JP2010016653A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

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拓也 有村
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device which achieves a low power consumption LSI and reduce power consumption of the LSI without deteriorating other performances. <P>SOLUTION: A low power consumption LSI 101 includes an aging deterioration coefficient table 104 which stores mainly an operating voltage value obtained by subtracting a voltage corresponding to an aging deterioration margin from a reference voltage in an early stage of operation where degradation is small, and the operating voltage value gradually getting close to the reference voltage to guarantee the same performance with the progress of the aging deterioration. A power-supply voltage control unit 102 obtains the optimal operating voltage value based on an actual use time stored in a nonvolatile storage unit 105 and the value in the aging deterioration coefficient table 104 and changes a power-supply voltage based on this operating voltage value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路装置に係り、詳細には、低消費電力LSI及びLSIの低消費電力化手法の改良に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly, to an improvement in a low power consumption LSI and a technique for reducing the power consumption of an LSI.

システムLSIは、高速処理/高速通信に対する市場の要求と半導体製造プロセスの微細化技術の進展に伴い、半導体素子の高速化と搭載トランジスタの増大によって高性能化を実現してきた。Gorden Mooreの提唱したムーアの法則によれば、半導体チップの上に集積されるトランジスタの数は2年毎に倍増すると言われている。近年になってムーアの法則に限界が近づいている。その根拠の1つがLSIの消費電力の増大である。既にモバイル製品分野ではLSIの低消費電力化が重要な課題となっている。バッテリ駆動ではないサーバやホーム製品分野においても消費電力の増大に伴う発熱が問題となっておりLSIの低消費電力化が大きな課題となっている。   The system LSI has realized high performance by increasing the speed of semiconductor elements and the number of mounted transistors in accordance with the market demand for high-speed processing / high-speed communication and the progress of miniaturization technology of the semiconductor manufacturing process. According to Moore's Law proposed by Golden Moore, it is said that the number of transistors integrated on a semiconductor chip doubles every two years. In recent years, the limit is approaching Moore's Law. One of the grounds is an increase in power consumption of LSI. In the field of mobile products, reducing the power consumption of LSI has already become an important issue. In the field of servers and home products that are not driven by a battery, heat generation due to an increase in power consumption is a problem, and low power consumption of LSIs is a major issue.

システムLSIにおける消費電力には大きく分けて、トランジスタのスイッチングに起因するダイナミック電力とリーク電力に区別される。CMOS回路におけるダイナミック電力Pdは、次式(1)で表される。
Pd=αCV2f …(1)
但し、α:スイッチング確立、C:負荷容量、V:電源電圧、f:動作周波数
Power consumption in the system LSI can be broadly divided into dynamic power and leakage power resulting from transistor switching. The dynamic power Pd in the CMOS circuit is expressed by the following formula (1).
Pd = αCV 2f (1)
Where α: switching established, C: load capacity, V: power supply voltage, f: operating frequency

プロセスの微細化に伴い電源電圧Vは低電圧化が進み、単位トランジスタ当たりでみるとダイナミック電力は低減されてきた。しかし、近年ではVthの低下に伴うリーク電流の増大に起因してプロセスが進化しても電源電圧Vを下げられない傾向にあり、プロセスの微細化に伴う高集積化高速化によって、LSIとしてみるとダイナミック電力Pdは増大する傾向にある。ダイナミック電力を削減する技術としては、スイッチング不要な箇所のクロックを停止するクロックゲーティング、LSI内部で複数の電源電圧を使い分けるマルチ電源、処理負荷に応じて動的に電圧と周波数を変更するDVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)などが使用されている。   With the miniaturization of the process, the power supply voltage V has been lowered, and the dynamic power has been reduced per unit transistor. However, in recent years, there is a tendency that the power supply voltage V cannot be lowered even if the process evolves due to an increase in leakage current accompanying a decrease in Vth. The dynamic power Pd tends to increase. Examples of techniques for reducing dynamic power include clock gating that stops clocks at places where switching is not required, multi-power supplies that use a plurality of power supply voltages in the LSI, and DVFS (dynamically changing the voltage and frequency according to the processing load) Dynamic Voltage and Frequency Scaling) is used.

一方、リーク電流は、サブスレッショルドリーク電流、ゲートリーク電流、ジャンクションリーク電流などに分類される。低い電圧で同一性能を保持するためにはゲート酸化膜厚を薄くしてしきい値電圧Vthを低くする必要があり、その結果微細化によりサブスレッショルドリーク電流、ゲートリーク電流は増加してきた。それに加え、高速化による低Vtセルの採用や高集積化による素子数の増大、電力密度の増大による自己発熱などの影響により、LSIとして見た場合のリーク電力は近年激増している。特に対策を講じなければ65nm以下のプロセス世代ではリーク電流はダイナミック電力と同程度の割合を占めると言われる程に大きくなっている。リーク電力を削減する技術としては、High−k絶縁膜採用、複数種類のVthのトランジスタを使い分けるマルチVth、LSI内部を複数の電源ドメインに分割し不要なドメインの電源を遮断する電源遮断、基板電源にバイアスをかけVthを制御する基板バイアス制御などが使われている。   On the other hand, the leakage current is classified into a subthreshold leakage current, a gate leakage current, a junction leakage current, and the like. In order to maintain the same performance at a low voltage, it is necessary to reduce the gate oxide film thickness and reduce the threshold voltage Vth. As a result, subthreshold leakage current and gate leakage current have increased due to miniaturization. In addition, leakage power when viewed as an LSI has increased dramatically in recent years due to the influence of the adoption of a low Vt cell due to high speed, the increase in the number of elements due to high integration, and self-heating due to the increase in power density. Unless special measures are taken, the leak current is so large that it is said to occupy the same proportion as the dynamic power in the process generation of 65 nm or less. Technologies to reduce leakage power include high-k insulating film, multi-Vth that uses multiple types of Vth transistors properly, power shut-off that divides the LSI into multiple power domains and shuts off unnecessary domain power, and substrate power Substrate bias control for applying a bias to Vth to control Vth is used.

また、プロセスの微細化に伴いVthが低くなると、Vthのばらつき量の絶対値が従来と同じでも、それがVthに占める割合は大きくなるため、トランジスタの性能ばらつきが増大するという課題も発生している。   Further, when Vth is reduced as the process is miniaturized, even if the absolute value of the variation amount of Vth is the same as the conventional one, the ratio of the absolute value to Vth increases. Yes.

特許文献1には、LSI内部に性能測定回路を設け、LSI検査時に回路機能モジュールの動作速度、消費電力などを測定し、記憶しておく半導体集積回路装置が開示されている。特許文献1に記載の装置は、個々のチップ毎に製造ばらつきを考慮し、同一性能で最も低消費電力にできる周波数や電源電圧、基板バイアスを選択する。
特開2004−228417号公報
Patent Document 1 discloses a semiconductor integrated circuit device in which a performance measurement circuit is provided inside an LSI, and the operation speed, power consumption, and the like of the circuit function module are measured and stored at the time of LSI inspection. The device described in Patent Document 1 considers manufacturing variations for each chip, and selects the frequency, power supply voltage, and substrate bias that can achieve the lowest power consumption with the same performance.
JP 2004-228417 A

ところで、Vthのばらつきには製造上のばらつきの他、経年劣化による変動もある。例えば、MOSFETのチャネルで発生するホットキャリアがゲート絶縁膜に注入捕捉されてVthの変動(速度劣化)をもたらすのはその一例である。したがって、LSIを規定の期間中動作保証するためには、このような半導体デバイスの経年劣化を考慮した設計と検査が必要である。そのため、設計では経年変化による速度劣化分をあらかじめ設計マージンとして付加した設計を行うのが一般的である。また検査では、設計マージンを検査電圧からあらかじめ差し引いて検査することで規定期間中の動作を保証するなどの手法が採られている。   Incidentally, the variation in Vth includes variations due to aging as well as variations in manufacturing. For example, one example is that hot carriers generated in the channel of the MOSFET are injected and captured in the gate insulating film to cause fluctuations in Vth (speed deterioration). Therefore, in order to guarantee the operation of the LSI for a specified period, it is necessary to design and inspect such semiconductor devices over time. For this reason, in general, a design in which a speed deterioration due to secular change is added as a design margin in advance is performed. Further, in the inspection, a technique such as guaranteeing the operation during a specified period by subtracting the design margin from the inspection voltage in advance is employed.

このように経年劣化を考慮したLSIは規定された動作期間を保証すべき設計係数を付加する必要があるため以下のような課題が存在していた。   As described above, the LSI considering the aging deterioration has a problem as described below because it is necessary to add a design coefficient for guaranteeing the specified operation period.

第1には、経年劣化により動作速度が遅くなった場合を想定した設計を行うため、経年劣化が発生していない使用開始初期の段階においては、不要な速度マージンが存在する。すなわち使用開始初期の段階ではデバイスの実力よりも高い電圧値で動作している。   First, since the design is performed assuming that the operation speed becomes slow due to aging deterioration, there is an unnecessary speed margin in the initial stage of use where no aging deterioration has occurred. That is, at the initial stage of use, the device operates at a voltage value higher than the device capability.

第2には、経年劣化が発生していない使用開始初期の段階でも経年劣化後と同じ電圧値で動作させた場合、経年劣化に従い最適な動作電圧で動作させた場合と比較して経年劣化度がより大きくなってしまう。   Secondly, when operating at the same voltage value as after aging even at the initial stage of use where no aging has occurred, the degree of aging is lower than when operating at the optimum operating voltage according to aging. Will become bigger.

特許文献1で開示されている低消費電力化手法は、製造ばらつきについては考慮されているものの経年劣化によるこれらの課題に対しては解決策を提示できていない。   The method for reducing power consumption disclosed in Patent Document 1 takes into account manufacturing variations, but cannot provide a solution to these problems due to aging.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、他の性能を落とさずに低消費電力化LSI及びLSIの低消費電力化を達成する半導体集積回路装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a low power consumption LSI and a semiconductor integrated circuit device that achieves low power consumption of the LSI without reducing other performance.

本発明の半導体集積回路装置は、電源電圧により動作するトランジスタを集積した半導体集積回路装置であって、電源電圧の印加時間を実使用時間として計測する実使用時間計測手段と、計測された実使用時間を記憶する記憶手段と、前記電源電圧印加時間と前記トランジスタの動作速度を保証するための動作電圧との関係をあらかじめ記憶する経年劣化係数テーブルと、前記記憶手段に記憶された実使用時間と前記経年劣化係数テーブルの値から最適な前記動作電圧値を求め、この動作電圧値を基に前記電源電圧を変える電源電圧制御手段と、を備える構成を採る。   A semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a semiconductor integrated circuit device in which transistors operating with a power supply voltage are integrated, and includes an actual use time measuring means for measuring the application time of the power supply voltage as an actual use time, and a measured actual use Storage means for storing time, an aging deterioration coefficient table for storing in advance the relationship between the power supply voltage application time and the operation voltage for guaranteeing the operation speed of the transistor, and the actual use time stored in the storage means An optimum operating voltage value is obtained from the value of the aging degradation coefficient table, and a power supply voltage control means for changing the power supply voltage based on the operating voltage value is adopted.

本発明によれば、経年劣化の少ない動作初期の段階では経年劣化マージン分だけ低い電圧で動作させることにより、他の性能を落とさずに低消費電力化LSI及びLSIの低消費電力化を達成することができる。   According to the present invention, the low power consumption LSI and the low power consumption of the LSI can be achieved without degrading other performances by operating at a voltage that is lower by the aging deterioration margin at the initial stage of operation with little aging deterioration. be able to.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(原理説明)
まず、本発明の基本的な考え方について説明する。
(Principle explanation)
First, the basic concept of the present invention will be described.

図1は、実使用時間に対するトランジスタ劣化量を示す図であり、横軸に実使用時間、縦軸にトランジスタ劣化量[%]をとる。   FIG. 1 is a diagram showing the amount of transistor deterioration with respect to the actual use time, with the actual use time on the horizontal axis and the transistor deterioration [%] on the vertical axis.

図1では、使用開始時の初期劣化量Y(0)から、時間が経過するに従い劣化量が増えていき、最終的に製品保証期間X(図1a.参照)の時点Y(X)まで劣化が進むことを示している。使用開始時の初期劣化量Y(0)から製品保証期間Xの時点Y(X)までがX年使用によるトランジスタ劣化量である(図1b.参照)。   In FIG. 1, the amount of deterioration increases with time from the initial deterioration amount Y (0) at the start of use, and finally deteriorates to the time point Y (X) of the product warranty period X (see FIG. 1a). Indicates progress. From the initial deterioration amount Y (0) at the start of use to the time point Y (X) of the product warranty period X is the transistor deterioration amount due to the use of X years (see FIG. 1b).

ここで、使用開始時点での劣化量が0ではなくY(0)であるのは、以下の理由による。すなわち、通常LSIの検査では、初期不良をスクリーニングするためのバーンイン試験を行う。このため使用開始時点でも一定の劣化が発生する。したがって、製品保障期間Xの実使用時間により発生する劣化量は、Y(X)−Y(0)となる。これを設計の観点で言い換えると、LSIはY(X)の速度劣化が生じても動作可能なようにマージンを付与して設計する必要があり、出荷前の時点Y(0)においてもY(X)の劣化を考慮した検査が必要であるということである。   Here, the reason why the deterioration amount at the start of use is not 0 but Y (0) is as follows. That is, in a normal LSI inspection, a burn-in test for screening initial defects is performed. For this reason, a certain degree of deterioration occurs even at the start of use. Therefore, the amount of deterioration that occurs due to the actual usage time of the product warranty period X is Y (X) -Y (0). In other words, from the viewpoint of design, the LSI needs to be designed with a margin so that it can operate even if Y (X) speed degradation occurs. Y (0) before shipment is also Y (0). This means that an inspection considering the deterioration of X) is necessary.

図2は、実使用時間に対するトランジスタ動作下限電圧を示す図である。図2は、図1のグラフの縦軸をトランジスタの動作電圧に置き換えたものである。図2中の曲線は、動作下限電圧(V.limit)であり、LSIを正常に動作させるためにはV.limit以上の電圧を供給する必要があることを示している。図2から明らかなように、使用開始時、すなわち実使用による劣化がない時は、速度劣化がない分、LSIはより低電圧V(0)で動作させることが可能である。そして時間の経過に伴い、動作下限電圧(V.limit)は上がっていき、最終的にV(X)を供給することが必要となる。このため、従来は製品保証期間Xでの動作下限電圧V(X)よりも電圧が低くならないように、基準動作電圧V.Refを与える必要があった。   FIG. 2 is a diagram showing the transistor operation lower limit voltage with respect to the actual use time. FIG. 2 is obtained by replacing the vertical axis of the graph of FIG. 1 with the operating voltage of the transistor. The curve in FIG. 2 is an operation lower limit voltage (V.limit), and indicates that it is necessary to supply a voltage equal to or higher than V.limit in order to operate the LSI normally. As is apparent from FIG. 2, at the start of use, that is, when there is no deterioration due to actual use, the LSI can be operated at a lower voltage V (0) as much as there is no speed deterioration. As the time elapses, the operation lower limit voltage (V.limit) increases, and it is finally necessary to supply V (X). For this reason, conventionally, it has been necessary to apply the reference operating voltage V.Ref so that the voltage does not become lower than the operation lower limit voltage V (X) in the product warranty period X.

ここで、基準動作電圧V.Refと、動作下限電圧V.limitとを比較してみると、特に使用開始初期の段階ではV.RefとV.limitの差が大きいことがわかる。本発明者は、この点に着目し、設定電圧をV.Newのように一定期間で更新していく。つまり設計初期の段階では、V(0)に限りなく近い値で電圧を設定し、低電圧で動作させ、経年劣化が進むにつれ、V.limitよりも低くならないように電圧値を定期的に更新し、最終的にV.Refに近づくように電圧を設定する。図2b.に示す網掛け部分が削減可能な電圧値となる。   Here, when comparing the reference operating voltage V.Ref and the operating lower limit voltage V.limit, it can be seen that the difference between V.Ref and V.limit is particularly large at the initial stage of use. The inventor pays attention to this point and updates the set voltage in a certain period as V.New. In other words, at the initial stage of design, the voltage is set to a value as close as possible to V (0) and operated at a low voltage. As the aging progresses, the voltage value is periodically updated so that it does not become lower than V.limit. Finally, the voltage is set so as to approach V.Ref. Figure 2b. The shaded portion shown in FIG.

このようにして経年劣化の少ない動作初期の段階では経年劣化マージン分だけ低い電圧で動作することで性能を落とさずに低消費電力化を達成することが可能となる。   In this way, at the initial stage of operation with little aging degradation, it is possible to achieve low power consumption without degrading performance by operating at a voltage that is as low as the aging degradation margin.

(実施の形態1)
図3は、上記基本的な考え方に基づく本発明の実施の形態1に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態は、MOSFETを集積した低消費電力化LSIに適用した例である。
(Embodiment 1)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention based on the above basic concept. The present embodiment is an example applied to a low power consumption LSI in which MOSFETs are integrated.

図3において、低消費電力化LSI101は、電源電圧制御部102、実使用時間計測部103、経年劣化係数テーブル104、不揮発記憶装置105、及び電源106を備えて構成される。   In FIG. 3, the low power consumption LSI 101 includes a power supply voltage control unit 102, an actual usage time measurement unit 103, an aging degradation coefficient table 104, a nonvolatile storage device 105, and a power supply 106.

図3は、必要最小限の機能ブロックを示したものであり、実際のLSIには前記機能ブロック以外にも複数の機能ブロックが存在する。また、低消費電力化LSI101には、外部電源107よりシステム電源110とパワーオンリセット109が供給されている。また、低消費電力化LSI101には、RTC(Real Time Clock)108より実使用時間計測部103に対して低速クロック111が供給されている。   FIG. 3 shows the minimum necessary functional blocks. In an actual LSI, there are a plurality of functional blocks in addition to the functional blocks. The low power consumption LSI 101 is supplied with a system power source 110 and a power-on reset 109 from an external power source 107. Further, the low-power consumption LSI 101 is supplied with a low-speed clock 111 from an RTC (Real Time Clock) 108 to the actual usage time measuring unit 103.

電源電圧制御部102は、外部電源107からのパワーオンリセット109及び、実使用時間計測部103と経年劣化係数テーブル104の値に基づいて、低消費電力化LSI101の電源電圧印加時間に応じた最適な動作電圧値を求め、この動作電圧値を基に電源電圧を変化させる。具体的には、電源電圧制御部102は、実使用時間計測部103と経年劣化係数テーブル104の情報を用いて電源106に対して使用時間に応じた最適な動作電圧を指示する。特に、電源電圧制御部102は、経年劣化による速度劣化分を電圧に換算し、使用開始初期の段階は動作電源電圧を下げ、経年劣化に応じて電圧を上げていく電源電圧制御を行う。また、電源電圧制御部102は、不揮発記憶装置105に記憶されている経年劣化時間を最新の値に定期的に更新する。   The power supply voltage control unit 102 is optimized according to the power supply voltage application time of the low power consumption LSI 101 based on the values of the power-on reset 109 from the external power supply 107 and the actual usage time measurement unit 103 and the aging degradation coefficient table 104. An operating voltage value is obtained, and the power supply voltage is changed based on the operating voltage value. Specifically, the power supply voltage control unit 102 instructs the optimum operating voltage corresponding to the usage time to the power supply 106 using information in the actual usage time measurement unit 103 and the aging degradation coefficient table 104. In particular, the power supply voltage control unit 102 converts the speed deterioration due to aging deterioration into voltage, and performs power supply voltage control that lowers the operating power supply voltage and increases the voltage according to aging deterioration at the initial stage of use. In addition, the power supply voltage control unit 102 periodically updates the aging deterioration time stored in the nonvolatile storage device 105 to the latest value.

実使用時間計測部103は、外部電源107からのパワーオンリセット109及び、低消費電力化LSI101の電源電圧印加時間を実使用時間として計測する。特に、実使用時間計測部103は、外部からLSIへ供給される電源電圧印加時間を計測する。   The actual use time measuring unit 103 measures the power-on reset 109 from the external power supply 107 and the power supply voltage application time of the low power consumption LSI 101 as the actual use time. In particular, the actual use time measuring unit 103 measures the power supply voltage application time supplied to the LSI from the outside.

経年劣化係数テーブル104は、電源電圧印加時間とトランジスタの動作速度を保証するための動作電圧との関係をあらかじめテーブル値として記憶する。すなわち、経年劣化係数テーブル104には、経年劣化の少ない動作初期の段階は、主に基準電圧から経年劣化マージンに相当する電圧を差し引いた動作電圧値が記憶されており、経年劣化が進むとともに同一性能を保証するため段階的に動作電圧値が基準電圧に近づいていく動作電圧値を記憶する。   The aging degradation coefficient table 104 stores a relationship between a power supply voltage application time and an operation voltage for guaranteeing the operation speed of the transistor as a table value in advance. That is, in the aging deterioration coefficient table 104, the operation voltage value obtained by subtracting a voltage corresponding to the aging deterioration margin from the reference voltage is mainly stored at the initial stage of operation with little aging deterioration. In order to guarantee the performance, the operation voltage value that approaches the reference voltage step by step is stored.

不揮発記憶装置105は、実使用時間計測部103において計測された実使用時間を記憶する。具体的には、不揮発記憶装置105は、計測された経年劣化時間を定期的に記憶及び更新するため、外部電源107がシャットオフされても通算の経年劣化時間を記憶する。不揮発記憶装置105は、例えばEEPROM等の不揮発性メモリにより構成される。   The nonvolatile storage device 105 stores the actual usage time measured by the actual usage time measurement unit 103. Specifically, since the nonvolatile storage device 105 periodically stores and updates the measured aging deterioration time, it stores the total aging deterioration time even when the external power source 107 is shut off. The nonvolatile storage device 105 is configured by a nonvolatile memory such as an EEPROM, for example.

電源106は、外部電源107からシステム電源110が供給され、このシステム電源110を基に供給低消費電力化LSI101の内部に動作電源電圧を可変で供給する。電源106は、電源電圧制御部102により報知された動作電圧値を基に電源電圧を変化させることができる。   The power supply 106 is supplied with a system power supply 110 from an external power supply 107, and supplies an operating power supply voltage variably to the inside of the low power consumption LSI 101 supplied based on the system power supply 110. The power supply 106 can change the power supply voltage based on the operating voltage value notified by the power supply voltage control unit 102.

以下、上述のように構成された半導体集積回路装置の動作について説明する。   The operation of the semiconductor integrated circuit device configured as described above will be described below.

まず、外部電源107よりシステム電源110が投入され、低消費電力化LSI101の動作電源電圧が昇圧される。電源安定後、パワーオンリセット109が解除され電源電圧制御部102と実使用時間計測部103が動作を開始する。実使用時間計測部103は、RTC108から供給される低速クロック111を用いて時間をカウントする。なお、ここでは時間計測手段として便宜上RTC108から供給される低速クロックを用いる例を示したが、時間を計測できるものであればよい。   First, the system power supply 110 is turned on from the external power supply 107, and the operating power supply voltage of the low power consumption LSI 101 is boosted. After the power supply is stabilized, the power-on reset 109 is canceled, and the power supply voltage control unit 102 and the actual usage time measurement unit 103 start operating. The actual usage time measurement unit 103 counts time using the low-speed clock 111 supplied from the RTC 108. Here, an example is shown in which a low-speed clock supplied from the RTC 108 is used as a time measuring means for convenience, but any device capable of measuring time may be used.

次に、実使用時間計測部103は、ある一定周期時間を計測すると電源電圧制御部102に割り込み信号112を供給する。電源電圧制御部102は、割り込み信号112を検出すると、不揮発記憶装置105から記憶されている実使用時間を読み出し、実使用時間計測部103で計測された値と足し合わせて現在の使用時間を算出する。そして、電源電圧制御部102は、経年劣化係数テーブル104を参照し、算出した使用時間に対応する最適な動作電圧を見つけ出す。その後、電源電圧制御部102は、電源106に対して電源電圧制御信号113を報知する。また、算出した実使用時間は、不揮発記憶装置105に書き込まれる。   Next, the actual usage time measurement unit 103 supplies an interrupt signal 112 to the power supply voltage control unit 102 when measuring a certain period of time. When the power supply voltage control unit 102 detects the interrupt signal 112, it reads the actual use time stored from the nonvolatile storage device 105 and adds the value measured by the actual use time measurement unit 103 to calculate the current use time. To do. Then, the power supply voltage control unit 102 refers to the aging degradation coefficient table 104 and finds an optimum operating voltage corresponding to the calculated usage time. Thereafter, the power supply voltage control unit 102 notifies the power supply 106 of the power supply voltage control signal 113. The calculated actual use time is written in the nonvolatile storage device 105.

電源106は、電源電圧制御信号113の指示により電源電圧114を変更する。このサイクルを定期的に繰り返し、経年劣化時間に応じて動作電圧が変化するように制御する。   The power supply 106 changes the power supply voltage 114 according to the instruction of the power supply voltage control signal 113. This cycle is periodically repeated to control the operating voltage to change according to the aging time.

このようにして経年劣化の少ない動作初期の段階では経年劣化マージン分だけ低い電圧で動作することで性能を落とさずに低消費電力化を達成することが可能となる。   In this way, at the initial stage of operation with little aging degradation, it is possible to achieve low power consumption without degrading performance by operating at a voltage that is as low as the aging degradation margin.

以上説明したように、本実施の形態によれば、低消費電力化LSI101は、経年劣化の少ない動作初期の段階は、主に基準電圧から経年劣化マージンに相当する電圧を差し引いた動作電圧値を記憶し、経年劣化が進むとともに同一性能を保証するため段階的に動作電圧値が基準電圧に近づいていく動作電圧値を記憶する経年劣化係数テーブル104を備え、電源電圧制御部102は、不揮発記憶装置105に記憶された実使用時間と経年劣化係数テーブル104の値から最適な前記動作電圧値を求め、この動作電圧値を基に電源電圧を変化させるので、他の性能を落とさずに低消費電力化LSI101の低消費電力化を達成することができる。すなわち、使用開始初期の段階では速度マージン分だけより低電圧でも動作させることが可能となる。また、経年劣化に従い最適な動作電圧に設定することにより経年劣化を緩和することを可能となる。これにより、あらかじめ設計時に必要な速度マージンを減らすことができるため、設計時において回路自体をより小面積/低消費電力に設計することができる。   As described above, according to the present embodiment, the low power consumption LSI 101 mainly uses an operation voltage value obtained by subtracting a voltage corresponding to an aging deterioration margin from a reference voltage in an initial operation stage with little aging deterioration. The aging deterioration coefficient table 104 stores the operation voltage value that gradually approaches the reference voltage in order to guarantee the same performance as the aging deterioration proceeds. The optimum operating voltage value is obtained from the actual usage time stored in the device 105 and the value of the aging deterioration coefficient table 104, and the power supply voltage is changed based on this operating voltage value. The power consumption of the power-powered LSI 101 can be reduced. That is, at the initial stage of the start of use, it is possible to operate even at a lower voltage than the speed margin. In addition, it is possible to mitigate the aging deterioration by setting the optimum operating voltage according to the aging deterioration. As a result, since the speed margin required at the time of design can be reduced in advance, the circuit itself can be designed to have a smaller area / low power consumption at the time of design.

本実施の形態では、経年劣化による速度マージンを電圧に換算し、動作電源電圧から差し引くことで性能を落とすことなく使用初期段階におけるデバイスの低消費電力化を達成する。また、動作電源電圧を使用開始初期に低く設定できるため、その分使用時間に対する経年劣化度を緩和することができ、デバイスの長寿命化を図ることができる。逆に動作保証年数が決まっている場合は、この緩和分を考慮することで設計時に必要な速度マージンを減らすことができるため、設計した回路自体をより小面積/低消費電力に設計することが可能である。   In the present embodiment, the speed margin due to aging deterioration is converted into voltage, and is subtracted from the operating power supply voltage to achieve low power consumption of the device in the initial stage of use without degrading performance. In addition, since the operating power supply voltage can be set low at the beginning of use, the degree of aging deterioration with respect to the usage time can be alleviated, and the life of the device can be extended. On the other hand, if the guaranteed operation period is determined, the speed margin required at the time of design can be reduced by taking this mitigation into consideration, so the designed circuit itself can be designed to have a smaller area and lower power consumption. Is possible.

なお、本実施の形態では、実使用時間計測部103から割り込み信号112を供給しているが、電源電圧制御部102が別の信号をトリガにして実使用時間計測部103の値を読みに行ってもよい。   In this embodiment, the interrupt signal 112 is supplied from the actual usage time measurement unit 103. However, the power supply voltage control unit 102 uses another signal as a trigger to read the value of the actual usage time measurement unit 103. May be.

(実施の形態2)
実施の形態1は、実使用時間計測部103及びRTC108を用いる場合について説明した。実施の形態2では、実使用時間計測部103の代わりに、有線/無線ネットワークから時間情報を受け取る受信部を用いる半導体集積回路装置について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the actual usage time measurement unit 103 and the RTC 108 are used has been described. In the second embodiment, a semiconductor integrated circuit device using a receiving unit that receives time information from a wired / wireless network instead of the actual usage time measuring unit 103 will be described.

図4は、本発明の実施の形態2に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図3と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図4において、低消費電力化LSI201は、電源電圧制御部202、ベースバンド信号処理部213、経年劣化係数テーブル104、不揮発記憶装置205、及び電源106を備えて構成される。   In FIG. 4, the low power consumption LSI 201 includes a power supply voltage control unit 202, a baseband signal processing unit 213, an aging degradation coefficient table 104, a nonvolatile storage device 205, and a power supply 106.

図4は、必要最小限の機能ブロックを示したものであり、実際のLSIには前記機能ブロック以外にも複数の機能ブロックが存在する。また、低消費電力化LSI201には、外部電源107よりシステム電源110とパワーオンリセット109が供給されている。また、低消費電力化LSI201のベースバンド信号処理部213には、RF受信部212及びアンテナ211が接続される。   FIG. 4 shows the minimum necessary functional blocks, and an actual LSI includes a plurality of functional blocks in addition to the functional blocks. The low power consumption LSI 201 is supplied with a system power supply 110 and a power-on reset 109 from an external power supply 107. In addition, the RF receiving unit 212 and the antenna 211 are connected to the baseband signal processing unit 213 of the low power consumption LSI 201.

以下、上述のように構成された半導体集積回路装置の動作について説明する。   The operation of the semiconductor integrated circuit device configured as described above will be described below.

RF受信部212は、図示しない無線ネットワークからアンテナ211を介してRF信号214を受信する。RF受信部212は、受信した時間情報を含むベースバンド信号215をベースバンド信号処理部213に出力する。   The RF receiving unit 212 receives an RF signal 214 from an unshown wireless network via the antenna 211. The RF receiving unit 212 outputs the received baseband signal 215 including the time information to the baseband signal processing unit 213.

ベースバンド信号処理部213は、RF受信部212により受信された無線ネットワークからの時間情報を受け取る。   The baseband signal processing unit 213 receives time information from the wireless network received by the RF receiving unit 212.

不揮発記憶装置205は、図3の不揮発記憶装置105の機能に加えて、LSI検査時にあらかじめ出荷時間を記憶する。   In addition to the function of the nonvolatile storage device 105 of FIG. 3, the nonvolatile storage device 205 stores a shipping time in advance at the time of LSI inspection.

電源電圧制御部202は、図3の電源電圧制御部102の機能に加えて、RF受信部212が受信した時間情報と不揮発記憶装置205に記憶されている出荷時間との差分から実時間の計測を行う。   In addition to the function of the power supply voltage control unit 102 in FIG. 3, the power supply voltage control unit 202 measures the real time from the difference between the time information received by the RF reception unit 212 and the shipping time stored in the nonvolatile storage device 205. I do.

このように、本実施の形態によれば、RF受信部212において取得した現時間情報からLSI出荷時間を差し引くことで実使用時間を算出することができ、実施の形態1と同様の効果、すなわち他の性能を落とさずに低消費電力化LSI101の低消費電力化を達成することができる。   As described above, according to the present embodiment, the actual use time can be calculated by subtracting the LSI shipping time from the current time information acquired by the RF receiver 212, and the same effects as in the first embodiment, It is possible to achieve low power consumption of the low power consumption LSI 101 without lowering other performance.

また、低消費電力化LSI201内部に、図3の実使用時間計測部103を設置しなくてもよく、RTC108も不要であるため、回路の簡素化と低コスト化を図ることができる。例えば、低消費電力化LSI201が携帯電話機のような通信端末に搭載される場合には、これらの通信装置のベースバンド信号処理部を使用することができる。   Further, the actual usage time measurement unit 103 of FIG. 3 does not need to be installed in the low power consumption LSI 201, and the RTC 108 is unnecessary, so that the circuit can be simplified and the cost can be reduced. For example, when the low power consumption LSI 201 is mounted on a communication terminal such as a mobile phone, the baseband signal processing unit of these communication devices can be used.

なお、本実施の形態では、無線ネットワークから時間情報を受け取る場合を例に採り説明しているが、有線ネットワークであってもよい。   In the present embodiment, a case where time information is received from a wireless network is described as an example, but a wired network may be used.

(実施の形態3)
図5は、本発明の実施の形態3に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図3と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the semiconductor integrated circuit device according to the third embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図5において、低消費電力化LSI301は、電源電圧制御部102、実使用時間計測部103、経年劣化係数テーブル104、及び不揮発記憶装置105を備えて構成される。   In FIG. 5, the low power consumption LSI 301 includes a power supply voltage control unit 102, an actual usage time measurement unit 103, an aging degradation coefficient table 104, and a nonvolatile storage device 105.

低消費電力化LSI301には、外部電源307よりシステム電源110とパワーオンリセット109が供給されている。また、電源電圧制御部102は、外部電源307に対して電源電圧制御信号313を出力する。   The low power consumption LSI 301 is supplied with a system power source 110 and a power-on reset 109 from an external power source 307. Further, the power supply voltage control unit 102 outputs a power supply voltage control signal 313 to the external power supply 307.

これにより、低消費電力化LSI301は、外部電源307により内部電源電圧が供給され、図3に示す電源106が不要になる。   As a result, the low power consumption LSI 301 is supplied with the internal power supply voltage from the external power supply 307, and the power supply 106 shown in FIG.

(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図5と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 4 of the present invention. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図6において、低消費電力化LSI401は、電源電圧制御部102、実使用時間計測部103、及び経年劣化係数テーブル104を備えて構成される。   In FIG. 6, the low power consumption LSI 401 includes a power supply voltage control unit 102, an actual usage time measurement unit 103, and an aging degradation coefficient table 104.

低消費電力化LSI401は、外部デバイスとして不揮発記憶装置405を使用する。   The low power consumption LSI 401 uses a nonvolatile storage device 405 as an external device.

不揮発記憶装置405は、図3の不揮発記憶装置105と同様に、実使用時間計測部103において計測された実使用時間を記憶する。不揮発記憶装置405は、外部電源307がシャットオフされても通算の経年劣化時間を記憶しておく。   The nonvolatile storage device 405 stores the actual usage time measured by the actual usage time measurement unit 103, similarly to the nonvolatile storage device 105 of FIG. The nonvolatile storage device 405 stores the total aging time even when the external power supply 307 is shut off.

このように、不揮発記憶装置405が、低消費電力化LSI401内部ではなく外部デバイスで構成されていてもよい。   As described above, the nonvolatile storage device 405 may be configured by an external device instead of the low power consumption LSI 401.

(実施の形態5)
図7は、本発明の実施の形態5に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図5と同一構成部分には同一符号を付して重複箇所の説明を省略する。
(Embodiment 5)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to the fifth embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and description of overlapping portions is omitted.

図7において、低消費電力化LSI501は、電源電圧制御部502、実使用時間計測部103、経年劣化係数テーブル504、不揮発記憶装置105、及び基板電圧出力電源506を備えて構成される。   In FIG. 7, the low power consumption LSI 501 includes a power supply voltage control unit 502, an actual usage time measurement unit 103, an aging degradation coefficient table 504, a nonvolatile storage device 105, and a substrate voltage output power supply 506.

経年劣化係数テーブル504は、電源電圧印加時間とトランジスタの動作速度を保証するための基板電圧との関係をあらかじめ記憶する。   The aging degradation coefficient table 504 stores in advance the relationship between the power supply voltage application time and the substrate voltage for guaranteeing the operation speed of the transistor.

基板電圧出力電源506は、低消費電力化LSI501内部の基板電圧を供給する。また、基板電圧出力電源506は、電源電圧制御部502、実使用時間計測部103、及び経年劣化係数テーブル504、及び不揮発記憶装置105に対して内部電源電圧514を供給する。また、電源電圧制御部502は、基板電圧出力電源506に対して電源電圧制御信号513を出力する。   The substrate voltage output power supply 506 supplies the substrate voltage inside the low power consumption LSI 501. The substrate voltage output power supply 506 supplies the internal power supply voltage 514 to the power supply voltage control unit 502, the actual usage time measurement unit 103, the aging degradation coefficient table 504, and the nonvolatile memory device 105. In addition, the power supply voltage control unit 502 outputs a power supply voltage control signal 513 to the substrate voltage output power supply 506.

電源電圧制御部502は、実使用時間計測部103と経年劣化係数テーブル504の値に基づいて、低消費電力化LSI501の電源電圧印加時間に応じた最適な基板電圧値を基板電圧出力電源506に報知する。基板電圧出力電源506は、報知された基板電圧値を基に基板電圧を変化させる。   Based on the values of the actual usage time measurement unit 103 and the aging degradation coefficient table 504, the power supply voltage control unit 502 supplies an optimum substrate voltage value corresponding to the power supply voltage application time of the low power consumption LSI 501 to the substrate voltage output power supply 506. Inform. The substrate voltage output power source 506 changes the substrate voltage based on the notified substrate voltage value.

このように、本実施の形態によれば、電源電圧制御部502は、前記各実施の形態のように動作電源電圧を制御するのではなく、基板バイアスを制御する。すなわち使用開始初期の段階は基板に逆バイアスをかけてリーク電流を削減し、使用時間に応じて経年による速度劣化分を相殺する分だけ基板電圧を上げていく。基板電源にバイアスをかけVthを制御する基板バイアス制御に適用して好適である。したがって、前記各実施の形態の場合と同様に、動作電源電圧を使用開始初期に低く設定できるため、その分使用時間に対する経年劣化度を緩和することができ、デバイスの長寿命化を図ることができる。逆に動作保証年数が決まっている場合は、この緩和分を考慮することで設計時に必要な速度マージンを減らすことができるため、設計した回路自体をより小面積/低消費電力に設計することが可能である。   As described above, according to the present embodiment, the power supply voltage control unit 502 controls the substrate bias instead of controlling the operation power supply voltage as in the above embodiments. That is, at the initial stage of use, reverse bias is applied to the substrate to reduce the leakage current, and the substrate voltage is increased by an amount that cancels out the speed deterioration due to aging according to the usage time. It is suitable for application to substrate bias control in which a substrate power supply is biased to control Vth. Therefore, as in the case of each of the above embodiments, the operating power supply voltage can be set low at the beginning of use, and accordingly, the degree of aging deterioration with respect to the use time can be reduced, and the device life can be extended. it can. On the contrary, when the operation guarantee years are determined, the speed margin required at the time of design can be reduced by taking this mitigation into consideration, so that the designed circuit itself can be designed to have a smaller area / low power consumption. Is possible.

なお、本実施の形態と前記各実施の形態とを組合わせてよいことは勿論である。   Of course, this embodiment may be combined with each of the above embodiments.

以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されることはない。例えば、上記各実施の形態は、MOSFETを集積化した半導体集積回路装置の場合に適用しているが、CMOS回路、それを用いた低消費電力化LSIの場合も同様の効果を得ることができる。   The above description is an illustration of a preferred embodiment of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to this. For example, each of the above embodiments is applied to a semiconductor integrated circuit device in which MOSFETs are integrated, but the same effect can be obtained also in the case of a CMOS circuit and a low power consumption LSI using the same. .

また、上記各実施の形態では半導体集積回路装置という名称を用いたが、これは説明の便宜上であり、低消費電力化LSI、半導体集積回路、LSIの低消費電力化方法等であってもよいことは勿論である。   In each of the above embodiments, the name “semiconductor integrated circuit device” is used. However, this is for convenience of description, and may be a low power consumption LSI, a semiconductor integrated circuit, a method for reducing power consumption of an LSI, or the like. Of course.

さらに、上記半導体集積回路装置を構成する各回路部、例えば劣化係数テーブル等の種類、数及び接続方法などは前述した実施の形態に限られない。   Further, the types, numbers, connection methods, and the like of each circuit unit constituting the semiconductor integrated circuit device, for example, the deterioration coefficient table are not limited to the above-described embodiments.

本発明に係る半導体集積回路装置は、動作時間の長寿命化が求められるモバイル分野の製品に有用であるばかりでなく、低消費電力化が求められるサーバやホーム用製品に対しても広く適用され得るものである。   The semiconductor integrated circuit device according to the present invention is not only useful for products in the mobile field where a longer operating time is required, but is also widely applied to servers and home products where low power consumption is required. To get.

本発明の実使用時間に対するトランジスタ劣化量を示す図The figure which shows the transistor deterioration amount with respect to the actual use time of this invention 本発明の実使用時間に対するトランジスタ動作下限電圧を示す図The figure which shows the transistor operation minimum voltage with respect to the actual use time of this invention 本発明の実施の形態1に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態3に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態4に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態5に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図Block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a fifth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

101,201,301,401,501 低消費電力化LSI
102,202,502 電源電圧制御部
103 実使用時間計測部
104,504 経年劣化係数テーブル
105,205,405 不揮発記憶装置
106 電源
107,307 外部電源
108 RTC
211 アンテナ
212 RF受信部
213 ベースバンド信号処理部
506 基板電圧出力電源
101, 201, 301, 401, 501 Low power consumption LSI
102, 202, 502 Power supply voltage control unit 103 Actual use time measurement unit 104, 504 Aging coefficient table 105, 205, 405 Non-volatile storage device 106 Power supply 107, 307 External power supply 108 RTC
211 Antenna 212 RF Reception Unit 213 Baseband Signal Processing Unit 506 Substrate Voltage Output Power Supply

Claims (8)

電源電圧により動作するトランジスタを集積した半導体集積回路装置であって、
電源電圧の印加時間を実使用時間として計測する実使用時間計測手段と、
計測された実使用時間を記憶する記憶手段と、
前記電源電圧印加時間と前記トランジスタの動作速度を保証するための動作電圧との関係をあらかじめ記憶する経年劣化係数テーブルと、
前記記憶手段に記憶された実使用時間と前記経年劣化係数テーブルの値から最適な前記動作電圧値を求め、この動作電圧値を基に前記電源電圧を変える電源電圧制御手段と、
を備える半導体集積回路装置。
A semiconductor integrated circuit device in which transistors operating with a power supply voltage are integrated,
An actual usage time measuring means for measuring the application time of the power supply voltage as an actual usage time;
Storage means for storing the measured actual use time;
Aged deterioration coefficient table for storing in advance the relationship between the power supply voltage application time and the operating voltage for guaranteeing the operating speed of the transistor;
Power supply voltage control means for obtaining the optimum operating voltage value from the actual use time stored in the storage means and the value of the aging degradation coefficient table, and changing the power supply voltage based on the operating voltage value;
A semiconductor integrated circuit device.
前記経年劣化係数テーブルは、経年劣化の少ない動作初期の段階は、基準電圧から経年劣化マージンに相当する電圧を差し引いた動作電圧値を記憶し、経年劣化が進むとともに同一性能を保証するため段階的に動作電圧値が基準電圧に近づいていく動作電圧値を記憶する請求項1記載の半導体集積回路装置。   The aging degradation coefficient table stores the operating voltage value obtained by subtracting the voltage corresponding to the aging degradation margin from the reference voltage at the initial stage of operation with little aging degradation, and is stepwise to guarantee the same performance as the aging progresses. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the operating voltage value is stored such that the operating voltage value approaches the reference voltage. 前記電源電圧制御手段は、経年劣化による速度劣化分を電圧に換算し、使用開始初期の段階は動作電源電圧を下げ、経年劣化に応じて電圧を上げていく請求項1記載の半導体集積回路装置。   2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said power supply voltage control means converts the speed deterioration due to aging deterioration into voltage, lowers the operating power supply voltage at the initial stage of use, and increases the voltage according to aging deterioration. . 基板電圧を供給する電源を備え、
前記電源電圧制御手段は、前記記憶手段に記憶された実使用時間と前記経年劣化係数テーブルの値から最適な前記基板電圧値を求め、この基板電圧値を基に前記基板電圧を変える請求項1記載の半導体集積回路装置。
It has a power supply that supplies the substrate voltage,
The power supply voltage control means obtains the optimum substrate voltage value from the actual use time stored in the storage means and the value of the aging degradation coefficient table, and changes the substrate voltage based on the substrate voltage value. The semiconductor integrated circuit device described.
前記電源電圧制御手段は、経年劣化による速度劣化分を基板電圧に換算し、使用開始初期の段階は基板に逆バイアスをかけてリーク電流を削減し、使用時間に応じて経年による速度劣化分を相殺する分だけ基板電圧を上げていく請求項4記載の半導体集積回路装置。   The power supply voltage control means converts the speed deterioration due to aging to the substrate voltage, and at the initial stage of use, reverse bias is applied to the substrate to reduce the leakage current, and the speed deterioration due to aging according to the usage time. 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the substrate voltage is increased by the amount to be offset. 前記実使用時間計測手段は、外部から供給される電源電圧印加時間を計測する請求項1記載の半導体集積回路装置。   2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the actual use time measuring means measures a power supply voltage application time supplied from outside. 前記実使用時間計測手段は、外部から時間情報を受け取る受信手段と、
出荷時間を記憶する出荷時間記憶手段とを備え、
取得した現時間情報から前記出荷時間を差し引くことで実使用時間を算出する請求項1記載の半導体集積回路装置。
The actual usage time measuring means includes receiving means for receiving time information from the outside,
Shipping time storage means for storing the shipping time;
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the actual use time is calculated by subtracting the shipping time from the acquired current time information.
前記記憶手段は、電源オフ時に通算の経年劣化時間を記憶する不揮発記憶装置である請求項1記載の半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the storage means is a nonvolatile storage device that stores a total aging time when the power is turned off.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011141640A (en) * 2010-01-06 2011-07-21 Nec Computertechno Ltd Semiconductor integrated circuit
JP2013054691A (en) * 2011-09-06 2013-03-21 Nec Computertechno Ltd Maintenance device, method and program for electronic apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4744807B2 (en) * 2004-01-06 2011-08-10 パナソニック株式会社 Semiconductor integrated circuit device
JP2007213412A (en) * 2006-02-10 2007-08-23 Sony Computer Entertainment Inc Power supply voltage setting method for microprocessor, program and arithmetic processing unit
JP4162251B2 (en) * 2006-12-07 2008-10-08 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Semiconductor integrated circuit device and internal power supply control system including the same
JP2009038128A (en) * 2007-07-31 2009-02-19 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor integrated circuit device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011141640A (en) * 2010-01-06 2011-07-21 Nec Computertechno Ltd Semiconductor integrated circuit
JP2013054691A (en) * 2011-09-06 2013-03-21 Nec Computertechno Ltd Maintenance device, method and program for electronic apparatus
US9817743B2 (en) 2011-09-06 2017-11-14 Nec Platforms, Ltd. Maintenance apparatus of electronic device, maintenance method of electronic device, and non-transitory computer readable medium storing program

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