JP2004111659A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することを目的とする。
【解決手段】複数の電源配線(22,23)と各機能部(26,27a,27b)毎に対応した電源配線(22,23)を選択する電源選択スイッチ(25,25a,25b)と電源選択スイッチ(25,25a,25b)を制御する電源セレクト制御回路21を有する構成であって、各機能部(26,27a,27b)の動作状態によって電源セレクト制御回路21を制御することにより、動作していない機能部(26,27a,27b)へ供給する電源電圧を小さくすることができる。このことにより、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【選択図】 図2
【解決手段】複数の電源配線(22,23)と各機能部(26,27a,27b)毎に対応した電源配線(22,23)を選択する電源選択スイッチ(25,25a,25b)と電源選択スイッチ(25,25a,25b)を制御する電源セレクト制御回路21を有する構成であって、各機能部(26,27a,27b)の動作状態によって電源セレクト制御回路21を制御することにより、動作していない機能部(26,27a,27b)へ供給する電源電圧を小さくすることができる。このことにより、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各機能部毎に任意の電源電圧で動作する半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
集積回路のレイアウト設計には、コンピュータを用いたレイアウトシステムが広く利用されている。
【0003】
以下、図1を用いて従来の半導体装置における電源レイアウトについて説明する。
図1は、従来の半導体装置における電源レイアウト図である。
【0004】
図1において、従来の半導体装置における電源レイアウトは、IOセル領域11にVDD端子12とVSS端子13を配置し、VDD端子12から供給される電源電圧はVDD配線14を介して機能セル16とハードマクロ17へ供給され、VSS端子13から供給されるグランド電圧はVSS配線15を介して機能セル16とハードマクロ17へ供給されている。(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−323688号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の電源レイアウトを有する半導体集積回路装置では、同一電源電圧で動作するハードマクロや機能セルには同一のVDD配線,VSS配線から電圧が供給されているために、半導体集積回路装置の動作時に、たとえ動作しない機能部があったとしても、半導体集積回路装置全体に電圧が供給されることとなり、必要以上の電圧を供給されることとなるため、消費電力を抑制する妨げとなるという問題点を有していた。
【0007】
以上の問題点を解決するために、本発明の半導体集積回路装置は、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の半導体集積回路装置は、機能セルにより構成される機能ブロックや機能マクロを任意に有する半導体集積回路装置であって、複数の電源配線と、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に備えられ前記機能ブロックや前記機能マクロに電源を供給する電源配線を選択する1または2以上の電源選択スイッチと、前記電源選択スイッチの動作を制御する電源セレクト制御回路とを有し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に電源を供給する電源配線を選択することにより、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を任意に選択することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロが動作しているか停止しているかにより各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を選択することを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧に対応して各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように供給する電源電圧を選択することを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が電源のオン・オフのタイミングと任意の遅延情報に基づいて各電源選択スイッチを制御し、電源のオン・オフによる供給する電源電圧の切り替えを任意のタイミングで行うことを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧と任意の遅延情報に対応して各電源選択スイッチを制御し、任意のタイミングで前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように電源電圧を供給することを特徴とする。
【0013】
以上の構成により、電圧の供給を最適化することができるために、低消費電力化を実現することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の半導体集積回路装置における実施の形態について説明する。
【0015】
まず、図2を用いて本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成について説明する。
図2は本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成図である。
【0016】
図2において、26はハードマクロであり、27a,27bは機能セルが配置されているレイアウト上の配置レーンである。23は高電圧の電源電圧を供給する電源配線であり、24は低電圧の電源電圧を供給する電源配線である。21は電源セレクト制御回路であり、外部制御回路から入力される制御信号により、電源セレクトバス22を介して各機能部に供給する電源電圧を電源配線23または電源配線24から選択する制御信号を出力する。25,25a,25bは電源選択スイッチであり、電源セレクト制御回路21の制御により各機能部毎に電源を供給する電源配線を電源配線23または電源配線24から選択する。
【0017】
以上の構成により、電源セレクト制御回路21の制御により、ハードマクロ26,機能セルが配置された配置レーン27a,配置レーン27bなどの機能部毎に電源を供給する電源配線を、電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bでそれぞれ電源配線23または電源配線24から選択することにより各機能部毎に対応して電源電圧を供給することができる。
(実施の形態1)
以下、図2,図3を用いて、本発明の実施の形態1における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0018】
図3(a)は本発明の実施の形態1における電源制御を説明するフロー図であり、図3(b)は本発明の実施の形態1における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0019】
実施の形態1では、図2で説明した各ハードマクロ26や配置レーン等の機能部の動作状態に対応して、電源セレクト制御回路21を制御するための電源選択デコーダーを設け、この電源選択デコーダに外部制御回路より各機能部が動作しているか停止しているかの動作状況の情報を入力することにより電源配線の選択を行う。ここで、配置レーンには一つの機能を構成する機能セルを集めて配置することにより配置レーン毎に特定の機能を有している。また、選択される電源電圧は複数の電源電圧を用意できるが、以下の説明では低い電源電圧と高い電源電圧の2種類の電源電圧を用いた場合について説明する。
【0020】
図3(a)において、まず、外部制御回路からの入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S301)。次に、外部制御回路より各機能部の動作状況を出力し(S302)、電源選択デコーダーに入力する(S303)。次に、各機能部の動作状況に応じて電源選択デコーダーにて各機能部毎の電源電圧を選択する(S304)。最後に、S304の選択結果に応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S305)。この時、各機能部が動作状態の時は高い電源電圧を供給し、停止状態の時は低い電源電圧を供給する。
【0021】
ここで、全機能部が動作している状態から配置レーン27aの動作が停止した場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図3(b)において、まず、全ての機能部が動作しているとすると(S306)、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21を制御することにより、全機能部に対して高い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S307)。次に、外部より機能セルの配置レーン27aの動作が停止したことを示す信号(以下動作停止信号と称す)を電源セレクト制御回路21に送る(S308)。最後に、前記動作停止信号により電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21により、低い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25aを切り替える。
(実施の形態2)
以下、図2,図4を用いて、本発明の実施の形態2における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0022】
図4(a)は本発明の実施の形態2における電源制御を説明するフロー図であり、図4(b)は本発明の実施の形態2における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0023】
実施の形態2では、供給される電源電圧が段階的に変化する電源ステップ値毎に対応した情報を、図2で説明した電源セレクト制御回路に出力する電源選択デコーダーを設け、供給電源電圧値と動作時の各機能部の消費電源電圧値を比較し、消費電源電圧値に対応した電源電圧の電源配線を選択するように制御する。また、選択される電源電圧は電源ステップ値に対応して複数用意できるが、以下の説明では低い電源電圧と高い電源電圧の2種類の電源電圧を用いた場合について説明する。
【0024】
図4(a)において、まず、外部制御回路からの電源ステップ値入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S401)。次に、電源解析による電源ドロップ値確認、または、供給電源電圧値と動作時の各機能部の電源電圧値を比較して(S402)、結果を電源選択デコーダーに入力し(S403)、電源選択デコーダーにて各機能部毎の電源ステップ値に対応した電源電圧を選択する(S404)。最後に、S404の選択結果に応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S405)。このように、各機能部毎へ供給する電源電圧を選択することにより、各機能部が消費している電源電圧に対応した電源電圧を供給することができる。
【0025】
ここで、他の機能部に対して配置レーン27aの消費電源電圧が低い場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図4(b)において、まず、初期状態として、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21の制御により全ての機能部に対して高い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S406)。次に、各機能部の消費電源電圧と高い電源電圧の電圧値を比較する(S407)。ここで、配置レーン27aの消費電源電圧が高い電源電圧より低いとすると、その情報を電源セレクト制御回路21に送る(S408)。最後に、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21の制御により低い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25aにより切り替える(S409)。
(実施の形態3)
以下、図2,図5を用いて、本発明の実施の形態3における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0026】
図5は本発明の実施の形態3における電源制御を説明するフロー図である。
実施の形態3では、電源立ち上げ、立ち下げタイミングを制御する回路からの情報を受けて電源のオン、オフ信号を図2で説明した電源セレクト制御回路に送信する外部制御回路を設け、電源セレクト制御回路により電源スイッチの開閉を制御する。ここでは、選択する電源配線として、供給する電源電圧の電源配線とグランドレベルの電源電圧を供給する電源配線を用いた場合について説明する。
【0027】
図5において、まず、電源セレクト制御回路21に電源立ち上げ、立ち下げタイミングの情報を提供する回路の動作設定を行う(S501)。次に、外部制御回路にて電源がオンしているかオフであるかを示す信号を発生し(S502)、S501で示した回路に入力して電源立ち上げ、立ち下げ信号を生成する(S503)。最後に、S503で生成した電源立ち上げ、立ち下げ信号を入力して、電源セレクト制御回路21により、電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bの切り替えを制御して、各機能部へ接続する電源配線を選択する。各機能部へ電源配線を接続タイミングを制御することにより、電源投入と同時に各機能部の電源を立ち上げたり,立ち下げたり、遅延をつけて電源を立ち上げたり,立ち下げるように電源電圧供給が可能となる。
(実施の形態4)
以下、図2,図6を用いて、本発明の実施の形態4における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0028】
図6(a)は本発明の実施の形態4における電源制御を説明するフロー図であり、図6(b)は本発明の実施の形態4における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0029】
実施の形態4では、供給される電源電圧が段階的に変化する電源ステップ値毎に対応した情報を図2で説明した電源セレクト制御回路に出力する電源選択デコーダーを設け、外部制御回路より遅延の制御信号を受けるようにし、各機能部へ電源電圧を供給する際に遅延をつける。
【0030】
図6(a)において、まず、外部制御回路からの電源ステップ値入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S601)。次に、外部制御回路により遅延の制御を行う遅延制御信号を生成する(S602)。次に、S602で生成した遅延制御信号により、電源選択デコーダーの遅延付加情報を設定する(S603)。次に、S601で設定した動作とS603で設定した遅延により電源配線の選択動作設定を行う(S604)。最後に、S604で決定した接続する電源配線と遅延タイミングに応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S605)。このように、各機能部に供給する電源電圧を選択し、さらに、その電源電圧を供給するタイミングをコントロールすることができる。
【0031】
ここで、他の機能部に対して配置レーン27aの消費電源電圧が低い場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図6(b)において、まず、初期状態として、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21により全ての機能部に対して高い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S606)。次に、外部より機能セルの配置レーン27aの動作遅延信号を電源セレクト制御回路21に送る(S607)。最後に、電源セレクト制御回路21により、設定されたタイミングで低い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25aを切り替える。この時、高い電源電圧と低い電源電圧の時の回路遅延情報はライブラリ値として設定しておく。
【0032】
以上のように、本発明の半導体集積回路装置によると、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように本発明の半導体集積回路装置によると、複数の電源配線と各機能部毎に対応した電源配線を選択する電源選択スイッチと電源選択スイッチを制御する電源セレクト制御回路を有する構成であって、各機能部の動作状態によって電源セレクト制御回路を制御することにより、動作していない機能部へ供給する電源電圧を小さくすることができる。また、各機能部の消費電源電圧値によって電源セレクト制御回路を制御することにより、各機能部の消費電源電圧に応じた電源電圧を供給することができる。また、電源の立ち上げと立ち下げのタイミングによって電源セレクト制御回路を制御することにより、電源供給のタイミングを任意に調整することができる。さらに、電源ステップと遅延情報によって電源セレクト制御回路を制御することにより、任意のタイミングで各機能部の消費電源電圧に応じた電源電圧を供給することができる。このように、本発明の半導体集積回路装置によると、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の半導体装置における電源レイアウト図
【図2】本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成図
【図3】(a)本発明の実施の形態1における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態1における電源制御の具体例を説明するフロー図
【図4】(a)本発明の実施の形態2における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態2における電源制御の具体例を説明するフロー図
【図5】本発明の実施の形態3における電源制御を説明するフロー図
【図6】(a)本発明の実施の形態4における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態4における電源制御の具体例を説明するフロー図
【符号の説明】
11 IOセル領域
12 VDD端子
13 VSS端子
14 VDD配線
15 VSS配線
16 機能セル
17 ハードマクロ
21 電源セレクト制御回路
22 電源セレクトバス
23 電源配線
24 電源配線
25 電源選択スイッチ
25a 電源選択スイッチ
25b 電源選択スイッチ
26 ハードマクロ
27a 配置レーン
27b 配置レーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、各機能部毎に任意の電源電圧で動作する半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
集積回路のレイアウト設計には、コンピュータを用いたレイアウトシステムが広く利用されている。
【0003】
以下、図1を用いて従来の半導体装置における電源レイアウトについて説明する。
図1は、従来の半導体装置における電源レイアウト図である。
【0004】
図1において、従来の半導体装置における電源レイアウトは、IOセル領域11にVDD端子12とVSS端子13を配置し、VDD端子12から供給される電源電圧はVDD配線14を介して機能セル16とハードマクロ17へ供給され、VSS端子13から供給されるグランド電圧はVSS配線15を介して機能セル16とハードマクロ17へ供給されている。(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−323688号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の電源レイアウトを有する半導体集積回路装置では、同一電源電圧で動作するハードマクロや機能セルには同一のVDD配線,VSS配線から電圧が供給されているために、半導体集積回路装置の動作時に、たとえ動作しない機能部があったとしても、半導体集積回路装置全体に電圧が供給されることとなり、必要以上の電圧を供給されることとなるため、消費電力を抑制する妨げとなるという問題点を有していた。
【0007】
以上の問題点を解決するために、本発明の半導体集積回路装置は、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1記載の半導体集積回路装置は、機能セルにより構成される機能ブロックや機能マクロを任意に有する半導体集積回路装置であって、複数の電源配線と、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に備えられ前記機能ブロックや前記機能マクロに電源を供給する電源配線を選択する1または2以上の電源選択スイッチと、前記電源選択スイッチの動作を制御する電源セレクト制御回路とを有し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に電源を供給する電源配線を選択することにより、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を任意に選択することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロが動作しているか停止しているかにより各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を選択することを特徴とする。
【0010】
請求項3記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧に対応して各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように供給する電源電圧を選択することを特徴とする。
【0011】
請求項4記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が電源のオン・オフのタイミングと任意の遅延情報に基づいて各電源選択スイッチを制御し、電源のオン・オフによる供給する電源電圧の切り替えを任意のタイミングで行うことを特徴とする。
【0012】
請求項5記載の半導体集積回路装置は、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧と任意の遅延情報に対応して各電源選択スイッチを制御し、任意のタイミングで前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように電源電圧を供給することを特徴とする。
【0013】
以上の構成により、電圧の供給を最適化することができるために、低消費電力化を実現することが可能となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の半導体集積回路装置における実施の形態について説明する。
【0015】
まず、図2を用いて本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成について説明する。
図2は本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成図である。
【0016】
図2において、26はハードマクロであり、27a,27bは機能セルが配置されているレイアウト上の配置レーンである。23は高電圧の電源電圧を供給する電源配線であり、24は低電圧の電源電圧を供給する電源配線である。21は電源セレクト制御回路であり、外部制御回路から入力される制御信号により、電源セレクトバス22を介して各機能部に供給する電源電圧を電源配線23または電源配線24から選択する制御信号を出力する。25,25a,25bは電源選択スイッチであり、電源セレクト制御回路21の制御により各機能部毎に電源を供給する電源配線を電源配線23または電源配線24から選択する。
【0017】
以上の構成により、電源セレクト制御回路21の制御により、ハードマクロ26,機能セルが配置された配置レーン27a,配置レーン27bなどの機能部毎に電源を供給する電源配線を、電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bでそれぞれ電源配線23または電源配線24から選択することにより各機能部毎に対応して電源電圧を供給することができる。
(実施の形態1)
以下、図2,図3を用いて、本発明の実施の形態1における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0018】
図3(a)は本発明の実施の形態1における電源制御を説明するフロー図であり、図3(b)は本発明の実施の形態1における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0019】
実施の形態1では、図2で説明した各ハードマクロ26や配置レーン等の機能部の動作状態に対応して、電源セレクト制御回路21を制御するための電源選択デコーダーを設け、この電源選択デコーダに外部制御回路より各機能部が動作しているか停止しているかの動作状況の情報を入力することにより電源配線の選択を行う。ここで、配置レーンには一つの機能を構成する機能セルを集めて配置することにより配置レーン毎に特定の機能を有している。また、選択される電源電圧は複数の電源電圧を用意できるが、以下の説明では低い電源電圧と高い電源電圧の2種類の電源電圧を用いた場合について説明する。
【0020】
図3(a)において、まず、外部制御回路からの入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S301)。次に、外部制御回路より各機能部の動作状況を出力し(S302)、電源選択デコーダーに入力する(S303)。次に、各機能部の動作状況に応じて電源選択デコーダーにて各機能部毎の電源電圧を選択する(S304)。最後に、S304の選択結果に応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S305)。この時、各機能部が動作状態の時は高い電源電圧を供給し、停止状態の時は低い電源電圧を供給する。
【0021】
ここで、全機能部が動作している状態から配置レーン27aの動作が停止した場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図3(b)において、まず、全ての機能部が動作しているとすると(S306)、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21を制御することにより、全機能部に対して高い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S307)。次に、外部より機能セルの配置レーン27aの動作が停止したことを示す信号(以下動作停止信号と称す)を電源セレクト制御回路21に送る(S308)。最後に、前記動作停止信号により電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21により、低い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25aを切り替える。
(実施の形態2)
以下、図2,図4を用いて、本発明の実施の形態2における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0022】
図4(a)は本発明の実施の形態2における電源制御を説明するフロー図であり、図4(b)は本発明の実施の形態2における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0023】
実施の形態2では、供給される電源電圧が段階的に変化する電源ステップ値毎に対応した情報を、図2で説明した電源セレクト制御回路に出力する電源選択デコーダーを設け、供給電源電圧値と動作時の各機能部の消費電源電圧値を比較し、消費電源電圧値に対応した電源電圧の電源配線を選択するように制御する。また、選択される電源電圧は電源ステップ値に対応して複数用意できるが、以下の説明では低い電源電圧と高い電源電圧の2種類の電源電圧を用いた場合について説明する。
【0024】
図4(a)において、まず、外部制御回路からの電源ステップ値入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S401)。次に、電源解析による電源ドロップ値確認、または、供給電源電圧値と動作時の各機能部の電源電圧値を比較して(S402)、結果を電源選択デコーダーに入力し(S403)、電源選択デコーダーにて各機能部毎の電源ステップ値に対応した電源電圧を選択する(S404)。最後に、S404の選択結果に応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S405)。このように、各機能部毎へ供給する電源電圧を選択することにより、各機能部が消費している電源電圧に対応した電源電圧を供給することができる。
【0025】
ここで、他の機能部に対して配置レーン27aの消費電源電圧が低い場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図4(b)において、まず、初期状態として、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21の制御により全ての機能部に対して高い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S406)。次に、各機能部の消費電源電圧と高い電源電圧の電圧値を比較する(S407)。ここで、配置レーン27aの消費電源電圧が高い電源電圧より低いとすると、その情報を電源セレクト制御回路21に送る(S408)。最後に、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21の制御により低い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25aにより切り替える(S409)。
(実施の形態3)
以下、図2,図5を用いて、本発明の実施の形態3における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0026】
図5は本発明の実施の形態3における電源制御を説明するフロー図である。
実施の形態3では、電源立ち上げ、立ち下げタイミングを制御する回路からの情報を受けて電源のオン、オフ信号を図2で説明した電源セレクト制御回路に送信する外部制御回路を設け、電源セレクト制御回路により電源スイッチの開閉を制御する。ここでは、選択する電源配線として、供給する電源電圧の電源配線とグランドレベルの電源電圧を供給する電源配線を用いた場合について説明する。
【0027】
図5において、まず、電源セレクト制御回路21に電源立ち上げ、立ち下げタイミングの情報を提供する回路の動作設定を行う(S501)。次に、外部制御回路にて電源がオンしているかオフであるかを示す信号を発生し(S502)、S501で示した回路に入力して電源立ち上げ、立ち下げ信号を生成する(S503)。最後に、S503で生成した電源立ち上げ、立ち下げ信号を入力して、電源セレクト制御回路21により、電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bの切り替えを制御して、各機能部へ接続する電源配線を選択する。各機能部へ電源配線を接続タイミングを制御することにより、電源投入と同時に各機能部の電源を立ち上げたり,立ち下げたり、遅延をつけて電源を立ち上げたり,立ち下げるように電源電圧供給が可能となる。
(実施の形態4)
以下、図2,図6を用いて、本発明の実施の形態4における半導体集積回路装置の電源制御について説明する。
【0028】
図6(a)は本発明の実施の形態4における電源制御を説明するフロー図であり、図6(b)は本発明の実施の形態4における電源制御の具体例を説明するフロー図である。
【0029】
実施の形態4では、供給される電源電圧が段階的に変化する電源ステップ値毎に対応した情報を図2で説明した電源セレクト制御回路に出力する電源選択デコーダーを設け、外部制御回路より遅延の制御信号を受けるようにし、各機能部へ電源電圧を供給する際に遅延をつける。
【0030】
図6(a)において、まず、外部制御回路からの電源ステップ値入力情報による電源選択デコーダーの動作設定を行う(S601)。次に、外部制御回路により遅延の制御を行う遅延制御信号を生成する(S602)。次に、S602で生成した遅延制御信号により、電源選択デコーダーの遅延付加情報を設定する(S603)。次に、S601で設定した動作とS603で設定した遅延により電源配線の選択動作設定を行う(S604)。最後に、S604で決定した接続する電源配線と遅延タイミングに応じて電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21からの制御信号により電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bを制御して各機能部へ電源を供給する電源配線を選択して接続する(S605)。このように、各機能部に供給する電源電圧を選択し、さらに、その電源電圧を供給するタイミングをコントロールすることができる。
【0031】
ここで、他の機能部に対して配置レーン27aの消費電源電圧が低い場合を例として具体的な電源制御について説明する。
図6(b)において、まず、初期状態として、電源セレクトバス22を介して電源セレクト制御回路21により全ての機能部に対して高い電源電圧を選択するように電源選択スイッチ25,電源選択スイッチ25a,電源選択スイッチ25bのスイッチを切り替える(S606)。次に、外部より機能セルの配置レーン27aの動作遅延信号を電源セレクト制御回路21に送る(S607)。最後に、電源セレクト制御回路21により、設定されたタイミングで低い電源電圧を選択するよう電源選択スイッチ25aを切り替える。この時、高い電源電圧と低い電源電圧の時の回路遅延情報はライブラリ値として設定しておく。
【0032】
以上のように、本発明の半導体集積回路装置によると、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上のように本発明の半導体集積回路装置によると、複数の電源配線と各機能部毎に対応した電源配線を選択する電源選択スイッチと電源選択スイッチを制御する電源セレクト制御回路を有する構成であって、各機能部の動作状態によって電源セレクト制御回路を制御することにより、動作していない機能部へ供給する電源電圧を小さくすることができる。また、各機能部の消費電源電圧値によって電源セレクト制御回路を制御することにより、各機能部の消費電源電圧に応じた電源電圧を供給することができる。また、電源の立ち上げと立ち下げのタイミングによって電源セレクト制御回路を制御することにより、電源供給のタイミングを任意に調整することができる。さらに、電源ステップと遅延情報によって電源セレクト制御回路を制御することにより、任意のタイミングで各機能部の消費電源電圧に応じた電源電圧を供給することができる。このように、本発明の半導体集積回路装置によると、電圧の供給を最適化することにより、低消費電力化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の半導体装置における電源レイアウト図
【図2】本発明の半導体集積回路装置における電源選択回路の構成図
【図3】(a)本発明の実施の形態1における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態1における電源制御の具体例を説明するフロー図
【図4】(a)本発明の実施の形態2における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態2における電源制御の具体例を説明するフロー図
【図5】本発明の実施の形態3における電源制御を説明するフロー図
【図6】(a)本発明の実施の形態4における電源制御を説明するフロー図
(b)本発明の実施の形態4における電源制御の具体例を説明するフロー図
【符号の説明】
11 IOセル領域
12 VDD端子
13 VSS端子
14 VDD配線
15 VSS配線
16 機能セル
17 ハードマクロ
21 電源セレクト制御回路
22 電源セレクトバス
23 電源配線
24 電源配線
25 電源選択スイッチ
25a 電源選択スイッチ
25b 電源選択スイッチ
26 ハードマクロ
27a 配置レーン
27b 配置レーン
Claims (5)
- 機能セルにより構成される機能ブロックや機能マクロを任意に有する半導体集積回路装置であって、
複数の電源配線と、
前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に備えられ前記機能ブロックや前記機能マクロに電源を供給する電源配線を選択する1または2以上の電源選択スイッチと、
前記電源選択スイッチの動作を制御する電源セレクト制御回路と
を有し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に電源を供給する電源配線を選択することにより、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を任意に選択することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロが動作しているか停止しているかにより各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロ毎に供給する電源電圧を選択することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
- 前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧に対応して各電源選択スイッチを制御し、前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように供給する電源電圧を選択することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
- 前記電源セレクト制御回路が電源のオン・オフのタイミングと任意の遅延情報に基づいて各電源選択スイッチを制御し、電源のオン・オフによる供給する電源電圧の切り替えを任意のタイミングで行うことを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
- 前記電源セレクト制御回路が前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧と任意の遅延情報に対応して各電源選択スイッチを制御し、任意のタイミングで前記機能ブロックや前記機能マクロの消費電源電圧を満たすように電源電圧を供給することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002272366A JP2004111659A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002272366A JP2004111659A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 半導体集積回路装置 |
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JP2004111659A true JP2004111659A (ja) | 2004-04-08 |
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ID=32269397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002272366A Pending JP2004111659A (ja) | 2002-09-19 | 2002-09-19 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2004111659A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8350409B2 (en) | 2009-04-14 | 2013-01-08 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device and information processing apparatus using the same |
CN105023895A (zh) * | 2015-06-24 | 2015-11-04 | 李泽华 | 一种水冷散热器 |
-
2002
- 2002-09-19 JP JP2002272366A patent/JP2004111659A/ja active Pending
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