JP2002073181A - Operation guarantee voltage control system - Google Patents

Operation guarantee voltage control system

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JP2002073181A
JP2002073181A JP2000261174A JP2000261174A JP2002073181A JP 2002073181 A JP2002073181 A JP 2002073181A JP 2000261174 A JP2000261174 A JP 2000261174A JP 2000261174 A JP2000261174 A JP 2000261174A JP 2002073181 A JP2002073181 A JP 2002073181A
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JP
Japan
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output voltage
circuit
delay
output
power supply
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Masanao Hirose
正直 広瀬
Koji Nishi
浩司 西
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NEC Corp
NEC Communication Systems Ltd
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NEC Corp
NEC Communication Systems Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To highly integrate an integrated circuit and to guarantee the normal operation of an electronic circuit even when there is environmental fluctuation and the dispersion of device characteristics. SOLUTION: The operation timing of a logic circuit 2 or the like in a semiconductor integrated circuit 1 is deteriorated by the reduction of a power supply voltage Vout to be supplied and operation delay is increased. A delay deciding circuit 3 decides the delay quantity of the logic circuit 2 or the like, an output voltage control circuit 4 controls the output voltage Vout of an output voltage variable power supply part 5 corresponding to the decided result and when the delay quantity is great, the output voltage Vout is increased. By optimal feedback control based on the delay quantity of operation such as switching of the logic circuit or the like, an operation margin is suppressed to a minimum, operation guarantee is secured, a circuit capable of being highly integrated at much higher speed is provided and power consumption is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おける動作保証電圧制御方式に関し、特に、最適な電源
電圧にて動作することを可能とした動作保証電圧制御方
式に関する。
The present invention relates to an operation assurance voltage control method in a semiconductor integrated circuit, and more particularly, to an operation assurance voltage control method capable of operating at an optimum power supply voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSI、FPGA等の半導体集積
回路の大規模化、高速化が進んできているが、動作速度
の高速化、回路の高集積化を求める程、動作タイミング
設計が困難となり、内部のセットアップ/ホールドタイ
ミング等の動作マージンの確保が困難となってきてい
る。つまり、デバイスが使用される環境(温度、電
圧)、また、製造によるデバイス自体の特性バラツキ等
により、デバイス内のスイッチング遅延、配線遅延が変
動する等のため、温度、デバイス特性バラツキによる動
作保証が厳しくなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the scale and speed of semiconductor integrated circuits such as LSIs and FPGAs have been increasing. However, the higher the operating speed and the higher the degree of integration of circuits, the more difficult the operation timing design becomes. It is becoming difficult to secure operation margins such as internal setup / hold timing. That is, the switching delay and wiring delay in the device vary due to the environment (temperature, voltage) in which the device is used and the variation in the characteristics of the device itself due to manufacturing. It's getting tougher.

【0003】図5は、従来の半導体集積回路の構成を示
す図である。従来の電子回路は、概略的に、半導体集積
回路1、デバイス内論理回路2及び電源電圧供給部3か
ら構成されている。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional semiconductor integrated circuit. A conventional electronic circuit is roughly composed of a semiconductor integrated circuit 1, an in-device logic circuit 2, and a power supply voltage supply unit 3.

【0004】図5に示すように従来の半導体集積回路1
では、電源電圧供給部3からの一定の電圧Voutが常
時供給され、その内部の論理回路2は供給電圧Vout
により動作する。ここで、電源電圧に関しては、デバイ
スが使用される環境(温度、電圧)、製造によるデバイ
ス自体の特性バラツキ等により、デバイス内のスイッチ
ング遅延、配線遅延が変動に対する動作保証が実現でき
るように論理回路2等が安定動作を行う電圧値が供給さ
れる。
As shown in FIG. 5, a conventional semiconductor integrated circuit 1
In this case, the constant voltage Vout is constantly supplied from the power supply voltage supply unit 3, and the internal logic circuit 2 supplies the supply voltage Vout.
It works by. Here, regarding the power supply voltage, the logic circuit is designed so that the switching delay and the wiring delay in the device can be guaranteed to operate properly due to the environment (temperature, voltage) in which the device is used and the characteristic variation of the device itself due to manufacturing. 2 and the like are supplied with a voltage value at which a stable operation is performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体集積回路の電源構成においては、電源電圧供給部
3から出力される電源電圧Voutは常時一定値として
そのまま半導体集積回路1に供給されるように構成され
ているため、半導体集積回路が動作する環境の変動、動
作時の温度変動、デバイスの特性バラツキ等に起因する
半導体集積回路1の内部デバイスの遅延特性等が変動す
ると、半導体集積回路1の論理回路等が正常動作を行う
タイミングマージンが少なくなり、最悪の場合には誤動
作を生じる可能性があった。また、FPGAなどの製造
バラツキやプロセス変更によるタイミング変更により、
動作不良を起こすこと例も発生する可能性があった。
However, in the power supply configuration of the conventional semiconductor integrated circuit, the power supply voltage Vout output from the power supply voltage supply unit 3 is always supplied to the semiconductor integrated circuit 1 as a constant value as it is. When the delay time of the internal device of the semiconductor integrated circuit 1 changes due to a change in the environment in which the semiconductor integrated circuit operates, a change in temperature during operation, a variation in device characteristics, and the like, the semiconductor integrated circuit 1 The timing margin for normal operation of a logic circuit or the like is reduced, and in the worst case, a malfunction may occur. In addition, due to variations in manufacturing such as FPGA and timing changes due to process changes,
There was also a possibility that an operation failure occurred.

【0006】従って、このような誤動作を回避するに
は、最大変動分のタイミングマージンを確保するように
各種仕様項目に厳しい基準を設けて回路設計を行う必要
があり、また、このようにして設計された回路において
は正常動作可能な環境では、必要以上の電圧値を供給し
ている可能性があった。
Therefore, in order to avoid such a malfunction, it is necessary to design a circuit by setting strict standards for various specification items so as to secure a timing margin for the maximum fluctuation. In an environment in which the circuit can operate normally, the circuit may supply an unnecessarily high voltage value.

【0007】(目的)本発明の目的は、電子回路の正常
動作を保証する最適な電源電圧を供給することを可能と
する動作保証電圧制御方式を提供することにある。
(Object) It is an object of the present invention to provide an operation assurance voltage control method capable of supplying an optimum power supply voltage for guaranteeing a normal operation of an electronic circuit.

【0008】本発明の他の目的は、集積回路のより高集
積化を実現でき、環境変動、デバイス特性のバラツキが
あっても電子回路の正常動作を保証することができる動
作保証電圧制御方式を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an operation assurance voltage control method capable of realizing higher integration of an integrated circuit and guaranteeing normal operation of an electronic circuit even if there are environmental fluctuations and variations in device characteristics. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の動作保証電圧制
御方式は、半導体集積回路(例えば、図1の1)と、前
記半導体集積回路に電源電圧を供給する出力電圧可変型
電源電圧供給手段(例えば、図1の5)と、半導体集積
回路の内部回路(例えば、図1の2)の動作遅延を検出
する遅延判定手段(例えば、図1の3)と、前記遅延判
定手段の出力に基づいて所望のタイミングマージンを確
保できるように出力電圧可変型電源電圧供給手段の出力
電圧を制御する出力電圧制御手段(例えば、図1の4)
とを有することを特徴とする。
The operation assurance voltage control method of the present invention comprises a semiconductor integrated circuit (for example, 1 in FIG. 1) and an output voltage variable power supply voltage supply means for supplying a power supply voltage to the semiconductor integrated circuit. (For example, 5 in FIG. 1), delay determining means (for example, 3 in FIG. 1) for detecting an operation delay of an internal circuit (for example, 2 in FIG. 1) of the semiconductor integrated circuit, and an output of the delay determining means. Output voltage control means (for example, 4 in FIG. 1) for controlling the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply means so as to secure a desired timing margin based on the output voltage control means.
And characterized in that:

【0010】また、前記遅延判定手段は、内部回路の遅
延量を検出し該内部回路が正常動作可能な最大遅延量と
の比較結果を判定出力とし、前記出力制御手段は前記判
定出力に応じて前記出力電圧可変型電源電圧供給手段の
出力電圧の増減を制御することを特徴とする。
The delay determining means detects a delay amount of the internal circuit and outputs a result of comparison with a maximum delay amount at which the internal circuit can operate normally as a determination output, and the output control means responds to the determination output. The output voltage of the variable output voltage type power supply means is controlled to increase or decrease.

【0011】前記発明において、前記遅延判定手段は、
内部回路から検出した遅延量と前記最大遅延量を比較
し、前記遅延量が前記最大遅延量より大きい場合に第1
の論理レベルを出力し、前記遅延量が前記最大遅延量よ
り小さい場合に第2の論理レベルを出力し、前記出力制
御手段は、前記遅延判定手段の出力が前記第1の論理レ
ベルの場合に前記出力電圧可変型電源電圧供給手段の出
力電圧を上昇させ、前記第2の論理レベルの場合に前記
出力電圧可変型電源電圧供給手段の出力電圧を固定する
ことを特徴とし、又は、前記遅延判定手段は、内部回路
から検出した遅延量と前記最大遅延量を比較し、前記遅
延量が前記最大遅延量より大きい場合に第1の論理レベ
ルを出力し、前記遅延量が前記最大遅延量より小さい場
合に第2の論理レベルを出力し、前記出力制御手段は、
前記遅延判定手段の出力が前記第1の論理レベルの場合
に前記出力電圧可変型電源電圧供給手段の出力電圧を上
昇させ、前記第2の論理レベルの場合に前記出力電圧可
変型電源電圧供給手段の出力電圧を降下させることを特
徴とする。
[0011] In the above invention, the delay determination means includes:
The delay amount detected from the internal circuit is compared with the maximum delay amount, and if the delay amount is larger than the maximum delay amount,
And outputs a second logic level when the delay amount is smaller than the maximum delay amount. The output control means outputs the second logic level when the output of the delay determination means is the first logic level. Increasing the output voltage of the output voltage variable power supply means, and fixing the output voltage of the output voltage variable power supply means in the case of the second logic level, or The means compares a delay amount detected from an internal circuit with the maximum delay amount, and outputs a first logical level when the delay amount is larger than the maximum delay amount, and the delay amount is smaller than the maximum delay amount. Outputting the second logic level in the case,
When the output of the delay determination means is at the first logic level, the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply means is increased, and when the output is at the second logic level, the output voltage variable power supply voltage supply means is increased. Is characterized by lowering the output voltage.

【0012】前記何れかの発明において、前記内部回路
は論理回路であり、前記遅延判定手段の検出する前記遅
延量は、論理回路の最大論理段数の信号の遅延量である
ことを特徴とする。
In any one of the above inventions, the internal circuit is a logic circuit, and the delay amount detected by the delay determination means is a delay amount of a signal having a maximum number of logic stages of the logic circuit.

【0013】(作用)一般に、半導体集積回路内の論理
回路等の動作タイミングは供給する電源電圧の低下によ
り劣化し動作遅延が増大する。そこで半導体集積回路の
電源電圧を回路内部のスイッチング等、動作の遅延量に
基づいて最適に帰還制御することにより、最小限のタイ
ミングマージンを確保し、動作マージンを最小に抑え、
動作保証を確保し、より高速で高集積化可能な回路を実
現する。また、正常動作が可能な電源電圧の供給により
動作不良の発生の回避を図るとともに、消費電力の削減
を図る。
(Operation) In general, the operation timing of a logic circuit or the like in a semiconductor integrated circuit is degraded due to a decrease in supplied power supply voltage, and the operation delay increases. Therefore, the power supply voltage of the semiconductor integrated circuit is optimally feedback-controlled based on the amount of operation delay, such as switching inside the circuit, thereby securing a minimum timing margin and minimizing the operation margin.
An operation is guaranteed, and a circuit that can be integrated at a higher speed and with higher integration is realized. In addition, the supply of a power supply voltage capable of normal operation avoids the occurrence of operation failure and reduces power consumption.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して本発明の動
作保証電圧制御方式の一実施の形態を詳細に説明する。 (構成の説明)図1は、本発明の動作保証電圧制御方式
の一実施の形態の回路実現構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of the operation assurance voltage control system of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (Description of Configuration) FIG. 1 is a diagram showing a circuit realization configuration of an embodiment of an operation assurance voltage control method according to the present invention.

【0015】本実施の形態は、半導体集積回路1、デバ
イス内論理回路2、デバイス内遅延判定回路3、出力電
圧制御回路4及び出力電圧可変型電源電圧供給部5から
構成される。
This embodiment comprises a semiconductor integrated circuit 1, an in-device logic circuit 2, an in-device delay determination circuit 3, an output voltage control circuit 4, and an output voltage variable power supply voltage supply unit 5.

【0016】本実施の形態においては、従来の回路構成
との違いとして、半導体集積回路1のデバイス内に遅延
判定回路3を具備している点と、遅延判定回路3からの
出力により出力電圧可変型電源電圧供給部5の出力電圧
Voutを制御するところの出力電圧制御回路4を具備
している点と、出力電圧を可変とする出力電圧可変型電
源電圧供給部5を具備している点にある。
The present embodiment is different from the conventional circuit configuration in that the device of the semiconductor integrated circuit 1 includes the delay determination circuit 3 and that the output from the delay determination circuit 3 varies the output voltage. In that an output voltage control circuit 4 for controlling the output voltage Vout of the power supply voltage supply unit 5 is provided, and that an output voltage variable power supply voltage supply unit 5 for varying the output voltage is provided. is there.

【0017】(動作の説明)遅延判定回路3は、論理回
路2内の最大論理段数により、論理回路2が正常動作可
能となるデバイスの最大遅延を判定し、動作可能な場合
は“OFF“レベル、動作不可能の場合は”ON“レベ
ルを出力する。例えば、かかる遅延判定回路3として
は、論理回路内のフリップフロップ間等の最大論理段数
の信号の遅延量を電圧値として検出し、検出した電圧値
と、前記最大遅延に相当する基準電圧値との比較器を用
いた電圧比較により、動作可能又は動作不可能の判定を
行い前述のような“ON”、“OFF”レベルの制御信
号を出力するように構成することができる。
(Explanation of Operation) The delay determination circuit 3 determines the maximum delay of a device in which the logic circuit 2 can operate normally based on the maximum number of logic stages in the logic circuit 2. If the operation is not possible, an "ON" level is output. For example, the delay determination circuit 3 detects a delay amount of a signal having the maximum number of logic stages between flip-flops in a logic circuit as a voltage value, and detects the detected voltage value and a reference voltage value corresponding to the maximum delay. Operable or non-operable by voltage comparison using the above comparator, and the above-described "ON" and "OFF" level control signals can be output.

【0018】出力電圧制御回路4は、遅延判定回路3か
らの遅延判定結果より、“ON”レベルの入力時は、出
力電圧Voutを上げるように出力電圧可変型電源電圧
供給部5を制御し、“OFF”レベルの入力時は、出力
電圧Voutを現状のまま固定するように出力電圧可変
型電源電圧供給部5を制御する方式を採用することがで
きる。
The output voltage control circuit 4 controls the output voltage variable power supply voltage supply unit 5 so as to increase the output voltage Vout when the input is at the “ON” level based on the delay determination result from the delay determination circuit 3. At the time of inputting the “OFF” level, a method of controlling the output voltage variable power supply unit 5 so that the output voltage Vout is fixed as it is can be adopted.

【0019】図2は、本実施の形態における動作フロー
の例を示す図である。同図により本実施の形態の動作に
ついて、以下詳細に説明する。 (1)まずはじめに、出力電圧可変型電源電圧供給部5
は、論理回路2がデバイスの遅延により正常動作が可能
でない程度の低い電圧を出力する(S1)。 (2)この時遅延判定回路3は、遅延量を判定し、論理
回路2が正常動作が可能でない程の遅延であることを判
断し、“ON”レベルを出力する(S2)。 (3)出力電圧制御回路4は、“ON”レベルの入力を
検出し、出力電圧可変型電源電圧供給部5に対し出力電
圧Voutを上げる方向の制御を行う(S5)。 (4)出力電圧可変型電源電圧供給部5は、出力電圧制
御回路4による前記制御により、出力電圧Voutを上
げて行く(S6)。 (5)上記(2)〜(4)の動作を繰り返し、いずれ論
理回路2が正常動作可能となる遅延量となる電圧まで上
がった時点で、遅延判定回路3は“OFF”レベルを出
力する(S2)。 (6)出力電圧制御回路4は、遅延判定回路3からのレ
ベルの出力を検出し、出力電圧可変型電源電圧供給部5
に対し出力電圧Voutを現状のままとする制御を行う
(S4)。 (7)出力電圧可変型電源電圧供給部5は、出力電圧制
御回路4による前記制御により、出力電圧Voutの変
化を中止する(S4)。
FIG. 2 is a diagram showing an example of an operation flow in the present embodiment. The operation of the present embodiment will be described in detail below with reference to FIG. (1) First, an output voltage variable power supply voltage supply unit 5
Outputs a voltage that is low enough that the logic circuit 2 cannot operate normally due to device delay (S1). (2) At this time, the delay determination circuit 3 determines the delay amount, determines that the delay is such that the logic circuit 2 cannot operate normally, and outputs an “ON” level (S2). (3) The output voltage control circuit 4 detects the input at the “ON” level and controls the output voltage variable power supply voltage supply unit 5 to increase the output voltage Vout (S5). (4) The output voltage variable power supply voltage supply unit 5 increases the output voltage Vout under the control of the output voltage control circuit 4 (S6). (5) The above-described operations (2) to (4) are repeated, and when the voltage reaches a voltage that is a delay amount at which the logic circuit 2 can operate normally, the delay determination circuit 3 outputs an “OFF” level ( S2). (6) The output voltage control circuit 4 detects the output of the level from the delay determination circuit 3 and outputs the output voltage variable power supply voltage
, The output voltage Vout is kept at the current level (S4). (7) The output voltage variable power supply voltage supply unit 5 stops changing the output voltage Vout under the control of the output voltage control circuit 4 (S4).

【0020】以上説明した動作フローによる制御は、半
導体集積回路5の電源投入時又は回路動作の開始時等に
好適であり、出力電圧Voutは、その変化が停止する
と動作可能な最適値として設定される。
The control based on the operation flow described above is suitable when the power of the semiconductor integrated circuit 5 is turned on or when the circuit operation starts, and the output voltage Vout is set as an optimum value that can be operated when the change stops. You.

【0021】(他の実施の形態)本発明の実施の形態の
動作としては、前記動作フローの他に論理回路の遅延量
の応じた電圧値と動作可能な遅延量に対応する基準値と
の比較結果の“ON”、“OFF”レベルの制御信号に
より、出力電圧可変型電源電圧供給部5の出力電圧の上
昇及び下降の制御を行うことにより、予想される環境変
化等の範囲で安定動作が可能な最低限の出力電圧Vou
tを供給するように常時制御することが可能である。
(Other Embodiments) In the operation of the embodiment of the present invention, in addition to the above-described operation flow, a voltage value corresponding to a delay amount of a logic circuit and a reference value corresponding to an operable delay amount are used. By controlling the rise and fall of the output voltage of the variable output voltage power supply unit 5 by the control signals of the "ON" and "OFF" levels of the comparison result, a stable operation can be performed in a range of an expected environmental change or the like. Minimum output voltage Vou
It is possible to always control to supply t.

【0022】図3は、このような制御を行う動作フロー
を示す図である。遅延判定回路3は論理回路の遅延量を
検出し(S10)、該遅延量に比例する電圧値を生成
し、最適な遅延量に応じた基準電圧値との比較を行い
(S20)、検出した遅延量に比例する電圧値が基準電
圧値より大きい場合には、出力電圧制御回路4は“O
N”レベルの制御信号を出力し(S50)、出力電圧可
変型電源電圧供給部5の出力電圧を上昇させる(S6
0)。また、検出遅延量に略比例する電圧値が基準電圧
値より小さい場合には、出力電圧制御回路4は“OF
F”レベルの制御信号を出力し(S30)、出力電圧可
変型電源電圧供給部5の出力電圧を下降させる(S4
0)。
FIG. 3 is a diagram showing an operation flow for performing such control. The delay determination circuit 3 detects the delay amount of the logic circuit (S10), generates a voltage value proportional to the delay amount, compares the generated voltage value with a reference voltage value corresponding to the optimum delay amount (S20), and detects the delay value. If the voltage value proportional to the delay amount is larger than the reference voltage value, the output voltage control circuit 4
An N ″ level control signal is output (S50), and the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply unit 5 is increased (S6).
0). If the voltage value that is substantially proportional to the detection delay amount is smaller than the reference voltage value, the output voltage control circuit 4 outputs “OF”.
An F ″ level control signal is output (S30), and the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply unit 5 is decreased (S4).
0).

【0023】また、図1に示す実施の形態においては、
出力電圧制御回路4と出力電圧可変型電源電圧供給部5
を半導体集積回路1の外部に設けた構成を説明したが、
出力電圧制御回路4や出力電圧可変型電源電圧供給部5
を同一半導体集積回路1内に設けるように構成すること
が可能である。
Further, in the embodiment shown in FIG.
Output voltage control circuit 4 and output voltage variable power supply voltage supply unit 5
Has been described outside of the semiconductor integrated circuit 1.
Output voltage control circuit 4 and output voltage variable power supply voltage supply unit 5
Can be provided in the same semiconductor integrated circuit 1.

【0024】図4は、本発明のこのような実施の形態を
示す図である。出力電圧制御回路4と出力電圧可変型電
源電圧供給部5を論理回路2と遅延判定回路3とともに
半導体集積回路1内に構成し外部電源電圧を半導体集積
回路1内の出力電圧可変型電源電圧供給部5を介して論
理回路2に供給するように構成している。
FIG. 4 is a diagram showing such an embodiment of the present invention. The output voltage control circuit 4 and the output voltage variable power supply voltage supply unit 5 are configured in the semiconductor integrated circuit 1 together with the logic circuit 2 and the delay determination circuit 3 to supply an external power voltage to the output voltage variable power supply voltage in the semiconductor integrated circuit 1. It is configured to supply to the logic circuit 2 via the section 5.

【0025】以上の実施の形態における遅延判定回路3
としては、半導体集積回路1内の複数の論理回路の内、
タイミングマージンの最も厳しい論理回路部分又はその
一部における遅延量により動作可能又は不可能を判定す
る構成とすることにより判定回路の規模を抑制すること
が可能である。また、半導体集積回路内の膨大な論理回
路を複数のブロックに分割し、それぞれのブロック又は
一部のブロックの遅延量の平均値を求めて遅延判定回路
により判定するように構成することが可能である。
The delay determination circuit 3 in the above embodiment
Among a plurality of logic circuits in the semiconductor integrated circuit 1,
The configuration of determining whether operation is possible or not based on a delay amount in a logic circuit portion having the strictest timing margin or a part thereof can suppress the scale of the determination circuit. Further, it is possible to divide an enormous logic circuit in the semiconductor integrated circuit into a plurality of blocks, obtain an average value of delay amounts of each block or a part of the blocks, and determine the average value by the delay determination circuit. is there.

【0026】[0026]

【効果の説明】本発明においては、半導体集積回路の動
作用の電源電圧Vccを最適に帰還制御するように構成
していることから、内部回路が正常動作することができ
る最小限のタイミングマージンを確保することが可能と
なり、以下のような効果が得られる。 (1)まず、動作環境の変動による動作マージン、デバ
イスの製造バラツキ、プロセス変動を考慮した動作マー
ジンについて、電源電圧制御により最適な遅延値とする
ことにより、論理回路設計時にタイミングマージンを最
小に抑えられ、より高速で高集積な回路の実現が可能で
ある。 (2)また、各動作環境下にて、正常動作する電圧を供
給する為、フィールドでの動作不良を起こす確率を減ら
すことが可能である。 (3)さらに、正常動作可能となる最適な電源電圧にて
動作する為、消費電力を削減することが可能である。
In the present invention, since the power supply voltage Vcc for operating the semiconductor integrated circuit is optimally feedback-controlled, the minimum timing margin for allowing the internal circuit to operate normally is provided. As a result, the following effects can be obtained. (1) First, the timing margin is minimized at the time of logic circuit design by setting the operation margin in consideration of the operation margin due to the fluctuation of the operation environment, the manufacturing variation of the device, and the process fluctuation to the optimum delay value by controlling the power supply voltage. As a result, a higher-speed and highly integrated circuit can be realized. (2) Further, since a voltage for normal operation is supplied under each operating environment, it is possible to reduce the probability of causing an operation failure in a field. (3) Further, since operation is performed at an optimum power supply voltage at which normal operation is possible, power consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の動作フローを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an operation flow of the present invention.

【図3】本発明の他の動作フローを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing another operation flow of the present invention.

【図4】本発明の他の実施の形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.

【図5】従来の半導体集積回路の電源構成を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a power supply configuration of a conventional semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体集積回路 2 論理回路 3 遅延判定回路 4 出力電圧制御回路 5 出力電圧可変型電源電圧供給部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor integrated circuit 2 Logic circuit 3 Delay determination circuit 4 Output voltage control circuit 5 Output voltage variable power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 浩司 東京都港区三田1丁目4番28号 日本電気 通信システム株式会社内 Fターム(参考) 5H410 BB01 BB04 CC02 DD02 EA02 EB14 EB15 EB37 FF10 FF11 FF13 FF16 FF26 5J056 AA39 BB38 BB39 BB40 BB60 CC05 GG06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Koji Nishi 1-4-4, Mita, Minato-ku, Tokyo NEC Communication Systems Co., Ltd. F term (reference) 5H410 BB01 BB04 CC02 DD02 EA02 EB14 EB15 EB37 FF10 FF11 FF13 FF16 FF26 5J056 AA39 BB38 BB39 BB40 BB60 CC05 GG06

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体集積回路と、前記半導体集積回路
に電源電圧を供給する出力電圧可変型電源電圧供給手段
と、半導体集積回路の内部回路の動作遅延を検出する遅
延判定手段と、前記遅延判定手段の出力に基づいて所望
のタイミングマージンを確保できるように出力電圧可変
型電源電圧供給手段の出力電圧を制御する出力電圧制御
手段とを有することを特徴とする動作保証電圧制御方
式。
A semiconductor integrated circuit; an output voltage variable power supply for supplying a power supply voltage to the semiconductor integrated circuit; a delay determining means for detecting an operation delay of an internal circuit of the semiconductor integrated circuit; And an output voltage control means for controlling an output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply means so as to secure a desired timing margin based on an output of the means.
【請求項2】 前記遅延判定手段は、内部回路の遅延量
を検出し該内部回路が正常動作可能な最大遅延量との比
較結果を判定出力とし、前記出力制御手段は前記判定出
力に応じて前記出力電圧可変型電源電圧供給手段の出力
電圧の増減を制御することを特徴とする請求項1記載の
動作保証電圧制御方式。
2. The delay judging means detects a delay amount of an internal circuit and makes a result of comparison with a maximum delay amount at which the internal circuit can operate normally a judgment output. The output control means responds to the judgment output. 2. The operation assurance voltage control method according to claim 1, wherein the output voltage of said variable output voltage power supply voltage supply means is controlled to increase or decrease.
【請求項3】 前記遅延判定手段は、内部回路から検出
した遅延量と前記最大遅延量を比較し、前記遅延量が前
記最大遅延量より大きい場合に第1の論理レベルを出力
し、前記遅延量が前記最大遅延量より小さい場合に第2
の論理レベルを出力し、前記出力制御手段は、前記遅延
判定手段の出力が前記第1の論理レベルの場合に前記出
力電圧可変型電源電圧供給手段の出力電圧を上昇させ、
前記第2の論理レベルの場合に前記出力電圧可変型電源
電圧供給手段の出力電圧を固定することを特徴とする請
求項2記載の動作保証電圧制御方式。
3. The delay determination means compares a delay amount detected from an internal circuit with the maximum delay amount, and outputs a first logic level when the delay amount is larger than the maximum delay amount, and outputs the first logic level. If the amount is less than the maximum delay amount, the second
The output control means increases the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply means when the output of the delay determination means is the first logic level,
3. The operation-guaranteed voltage control method according to claim 2, wherein the output voltage of said output voltage variable power supply voltage supply means is fixed in the case of said second logic level.
【請求項4】 前記遅延判定手段は、内部回路から検出
した遅延量と前記最大遅延量を比較し、前記遅延量が前
記最大遅延量より大きい場合に第1の論理レベルを出力
し、前記遅延量が前記最大遅延量より小さい場合に第2
の論理レベルを出力し、前記出力制御手段は、前記遅延
判定手段の出力が前記第1の論理レベルの場合に前記出
力電圧可変型電源電圧供給手段の出力電圧を上昇させ、
前記第2の論理レベルの場合に前記出力電圧可変型電源
電圧供給手段の出力電圧を降下させることを特徴とする
請求項2記載の動作保証電圧制御方式。
4. The delay determination means compares a delay amount detected from an internal circuit with the maximum delay amount, and outputs a first logical level when the delay amount is greater than the maximum delay amount, and outputs the first logic level. If the amount is less than the maximum delay amount, the second
The output control means increases the output voltage of the output voltage variable power supply voltage supply means when the output of the delay determination means is the first logic level,
3. The operation-guaranteed voltage control method according to claim 2, wherein the output voltage of said output voltage variable power supply voltage supply means is decreased in the case of said second logic level.
【請求項5】 前記内部回路は論理回路であり、前記遅
延判定手段の検出する前記遅延量は、論理回路の最大論
理段数の信号の遅延量であることを特徴とする請求項
1、2、3又は4記載の動作保証電圧制御方式。
5. The device according to claim 1, wherein the internal circuit is a logic circuit, and the delay amount detected by the delay determination unit is a delay amount of a signal having a maximum number of logic stages of the logic circuit. The operation assurance voltage control method according to 3 or 4.
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