JP2003140767A - Frequency control circuit - Google Patents

Frequency control circuit

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JP2003140767A
JP2003140767A JP2001343041A JP2001343041A JP2003140767A JP 2003140767 A JP2003140767 A JP 2003140767A JP 2001343041 A JP2001343041 A JP 2001343041A JP 2001343041 A JP2001343041 A JP 2001343041A JP 2003140767 A JP2003140767 A JP 2003140767A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a frequency control circuit in which power consumption can be reduced without increasing the variation of a clock frequency. SOLUTION: This frequency control circuit is provided with a control circuit 15 for outputting a first control signal S151 to a clock supplying circuit 12 when a through-put T is requested in order to instruct the clock supplying circuit 12 to decide two clock frequencies and each period from the value of the through-put T and the value of a through-put to be realized from a clock frequency which can be generated by the clock supplying circuit 12, and to select those two clock frequencies in each decided period, and to output it as a system clock, and for outputting a second control signal S152 to a power supply voltage supplying circuit 13 in order to instruct the power supply voltage supplying circuit 13 to supply a power supply voltage with which the operation of a target circuit can be ensured in each of those two clock frequencies instructed to the clock supply circuit 12.

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、システムクロック
に同期して所定の処理を行うターゲット回路に供給する
システムクロックのクロック周波数を制御する周波数制
御回路に係り、特に、クロック周波数を制御することに
より、システムに要求されたスループットを実現しつ
つ、低消費電力化を図る技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency control circuit for controlling a clock frequency of a system clock supplied to a target circuit which performs a predetermined process in synchronization with the system clock, and more particularly, by controlling the clock frequency. The present invention relates to a technique for achieving low power consumption while realizing the throughput required for a system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、一般的な電子回路システムのス
ループットと消費電力の関係を示す図である。図8にお
いて、横軸がスループットを、縦軸が消費電力をそれぞ
れ表している。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a diagram showing a relation between throughput and power consumption of a general electronic circuit system. In FIG. 8, the horizontal axis represents throughput and the vertical axis represents power consumption.

【0003】このシステムには最高動作周波数のクロッ
クが供給され、その最高動作周波数で動作することを保
証する固定値の電源電圧が供給されているとき、最大T
0の処理を行う能力を備え、このときP0の電力を消費
するとする。このシステムにおいて、要求されるスルー
プットにかかわらず、システムには最高動作周波数のク
ロックが供給され、その最高動作周波数で動作すること
を保証する固定値の電源電圧が供給されるように設定さ
れている場合、このシステムの消費電力は、図8中、符
号1−1で示す特性のように常に一定の電力P0を消費
する。
This system is supplied with a clock of the highest operating frequency, and when the power supply voltage of a fixed value that guarantees the operation at the highest operating frequency is supplied, the maximum T
It is assumed that it has the ability to perform processing of 0 and consumes power of P0 at this time. In this system, regardless of the required throughput, the system is set to be supplied with the clock of the maximum operating frequency and the fixed value of the power supply voltage that guarantees operation at the maximum operating frequency. In this case, the power consumption of this system always consumes a constant power P0 as indicated by the characteristic indicated by reference numeral 1-1 in FIG.

【0004】システムのスループットが動作周波数に比
例することから、要求されるスループットに比例して任
意のクロック周波数を生成することができ、その都度、
その周波数で動作することを保証する電源電圧を供給す
ることができるならば、周波数を低くする(下げる)と
それに応じて動作を保証する電源電圧を下げることがで
き、消費電力が周波数に比例し、電源電圧の2乗に比例
することから、理論的には図8中、符号1−2で示すよ
うな特性まで消費電力を低減することができる。
Since the throughput of the system is proportional to the operating frequency, it is possible to generate an arbitrary clock frequency in proportion to the required throughput.
If a power supply voltage that guarantees operation at that frequency can be supplied, lowering (lowering) the frequency can lower the power supply voltage that guarantees operation, and the power consumption will be proportional to the frequency. Since it is proportional to the square of the power supply voltage, theoretically, it is possible to reduce the power consumption up to the characteristics shown by reference numeral 1-2 in FIG.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、任意の
クロック周波数を生成することは困難であり、生成でき
る周波数の数が有限である場合に、如何にこの特性に近
づけるかが技術的な課題であった。
However, it is difficult to generate an arbitrary clock frequency, and when the number of frequencies that can be generated is finite, how to approach this characteristic is a technical problem. It was

【0006】単一のクロック周波数しか生成できないシ
ステムにおいては、常に最高動作周波数のクロックが供
給され、その最高動作周波数で動作することを保証する
固定値の電源電圧が供給される。そこで、システムに要
求される処理が存在する場合には、システムにクロック
を供給し、システムに要求される処理が存在しない場合
には、システムのクロックを止めることにより低消費電
力化が図られてきた。このとき、システムの消費電力
は、図8中、符号1−3で示す特性のように処理量に比
例して低減させることができる。
In a system capable of generating only a single clock frequency, a clock having the highest operating frequency is always supplied, and a power supply voltage having a fixed value that guarantees operation at the highest operating frequency is supplied. Therefore, when there is a process required for the system, a clock is supplied to the system, and when there is no process required for the system, the system clock is stopped to reduce the power consumption. It was At this time, the power consumption of the system can be reduced in proportion to the processing amount, as indicated by the characteristic indicated by reference numeral 1-3 in FIG.

【0007】近年、複数のクロック周波数を生成できる
クロック供給回路と、クロック周波数に応じた電源電圧
を供給することが可能な電源電圧供給回路を備えたシス
テムが提案されている。
In recent years, there has been proposed a system including a clock supply circuit capable of generating a plurality of clock frequencies and a power supply voltage supply circuit capable of supplying a power supply voltage according to the clock frequencies.

【0008】図9は、複数のクロック周波数を生成でき
るクロック供給回路と、クロック周波数に応じた電源電
圧を供給することが可能な電源電圧供給回路を備えたシ
ステムにおけるスループットと消費電力との関係を示す
図である。図9において、横軸がスループットを、縦軸
が消費電力をそれぞれ表している。
FIG. 9 shows the relationship between throughput and power consumption in a system including a clock supply circuit capable of generating a plurality of clock frequencies and a power supply voltage supply circuit capable of supplying a power supply voltage according to the clock frequencies. FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents throughput and the vertical axis represents power consumption.

【0009】図9に示すシステムの例では、4種類のク
ロック周波数f0 、f1、f2、f3を生成すること
ができるクロック供給回路を備え、それぞれのクロック
周波数においてT0、T1、T2、T3のスループット
が実現でき、それぞれのクロック周波数においてシステ
ムの動作を保証する最低の電源電圧を供給することがで
きる電源電圧供給回路を備え、それぞれのクロック周波
数において最大P0、P1、P2、P3の消費電力とな
ると仮定する。
In the example of the system shown in FIG. 9, a clock supply circuit capable of generating four types of clock frequencies f0, f1, f2, and f3 is provided, and the throughput of T0, T1, T2, and T3 at each clock frequency is provided. And a power supply voltage supply circuit capable of supplying the lowest power supply voltage that guarantees the operation of the system at each clock frequency, and the maximum power consumption of P0, P1, P2, and P3 is achieved at each clock frequency. I assume.

【0010】この場合、システムに要求されたスループ
ットTがT1とT2の間の場合、Tを満たす最小のクロ
ック周波数f1が選択され、要求された処理が終了した
時点でクロックの供給を停止する。このときの消費電力
はP1を最大とし、スループットに比例した値になる。
したがって、図9中、符号2−4で示すように周波数の
数に応じた階段状の関係になる。図9中、符号2−3に
示す単一のクロック周波数の場合の特性に比べ、複数の
クロック周波数でシステムを動作させることにより、よ
り低消費電力化が可能となる。
In this case, when the throughput T required by the system is between T1 and T2, the minimum clock frequency f1 that satisfies T is selected, and the clock supply is stopped when the requested processing is completed. The power consumption at this time is a value proportional to the throughput, with P1 being the maximum.
Therefore, as shown by reference numeral 2-4 in FIG. 9, there is a stepwise relationship according to the number of frequencies. In FIG. 9, the power consumption can be further reduced by operating the system at a plurality of clock frequencies, as compared with the characteristics in the case of a single clock frequency indicated by reference numeral 2-3.

【0011】しかしながら、更なる低消費電力化を目指
し、理論的な限界である図9中、符号2−2に示す特性
に近づけるには、より多くの周波数を実現する必要があ
る。複数のクロック周波数を実現する方法としては、複
数の発振回路を用いる方法や、発振回路の設定をより細
かく設定する方法等があるが、いずれの場合においても
クロック供給回路がより複雑になるという不利益があ
る。
However, in order to further reduce the power consumption, it is necessary to realize more frequencies in order to approach the characteristics shown by reference numeral 2-2 in FIG. 9, which is the theoretical limit. As a method of realizing a plurality of clock frequencies, there are a method of using a plurality of oscillation circuits and a method of setting the settings of the oscillation circuits more finely. However, in either case, the clock supply circuit becomes more complicated. Have a profit

【0012】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、クロック周波数のバリエーショ
ンを増やすことなく、消費電力の低減を図ることができ
る周波数制御回路を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a frequency control circuit capable of reducing power consumption without increasing variations in clock frequency.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の観点に係る周波数制御回路は、それ
ぞれ異なるスループットを実現する複数のクロック周波
数のシステムクロックを供給可能で、システムクロック
に同期して処理を行うターゲット回路に対して、制御信
号に応じたクロック周波数のシステムクロックを供給す
るクロック供給回路と、スループットTが要求される
と、スループットTの値と、上記クロック供給回路で生
成できるクロック周波数から実現できるスループットの
値から、2つのクロック周波数とそれぞれの期間を決定
して、2つのクロック周波数を決定した期間ずつ選択し
てシステムクロックとして出力するように指示する上記
制御信号を上記クロック供給回路に出力する制御手段と
を有する。
In order to achieve the above object, the frequency control circuit according to the first aspect of the present invention is capable of supplying system clocks having a plurality of clock frequencies which respectively realize different throughputs. When a throughput T is required and a clock supply circuit that supplies a system clock having a clock frequency corresponding to a control signal to a target circuit that performs processing in synchronism with the value of the throughput T and the clock supply circuit. From the value of the throughput that can be realized from the clock frequency that can be generated, determine the two clock frequencies and their respective periods, and select the two clock frequencies by the determined periods, and output the control signal as the system clock. And a control means for outputting to the clock supply circuit.

【0014】本発明では、上記制御手段は、2つのクロ
ック周波数の選択すべき期間を、スループットの内分比
に基づいて決定する。
In the present invention, the control means determines the period to be selected between the two clock frequencies based on the internal division ratio of the throughput.

【0015】また、本発明では、上記制御手段は、スル
ープットTが要求されると、T以上のスループットを実
現する一つのクロック周波数と、T未満のスループット
を実現する一つのクロック周波数を選択する。
Further, in the present invention, when the throughput T is requested, the control means selects one clock frequency that realizes a throughput of T or more and one clock frequency that realizes a throughput of less than T.

【0016】また、本発明では、上記制御手段は、T以
上かつ最小のスループットを実現する一つのクロック周
波数と、T未満かつ最大のスループットを実現する一つ
のクロック周波数を選択する。
Further, according to the present invention, the control means selects one clock frequency that achieves a minimum throughput of T or more and one clock frequency that achieves a maximum throughput of less than T.

【0017】また、本発明では、上記制御手段は、選択
した2つのクロック周波数のうち、クロック周波数の高
いクロックから選択、出力させるように制御信号により
指示する。
Further, in the present invention, the control means gives an instruction by a control signal to select and output a clock having a higher clock frequency from the selected two clock frequencies.

【0018】また、本発明では、計測時間が設定可能な
タイマを有し、上記制御手段は、決定した期間を上記タ
イマに設定して、2つの周波数のクロックを切り替え
る。
Further, according to the present invention, the control means has a timer capable of setting the measurement time, and the control means sets the determined period in the timer to switch clocks of two frequencies.

【0019】本発明の第2の観点に係る周波数制御回路
によれば、それぞれ異なるスループットを実現する複数
のクロック周波数のシステムクロックを供給可能で、シ
ステムクロックに同期して処理を行うターゲット回路に
対して、第1の制御信号に応じたクロック周波数のシス
テムクロックを供給するクロック供給回路と、第2の制
御信号に応じた値の電源電圧を上記ターゲット回路に供
給する電源電圧供給回路と、スループットTが要求され
ると、スループットTの値と、上記クロック供給回路で
生成できるクロック周波数から実現できるスループット
の値から、2つのクロック周波数とそれぞれの期間を決
定して、2つのクロック周波数を決定した期間ずつ選択
してシステムクロックとして出力するように指示する上
記第1の制御信号を上記クロック供給回路に出力し、か
つ、クロック供給回路に指示した2つのクロック周波数
の各々においてターゲット回路の動作が保証される電源
電圧を供給するように上記第2の制御信号を上記電源電
圧供給回路に出力する制御手段とを有する。
According to the frequency control circuit of the second aspect of the present invention, it is possible to supply the system clocks having a plurality of clock frequencies which respectively realize different throughputs to the target circuit which performs processing in synchronization with the system clock. A clock supply circuit for supplying a system clock having a clock frequency according to the first control signal, a power supply voltage supply circuit for supplying a power supply voltage having a value according to the second control signal to the target circuit, and a throughput T. Is required, two clock frequencies and respective periods are determined from the value of the throughput T and the throughput value that can be realized from the clock frequency that can be generated by the clock supply circuit, and the period when the two clock frequencies are determined. First control signal for instructing to select each of them and output as the system clock The second control signal is output to the clock supply circuit, and the second control signal is supplied to the power supply voltage supply circuit so as to supply the power supply voltage that guarantees the operation of the target circuit at each of the two clock frequencies instructed to the clock supply circuit. And a control means for outputting to.

【0020】本発明では、上記制御手段は、周波数を高
くする指示をする場合には、次に変更する周波数に対し
て、システムの動作が保証できる電源電圧に事前に高く
するように上記第2の制御信号により電源電圧供給回路
に指示してから、周波数を高くするように第1の制御信
号によりクロック供給回路に指示する。
In the present invention, when the control means gives an instruction to increase the frequency, the second means is arranged so that the power supply voltage that can guarantee the operation of the system is increased in advance for the frequency to be changed next. The power supply voltage supply circuit is instructed by the control signal of 1, and the clock supply circuit is instructed by the first control signal to increase the frequency.

【0021】また、本発明では、上記制御手段は、周波
数を低くする指示をする場合には、周波数を低くように
第1の制御信号によりクロック供給回路に指示するとと
もに、次に変更する周波数に対して、システムの動作が
保証できる電源電圧に低くするように上記第2の制御信
号により電源電圧供給回路に指示する。
Further, according to the present invention, the control means, when instructing to lower the frequency, instructs the clock supply circuit to lower the frequency by the first control signal and changes the frequency to be changed next. On the other hand, the power supply voltage supply circuit is instructed by the second control signal so as to lower the power supply voltage so that the operation of the system can be guaranteed.

【0022】また、本発明では、上記制御手段は、周波
数を高くする指示をする場合には、次に変更する周波数
に対して、システムの動作が保証できる電源電圧に事前
に高くするように上記第2の制御信号により電源電圧供
給回路に指示してから、周波数を高くするように第1の
制御信号によりクロック供給回路に指示し、周波数を低
くする指示をする場合には、周波数を低くするように第
1の制御信号によりクロック供給回路に指示するととも
に、次に変更する周波数に対して、システムの動作が保
証できる電源電圧に低くするように上記第2の制御信号
により電源電圧供給回路に指示する。
Further, according to the present invention, when the control means gives an instruction to increase the frequency, the control means should increase the power supply voltage that can guarantee the operation of the system in advance with respect to the frequency to be changed next. When the power supply voltage supply circuit is instructed by the second control signal, the clock supply circuit is instructed by the first control signal to increase the frequency, and when the frequency is instructed, the frequency is lowered. As described above, the first control signal instructs the clock supply circuit, and the second control signal causes the power supply voltage supply circuit to lower the power supply voltage at which the system operation can be guaranteed for the frequency to be changed next. Give instructions.

【0023】本発明によれば、スループットTが要求さ
れると、制御手段において、スループットTを実現する
ために2つのクロック周波数が判定される。制御手段に
おいては、たとえばT以上かつ最小のスループットを実
現する一つのクロック周波数と、T未満かつ最大のスル
ープットを実現する一つのクロック周波数が選択され
る。たとえば、T3<T2<T≦T1<T0であると仮
定し、これらスループットを実現するクロック周波数を
f3、f2、f1、f0とすると、スループットT1を
実現可能なクロック周波数f1とスループットT2を実
現可能なクロック周波数f2とが選択される。次に、ス
ループットの内分比に基づいて、クロック周波数をf1
とする期間t f1とクロック周波数をf2とする期間tf2
が算出される。
According to the present invention, the throughput T is required.
Then, the control means realizes the throughput T.
Therefore, two clock frequencies are determined. To control means
For example, a minimum throughput of T or higher and
One clock frequency that appears and the maximum frequency less than T
One clock frequency to achieve
It For example, if T3 <T2 <T ≦ T1 <T0,
The clock frequency that achieves these throughputs.
Letting f3, f2, f1, and f0 be the throughput T1
Realize achievable clock frequency f1 and throughput T2
The current possible clock frequency f2 is selected. Next,
Set the clock frequency to f1 based on the internal division ratio of the loop
Period t f1And a period t in which the clock frequency is f2f2
Is calculated.

【0024】次に、たとえば選択したクロック周波数の
うち高い方のクロック周波数f1が、現在のクロック周
波数より高いか否かの判別が行われる。そして、クロッ
ク周波数f1が、現在のクロック周波数より高い場合に
は、電源電圧供給回路に、クロック周波数f1で動作さ
せるため電源電圧値を高くする(上げる)ように指示す
る第2の制御回路が供給される。これにより、電源電圧
供給回路からターゲット回路に、クロック周波数f1で
動作を保証できる値に設定された電源電圧が供給され
る。そして、たとえば制御手段からタイマに対して、電
源電圧に事前に高くするための時間(セットアップ時間
set )が設定される。
Next, for example, it is determined whether or not the higher clock frequency f1 of the selected clock frequencies is higher than the current clock frequency. When the clock frequency f1 is higher than the current clock frequency, a second control circuit for instructing the power supply voltage supply circuit to increase (increase) the power supply voltage value in order to operate at the clock frequency f1 is supplied. To be done. As a result, the power supply voltage supply circuit supplies the target circuit with the power supply voltage set to a value that can guarantee the operation at the clock frequency f1. Then, for example, the control means sets a time (setup time t set ) for increasing the power supply voltage in advance to the timer.

【0025】タイマにおいてセットアップ時間tset
計測されると、制御手段では、電源電圧を上げる指示を
してからセットアップ時間tset が経過したことが検知
される。これに伴い、制御手段により、クロック供給回
路に対して、クロック周波数f1を選択してシステムク
ロックとしてターゲット回路に出力するように指示する
第1の制御信号が出力される。そして、制御手段からタ
イマに対してクロック周波数f1を選択して出力する期
間tf1が設定される。タイマにおいてクロック周波数f
1の期間tf1が計測されると、制御手段では、クロック
周波数f1を選択して出力する指示をしてから期間tf1
が経過したことが検知される。これに伴い、制御手段に
より、クロック供給回路に対して、クロック周波数f1
からクロック周波数f2に変更してシステムクロックを
ターゲット回路に出力するように指示する第1の制御信
号が出力される。
When the setup time t set is measured by the timer, the control means detects that the setup time t set has elapsed since the instruction to increase the power supply voltage was issued. Along with this, the control means outputs the first control signal for instructing the clock supply circuit to select the clock frequency f1 and output it as the system clock to the target circuit. Then, the control means sets the period t f1 for selecting and outputting the clock frequency f1 to the timer. Clock frequency f in timer
When the period t f1 of 1 is measured, the control means issues an instruction to select and output the clock frequency f1 and then the period t f1.
Is detected. Accordingly, the control means causes the clock supply circuit to supply the clock frequency f1.
To the clock frequency f2 and outputs the first control signal instructing to output the system clock to the target circuit.

【0026】次に、電源電圧供給回路に、電源電圧値
を、クロック周波数f2で動作させる得る電源電圧値に
低くする(下げる)ように指示する第2の制御回路が供
給される。これにより、電源電圧供給回路からターゲッ
ト回路に、クロック周波数f2で動作を保証できる最低
の値に設定された電源電圧が供給される。そして、制御
手段からタイマに対して、クロック周波数f2を選択し
て出力する期間tf2からセットアップ時間tset を減算
した時間(tf2−tset )が設定される。タイマにおい
て時間(tf2−tset )が計測されると、単位時間内の
周波数および電源電圧の制御が完了する。
Next, the power supply voltage supply circuit is supplied with a second control circuit for instructing the power supply voltage value to be lowered (lowered) to a power supply voltage value capable of operating at the clock frequency f2. As a result, the power supply voltage supply circuit supplies the target circuit with the power supply voltage set to the lowest value that can guarantee the operation at the clock frequency f2. Then, the timer from the control means, from the time t f2 which selects and outputs the clock frequency f2 up time t set time obtained by subtracting (t f2 -t set) is set. When the timer time (t f2 -t set) is measured, the control of the frequency and the power supply voltage within a unit time is completed.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る周波数制御
回路を適用した電子回路システムの一実施形態を示すブ
ロック図である。
1 is a block diagram showing an embodiment of an electronic circuit system to which a frequency control circuit according to the present invention is applied.

【0028】本回路システム10は、図1に示すよう
に、ターゲット回路11、クロック供給回路12、電源
電圧供給回路13、タイマ14、および制御回路15を
有している。
As shown in FIG. 1, the circuit system 10 has a target circuit 11, a clock supply circuit 12, a power supply voltage supply circuit 13, a timer 14, and a control circuit 15.

【0029】ターゲット回路11は、クロック周波数お
よび電源電圧VDDの制御対象となるシステムを構成し、
後述するように、クロック周波数においてシステムの動
作を保証する最低の電源電圧を供給することが可能な電
源電圧供給回路13から電源電圧VDDの供給を受け、多
階調のクロック周波数を生成することができるクロック
供給回路12から供給されるシステムクロックSYSC
LKに同期して動作し、所望の処理を行う。
The target circuit 11 constitutes a system to be controlled by the clock frequency and the power supply voltage V DD ,
As will be described later, the power supply voltage V DD is supplied from the power supply voltage supply circuit 13 capable of supplying the lowest power supply voltage that guarantees the system operation at the clock frequency, and the multi-tone clock frequency is generated. System clock SYSC supplied from the clock supply circuit 12
It operates in synchronization with LK and performs desired processing.

【0030】クロック供給回路12は、多階調のクロッ
ク周波数のシステムクロックSYSCLKを生成するこ
とが可能で、制御回路15による第1の制御信号S15
1により指示されたクロック周波数のシステムクロック
SYSCLKを、ターゲット回路11に供給する。
The clock supply circuit 12 can generate a system clock SYSCLK having a clock frequency of multiple gradations, and the control circuit 15 outputs a first control signal S15.
The system clock SYSCLK having the clock frequency designated by 1 is supplied to the target circuit 11.

【0031】図2は、図1のクロック供給回路の具体的
な構成例を示す図である。このクロック供給回路12
は、図2に示すように、所定周波数のクロックを発振す
る位相同期回路(PLL回路)121、複数の分周比に
て複数、たとえば4種類のクロック周波数f0,f1,
f2,f3のクロックを生成する分周器122、および
制御回路15による第1の制御信号S151により指示
されたクロック周波数のシステムクロックを選択して出
力するセレクタ123により構成されている。
FIG. 2 is a diagram showing a concrete configuration example of the clock supply circuit of FIG. This clock supply circuit 12
2, a phase locked loop circuit (PLL circuit) 121 that oscillates a clock of a predetermined frequency, a plurality of, for example, four types of clock frequencies f0, f1, with a plurality of frequency division ratios.
It is composed of a frequency divider 122 for generating clocks f2 and f3, and a selector 123 for selecting and outputting a system clock having a clock frequency designated by the first control signal S151 by the control circuit 15.

【0032】本実施形態に係るクロック供給回路12に
おいては、図3に示すように、T0,T1,T2,T3
のスループットを実現するクロック周波数をf0,f
1,f2,f3とする。たとえばこの4つのスループッ
トT0,T1,T2,T3が、それぞれ100%、75
%、50%、25%である場合、PLL回路121の発
振クロックを、たとえば1/3、1/4、1/6、1/
12の分周比にて分周することにより、所望のクロック
周波数を生成できる。たとえば、仕様となる最大周波数
が100MHzのとき、PLL回路121の出力周波数
が300MHzである場合、各クロック周波数f0,f
1,f2,f3は次のようになる。
In the clock supply circuit 12 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, T0, T1, T2, T3.
Clock frequencies that realize the throughput of f0, f
1, f2 and f3. For example, these four throughputs T0, T1, T2, T3 are 100% and 75%, respectively.
%, 50%, 25%, the oscillation clock of the PLL circuit 121 is, for example, 1/3, 1/4, 1/6, 1 /
By dividing with a division ratio of 12, a desired clock frequency can be generated. For example, when the specified maximum frequency is 100 MHz and the output frequency of the PLL circuit 121 is 300 MHz, each clock frequency f0, f
1, f2 and f3 are as follows.

【0033】[0033]

【数1】 f0=300MHz ÷ 3=100MHz f1=300MHz ÷ 4= 75MHz f2=300MHz ÷ 6= 50MHz f3=300MHz ÷12= 25MHz …(1)[Equation 1]             f0 = 300MHz / 3 = 100MHz             f1 = 300MHz ÷ 4 = 75MHz             f2 = 300MHz ÷ 6 = 50MHz             f3 = 300MHz ÷ 12 = 25MHz                                                             … (1)

【0034】このクロック供給回路12においては、P
LL回路121のたとえば周波数300MHzの発振ク
ロックが分周器122に供給される。分周器122で
は、複数の分周比、たとえば1/3、1/4、1/6、
1/12の分周比にてPLL回路121の発振クロック
が分周されることにより、たとえばf0(=100MH
z),f1(=75MHz),f2(=50MHz),
f3(=25MHz)のクロック周波数のクロックが生
成され、セレクタ123に供給される。そして、セレク
タ123においては、制御回路15による第1の制御信
号S151に従って、所望の周波数のクロックが選択さ
れ、システムクロックSYSCLKとしてターゲット回
路11に供給される。
In this clock supply circuit 12, P
An oscillation clock having a frequency of 300 MHz, for example, of the LL circuit 121 is supplied to the frequency divider 122. In the frequency divider 122, a plurality of frequency division ratios, for example, 1/3, 1/4, 1/6,
By dividing the oscillation clock of the PLL circuit 121 with a division ratio of 1/12, for example, f0 (= 100 MH)
z), f1 (= 75 MHz), f2 (= 50 MHz),
A clock having a clock frequency of f3 (= 25 MHz) is generated and supplied to the selector 123. Then, in the selector 123, a clock having a desired frequency is selected according to the first control signal S151 from the control circuit 15, and is supplied to the target circuit 11 as the system clock SYSCLK.

【0035】電源電圧供給回路13は、多階調の電源電
圧VDDを供給することが可能で、制御回路15の第2の
制御信号S152に応じた値の電源電圧VDDをターゲッ
ト回路11に供給する。
The source voltage supply circuit 13 can supply a multi-tone power supply voltage V DD, the power supply voltage V DD of the second value corresponding to the control signal S152 of the control circuit 15 to the target circuit 11 Supply.

【0036】タイマ14は、周波数が固定のクロックF
XCLKに同期して動作することにより、一定の時間を
計測し、計測結果をその都度、一致信号S14として制
御回路15に出力する。
The timer 14 is a clock F whose frequency is fixed.
By operating in synchronization with XCLK, a fixed time is measured, and the measurement result is output to the control circuit 15 as the coincidence signal S14 each time.

【0037】図4は、図1のタイマの具体的な構成例を
示す図である。このタイマ14は、図2に示すように、
クロックFXCLKに同期して動作するカウンタ14
1、カウンタ141のカウント値VCNTと比較する比
較値VCMPを保持しておくコンペアレジスタ142、
カウンタ141のカウント値VCNTとコンペアレジス
タ142に保持された比較値VCMPとを比較するコン
パレータ143により構成されている。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of the timer shown in FIG. This timer 14 is, as shown in FIG.
Counter 14 that operates in synchronization with clock FXCLK
1, a compare register 142 for holding a comparison value VCMP to be compared with the count value VCNT of the counter 141,
The comparator 143 is configured to compare the count value VCNT of the counter 141 and the comparison value VCMP held in the compare register 142.

【0038】このタイマ14においては、コンペアレジ
スタ142に保持される比較値VCMPは制御回路15
により信号S153として設定され、カウンタ141の
カウント値VCNTが比較値VCMPと一致した時点
で、一致したことを報知する一致信号S14がコンパレ
ータ143から制御回路15に出力される。
In the timer 14, the comparison value VCMP held in the compare register 142 is the control circuit 15
When the count value VCNT of the counter 141 coincides with the comparison value VCMP, the coincidence signal S14 for notifying the coincidence is output from the comparator 143 to the control circuit 15.

【0039】制御回路15は、タイマ12からの一致信
号S12に基づいて時間を計測することができ、要求さ
れたスループットTを実現すべく、たとえばT以上のス
ループットを実現する一つのクロック周波数と、T未満
のスループットを実現する一つのクロック周波数を選択
して、これらを単位時間tUNIT内で、スループットの内
分比で決定される期間で切り替えてシステムクロックS
YSCLKとして出力するように指示する第1の制御信
号S151をクロック供給回路12に出力し、さらに選
択したクロック周波数においてシステムの動作を保証す
る最低の電源電圧VDDを供給するように指示する第2の
制御信号S152を電源電圧供給回路13に出力する。
また、制御回路15は、上述したように、タイマ14の
コンペアレジスタ142に設定すべき比較値VCMPを
信号S153としてタイマ14に出力する。
The control circuit 15 can measure the time based on the coincidence signal S12 from the timer 12, and one clock frequency that realizes a throughput of T or more, for example, in order to realize the required throughput T, One clock frequency that realizes a throughput less than T is selected, and these are switched within the unit time t UNIT at a period determined by the internal division ratio of the throughput to change the system clock S.
A second control signal S151 instructing to output as YSCLK is output to the clock supply circuit 12, and a second control signal S151 instructing to supply the lowest power supply voltage V DD that guarantees the operation of the system at the selected clock frequency. The control signal S152 is output to the power supply voltage supply circuit 13.
Further, as described above, the control circuit 15 outputs the comparison value VCMP to be set in the compare register 142 of the timer 14 to the timer 14 as the signal S153.

【0040】制御回路15は、上述したように、要求さ
れたスループットTを実現すべく、T以上のスループッ
トを実現する一つのクロック周波数と、T未満のスルー
プットを実現する一つのクロック周波数を選択するが、
好適には、T以上かつ最小のスループットを実現する一
つのクロック周波数と、T未満かつ最大のスループット
を実現する一つのクロック周波数を選択することが望ま
しい。その理由は、要求されるスループットTよりも大
きいスループットと小さいスループットを実現する2つ
のクロック周波数であれば、同様の動作および所望の実
効周波数の実現は可能であるが、上記の条件を満たすク
ロックを選択することにより消費で電力を最低にするこ
とができるからである。
As described above, the control circuit 15 selects one clock frequency that realizes the throughput of T or more and one clock frequency that realizes the throughput of less than T in order to realize the required throughput T. But,
Preferably, it is desirable to select one clock frequency that achieves a minimum throughput of T or higher and one clock frequency that achieves a maximum throughput of less than T. The reason is that if two clock frequencies that realize a throughput higher and a throughput smaller than the required throughput T are used, the same operation and the desired effective frequency can be achieved, but a clock that satisfies the above conditions must be used. This is because the power consumption can be minimized by making a selection.

【0041】たとえば、T3<T2<T≦T1<T0で
あると仮定すると、クロック周波数f0とf2,f0と
f3,f1とf3というような2つのクロック周波数を
選択してもスループットTを実現することは可能である
が、クロック周波数f1とf2を選択することが、電力
的に最小となる。
For example, assuming that T3 <T2 <T≤T1 <T0, the throughput T is realized even if two clock frequencies such as clock frequencies f0 and f2, f0 and f3, f1 and f3 are selected. Although it is possible, selecting the clock frequencies f1 and f2 is the minimum in terms of power.

【0042】また、本実施形態においては、選択した2
つのクロック周波数のうち、クロック周波数の高い方か
ら選択、出力させる。上記の例では、単位時間t
unitで、クロック周波数f1を所定期間tf1だけ選択
し、続いてクロック周波数f2を所定期間tf2だけ選択
する。このように、クロック周波数の高い方から選択す
ることにより、実現される実効スループットは、常に要
求スループット以上になり、要求を満足することができ
る。
In the present embodiment, the selected 2
Of the two clock frequencies, the one with the higher clock frequency is selected and output. In the above example, the unit time t
In unit , the clock frequency f1 is selected for a predetermined period t f1 , and subsequently the clock frequency f2 is selected for a predetermined period t f2 . As described above, by selecting one having a higher clock frequency, the realized effective throughput is always higher than the required throughput, and the demand can be satisfied.

【0043】さらに、制御回路15の制御機能につい
て、図5のタイミングチャートに関連付けて説明する。
Further, the control function of the control circuit 15 will be described with reference to the timing chart of FIG.

【0044】ここでは、上述したように、クロック供給
回路12は、4種類のクロック周波数f0、f1、f
2、f3を生成することができ、図3に示すように、そ
れぞれのクロック周波数においてT0、T1、T2、T
3のスループットが実現でき、電源電圧供給回路13
は、それぞれのクロック周波数においてシステムの動作
を保証する最低の電源電圧を供給することができ、それ
ぞれのクロック周波数において最大P0、P1、P2、
P3の消費電力となると仮定する。
Here, as described above, the clock supply circuit 12 has four clock frequencies f0, f1 and f.
2, f3 can be generated and, as shown in FIG. 3, T0, T1, T2, T at each clock frequency.
The throughput of 3 can be realized, and the power supply voltage supply circuit 13
Can supply the lowest power supply voltage that guarantees the operation of the system at each clock frequency, and maximum P0, P1, P2, at each clock frequency.
It is assumed that the power consumption is P3.

【0045】たとえば、上述したように、システムに要
求されたスループットTがT1とT2の間の場合、Tを
満たす最小のクロック周波数f1とf1より1段階低い
周波数f2を組み合わせることにより、要求されたスル
ープットTを実現することができる。
For example, as described above, when the required throughput T of the system is between T1 and T2, it is required by combining the minimum clock frequency f1 that satisfies T and the frequency f2 that is one step lower than f1. Throughput T can be realized.

【0046】そして、制御回路15は、図5(A)およ
び(B)に示すように、要求されたスループットTを実
現するために、クロック周波数をf1とする期間tf1
クロック周波数をf2とする期間tf2に単位時間tunit
を分割する。それぞれの期間は以下の式に示すように、
スループットの内分比により決定される。
Then, as shown in FIGS. 5A and 5B, the control circuit 15 sets the period t f1 where the clock frequency is f1 and the clock frequency f2 in order to realize the required throughput T. Unit time t unit in period t f2
Split. Each period is as shown in the following formula,
It is determined by the internal division ratio of the throughput.

【0047】[0047]

【数2】 tf1={(T−T2)/(T1−T2)}×tunit …(2)## EQU2 ## t f1 = {(T-T2) / (T1-T2)} × t unit (2)

【0048】[0048]

【数3】 tf2={(T1−T)/(T1−T2)}×tunit …(3)## EQU3 ## t f2 = {(T1-T) / (T1-T2)} × t unit (3)

【0049】これにより、要求された実効的なスループ
ットTeff を実現することができる。
As a result, the required effective throughput T eff can be realized.

【0050】[0050]

【数4】 Teff =(tf1×T1+tf2×T2)/tunit …(4)## EQU00004 ## T eff = (t f1 × T1 + t f2 × T2) / t unit (4)

【0051】制御回路15は、スループットTが要求さ
れるとTの値とクロック供給回路12が生成できるクロ
ック周波数から実現できるスループットの値から、2つ
クロック周波数とそれぞれの期間を決定し、タイマ14
を用いて周波数の切替えを制御することにより要求され
たスループットTを実現する。
When the throughput T is requested, the control circuit 15 determines two clock frequencies and respective periods from the value of T and the throughput value that can be realized from the clock frequency that can be generated by the clock supply circuit 12, and the timer 14
The required throughput T is realized by controlling the frequency switching using.

【0052】また、制御回路15は、図5(C)に示す
ように、電源電圧供給回路13が電源電圧を変更するの
に要するセットアップ時間tset を考慮し、低い周波数
から高い周波数に切替える場合は、そのタイミングから
セットアップ時間tset だけ早い時点で電源電圧供給回
路13に対して、高い周波数に応じた電源電圧に上げる
ように第2の制御信号S152により指示する。また、
高い周波数から低い周波数に切替える場合は、そのタイ
ミングにあわせて電源電圧供給回路13に対して、低い
周波数に応じた電源電圧に下げるように第2の制御信号
S152により指示する。このタイミングにて電源電圧
を制御することにより、周波数を切替えてもシステムの
動作を保証することができる。制御回路15は、タイマ
14を用いた時間計測により、適切なタイミングにおい
て電源電圧を制御することができる。
When the control circuit 15 switches from a low frequency to a high frequency in consideration of the setup time t set required for the power supply voltage supply circuit 13 to change the power supply voltage, as shown in FIG. 5 (C). The second control signal S152 instructs the power supply voltage supply circuit 13 to increase the power supply voltage according to the high frequency at a time point earlier than that timing by the setup time t set . Also,
When switching from the high frequency to the low frequency, the power supply voltage supply circuit 13 is instructed by the second control signal S152 to lower the power supply voltage according to the low frequency at the timing. By controlling the power supply voltage at this timing, the operation of the system can be guaranteed even if the frequency is switched. The control circuit 15 can control the power supply voltage at an appropriate timing by measuring the time using the timer 14.

【0053】次に、上記構成による動作を、制御回路1
5の制御動作を中心に図7のフローチャートに関連付け
て説明する。
Next, the operation of the control circuit 1 will be described.
The control operation of No. 5 will be mainly described in association with the flowchart of FIG. 7.

【0054】スループットTが要求されると、制御回路
15において、スループットTを実現するために2つの
クロック周波数が判定される。制御回路15において
は、T以上かつ最小のスループットを実現する一つのク
ロック周波数と、T未満かつ最大のスループットを実現
する一つのクロック周波数が選択される。本実施形態で
は、T3<T2<T≦T1<T0であると仮定している
ことから、スループットT1を実現可能なクロック周波
数f1とスループットT2を実現可能なクロック周波数
f2とが選択される(ST1)。
When the throughput T is required, the control circuit 15 determines two clock frequencies in order to realize the throughput T. The control circuit 15 selects one clock frequency that achieves a minimum throughput of T or more and one clock frequency that achieves a maximum throughput of less than T. In the present embodiment, since it is assumed that T3 <T2 <T ≦ T1 <T0, the clock frequency f1 that can realize the throughput T1 and the clock frequency f2 that can realize the throughput T2 are selected (ST1. ).

【0055】次に、上記(2)式および(3)式に従っ
て、クロック周波数をf1とする期間tf1とクロック周
波数をf2とする期間tf2が算出される(ST2)。
Next, according to the above equations (2) and (3), a period t f1 in which the clock frequency is f1 and a period t f2 in which the clock frequency is f2 are calculated (ST2).

【0056】次に、選択したクロック周波数のうち高い
方のクロック周波数f1が、現在のクロック周波数より
高いか否かの判別が行われる(ST3)。ステップST
3において、クロック周波数f1が現在のクロック周波
数より高い場合には、次のステップST4の処理に移行
し、低い場合にはステップST6の処理に移行する。
Next, it is determined whether or not the higher clock frequency f1 of the selected clock frequencies is higher than the current clock frequency (ST3). Step ST
In 3, when the clock frequency f1 is higher than the current clock frequency, the process proceeds to the next step ST4, and when it is lower, the process proceeds to step ST6.

【0057】ステップST4においては、電源電圧供給
回路13に、クロック周波数f1で動作させるため電源
電圧値を高くする(上げる)ように指示する第2の制御
回路S152が供給される。これにより、電源電圧供給
回路13からターゲット回路11に、クロック周波数f
1で動作を保証できる値に設定された電源電圧VDDが供
給される。そして、制御回路15からタイマ14に対し
てセットアップ時間tset を設定するための信号S15
3が出力される。これにより、タイマ14のコンペアレ
ジスタ142にセットアップ時間tsetが保持される。
In step ST4, the power supply voltage supply circuit 13 is supplied with the second control circuit S152 for instructing to increase (increase) the power supply voltage value in order to operate at the clock frequency f1. As a result, the clock frequency f is supplied from the power supply voltage supply circuit 13 to the target circuit 11.
The power supply voltage V DD set to a value that can guarantee the operation at 1 is supplied. Then, the signal S15 for setting the setup time t set from the control circuit 15 to the timer 14.
3 is output. As a result, the setup time t set is held in the compare register 142 of the timer 14.

【0058】そして、タイマ14において、カウンタ1
41のカウント値VCNTがコンペアレジスタ142に
保持されるセットアップ時間tset (比較値VCMP)
と一致した時点で、一致したことを報知する一致信号S
14がコンパレータ143から制御回路15に出力され
て(ST5)、次のステップST6の処理に移行する。
Then, in the timer 14, the counter 1
The setup time t set in which the count value VCNT of 41 is held in the compare register 142 (comparison value VCMP)
A match signal S for notifying the match when
14 is output from the comparator 143 to the control circuit 15 (ST5), and the process proceeds to the next step ST6.

【0059】制御回路15では、タイマ14による一致
信号S14を入力し、電源電圧VDDを上げる指示をして
からセットアップ時間tset が経過したことが検知され
ると、クロック供給回路12に対して、クロック周波数
f1を選択してシステムクロックSYSCLKとしてタ
ーゲット回路11に出力するように指示する第1の制御
信号S151が出力される(ST6)。そして、制御回
路15からタイマ14に対してクロック周波数f1を選
択して出力する期間tf1を設定するための信号S153
が出力される。これにより、タイマ14のコンペアレジ
スタ142にクロック周波数f1の期間tf1が保持され
る。
In the control circuit 15, when it is detected that the setup time t set has elapsed after the coincidence signal S14 from the timer 14 is input and the instruction to increase the power supply voltage V DD is received, the clock supply circuit 12 is notified. , A first control signal S151 for instructing to select the clock frequency f1 and output it as the system clock SYSCLK to the target circuit 11 is output (ST6). Then, the signal S153 for setting the period t f1 for selecting and outputting the clock frequency f1 from the control circuit 15 to the timer 14.
Is output. As a result, the compare register 142 of the timer 14 holds the period t f1 of the clock frequency f1.

【0060】そして、タイマ14において、カウンタ1
41のカウント値VCNTがコンペアレジスタ142に
保持されるクロック周波数f1の期間tf1(比較値VC
MP)と一致した時点で、一致したことを報知する一致
信号S14がコンパレータ143から制御回路15に出
力されて(ST7)、次のステップST8の処理に移行
する。
Then, in the timer 14, the counter 1
The count value VCNT of 41 is held in the compare register 142 during the period t f1 of the clock frequency f1 (the comparison value VC
MP), a match signal S14 for notifying the match is output from the comparator 143 to the control circuit 15 (ST7), and the process proceeds to the next step ST8.

【0061】制御回路15では、タイマ14による一致
信号S14を入力し、クロック周波数f1を選択して出
力する指示をしてから期間tf1が経過したことが検知さ
れると、クロック供給回路12に対して、クロック周波
数f1からクロック周波数f2に変更してシステムクロ
ックSYSCLKをターゲット回路11に出力するよう
に指示する第1の制御信号S151が出力される(ST
8)。
When the control circuit 15 detects that the period t f1 has elapsed from the time when the coincidence signal S14 from the timer 14 is input and the instruction to select and output the clock frequency f1 is detected, the clock supply circuit 12 is notified. On the other hand, the first control signal S151 for instructing to change the clock frequency f1 to the clock frequency f2 and output the system clock SYSCLK to the target circuit 11 is output (ST.
8).

【0062】次に、電源電圧供給回路13に、電源電圧
値を、クロック周波数f2で動作させる得る電源電圧値
に低くする(下げる)ように指示する第2の制御回路S
152が供給される(ST9)。これにより、電源電圧
供給回路13からターゲット回路11に、クロック周波
数f2で動作を保証できる最低の値に設定された電源電
圧VDDが供給される。そして、制御回路15からタイマ
14に対して、クロック周波数f2を選択して出力する
期間tf2からセットアップ時間tset を減算した時間
(tf2−tset)を設定するための信号S153が出力
される。これにより、タイマ14のコンペアレジスタ1
42に時間(tf2−tset )が保持される。
Next, the second control circuit S for instructing the power supply voltage supply circuit 13 to lower (lower) the power supply voltage value to a power supply voltage value capable of operating at the clock frequency f2.
152 is supplied (ST9). As a result, the power supply voltage supply circuit 13 supplies the target circuit 11 with the power supply voltage V DD set to the minimum value that can guarantee the operation at the clock frequency f2. Then, with respect to the control circuit 15 timer 14, a signal S153 for setting the time period t f2 time obtained by subtracting the set-up time t set from (t f2 -t set) for selecting and outputting a clock frequency f2 is output It As a result, the compare register 1 of the timer 14
At 42, the time (t f2 −t set ) is held.

【0063】そして、タイマ14において、カウンタ1
41のカウント値VCNTがコンペアレジスタ142に
保持される時間(tf2−tset )(比較値VCMP)と
一致した時点で、一致したことを報知する一致信号S1
4がコンパレータ143から制御回路15に出力されて
(ST10)、ステップST4の処理に戻る。
Then, in the timer 14, the counter 1
When the count value VCNT of 41 coincides with the time (t f2- t set ) (comparison value VCMP) held in the compare register 142, a coincidence signal S1 for notifying the coincidence
4 is output from the comparator 143 to the control circuit 15 (ST10), and the process returns to step ST4.

【0064】図7は、本実施形態に係る図1の回路シス
テムのスループットと消費電力の関係を示す図である。
図7において、横軸がスループットを、縦軸が消費電力
をそれぞれ表している。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between throughput and power consumption of the circuit system of FIG. 1 according to this embodiment.
In FIG. 7, the horizontal axis represents throughput and the vertical axis represents power consumption.

【0065】スループットTが要求されたときの消費電
力Pは以下の式に示すように、2つの周波数を用いた場
合の電力の内分比で表される。
The power consumption P when the throughput T is requested is represented by the internal division ratio of the power when two frequencies are used, as shown in the following equation.

【0066】[0066]

【数5】 P=(tf1×P1+tf2×P2)/tunit …(5)(5) P = (t f1 × P1 + t f2 × P2) / t unit (5)

【0067】したがって、本実施形態に係る図1の回路
システムは、図7における10−5に示す特性となり、
従来の方法による特性10−1、10−3、10−4よ
りも理論特性10−2に近い低消費電力化が実現され
る。
Therefore, the circuit system of FIG. 1 according to the present embodiment has the characteristics shown by 10-5 in FIG.
Lower power consumption closer to the theoretical characteristic 10-2 is realized than the characteristic 10-1, 10-3, 10-4 by the conventional method.

【0068】なお、クロック周波数の数は例にあげた4
通りに限定することはなく、クロック供給回路の性能と
理論特性10−2に応じた周波数の切り分けを考慮する
ことにより決定される。
The number of clock frequencies is 4 as an example.
It is not limited to the above, and is determined by considering the performance of the clock supply circuit and the frequency division according to the theoretical characteristic 10-2.

【0069】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、それぞれ異なるスループットを実現する複数のクロ
ック周波数のシステムクロックを供給可能で、システム
クロックに同期して処理を行うターゲット回路11に対
して、第1の制御信号S151に応じたクロック周波数
のシステムクロックを供給するクロック供給回路12
と、第2の制御信号S152に応じた値の電源電圧をタ
ーゲット回路11に供給する電源電圧供給回路13と、
スループットTが要求されると、スループットTの値
と、クロック供給回路12で生成できるクロック周波数
から実現できるスループットの値から、2つのクロック
周波数とそれぞれの期間を決定して、2つのクロック周
波数を決定した期間ずつ選択してシステムクロックとし
て出力するように指示する第1の制御信号S151をク
ロック供給回路12に出力し、かつ、クロック供給回路
12に指示した2つのクロック周波数の各々においてタ
ーゲット回路の動作が保証される電源電圧を供給するよ
うに第2の制御信号S152を電源電圧供給回路13に
出力する制御回路15を設けたので、クロック周波数の
バリエーションを増やすことなく、消費電力の低減を図
ることができる利点がある。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to supply the system clocks having a plurality of clock frequencies that respectively realize different throughputs, and to the target circuit 11 that performs processing in synchronization with the system clock, A clock supply circuit 12 for supplying a system clock having a clock frequency according to the first control signal S151.
And a power supply voltage supply circuit 13 that supplies a power supply voltage having a value according to the second control signal S152 to the target circuit 11,
When the throughput T is required, two clock frequencies and respective periods are determined from the value of the throughput T and the throughput value that can be realized from the clock frequency that can be generated by the clock supply circuit 12, and the two clock frequencies are determined. Output the first control signal S151 to the clock supply circuit 12 to instruct the clock supply circuit 12 to select and output as a system clock for each period, and to operate the target circuit at each of the two clock frequencies instructed to the clock supply circuit 12. Since the control circuit 15 that outputs the second control signal S152 to the power supply voltage supply circuit 13 is provided so as to supply the power supply voltage that guarantees the power consumption, the power consumption can be reduced without increasing the variation of the clock frequency. There is an advantage that can be.

【0070】また、本実施形態によれば、制御回路15
は、電源電圧供給回路13が電源電圧を変更するのに要
するセットアップ時間tset を考慮し、低い周波数から
高い周波数に切替える場合は、そのタイミングからセッ
トアップ時間tset だけ早い時点で電源電圧供給回路1
3に対して、高い周波数に応じた電源電圧に上げるよう
に第2の制御信号S152により指示し、高い周波数か
ら低い周波数に切替える場合は、そのタイミングにあわ
せて電源電圧供給回路13に対して、低い周波数に応じ
た電源電圧に下げるように第2の制御信号S152によ
り指示し、このタイミングにて電源電圧を制御すること
から、周波数を切替えてもシステムの動作を保証するこ
とができる。制御回路15は、タイマ14を用いた時間
計測により、適切なタイミングにおいて電源電圧を制御
することができる。
Further, according to the present embodiment, the control circuit 15
In consideration of the setup time t set required for the power supply voltage supply circuit 13 to change the power supply voltage, when switching from a low frequency to a high frequency, the power supply voltage supply circuit 1 is advanced from that timing by the setup time t set.
3 is instructed by the second control signal S152 to increase the power supply voltage according to the high frequency, and when switching from the high frequency to the low frequency, to the power supply voltage supply circuit 13 at the timing, Since the second control signal S152 instructs to lower the power supply voltage according to the low frequency and the power supply voltage is controlled at this timing, the system operation can be guaranteed even if the frequency is switched. The control circuit 15 can control the power supply voltage at an appropriate timing by measuring the time using the timer 14.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少ない数のクロック周波数の組み合わせにおいて、シス
テムに要求されたスループットを実現しつつ、低消費電
力化を図れる利点がある。
As described above, according to the present invention,
With the combination of a small number of clock frequencies, there is an advantage that the power consumption can be reduced while realizing the throughput required for the system.

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

【図1】本発明に係る周波数制御回路を適用した電子回
路システムの一実施形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electronic circuit system to which a frequency control circuit according to the present invention is applied.

【図2】本実施形態に係るクロック供給回路の具体的な
構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration example of a clock supply circuit according to the present embodiment.

【図3】本実施形態においてスループットとこれをを実
現するクロック周波数との関係の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a relationship between a throughput and a clock frequency for realizing this in the present embodiment.

【図4】本実施形態に係るタイマの具体的な構成例を示
す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a specific configuration example of a timer according to the present embodiment.

【図5】本実施形態に係る制御回路の動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the control circuit according to the present embodiment.

【図6】本実施形態に係る動作を説明するためのフロー
チャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation according to this embodiment.

【図7】本実施形態に係る電子回路システムのスループ
ットと消費電力の関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between throughput and power consumption of the electronic circuit system according to the present embodiment.

【図8】一般的な電子回路システムのスループットと消
費電力の関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between throughput and power consumption of a general electronic circuit system.

【図9】複数のクロック周波数を生成できるクロック供
給回路と、クロック周波数に応じた電源電圧を供給する
ことが可能な電源電圧供給回路を備えたシステムにおけ
るスループットと消費電力との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between throughput and power consumption in a system including a clock supply circuit capable of generating a plurality of clock frequencies and a power supply voltage supply circuit capable of supplying a power supply voltage according to the clock frequencies. is there.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…電子回路システム、11…ターゲット回路、12
…クロック供給回路、121…位相同期回路(PLL回
路)、122…分周器、123…セレクタ、13…電源
電圧供給回路、14…タイマ、141…カウンタ、14
2…コンペアレジスタ、143…コンパレータ、15…
制御回路。
10 ... Electronic circuit system, 11 ... Target circuit, 12
... clock supply circuit, 121 ... phase synchronization circuit (PLL circuit), 122 ... frequency divider, 123 ... selector, 13 ... power supply voltage supply circuit, 14 ... timer, 141 ... counter, 14
2 ... compare register, 143 ... comparator, 15 ...
Control circuit.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 それぞれ異なるスループットを実現する
複数のクロック周波数のシステムクロックを供給可能
で、システムクロックに同期して処理を行うターゲット
回路に対して、制御信号に応じたクロック周波数のシス
テムクロックを供給するクロック供給回路と、 スループットTが要求されると、スループットTの値
と、上記クロック供給回路で生成できるクロック周波数
から実現できるスループットの値から、2つのクロック
周波数とそれぞれの期間を決定して、2つのクロック周
波数を決定した期間ずつ選択してシステムクロックとし
て出力するように指示する上記制御信号を上記クロック
供給回路に出力する制御手段とを有する周波数制御回
路。
1. A system clock having a clock frequency according to a control signal can be supplied to a target circuit that is capable of supplying a plurality of system clocks having different clock frequencies to achieve different throughputs and that performs processing in synchronization with the system clock. When a throughput T is required and a value of the throughput T and a throughput value that can be realized from the clock frequency that can be generated by the clock supply circuit, two clock frequencies and respective periods are determined, A frequency control circuit having a control means for outputting the control signal for instructing to select two clock frequencies for each determined period and output as the system clock.
【請求項2】 上記制御手段は、2つのクロック周波数
の選択すべき期間を、スループットの内分比に基づいて
決定する請求項1記載の周波数制御回路。
2. The frequency control circuit according to claim 1, wherein said control means determines a period for selecting two clock frequencies based on an internal division ratio of throughput.
【請求項3】 上記制御手段は、スループットTが要求
されると、T以上のスループットを実現する一つのクロ
ック周波数と、T未満のスループットを実現する一つの
クロック周波数を選択する請求項1記載の周波数制御回
路。
3. The control means, when a throughput T is required, selects one clock frequency that realizes a throughput of T or more and one clock frequency that realizes a throughput of less than T. Frequency control circuit.
【請求項4】 上記制御手段は、T以上かつ最小のスル
ープットを実現する一つのクロック周波数と、T未満か
つ最大のスループットを実現する一つのクロック周波数
を選択する請求項1記載の周波数制御回路。
4. The frequency control circuit according to claim 1, wherein the control means selects one clock frequency that achieves a minimum throughput of T or more and one clock frequency that achieves a maximum throughput of less than T.
【請求項5】 上記制御手段は、選択した2つのクロッ
ク周波数のうち、クロック周波数の高いクロックから選
択、出力させるように制御信号により指示する請求項1
記載の周波数制御回路。
5. The control means instructs by a control signal to select and output a clock having a higher clock frequency from the selected two clock frequencies.
The frequency control circuit described.
【請求項6】 上記制御手段は、選択した2つのクロッ
ク周波数のうち、クロック周波数の高いクロックから出
力させるように制御信号により指示する請求項4記載の
周波数制御回路。
6. The frequency control circuit according to claim 4, wherein the control means instructs by a control signal to output from a clock having a higher clock frequency of the selected two clock frequencies.
【請求項7】 計測時間が設定可能なタイマを有し、 上記制御手段は、決定した期間を上記タイマに設定し
て、2つの周波数のクロックを切り替える請求項1記載
の周波数制御回路。
7. The frequency control circuit according to claim 1, further comprising a timer capable of setting a measurement time, wherein the control means sets the determined period in the timer to switch clocks of two frequencies.
【請求項8】 計測時間が設定可能なタイマを有し、 上記制御手段は、決定した期間を上記タイマに設定し
て、2つの周波数のクロックを切り替える請求項4記載
の周波数制御回路。
8. The frequency control circuit according to claim 4, further comprising a timer capable of setting a measurement time, wherein said control means sets the determined period in said timer to switch clocks of two frequencies.
【請求項9】 計測時間が設定可能なタイマを有し、 上記制御手段は、決定した期間を上記タイマに設定し
て、2つの周波数のクロックを切り替える請求項6記載
の周波数制御回路。
9. The frequency control circuit according to claim 6, further comprising a timer capable of setting a measurement time, wherein said control means sets the determined period in said timer to switch clocks of two frequencies.
【請求項10】 それぞれ異なるスループットを実現す
る複数のクロック周波数のシステムクロックを供給可能
で、システムクロックに同期して処理を行うターゲット
回路に対して、第1の制御信号に応じたクロック周波数
のシステムクロックを供給するクロック供給回路と、 第2の制御信号に応じた値の電源電圧を上記ターゲット
回路に供給する電源電圧供給回路と、 スループットTが要求されると、スループットTの値
と、上記クロック供給回路で生成できるクロック周波数
から実現できるスループットの値から、2つのクロック
周波数とそれぞれの期間を決定して、2つのクロック周
波数を決定した期間ずつ選択してシステムクロックとし
て出力するように指示する上記第1の制御信号を上記ク
ロック供給回路に出力し、かつ、クロック供給回路に指
示した2つのクロック周波数の各々においてターゲット
回路の動作が保証される電源電圧を供給するように上記
第2の制御信号を上記電源電圧供給回路に出力する制御
手段とを有する周波数制御回路。
10. A system having a clock frequency corresponding to a first control signal to a target circuit capable of supplying a plurality of system clocks having different clock frequencies to achieve different throughputs and performing processing in synchronization with the system clock. A clock supply circuit for supplying a clock, a power supply voltage supply circuit for supplying a power supply voltage having a value corresponding to a second control signal to the target circuit, and a throughput T value and the clock From the value of the throughput that can be realized from the clock frequency that can be generated by the supply circuit, two clock frequencies and their respective periods are determined, and the two clock frequencies are selected for each determined period and output as the system clock. The first control signal is output to the clock supply circuit and the clock A frequency control circuit that outputs the second control signal to the power supply voltage supply circuit so as to supply a power supply voltage that guarantees the operation of the target circuit at each of the two clock frequencies instructed to the supply circuit. .
【請求項11】 上記制御手段は、周波数を高くする指
示をする場合には、次に変更する周波数に対して、シス
テムの動作が保証できる電源電圧に事前に高くするよう
に上記第2の制御信号により電源電圧供給回路に指示し
てから、周波数を高くするように第1の制御信号により
クロック供給回路に指示する請求項10記載の周波数制
御回路。
11. The second control is such that, when an instruction to increase the frequency is issued, the control means previously raises the power supply voltage that can guarantee the operation of the system to the frequency to be changed next. 11. The frequency control circuit according to claim 10, wherein the power supply voltage supply circuit is instructed by a signal, and then the clock supply circuit is instructed by the first control signal to increase the frequency.
【請求項12】 上記制御手段は、周波数を低くする指
示をする場合には、周波数を低くように第1の制御信号
によりクロック供給回路に指示するとともに、次に変更
する周波数に対して、システムの動作が保証できる電源
電圧に低くするように上記第2の制御信号により電源電
圧供給回路に指示する請求項10記載の周波数制御回
路。
12. The control means, when instructing to lower the frequency, instructs the clock supply circuit to lower the frequency by the first control signal, and sets the system to the frequency to be changed next. 11. The frequency control circuit according to claim 10, wherein the power supply voltage supply circuit is instructed by the second control signal so as to reduce the power supply voltage so that the operation can be guaranteed.
【請求項13】 上記制御手段は、周波数を高くする指
示をする場合には、次に変更する周波数に対して、シス
テムの動作が保証できる電源電圧に事前に高くするよう
に上記第2の制御信号により電源電圧供給回路に指示し
てから、周波数を高くするように第1の制御信号により
クロック供給回路に指示し、 周波数を低くする指示をする場合には、周波数を低くよ
うに第1の制御信号によりクロック供給回路に指示する
とともに、次に変更する周波数に対して、システムの動
作が保証できる電源電圧に低くするように上記第2の制
御信号により電源電圧供給回路に指示する請求項10記
載の周波数制御回路。
13. When the control means gives an instruction to increase the frequency, the second control is performed so that the power supply voltage that can guarantee the operation of the system is increased in advance for the frequency to be changed next. When the power supply voltage supply circuit is instructed by the signal, the clock supply circuit is instructed by the first control signal to increase the frequency, and when the frequency is instructed, the first frequency is set to be low. 11. The power supply voltage supply circuit is instructed by the control signal, and the power supply voltage supply circuit is instructed by the second control signal to lower the power supply voltage that can guarantee the operation of the system for the frequency to be changed next. The frequency control circuit described.
【請求項14】 上記制御手段は、2つのクロック周波
数の選択すべき期間を、スループットの内分比に基づい
て決定する請求項10記載の周波数制御回路。
14. The frequency control circuit according to claim 10, wherein the control means determines a period to be selected between the two clock frequencies based on an internal division ratio of throughput.
【請求項15】 上記制御手段は、スループットTが要
求されると、T以上のスループットを実現する一つのク
ロック周波数と、T未満のスループットを実現する一つ
のクロック周波数を選択する請求項10記載の周波数制
御回路。
15. The control means, when a throughput T is required, selects one clock frequency that realizes a throughput of T or more and one clock frequency that realizes a throughput of less than T. Frequency control circuit.
【請求項16】 上記制御手段は、T以上かつ最小のス
ループットを実現する一つのクロック周波数と、T未満
かつ最大のスループットを実現する一つのクロック周波
数を選択する請求項10記載の周波数制御回路。
16. The frequency control circuit according to claim 10, wherein the control means selects one clock frequency that achieves a minimum throughput of T or more and one clock frequency that achieves a maximum throughput of less than T.
【請求項17】 上記制御手段は、選択した2つのクロ
ック周波数のうち、クロック周波数の高いクロックから
選択、出力させるように制御信号により指示する請求項
10記載の周波数制御回路。
17. The frequency control circuit according to claim 10, wherein the control means instructs a control signal to select and output a clock having a higher clock frequency from the selected two clock frequencies.
【請求項18】 上記制御手段は、選択した2つのクロ
ック周波数のうち、クロック周波数の高いクロックから
出力させるように制御信号により指示する請求項16記
載の周波数制御回路。
18. The frequency control circuit according to claim 16, wherein said control means instructs by a control signal to output from a clock having a higher clock frequency of the two selected clock frequencies.
【請求項19】 計測時間が設定可能なタイマを有し、 上記制御手段は、決定した期間を上記タイマに設定し
て、2つの周波数のクロックを切り替える請求項10記
載の周波数制御回路。
19. The frequency control circuit according to claim 10, further comprising a timer capable of setting a measurement time, wherein said control means sets a determined period in said timer to switch clocks of two frequencies.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006050396A (en) * 2004-08-06 2006-02-16 Sony Corp System, device and method for radio communication and computer program
JP2011518364A (en) * 2008-03-06 2011-06-23 コミサリヤ・ア・レネルジ・アトミク・エ・オ・エネルジ・アルテルナテイブ Apparatus for supplying power to electronic circuits, in particular digital circuits, and associated methods
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