JP2003323417A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JP2003323417A
JP2003323417A JP2002127755A JP2002127755A JP2003323417A JP 2003323417 A JP2003323417 A JP 2003323417A JP 2002127755 A JP2002127755 A JP 2002127755A JP 2002127755 A JP2002127755 A JP 2002127755A JP 2003323417 A JP2003323417 A JP 2003323417A
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JP
Japan
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cpu
power supply
performance
instruction
power consumption
Prior art date
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Application number
JP2002127755A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiji Tokuno
誠司 得能
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simultaneously satisfy both of the reduction of power consumption and the improvement of performance in a finely-divided system LSI wherein several eight figure pieces of transistors are loaded on one chip, so that the threshold voltage is lowered to realize high-speed motion of the transistors, which causes the increase of the leakage of current and the increase of the power consumption in the entire system. <P>SOLUTION: This semiconductor integrated circuit device comprises a CPU 110 of low power consumption and a CPU 120 of high performance, a command analyzing part 132 for analyzing the command to be executed, and determines the CPU which executes the command, a mode control register 130 for registering the determined information, and a power supply switching part 131 for controlling the power supply on the basis of the information of the register. In the processing needing high performance, the processing is performed by the CPU of high performance 120, and the power source is cut off when the processing is not performed by the CPU of high performance 120, whereby the leakage of current is reduced, and the both of high performance and low power consumption can be realized. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、微細化に対応した
半導体集積回路装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device compatible with miniaturization.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体製造技術の微細化が進み、
トランジスタの閾値電圧、および半導体集積回路に印加
される電源電圧は低下していく傾向にある。この閾値電
圧の低下により、ソース・ドレイン間のリーク電流が増
加することになる。さらに、トランジスタの高速動作を
実現するためには、閾値電圧をさらに下げることが必要
となるが、それにともない、更にリーク電流が増加する
ことになる。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of semiconductor manufacturing technology has advanced,
The threshold voltage of the transistor and the power supply voltage applied to the semiconductor integrated circuit tend to decrease. Due to this decrease in the threshold voltage, the leak current between the source and drain increases. Further, in order to realize a high-speed operation of the transistor, it is necessary to further reduce the threshold voltage, but with that, the leak current further increases.

【0003】微細化プロセスにおいては、このリーク電
流がLSIの消費電力増加の大きな原因となりつつあ
る。従って、微細化プロセスにおいてLSIの低消費電
力化を実現するためには、動作時の電力削減を図るだけ
でなく、さらにリーク電流の削減を図ることが重要な課
題となる。
In the miniaturization process, this leak current is becoming a major cause of an increase in the power consumption of the LSI. Therefore, in order to realize the low power consumption of the LSI in the miniaturization process, it is an important issue not only to reduce the power consumption during operation but also to further reduce the leak current.

【0004】このリーク電流を削減する方法としては、
トランジスタの閾値電圧を高くすることでリーク電流を
削減する方法、VTCMOSのようにバックゲートバイ
アスを制御することで閾値電圧を制御可能とし、スタン
バイ時のリーク電流の削減と、動作時の高速化を図る方
法、さらに特開平05−29551号公報の開示技術の
ように、LSIを構成する機能ブロックごとに電源をオ
ン/オフ可能なように設計を行い、個々の機能ブロック
が動作不要な時には電源をオフすることでリーク電流を
削減する方法などがある。
As a method of reducing this leakage current,
A method of reducing the leak current by increasing the threshold voltage of the transistor, and a threshold voltage can be controlled by controlling the back gate bias as in VTCMOS to reduce the leak current in the standby mode and speed up the operation. Further, as in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-29551, a design is made so that the power can be turned on / off for each of the functional blocks that make up the LSI, and the power is turned on when the individual functional blocks are not required to operate. There is a method of reducing the leak current by turning it off.

【0005】さらに微細化プロセスでは、従来のソース
・ドレイン間のリーク電流だけではなく、トランジスタ
のゲートからのリーク電流の増加が顕著になってくる。
これは、微細化プロセスにおいてトランジスタの高速化
を図るためには、ゲート酸化膜厚の薄膜化が必須の技術
となるが、この薄膜化がゲートリーク増大の大きな原因
になる。
Further, in the miniaturization process, not only the conventional leak current between the source and the drain but also the leak current from the gate of the transistor increases remarkably.
This is an essential technique for reducing the gate oxide film thickness in order to increase the speed of the transistor in the miniaturization process, but this thinning causes a large increase in gate leakage.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トラン
ジスタの閾値電圧を高くしリーク電流の削減を行った時
には、電力削減に関してはメリットがあるが、高性能を
実現することが困難になってくる。
However, when the threshold voltage of the transistor is increased to reduce the leak current, there is a merit in reducing the power, but it is difficult to realize high performance.

【0007】また、VTCMOSのように、バックゲー
トバイアスを制御し閾値電圧を動作モードによって変化
させる方法に関しては、0.13μm世代のプロセス以
降では、回路の動作速度を向上させるスケーリングを行
うと、バックゲートバイアス電圧に対する閾値電圧の依
存性が低下してくる傾向があり、バックゲートバイアス
電圧制御技術を用いても、リーク電流削減に対する効果
はあまり見られなくなり、リーク電流の削減あるいは高
性能化を図ることが困難になってくる。
Regarding the method of controlling the back gate bias and changing the threshold voltage according to the operation mode as in VTCMOS, after the process of the 0.13 μm generation, if scaling is performed to improve the operation speed of the circuit, the The dependency of the threshold voltage on the gate bias voltage tends to decrease, and even if the back gate bias voltage control technology is used, the effect of reducing the leak current is less noticeable, and the leak current is reduced or the performance is improved. Becomes difficult.

【0008】また、特開平05−29551号公報の開
示技術では、LSIを構成する機能ブロック単位での電
源のオン/オフは可能であるが、各ブロックを構成する
トランジスタまでの言及はなく、低消費電力と高性能の
両立をあるゆる状態で実現することはできない。
Further, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 05-29551, it is possible to turn on / off the power supply in functional block units forming an LSI, but there is no mention of the transistors forming each block, and it is low. It is not possible to achieve both power consumption and high performance in a loose state.

【0009】今日では、半導体製造プロセスの微細化が
進むことで、1チップ上に複雑なシステムが実現される
ようなシステムLSIの実現が可能になってきており、
1チップ上に数百万、数千万個のトランジスタが搭載さ
れることになり、1チップでリーク電流を考えたときに
は、リーク電流の絶対値が大幅に増加することになる。
また、ゲートリーク電流の顕著化により、リーク電流が
さらに増加する。従って、低消費電力が求められるシス
テムLSIの設計においてはこのリーク電流を如何に削
減するかということが大きな課題の1つとなる。また一
方でシステムLSIの動作を実現するためには高性能が
併せて要求され、システムLSI実現に向けては、リー
ク電流削減による低消費電力化と高性能化を両立するこ
とが大きな課題である。
Nowadays, with the progress of miniaturization of semiconductor manufacturing processes, it has become possible to realize a system LSI in which a complicated system is realized on one chip.
Millions or tens of millions of transistors are mounted on one chip, and when the leak current is considered on one chip, the absolute value of the leak current increases significantly.
Further, the leakage current further increases due to the remarkable leakage current. Therefore, how to reduce this leak current is one of the major issues in the design of a system LSI that requires low power consumption. On the other hand, in order to realize the operation of the system LSI, high performance is required at the same time, and in order to realize the system LSI, it is a major issue to achieve both low power consumption and high performance by reducing leakage current. .

【0010】本発明の目的は、低消費電力化と高性能化
との両立が可能となる半導体集積回路装置を提供するこ
とである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device capable of achieving both low power consumption and high performance.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題の解決におい
て、リーク電流の削減には電源電圧を遮断することが最
も効果的であり、高性能を実現するためには閾値電圧を
下げることが効果的である。
In order to solve the above problems, it is most effective to cut off the power supply voltage in order to reduce the leak current, and it is effective to lower the threshold voltage in order to realize high performance. Is.

【0012】本発明の請求項1記載の半導体集積回路装
置は、低い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された
高性能用CPUと、高い閾値電圧のトランジスタを用い
て構成された低消費電力用CPUと、入力される命令を
解析して高性能用CPUおよび低消費電力用CPUのう
ちのどちらで実行されるべき命令であるかを決定する命
令解析部と、命令解析部の決定に基づき入力される命令
を実行するCPUを指定する情報を記憶するモード制御
レジスタと、モード制御レジスタの記憶情報に基いて高
性能用CPUへの電源電圧の供給を制御する電源制御部
とを備え、電源制御部は、モード制御レジスタに低消費
電力用CPUを指定する情報が記憶されているときには
高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、モード制
御レジスタに高性能用CPUを指定する情報が記憶され
ているときには高性能用CPUに電源電圧を供給するよ
うにしている。
A semiconductor integrated circuit device according to claim 1 of the present invention is a high-performance CPU configured by using a transistor having a low threshold voltage, and a low power consumption CPU configured by using a transistor having a high threshold voltage. And an instruction analysis unit that analyzes the input instruction to determine which one of the high performance CPU and the low power consumption CPU should be executed, and the instruction analysis unit that is input based on the determination of the instruction analysis unit. A power control unit that stores information designating a CPU that executes an instruction, and a power supply control unit that controls the supply of a power supply voltage to the high-performance CPU based on the stored information in the mode control register. Stops the supply of the power supply voltage to the high performance CPU when the information for designating the low power consumption CPU is stored in the mode control register, and And so as to supply a power supply voltage to a high performance for the CPU when information specifying the use CPU is stored.

【0013】この請求項1記載の構成によれば、閾値電
圧の異なるトランジスタで構成された高性能用CPUと
低消費電力用CPUとを備え、入力される命令を解析し
その処理内容に応じて高性能(高速)な処理が必要な場
合には高性能用CPUで実行し、それ以外の処理の場合
には低消費電力用CPUで実行し、この低消費電力用C
PUで実行するときには高性能用CPUへの電源電圧の
供給を停止することでリーク電流を削減できる。このよ
うに、実行する命令の処理内容に応じてCPUを使い分
けるとともに電源電圧制御を行うことにより、高性能と
低消費電力の両立が可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, which are composed of transistors having different threshold voltages, are provided, the input instruction is analyzed, and the processing is performed according to the processing content. When high-performance (high-speed) processing is required, it is executed by the high-performance CPU, and when other processing is executed, it is executed by the low-power consumption CPU.
When it is executed by the PU, the leakage current can be reduced by stopping the supply of the power supply voltage to the high performance CPU. In this way, both high performance and low power consumption can be achieved by properly using the CPU and controlling the power supply voltage according to the processing content of the instruction to be executed.

【0014】本発明の請求項2記載の半導体集積回路装
置は、低い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された
高性能用CPUと、高い閾値電圧のトランジスタを用い
て構成された低消費電力用CPUと、高性能用CPUお
よび低消費電力用CPUで命令を実行するために共用さ
れるレジスタファイルおよびメモリと、入力される命令
を解析して高性能用CPUおよび低消費電力用CPUの
うちのどちらで実行されるべき命令であるかを決定する
命令解析部と、命令解析部の決定に基づき入力される命
令を実行するCPUを指定する情報を記憶するモード制
御レジスタと、モード制御レジスタの記憶情報に基いて
高性能用CPUおよび低消費電力用CPUへの電源電圧
の供給を制御する電源制御部とを備え、電源制御部は、
モード制御レジスタに低消費電力用CPUを指定する情
報が記憶されているときには低消費電力用CPUへ電源
電圧を供給するとともに高性能用CPUへの電源電圧の
供給を停止し、モード制御レジスタに高性能用CPUを
指定する情報が記憶されているときには高性能用CPU
に電源電圧を供給するとともに低消費電力用CPUへの
電源電圧の供給を停止するようにしている。
A semiconductor integrated circuit device according to a second aspect of the present invention is a high-performance CPU configured by using a transistor with a low threshold voltage, and a low power consumption CPU configured by using a transistor with a high threshold voltage. Which one of the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, the register file and the memory shared to execute the instructions by the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, and the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU by analyzing the input instruction An instruction analysis unit that determines whether the instruction is to be executed by the CPU, a mode control register that stores information that specifies a CPU that executes an instruction that is input based on the determination of the instruction analysis unit, and storage information of the mode control register And a power supply control unit that controls the supply of power supply voltage to the high performance CPU and the low power consumption CPU based on
When the information for designating the low power consumption CPU is stored in the mode control register, the power supply voltage is supplied to the low power consumption CPU, the power supply voltage to the high performance CPU is stopped, and the high power is supplied to the mode control register. High-performance CPU when information specifying the high-performance CPU is stored
The power supply voltage is supplied to the CPU and the supply of the power supply voltage to the low power consumption CPU is stopped.

【0015】この請求項2記載の構成によれば、閾値電
圧の異なるトランジスタで構成された高性能用と低消費
電力用の2つのCPUと、この2つのCPUに共用され
るレジスタファイルおよびメモリとを備え、入力される
命令を解析しその処理内容に応じて高性能(高速)な処
理が必要な場合には高性能用CPUで実行し、それ以外
の処理の場合には低消費電力用CPUで実行し、2つの
CPUの一方に電源電圧を供給するときには他方への供
給を停止することで、共用されるレジスタファイルおよ
びメモリへの2つのCPUからの同時のアクセスを防止
できるとともに低消費電力用CPUが命令実行時の高性
能用CPUへの電源電圧の供給停止によりリーク電流を
削減できる。このように、実行する命令の処理内容に応
じてCPUを使い分けるとともに電源電圧制御を行うこ
とにより、高性能と低消費電力の両立が可能となる。ま
た、レジスタファイルおよびメモリを2つのCPUで共
用することで、回路資源の削減が図れる。
According to the second aspect of the present invention, two CPUs for high performance and low power consumption, which are composed of transistors having different threshold voltages, and a register file and a memory shared by these two CPUs are provided. And analyzes the input instructions and executes them with a high-performance CPU when high-performance (high-speed) processing is required according to the content of the processing, and with low-power consumption CPU in the case of other processing. When the power supply voltage is supplied to one of the two CPUs and the supply to the other is stopped, simultaneous access from the two CPUs to the shared register file and the memory can be prevented and low power consumption is achieved. The CPU can stop the supply of the power supply voltage to the high-performance CPU at the time of executing the instruction to reduce the leakage current. In this way, both high performance and low power consumption can be achieved by properly using the CPU and controlling the power supply voltage according to the processing content of the instruction to be executed. Further, by sharing the register file and the memory by the two CPUs, the circuit resources can be reduced.

【0016】本発明の請求項3記載の半導体集積回路装
置は、請求項2記載の半導体集積回路装置において、レ
ジスタファイルおよびメモリは高い閾値電圧のトランジ
スタを用いて構成され、電源制御部は、レジスタファイ
ルおよびメモリへの電源電圧の供給をも制御し、モード
制御レジスタに高性能用CPUを指定する情報が記憶さ
れているときには高性能用CPUに供給する電源電圧よ
りも高い電源電圧をレジスタファイルおよびメモリに供
給するようにしたことを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit device according to a third aspect of the present invention is the semiconductor integrated circuit device according to the second aspect, wherein the register file and the memory are configured by using transistors having a high threshold voltage, and the power supply control unit is a register. It also controls the supply of the power supply voltage to the file and the memory, and when the information for designating the high performance CPU is stored in the mode control register, the power supply voltage higher than the power supply voltage supplied to the high performance CPU is set in the register file and The feature is that it is supplied to the memory.

【0017】この請求項3記載の構成によれば、請求項
2と同様の効果が得られる他、高性能用CPUで命令実
行時に、高い閾値電圧のトランジスタを用いて構成され
たレジスタファイルおよびメモリに高性能用CPUより
も高い電源電圧を供給することで、高性能CPUの性能
を最大限に引き出すことが可能となる。
According to the structure of claim 3, in addition to the same effect as that of claim 2, a register file and a memory configured by using a high threshold voltage transistor at the time of executing an instruction in a high performance CPU. By supplying a power supply voltage higher than that of the high-performance CPU, it is possible to maximize the performance of the high-performance CPU.

【0018】本発明の請求項4記載の半導体集積回路装
置は、低い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された
高性能用CPUと、高い閾値電圧のトランジスタを用い
て構成された低消費電力用CPUと、入力される命令を
解析して高性能用CPUおよび低消費電力用CPUのう
ちのどちらで実行されるべき命令であるかを決定すると
ともに、高性能用CPUで実行されるべき命令であるこ
とを決定するときにはその命令を実行するときのクロッ
ク周波数とこのクロック周波数を実現するために必要な
最低の電源電圧とを決定する命令解析部と、命令解析部
の決定に基づき入力される命令を実行するCPUを指定
する情報を記憶するとともに、高性能用CPUを指定す
る情報を記憶するときには高性能用CPUで実行すると
きのクロック周波数を示す情報とこのクロック周波数を
実現するために必要な最低の電源電圧を示す情報とを記
憶するモード制御レジスタと、モード制御レジスタの記
憶情報に基いて高性能用CPUへの電源電圧の供給を制
御する電源制御部と、モード制御レジスタの記憶情報に
基いて高性能用CPUに供給するクロックの周波数を制
御するクロック周波数制御部とを備え、電源制御部は、
モード制御レジスタに低消費電力用CPUを指定する情
報が記憶されているときには高性能用CPUへの電源電
圧の供給を停止し、モード制御レジスタに高性能用CP
Uを指定する情報が記憶されているときにはさらに記憶
されている電源電圧を示す情報に基づいて高性能用CP
Uに電源電圧を供給するようにし、クロック周波数制御
部は、モード制御レジスタに高性能用CPUを指定する
情報が記憶されているときにはさらに記憶されているク
ロック周波数を示す情報に基づいて高性能用CPUにク
ロックを供給するようにしている。
A semiconductor integrated circuit device according to a fourth aspect of the present invention is a high-performance CPU configured by using a transistor having a low threshold voltage, and a low power consumption CPU configured by using a transistor having a high threshold voltage. And an instruction to be input to analyze the instruction to determine which of the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU should execute the instruction, and the instruction to be executed by the high-performance CPU. The instruction analysis unit that determines the clock frequency for executing the instruction and the minimum power supply voltage required to realize this clock frequency, and the instruction that is input based on the determination by the instruction analysis unit. When storing the information that specifies the CPU to be executed, and when storing the information that specifies the high-performance CPU, the clock frequency when the high-performance CPU executes Of the power supply voltage to the high-performance CPU based on the information stored in the mode control register and the mode control register that stores information indicating the minimum power supply voltage necessary to realize this clock frequency. And a clock frequency control unit for controlling the frequency of the clock supplied to the high-performance CPU based on the stored information in the mode control register.
When the information for designating the low power consumption CPU is stored in the mode control register, the supply of the power supply voltage to the high performance CPU is stopped, and the high performance CP is stored in the mode control register.
When the information designating U is stored, the high performance CP is based on the stored information indicating the power supply voltage.
The power supply voltage is supplied to U, and when the mode control register stores information designating the high-performance CPU, the clock frequency control unit further determines the high-performance CPU based on the stored information indicating the clock frequency. A clock is supplied to the CPU.

【0019】この請求項4記載の構成によれば、閾値電
圧の異なるトランジスタで構成された高性能用CPUと
低消費電力用CPUとを備え、入力される命令を解析し
その処理内容に応じて高性能(高速)な処理が必要な場
合には高性能用CPUで実行し、それ以外の処理の場合
には低消費電力用CPUで実行し、この低消費電力用C
PUで実行するときには高性能用CPUへの電源電圧の
供給を停止することでリーク電流を削減できる。このよ
うに、実行する命令の処理内容に応じてCPUを使い分
けるとともに電源電圧制御を行うことにより、高性能と
低消費電力の両立が可能となる。さらに、高性能用CP
Uで命令を実行するときに、その命令の処理内容に応じ
て要求されるクロック周波数を明確にするとともに、そ
のクロック周波数を実現するために必要な最低電圧に電
源電圧を制御することにより、高性能用CPUの動作時
の消費電力の削減が可能となり、より低消費電力化を図
ることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, which are composed of the transistors having different threshold voltages, are provided, the input instruction is analyzed, and the processing is performed according to the processing content. When high-performance (high-speed) processing is required, it is executed by the high-performance CPU, and when other processing is executed, it is executed by the low-power consumption CPU.
When it is executed by the PU, the leakage current can be reduced by stopping the supply of the power supply voltage to the high performance CPU. In this way, both high performance and low power consumption can be achieved by properly using the CPU and controlling the power supply voltage according to the processing content of the instruction to be executed. Furthermore, high performance CP
When an instruction is executed in U, the clock frequency required according to the processing content of the instruction is clarified, and the power supply voltage is controlled to the minimum voltage required to realize that clock frequency. It is possible to reduce power consumption during operation of the performance CPU, and it is possible to further reduce power consumption.

【0020】本発明の請求項5記載の半導体集積回路装
置は、低い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された
高性能用CPUと、高い閾値電圧のトランジスタを用い
て構成された低消費電力用CPUと、高性能用CPUお
よび低消費電力用CPUで命令を実行するために共用さ
れるレジスタファイルおよびメモリと、入力される命令
を解析して高性能用CPUおよび低消費電力用CPUの
うちのどちらで実行されるべき命令であるかを決定する
とともに、高性能用CPUで実行されるべき命令である
ことを決定するときにはその命令を実行するときのクロ
ック周波数とこのクロック周波数を実現するために必要
な最低の電源電圧とを決定する命令解析部と、命令解析
部の決定に基づき入力される命令を実行するCPUを指
定する情報を記憶するとともに、高性能用CPUを指定
する情報を記憶するときには高性能用CPUで実行する
ときのクロック周波数を示す情報とこのクロック周波数
を実現するために必要な最低の電源電圧を示す情報とを
記憶するモード制御レジスタと、モード制御レジスタの
記憶情報に基いて高性能用CPUおよび低消費電力用C
PUとレジスタファイルおよびメモリへの電源電圧の供
給を制御する電源制御部と、モード制御レジスタの記憶
情報に基いて高性能用CPUとレジスタファイルおよび
メモリに供給するクロックの周波数を制御するクロック
周波数制御部とを備え、電源制御部は、モード制御レジ
スタに低消費電力用CPUを指定する情報が記憶されて
いるときには低消費電力用CPUへ電源電圧を供給する
とともに高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、
モード制御レジスタに高性能用CPUを指定する情報が
記憶されているときにはさらに記憶されている電源電圧
を示す情報に基づいて高性能用CPUとレジスタファイ
ルおよびメモリに電源電圧を供給するとともに低消費電
力用CPUへの電源電圧の供給を停止するようにし、ク
ロック周波数制御部は、モード制御レジスタに高性能用
CPUを指定する情報が記憶されているときにはさらに
記憶されているクロック周波数を示す情報に基づいて高
性能用CPUとレジスタファイルおよびメモリにクロッ
クを供給するようにしている。
A semiconductor integrated circuit device according to a fifth aspect of the present invention is a high-performance CPU configured by using a transistor having a low threshold voltage, and a low power consumption CPU configured by using a transistor having a high threshold voltage. Which one of the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, the register file and the memory shared to execute the instructions by the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, and the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU by analyzing the input instruction It is necessary to determine whether the instruction is to be executed by the CPU, and when it is determined that the instruction is to be executed by the high-performance CPU, the clock frequency for executing the instruction and the clock frequency for realizing this clock frequency. And an instruction analysis unit that determines the lowest power supply voltage and information that specifies a CPU that executes an instruction input based on the determination of the instruction analysis unit. In addition, when storing the information for designating the high-performance CPU, the information indicating the clock frequency at which the high-performance CPU executes is stored and the information indicating the lowest power supply voltage required to realize this clock frequency. Mode control register, and high performance CPU and low power consumption C based on the stored information of the mode control register
A power supply control unit that controls the supply of the power supply voltage to the PU, the register file, and the memory, and a clock frequency control that controls the frequency of the clock supplied to the high-performance CPU, the register file, and the memory based on the stored information in the mode control register. The power supply control unit supplies the power supply voltage to the low power consumption CPU and stores the power supply voltage to the high performance CPU when the mode control register stores information designating the low power consumption CPU. Stop the supply,
When the information for designating the high-performance CPU is stored in the mode control register, the power-supply voltage is supplied to the high-performance CPU, the register file, and the memory based on the stored information indicating the power-supply voltage, and the low power consumption is achieved. The supply of the power supply voltage to the CPU for power supply is stopped, and the clock frequency control unit is based on the information indicating the stored clock frequency when the information for designating the high performance CPU is stored in the mode control register. The clock is supplied to the high-performance CPU, the register file, and the memory.

【0021】この請求項5記載の構成によれば、請求項
4と同様の効果が得られる他、レジスタファイルおよび
メモリを2つのCPUで共用することで、回路資源の削
減が図れる。
According to the structure of claim 5, in addition to the same effect as in claim 4, the register file and the memory are shared by the two CPUs, so that the circuit resources can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0023】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態の半導体集積回路装置のブロック図であ
る。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device of the embodiment of FIG.

【0024】図1において、10は本実施の形態の半導
体集積回路装置であり、外部から、CPUで実行される
命令と、電源電圧とが入力される。本半導体集積回路装
置において、閾値電圧の高い領域100では、そこに形
成されたトランジスタはリーク電流は少ないが、性能の
低いものとなり、低消費電力に向いた回路が実現され
る。閾値電圧の低い領域101では、そこに形成された
トランジスタはリーク電流は多いが、性能が高いものと
なり、高性能向きの回路が実現される。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a semiconductor integrated circuit device according to this embodiment, to which an instruction executed by a CPU and a power supply voltage are input from the outside. In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the region 100 having a high threshold voltage, the transistor formed there has a small leak current, but the performance is low, and a circuit suitable for low power consumption is realized. In the region 101 where the threshold voltage is low, the transistor formed there has a large leak current, but the performance is high, and a circuit suitable for high performance is realized.

【0025】本半導体集積回路装置において、CPU1
10は低消費電力CPUとなり、メモリ111とレジス
タファイル112を含んでいる。CPU120は高性能
CPUとなり、メモリ121とレジスタファイル122
を含んでいる。
In this semiconductor integrated circuit device, the CPU 1
A low power consumption CPU 10 includes a memory 111 and a register file 112. The CPU 120 becomes a high-performance CPU, and has a memory 121 and a register file 122.
Is included.

【0026】命令解析部132はCPUで実行される命
令を解析し、どのCPUで処理される命令かの分類を行
う。
The instruction analysis unit 132 analyzes the instructions executed by the CPU and classifies which CPU is processed.

【0027】モード制御レジスタ130は、命令解析部
132で解析された結果に基づき、命令をどのCPUで
実行するかを設定し、このレジスタの設定に基づき電源
電圧の印加処理、命令の実行が最適なCPUで実行され
る。
The mode control register 130 sets which CPU executes an instruction based on the result analyzed by the instruction analysis unit 132, and the power supply voltage application processing and the execution of the instruction are optimal based on the setting of this register. It is executed by the CPU.

【0028】電源供給スィッチ部131では、電源電圧
を印加するか、遮断するかをモード制御レジスタ130
の内容に従って決定し、電源の印加を実行する。
In the power supply switch unit 131, it is determined whether the power supply voltage is applied or cut off.
Then, the power supply is applied.

【0029】本半導体集積回路装置では、通常の命令
は、低消費電力CPU110で実行し、その際には、高
性能CPU120への電源は遮断し、リーク電流の削減
を図る。高性能(高速化)が求められる処理の実行は、
高性能CPU120で実行することで、要望を満足する
処理を実現できるが、このCPU120はリーク電流等
も多いので、使用する必要が無いときには、電源遮断し
ておくことで低消費電力を実現できる。
In this semiconductor integrated circuit device, a normal instruction is executed by the low power consumption CPU 110, and at that time, the power supply to the high performance CPU 120 is cut off to reduce the leak current. Execution of processing that requires high performance (speedup)
By executing the processing with the high-performance CPU 120, it is possible to realize a process that satisfies the demand. However, since the CPU 120 also has a large amount of leak current and the like, low power consumption can be realized by turning off the power when it is not necessary to use.

【0030】本実施の形態の半導体集積回路装置の動作
について、図2に示す処理フローを用いて詳細に説明す
る。
The operation of the semiconductor integrated circuit device of this embodiment will be described in detail with reference to the processing flow shown in FIG.

【0031】本半導体集積回路装置において、低消費電
力CPU110は常時動作するものとする。すなわち、
電源ラインP100を介し電源供給スィッチ部131へ
入力された電圧は、そのまま電源ラインP102を介し
常時CPU110に印加されるものとなる。高性能CP
U120は処理内容に基づき使用したりしなかったりす
るものとし、電源供給スィッチ部131により、電源ラ
インP101の電圧を制御することで必要時のみ電源供
給を可能とする。
In this semiconductor integrated circuit device, the low power consumption CPU 110 always operates. That is,
The voltage input to the power supply switch unit 131 via the power supply line P100 is always applied to the CPU 110 via the power supply line P102. High performance CP
U120 may or may not be used depending on the processing content, and the power supply switching unit 131 controls the voltage of the power supply line P101 to enable power supply only when necessary.

【0032】命令入力ステップ200において信号線S
100を介し入力された命令は、命令解析ステップ20
1において命令解析部132で解析され、信号線S10
1を介し伝達される解析結果に基づき、モード制御レジ
スタ更新ステップ202において、モード制御レジスタ
130に値が設定される。その設定内容に基づき、処理
は以下の3種類に分類される。
In the command input step 200, the signal line S
The instruction input via 100 is the instruction analysis step 20.
1 is analyzed by the instruction analysis unit 132, and the signal line S10
Based on the analysis result transmitted via 1, the value is set in the mode control register 130 in the mode control register updating step 202. The processing is classified into the following three types based on the setting contents.

【0033】(1)同一のCPU(110または12
0)による処理継続 (2)低消費電力CPU110から高性能CPU120
への処理移行 (3)高性能CPU120から低消費電力CPU110
への処理移行 ここで、(1)の同一のCPUでの処理の場合には、そ
のまま、命令実行ステップ208において、同一のCP
Uで処理が実行され、命令実行が完了すると、命令完了
通知ステップ210において、信号線S103あるい
は、S104を介しモード制御レジスタ130に対し処
理完了を通知し、次の命令入力を待つことになる。
(1) Same CPU (110 or 12
0) Continue processing (2) Low power consumption CPU 110 to high performance CPU 120
Process transition to (3) High-performance CPU 120 to low power consumption CPU 110
Here, in the case of the processing in the same CPU of (1), the same CP is directly used in the instruction execution step 208.
When the process is executed in U and the command execution is completed, in the command completion notification step 210, the mode control register 130 is notified of the completion of the process via the signal line S103 or S104, and the next command input is awaited.

【0034】(2)の低消費電力CPU110から高性
能CPU120への処理移行の場合には、まず、高性能
CPUへの電圧印加ステップ203において、電源供給
スィッチ部131により電源ラインP101を介し、高
性能CPU120に電圧を印加し、次にレジスタファイ
ル、メモリ転送ステップ204において、信号線S10
5、S106を介し、メモリ111、レジスタファイル
112の内容を、メモリ121、レジスタファイル12
2に転送し、この状態になり初めて高性能CPUでの命
令実行ステップ207において信号線S100を介して
入力された命令を高性能CPU120において実行す
る。命令実行が完了すると、命令完了通知ステップ21
0において、信号線S104を介しモード制御レジスタ
130に対し処理完了を通知し、次の命令入力を待つこ
とになる。この移行処理により、本実施の形態の半導体
集積回路装置は、最高性能を実現するが、最大の消費電
力も消費する状態となる。
In the case of (2) the process transition from the low power consumption CPU 110 to the high performance CPU 120, first, in the voltage application step 203 to the high performance CPU, the power supply switching unit 131 causes the power supply line P101 to perform high voltage operation. The voltage is applied to the performance CPU 120, and then, in the register file and memory transfer step 204, the signal line S10
5, the contents of the memory 111 and the register file 112 are transferred to the memory 121 and the register file 12 via S106.
2, and the high-level CPU 120 executes the command input through the signal line S100 in the high-level CPU's command execution step 207 for the first time in this state. When the instruction execution is completed, the instruction completion notification step 21
At 0, the completion of processing is notified to the mode control register 130 via the signal line S104, and the next command input is awaited. With this migration processing, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment achieves the highest performance, but also consumes the maximum power.

【0035】(3)の高性能CPU120から低消費電
力CPU110への処理移行の場合には、レジスタファ
イル、メモリ転送ステップ205において、信号線S1
05、S106を介し、メモリ121、レジスタファイ
ル122の内容を、メモリ111、レジスタファイル1
12に転送し、高性能CPUの電圧遮断ステップ206
において、電源ラインP101を介し印加されている電
圧を、電源供給スィッチ部131により遮断し、低消費
電力CPUでの命令実行ステップ209において、信号
線S100を介して入力された命令を低消費電力CPU
110で実行する。命令実行が完了すると、命令完了通
知ステップ210において、信号線S103を介しモー
ド制御レジスタ130に対し処理完了を通知し、次の命
令入力を待つことになる。この移行処理により、本実施
の形態の半導体集積回路装置は、低消費電力状態になっ
ている。
In the case of the process transition from the high performance CPU 120 to the low power consumption CPU 110 of (3), in the register file and memory transfer step 205, the signal line S1
05, through S106, the contents of the memory 121 and the register file 122 are transferred to the memory 111 and the register file 1
Transfer to 12 and shut down voltage of high performance CPU Step 206
, The voltage applied via the power supply line P101 is cut off by the power supply switch unit 131, and in the instruction execution step 209 in the low power consumption CPU, the command input via the signal line S100 is converted into the low power consumption CPU.
Execute at 110. When the instruction execution is completed, in the instruction completion notifying step 210, the mode control register 130 is notified of the processing completion through the signal line S103, and the next instruction input is awaited. By this transition processing, the semiconductor integrated circuit device of this embodiment is in a low power consumption state.

【0036】このように、実行すべき命令で要望される
性能に応じてCPUを選択し、処理を行い、不必要な電
源を遮断することで、性能的にも、消費電力的にも最適
な半導体集積回路装置を実現でき、高性能化と低消費電
力化の両立を図ることができる。
As described above, by selecting the CPU according to the performance desired by the instruction to be executed, performing the processing, and cutting off the unnecessary power source, the performance and the power consumption are optimized. A semiconductor integrated circuit device can be realized, and both high performance and low power consumption can be achieved.

【0037】なお、本実施の形態では、高性能CPU1
20での命令実行時、低消費電力CPU110へも電源
電圧を印加するようにしたが、電源供給スィッチ部13
1により低消費電力CPU110への電源電圧を遮断す
るように構成することで、より低消費電力化を図ること
ができる。
In this embodiment, the high performance CPU 1
Although the power supply voltage is applied to the low power consumption CPU 110 when the instruction is executed at 20, the power supply switch unit 13
By configuring the power supply voltage to the low power consumption CPU 110 to be cut off by 1, the power consumption can be further reduced.

【0038】なお、低消費電力CPU110と高性能C
PU120とに印加される電源電圧は、必ずしも同じ電
圧である必要はなく、特に要求される性能に応じて電圧
を可変とすることで、より低消費電力化を図ることが可
能である。
The low power consumption CPU 110 and the high performance C
The power supply voltage applied to the PU 120 does not necessarily have to be the same voltage, and it is possible to further reduce power consumption by making the voltage variable according to the performance particularly required.

【0039】(第2の実施の形態)図3は本発明の第2
の実施の形態の半導体集積回路装置のブロック図であ
る。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device of the embodiment of FIG.

【0040】図3において、30は本実施の形態の半導
体集積回路装置であり、外部から、CPUで実行される
命令と、電源電圧とが入力される。本半導体集積回路装
置において、閾値電圧の高い領域300では、そこで形
成されたトランジスタはリーク電流は少ないが、性能の
低いものとなり、低消費電力に向いた回路が実現され
る。閾値電圧の低い領域301では、そこで形成された
トランジスタはリーク電流は多いが、性能が高いものと
なり、高性能向きの回路が実現される。本半導体集積回
路装置において、CPU310は低消費電力CPUとな
り、CPU320は高性能CPUとなる。メモリ311
とレジスタファイル312は、信号線S305,S30
6でCPU310と接続され、信号線S307,S30
8でCPU320と接続されており、それぞれ低消費電
力CPU310と高性能CPU320に共通に使用され
るものであるが、同時に2つのCPUからのアクセスは
許されないため、ここでは、使用しないCPUは必ず電
源遮断されるものとする。
In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a semiconductor integrated circuit device according to this embodiment, which receives commands to be executed by the CPU and power supply voltage from the outside. In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the region 300 having a high threshold voltage, the transistor formed there has a small leak current, but the performance is low, and a circuit suitable for low power consumption is realized. In the region 301 where the threshold voltage is low, the transistor formed there has a large leak current, but the performance is high, and a circuit suitable for high performance is realized. In this semiconductor integrated circuit device, the CPU 310 is a low power consumption CPU and the CPU 320 is a high performance CPU. Memory 311
And the register file 312 are connected to the signal lines S305 and S30.
6 is connected to the CPU 310, and signal lines S307 and S30
8 are connected to the CPU 320, and are commonly used by the low power consumption CPU 310 and the high performance CPU 320, respectively, but since access from two CPUs is not allowed at the same time, the CPUs that are not used are always powered. Shall be cut off.

【0041】命令解析部332はCPUで実行される命
令を解析し、どのCPUで処理される命令かの分類を行
う。
The instruction analysis unit 332 analyzes the instructions executed by the CPU and classifies which CPU is processed.

【0042】モード制御レジスタ330は、命令解析部
332で解析された結果に基づき、命令をどのCPUで
実行するかを設定し、このレジスタの設定に基づき電源
電圧の印加処理、命令の実行が最適なCPUで実行され
る。
The mode control register 330 sets which CPU executes an instruction based on the result analyzed by the instruction analysis unit 332, and the power supply voltage application processing and the instruction execution are optimal based on the setting of this register. It is executed by the CPU.

【0043】電源供給スィッチ部331では、電源電圧
を印加するか、遮断するかをモード制御レジスタ330
の内容に従って決定し、電源の印加を実行する。
The power supply switch unit 331 determines whether the power supply voltage is applied or cut off by the mode control register 330.
Then, the power supply is applied.

【0044】電源電圧制御部333では、入力された電
圧をそのまま印加するか、入力された電圧よりも高い電
圧を印加するか、電源を遮断するかを、モード制御レジ
スタ330の内容に従って決定し、電源の印加を実行す
る。
The power supply voltage control unit 333 determines whether to apply the input voltage as it is, to apply a voltage higher than the input voltage, or to cut off the power supply according to the contents of the mode control register 330. Apply power.

【0045】本半導体集積回路装置では、メモリ31
1、レジスタファイル312を低消費電力CPU310
と高性能CPU320で共用し、回路資源の削減を図っ
ているが、メモリ311、レジスタファイル312に2
つのCPU310,320より同時にアクセスすること
は認められないため、2つのCPU310,320の両
方に電源電圧が同時に印加される状態が起こらないよう
に注意する必要がある。
In this semiconductor integrated circuit device, the memory 31
1. Low power consumption CPU 310 register file 312
It is shared by the high-performance CPU 320 and the high-performance CPU 320 to reduce the circuit resources.
Since simultaneous access from one CPU 310, 320 is not permitted, it is necessary to take care so that a state where the power supply voltage is simultaneously applied to both the two CPUs 310, 320 does not occur.

【0046】通常の命令は、低消費電力CPU310で
実行し、その際には、高性能CPU320への電源は遮
断し、リーク電流の削減を図る。高性能が求められる処
理の実行は、高性能CPU320で実行することで、要
望を満足する処理を実現できるが、この時には低消費電
力CPU310の電源は遮断しておく必要がある。この
とき、高性能CPU320は、低い閾値電圧のトランジ
スタで構成されているが、メモリ311、レジスタファ
イル312は高い閾値電圧のトランジスタで構成されて
いるので、CPU320に比べ動作が遅くなり、最大性
能を引き出すことが出来ないため、本半導体集積回路装
置では、メモリ311、レジスタファイル312、等に
印加する電圧を電源電圧制御部333により通常よりも
高いものにすることを可能としている。
Normal instructions are executed by the low power consumption CPU 310, and at that time, the power supply to the high performance CPU 320 is cut off to reduce the leak current. The high-performance CPU 320 can execute the process that requires high performance, and the process that satisfies the request can be realized. However, at this time, the low-power-consumption CPU 310 needs to be powered off. At this time, the high-performance CPU 320 is composed of transistors having a low threshold voltage, but the memory 311 and the register file 312 are composed of transistors having a high threshold voltage, so that the operation is slower than that of the CPU 320, and maximum performance is achieved. In this semiconductor integrated circuit device, the voltage applied to the memory 311, the register file 312, and the like can be made higher than usual by the power supply voltage control unit 333 because it cannot be extracted.

【0047】本実施の形態の半導体集積回路装置の動作
について、図4に示す処理フローを用いて詳細に説明す
る。
The operation of the semiconductor integrated circuit device of this embodiment will be described in detail with reference to the processing flow shown in FIG.

【0048】本半導体集積回路装置において、命令入力
ステップ400において信号線S300を介し入力され
た命令は、命令解析ステップ401において命令解析部
332で解析され、信号線S301を介し伝達される解
析結果に基づき、モード制御レジスタ更新ステップ40
2において、モード制御レジスタ330に値が設定され
る。その設定内容に基づき、処理は以下の3種類に分類
される。
In this semiconductor integrated circuit device, the instruction input through the signal line S300 in the instruction input step 400 is analyzed by the instruction analysis unit 332 in the instruction analysis step 401, and the analysis result transmitted through the signal line S301 is obtained. Based on the mode control register update step 40
2, the value is set in the mode control register 330. The processing is classified into the following three types based on the setting contents.

【0049】(a)同一のCPU(310または32
0)による処理継続 (b)低消費電力CPU310から高性能CPU320
への処理移行 (c)高性能CPU320から低消費電力CPU310
への処理移行 ここで、(a)の同一のCPUでの処理の場合には、そ
のまま、命令実行ステップ405において、同一のCP
Uで処理が実行され、命令実行が完了すると、命令完了
通知ステップ411において、信号線S304を介しモ
ード制御レジスタ330に対し処理完了を通知し、次の
命令入力を待つことになる。
(A) Same CPU (310 or 32
0) Continuation of processing (b) Low power consumption CPU 310 to high performance CPU 320
Process transition to (c) High performance CPU 320 to low power consumption CPU 310
Here, in the case of the processing by the same CPU in (a), the same CP is directly used in the instruction execution step 405.
When the process is executed in U and the command execution is completed, in the command completion notification step 411, the mode control register 330 is notified of the completion of the process through the signal line S304, and the next command input is awaited.

【0050】(b)の低消費電力CPU310から高性
能CPU320への処理移行の場合には、まず、低消費
電力CPUの電圧遮断ステップ412において、電源電
圧制御部333により電源ラインP303を介し印加さ
れている電源電圧を遮断し、次に高性能CPUへの電圧
印加ステップ403において、電源供給スィッチ部33
1により電源ラインP301を介し、高性能CPU32
0に電圧を印加し、次に高性能CPUでの命令実行ステ
ップ404において信号線S300を介して入力された
命令を高性能CPU320において実行する。命令実行
が完了すると、命令完了通知ステップ411において、
信号線S304を介しモード制御レジスタ330に対し
処理完了を通知し、次の命令入力を待つことになる。こ
の移行処理により、本実施の形態の半導体集積回路装置
は、高性能を実現するが、大きな消費電力を消費する状
態となる。
In the case of the process transition from the low power consumption CPU 310 to the high performance CPU 320 of (b), first, in the voltage cutoff step 412 of the low power consumption CPU, the power supply voltage control unit 333 applies the power via the power supply line P303. In step 403 of applying a voltage to the high-performance CPU, the power supply switch 33 is shut off.
1, the high-performance CPU 32 through the power line P301
A voltage is applied to 0, and then the instruction input via the signal line S300 in the instruction execution step 404 in the high-performance CPU is executed in the high-performance CPU 320. When the instruction execution is completed, in the instruction completion notification step 411,
The processing is notified to the mode control register 330 via the signal line S304, and the next command input is awaited. With this migration processing, the semiconductor integrated circuit device of this embodiment achieves high performance, but consumes a large amount of power.

【0051】この方法では、高性能CPU320は低い
閾値電圧のトランジスタで構成されているのに対し、使
用するメモリ311、レジスタファイル312等は高い
閾値電圧のトランジスタで構成されており、性能面で劣
るため、高性能トランジスタの性能を最大限に引き出す
ことはできない。従って、ここでは高性能CPU320
の最大性能を引き出す手法として、高い閾値電圧で設計
されたメモリ311、レジスタファイル312等に印加
する電圧を高くすることが考えられる。その手法につい
て以下に述べる。
In this method, the high-performance CPU 320 is composed of transistors having a low threshold voltage, whereas the memory 311 and the register file 312 to be used are composed of transistors having a high threshold voltage, resulting in poor performance. Therefore, the performance of the high performance transistor cannot be maximized. Therefore, here, the high-performance CPU 320
As a method of extracting the maximum performance of the above, it is conceivable to increase the voltage applied to the memory 311 and the register file 312 designed with a high threshold voltage. The method will be described below.

【0052】高性能CPUへの電圧印加ステップ403
において、電源供給スィッチ部331により電源ライン
P301を介し、高性能CPU320に電圧を印加した
後、レジスタファイル、メモリへの高電圧印加ステップ
406において、電源電圧制御部333により生成され
た高電圧を、電源ラインP302を介しメモリ311、
レジスタファイル312へ印加し、次に高性能CPUで
の命令実行ステップ407において信号線S300を介
して入力された命令を高性能CPU320において実行
する。命令実行が完了すると、レジスタファイル、メモ
リへの高電圧解除ステップ407において、電源電圧制
御部333により生成された高電圧を通常の電圧に戻
し、電源ラインP302を介し印加し、次に命令完了通
知ステップ411において、信号線S304を介しモー
ド制御レジスタ330に対し処理完了を通知し、次の命
令入力を待つことになる。この移行処理により、本実施
の形態の半導体集積回路装置は、最高性能を実現する
が、最大の消費電力を消費する状態となる。
Voltage application step 403 to high performance CPU
In the step S <b> 406, after applying a voltage to the high-performance CPU 320 via the power supply line P <b> 301 by the power supply switch unit 331, the high voltage generated by the power supply voltage control unit 333 is applied in the high voltage application step 406 to the register file and the memory. The memory 311 via the power line P302,
The command is applied to the register file 312, and then the command input via the signal line S300 in the command execution step 407 in the high-performance CPU is executed in the high-performance CPU 320. When the instruction execution is completed, in step 407 of releasing the high voltage to the register file and the memory, the high voltage generated by the power supply voltage control unit 333 is returned to the normal voltage and applied through the power supply line P302, and then the instruction completion notification is issued. In step 411, the mode control register 330 is notified of the completion of processing through the signal line S304, and the next command input is awaited. With this transition processing, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment achieves the highest performance, but is in a state of consuming the maximum power consumption.

【0053】(c)の高性能CPU320から低消費電
力CPU310への処理移行の場合には、高性能CPU
320の電圧遮断ステップ409において、電源ライン
P301を介し印加されている電圧を、電源スィッチ部
331により遮断し、低消費電力CPUへの電圧印加ス
テップ413において電源電圧制御部333での印加電
圧を、電源ラインP303を介し低消費電力CPU31
0に印加し、低消費電力CPUでの命令実行ステップ4
10において、信号線S300を介して入力された命令
を低消費電力CPU310で実行する。命令実行が完了
すると、命令完了通知ステップ411において、信号線
S304を介しモード制御レジスタ330に対し処理完
了を通知し、次の命令入力を待つことになる。この移行
処理により、本実施の形態の半導体集積回路装置は、低
消費電力状態になっている。
In the case of processing transition from the high performance CPU 320 to the low power consumption CPU 310 of (c), the high performance CPU
In the voltage cut-off step 409 of 320, the voltage applied via the power supply line P301 is cut off by the power supply switch section 331, and in the voltage application step 413 to the low power consumption CPU, the voltage applied by the power supply voltage control section 333 is changed to Low power consumption CPU 31 through the power line P303
0, instruction execution in low power consumption CPU Step 4
In 10, the low power consumption CPU 310 executes the command input via the signal line S300. When the instruction execution is completed, in the instruction completion notifying step 411, the mode control register 330 is notified of the completion of processing through the signal line S304, and the next instruction input is awaited. By this transition processing, the semiconductor integrated circuit device of this embodiment is in a low power consumption state.

【0054】このように、実行すべき命令で要望される
性能に応じてCPUを選択し、処理を行い、不必要な電
源を遮断することで、性能的にも、消費電力的にも最適
な半導体集積回路装置を実現でき、高性能化と低消費電
力化の両立を図ることができる。また、メモリ311、
レジスタファイル312の共有化を図ることで、回路資
源の削減が図れ、高性能を併せて実現することが可能と
なる。
In this way, by selecting the CPU according to the performance desired by the instruction to be executed, performing the processing, and cutting off the unnecessary power source, the performance and the power consumption are optimized. A semiconductor integrated circuit device can be realized, and both high performance and low power consumption can be achieved. In addition, the memory 311,
By sharing the register file 312, circuit resources can be reduced and high performance can be achieved at the same time.

【0055】(第3の実施の形態)図5は本発明の第3
の実施の形態の半導体集積回路装置のブロック図であ
る。
(Third Embodiment) FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of the semiconductor integrated circuit device of the embodiment of FIG.

【0056】図5において、50は本実施の形態の半導
体集積回路装置であり、外部から、CPUで実行される
命令と、電源電圧と、クロックが入力される。本半導体
集積回路装置において、閾値電圧の高い領域500で
は、そこで形成されたトランジスタはリーク電流は少な
いが、性能の低いものとなり、低消費電力に向いた回路
が実現される。閾値電圧の低い領域501では、そこで
形成されたトランジスタはリーク電流は多いが、性能が
高いものとなり、高性能向きの回路が実現される。本半
導体集積回路装置において、CPU510は低消費電力
CPUとなり、メモリ511とレジスタファイル512
を含んでいる。CPU520は高性能CPUとなり、メ
モリ521とレジスタファイル522を含んでいる。
In FIG. 5, reference numeral 50 denotes the semiconductor integrated circuit device of this embodiment, to which instructions executed by the CPU, power supply voltage, and clock are input from the outside. In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, in the region 500 having a high threshold voltage, the transistor formed there has a small leak current, but the performance is low, and a circuit suitable for low power consumption is realized. In the region 501 where the threshold voltage is low, the transistor formed there has a large leakage current, but the performance is high, and a circuit suitable for high performance is realized. In this semiconductor integrated circuit device, the CPU 510 is a low power consumption CPU, and the memory 511 and the register file 512 are used.
Is included. The CPU 520 is a high performance CPU and includes a memory 521 and a register file 522.

【0057】命令解析部532はCPUで実行される命
令を解析し、どのCPUで処理される命令かを決定する
とともに、高性能CPU520で実行する命令のとき
は、要求される動作周波数と、それを実現するために最
低限要求される電源電圧とを決定する。少し説明を加え
れば、CPU520では、高速処理(高性能)が求めら
れる処理(命令)が実行され、その際、その命令に応じ
て要求される動作周波数があるので、その命令はその周
波数で実行されなければならず、この周波数は電源電圧
と密接な関係があり、ある周波数を実現するためには特
定以上の電圧でなければならない。
The instruction analysis unit 532 analyzes the instruction executed by the CPU to determine which CPU is to be processed, and when the instruction is executed by the high performance CPU 520, the required operating frequency and To determine the minimum required power supply voltage. To add a little explanation, the CPU 520 executes a process (instruction) that requires high-speed processing (high performance), and at that time, since there is an operating frequency required in accordance with the instruction, the instruction is executed at that frequency. This frequency is closely related to the power supply voltage, and must be a certain voltage or more to realize a certain frequency.

【0058】モード制御レジスタ530は、命令解析部
532で解析された結果に基づき、命令をどのCPUで
実行するかを設定するとともに、高性能CPU520で
実行する命令のときには周波数をいくらにするか、電源
電圧をいくらにするかを設定し、このレジスタの設定に
基づき電源電圧の印加処理、クロック周波数の調整処理
を行い、命令の実行は最適なCPUで、最適な消費電力
で実行される。
The mode control register 530 sets which CPU should execute the instruction based on the result analyzed by the instruction analysis unit 532, and how much frequency should be set for the instruction executed by the high performance CPU 520. The power supply voltage is set, the power supply voltage application process and the clock frequency adjustment process are performed based on the setting of this register, and the instruction is executed by the optimum CPU with the optimum power consumption.

【0059】電源電圧制御部531では、電源電圧を印
加するか、遮断するかをモード制御レジスタ530の内
容に従って決定し、電源の印加を実行する。また、高性
能CPU520で処理を実行する際には要求される周波
数を実現するための電圧を印加する。
The power supply voltage control unit 531 determines whether to apply or cut off the power supply voltage according to the contents of the mode control register 530, and executes the application of power. Further, when the high-performance CPU 520 executes processing, a voltage for realizing the required frequency is applied.

【0060】クロック周波数制御部533では、モード
制御レジスタ530の内容に従って各CPUに適用すべ
き周波数のクロックを発信する。
The clock frequency control section 533 transmits a clock having a frequency to be applied to each CPU according to the contents of the mode control register 530.

【0061】本半導体集積回路装置では、通常の命令
は、低消費電力CPU510で実行し、その際には、高
性能CPU520への電源は遮断し、リーク電流の削減
を図る。高性能が求められる処理の実行は、高性能CP
U520で実行することで、要望を満足する処理を実現
できるが、その際に要望周波数を実現するために必要最
低限の電圧を印加することで、動作時の消費電力の削減
が可能となる。また、この高性能CPU520はリーク
電流等が多いので、使用する必要が無いときには、電源
遮断しておくことで低消費電力を実現できる。
In this semiconductor integrated circuit device, a normal instruction is executed by the low power consumption CPU 510, and at that time, the power supply to the high performance CPU 520 is cut off to reduce the leak current. Execution of processing that requires high performance requires high performance CP
By executing the process in U520, it is possible to realize a process that satisfies the request. At that time, by applying the minimum voltage necessary for realizing the desired frequency, it is possible to reduce the power consumption during operation. Further, since the high-performance CPU 520 has a large amount of leak current, low power consumption can be realized by shutting off the power when it is not necessary to use it.

【0062】本実施の形態の半導体集積回路装置の動作
について、図6に示す処理フローを用いて詳細に説明す
る。
The operation of the semiconductor integrated circuit device of this embodiment will be described in detail with reference to the processing flow shown in FIG.

【0063】本半導体集積回路装置において、低消費電
力CPU510は常時動作するものとする。すなわち、
電源ラインP500を介し電源電圧制御部531へ入力
された電圧は、そのまま電源ラインP502を介し常時
CPU510に印加されるものとする。またクロックラ
インC500を介しクロック周波数制御部533へ入力
されたクロックは、そのままクロックラインC502を
介し常時CPU510に供給されるものとする。高性能
CPU520は処理内容に基づき使用したりしなかった
りするものとし、電源電圧制御部531により、電源ラ
インP501の電圧を制御することで必要時のみ電源供
給を可能とする。また、印加する電圧に関しても、要求
される性能を満足する最低限の電圧となる。
In this semiconductor integrated circuit device, the low power consumption CPU 510 is assumed to operate constantly. That is,
It is assumed that the voltage input to the power supply voltage control unit 531 via the power supply line P500 is always applied to the CPU 510 via the power supply line P502 as it is. The clock input to the clock frequency control unit 533 via the clock line C500 is always supplied to the CPU 510 as it is via the clock line C502. The high-performance CPU 520 may or may not be used based on the processing content, and the power supply voltage control unit 531 controls the voltage of the power supply line P501 to enable power supply only when necessary. Also, the applied voltage is the minimum voltage that satisfies the required performance.

【0064】命令入力ステップ600において信号線S
500を介し入力された命令は、命令解析ステップ60
1において命令解析部501で解析され、信号線S50
1を介し伝達される解析結果に基づき、モード制御レジ
スタ更新ステップ602において、モード制御レジスタ
530に値が設定される。その設定内容に基づき、処理
は以下の3種類に分類される。
In the command input step 600, the signal line S
The instruction input via 500 is the instruction analysis step 60.
1 is analyzed by the instruction analysis unit 501, and the signal line S50
Based on the analysis result transmitted via 1, the value is set in the mode control register 530 in the mode control register update step 602. The processing is classified into the following three types based on the setting contents.

【0065】(A)同一のCPU(510または52
0)による処理継続 (B)低消費電力CPU110から高性能CPU120
への処理移行 (C)高性能CPU120から低消費電力CPU110
への処理移行 ここで、(A)の同一のCPUでの処理の場合、低消費
電力CPU510を継続して使うときには、そのまま、
命令実行ステップ611において、同一のCPUで処理
が実行され、命令実行が完了すると、命令完了通知ステ
ップ613において、信号線S503を介しモード制御
レジスタ530に対し処理完了を通知し、次の命令入力
を待つことになる。高性能CPU520を継続して使用
するときには、高性能CPUへの電圧印加ステップ60
6において信号線S502を介してモード制御レジスタ
530から得られる情報に基づき決定された電源電圧を
印加し、高性能CPUへのクロック供給ステップ607
では、信号線S507を介しモード制御レジスタ530
から得られる情報に基づき決定された周波数のクロック
をクロックラインC501を介し印加し、この条件のも
とで命令実行ステップ611において、高性能CPU5
20で処理が実行され、命令実行が完了すると、命令完
了通知ステップ613において、信号線S504を介し
モード制御レジスタ530に対し処理完了を通知した
後、高性能CPU520へのクロック供給を停止し(こ
のステップは図示せず)、次の命令入力を待つことにな
る。
(A) Same CPU (510 or 52)
0) Continuation of processing (B) Low power consumption CPU 110 to high performance CPU 120
Process transition to (C) High performance CPU 120 to low power consumption CPU 110
Here, in the case of the processing by the same CPU in (A), when the low power consumption CPU 510 is continuously used,
In the instruction execution step 611, processing is executed by the same CPU, and when the instruction execution is completed, in the instruction completion notification step 613, the mode control register 530 is notified of the completion of processing through the signal line S503, and the next instruction input is input. I will wait. When the high-performance CPU 520 is continuously used, a voltage application step 60 to the high-performance CPU
6, the power supply voltage determined based on the information obtained from the mode control register 530 is applied via the signal line S502, and the clock is supplied to the high-performance CPU in step 607.
Then, through the signal line S507, the mode control register 530
A clock having a frequency determined based on the information obtained from is applied through the clock line C501, and under this condition, in the instruction execution step 611, the high performance CPU 5
When the processing is executed in step 20 and the instruction execution is completed, in step 613 of the instruction completion notification, after the processing completion is notified to the mode control register 530 via the signal line S504, the clock supply to the high-performance CPU 520 is stopped (this The steps are not shown), and the next command input is awaited.

【0066】(B)の低消費電力CPU510から高性
能CPU520への処理移行の場合には、まず、高性能
CPUへの電圧印加ステップ603において、信号線S
502を介してモード制御レジスタ530から得られる
情報に基づき決定された電源電圧を電源電圧制御部53
1により電源ラインP501を介し印加し、高性能CP
Uへのクロック供給ステップ604では、信号線S50
7を介しモード制御レジスタ530から得られる情報に
基づき決定された周波数のクロックをクロック周波数制
御部533からクロックラインC501を介し印加し、
次にレジスタファイル、メモリ転送ステップ605にお
いて、信号線S505、S506を介し、メモリ51
1、レジスタファイル512の内容を、メモリ521、
レジスタファイル522に転送し、この状態になり初め
て高性能CPUでの命令実行ステップ610において信
号線S500を介して入力された命令を高性能CPU5
20において実行する。命令実行が完了すると、命令完
了通知ステップ613において、信号線S504を介し
モード制御レジスタ530に対し処理完了を通知した
後、高性能CPU520へのクロック供給を停止し(こ
のステップは図示せず)、次の命令入力を待つことにな
る。この移行処理により、本実施の形態の半導体集積回
路装置は、実行する命令にとって、性能、消費電力にお
いて最適な実行を実現することが可能となる。
In the case of the process transition from the low power consumption CPU 510 to the high performance CPU 520 in (B), first, in the voltage application step 603 to the high performance CPU, the signal line S
The power supply voltage determined based on the information obtained from the mode control register 530 via the power supply voltage control unit 502.
High-performance CP
In the step 604 of supplying the clock to U, the signal line S50
7, a clock having a frequency determined based on the information obtained from the mode control register 530 is applied from the clock frequency control unit 533 via the clock line C501,
Next, in the register file and memory transfer step 605, the memory 51 is accessed via the signal lines S505 and S506.
1, the contents of the register file 512, the memory 521,
The instruction input via the signal line S500 in the instruction execution step 610 in the high-performance CPU is first transferred to the register file 522, and this state is brought into this state.
Run at 20. When the instruction execution is completed, in the instruction completion notifying step 613, after the processing completion is notified to the mode control register 530 via the signal line S504, the clock supply to the high performance CPU 520 is stopped (this step is not shown), It will wait for the next command input. By this migration processing, the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment can realize optimum execution in terms of performance and power consumption for the instruction to be executed.

【0067】(C)の高性能CPU520から低消費電
力CPU510への処理移行の場合には、レジスタファ
イル、メモリ転送ステップ608において、信号線S5
05、S506を介し、メモリ521、レジスタファイ
ル522の内容を、メモリ511、レジスタファイル5
12に転送し、高性能CPUの電圧遮断ステップ609
において、電源ラインP501を介し印加されている電
圧を、電源電圧制御部531により遮断し、低消費電力
CPUでの命令実行ステップ612において、信号線S
500を介して入力された命令を低消費電力CPU51
0で実行する。命令実行が完了すると、命令完了通知ス
テップ613において、信号線S503を介しモード制
御レジスタ530に対し処理完了を通知し、次の命令入
力を待つことになる。この移行処理により、本実施の形
態の半導体集積回路装置は、低消費電力状態になってい
る。
In the case of the process shift from the high performance CPU 520 to the low power consumption CPU 510 of (C), in the register file and memory transfer step 608, the signal line S5
05, through S506, the contents of the memory 521 and the register file 522 are transferred to the memory 511 and the register file 5
Transfer to 12 and shut down voltage of high-performance CPU Step 609
, The voltage applied through the power supply line P501 is cut off by the power supply voltage control unit 531, and in the instruction execution step 612 in the low power consumption CPU, the signal line S
A low power consumption CPU 51 executes an instruction input via 500.
Run at 0. When the instruction execution is completed, in the instruction completion notification step 613, the processing completion is notified to the mode control register 530 via the signal line S503, and the next instruction input is waited. By this transition processing, the semiconductor integrated circuit device of this embodiment is in a low power consumption state.

【0068】以上のように、実行すべき命令で要望され
る性能に応じてCPUを選択し、命令に応じて、性能、
電力で最適な処理を行い、さらに不必要な電源を遮断す
ることで、性能的にも、消費電力的にも最適な半導体集
積回路装置を実現でき、高性能化と低消費電力化の両立
を図ることができる。
As described above, the CPU is selected according to the performance desired by the instruction to be executed, and the performance
By performing optimal processing with electric power and shutting off unnecessary power, a semiconductor integrated circuit device with optimal performance and power consumption can be realized, and both high performance and low power consumption can be achieved. Can be planned.

【0069】なお、本実施の形態では、高性能CPU5
20での命令実行時、低消費電力CPU510へも電源
電圧を印加するようにしたが、電源電圧制御部531に
より低消費電力CPU510への電源電圧を遮断するよ
うに構成することで、より低消費電力化を図ることがで
きる。
In this embodiment, the high performance CPU 5
Although the power supply voltage is applied to the low power consumption CPU 510 when the instruction is executed in 20, the power supply voltage control unit 531 cuts off the power supply voltage to the low power consumption CPU 510 to reduce the power consumption. Electricity can be saved.

【0070】また、第3の実施の形態の構成は、第1の
実施の形態において、高性能CPUで処理時に、実行す
る命令に応じてクロック周波数および電源電圧の制御を
行うようにした構成であるが、この構成を同様に第2の
実施の形態にも適用することが可能である。この場合、
メモリ311およびレジスタファイル312に対するク
ロック供給については、モード制御レジスタ330にお
いて指定されているCPUに対し指定された周波数を供
給することになる。使用しないCPUに対しては電源電
圧を遮断するが、このとき、電源電圧が遮断されるCP
Uへのクロック供給も停止させる。また、高性能CPU
での処理の際には、その処理に応じた電圧と周波数のク
ロックをメモリ311およびレジスタファイル312に
供給する。
The configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment except that the clock frequency and the power supply voltage are controlled according to the instruction to be executed at the time of processing by the high-performance CPU. However, this configuration can be similarly applied to the second embodiment. in this case,
Regarding the clock supply to the memory 311 and the register file 312, the specified frequency is supplied to the CPU specified in the mode control register 330. Power supply voltage is cut off for unused CPUs, but at this time the power supply voltage is cut off
The clock supply to U is also stopped. Also, a high-performance CPU
At the time of the processing in 1, the clock having the voltage and frequency according to the processing is supplied to the memory 311 and the register file 312.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
実際に半導体集積回路において実行する処理内容に応
じ、使用するCPUの選択を実施し、高性能な処理が必
要な時には、高性能用CPUを使用し、それ以外の処理
の時には低消費電力用CPUを使用し、その時には高性
能用CPUへの印加電圧を遮断することでリーク電流等
の対策も可能となり、プロセスが微細化している今日の
システムLSIにおいても、高性能と低消費電力の両立
を自動化することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
The CPU to be used is selected according to the processing contents to be actually executed in the semiconductor integrated circuit. When high performance processing is required, the high performance CPU is used. At other times, low power consumption CPU is used. It is also possible to take measures against leak current etc. by cutting off the voltage applied to the high-performance CPU at that time, and to achieve both high performance and low power consumption even in today's system LSI whose process is miniaturized. It can be automated.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体集積回路装
置を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す半導体集積回路装置における処理フ
ロー図である。
FIG. 2 is a process flow chart in the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態の半導体集積回路装
置を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す半導体集積回路装置における処理フ
ロー図である。
FIG. 4 is a process flow chart in the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.

【図5】本発明の第3の実施の形態の半導体集積回路装
置を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5に示す半導体集積回路装置における処理フ
ロー図である。
6 is a process flow chart in the semiconductor integrated circuit device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,300,500 閾値電圧の高い領域 101,301,501 閾値電圧の低い領域 110,310,510 低消費電力用のCPU 111,121,311,511,521 メモリ 112,122,312,512,522 レジスタフ
ァイル 120,320,520 高性能用のCPU 130,330,530 モード制御レジスタ 131,331 電源供給スィッチ部 132,332,532 命令解析部 333,531 電源電圧制御部 533 クロック周波数制御部
100, 300, 500 High threshold voltage region 101, 301, 501 Low threshold voltage region 110, 310, 510 Low power consumption CPU 111, 121, 311, 511, 521 Memory 112, 122, 312, 512, 522 Register files 120, 320, 520 High-performance CPUs 130, 330, 530 Mode control registers 131, 331 Power supply switch units 132, 332, 532 Command analysis units 333, 531 Power supply voltage control unit 533 Clock frequency control unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低い閾値電圧のトランジスタを用いて構
成された高性能用CPUと、 高い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された低消費
電力用CPUと、 入力される命令を解析して前記高性能用CPUおよび低
消費電力用CPUのうちのどちらで実行されるべき命令
であるかを決定する命令解析部と、 前記命令解析部の決定に基づき前記入力される命令を実
行するCPUを指定する情報を記憶するモード制御レジ
スタと、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUへの電源電圧の供給を制御する電源制御部とを
備え、 前記電源制御部は、前記モード制御レジスタに前記低消
費電力用CPUを指定する情報が記憶されているときに
は前記高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、前
記モード制御レジスタに前記高性能用CPUを指定する
情報が記憶されているときには前記高性能用CPUに電
源電圧を供給するようにした半導体積回路装置。
1. A high-performance CPU configured by using a transistor with a low threshold voltage, a low-power consumption CPU configured by using a transistor with a high threshold voltage, and a high-performance CPU by analyzing an input instruction. An instruction analysis unit that determines which of a performance CPU and a low power consumption CPU should execute the instruction, and a CPU that executes the input instruction based on the determination of the instruction analysis unit A mode control register for storing information; and a power supply control unit for controlling supply of a power supply voltage to the high-performance CPU based on the stored information in the mode control register, wherein the power supply control unit is the mode control register. When the information for designating the low power consumption CPU is stored in, the supply of the power supply voltage to the high performance CPU is stopped, and the mode control register stores the information. Semiconductor product circuit device to supply a power supply voltage to the high performance for the CPU when information specifying the performance for the CPU are stored.
【請求項2】 低い閾値電圧のトランジスタを用いて構
成された高性能用CPUと、 高い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された低消費
電力用CPUと、 前記高性能用CPUおよび低消費電力用CPUで命令を
実行するために共用されるレジスタファイルおよびメモ
リと、 入力される命令を解析して前記高性能用CPUおよび低
消費電力用CPUのうちのどちらで実行されるべき命令
であるかを決定する命令解析部と、 前記命令解析部の決定に基づき前記入力される命令を実
行するCPUを指定する情報を記憶するモード制御レジ
スタと、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUおよび低消費電力用CPUへの電源電圧の供給
を制御する電源制御部とを備え、 前記電源制御部は、前記モード制御レジスタに前記低消
費電力用CPUを指定する情報が記憶されているときに
は前記低消費電力用CPUへ電源電圧を供給するととも
に前記高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、前
記モード制御レジスタに前記高性能用CPUを指定する
情報が記憶されているときには前記高性能用CPUに電
源電圧を供給するとともに前記低消費電力用CPUへの
電源電圧の供給を停止するようにした半導体集積回路装
置。
2. A high performance CPU configured by using a low threshold voltage transistor, a low power consumption CPU configured by using a high threshold voltage transistor, and the high performance CPU and low power consumption A register file and a memory shared for executing instructions by the CPU, and an instruction to be analyzed to determine which of the high performance CPU and the low power consumption CPU should execute the instruction. An instruction analysis unit for determining, a mode control register for storing information designating a CPU that executes the input instruction based on the determination of the instruction analysis unit, and the high performance type based on the storage information of the mode control register A power supply control unit that controls the supply of a power supply voltage to the CPU and the low power consumption CPU, wherein the power supply control unit stores the mode control register in the mode control register. When the information designating the low power consumption CPU is stored, the power supply voltage is supplied to the low power consumption CPU, the power supply voltage to the high performance CPU is stopped, and the high voltage is stored in the mode control register. A semiconductor integrated circuit device configured to supply a power supply voltage to the high performance CPU and to stop the supply of a power supply voltage to the low power consumption CPU when information for designating a performance CPU is stored.
【請求項3】 レジスタファイルおよびメモリは高い閾
値電圧のトランジスタを用いて構成され、 前記電源制御部は、前記レジスタファイルおよびメモリ
への電源電圧の供給をも制御し、前記モード制御レジス
タに前記高性能用CPUを指定する情報が記憶されてい
るときには前記高性能用CPUに供給する電源電圧より
も高い電源電圧を前記レジスタファイルおよびメモリに
供給するようにしたことを特徴とする請求項2記載の半
導体集積回路装置。
3. The register file and the memory are configured by using a transistor having a high threshold voltage, the power supply control unit also controls the supply of the power supply voltage to the register file and the memory, and the high voltage is stored in the mode control register. 3. The power supply voltage higher than the power supply voltage supplied to the high performance CPU is supplied to the register file and the memory when the information designating the performance CPU is stored. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 低い閾値電圧のトランジスタを用いて構
成された高性能用CPUと、 高い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された低消費
電力用CPUと、 入力される命令を解析して前記高性能用CPUおよび低
消費電力用CPUのうちのどちらで実行されるべき命令
であるかを決定するとともに、前記高性能用CPUで実
行されるべき命令であることを決定するときにはその命
令を実行するときのクロック周波数とこのクロック周波
数を実現するために必要な最低の電源電圧とを決定する
命令解析部と、 前記命令解析部の決定に基づき前記入力される命令を実
行するCPUを指定する情報を記憶するとともに、前記
高性能用CPUを指定する情報を記憶するときには前記
高性能用CPUで実行するときのクロック周波数を示す
情報とこのクロック周波数を実現するために必要な最低
の電源電圧を示す情報とを記憶するモード制御レジスタ
と、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUへの電源電圧の供給を制御する電源制御部と、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUに供給するクロックの周波数を制御するクロッ
ク周波数制御部とを備え、 前記電源制御部は、前記モード制御レジスタに前記低消
費電力用CPUを指定する情報が記憶されているときに
は前記高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、前
記モード制御レジスタに前記高性能用CPUを指定する
情報が記憶されているときにはさらに記憶されている電
源電圧を示す情報に基づいて前記高性能用CPUに電源
電圧を供給するようにし、 前記クロック周波数制御部は、前記モード制御レジスタ
に前記高性能用CPUを指定する情報が記憶されている
ときにはさらに記憶されているクロック周波数を示す情
報に基づいて前記高性能用CPUにクロックを供給する
ようにした半導体集積回路装置。
4. A high-performance CPU configured by using a transistor with a low threshold voltage, a low-power consumption CPU configured by using a transistor with a high threshold voltage, and a high-performance CPU by analyzing an input instruction. The CPU for performance or the CPU for low power consumption determines which instruction is to be executed, and when it is determined that the instruction is to be executed by the CPU for high performance, the instruction is executed. And an instruction analysis unit that determines a clock frequency and a minimum power supply voltage necessary to realize this clock frequency, and information that specifies a CPU that executes the input instruction based on the determination of the instruction analysis unit. When storing the information for designating the high-performance CPU, the information indicating the clock frequency for execution by the high-performance CPU and this information are stored. A mode control register that stores information indicating the minimum power supply voltage required to realize the clock frequency, and a power supply that controls the supply of the power supply voltage to the high-performance CPU based on the stored information in the mode control register. And a clock frequency control unit that controls a frequency of a clock supplied to the high-performance CPU based on information stored in the mode control register, wherein the power supply control unit stores the low power consumption in the mode control register. When the information designating the power CPU is stored, the supply of the power supply voltage to the high performance CPU is stopped, and further stored when the information designating the high performance CPU is stored in the mode control register. The power supply voltage is supplied to the high-performance CPU based on the information indicating the supplied power supply voltage, and the clock frequency control is performed. The section supplies a clock to the high-performance CPU based on the stored information indicating the clock frequency when the mode control register stores information designating the high-performance CPU. Integrated circuit device.
【請求項5】 低い閾値電圧のトランジスタを用いて構
成された高性能用CPUと、 高い閾値電圧のトランジスタを用いて構成された低消費
電力用CPUと、 前記高性能用CPUおよび低消費電力用CPUで命令を
実行するために共用されるレジスタファイルおよびメモ
リと、 入力される命令を解析して前記高性能用CPUおよび低
消費電力用CPUのうちのどちらで実行されるべき命令
であるかを決定するとともに、前記高性能用CPUで実
行されるべき命令であることを決定するときにはその命
令を実行するときのクロック周波数とこのクロック周波
数を実現するために必要な最低の電源電圧とを決定する
命令解析部と、 前記命令解析部の決定に基づき前記入力される命令を実
行するCPUを指定する情報を記憶するとともに、前記
高性能用CPUを指定する情報を記憶するときには前記
高性能用CPUで実行するときのクロック周波数を示す
情報とこのクロック周波数を実現するために必要な最低
の電源電圧を示す情報とを記憶するモード制御レジスタ
と、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUおよび低消費電力用CPUと前記レジスタファ
イルおよびメモリへの電源電圧の供給を制御する電源制
御部と、 前記モード制御レジスタの記憶情報に基いて前記高性能
用CPUと前記レジスタファイルおよびメモリに供給す
るクロックの周波数を制御するクロック周波数制御部と
を備え、 前記電源制御部は、前記モード制御レジスタに前記低消
費電力用CPUを指定する情報が記憶されているときに
は前記低消費電力用CPUへ電源電圧を供給するととも
に前記高性能用CPUへの電源電圧の供給を停止し、前
記モード制御レジスタに前記高性能用CPUを指定する
情報が記憶されているときにはさらに記憶されている電
源電圧を示す情報に基づいて前記高性能用CPUと前記
レジスタファイルおよびメモリに電源電圧を供給すると
ともに前記低消費電力用CPUへの電源電圧の供給を停
止するようにし、 前記クロック周波数制御部は、前記モード制御レジスタ
に前記高性能用CPUを指定する情報が記憶されている
ときにはさらに記憶されているクロック周波数を示す情
報に基づいて前記高性能用CPUと前記レジスタファイ
ルおよびメモリにクロックを供給するようにした半導体
集積回路装置。
5. A high performance CPU configured by using a low threshold voltage transistor, a low power consumption CPU configured by using a high threshold voltage transistor, and the high performance CPU and low power consumption A register file and a memory shared for executing instructions by the CPU, and an instruction to be analyzed to determine which of the high performance CPU and the low power consumption CPU should execute the instruction. At the same time as determining the instruction to be executed by the high performance CPU, the clock frequency for executing the instruction and the minimum power supply voltage required to realize the clock frequency are determined. The instruction analysis unit stores information specifying a CPU that executes the input instruction based on the determination of the instruction analysis unit, and A mode control for storing information designating an active CPU, which stores information indicating a clock frequency when the high-performance CPU executes, and information indicating a minimum power supply voltage required to realize this clock frequency. A register, a power supply control unit that controls supply of a power supply voltage to the high-performance CPU and the low-power-consumption CPU, the register file and the memory based on information stored in the mode control register, and storage of the mode control register And a clock frequency control unit that controls a frequency of a clock supplied to the register file and the memory based on information. The power supply control unit includes the low power consumption CPU in the mode control register. When the specified information is stored, the power supply voltage is supplied to the low power consumption CPU. If the information for designating the high-performance CPU is stored in the mode control register, the supply of the power-supply voltage to the high-performance CPU is stopped based on the information indicating the stored power-supply voltage. The power supply voltage is supplied to the high-performance CPU, the register file, and the memory, and the supply of the power supply voltage to the low-power consumption CPU is stopped, and the clock frequency control unit stores the high-voltage in the mode control register. A semiconductor integrated circuit device configured to supply a clock to the high performance CPU, the register file and the memory based on the stored information indicating the clock frequency when the information designating the high performance CPU is stored.
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