(57)【要約】【課題】半導体装置の消費電力を低減する。【解決手段】異なる複数の電圧を出力する電源供給部（３）と、複数の電圧のうちの一つを出力させるための制御信号を出力する電源制御部（２）と、複数の電圧に応じて、動作状態を示す誤り検出用信号を出力する電圧制御対象ブロック（４）と、電圧制御対象ブロック（４）の動作を監視する誤り検出部（５）とを具備する半導体装置（１）を構成する。ここで、誤り検出部（５）は、誤り検出用信号に対応して電圧制御対象ブロック（４）の動作が正常であるか否かを判定し、その判定結果を電源制御部（２）に通知する。そして、電源制御部（２）は、制御信号に示される電圧と誤り検出部（５）からの判定結果とに基づいて、電圧制御対象ブロック（４）に供給する電圧制御対象ブロック（４）電圧を決定する。【選択図】図２
2009026126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給部から供給される複数の電圧のそれぞれに応じて誤り検出用信号を出力する電圧制御対象ブロックと、
前記電源供給部に前記複数の電圧のうちの一つを出力させる電源制御部と
を具備し、
前記電源制御部は、
前記誤り検出用信号に基づいて、前記電圧制御対象ブロックに供給する電圧制御対象ブロック電圧を決定する
半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、さらに、
前記誤り検出用信号に対応して前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるか否かを判定する誤り検出部を具備し、
前記電源供給部は、
前記電源制御部から供給される制御信号に応答して、前記複数の電圧のうちの一つを出力し、
前記電圧制御対象ブロックは、
前記電源供給部から供給される電圧に応答して、前記誤り検出用信号を前記誤り検出部に出力し、
前記誤り検出部は、
前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるか否かを判定した判定結果を前記電源制御部に通知し、
前記電源制御部は、
前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるとき、
前記制御信号に示される電圧を前記電圧制御対象ブロックに印加する電圧制御対象ブロック電圧とする
半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記電源制御部は、
前記電圧制御対象ブロックの動作が正常でないとき、
前記複数の電圧のうちの新たな電圧を出力させるための新たな制御信号を出力する
半導体装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の半導体装置において、
通常動作モードとスタンバイモードとを有し、
前記電圧制御対象ブロックは、
前記通常動作モード時に供給される前記複数の電圧に応じて前記誤り検出用信号を出力し、
前記電源制御部は、
前記制御信号に示される電圧と前記誤り検出部からの前記判定結果とに基づいて、前記スタンバイモード時に前記電圧制御対象ブロックに供給する電圧制御対象ブロック電圧を決定する
半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記電圧制御対象ブロックは、
前記複数の電圧のそれぞれに応じて異なる値を示す信号を前記誤り検出用信号として出力する
半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記誤り検出部は期待値を有し、
前記誤り検出用信号が前記期待値と一致するときに、前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であることを示す前記判定結果を出力し、
前記電源制御部は、
前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であることを示す前記判定結果に基づいて、前記制御信号に示される電圧を前記電圧制御対象ブロック電圧とする
半導体装置。
【請求項７】
請求項４から６の何れか１項に記載の半導体装置において、
前記電圧制御対象ブロックは、
前記スタンバイモード時に、スタンバイ時間をカウントするカウンタである
半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記電圧制御対象ブロックは、
前記複数の電圧のうちの一つに応じたカウント値を前記誤り検出部に供給し、
前記誤り検出部は、
前記カウント値が前記期待値に一致するか否かを判定する
半導体装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体装置において、さらに、
第１タイミングと第２タイミングとを前記誤り検出部に供給する検出タイミング生成部を備え、
前記誤り検出部は、
前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に前記電圧制御対象ブロックが正常に動作するときのカウント値を前記期待値とし、
前記第１タイミングで前記電圧制御対象ブロックから供給された前記カウント値を第１カウント値とし、
前記第２タイミングで前記電圧制御対象ブロックから供給された前記カウント値を第２カウント値とし、
前記第１カウント値と前記第２カウント値との差と前記期待値との比較に基づいて前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるか否かを判定する
半導体装置。
【請求項１０】
請求項４から９の何れか１項に記載の半導体装置において、
前記誤り検出部は、
前記通常動作モードにおいて、
前記電圧制御対象ブロックの動作を監視する監視期間と、
前記電圧制御対象ブロックの動作の監視を停止する非監視期間と
を有する
半導体装置。
【請求項１１】
（ａ）電源供給部に、複数の電圧のうちの一つを出力するよう指示するステップと、
（ｂ）前記電源供給部から供給される複数の電圧のそれぞれに応じて誤り検出用信号を出力するステップと、
（ｃ）前記誤り検出用信号に基づいて、前記電圧制御対象ブロックに供給する電圧制御対象ブロック電圧を決定するステップ
を具備する
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置において、さらに、
前記（ａ）ステップは、
前記複数の電圧のうちの一つを出力させるための制御信号を出力するステップ
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記誤り検出用信号に対応して前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるか否かを判定するステップと、
その判定結果を前記電源制御部に通知するステップと
前記制御信号に示される電圧と前記判定結果とに基づいて、前記電圧制御対象ブロック電圧を決定するステップ
を含む
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置の電力供給方法において、
前記電圧制御対象ブロックは、
通常動作モードとスタンバイモードとを有し、
前記（ｂ）ステップは、
前記通常動作モード時に供給される前記複数の電圧に応じて前記誤り検出用信号を出力するステップ
を含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記制御信号に示される電圧と前記誤り検出部からの前記判定結果とに基づいて、前記スタンバイモード時に前記電圧制御対象ブロックに供給する電圧制御対象ブロック電圧を決定するステップ
を含む。
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置の電力供給方法において、
前記（ｂ）ステップは、
前記複数の電圧のそれぞれに応じて異なる値を示す信号を、前記誤り検出用信号として出力するステップ
を含む
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の半導体装置の電力供給方法において、
前記（ｃ）ステップは、
予め保持された期待値を読み出すステップと、
前記誤り検出用信号が前記期待値と一致するときに、前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であることを示す前記判定結果を出力するステップと、
前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であることを示す前記判定結果に基づいて、前記制御信号に示される電圧を前記電圧制御対象ブロック電圧とするステップ
を含む
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５の何れか１項に記載の半導体装置の電力供給方法において、
前記電圧制御対象ブロックは、前記スタンバイモード時に、スタンバイ時間をカウントするカウンタを含み、
前記（ｃ）ステップは、
前記カウンタから出力されるカウント値を前記誤り検出用信号とするステップを含む
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の半導体装置の電力供給方法において、
前記（ｃ）ステップは、
前記複数の電圧のうちの一つに応じたカウント値を出力するステップと、
前記カウント値が前記期待値に一致するか否かを判定するステップ
を含む
半導体装置の電力供給方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の半導体装置の電力供給方法において、さらに、
（ｄ）第１タイミングと第２タイミングとを供給する検出タイミング供給ステップ
を備え、
前記（ｃ）ステップは、
前記期待値として、前記第１タイミングから前記第２タイミングまでの時間に前記電圧制御対象ブロックが正常に動作するときのカウント値を読み出すステップと、
前記第１タイミングで前記電圧制御対象ブロックから供給された前記カウント値を第１カウント値とするステップと、
前記第２タイミングで前記電圧制御対象ブロックから供給された前記カウント値を第２カウント値とするステップと、
前記第１カウント値と前記第２カウント値との差と前記期待値との比較に基づいて前記電圧制御対象ブロックの動作が正常であるか否かを判定するステップ
を含む
半導体装置の電力供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に半導体装置の消費電力を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を備える様々な電子機器が普及している。電子機器に備えられる半導体装置には、半導体集積回路が搭載されている。電子機器に対する高機能化、高性能化の要求に対応して、搭載される半導体集積回路も大規模なものになってきている。半導体集積回路の大規模化、高集積化にともなって、その半導体集積回路で消費される電力も大きくなってきている。これに対し、電子機器には、省電力であることが要求されている、その要求対応して、半導体装置の消費電力を低減するための研究や開発が日々続けられている。
【０００３】
図１は、従来の半導体装置１０１の構成を示すブロック図である。半導体装置１０１は、電源制御部１０２と、電源供給部１０３と、回路ブロック１０４とを含んで構成されている。電源供給対象である回路ブロック１０４へは、電源供給部１０３から動作補償電圧１１６が供給されている。電源供給部１０３は、電源制御部１０２から供給される電源制御信号１１１に基づいて動作補償電圧１１６を生成している。
【０００４】
動作補償電圧１１６は、電源供給部１０３の製造時の特性バラツキや、半導体装置１０１の周辺環境温度変動による特性変動、動作使用履歴に応じた特性変動等を考慮した上で、設計段階で決定されている。電源制御部１０２は、電源制御信号１１１によって、電源供給部１０３を制御し、設計段階で決定した動作補償電圧１１６を出力させる。電源供給部１０３は、半導体装置１０１での信号伝送時に誤りが発生しない動作補償電圧１１６を、半導体装置１０１の回路ブロック１０４に供給する。
【０００５】
また、上記の技術以外にも、半導体装置の電源供給に関する技術が知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。特許文献１（特開２００６−１２０６８６号公報）に記載の技術では、ＬＳＩ内部にＬＳＩのばらつきによる性能変動量を検出する回路を設けている。そして、この回路の出力値を用いて、ＬＳＩへの供給電圧を制御している。
【０００６】
特許文献２（特開平５−２５１６５２号公報）には、ＣＭＯＳ集積回路のトランジスタゲート長の微細化（０．２〜０．３μｍ）時に所要の動作速度・消費電力で動作させるための技術が開示されている。特許文献２に記載の技術では、電源回路に接続された電源電圧制御回路を備える最適電源電圧決定回路が記載されている。電源電圧制御回路は、カウンタ回路からの発信周波数の計数データに基づいて、ポリシリコンゲートに印加する最適電源電圧を選択している。電源回路は、電源電圧制御回路で選択された最適電圧を、外部電源入力端子からの高圧部より発生させている。
【０００７】
近年では、携帯電話機やＰＤＡ（Personal  Digital  Assistant）のような端末機能を備える電子機器や、携帯型メディアプレイヤーやデジタルカメラなどの電子機器が急速に普及してきている。このような携帯型の電子機器（以下、携帯型電子機器と呼ぶ）に備えられる半導体装置は、バッテリーから供給される電力で動作している。携帯型電子機器の半導体装置の電源供給に関する技術が知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００８】
特許文献３（特開２００２−３５３７９９号公報）には、回路の動作特性が変化したときにも誤動作を防ぎ、高速に動作する半導体集積回路及びその駆動方法に関する技術が開示されている。特許文献３に記載の技術では、電源電圧制御回路に、クロック信号と誤動作信号とが入力されている。また、電源電圧制御回路は、クロック信号と誤動作信号のパルスの数をそれぞれ計測している。
【０００９】
電源電圧制御回路は、クロック信号の時間あたりのパルス数がある回数に達したときの、誤動作信号の時間あたりのパルスの数を計測している。そのときの計測値が、ある一定の回数（誤動作上限）を超えていれば電源電圧を上げる制御信号を電源回路に伝えている。また、ある一定の回数（誤動作下限）よりも少なければ電源電圧を上げる信号を電源回路に伝えている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１２０６８６号公報
【特許文献２】特開平５−２５１６５２号公報
【特許文献３】特開２００２−３５３７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１、２に記載の技術や、半導体装置１０１では、動作補償電圧１１６は、電源供給部１０３等の製造時の特性バラツキや、周辺環境温度変動による特性変動、動作使用履歴に応じた特性変動等を考慮した上で、設計段階で決定されている。そして、特許文献１、２に記載の技術や半導体装置１０１では、設計段階で決定した動作補償電圧１１６を、供給対象の回路ブロック（例えば、回路ブロック１０４）に供給している。この動作補償電圧１１６は、動作を保証するための各種マージンが上乗せされた電圧である。したがって、特許文献１、２に記載の技術や半導体装置１０１では、そのマージンに対応して、必要以上に消費電力を消耗していた。
【００１２】
また、特許文献３には、記載の技術では、電圧調整時に発生する誤りを検出する手段として、電圧制御対象ブロックにおいて機能的に必要となる順序回路とは別に、誤り検出を目的に、その順序回路数と同数の順序回路をもう一組追加で備えている。この追加順序回路は既存順序回路と、伝達遅延時間が同一になるように配置しなければならない。もし、伝達遅延時間に違いが生じる場合には、その追加回路が目的としている誤り検出効果が得られなくなってしまう。従って、特許文献３に記載の技術では、誤り検出に必用な回路の実装には煩雑な構成が必要となり、かつ、その追加回路でも常時電流が消費されるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１４】
上記課題を解決するために、電源供給部（３）から供給される複数の電圧のそれぞれに応じて誤り検出用信号（１３）を出力する電圧制御対象ブロック（４）と、前記電源供給部（３）に前記複数の電圧のうちの一つを出力させる電源制御部（２）とを具備する半導体装置（１）を構成する。ここで、前記電源制御部（２）は、前記誤り検出用信号（１３）に基づいて、前記電圧制御対象ブロックに供給する電圧制御対象ブロック電圧を決定する。
その半導体装置（１）において、さらに、前記電圧制御対象ブロック（４）の動作を監視する誤り検出部（５）を具備する構成であっても良い。この場合に、前記誤り検出部（５）は、前記誤り検出用信号（１３）に対応して前記電圧制御対象ブロック（４）の動作が正常であるか否かを判定し、その判定結果（１４）を前記電源制御部（２）に通知する。そして、前記電源制御部（２）は、前記複数の電圧のうちの一つを出力させるための制御信号（１１）を出力し、前記制御信号（１１）に示される電圧と前記誤り検出部（５）からの前記判定結果（１４）とに基づいて、前記電圧制御対象ブロック電圧を決定する。
【００１５】
より具体的には、上記の課題を解決するために、ＡＳＩＣ内で発生する信号伝送誤り情報を元に、供給電圧を決定する。この場合において、ＡＳＩＣ内には、パワーセーブ時間カウント用カウンタが構成されている。このパワーセーブ時間カウント用カウンタへの供給電圧をパワーアップ中に調整する。この調整では、カウンタが誤作動しない下限電圧を決定する。パワーセーブ時は、求めた下限電圧をパワーセーブ時間カウント用カウンタに供給する。
【発明の効果】
【００１６】
上述したように、特許文献１、２に記載の技術では、最低限の動作を保証するため電圧に加え、さらに、各種マージン（例えば、経時劣化を考慮した電圧）が上乗せされた電圧を予め決定し、その電圧を供給していた。したがって、例えば、２.５Ｖで動作する回路に３Ｖの電圧が供給されるなど、その上乗せされる電圧に対応した必要以上の電力が消費されていた。本実施形態の半導体装置１では、経時劣化を考慮することなく、現在の回路の動作が補償される電圧を適切に供給することができる。例えば、２.５Ｖで動作する回路には、２.５Ｖの電圧を供給することができ、そのため、消費電力を低減することが可能となる。
また、本願発明の半導体装置は、供給電圧を決定するブロックを常時動作させることなく、電圧決定時に周期的に動作させることで消費電力の増加を抑制しつつ、供給電圧を決定している。また、その供給電圧を決定する際に動作する誤り検出手段を、供給電圧を決定するブロックとは別ブロックとしている。そのため、本願発明の半導体装置では、伝達遅延時間の制約が緩和されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明を行う。以下では、携帯電話等のバッテリーを利用して動作する電子機器に備えられる半導体装置を例示して、本実施形態の説明を行う。また、以下の実施形態では、半導体装置１が、通常動作モードと待機モードとの二つの動作モードを有している場合を例示する。
【００１８】
図２は、本実施形態の半導体装置１の概念的構成を例示するブロック図である。図２を参照すると、半導体装置１は、電源制御部２と、電源供給部３と、電圧制御対象ブロック４と、誤り検出部５とを含んで構成されている。
【００１９】
電源制御部２は、電源供給部３に対して、電源制御信号１１を供給している、電源制御信号１１は、半導体装置１内の各ブロックへの供給する電圧を設定するための信号である。電源供給部３は、電源制御信号１１に応答して調整電圧１２を変えて出力している。例えば、通常動作モードと待機モードとで、電圧制御対象ブロック４への供給電圧を変えている。電圧制御対象ブロック４は、本実施形態において、電圧の調整対象となる回路ブロックである。
【００２０】
誤り検出部５は、電圧制御対象ブロック４から出力されるカウント値１３を受け取る。誤り検出部５はカウント値１３に基づいて、電圧制御対象ブロック４が現在の調整電圧１２で適切に動作しているか否かを電源制御部２に通知する。電源制御部２は、電圧制御対象ブロック４への供給電圧を変更するための電源制御信号１１を出力する。このようにして、電圧制御対象ブロック４の動作補償電圧の下限を特定することにより、低消費電力の効果を得る事ができる。
【００２１】
図３は、電圧制御対象ブロック４が、パワーセーブ中カウント部である場合の半導体装置１の構成を例示するブロック図である。図３を参照すると、この場合における半導体装置１は、図２に例示される構成に、さらに、検出タイミング生成部６と、ＤＢＢブロック７とを含んでいる。
【００２２】
検出タイミング生成部６は、誤り検出部５に、カウント値１３をラッチするタイミングを供給している。ＤＢＢブロック７は、電圧制御対象ブロック４とは独立に動作する回路ブロックである。言い換えると、電源供給部３からＤＢＢブロック７に電圧を供給する経路は、電源供給部３から電圧制御対象ブロック４に電圧を供給する経路とは独立に構成されている。
【００２３】
電圧制御対象ブロック４は、パワーセーブしている時間をカウントするブロックで、パワーセーブ開始後パワーセーブ時間経過後にパワーセーブを解除するトリガ信号を発生する機能を持っている。電源供給部３は、電圧制御対象ブロック４や他のブロック（例えば、ＤＢＢブロック７等の回路ブロック）に電源を供給する機能ブロックである。電源供給部３は、電源制御部２から供給される電源制御信号１１に基づいて、電圧制御対象ブロック４やＤＢＢブロック７への供給電圧を決定している。
【００２４】
誤り検出部５は、電圧制御対象ブロック４から出力されるカウント値を、カウント値１３として受け取っている。誤り検出部５は、検出タイミング生成部６より通知される開始トリガ、終了トリガのタイミングでそのカウント値をラッチする。誤り検出部５は、開始トリガから終了トリガまでのカウントアップ量とカウントアップ量の期待値を比較する。誤り検出部５は、その比較結果が不一致となったか一致となったかを示す誤り検出結果１４を電源制御部２に供給する。
【００２５】
電源制御部２は、電源供給部３に対して電源制御信号１１を供給する。電源制御信号１１は、半導体装置１内の所定の回路ブロックへ供給する電圧を設定するための信号である。電源制御部２が、電源供給部３から電圧制御対象ブロック４へ供給する電圧を決定する場合、電源制御部２は、誤り検出部５より通知される誤り検出結果１４を基に電源制御信号１１を生成する。
【００２６】
以下に、本実施形態のより具体的な構成・動作について説明を行う。以下では、半導体装置１を備える装置が、通常動作（パワーアップ）モードと待機（パワーセーブ）モードとを有し、間欠動作をする装置（例えば、携帯電話機のような無線通信端末）である場合を例示する。半導体装置１は、その無線通信端末に備えられた場合に、パワーアップモードとパワーセーブモードとを切換ながら基地局との通信状態の監視を定期的に行う機能を提供する。以下に述べる半導体装置１は、電圧制御対象ブロック４と、ＤＢＢ（Digital Basic Block）ブロック７とを含んで構成されている。また、半導体装置１は、検出タイミング生成部６を含んで構成されている。
【００２７】
半導体装置１を搭載する電子機器が、間欠動作機能を備えている場合、半導体装置１では、待機（パワーセーブ）モードの時間（以下、パワーセーブ時間と呼ぶ）をカウントする。パワーセーブ時間は、半導体装置１に備えられたパワーセーブ中カウント部によって計測される。以下では、パワーセーブ時間をカウントするパワーセーブ中カウント部が、電圧制御対象ブロック４である場合に対応して、本実施形態の説明を行う。
【００２８】
ここにおいて、電源供給部３は、電圧制御対象となるパワーセーブ中カウント部に供給する電圧を、他のブロック（例えば、ＤＢＢブロック７）とは個別に調整できる機能を備えている。
【００２９】
電圧制御対象ブロック４であるパワーセーブ中カウント部は、上述のように、通常動作モードのときは、パワーセーブ時間の計測動作を行っていない。パワーセーブ時間の計測動作を正常に行うことが求められるのはパワーセーブ中である。したがって、本実施形態の半導体装置１の電源供給部３は、パワーセーブ時間の計測動作を行う必要が無い通常動作モード時に、電圧制御対象ブロック４であるパワーセーブ中カウント部の電圧を変化させる（ｎ通り）。
電源供給部３から供給される電圧が、パワーセーブ中カウント部を正常に動作させる範囲を外れたときには、そのパワーセーブ中カウント部からの正常なカウント値の出力が行われなくなってしまう。例えば、そのパワーセーブ中カウント部が１秒間にカウント値として”１０”を出力するような回路構成であっても、供給される電圧が正常動作範囲を外れてしまうと、カウント値”１０”を出力することができなくなってしまう。
本実施形態の半導体装置１は、パワーセーブ中カウント部が正常な動作結果（例えば、カウント値”１０”）を出力するために必要な電圧の下限値を通常動作モード時に決定する。そして、待機モードに移行したときに、決定した下限の電圧をパワーセーブ中カウント部に供給する。なお、通常動作モードと待機モードとの切換が行われない他の機能ブロックには、パワーセーブ中カウント部の電圧に依存することなく、それぞれの機能ブロックに適した電圧が供給される。
【００３０】
図４は、動作可能な下限電圧を決定する動作を例示するフローチャートである。図４を参照すると、ステップＳ１０１において、所定の電圧をパワーセーブ中カウント部に印加する。ステップＳ１０２において、誤り検出部５は、パワーセーブ中カウント部から出力される誤り検出用信号１３を取得する。ステップＳ１０３において、誤り検出部５は、誤り検出用信号１３に基づいて、電圧制御対象ブロック４が正常に動作しているか否かを判定し、その判定結果を誤り検出結果１４として出力する。ステップＳ１０４において、電源制御部２は、その誤り検出結果１４から、動作可能な下限電圧を決定する。その後、電源供給部３は、パワーセーブ時には、前記手順で決定した電圧値をパワーセーブ中カウント部に供給する。
電圧制御対象ブロック４は、複数の異なる電圧値に対応して、カウント値１３を出力している。誤り検出部５は、出力される複数の誤り検出用信号１３に基づいて、電圧制御対象ブロック４が正常に動作しているか否かを判定する。半導体装置１は、この動作を一定の周期で繰り返し実行する。したがって、電圧制御対象ブロック４であるパワーセーブ中カウント部の供給電圧は、パワーアップ中に一定周期で更新される。
【００３１】
上記の誤り検出結果１４の生成動作に関して説明を行う。本実施形態における誤り検出結果１４は、誤り検出部５によって生成されている。誤り検出部５は、パワーセーブ中カウント部を一定時間（Δｔ）動作させた場合のカウントアップ値を、電圧制御対象ブロック４から取得する。誤り検出部５は、取得したカウントアップ値に基づいて、電圧制御対象ブロック４が正常に動作しているか否かを判断する。より具体的には、誤り検出部５は、一定時間（Δｔ）中のカウントアップ量の期待値を予め保持している。誤り検出部５は、検出タイミング生成部６より開始トリガが供給されたタイミングでのカウント値と、終了トリガが供給されたときのタイミングでのカウント値との差を算出する。
図５は、誤り検出結果１４の生成動作を例示するフローチャートである。図５を参照すると、ステップＳ２０１において、誤り検出部５は、開始トリガが供給されたタイミングでのカウント値を第１カウントアップ値として取得する。ステップＳ２０２において、誤り検出部５は、終了トリガが供給されたタイミングでのカウント値を第２カウントアップ値として取得する。
ステップＳ２０３において、誤り検出部５は、第１カウントアップ値と第２カウントアップ値との差を算出する。誤り検出部５は、その差と期待値とが一致するか否かを判断する。その判断の結果、その差と期待値とが一致しない場合には、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４において、誤り検出部５は、その差と期待値とが一致しないことを示す信号を電源制御部２に供給する。電源制御部２は、その信号に応答して、パワーセーブ中カウント部に印加する電圧の変更を電源供給部３に指示する。
また、ステップＳ２０３での判断の結果、その差と期待値とが一致した場合には、処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、誤り検出部５は、電源制御部２に、その差と期待値とが一致したことを示す誤り検出結果１４を供給する。
ステップＳ２０６において、電源制御部２は、更に低い電圧の供給が可能か否かの判断を行う。その判断の結果、更に低い電圧を供給することができる場合には、処理はステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０７において、現在の電圧が、電圧制御対象ブロック４の動作を補償する最低電圧だった場合には、電源制御部２は、その電圧を動作可能な下限電圧とする。このように、誤り検出部５は、その差が期待値と一致するか否かにより、電圧制御対象ブロック４が正常に動作しているか否かを判断する。
【００３２】
本実施形態の電圧制御対象ブロック４は、主として待機モードで動作する回路である。この場合に、電圧制御対象ブロック４は、通常動作モードにおける電圧決定時に動作すれば良い。また、その電圧決定動作が、一定の周期で繰り返し実行される場合であっても、電圧制御対象ブロック４は、その周期で動作すれば良い。したがって、電圧決定時に消費される電力を増加させることなく、電圧制御対象ブロック４の動作電圧を決定することができる。
【００３３】
また、電圧制御対象ブロック４に供給する電圧を決定する場合に生成される誤り検出結果１４は、電圧制御対象ブロック４とは独立に構成される回路ブロックである誤り検出部５で生成されている。そのため、伝達遅延時間に依存することなく電圧制御対象ブロック４に供給する電圧を決定することができる。本実施形態の半導体装置１は、携帯電話等のバッテリーを利用して間欠動作する半導体装置において、その消費電力を低減する高い効果を得ることができる。また、本実施形態の半導体装置１は、複雑な回路を構成することなく、誤り検出を行なうことができる。
【００３４】
なお、上述の実施形態においては、電圧制御対象ブロック４がパワーセーブ中カウント部である場合を例示して、その構成・動作に関して説明を行ってきた。これは、電圧制御対象ブロック４が、パワーセーブ中カウント部に限定されることを意味するものではない。本実施形態の技術は、スタンバイモードのときに、安定的に動作することが要求され、通常動作モード時に不安定であっても装置全体に影響を与えないような回路ブロックに適用可能である。また、（通常動作モードのときに）供給される電圧が段階的に変化したときに、その電圧に応じて異なる出力信号を出力する回路ブロックに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、従来の半導体装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本願発明の半導体装置の概念的構成を例示するブロック図である。
【図３】図３は、本実施形態の半導体装置の構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は、動作可能な下限電圧を決定する動作を例示するフローチャートである。
【図５】図５は、誤り検出結果１４の生成動作を例示するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１…半導体装置
２…電源制御部
３…電源供給部
４…電圧制御対象ブロック
５…誤り検出部
６…検出タイミング生成部
７…ＤＢＢブロック
１１…電源制御信号
１２…調整電圧
１３…カウント値
１４…誤り検出結果
１５…タイミング信号
１６…電圧
１０１…半導体装置
１０２…電源制御部
１０３…電源供給部
１０４…回路ブロック
１１１…電源制御信号
１１２…調整電圧
１１６…動作補償電圧
【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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