JP2008084882A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

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Masanori Inoue
政則 井上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit in which power consumption of a clock buffer can be reduced without causing malfunction due to clock skew. <P>SOLUTION: Functional blocks 1, 2 and 3 included in a semiconductor integrated circuit are connected, respectively, with power supplies VDD1, VDD2 and VDD3 and their voltages are controlled individually. The functional blocks 1, 2 and 3 have clock buffers CK1, CK2 and CK3, respectively. Power supplies of the clock buffers CK1-CK3 for distributing clock to each functional block are connected with a power supply VDDck for clock buffer independently from the power supply of each functional block and control the voltages independently from the power supplies VDD1-VDD3 of the functional blocks. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路に関し、特に機能ブロックごとに電源電圧の制御が可能な半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit capable of controlling a power supply voltage for each functional block.

近年の半導体集積回路は、その製造プロセスの微細化の進展に伴い、集積するトランジスタの数が飛躍的に増大するとともに、その動作速度も向上し、高い周波数で動作するシステムの搭載が可能となっている。   In recent years, with the progress of miniaturization of the manufacturing process of semiconductor integrated circuits, the number of integrated transistors has dramatically increased, and the operation speed has been improved, so that a system operating at a high frequency can be mounted. ing.

その結果、半導体集積回路の動作時の消費電力が増大しており、特にバッテリ駆動の携帯型情報機器用集積回路では、この消費電力の増大が深刻な問題となっている。   As a result, the power consumption during operation of the semiconductor integrated circuit is increasing, and this increase in power consumption is a serious problem particularly in battery-powered integrated circuits for portable information devices.

そこで、半導体集積回路の動作時の消費電力を低減させる設計技術として、半導体集積回路を構成する機能ブロックごとに供給する電源電圧の大きさを制御できるようにし、高速動作の必要な機能ブロックのみ電源電圧を高くし、低速動作の機能ブロックは電源電圧を低くする手法が、用いられている。   Therefore, as a design technology that reduces the power consumption during operation of semiconductor integrated circuits, the power supply voltage supplied to each functional block constituting the semiconductor integrated circuit can be controlled, and only functional blocks that require high-speed operation can be powered. A technique of increasing the voltage and decreasing the power supply voltage is used for the functional block operating at low speed.

ただし、このような手法を用いた場合、各機能ブロックにクロック供給用のクロックバッファが分散配置されていると、高電圧で動作する機能ブロックのクロックバッファと低電圧で動作する機能ブロックのクロックバッファとの間にクロックスキューが生じ、機能ブロック間の信号伝達に誤動作を生じるという問題が発生する。そこで、この問題を回避する方法として、総てのクロックバッファを高電圧で動作する機能ブロックに集中的に配置することが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   However, when such a technique is used, if clock clocks for supplying clocks are distributed in each functional block, the clock buffer of the functional block that operates at a high voltage and the clock buffer of the functional block that operates at a low voltage A clock skew occurs between the function blocks and a malfunction occurs in signal transmission between functional blocks. Therefore, as a method for avoiding this problem, it has been proposed to concentrate all clock buffers on functional blocks operating at a high voltage (see, for example, Patent Document 1).

しかし、上述の方法では、クロックバッファは常に高電圧で動作することになり、クロックバッファで消費する電力を低減できない、という問題が発生する。特に、クロックの周波数が高い場合、クロックバッファで消費する電力の割合が高くなり、半導体集積回路の消費電力低減の妨げになる、という問題が発生する。
特開2002−312058号公報 (第17−18ページ、図17)
However, the above-described method causes a problem that the clock buffer always operates at a high voltage, and the power consumed by the clock buffer cannot be reduced. In particular, when the clock frequency is high, the ratio of the power consumed by the clock buffer increases, which causes a problem that the power consumption of the semiconductor integrated circuit is reduced.
JP 2002-312058 (page 17-18, FIG. 17)

そこで、本発明の目的は、クロックスキューによる誤動作を生じさせることなく、またクロックバッファの消費電力を低減させることのできる半導体集積回路を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing the power consumption of a clock buffer without causing a malfunction due to clock skew.

本発明の一態様によれば、供給される電源電圧が個別に制御される複数の機能ブロックと、前記複数の機能ブロックへ共通のクロックを分配するクロック分配回路とを有し、前記クロック分配回路の電源電圧が、前記複数の機能ブロックの電源電圧とは別に制御されることを特徴とする半導体集積回路が提供される。   According to one aspect of the present invention, the clock distribution circuit includes a plurality of functional blocks in which supplied power supply voltages are individually controlled, and a clock distribution circuit that distributes a common clock to the plurality of functional blocks. Is provided separately from the power supply voltages of the plurality of functional blocks. A semiconductor integrated circuit is provided.

本発明によれば、機能ブロックにクロックを供給するクロックバッファの電源電圧を、各機能ブロックの電源電圧とは別に、クロックバッファ共通の電圧として独立に制御するので、機能ブロックの電源電圧を変化させてもクロックバッファ出力の遅延時間を一定に保つことができ、クロックバッファ出力間のスキューの発生を防止することができる。   According to the present invention, the power supply voltage of the clock buffer that supplies the clock to the functional block is controlled independently as the voltage common to the clock buffer separately from the power supply voltage of each functional block. However, the delay time of the clock buffer output can be kept constant, and the occurrence of skew between the clock buffer outputs can be prevented.

また、クロックバッファの電源電圧を機能ブロックへ供給する電圧よりも低くすることができるので、クロックバッファの消費電力を低減させることができる。   Further, since the power supply voltage of the clock buffer can be made lower than the voltage supplied to the functional block, the power consumption of the clock buffer can be reduced.

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る半導体集積回路の構成の概念を示すブロック図である。本実施例の半導体集積回路は複数の機能ブロックにより構成され、それぞれの機能ブロックの電源電圧は個別に制御される。これにより、機能ブロックごとに、高速動作が必要なときには電源電圧を高くし、低速動作でよいときは電源電圧を低くする、という電源電圧の制御ができる。   FIG. 1 is a block diagram showing the concept of the configuration of a semiconductor integrated circuit according to Embodiment 1 of the present invention. The semiconductor integrated circuit of this embodiment is composed of a plurality of functional blocks, and the power supply voltage of each functional block is individually controlled. Thus, for each functional block, the power supply voltage can be controlled such that the power supply voltage is increased when high speed operation is required and the power supply voltage is decreased when low speed operation is acceptable.

図1では、このような機能ブロックとして、機能ブロック1、機能ブロック2および機能ブロック3を示す。また、それぞれの機能ブロックの電源をVDD1、VDD2およびVDD3と表す。この電源VDD1、VDD2およびVDD3の電圧が個別に制御される。   In FIG. 1, a functional block 1, a functional block 2, and a functional block 3 are shown as such functional blocks. The power supplies of the respective functional blocks are represented as VDD1, VDD2, and VDD3. The voltages of the power supplies VDD1, VDD2 and VDD3 are individually controlled.

それぞれの機能ブロックに含まれる機能回路はそれぞれの電源に接続される。すなわち、機能ブロック1に含まれる機能回路、例えばフリップフロップFF1は電源VDD1に接続され、機能ブロック2に含まれる機能回路、例えばフリップフロップFF2は電源VDD2に接続され、機能ブロック3に含まれる機能回路、例えばフリップフロップFF3は電源VDD3に接続される。   The functional circuit included in each functional block is connected to each power source. That is, the functional circuit included in the functional block 1, for example, the flip-flop FF1 is connected to the power supply VDD1, and the functional circuit included in the functional block 2, for example, the flip-flop FF2 is connected to the power supply VDD2, and the functional circuit included in the functional block 3. For example, the flip-flop FF3 is connected to the power supply VDD3.

また、それぞれの機能ブロックは、内蔵する機能回路へクロックを供給するクロックバッファを有する。すなわち、機能ブロック1はクロックバッファCK1を有し、機能ブロック2はクロックバッファCK2を有し、機能ブロック3はクロックバッファCK3を有する。   Each functional block has a clock buffer that supplies a clock to a built-in functional circuit. That is, the functional block 1 has a clock buffer CK1, the functional block 2 has a clock buffer CK2, and the functional block 3 has a clock buffer CK3.

このクロックバッファCK1、クロックバッファCK2およびクロックバッファCK3は、クロック信号であるクロックCKを共通の入力とする。したがって、機能ブロック1、機能ブロック2および機能ブロック3は、クロックCKに同期して動作する。   The clock buffer CK1, the clock buffer CK2, and the clock buffer CK3 have a clock CK that is a clock signal as a common input. Therefore, the functional block 1, the functional block 2, and the functional block 3 operate in synchronization with the clock CK.

上述したように、本実施例の半導体集積回路では、クロックバッファCK1、クロックバッファCK2およびクロックバッファCK3を、各機能ブロックに分散して配置する。   As described above, in the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the clock buffer CK1, the clock buffer CK2, and the clock buffer CK3 are distributed and arranged in each functional block.

従来、このような配置の場合、各クロックバッファの電源は各機能ブロックの電源とされてきた。しかし、本実施例では、各クロックバッファの電源は各機能ブロックの電源とはせずに、各クロックバッファに共通する電源であるクロックバッファ用電源VDDckとする。   Conventionally, in such an arrangement, the power source of each clock buffer has been the power source of each functional block. However, in this embodiment, the power supply of each clock buffer is not the power supply of each functional block, but is the clock buffer power supply VDDck, which is the power supply common to each clock buffer.

このクロックバッファ用電源VDDckの電圧は、各機能ブロックの電源VDD1、VDD2およびVDD3の電圧とは別に制御する。   The voltage of the clock buffer power supply VDDck is controlled separately from the voltages of the power supplies VDD1, VDD2 and VDD3 of each functional block.

したがって、機能ブロックの電源VDD1、VDD2およびVDD3の電圧を動作速度調整のために変化させるときも、クロックバッファ用電源VDDckの電圧を常に一定に保つことができる。   Therefore, even when the voltages of the power supplies VDD1, VDD2 and VDD3 of the functional block are changed for adjusting the operation speed, the voltage of the clock buffer power supply VDDck can always be kept constant.

本実施例では、クロックバッファ用電源VDDckの電圧を、機能ブロックに供給される電源電圧の中の最大電圧に等しい電圧とする。これにより、いずれの機能ブロックが最大電源電圧での動作になっても、そのブロックに対して最大動作速度のクロックを供給することができる。   In this embodiment, the voltage of the clock buffer power supply VDDck is set equal to the maximum voltage among the power supply voltages supplied to the functional blocks. As a result, even if any functional block operates at the maximum power supply voltage, the clock having the maximum operating speed can be supplied to the block.

図2に、機能ブロック1〜3の電源VDD1〜VDD3の電圧とクロックバッファ用電源VDDckの電圧との関係の例を示す。ここで、機能ブロック1〜3へは、電圧vd1、vd2、vd3(vd1>vd2>vd3)のいずれかが供給されるものとする。   FIG. 2 shows an example of the relationship between the voltages of the power supplies VDD1 to VDD3 of the functional blocks 1 to 3 and the voltage of the clock buffer power supply VDDck. Here, it is assumed that any one of the voltages vd1, vd2, and vd3 (vd1> vd2> vd3) is supplied to the functional blocks 1 to 3.

図2(a)は、電源VDD1の電圧がvd1、電源VDD2の電圧がvd2、電源VDD3の電圧がvd3であるときの例である。この場合、クロックバッファ用電源VDDckの電圧は、機能ブロックに供給される電源電圧vd1〜vd3の中の最大電圧であるvd1とする。   FIG. 2A shows an example when the voltage of the power supply VDD1 is vd1, the voltage of the power supply VDD2 is vd2, and the voltage of the power supply VDD3 is vd3. In this case, the voltage of the clock buffer power supply VDDck is vd1, which is the maximum voltage among the power supply voltages vd1 to vd3 supplied to the functional block.

図2(b)は、電源VDD1の電圧がvd2、電源VDD2の電圧がvd1、電源VDD3の電圧がvd3であるときの例である。この場合も、クロックバッファ用電源VDDckの電圧は、機能ブロックに供給される電源電圧vd1〜vd3の中の最大電圧であるvd1とする。   FIG. 2B is an example when the voltage of the power supply VDD1 is vd2, the voltage of the power supply VDD2 is vd1, and the voltage of the power supply VDD3 is vd3. Also in this case, the voltage of the clock buffer power supply VDDck is assumed to be vd1, which is the maximum voltage among the power supply voltages vd1 to vd3 supplied to the functional block.

図2(c)は、電源VDD1の電圧がvd3、電源VDD2の電圧がvd2、電源VDD3の電圧がvd1であるときの例である。この場合も、クロックバッファ用電源VDDckの電圧は、機能ブロックに供給される電源電圧vd1〜vd3の中の最大電圧であるvd1とする。   FIG. 2C shows an example when the voltage of the power supply VDD1 is vd3, the voltage of the power supply VDD2 is vd2, and the voltage of the power supply VDD3 is vd1. Also in this case, the voltage of the clock buffer power supply VDDck is assumed to be vd1, which is the maximum voltage among the power supply voltages vd1 to vd3 supplied to the functional block.

このように、本実施例では、機能ブロック1〜3の電源VDD1〜VDD3の電圧がvd1〜vd3の間で変動しても、クロックバッファ用電源VDDckの電圧は、その中の最大電圧vd1とする。   As described above, in this embodiment, even when the voltages of the power supplies VDD1 to VDD3 of the functional blocks 1 to 3 vary between vd1 to vd3, the voltage of the clock buffer power supply VDDck is the maximum voltage vd1. .

上述したように、本実施例では、クロックバッファCK1〜CK3が機能ブロック1〜3に分散配置されていても、その電源は共通のクロックバッファ用電源VDDckとしている。そのため、機能ブロック1〜3の電源電圧がどのように変化しても、クロックバッファCK1〜CK3の出力遅延は、その変化の影響を受けず、一定となる。   As described above, in this embodiment, even when the clock buffers CK1 to CK3 are distributed in the functional blocks 1 to 3, the power supply is the common clock buffer power supply VDDck. Therefore, no matter how the power supply voltages of the functional blocks 1 to 3 change, the output delays of the clock buffers CK1 to CK3 are not affected by the change and are constant.

図3(a)に、本実施例のクロックバッファCK1〜CK3の各出力の位相関係を示す。ここで、各クロックバッファは、その出力遅延が等しくなるように、クロック分配回路としての設計がされているものとする。   FIG. 3A shows the phase relationship between the outputs of the clock buffers CK1 to CK3 of this embodiment. Here, it is assumed that each clock buffer is designed as a clock distribution circuit so that the output delays are equal.

すなわち、クロックバッファ1の出力遅延をd1、クロックバッファ2の出力遅延をd2、クロックバッファ3の出力遅延をd3とすると、d1=d2=d3である。この出力遅延の関係は、機能ブロック1〜3の電源VDD1〜VDD3が変化しても、変化しない。   That is, if the output delay of the clock buffer 1 is d1, the output delay of the clock buffer 2 is d2, and the output delay of the clock buffer 3 is d3, d1 = d2 = d3. The relationship of this output delay does not change even if the power supplies VDD1 to VDD3 of the functional blocks 1 to 3 change.

これに対して、例えば、各クロックバッファの電源電圧をそれぞれの機能ブロックの電圧とした場合、各クロックバッファの出力遅延は、各機能ブロックの電源電圧の変化の影響を受ける。図3(b)に、参考として、その様子を示す。   On the other hand, for example, when the power supply voltage of each clock buffer is the voltage of each functional block, the output delay of each clock buffer is affected by the change in the power supply voltage of each functional block. FIG. 3B shows the situation for reference.

図3(b)は、機能ブロック1〜3の電源VDD1〜VDD3を、図2(a)に示したように設定したときの例を示す。すなわち、電源VDD1の電圧をvd1、電源VDD2の電圧をvd2、電源VDD3の電圧をvd3(vd1>vd2>vd3)とした場合の例である。電源電圧が低いほど、クロックバッファの出力遅延は大きくなるので、この場合、d1<d2<d3となる。すなわち、クロックバッファCK1〜CK3の各出力にクロックスキューが発生する。   FIG. 3B shows an example when the power supplies VDD1 to VDD3 of the functional blocks 1 to 3 are set as shown in FIG. That is, in this example, the voltage of the power supply VDD1 is vd1, the voltage of the power supply VDD2 is vd2, and the voltage of the power supply VDD3 is vd3 (vd1> vd2> vd3). Since the output delay of the clock buffer increases as the power supply voltage decreases, in this case, d1 <d2 <d3. That is, a clock skew occurs at each output of the clock buffers CK1 to CK3.

一方、本実施例では、上述したように、機能ブロック1〜3の電源VDD1〜VDD3が変化しても、クロックバッファCK1〜CK3の各出力にクロックスキューは発生しない。   On the other hand, in this embodiment, as described above, even if the power supplies VDD1 to VDD3 of the functional blocks 1 to 3 change, clock skew does not occur in the outputs of the clock buffers CK1 to CK3.

このような本実施例によれば、機能ブロックに分散して配置したクロックバッファの電源電圧を、各機能ブロックの電源電圧とは別に制御するので、各機能ブロックの電源電圧を変化させるときも各クロックバッファの電源電圧を一定にすることができ、各クロックバッファの出力遅延を一定にすることができる。これにより、クロックバッファ出力間のスキューの発生を防止することができる。   According to the present embodiment, since the power supply voltage of the clock buffer distributed and arranged in the functional block is controlled separately from the power supply voltage of each functional block, each power block voltage can be changed. The power supply voltage of the clock buffer can be made constant, and the output delay of each clock buffer can be made constant. Thereby, the occurrence of skew between clock buffer outputs can be prevented.

図4は、本発明の実施例2に係る半導体集積回路の構成の概念を示すブロック図である。本実施例の半導体集積回路も、実施例1と同様に複数の機能ブロックにより構成され、それぞれの機能ブロックの電源電圧は個別に制御される。   FIG. 4 is a block diagram showing the concept of the configuration of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor integrated circuit of this embodiment is also composed of a plurality of functional blocks as in the first embodiment, and the power supply voltage of each functional block is individually controlled.

本実施例が実施例1と異なる点は、本実施例の半導体集積回路を構成する機能ブロックは、その内部にクロックバッファを有せず、外部に配置されたクロック分配回路のクロックバッファからクロックの供給を受ける点である。   The difference between the present embodiment and the first embodiment is that the functional block constituting the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment does not have a clock buffer therein, and the clock buffer of the clock distribution circuit arranged outside the clock block receives clocks. It is a point to receive supply.

図4では、このような機能ブロックとして、機能ブロック11、機能ブロック12および機能ブロック13を示す。また、これらの機能ブロックにクロックを供給するクロック分配回路10を示す。   In FIG. 4, a functional block 11, a functional block 12, and a functional block 13 are shown as such functional blocks. In addition, a clock distribution circuit 10 that supplies a clock to these functional blocks is shown.

クロック分配回路10は、クロックバッファCK11、クロックバッファCK12およびクロックバッファCK13を有する。クロックバッファCK11、クロックバッファCK12およびクロックバッファCK13には、それぞれクロックCKが入力される。クロックバッファCK11は機能ブロック11へクロックを供給し、クロックバッファCK12は機能ブロック12へクロックを供給し、クロックバッファCK13は機能ブロック13へクロックを供給する。   The clock distribution circuit 10 includes a clock buffer CK11, a clock buffer CK12, and a clock buffer CK13. The clock CK is input to each of the clock buffer CK11, the clock buffer CK12, and the clock buffer CK13. The clock buffer CK11 supplies a clock to the functional block 11, the clock buffer CK12 supplies a clock to the functional block 12, and the clock buffer CK13 supplies a clock to the functional block 13.

このような本実施例の半導体集積回路において、機能ブロック11は電源VDD1に接続し、機能ブロック12は電源VDD2に接続し、機能ブロック13は電源VDD3に接続する。また、クロック分配回路10はクロックバッファ用電源VDDckに接続する。   In such a semiconductor integrated circuit of this embodiment, the functional block 11 is connected to the power supply VDD1, the functional block 12 is connected to the power supply VDD2, and the functional block 13 is connected to the power supply VDD3. The clock distribution circuit 10 is connected to the clock buffer power supply VDDck.

本実施例においても、クロックバッファ用電源VDDckは、機能ブロックの電源VDD1〜VDD3とは別に制御する。したがって、機能ブロックの電源VDD1〜VDD3を動作速度調整のために変化させるときも、クロックバッファ用電源VDDckの電圧を常に一定に保つことができる。その結果、機能ブロック1〜3の電源電圧がどのように変化しても、クロックバッファCK1〜CK3の出力遅延は、その変化の影響を受けず、一定となる。すなわち、本実施例においても、実施例1と同様、クロックバッファCK1〜CK3の出力間のスキューの発生を防止することができる。   Also in the present embodiment, the clock buffer power supply VDDck is controlled separately from the power supply VDD1 to VDD3 of the functional block. Therefore, even when the power supply VDD1 to VDD3 of the functional block is changed for adjusting the operation speed, the voltage of the clock buffer power supply VDDck can always be kept constant. As a result, no matter how the power supply voltages of the functional blocks 1 to 3 change, the output delays of the clock buffers CK1 to CK3 are not affected by the change and are constant. That is, in the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to prevent the occurrence of skew between the outputs of the clock buffers CK1 to CK3.

さらに、本実施例においては、クロックバッファを機能ブロックの外部に配置することにより、半導体集積回路のレイアウトにもメリットが生じる。   Further, in this embodiment, the layout of the semiconductor integrated circuit is also advantageous by arranging the clock buffer outside the functional block.

すなわち、クロックバッファ用電源VDDckに接続されるクロックバッファを機能ブロックが内蔵する場合、機能ブロックへは機能ブロックの電源とクロックバッファ用の電源の2つを配線する必要があるが、本実施例では、各機能ブロックへクロックバッファ用電源VDDckを配線する必要がないため、半導体集積回路をチップ上にレイアウトする際、機能ブロックへの電源配線を容易に行うことができる。   That is, when the functional block includes a clock buffer connected to the clock buffer power supply VDDck, it is necessary to wire the functional block power supply and the clock buffer power supply to the functional block. Since it is not necessary to wire the clock buffer power VDDck to each functional block, the power wiring to the functional block can be easily performed when the semiconductor integrated circuit is laid out on the chip.

また、クロックバッファを機能ブロックの外部に配置するので、クロックバッファの配置の自由度を向上させることができる。これにより、各機能ブロックへの均等なクロックの分配をより容易に行うことができる。   Further, since the clock buffer is arranged outside the functional block, the degree of freedom of arrangement of the clock buffer can be improved. Thereby, it is possible to more easily distribute an equal clock to each functional block.

このような本実施例によれば、クロックバッファの電源電圧を各機能ブロックの電源電圧とは別に制御するので、クロックバッファ出力間のスキューを防止できるとともに、クロックバッファを各機能ブロックの外部に配置するため、チップレイアウト上、各機能ブロックに対して電源配線を容易に行うことができ、また、クロックバッファの配置の自由度を向上させることができる。   According to this embodiment, since the power supply voltage of the clock buffer is controlled separately from the power supply voltage of each functional block, skew between clock buffer outputs can be prevented and the clock buffer is arranged outside each functional block. Therefore, power supply wiring can be easily performed for each functional block in the chip layout, and the degree of freedom of arrangement of the clock buffer can be improved.

実施例1および実施例2において、クロックバッファの電源電圧を機能ブロックとは別に制御することによりクロックバッファの出力間のスキューを防止できることを示した。   In the first and second embodiments, it has been shown that the skew between the outputs of the clock buffer can be prevented by controlling the power supply voltage of the clock buffer separately from the functional block.

そのほかに、クロックバッファの電源電圧を機能ブロックとは別に制御することにより、クロックバッファの消費電力を低減させることができる。本実施例ではその例を示す。   In addition, the power consumption of the clock buffer can be reduced by controlling the power supply voltage of the clock buffer separately from the functional block. In this embodiment, an example is shown.

半導体集積回路のクロックの動作速度に余裕がある場合、クロックバッファの電源電圧を下げても十分に動作する。そこで、本実施例では、クロックバッファ用電源の電圧を図5(a)に示すように、機能用ブロックへ供給する電源電圧の最大値vd1より低いvd4とする。半導体集積回路がCMOS型である場合、半導体集積回路の消費電力は電源電圧の2乗に比例する。したがって、クロックバッファの電源電圧をvd1からvd4に下げた場合、クロックバッファでの消費電力を(vd4/vd1)に低減させることができる。クロックは常に変化するため、CMOS型半導体集積回路の消費電力に占めるクロックバッファの消費電力の割合が高い場合が多い。したがって、クロックバッファの消費電力を低減させることによる半導体集積回路全体の消費電力低減効果は高い。 When the operating speed of the clock of the semiconductor integrated circuit has a margin, it operates sufficiently even if the power supply voltage of the clock buffer is lowered. Therefore, in this embodiment, the voltage of the power supply for the clock buffer is set to vd4 lower than the maximum value vd1 of the power supply voltage supplied to the functional block, as shown in FIG. When the semiconductor integrated circuit is a CMOS type, the power consumption of the semiconductor integrated circuit is proportional to the square of the power supply voltage. Therefore, when the power supply voltage of the clock buffer is lowered from vd1 to vd4, the power consumption in the clock buffer can be reduced to (vd4 / vd1) 2 . Since the clock constantly changes, the ratio of the power consumption of the clock buffer to the power consumption of the CMOS type semiconductor integrated circuit is often high. Therefore, the effect of reducing the power consumption of the entire semiconductor integrated circuit by reducing the power consumption of the clock buffer is high.

なお、この場合、図5(b)に示すように、クロックバッファCK1〜CK3の出力遅延d11〜d13は、図3(a)に示した出力遅延d1〜d3よりも大きくなるが、出力遅延間にスキューは生じない。   In this case, as shown in FIG. 5B, the output delays d11 to d13 of the clock buffers CK1 to CK3 are larger than the output delays d1 to d3 shown in FIG. There is no skew.

このような本実施例によれば、クロックバッファの電源電圧を各機能ブロックの電源電圧とは別に制御するので、クロックバッファ出力間のスキューを防止できるとともに、クロックバッファの電源電圧を下げることにより、クロックバッファの消費電力を低減させることができる。   According to this embodiment, since the power supply voltage of the clock buffer is controlled separately from the power supply voltage of each functional block, the skew between the clock buffer outputs can be prevented and the power supply voltage of the clock buffer can be reduced. The power consumption of the clock buffer can be reduced.

本発明の実施例1に係る半導体集積回路の構成の概念を示すブロック図。1 is a block diagram showing a concept of a configuration of a semiconductor integrated circuit according to Embodiment 1 of the present invention. 図1に示す半導体集積回路における各機能ブロックとクロックバッファの電源電圧の関係の例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between each functional block and the power supply voltage of the clock buffer in the semiconductor integrated circuit shown in FIG. 1. 実施例1の半導体集積回路における各クロックバッファ出力の位相関係を示す波形図。FIG. 3 is a waveform diagram showing a phase relationship between clock buffer outputs in the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment. 本発明の実施例2に係る半導体集積回路の構成の概念を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a concept of a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施例3に係る半導体集積回路におけるクロックバッファの電源電圧の設定例および出力波形を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of a power supply voltage of a clock buffer and an output waveform in a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、2、3、11、12、13 機能ブロック
10 クロック分配回路
VDD1、VDD2、VDD3 電源
VDDck クロックバッファ用電源
CK クロック
CK1、CK2、CK3、CK11、CK12、CK13 クロックバッファ
FF1、FF2、FF3、FF11、FF12、FF13 フリップフロップ
1, 2, 3, 11, 12, 13 Functional block 10 Clock distribution circuit VDD1, VDD2, VDD3 Power supply VDDck Clock buffer power supply CK Clock CK1, CK2, CK3, CK11, CK12, CK13 Clock buffers FF1, FF2, FF3, FF11 , FF12, FF13 flip-flop

Claims (5)

供給される電源電圧が個別に制御される複数の機能ブロックと、
前記複数の機能ブロックへ共通のクロックを分配するクロック分配回路と
を有し、
前記クロック分配回路の電源電圧が、前記複数の機能ブロックの電源電圧とは別に制御されることを特徴とする半導体集積回路。
A plurality of functional blocks whose power supply voltages to be supplied are individually controlled;
A clock distribution circuit for distributing a common clock to the plurality of functional blocks;
A semiconductor integrated circuit, wherein a power supply voltage of the clock distribution circuit is controlled separately from power supply voltages of the plurality of functional blocks.
前記クロック分配回路の電源電圧が、前記複数の機能ブロックに供給される電源電圧の中の最大電圧と等しい電圧に制御されることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。   2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a power supply voltage of the clock distribution circuit is controlled to a voltage equal to a maximum voltage among power supply voltages supplied to the plurality of functional blocks. 前記クロック分配回路の電源電圧が、前記複数の機能ブロックに供給される電源電圧の中の最大電圧よりも低い電圧に制御されることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。   2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a power supply voltage of the clock distribution circuit is controlled to a voltage lower than a maximum voltage among power supply voltages supplied to the plurality of functional blocks. 前記クロック分配回路を構成するクロックバッファが、前記複数の機能ブロックの内部に分散して配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体集積回路。   4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein clock buffers constituting the clock distribution circuit are distributed and arranged in the plurality of functional blocks. 5. 前記クロック分配回路を構成するクロックバッファが、前記複数の機能ブロックの外部に配置されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体集積回路。   4. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein a clock buffer constituting the clock distribution circuit is arranged outside the plurality of functional blocks. 5.
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