードで実行し、比較的演算量の多い処理（例えば慣性航法演算処理）は第５の動作モードで実行する、といった使い分けが可能である。
【００６９】
［作用効果］
本実施形態の集積回路１によれば、ＲＦ信号処理部１２の動作クロック信号を、外部発振信号ＣＬＫＩＮ、或いは、リングオシレーター１０が生成する発振信号ＣＬＫＢに切り替えることができる。また、外部発振信号ＣＬＫＩＮを動作クロック信号としてＲＦ信号処理部１２が動作し、ＲＦ信号処理部１２が出力する内部発振信号ＣＬＫＡに基づいて演算部１４が動作するモードや、リングオシレーター１０の生成する発振信号ＣＬＫＢを動作クロック信号としてＲＦ信号処理部１２及び演算部１４が動作するモード、ＲＦ信号処理部１２の動作を停止してリングオシレーター１０の生成する発振信号ＣＬＫＢに基づいて演算部１４が動作するモード、ＲＦ信号処理部１２の動作を停止して外部発振信号ＣＬＫＩＮに基づいて演算部１４が動作するモード、といった様々なモードで集積回路１を動作させることができる。
【００７０】
また、各モードの切り替えに際して、演算部１４の演算処理用のメモリーとして、第１メモリー１６と、第１メモリー１６より高速動作が可能な第２メモリー１８とを切り替えることもできる。
【００７１】
更に、各モードの切り替えに際して、演算部１４の動作電圧として、第１電圧Ｖ１と、第１電圧Ｖ１より高い第２電圧Ｖ２とを切り替えることもできる。
【００７２】
従って、多様な機能（多様な処理）を実現する集積回路１でありながら、起動する機能（処理）に応じて、動作クロック信号や、演算処理に使用するメモリー、並びに動作電圧を適切に切り替えることで、適応的な回路動作を、低消費電力で実現することができる。
【００７３】
なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
また、上述した実施形態では用語「切り替える」を用いた説明を随所に記載したが、この用語は「選択する」と読み替えてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００７４】
１…集積回路、１０…リングオシレーター、１２…ＲＦ信号処理部、１４…演算部、１６…第１メモリー、１８…第２メモリー、２０…発振信号入力端子、２２…第１電源入力端子、２４…第２電源入力端子、２６…制御信号出力端子、３０…ＴＣＸＯ、３２…第１電源ＩＣ、３４…第２電源ＩＣ、３６…外部センサー
【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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