特許ウォッチ

公開番号2023075588
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-05-31
出願番号2021188579
出願日2021-11-19
発明の名称半導体集積回路および半導体集積回路の制御方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類G06F 1/3287 20190101AFI20230524BHJP(計算;計数)
要約【課題】ノイズの発生を低減しつつ、ブロックを電源遮断状態から電源供給状態に移行できるようにする。
【解決手段】半導体集積回路は、各々が電源遮断状態から電源供給状態への移行が可能な複数のブロックと、前記ブロックの前記電源遮断状態から前記電源供給状態への移行を要求する電源供給要求を前記ブロックごとに発行する要求部と、複数の電源供給要求がある場合には、前記複数の電源供給要求を調停し、前記電源供給要求に対する許可を発行する調停部と、前記複数のブロックを前記電源遮断状態から前記電源供給状態へ移行するための処理をそれぞれ行うことが可能であり、前記電源供給要求に対する許可が発行されたブロックに対して、前記電源遮断状態から前記電源供給状態へ移行するための処理を行う複数の移行処理部とを有し、前記要求部は、前記電源供給要求の発行対象ではないブロックの状態にかかわらず前記電源供給要求を発行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
各々が電源遮断状態から電源供給状態への移行が可能な複数のブロックと、
前記ブロックの前記電源遮断状態から前記電源供給状態への移行を要求する電源供給要求を前記ブロックごとに発行する要求部と、
複数の電源供給要求がある場合には、前記複数の電源供給要求を調停し、前記電源供給要求に対する許可を発行する調停部と、
前記複数のブロックを前記電源遮断状態から前記電源供給状態へ移行するための処理をそれぞれ行うことが可能であり、前記電源供給要求に対する許可が発行されたブロックに対して、前記電源遮断状態から前記電源供給状態へ移行するための処理を行う複数の移行処理部とを有し、
前記要求部は、前記電源供給要求の発行対象ではないブロックの状態にかかわらず前記電源供給要求を発行することを特徴とする半導体集積回路。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記調停部は、前記電源供給要求が発行されているブロックの電源スイッチの総数に応じて、前記電源供給要求に対する許可を発行することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記調停部は、前記電源供給要求が発行されているブロックの電源スイッチの総数が閾値を超えないように調停することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路。
【請求項４】
前記調停部は、前記電源供給要求が発行されているブロックの電源スイッチの総数が閾値以内である場合には、前記電源供給要求に対する許可を発行し、前記電源供給要求が発行されているブロックの電源スイッチの総数が閾値より大きい場合には、前記電源供給要求に対する拒絶を発行することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項５】
前記閾値は、前記複数のブロックの状態に応じて変化することを特徴とする請求項３または４に記載の半導体集積回路。
【請求項６】
前記ブロックの状態は、前記ブロックの動作状態であることを特徴とする請求項５に記載の半導体集積回路。
【請求項７】
前記ブロックの状態は、前記ブロックの電源電圧または動作周波数であることを特徴とする請求項５または６に記載の半導体集積回路。
【請求項８】
前記ブロックの状態は、前記ブロックの動作状態と電源電圧と動作周波数であることを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項９】
前記複数のブロックは、同一の電源ラインから電源電圧が供給されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体集積回路。
【請求項１０】
前記ブロックの動作状態は、電源遮断状態と、アイドル状態と、通常動作状態とを有し、
前記複数のブロックの全てが電源遮断状態である場合の閾値は、前記複数のブロックの全てがアイドル状態である場合の閾値より大きく、
前記複数のブロックの全てがアイドル状態である場合の閾値は、前記複数のブロックのいずれかが通常動作状態である場合の閾値より大きいことを特徴とする請求項６または８に記載の半導体集積回路。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体集積回路および半導体集積回路の制御方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやスマートフォンなどの携帯端末機器の高性能化、高機能化が進み、ＬＳＩの消費電力が増大しており、電力削減対策が急務である。消費電力は、ダイナミック電力とリーク電力に分類される。ダイナミック電力は、回路が動作している期間に消費する電力である。リーク電力は、回路が動作しているかどうかに関わらず電源が入っている状態で定常的に消費する電力である。
【０００３】
ダイナミック電力を削減する代表的な手法として、「クロック遮断（クロックゲーティング）」がある。「クロック遮断（クロックゲーティング）」については、クロックの動作状態から遮断状態、またはクロックの遮断状態から動作状態へは、１～数クロックサイクルで移行でき、比較的容易に導入できる電力削減対策として知られている。
【０００４】
一方、リーク電力を削減する代表的な手法として、半導体集積回路のシステムの各機能を実現する各機能ブロックを電源遮断ブロックに分割し、各機能ブロックが担当する機能を使用していない期間に当該機能ブロックへの電源を遮断する「電源遮断」がある。
【０００５】
この「電源遮断」は、ダイナミック電力の削減対策のクロック遮断の場合とは異なり、電源遮断状態への移行、電源遮断状態からの復帰時に、電源スイッチ制御、クロック制御、リセット制御、アイソレーション制御等の信号の制御を必要とする。この電源遮断移行シーケンスと電源復帰移行シーケンスは、周辺の電源遮断していないブロックへの影響を抑制し、電源遮断対象の機能ブロックが不安定な状態から処理を再開することを防ぐために必要となる。
【０００６】
一般的に、電源遮断状態から復帰するまでには、回路規模にもよるが、数十μｓから数百μｓが必要となることが知られており、その大半の時間が電源スイッチの制御期間である。電源遮断状態になった後、電源遮断ブロックが次に何らかの処理を行う必要が生じた場合、そこからこの数十μｓから数百μｓの復帰時間を待ってからでないと、処理を開始できないというデメリットがある。また、別の側面として、電源遮断ブロックに対して電源スイッチをオン状態に切り替えると、大きな突入電流が流れることで、電源ラインにノイズが発生し、同一電源ライン上の回路が誤動作するというデメリットがある。
【０００７】
この課題に着目した特許文献１では、制御対象の電源遮断ブロックに隣接する電源遮断ブロックのオン／オフ状態に応じて、電源スイッチの制御方法を切り替えている。隣接する電源遮断ブロックがオン状態の場合には、２種類の電源スイッチを２段階で時間的にずらして遷移させることで、電源ライン上のノイズの発生確率を低減させている。また、隣接ブロックがオフ状態の場合には、この２種類の電源スイッチを同時に切り替える。これにより、電源遮断状態から復帰状態に移行するまでの時間の短縮とノイズ発生確率の低減の両立ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１２－４８５６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
バッテリ駆動の製品を中心とした省電力要求の高まりで、ＬＳＩ内部の電源遮断ブロックの数は増加の一途を辿り、かつ空間的にも時間的にも、より細粒度に電源遮断と復帰を制御することが求められている。その点において、特許文献１では、１つの電源遮断ブロックに対する２種類の電源スイッチの制御方法に関するものであり、複数の電源遮断ブロックを同時に制御する場合に言及されていない。
【００１０】
本開示の目的は、ノイズの発生を低減しつつ、ブロックを電源遮断状態から電源供給状態に移行できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許