JP2006222952A - Multi-threshold cmos system, and method for controlling respective blocks - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はMTCMOS(Multi−Threshold Complementray Metal−Oxide−Silicon)に係り、具体的には、MTCMOSシステム及び各ブロックの制御方法に関する。 The present invention relates to an MTCMOS (Multi-Threshold Complementary Metal-Oxide-Silicon), and more particularly to an MTCMOS system and a control method for each block.
半導体装置が高集積化されることにより、低電力消費に対する要求が増加されてきた。集積回路で電力消費を減少させる方法の一つとしては、供給電圧を減少させることである。しかし、供給電圧を減少させることは集積回路内のトランジスタの速度を低下させる。それにより、トランジスタのしきい値電圧(Vth)が減少する。しかし、しきい値電圧が減少すると、トランジスタの漏洩電流が増加し、半導体装置が待機モード(standby mode)にあるとき、電力消費が増加する。これは待機モードと活性モードとの比(待機活性比)が高い装置、即ち、漏洩電流が全体的なバッテリ寿命の支配要因となるモバイルやポータブル装置で特に重要である。 As semiconductor devices are highly integrated, demands for low power consumption have increased. One way to reduce power consumption in an integrated circuit is to reduce the supply voltage. However, reducing the supply voltage reduces the speed of the transistors in the integrated circuit. Thereby, the threshold voltage (Vth) of the transistor decreases. However, when the threshold voltage is decreased, the leakage current of the transistor is increased, and the power consumption is increased when the semiconductor device is in a standby mode. This is particularly important for devices with a high ratio of standby mode to active mode (standby activity ratio), i.e. mobile and portable devices where leakage current is the dominant factor in overall battery life.
この問題を解決するための一つの方法は、高いしきい値電圧と低いしきい値電圧のトランジスタを全部使用するMTCMOSを使用することである。具体的に、MTCMOSシステムは高い動作速度ではゲートを設置するために低いしきい値電圧を使用し、低い動作速度では仮想ゲートを形成するために高いしきい値電圧を使用して待機モードで漏洩電流を抑制する。即ち、低いしきい値電圧トランジスタが論理演算に使用され、高いしきい値電圧トランジスタは電源電圧及び/またはアース電圧を提供するために使用される。 One way to solve this problem is to use MTCMOS, which uses all transistors with high and low threshold voltages. Specifically, MTCMOS systems use a low threshold voltage to place the gate at high operating speeds and leak in standby mode using a high threshold voltage to form a virtual gate at low operating speeds. Suppresses current. That is, a low threshold voltage transistor is used for logic operations, and a high threshold voltage transistor is used to provide a power supply voltage and / or a ground voltage.
活性モードでは高いしきい値電圧トランジスタが電源電圧を論理ゲートに提供するためにターンオンされ、低いしきい値電圧トランジスタが高速で動作する。待機モードでは高いしきい値電圧トランジスタが低いしきい値電圧トランジスタをオフするためにターンオフされ、低いしきい値電圧トランジスタを通じて漏洩電流を減少させるか、なくすことになる。 In the active mode, the high threshold voltage transistor is turned on to provide the power supply voltage to the logic gate, and the low threshold voltage transistor operates at high speed. In standby mode, the high threshold voltage transistor is turned off to turn off the low threshold voltage transistor, reducing or eliminating leakage current through the low threshold voltage transistor.
図1は従来のMTCMOSシステム100を示すブロック図である。MTCMOSシステム100はパワーマネージャ10、MTCMOSコントローラ20及びMTCMOS設計領域30を含む。MTCMOS設計領域30は複数のブロックからなる。各ブロックはフリップフロップ(F/F、32)、ロジックブロック34、MOSスイッチ36及び機能ブロック38を含む。MOSスイッチ36はロジックブロック34より高いしきい値電圧を有する。フリップフロップ32とロジックブロック34とは電源電圧(VDD)と仮想アース(VGND)との間に連結される。MOSスイッチ36はアース電圧(GND)と仮想アース(VGND)との間に連結される。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a conventional MTCMOS system 100. The MTCMOS system 100 includes a
活性モードで、MOSスイッチ36はターンオンされ電源電圧やアース電圧をロジックブロック34に提供する。待機モード状態でMOSスイッチ36はターンオフされロジックブロック34に電源電圧(VDD)及び/アース電圧(GND)が供給されることを遮断し、ロジックブロック34の漏洩電流を減少しシステムの電力消費を減少させる。
In the active mode, the
システムが待機モードに進入すると、パワーマネージャ10は停止信号(STOP)をMTCMOSコントローラ20とMTCMOS設計領域30とにそれぞれ伝送し、クロック信号は伝送しない。停止信号(STOP)に応答して、MTCMOSコントローラ20はMOSスイッチ36を制御する信号(SC)とフリップフロップ32を制御する反転制御信号(SCB)とを出力する。電源電圧(VDD)が遮断されると仮想アース電圧(VGND)レベルがフローティング状態になる。ロジックブロック34に貯蔵されたデータの損失を防止するために、制御信号(SC)に応答してMOSスイッチ36をオフする前に反転制御信号(SCB)に応答してデータをフリップフロップ32に貯蔵する。多くのシステムで、例えば、モバイルシステムでは典型的に一部機能のみが活性化され、残りの機能は非活性化状態に留まるようになる。しかし、従来のMTCMOSシステムは全体システムが作動しないときのみ待機モードに入る。従って、従来のMTCMOSシステムは一定のブロックのみが活性化される必要があるときに個別的なブロックを制御することができず、電力消費を減少させることができない。
When the system enters the standby mode, the
従って、本発明の一目的は、複数の機能ブロックをそれぞれ制御することができるMTCMOSシステムとその方法とを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an MTCMOS system and method capable of controlling a plurality of functional blocks.
本発明の他の目的は特定の機能のみが実施されるとき電力消費を減少させることができるMTCMOSシステムとその方法とを提供することにある。 It is another object of the present invention to provide an MTCMOS system and method that can reduce power consumption when only certain functions are performed.
本発明のさらにまた他の目的は各ブロック間で発生するフローティング状態を防止する回路を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a circuit for preventing a floating state generated between blocks.
本発明による少なくとも一つ以上の特徴と長所は複数のブロックを制御する方法を提供することにある。各ブロックはロジックトランジスタを具備したロジック回路、及び電源に連結された電力線とロジック回路との間に連結されたコントロールトランジスタからなるが、コントロールトランジスタはロジックトランジスタより高いしきい値電圧を有している。ブロックを制御する方法は各ブロックに対する個別的なブロックオン/オフ信号を生成する段階、個別的ブロックオン/オフ信号に応答して個別的に制御信号を生成する段階、コントロールトランジスタに個別的制御信号を提供する段階、及び個別的制御信号に対応する各ブロック内のロジック回路に提供される電圧を制御する段階を含む。 At least one of the features and advantages of the present invention is to provide a method for controlling a plurality of blocks. Each block includes a logic circuit including a logic transistor and a control transistor connected between a power line connected to a power source and the logic circuit, and the control transistor has a higher threshold voltage than the logic transistor. . The method of controlling a block includes generating individual block on / off signals for each block, individually generating control signals in response to individual block on / off signals, and individual control signals for control transistors. And controlling the voltage provided to the logic circuit in each block corresponding to the individual control signal.
前記制御方法は、各ブロック別にブロックがオン状態のときロジック回路の出力をバッファリングする段階及び反転された個別的制御信号に対応するバッファリングを制御する段階をさらに含む。前記制御方法はブロックがターンオンされようとするとき、個別的制御信号に比べて反転された個別的制御信号を遅延させる段階とブロックがターンオフされようとするとき、個別的制御信号に比べて反転された個別的制御信号を遅延させる段階をさらに含むことができる。
個別的制御信号を出力する前に、制御方法は個別的ブロックオン/オフ信号に応答して対応する所定のブロックに要請信号を送る段階と対応するブロックが個別的制御信号を受ける準備ができているとき対応するブロックからの応答信号を送る段階を含む。制御方法は応答信号に応じてブロック選択信号を生成する段階とブロック選択信号に応じて前記個別的制御信号生成を制御する段階とをさらに含むことができる。
The control method further includes buffering the output of the logic circuit when each block is in an ON state and controlling buffering corresponding to the inverted individual control signal. The control method includes delaying an individual control signal that is inverted compared to the individual control signal when the block is turned on and inverted compared to the individual control signal when the block is turned off. The method may further include delaying the individual control signal.
Before outputting the individual control signal, the control method sends a request signal to the corresponding predetermined block in response to the individual block on / off signal and the corresponding block is ready to receive the individual control signal. Sending a response signal from the corresponding block when it is. The control method may further include generating a block selection signal according to the response signal and controlling the individual control signal generation according to the block selection signal.
個別的制御信号を供給する段階はウェークアップイベントに該当する。 The step of supplying individual control signals corresponds to a wake-up event.
前記制御方法は、所定のブロックがオフ状態にあるとき、ブロックからの漏洩電流が他のブロックに影響を及ばすことを防ぐ段階をさらに含むことができる。前記制御方法はブロックがオフ状態にあるときブロックのロジック回路の出力をバスホルダに提供する段階をさらに含むことができる。ロジックブロックの出力を提供する段階は反転された個別的制御信号によって制御される。 The control method may further include preventing leakage current from the block from affecting other blocks when the predetermined block is in an off state. The control method may further include providing an output of the logic circuit of the block to the bus holder when the block is in an off state. The step of providing the output of the logic block is controlled by an inverted individual control signal.
本発明の少なくとも一つ以上の特徴と長所は複数個のブロックからなるシステムを提供することにあるが、各ブロックはロジックトランジスタ、及びアースと電源のうち一箇所に連結されたパワーラインとロジック回路との間に連結されたコントロールトランジスタを具備するロジック回路を含む。前記システムは各ブロックに対する個別的ブロックオン/オフ信号(BLOCK_ON/OFF)を出力するパワーマネージャ及び各ブロックに対する個別的ブロックオン/オフ信号を受信してロジック回路に供給される電圧を調節するためにそのブロックにあるコントロールトランジスタに個別的制御信号を出力するコントロール回路を含む。 At least one of the features and advantages of the present invention is to provide a system composed of a plurality of blocks. Each block is a logic transistor, and a power line and a logic circuit connected to one of a ground and a power source. And a logic circuit including a control transistor coupled between the first and second transistors. The system outputs a separate block on / off signal (BLOCK_ON / OFF) for each block and receives a separate block on / off signal for each block and adjusts a voltage supplied to the logic circuit. A control circuit for outputting individual control signals to the control transistors in the block is included.
各ブロックはロジック回路と並行に設置されたバッファを具備することができ、コントロール回路はバッファに反転された個別的制御信号をさらに出力する。前記システムはブロックがターンオンされようとするとき個別的制御信号に比べて反転された個別的制御信号を遅延させるための第1遅延部と、ブロックがターンオフされようとするとき反転された個別的制御信号に比べて個別的制御信号を遅延させる第2遅延部をさらに含むことができる。 Each block may include a buffer disposed in parallel with the logic circuit, and the control circuit further outputs an individual control signal inverted to the buffer. The system includes a first delay for delaying an individual control signal that is inverted compared to an individual control signal when the block is about to be turned on, and an individual control that is inverted when the block is about to be turned off. A second delay unit that delays the individual control signal compared to the signal may be further included.
前記制御回路は、個別的制御信号を出力する前に、個別的ブロックオン/オフ信号に応答して対応する所定のブロックに要請信号をさらに出力することができ、各ブロックは個別的制御信号を受ける準備ができているときには応答信号を送る。前記制御回路は前記パワーマネージャからの個別的ブロックオン/オフ信号を受信するとそれに対応するブロックに要請信号を送り、対応するブロックからの応答信号を受信するとブロック選択信号を出力するブロックコントローラとブロック選択信号を受信するとそれによる前記個別的制御信号を出力する状態(ステイツ)コントローラとを含むことができる。 The control circuit may further output a request signal to a corresponding predetermined block in response to an individual block on / off signal before outputting the individual control signal, and each block may output an individual control signal. Send response signal when ready to receive. The control circuit sends a request signal to a corresponding block when receiving an individual block on / off signal from the power manager, and outputs a block selection signal when receiving a response signal from the corresponding block and a block selection And a state controller that outputs the individual control signal when receiving a signal.
コントロール回路は、個別的制御信号の出力の後、ウェークアップイベントとウェークアップ信号とに応答して個別的制御信号をパワーマネージャに出力する。 After outputting the individual control signal, the control circuit outputs the individual control signal to the power manager in response to the wakeup event and the wakeup signal.
前記システムは、所定のブロックと関連されたフローティング防止回路を含むことができる。フローティング防止回路はコントロール回路から反転された個別的制御信号とそれに対応する所定のブロックのロジック回路の出力を受信して反転された個別的制御信号によってロジック回路の出力を出力するトリ−ステイトバッファ(tri-state buffer)と、トリ−ステイトバッファの出力を受信するバスホルダとを含むことができる。前記システムは隣接したブロックの間に一対のフローティング防止回路を含むことができる。 The system can include a floating prevention circuit associated with a given block. The floating prevention circuit receives the individual control signal inverted from the control circuit and the output of the logic circuit of a predetermined block corresponding thereto, and outputs the output of the logic circuit according to the inverted individual control signal ( tri-state buffer) and a bus holder that receives the output of the tri-state buffer. The system can include a pair of anti-floating circuits between adjacent blocks.
本発明による少なくとも一つの以上の特徴と長所は、第1ブロックと第2ブロックを保護するシステムを提供することにある。このとき、各ブロックは個別的に制御されるオン/オフ状態を具備するロジック回路を含み、前記システムは第1ブロックと第2ブロックとの間に位置し、前記システムは第1ブロックのロジック回路の第1出力と第1ブロックに該当する第1反転された制御信号を受信し、前記第1反転された制御信号に応じて第1出力を出力する第1トリ−ステイトバッファ、第2ブロックのロジック回路の第2出力と第2ブロックに該当する第2反転された制御信号とを受信し、第2反転された制御信号に応じて第2出力を出力する第2トリ−ステイトバッファ、及び第2トリ−ステイトバッファの出力を受信する第2バスホルダを含むことができる。 At least one or more features and advantages according to the present invention are to provide a system for protecting the first block and the second block. In this case, each block includes a logic circuit having an on / off state controlled individually, the system is located between the first block and the second block, and the system is a logic circuit of the first block. A first tri-state buffer for receiving a first output of the first block and a first inverted control signal corresponding to the first block and outputting a first output in response to the first inverted control signal; A second tri-state buffer for receiving a second output of the logic circuit and a second inverted control signal corresponding to the second block and outputting a second output in response to the second inverted control signal; A second bus holder may be included for receiving the output of the two tri-state buffer.
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施例をより詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は本発明の一実施例によるMTCMOSシステム200を示すブロック図である。MTCMOSシステム200はパワーマネージャ220、ブロックコントローラ240とステイトコントローラ260とを具備したMTCMOSコントローラブロック250、及び複数個のブロック210−iを具備するMTCMOS設計領域210を含む。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an
図3に示すように、各ブロック210−iはフリップフロップ211、ロジック回路215、MOSスイッチ217及び機能ブロック219を含む。MOSスイッチ217はロジック回路215より高いしきい値電圧を有する。フリップフロップ211とロジック回路215とは電源電圧(VDD)と仮想アース電圧(VGND)との間に連結される。MOSスイッチ217はアース電圧(GND)と仮想アース電圧(VGND)との間に連結される。
As shown in FIG. 3, each block 210-i includes a flip-
ウェークアップイベント(WAKE_UP_EVENT)に応答して、ステイトコントローラ260は制御されるべきそれぞれのブロックの数と、ウェークアップ信号(WAKE_UP)とによって制御信号(SC)と反転された制御信号(SCB)とを生成する。図2に示された具体的な例で、各ブロック(210−i)は個別的に制御される。従って、制御信号(SC)と反転された制御信号(SCB)の数はそれぞれブロックの数nと同一である。
In response to the wake-up event (WAKE_UP_EVENT), the
パワーマネージャ220は停止信号(STOP)、ステイトコントローラ260に出力される複数個のクロック信号(CLK1−n)及びブロックコントローラ240に出力される個別的ブロックオン/オフ信号(BLOCKi_ON/OFF)を生成し、ステイトコントローラ260からウェークアップ信号(WAKE_UP)を受信する。ブロックコントローラ240はブロックオン/オフ信号に応答して対応するブロックに要請信号(X_reqi)を送る。対応する所定のブロック210−iは一旦所定のブロック210−iが電流動作を終えると、ブロックコントローラに応答信号(X−acki)を送る。ブロックコントローラ240はブロックから受信された応答信号(X_ack)に応答してブロック選択信号(MT_SELi)をステイトコントローラ260に送る。ステイトコントローラ260はブロック選択信号(MT_SELi)に対応する制御信号に基づいて特定のブロック210−iに電源電圧を供給するか遮断する。
The
所定の特定ブロック210−iを非活性化するために、パワーマネージャ220はステイトコントローラ260に停止信号(STOP)を出力し、ステイトコントローラ260はブロックコントローラ240からのブロック選択信号(MT_SELi)に応答して対応する所定のブロック210−iに制御信号(SCi)及び反転された制御信号(SCBi)を送る。MOSスイッチ217が制御信号(SCi)に応答してターンオフされ、仮想アース電圧(VGND)はフローティング状態になり、ロジック回路215に貯蔵されたデータは失なわれる。従って、データはMOSスイッチ217をターンオフする前に反転制御信号(SCBi)に応答してフリップフロップ211に貯蔵される。即ち、反転制御信号(SCBi)は制御信号SCiがロジックハイに変わる前にロジックローに変わる。
In order to deactivate the specific block 210-i, the
特定ブロック210−iを活性化させるために、ステイトコントローラ260はパワーマネージャ220にウェークアップ信号を出力し、制御信号(SCi)と反転制御信号(SCBi)とをブロック選択信号(MT_SELi)に応答するブロックに送る。従って、MTCMOSシステム200は幾つかの機能のみが利用されているときも電力消費を減少させることができる。
In order to activate the specific block 210-i, the
図4にはブロックコントローラ240の具体的な実施例が示されている。図4に示すように、ブロックコントローラ240は複数個のブロック選択信号生成部241を含む。各ブロック選択信号生成部241は第1ANDゲート242と第2ANDゲート244とを含む。第1ANDゲート242はイネイブル信号(EN)とブロックオン/オフ信号(BLOCK_ON/OFF)とのAND演算を実施する。第2ANDゲート244は応答信号(X_acki)とブロックオン/オフ信号(BLOCKi_ON/OFF)とのAND演算を実施する。ANDゲート242は対応するブロックが活性化されようとするとき要請信号(X_reqi)を対応するブロックに出力する。
FIG. 4 shows a specific embodiment of the
図5に示すように、所定のブロックが非活性化になるためには、ブロックオン/オフ信号(BLOCi_ON/OFF)がロジックハイになり、要請信号(X_reqi)がロジックハイになり、所定ブロックが現在実施中の動作を完了する時間(TD1)が過ぎた後、応答信号(X_acki)がロジックハイになり、応答信号(X−acki)に応答してブロック選択信号(MT_SELi)がロジックハイになり、MOSスイッチ217をターンオフするために制御信号(SCi)がロジックハイとなる。所定のブロックが活性化されるためには、まず、ブロックオン/オフ信号(BLOCKi_ON/OFF)がロジックローになり、特定のブロックに対する要請信号(X_reqi)、応答信号(X_acki)及びブロック選択信号(MT_SELi)が順次にロジックローになり、ブロックオン/オフ信号(BLOCKi_ON/OFF)がロジックローになった後所定の時間(TD2)が経過した後、制御信号(SCi)がロジックローになる。
As shown in FIG. 5, in order to inactivate a predetermined block, the block on / off signal (BLOCi_ON / OFF) becomes logic high, the request signal (X_reqi) becomes logic high, and the predetermined block becomes After the time (TD1) for completing the operation currently being performed, the response signal (X_acchi) becomes logic high, and the block selection signal (MT_SELi) becomes logic high in response to the response signal (X-acchi). In order to turn off the
ステイトコントローラ260の具体的な実施例が図6に示されている。ステイトコントローラ260は複数個のANDゲート261、263、265、267、281−1、...、281−n、285−1、...、285−n、NANDゲート269、複数個の遅延回路271〜274及びインバータ276を含む。
A specific embodiment of the
停止信号(STOP)はパワーマネージャ220からステイトコントローラ260に入力される。第1ANDゲート261は停止信号と第1遅延出力を有する停止信号とを受信する。第1遅延出力を有する停止信号はまた、第2遅延回路272に出力される。第2ANDゲート263は第1遅延出力を有する停止信号と第2遅延出力を有する停止信号とを受信する。
The stop signal (STOP) is input from the
ウェークアップイベント(WE)を指示する信号が外部からステイトコントローラ260に入力される。インバータ276はウェークアップイベント信号(WE)を受信してその反転された信号(IWE)を第3遅延回路273に出力する。第3遅延出力を有する反転ウェークアップイベント信号(IWE)が第4遅延回路274に出力される。第3ANDゲート265は、第3遅延を有する反転ウェークアップイベント信号(IWE)と第4遅延出力を有する反転目覚めイベント信号(IWE)とを受信する。
A signal instructing a wake-up event (WE) is input to the
第4ANDゲート267は第3遅延を有する反転ウェークアップ信号(IWE)と第1ANDゲート261の出力とを受信する。第4ANDゲート267の出力は反転制御信号(SCB)である。NANDゲート269はウェークアップイベント信号(WE)とANDゲート263の出力とを受信する。NANDゲート269の出力は制御信号(SC)である。
The fourth AND
281−1から281−nまでのANDゲートはそれぞれブロックコントローラ250の出力である各ブロックに対するブロック選択信号(MT_SELi)と各ブロックに対する反転制御信号(SCi)を決定する制御信号(SC)とを受信する。
The AND gates 281-1 to 281-n receive the block selection signal (MT_SELi) for each block and the control signal (SC) for determining the inversion control signal (SCi) for each block, which are the outputs of the
図7に示すように、例えば、第1ブロック210−1が待機モードに入ろうとすると、T1時間にウェークアップイベント信号(WE)はローであり、停止信号(STOP)はハイである。反転制御信号(SCB1)はT2にハイになり制御信号(SC1)はT3にローになる。例えば、第1ブロック210−1が活性化されようとすると、T5でウェークアップイベント信号(WE)がハイになり、制御信号(SC1)がT6にハイになり反転制御信号(SCB1)はT7にローになる。ウェークアップイベント信号(WE)と停止信号(STOP)とはすべてT8でローになる。 As shown in FIG. 7, for example, if the first block 210-1 attempts to enter the standby mode, the wakeup event signal (WE) is low and the stop signal (STOP) is high at time T1. The inversion control signal (SCB1) goes high at T2, and the control signal (SC1) goes low at T3. For example, if the first block 210-1 is activated, the wakeup event signal (WE) goes high at T5, the control signal (SC1) goes high at T6, and the inverted control signal (SCB1) goes low at T7. become. The wakeup event signal (WE) and stop signal (STOP) all go low at T8.
従って、例えば、第1ブロック210−1が非活性化されようとすると、反転制御信号(SCB1)と制御信号(SC1)に対する状態変化の間に第1遅延回路271と第2遅延回路272とを使用した所定の時間遅延(TD3)が存在し、MOSスイッチ217がターンオフされる前にロジック回路215−1のデータがフリップフロップ211−1に貯蔵される。例えば、第1ブロック210−1が活性化されようとすると、制御信号(SC1)と反転制御信号(SCB1)に対する状態変換の間に所定の時間遅延(TD4)が存在し、MOSスイッチ217がターンオンされ、フリップフロップ211−1に貯蔵されたデータがロジック回路215−1に再貯蔵される。
Therefore, for example, if the first block 210-1 is to be deactivated, the
一対のフローティング防止回路がブロックの間に提供される。図8に示すように、第1フローティング防止回路830はトリ−ステイトバッファ810とバスホルダ820とを含む。第2フローティング防止回路840はトリ−ステイトバッファ822とバスホルダ812とを含むことができる。第1フローティング防止回路830で、バスホルダ820は第1ブロック210−1から以前データを貯蔵し、トリ−ステイトバッファ810は反転制御信号(SCB1)によって第1ブロック210−1と第2ブロック210−2との間の電流の流れを調節する。第2フローティング防止回路840で、バスホルダ822は第2ブロック210−2からの以前データを貯蔵し、トリ−ステイトバッファ822は反転制御信号(SCB2)によって第1ブロック210−1と第2ブロック210−2との間の電流の流れを調節する。
A pair of anti-floating circuits are provided between the blocks. As shown in FIG. 8, the first floating
従って、各トリ−ステイトバッファはコントローラ回路から反転された個別的制御信号と対応する所定のブロックのロジック回路の出力を受信して反転された個別的制御信号によって相応するバスホルダにロジック回路の出力を出力する。第1ブロック210−1が待機モードで、第2ブロック210−2が活性モードにあるときトリ−ステイトバッファ810は高インピーダンス状態となり第1ブロック210−1から第2ブロック210−2への電流経路が切れてしまい、データはバスホルダ820に貯蔵され、第1ブロック210−1のフロートされた仮想アース電圧(VGND)に起因した漏洩電流は防止される。
Accordingly, each tri-state buffer receives the inverted individual control signal from the controller circuit and the output of the logic circuit corresponding to the predetermined block, and outputs the output of the logic circuit to the corresponding bus holder by the inverted individual control signal. Output. When the first block 210-1 is in the standby mode and the second block 210-2 is in the active mode, the
本発明の他の実施例によるMTCMOSシステム900が図9に示されている。MTCOMSシステム900はブロックコントローラ240とステイトコントローラ250をブロック選択信号(MT_SEL)を使用せず、それぞれの該当ブロックから受信された応答信号(X_ack)に応答して制御信号(SC、SCB)を生成するMTCMOSコントローラ回路950に代替する。特に、MTCMOSコントローラ950は特定ブロックに対してパワーマネージャ220からのブロックオン/オフ信号(BLOCK_ON/OFF)に応答して対応する所定のブロックに要請信号(X_req)を送る。対応するブロックは電流動作を終えるとMTCMOSコントローラ回路に応答信号(X_ack)を送る。MTCMOSコントローラ回路は前述した実施例でブロック選択信号(MT_SEL)に応答したのとは異なり、応答信号(X_ack)に応答してそれぞれのブロックに制御信号(SC)と反転制御信号(SCB)とを送る。それ以外は、MTCMOSコントローラ回路の動作は前述した実施例と同一である。
An
本発明によるMTCMOSコシステムは、それぞれのブロックを分離してコントロールすることで電力消費を減少させることができる。今まで使用してきたように、ブロックという単語は一つの機能ブロック以上を含むことができる。本発明の実施例がハードウェアの実現と関連されて記述されているが、本発明の工程はソフトウェア的に実現でき、即ち、機械に接近可能な媒体を有する構造物によって実現することができる。 The MTCMOS co-system according to the present invention can reduce power consumption by controlling each block separately. As used so far, the word block can contain more than one functional block. Although embodiments of the present invention have been described in connection with a hardware implementation, the processes of the present invention can be implemented in software, i.e., a structure having a machine accessible medium.
以上、本発明を実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。 The present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to this, and any person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can be used without departing from the spirit and spirit of the present invention. The present invention can be modified or changed.
200 MTCMOSシステム
210−i ブロック
211 フリップフロップ
215 ロジック回路
217 MOSスイッチ217
219 機能ブロック
220 パワーマネージャ
240 ブロックコントローラ
241 ブロック選択信号生成部
242 第1ANDゲート
244 第2ANDゲート
250 MTCMOSコントローラブロック
260 ステイトコントローラ
276 インバータ
VDD 電源電圧
VGND 仮想アース電圧
200 MTCMOS system 210-
219
Claims (20)
各ブロックはロジックトランジスタを有するロジック回路、及びアース電圧と供給電圧のうちのいずれかに連結されたパワーラインと前記ロジック回路との間に連結されたコントロールトランジスタを含み、前記コントロールトランジスタは前記ロジックトランジスタよりさらに高いしきい値電圧を有し、
各ブロックに対する個別的ブロックオン/オフ信号を生成する段階と、
前記個別的ブロックオン/オフ信号に応答して個別的コントロール信号を生成する段階と、
前記個別的コントロール信号を各ブロック内にある前記コントロールトランジスタに供給する段階と、
前記個別的コントロール信号に応じて各ブロック内にある前記ロジック回路に供給された電圧を調節する段階と、
を含むことを特徴とする複数個のブロックを制御する方法。 In a method for controlling a plurality of blocks,
Each block includes a logic circuit having a logic transistor, and a control transistor connected between a power line connected to one of a ground voltage and a supply voltage and the logic circuit, and the control transistor is the logic transistor. Has an even higher threshold voltage,
Generating a separate block on / off signal for each block;
Generating an individual control signal in response to the individual block on / off signal;
Supplying the individual control signals to the control transistors in each block;
Adjusting a voltage supplied to the logic circuit in each block in response to the individual control signal;
A method for controlling a plurality of blocks.
反転された個別的制御信号によってバッファリングを制御する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載の複数個のブロックを制御する方法。 For each block, buffering the output of the logic circuit when the block is in an on state;
2. The method of controlling a plurality of blocks of claim 1, further comprising the step of controlling buffering with an inverted individual control signal.
前記ブロックがターンオフされようとするとき、前記反転された個別的制御信号に比べて前記個別的制御信号を遅延させる段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の複数個のブロックを制御する方法。 Delaying an individual control signal inverted relative to the individual control signal when the block is about to be turned on;
Delaying the individual control signal relative to the inverted individual control signal when the block is about to be turned off;
The method of controlling a plurality of blocks according to claim 1, further comprising:
前記個別的コントロール信号を受信する準備ができたとき、前記対応するブロックから応答信号を送る段階と、を前記個別的制御信号を出力する前にさらに含むことを特徴とする請求項1記載の複数個のブロックを制御する方法。 Sending a request signal to a predetermined block corresponding to the individual block on / off signal;
The plurality of claim 1, further comprising: sending a response signal from the corresponding block when ready to receive the individual control signal before outputting the individual control signal. How to control a block.
前記ブロック選択信号に基づいて前記個別的制御信号の生成を制御する段階と、をさらに含むことを特徴とする請求項4記載の複数個のブロックを制御する方法。 Generating a block selection signal according to the response signal;
5. The method of controlling a plurality of blocks according to claim 4, further comprising: controlling generation of the individual control signal based on the block selection signal.
各ブロックに対する個別的ブロックオン/オフ信号を出力するためのパワーマネージャと、
各ブロックに対する個別的ブロックオン/オフ信号を受信し前記ロジック回路に対する電圧供給を制御するためにそのブロックにある前記コントロールトランジスタに個別的に制御信号を出力するコントロール回路と、
を含むことを特徴とするシステム。 Each block includes a logic circuit having a logic transistor, and a control transistor connected between a power line connected to one of a ground voltage and a supply voltage and the logic circuit, and the control transistor is the logic transistor. A plurality of blocks having even higher threshold voltages;
A power manager to output individual block on / off signals for each block;
A control circuit that individually receives a block on / off signal for each block and outputs a control signal individually to the control transistor in the block to control voltage supply to the logic circuit;
A system characterized by including.
前記ブロックがターンオフされようとするとき、前記反転された個別的制御信号に比べて個別的制御信号を遅延させるための第2遅延部と、をさらに含むことを特徴とする請求項11記載のシステム。 A first delay unit for delaying the inverted individual control signal compared to the individual control signal when the block is to be turned on;
12. The system of claim 11, further comprising a second delay unit for delaying an individual control signal relative to the inverted individual control signal when the block is about to be turned off. .
前記パワーマネージャから前記個別的ブロックオン/オフ信号を受信して前記対応するブロックに前記要請信号を送り、前記対応するブロックから応答信号を受信してブロック選択信号を出力するためのブロックコントローラと、
前記ブロック選択信号を受信して前記ブロック選択信号に基づいて前記個別的コントロール信号を出力するステイトコントローラと、を含むことを特徴とする請求項13記載のシステム。 The control circuit is
A block controller for receiving the individual block on / off signal from the power manager, sending the request signal to the corresponding block, receiving a response signal from the corresponding block, and outputting a block selection signal;
The system according to claim 13, further comprising: a state controller that receives the block selection signal and outputs the individual control signal based on the block selection signal.
前記コントロール回路から反転された個別的制御信号及び対応するブロックの前記ロジック回路の出力を受信し、前記反転された個別的制御信号に応じて前記ロジック回路の出力を出力するトリ-ステイトバッファと、
前記トリ-ステイトバッファの前記出力を受信するバスホルダと、を含むことを特徴とする請求項16記載のシステム。 The floating prevention circuit is
A tri-state buffer that receives an individual control signal inverted from the control circuit and an output of the logic circuit of a corresponding block, and outputs an output of the logic circuit according to the inverted individual control signal;
The system of claim 16, further comprising: a bus holder that receives the output of the tri-state buffer.
前記コントロール回路から反転された個別的制御信号及び対応するブロックの前記ロジック回路の出力を受信し、前記反転された個別的制御信号に応じて前記ロジック回路の出力を出力するトリ-ステイトバッファと、
前記トリ-ステイトバッファの前記出力を受信するバスホルダと、を含むことを特徴とする請求項18記載のシステム。 Each floating prevention circuit
A tri-state buffer that receives an individual control signal inverted from the control circuit and an output of the logic circuit of a corresponding block, and outputs an output of the logic circuit according to the inverted individual control signal;
19. The system of claim 18, further comprising a bus holder that receives the output of the tri-state buffer.
前記第1ブロックのロジック回路の第1出力及び前記第1ブロックに対する第1反転制御信号を受信し、前記第1反転制御信号に応じて前記第1出力を出力するための第1トリ-ステイトバッファと、
前記第1トリ-ステイトバッファの前記出力を受信するための第1バスホルダと、
前記第2ブロックのロジック回路の第2出力及び前記第2ブロックに対する第2反転制御信号を受信し、前記第2反転制御信号に応じて前記第2出力を出力するための第2トリ-ステイトバッファと、
前記第2トリ-ステイトバッファの前記出力を受信するための第2バスホルダと、
を含むことを特徴とするシステム。 A system for protecting a first block and a second block, each block including a logic circuit and having an individually controlled on / off state, wherein the system includes a first block and a second block. In a system located between, the system comprises:
A first tri-state buffer for receiving a first output of the logic circuit of the first block and a first inversion control signal for the first block and outputting the first output in response to the first inversion control signal When,
A first bus holder for receiving the output of the first tri-state buffer;
A second tri-state buffer for receiving a second output of the logic circuit of the second block and a second inversion control signal for the second block and outputting the second output in response to the second inversion control signal When,
A second bus holder for receiving the output of the second tri-state buffer;
A system characterized by including.
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- 2006-02-02 JP JP2006025943A patent/JP2006222952A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101258530B1 (en) | 2006-09-01 | 2013-04-30 | 삼성전자주식회사 | System on chip for embodying deepstop mode and method thereof |
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