JP2012138020A - Multichip system, communication device, video/audio device and automobile - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multichip system and the like capable of reducing total power consumption by the multichip system.SOLUTION: A multichip system having two or more chips for performing tasks includes a first holding part 4 that holds leak current information of each chip representing leak-current characteristics of a transistor in the chips; a second holding part 5 that holds thermal resistance information of each chip representing thermal conduction level from each chip to the outside of the multichip system; a power estimation part 6 that estimates leakage power of each chip when the task processing is allotted based on the leak current information and the thermal resistance information; a power comparison part 7 that compares power consumption including the leakage power; a task management part 8 that allots the task to the chips so that the power consumption gets smaller based on the comparison result.

Description

本発明は、タスク処理を行うチップを2つ以上有するマルチチップシステム等に関し、特に、マルチチップのトータルの電力を削減するマルチチップシステム等に関する。   The present invention relates to a multichip system having two or more chips that perform task processing, and more particularly to a multichip system that reduces the total power of the multichip.

近年、情報処理を行うSoC(System On a Chip)やメモリなどのLSIの低電力化要求は非常に高い。しかし、SoCやメモリに集積されるトランジスタの微細化により、製造ばらつきが顕在化し、ある確率でリーク電力が非常に多くなるチップが製造される課題がある。このリーク電力は温度上昇によって指数関数的に増大するため、高温時における電力の増加、パッケージコストの増加、熱暴走等の信頼性問題を引き起こす。   In recent years, there has been a very high demand for lower power consumption of LSIs such as SoC (System On a Chip) and memory that perform information processing. However, due to miniaturization of transistors integrated in SoC and memory, there is a problem that manufacturing variation becomes obvious and a chip in which leakage power is extremely increased with a certain probability is produced. Since this leakage power increases exponentially as the temperature rises, it causes reliability problems such as an increase in power at a high temperature, an increase in package cost, and thermal runaway.

この課題に対して、次のようなディジタル回路技術が開示されている(特許文献1)。すなわち、ディジタル回路は、オンチップの不揮発性メモリを有し、そのメモリに対して、生産試験中に、ディジタル回路の性能を特徴づける、チップ固有のスピード・ビニング・データが書き込まれる。正常動作中に、ディジタル回路に加えられる電力供給信号を制御する電力制御器は、ディジタル回路における電力消費を最適にする(例えば、最小にする)、動的供給電圧スケーリング、動的クロックスケーリング、及び/又は適応的電力制御のための入力パラメータとして使用するために、オンチップメモリからスピード・ビニング・データを読み出す。チップ固有のスピード・ビニング・データにより、ディジタル回路の電力管理をよりよくカスタマイズすることができるため、動的及び/又は適応的電力制御の精度及び効率が改善される。   In response to this problem, the following digital circuit technology has been disclosed (Patent Document 1). That is, the digital circuit has an on-chip non-volatile memory into which chip-specific speed binning data characterizing the performance of the digital circuit is written during production testing. A power controller that controls the power supply signal applied to the digital circuit during normal operation optimizes (eg, minimizes) power consumption in the digital circuit, dynamic supply voltage scaling, dynamic clock scaling, and Read speed binning data from on-chip memory for use as input parameters for adaptive power control. Chip-specific speed binning data allows better customization of digital circuit power management, thus improving the accuracy and efficiency of dynamic and / or adaptive power control.

一方、上述したSoCやメモリをはじめとした複数のチップをパッケージ内で3次元方向に積層して実装する技術や、パッケージ内にコンデンサなどの受動部品を組み込む技術の研究開発が盛んに行われている。これらの実装を実施するメリットとしては、パッケージ内にチップや受動部品を組み込むことでセット機器の生産面でのコスト優位性を出すことができる点や、広帯域な信号を高速かつ低電力で伝送できる点などが上げられる。このような実装ではパッケージ内で複雑な温度分布を持つことが考えられる。例えば、同じタスク処理をできるDRAMチップを複数積層した場合、最上層と最下層にあるチップでは同じ電力を印加、同じ処理を実施したとしてもチップの温度上昇値は異なる可能性がある。それは、例えば最下層の下にSoCチップが積層されることや、最上層の上に放熱板が実装されるなどのためである。この例では放熱板がある最上層のチップにタスクを割り振ることが、マルチチップトータルの電力を減らす点や温度を下げる点で有利である。   On the other hand, research and development of a technology for stacking and mounting a plurality of chips such as the above-described SoC and memory in a three-dimensional direction in a package and a technology for incorporating a passive component such as a capacitor in a package are actively conducted. Yes. The advantages of implementing these mountings are that a chip and passive components can be incorporated into the package to provide cost advantages in terms of production of set equipment, and broadband signals can be transmitted at high speed and low power. Points are raised. Such mounting may have a complicated temperature distribution in the package. For example, when a plurality of DRAM chips capable of performing the same task processing are stacked, even if the same power is applied to the chips in the uppermost layer and the lowermost layer and the same processing is performed, the temperature rise values of the chips may be different. This is because, for example, the SoC chip is stacked below the lowermost layer, or a heat sink is mounted on the uppermost layer. In this example, assigning a task to the uppermost chip having a heat sink is advantageous in terms of reducing the total power of the multichip and reducing the temperature.

マルチチップシステムにおいて処理の割り振りをする技術として待機中の冗長チップ・セクションを、一定のセンサ信号に基づいて、過熱の危険のあるチップ・セクションの代わりに使用する技術がある(特許文献2)。この技術では、センサ信号が受信されると、危険なチップ・セクションの動作は冗長チップ・セクションに転送され、危険なチップ・セクションは遮断される。元のチップ・セクションは冷却後、それ自体が交換用チップ・セクションとして使用可能になる。センサ信号は、温度、経過した動作時間、チップ・セクションの動作の数または速度に基づく。   As a technique for allocating processing in a multi-chip system, there is a technique that uses a standby redundant chip section instead of a chip section at risk of overheating based on a certain sensor signal (Patent Document 2). In this technique, when a sensor signal is received, the operation of the dangerous chip section is transferred to the redundant chip section and the dangerous chip section is blocked. After the original tip section has cooled, it can itself be used as a replacement tip section. The sensor signal is based on temperature, elapsed operating time, number or speed of chip section operations.

このように、トランジスタの製造ばらつきや温度の状態に応じて、電圧制御やタスク割り振りをすることで電力や温度を下げる技術が提案されている。   As described above, there has been proposed a technique for reducing power and temperature by performing voltage control and task allocation according to transistor manufacturing variations and temperature states.

特表2010−511247号公報Special table 2010-511247 gazette 特開2000−31382号公報JP 2000-31382 A

マルチチップで構成される情報処理システムにおいて、メモリやプロセッサなどのリソースに余裕がある場合、どのチップのリソースにタスクを割り振るかによって電力は変化する。例えば、製造ばらつきによりトランジスタが低Vtに製造されたチップにタスクを割り振るとリーク電力が大きくなる。また、温度が上がりやすいチップに対してタスクを割り振ると温度上昇によるリーク電力の増加が発生する。   In an information processing system composed of multiple chips, when there are sufficient resources such as memory and processor, the power changes depending on which chip resource the task is allocated to. For example, if a task is assigned to a chip in which transistors are manufactured at a low Vt due to manufacturing variations, the leakage power increases. In addition, if a task is assigned to a chip whose temperature is likely to rise, leakage power increases due to the temperature rise.

特許文献1の技術では1つのチップに対して、トランジスタの製造ばらつきに応じて電力の最適化を図るが、チップ間で電力の低くなるチップにタスクを割り振る機構が設けられていないため、マルチチップトータルでは電力を最適化することはできない。   In the technology of Patent Document 1, power is optimized for one chip according to transistor manufacturing variations, but a mechanism for allocating tasks to chips with low power between chips is not provided. Total power cannot be optimized.

特許文献2ではチップ毎に温度センサが搭載され、その温度状態に応じて、複数チップへのタスクを割り当てることで温度を管理することはできるが、マルチチップトータルの電力を最適化することはできない。また、特許文献2の技術は、温度センサを備える点で製造コストを上昇させる。   In Patent Document 2, a temperature sensor is mounted for each chip, and the temperature can be managed by assigning tasks to a plurality of chips according to the temperature state, but the power of the multi-chip cannot be optimized. . Moreover, the technique of patent document 2 raises manufacturing cost by a point provided with a temperature sensor.

本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、チップのリーク電流や熱抵抗特性に応じて、チップへのタスク処理を割り振ることで、マルチチップシステムのトータルの電力を削減するマルチチップシステム等を提供することを目的としている。   The present invention was created in view of such circumstances, and a multi-chip system that reduces the total power of a multi-chip system by allocating task processing to the chip according to the leakage current and thermal resistance characteristics of the chip. The purpose is to provide a chip system and the like.

上記課題を解決するために本発明のある局面におけるマルチチップシステムは、タスクを実行するチップを2つ以上有するマルチチップシステムであって、チップ内のトランジスタのリーク電流特性を示すチップ毎のリーク電流情報を保持する第1保持部と、各チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを示すチップ毎の熱抵抗情報を保持する第2保持部と、前記リーク電流情報および熱抵抗情報に基づき、前記タスク処理を割り振った場合の各チップのリーク電力を推定する電力推定部と、前記リーク電力を含む消費電力を比較する電力比較部と、比較結果に従って消費電力が小さくなるようにチップにタスクを割り振るタスク管理部とを備える。   In order to solve the above problems, a multi-chip system according to an aspect of the present invention is a multi-chip system having two or more chips that execute a task, and has a leakage current characteristic for each chip indicating a leakage current characteristic of a transistor in the chip. A first holding unit that holds information, a second holding unit that holds thermal resistance information for each chip indicating how hard the heat from each chip is to the outside of the multichip system, and the leakage current information and thermal resistance information A power estimation unit that estimates the leakage power of each chip when the task processing is allocated, a power comparison unit that compares power consumption including the leakage power, and a chip that reduces power consumption according to the comparison result. A task management unit for allocating tasks.

この構成によれば、チップのリーク電流や熱抵抗特性に応じて、チップにタスク処理を割り振り、マルチチップシステムのトータルの電力を削減することができる。すなわち、マルチチップ構成において、各々の製造ばらつきに起因するリーク電流情報と熱抵抗情報により、マルチチップトータルでの電力を減らすためのタスク割り振りを決めることができる。マルチチップ実装形態で決定される熱抵抗情報は、例えば、複数のチップがひとつのパッケージ内にモールドされた場合の熱抵抗でもよいし、セット基板上で複数のチップが配置されている場合の熱抵抗でもよい。所定の処理を行うタスク処理部を備えるチップは、プロセッサ、マイコン、メモリ、SoC(System On a Chip)の何れかであってもよい。   According to this configuration, task processing is allocated to the chip according to the leakage current and thermal resistance characteristics of the chip, and the total power of the multichip system can be reduced. That is, in a multi-chip configuration, task allocation for reducing power in the multi-chip total can be determined based on leakage current information and thermal resistance information resulting from manufacturing variations. The thermal resistance information determined in the multichip mounting form may be, for example, thermal resistance when a plurality of chips are molded in one package, or heat when a plurality of chips are arranged on a set substrate. Resistance may be used. A chip including a task processing unit that performs predetermined processing may be any one of a processor, a microcomputer, a memory, and a SoC (System On a Chip).

ここで、前記電力推定部は、チップ温度とリーク電力との対応関係を示す特性曲線を示すテーブルを有し、前記熱抵抗情報が示す熱抵抗値とチップの消費電力との積と、周囲温度の想定最大値とを加算することにより、チップ温度を推定し、推定されたチップ温度と前記テーブルとから前記リーク電力を推定するようにしてもよい。   Here, the power estimation unit has a table showing a characteristic curve indicating a correspondence relationship between the chip temperature and the leakage power, the product of the thermal resistance value indicated by the thermal resistance information and the power consumption of the chip, and the ambient temperature It is also possible to estimate the chip temperature by adding the assumed maximum value, and to estimate the leakage power from the estimated chip temperature and the table.

この構成によれば、チップ温度を推定するので、温度センサを備える必要がなく、製造コストを抑えることができる。   According to this configuration, since the chip temperature is estimated, it is not necessary to provide a temperature sensor, and the manufacturing cost can be reduced.

ここで、前記電力推定部は、前記チップ温度の推定と前記リーク電力の推定とを所定回数繰り返してもよいし、前記電力推定部は、前記チップ温度の推定と前記リーク電力の推定を所定条件を満たすまで繰り返してもよい。前記所定条件は、前回推定されたチップ温度またはリーク電流と、今回推定されたチップ温度またはリーク電流との差分がしきい値以下になることとしてもよい。   Here, the power estimation unit may repeat the estimation of the chip temperature and the estimation of the leakage power a predetermined number of times, and the power estimation unit may perform the estimation of the chip temperature and the estimation of the leakage power under a predetermined condition. You may repeat until it meets. The predetermined condition may be that a difference between a previously estimated chip temperature or leakage current and a currently estimated chip temperature or leakage current is equal to or less than a threshold value.

この構成よれば、チップ温度の推定およびリーク電力の推定の精度を確保することができる。   According to this configuration, it is possible to ensure the accuracy of chip temperature estimation and leakage power estimation.

ここで、前記タスク管理部は、前記タスク処理が割り振られていないチップを省電力状態にするようにしてもよい。   Here, the task management unit may put a chip to which the task processing is not assigned into a power saving state.

この構成によれば、さらに、消費電力を低減することができる。   According to this configuration, power consumption can be further reduced.

ここで、前記タスク管理部は、タスク処理と、チップと、当該チップにおいて当該タスク処理を実行するのに要する最小の動作周波数との組を、割り振り候補として複数設定し、前記電力推定部は、前記割り振り候補の各々に対して、リーク電流を推定してもよい。   Here, the task management unit sets a plurality of combinations of task processing, a chip, and a minimum operating frequency required to execute the task processing in the chip as allocation candidates, and the power estimation unit includes: A leakage current may be estimated for each of the allocation candidates.

この構成によれば、チップ毎の動作周波数(処理能力)を含む割り振り候補を設定することにより、1つのタスク処理あるいは複数のタスク処理の実行における、チップ毎の動作周波数の最適化と、消費電力を最適化とを行うことができる。   According to this configuration, by setting an allocation candidate including an operating frequency (processing capability) for each chip, optimization of the operating frequency for each chip and power consumption in execution of one task process or a plurality of task processes Can be optimized and done.

ここで、前記電力比較部は、さらに、チップ毎のリーク電力または消費電力を比較し、比較の結果小さい順に優先する優先度を付与し、前記マルチチップシステムは、さらに、前記優先度を保持する優先度保持部を備え、前記タスク管理部は、前記優先度保持部に保持された優先度に従ってチップにタスクを割り振るようにしてもよい。   Here, the power comparison unit further compares the leakage power or power consumption of each chip, and gives priority to the priority in ascending order of the comparison result, and the multi-chip system further holds the priority A priority holding unit may be provided, and the task management unit may allocate tasks to chips according to the priority held in the priority holding unit.

この構成によれば、優先度保持部に優先度を保持させることにより、過去のリーク電力の推定結果による優先度を再利用することができ、よって、タスクの割り振り処理を高速化することができる。   According to this configuration, by holding the priority in the priority holding unit, the priority based on the past leakage power estimation result can be reused, and therefore the task allocation process can be speeded up. .

ここで、前記マルチチップシステムは、さらに、各チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを測定し、前記熱抵抗情報として前記第2保持部に保持させる熱抵抗測定部を備えてもよい。   Here, the multi-chip system may further include a thermal resistance measurement unit that measures the degree of heat passing from each chip to the outside of the multi-chip system and holds the heat resistance information in the second holding unit. Good.

この構成によれば、熱抵抗測定部による熱抵抗の測定がいつでも可能なので、チップの熱抵抗が動的あるいは静的に変更する場合であっても、消費電力の低減を最適化することができる。例えば、工場出荷時にマルチチップシステムの実装形態が確定していない場合や、工場出荷後にマルチチップシステムの実装形態が変更された場合でも、熱抵抗を測定することにより、消費電力の低減を最適化することができる。   According to this configuration, since the thermal resistance can be measured by the thermal resistance measurement unit at any time, the reduction in power consumption can be optimized even when the thermal resistance of the chip changes dynamically or statically. . For example, even if the mounting form of the multi-chip system is not finalized at the time of shipment from the factory, or even if the mounting form of the multi-chip system is changed after shipment from the factory, the reduction in power consumption is optimized by measuring the thermal resistance. can do.

ここで、前記マルチチップシステムは、さらに、各チップのリーク電流の特性を測定し、前記リーク電流情報として前記第1保持部に保持させるリーク電流測定部を備えてもよい。   Here, the multi-chip system may further include a leakage current measuring unit that measures the characteristics of the leakage current of each chip and holds the leakage current information in the first holding unit.

この構成によれば、リーク電流測定部によるリーク電流の測定がいつでも可能なので、電源電圧の変動や経年変化等によってチップのリーク電流が変化した場合であっても、消費電力の低減を最適化することができる。   According to this configuration, since the leakage current measurement unit can measure the leakage current at any time, even if the leakage current of the chip changes due to fluctuations in power supply voltage or aging, etc., the reduction in power consumption is optimized. be able to.

ここで、前記トランジスタのリーク電流情報は、ソース・ドレイン間電流を示してもよいし、前記トランジスタのリーク電流情報は、ゲート遅延時間を示してもよい。   Here, the leakage current information of the transistor may indicate a source-drain current, and the leakage current information of the transistor may indicate a gate delay time.

ここで、前記2つ以上のチップのいずれかの1つは、前記第2保持部、前記電力推定部および前記タスク管理部を備えてもよい。   Here, one of the two or more chips may include the second holding unit, the power estimation unit, and the task management unit.

また、本発明の他の局面におけるマルチチップシステムは、タスクを実行する2つ以上のチップと、チップ内のトランジスタのリーク電流特性を示すチップ毎のリーク電流情報と、チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを示すチップ毎の熱抵抗情報とに依存する優先度であって、消費電力の小さい順を示すチップの優先度を保持する優先度保持部と、前記優先度に従って消費電力が小さくなるようにチップにタスクを割り振るタスク管理部とを備える。   A multichip system according to another aspect of the present invention includes two or more chips that execute a task, leakage current information for each chip indicating leakage current characteristics of transistors in the chip, and from the chip to the outside of the multichip system. Priority depends on the thermal resistance information for each chip indicating the degree of heat resistance of the chip, and a priority holding unit that holds the priority of chips indicating the order of small power consumption, and power consumption according to the priority And a task management unit for allocating tasks to the chips so as to be small.

この構成によれば、チップのリーク電流や熱抵抗特性に応じて、チップにタスク処理を割り振り、マルチチップシステムのトータルの電力を削減することができる。加えて、マルチチップシステムの回路規模(チップサイズ)を小さくし、コストを低減することができる。   According to this configuration, task processing is allocated to the chip according to the leakage current and thermal resistance characteristics of the chip, and the total power of the multichip system can be reduced. In addition, the circuit scale (chip size) of the multichip system can be reduced, and the cost can be reduced.

また、本発明の一局面における通信装置は、上記のマルチチップシステムを備える。   A communication device according to one aspect of the present invention includes the multichip system described above.

ここで、前記通信装置内の前記2つ以上のチップのひとつは、ベースバンド信号処理を行い、他のひとつは、アプリケーションプログラムの処理を行うようにしてもよい。   Here, one of the two or more chips in the communication device may perform baseband signal processing, and the other one may perform application program processing.

また、本発明の一局面における映像音声装置は、上記のマルチチップシステムを備える。   In addition, a video / audio apparatus according to one aspect of the present invention includes the multichip system described above.

ここで、前記映像音声装置内の前記2つ以上のチップのひとつは、映像処理を行い、他のひとつは、音声処理を行うようにしてもよい。   Here, one of the two or more chips in the video / audio device may perform video processing, and the other one may perform audio processing.

また、本発明の一局面における自動車は、上記のマルチチップシステムを備える。   An automobile according to one aspect of the present invention includes the multichip system described above.

ここで、前記自動車内の前記2つ以上のチップのひとつは、トランスミッションの制御を行い、他のひとつは、ナビゲーション処理を行うようにしてもよい。   Here, one of the two or more chips in the automobile may perform transmission control, and the other one may perform navigation processing.

以上、本発明によると、マルチチップシステムにおいて、マルチチップシステムトータルでの電力を削減することができる。   As described above, according to the present invention, in the multi-chip system, the total power of the multi-chip system can be reduced.

第1の実施形態におけるマルチチップシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the multichip system in 1st Embodiment. 3パッケージで構成されるマルチチップシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structural example of the multichip system comprised by 3 packages. リーク電流の被測定回路(実回路)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-measured circuit (real circuit) of leakage current. リーク電流の被測定回路(PCM)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-measured circuit (PCM) of leak current. リーク電流の被測定回路(測定用回路)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-measured circuit (circuit for a measurement) of leakage current. ゲート遅延時間の被測定回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the to-be-measured circuit of gate delay time. ゲート遅延時間の被測定回路のタイムチャートである。It is a time chart of the circuit under test of the gate delay time. マルチチップでのパッケージングの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the packaging in a multichip. リーク電力算出用のテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table for leak electric power calculation. マルチチップシステムの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a multichip system. チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の一例を示す図である。It is a figure which shows an example, such as an estimation result of chip temperature, a leakage current, and power consumption. チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の一例を示す図である。It is a figure which shows an example, such as an estimation result of chip temperature, a leakage current, and power consumption. チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の一例を示す図である。It is a figure which shows an example, such as an estimation result of chip temperature, a leakage current, and power consumption. チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の一例を示す図である。It is a figure which shows an example, such as an estimation result of chip temperature, a leakage current, and power consumption. 温度に対するリーク電力の特性の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the characteristic of the leak electric power with respect to temperature. 2パッケージで構成されるマルチチップシステムの詳細な構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structural example of the multichip system comprised by 2 packages. 第2の実施の形態におけるマルチチップシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the multichip system in 2nd Embodiment. マルチチップシステムの動作例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation example of a multichip system. 第3の実施の形態におけるマルチチップシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the multichip system in 3rd Embodiment. 第4の実施の形態におけるマルチチップシステムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the multichip system in 4th Embodiment. マルチチップシステムを備えた通信機器の概観図である。It is a general-view figure of the communication apparatus provided with the multichip system. マルチチップシステムを備えた他の通信機器の概観図である。It is a general-view figure of the other communication apparatus provided with the multichip system. マルチチップシステムを備えたAV機器の概観図である。It is a general-view figure of AV equipment provided with the multichip system. マルチチップシステムを備えた他のAV機器の概観図である。It is a general-view figure of the other AV apparatus provided with the multichip system. マルチチップシステムを備えた移動体の概観図である。It is a general-view figure of the mobile body provided with the multichip system. マルチチップシステムを備えた他の移動体の概観図である。It is a general-view figure of the other mobile body provided with the multichip system.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態におけるマルチチップシステムの構成例を示すブロック図である。同図においてマルチチップシステム100は、タスク処理を行うチップを2つ以上有するマルチチップシステムであって、チップ1、チップ2、第1保持部4、第2保持部5、電力推定部6、電力比較部7およびタスク管理部8を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a multichip system according to the first embodiment. In the figure, a multi-chip system 100 is a multi-chip system having two or more chips that perform task processing, and includes a chip 1, a chip 2, a first holding unit 4, a second holding unit 5, a power estimation unit 6, and a power. A comparison unit 7 and a task management unit 8 are provided.

チップ1、チップ2は所定のタスク処理を行うタスク処理部13、23を持つチップである。タスク処理部13、23はそれぞれ、演算やデータ保持などの情報処理を行う回路である。チップ1、チップ2は1つのパッケージ内にモールドされている場合や、別パッケージでセット基板に実装されている場合がある。   Chip 1 and chip 2 are chips having task processing units 13 and 23 for performing predetermined task processing. The task processing units 13 and 23 are circuits that perform information processing such as computation and data retention. The chip 1 and the chip 2 may be molded in one package or may be mounted on a set substrate in another package.

図1において、第1保持部4は、各チップ固有の製造ばらつきに起因するトランジスタのリーク電流特性を示すチップ毎のリーク電流情報を保持するメモリである。リーク電流情報は、例えば、チップ内のトランジスタ1個当たりのリーク電流、チップ内のトランジスタ1000個当たりのリーク電流、または、チップ内のトランジスタ全数のリーク電流を示す。あるいは、リーク電流情報は、リーク電流を代替する情報として、トランジスタの閾値、ゲート遅延時間を示す情報でもよい。リーク電流情報は、検査時あるいは動作中に第1保持部4に設定される。リーク電流情報を、検査時に取得するのであれば、不揮発性メモリで構成された第1保持部4に保持する必要があり、動作中に測定できる回路構成であれば揮発性メモリで構成された第1保持部4に情報を保持しておけばよい。   In FIG. 1, a first holding unit 4 is a memory that holds leakage current information for each chip indicating leakage current characteristics of a transistor due to manufacturing variations unique to each chip. The leak current information indicates, for example, the leak current per transistor in the chip, the leak current per 1000 transistors in the chip, or the leak current of all the transistors in the chip. Alternatively, the leakage current information may be information indicating the threshold value of the transistor and the gate delay time as information that replaces the leakage current. The leakage current information is set in the first holding unit 4 during inspection or during operation. If the leakage current information is to be acquired at the time of inspection, it is necessary to hold the leakage current information in the first holding unit 4 configured with a nonvolatile memory. If the circuit configuration can be measured during operation, the first configuration configured with a volatile memory is required. Information may be held in the 1 holding unit 4.

このリーク電流情報はトランジスタのソース・ドレイン間電流を測定することで取得することができる。例えば、図3のような、チップ1またはチップ2内の実動作をする回路に電源を印加し、動作を止めた状態で電源・GND間の電流を測定するチップ出荷検査項目である静止電源電流検査の手法や、図4のような、ウエハのスクライブブレーン上にあるPCM(Process Control Monitor)を測定する手法や、図5のような、仕上がり情報を取ることを目的としてチップ内に配置されたトランジスタを測定する手法が考えられる。なお、チップのばらつきを精度よく反映するために、トランジスタ数は多いほうが良い。   This leakage current information can be obtained by measuring the current between the source and drain of the transistor. For example, as shown in FIG. 3, a static power supply current, which is a chip shipment inspection item that measures the current between the power supply and the GND in a state where the power supply is applied to the circuit that actually operates in the chip 1 or the chip 2 and the operation is stopped. It is arranged in the chip for the purpose of collecting inspection information, as shown in FIG. 4, and for measuring the PCM (Process Control Monitor) on the scribe plane of the wafer as shown in FIG. A technique for measuring a transistor is conceivable. It should be noted that the number of transistors should be large in order to accurately reflect chip variations.

また、このリーク電流情報は図6Aのような回路で測定した遅延特性から間接的に得ることができる。図6Aの回路は、図6Bに示すように、(a)遅延時間が小さい場合、(b)遅延時間が標準的な(中くらいの)場合、(c)遅延時間が大きい場合との何であるかを判別する。この回路では、ゲートパスのトランジスタが低Vtや高Vtに仕上がりが異なることで、クロック1周期でデータが伝播する距離、すなわち遅延時間が異なることを、付加されたフリップ・フロップ回路でモニタすることができる。遅延が大きければそのチップは高Vtに仕上がっておりリーク電流が小さいと想定でき、遅延が小さければリーク電流が大きいと想定できる。このような遅延を測定するフリップ・フロップを実回路のゲートパスに付加しても良いし、遅延を測定する目的でチップ内に配置しても良い。また、遅延を測定する手段は様々考えられ、本実施の形態に記した手段に限定されるものではない。なお、チップのばらつきを精度よく反映するために、ゲートパスを構成するトランジスタ数は多いほうがよい。   Further, the leakage current information can be indirectly obtained from the delay characteristics measured by the circuit as shown in FIG. 6A. In the circuit of FIG. 6A, as shown in FIG. 6B, (a) when the delay time is small, (b) when the delay time is standard (medium), and (c) when the delay time is large Is determined. In this circuit, it is possible to monitor with the added flip-flop circuit that the propagation distance of data in one clock cycle, that is, the delay time is different due to the difference in the finish of the gate pass transistor to low Vt or high Vt. it can. If the delay is large, it can be assumed that the chip has a high Vt and the leak current is small, and if the delay is small, it can be assumed that the leak current is large. Such a flip-flop for measuring the delay may be added to the gate path of the actual circuit, or may be arranged in the chip for the purpose of measuring the delay. Various means for measuring the delay are conceivable and are not limited to the means described in this embodiment. It should be noted that the number of transistors constituting the gate path should be large in order to accurately reflect chip variations.

第2保持部5は、各チップの実装形態に依存する、各チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを示すチップ毎の熱抵抗情報とを保持するメモリである。この熱抵抗情報はパッケージを選定する際やセット機器での放熱設計などで実施される熱解析結果をもとに得ることができる。例えば、図7で示されるパッケージを熱解析すれば、上部にあるチップ2は樹脂を通して空気に熱を逃がす必要があるため熱抵抗が高くなるが、下部にあるチップ1はインターポーザー・セット基板を通して熱が逃げやすいので熱抵抗は低くなる、といった熱抵抗情報を得ることができる。この熱抵抗情報は、マルチチップ構成の中で、どの場所に実装されているかを示す情報としても考えることもできる。   The second holding unit 5 is a memory that holds heat resistance information for each chip indicating the degree of heat passing from each chip to the outside of the multichip system, depending on the mounting form of each chip. This thermal resistance information can be obtained based on the results of thermal analysis performed when selecting a package or designing heat dissipation in a set device. For example, if the package shown in FIG. 7 is subjected to thermal analysis, the chip 2 in the upper part needs to release heat to the air through the resin, so that the thermal resistance increases, but the chip 1 in the lower part passes through the interposer set substrate. It is possible to obtain heat resistance information that the heat resistance is low because heat easily escapes. This thermal resistance information can also be considered as information indicating where the chip is mounted in the multi-chip configuration.

電力推定部6は、リーク電流情報および熱抵抗情報に基づき、チップ1、2にタスク処理を割り振った場合の各チップのリーク電力を推定する。電力推定部6は、各チップのリーク電流情報と、熱抵抗情報から、図8で示すようなテーブルを用いてチップのリーク電力の大小を求める。テーブルの横軸は製造ばらつきに起因するリーク電流を示し、縦軸は実装形態で決定される熱抵抗情報を示す。図中の「リーク電流」は小、中、大の3段階に分類されている。リーク電流の小、中、大は、トランジスタの閾値電圧Vtの高、中、低に対応する。(電流値)の記載例は、例えばトランジスタ1000個当たりのリーク電流を示す。この電流値は、チップ内の全トランジスタ数に対応するリーク電流に換算される。「熱抵抗」は、1W当たりの上昇温度を示し、3段階に分類されている。   The power estimation unit 6 estimates the leakage power of each chip when task processing is allocated to the chips 1 and 2 based on the leakage current information and the thermal resistance information. The power estimation unit 6 obtains the magnitude of the leakage power of the chip from the leakage current information and thermal resistance information of each chip using a table as shown in FIG. The horizontal axis of the table indicates leakage current due to manufacturing variation, and the vertical axis indicates thermal resistance information determined by the mounting form. “Leakage current” in the figure is classified into three stages: small, medium and large. Small, medium, and large leak currents correspond to high, medium, and low threshold voltage Vt of the transistor. The description example of (current value) indicates, for example, leakage current per 1000 transistors. This current value is converted into a leak current corresponding to the total number of transistors in the chip. “Thermal resistance” indicates an elevated temperature per 1 W, and is classified into three stages.

テーブル内の1から9の数値はリーク電力の大小を示す数値であり、数値の大きいほうをリーク電力が大きいことを示す。このリーク電力の大小を示す数値は、タスクの動作電力と温度に依存するリーク電力を足した電力と、チップ内の温度から算出できる。詳細は後述する。   Numerical values 1 to 9 in the table are numerical values indicating the magnitude of the leakage power, and a larger numerical value indicates that the leakage power is larger. The numerical value indicating the magnitude of the leakage power can be calculated from the power obtained by adding the leakage power depending on the task operating power and temperature, and the temperature in the chip. Details will be described later.

電力比較部7は、リーク電力を含む消費電力を比較する。   The power comparison unit 7 compares power consumption including leakage power.

タスク管理部8は、消費電力が小さくなるようにチップにタスクを割り振り、割り振られていないチップを省電力状態にする。   The task management unit 8 allocates tasks to chips so that power consumption is reduced, and puts unallocated chips into a power saving state.

続いて、以上のように構成されたマルチチップシステムについてその動作例を説明する。   Next, an operation example of the multichip system configured as described above will be described.

図9は、本実施の形態におけるマルチチップシステムの動作例を示すフローチャートである。また、図10A、図10Bは、チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の一例を示す表である。   FIG. 9 is a flowchart showing an operation example of the multi-chip system in the present embodiment. FIG. 10A and FIG. 10B are tables showing examples of chip temperature, leakage current, power consumption estimation results, and the like.

図10A、図10Bにおいて、リーク電流と熱抵抗とは、チップ固有の情報であり、リーク電流はリーク電流情報から、熱抵抗は熱抵抗情報から得られる。チップ1は製造ばらつきによってリーク電流が大きい低Vtに仕上がり、チップ2は中Vtに仕上がりになっているとし、熱抵抗はチップ1が5℃/W、チップ2が15℃/W、動作電力はチップ1、チップとも5mW/MHzとする。   10A and 10B, the leakage current and the thermal resistance are information unique to the chip, the leakage current is obtained from the leakage current information, and the thermal resistance is obtained from the thermal resistance information. Chip 1 is finished to low Vt with large leakage current due to manufacturing variations, and chip 2 is finished to medium Vt. Thermal resistance is 5 ° C / W for chip 1, 15 ° C / W for chip 2, and operating power is Both chip 1 and chip are set to 5 mW / MHz.

Taは、マルチチップシステムが設置される環境で想定される最大の周囲温度を示す。   Ta represents the maximum ambient temperature assumed in the environment where the multichip system is installed.

動作周波数Freqは、チップの動作周波数であり、さらにタスクの割り振り候補を示す。つまり、動作周波数をチップの処理能力を示す帯域とみなして、タスクに割り振られる帯域を意味する。図10A、図10Bの例では、チップ1、チップ2とも最大動作周波数1GHzで動作するチップとし、タスクの処理量は1GHzで処理可能とする。すなわち、どちらか一方のチップが動作することで処理可能なタスクとしている。   The operating frequency Freq is the operating frequency of the chip and further indicates task allocation candidates. That is, the operating frequency is regarded as a band indicating the processing capacity of the chip, and means a band allocated to a task. In the example of FIGS. 10A and 10B, both chip 1 and chip 2 are chips that operate at a maximum operating frequency of 1 GHz, and the task processing amount can be processed at 1 GHz. That is, a task that can be processed by either one of the chips operating.

P_actはリーク電力を無視した動作電力を示す。Tjは、チップ温度(例えばチップ表面とパッケージとのジャンクション温度)を示す。P_Leakはリーク電力を、P_totalは動作電力P_actとリーク電力P_leakを足したトータルの消費電力である。Totalの行で示されている数値は、チップ1とチップ2の電力を足したものである。   P_act indicates operating power ignoring leakage power. Tj represents a chip temperature (for example, a junction temperature between the chip surface and the package). P_Leak is the leakage power, and P_total is the total power consumption obtained by adding the operating power P_act and the leakage power P_leak. The numerical value shown in the Total row is the sum of the power of chip 1 and chip 2.

図9において、まず、タスク管理部8は、タスクの割り振り候補を設定する(S91)。例えば、タスク管理部8は、割り振り候補として、図10Aの例では、動作周波数1GHzで動作するチップ1にタスクを割り振ることを設定し。図10Bの例では、動作周波数1GHzで動作するチップ2にタスクを割り振ることを設定している。   In FIG. 9, the task management unit 8 first sets task allocation candidates (S91). For example, the task management unit 8 sets allocation of a task to a chip 1 operating at an operating frequency of 1 GHz in the example of FIG. 10A as an allocation candidate. In the example of FIG. 10B, the task is set to be allocated to the chip 2 operating at the operating frequency of 1 GHz.

次に、電力推定部6は、割り振り候補毎に(ループ1)、および、チップ毎に(ループ2)リーク電力情報および熱抵抗情報から電力を推定する(S94)。   Next, the power estimation unit 6 estimates power from the leakage power information and the thermal resistance information for each allocation candidate (loop 1) and for each chip (loop 2) (S94).

具体的には、ステップS94において、電力推定部6は、チップ温度Tjを推定し(S941)、チップ温度Tjからリーク電力P_leakを推定し(S942)、電力P_totalを推定する(S943)という処理を、P_leakがほぼ収束するまで繰り返す。   Specifically, in step S94, the power estimation unit 6 estimates the chip temperature Tj (S941), estimates the leakage power P_leak from the chip temperature Tj (S942), and estimates the power P_total (S943). , Repeat until P_leak is almost converged.

ステップS941でのチップ温度Tjの推定では、まず、熱抵抗×トータル電力+周囲温度(Ta)からチップ温度Tjを推定する。ステップS942において、そのチップ温度Tjでのリーク電力を図12で示す、温度に対するリーク電力の特性から推定する。図12の特性は、図8に示したテーブルから、電力推定部6によって作成される。   In the estimation of the chip temperature Tj in step S941, first, the chip temperature Tj is estimated from thermal resistance × total power + ambient temperature (Ta). In step S942, the leakage power at the chip temperature Tj is estimated from the characteristic of leakage power with respect to temperature shown in FIG. The characteristics in FIG. 12 are created by the power estimation unit 6 from the table shown in FIG.

ステップS943においてリーク電力P_leakを動作電力P_actに加える。さらに、ステップS944の終了判定において、チップ温度Tj、リーク電力P_leakまたはトータル電力P_totalが十分に収束したかどうかを判定する。十分収束していない場合は、再度、S941〜S943を実行する。   In step S943, the leakage power P_leak is added to the operating power P_act. Furthermore, in the end determination in step S944, it is determined whether the chip temperature Tj, the leakage power P_leak, or the total power P_total has sufficiently converged. If not sufficiently converged, S941 to S943 are executed again.

なお、ステップS94において、動作周波数Freqが0のときは、クロック信号の供給の遮断や、電源供給の遮断などの汎用的なローパワー技術によって、動作電力とリーク電力とが0となっているとみなす。   In step S94, when the operating frequency Freq is 0, the operating power and the leakage power are 0 due to a general-purpose low-power technique such as shutting off the supply of the clock signal or shutting off the power supply. I reckon.

また、ステップS944の終了判定では、5回、10回など所定回数を繰り返したか否かを判定するようにしてもよいし、前回のチップ温度Tjと今回のチップ温度Tjとの差分が閾値以下であるか否かを判定してもよいし、前回のリーク電力P_leakと今回のリーク電力P_leakとの差分が閾値以下であるか否かを判定してもよい。   In addition, in the end determination of step S944, it may be determined whether or not a predetermined number of times such as 5 times and 10 times has been repeated, or the difference between the previous chip temperature Tj and the current chip temperature Tj is equal to or less than a threshold value. It may be determined whether or not there is, or it may be determined whether or not the difference between the previous leakage power P_leak and the current leakage power P_leak is equal to or less than a threshold value.

さらに、電力比較部7は、マルチチップチップシステムの消費電力(P_totalの和)を算出し、消費電力を比較し、消費電力が小さい順に優先度を付与する(S97)。優先度は、チップの優先度でもよいし、割り振り候補の優先度でもよい。図10Aから、チップ1で処理を実施した場合のチップ1とチップ2を足したトータル電力は、5.6Wとなる。一方、図10Bからチップ2で処理を実施した場合は5.9Wとなる。この場合、割り振り候補の優先度は、図10Aの割り振り候補、図10Bの割り振り候補の順になる。チップの優先度は、チップ1、チップ2の順番になる。電力比較部7は、リーク電力または従ってチップの優先度を付与してもよく、図10A、図10Bの場合、チップ1、チップ2の順になる。   Furthermore, the power comparison unit 7 calculates the power consumption (sum of P_total) of the multichip chip system, compares the power consumption, and assigns priorities in ascending order of power consumption (S97). The priority may be a chip priority or an allocation candidate priority. From FIG. 10A, the total power of chip 1 and chip 2 when processing is performed with chip 1 is 5.6 W. On the other hand, when processing is performed with the chip 2 from FIG. In this case, the priority of the allocation candidates is in the order of the allocation candidates in FIG. 10A and the allocation candidates in FIG. 10B. The priority of chips is the order of chip 1 and chip 2. The power comparison unit 7 may give the leakage power or the priority of the chip, and in the case of FIGS. 10A and 10B, the order is the chip 1 and the chip 2.

次に、タスク管理部8は、優先度に従って、消費電力が最小になる候補またはチップを選択し、選択に従ってタスクをチップに割り振る(S98)。このとき、タスクが割り振られていないチップがあれば、省電力状態にする。省電力状態は、クロック信号の周波数を低下させることや、クロック信号の供給を遮断することや、電源供給の遮断などによる。このように同じ処理性能を持つ2つのチップに対してどちらか一方で処理した場合、リーク電流情報や熱抵抗情報によってマルチチップトータルの電力の結果が変わってくることがわかる。この例ではチップ1にタスクを割り振ったほうがマルチチップトータルの電力が削減できることになる。また、1チップだけでは処理できないタスクとすると、チップ1を1GHzで動作させ、それで処理できない分をチップ2に割り振ることで、マルチチップシステムトータルの電力を削減することができる。   Next, the task management unit 8 selects a candidate or chip with the lowest power consumption according to the priority, and allocates a task to the chip according to the selection (S98). At this time, if there is a chip to which no task is allocated, the power saving state is set. The power saving state is caused by reducing the frequency of the clock signal, cutting off the supply of the clock signal, cutting off the power supply, or the like. As described above, when one of the two chips having the same processing performance is processed, the result of the total power of the multi-chip varies depending on the leakage current information and the thermal resistance information. In this example, the power allocated to the chip 1 can be reduced by assigning tasks to the chip 1. If the task cannot be processed by only one chip, the chip 1 is operated at 1 GHz, and the portion that cannot be processed by the chip is allocated to the chip 2, thereby reducing the total power of the multichip system.

図11A、図11Bは、チップ温度、リーク電流および消費電力の推定結果等の他の一例を示す表である。ここでは、1000MHzの帯域(処理能力)を必要とするタスク1および500MHzの帯域を必要とするタスク2をチップ1およびチップ2に割り当てる例を説明する。なお、チップ固有の情報と最大の周囲温度Taは図10A、図10Bと同じであるものとする。   11A and 11B are tables showing other examples of chip temperature, leakage current, power consumption estimation results, and the like. Here, an example will be described in which task 1 requiring a 1000 MHz band (processing capability) and task 2 requiring a 500 MHz band are allocated to chip 1 and chip 2. Note that the chip-specific information and the maximum ambient temperature Ta are the same as those in FIGS. 10A and 10B.

図11Aでは割り当て候補は、(タスク1、チップ1、1000MHz)と(タスク2、チップ2、500MHz)と設定され、図11Bでは、割り当て候補は、(タスク1、チップ2、500MHz)と(タスク2、チップ1、1000MHz)と設定されている。つまり、タスク管理部8は、(タスク処理、チップ、当該チップにおいて当該タスク処理を実行するのに要する最小の動作周波数)の組を、割り振り候補として複数設定している。   In FIG. 11A, allocation candidates are set to (task 1, chip 1, 1000 MHz) and (task 2, chip 2, 500 MHz), and in FIG. 11B, allocation candidates are (task 1, chip 2, 500 MHz) and (task 2, chip 1, 1000 MHz). That is, the task management unit 8 sets a plurality of sets of (task processing, chip, minimum operating frequency required for executing the task processing in the chip) as allocation candidates.

この割り振り候補に対して、電力推定部6は、図9に示したフローに従って、チップ温度Tj、リーク電力P_leak、電力P_totalを推定する。   For this allocation candidate, the power estimation unit 6 estimates the chip temperature Tj, the leakage power P_leak, and the power P_total according to the flow shown in FIG.

図11Aの推定結果では、消費電力の合計が8.3Wとなり、図11Bの推定結果では、消費電力の合計が8.8Wになる。この場合、電力比較部7は、図11Aの割り振り候補、図11Bの割り振り候補の順に割り振り候補の優先度を付与し、あるいは、タスク1に対してもタスク2に対しても、チップ1、チップ2の順にチップの優先度を付与する。タスク管理部8は、消費電力が小さくなるように、図11Aのように、タスク1を、チップ1に割り振り、その動作周波数を1000MHzにし、タスク2をチップ2に割り振り、その動作周波数を500MHzにする。   In the estimation result of FIG. 11A, the total power consumption is 8.3 W, and in the estimation result of FIG. 11B, the total power consumption is 8.8 W. In this case, the power comparison unit 7 assigns priorities to the allocation candidates in the order of the allocation candidates in FIG. 11A and the allocation candidates in FIG. 11B, or chip 1 and chip 2 for both task 1 and task 2. Chip priority is given in the order of 2. As shown in FIG. 11A, the task management unit 8 allocates task 1 to chip 1, assigns its operating frequency to 1000 MHz, assigns task 2 to chip 2, and sets its operating frequency to 500 MHz so that power consumption is reduced. To do.

以上、図11A、図11Bを用いて説明してきたように、チップ毎の動作周波数(処理能力)を含む割り振り候補を設定することにより、1つのタスク処理あるいは複数のタスク処理の実行における、チップ毎の動作周波数の最適化を含めて、消費電力を最適化することができる。   As described above with reference to FIGS. 11A and 11B, by setting an allocation candidate including the operating frequency (processing capability) for each chip, each chip in the execution of one task process or a plurality of task processes is set. The power consumption can be optimized including the optimization of the operating frequency.

なお、図1において、タスク処理を実行するチップの数は2つとは限らず、3つ以上であってもよい。図1の2つのチップは、1つのパッケージにモールドされていてもよいし、別のパッケージに実装されていてもよい。図1のマルチチップシステム100は、1つのパッケージに実装されていてもよいし、2つ以上のパッケージとして実装されていてもよい。   In FIG. 1, the number of chips that execute task processing is not limited to two, and may be three or more. The two chips in FIG. 1 may be molded in one package or may be mounted in another package. The multichip system 100 of FIG. 1 may be mounted in one package, or may be mounted as two or more packages.

次に、図1のマルチチップシステム100が、3パッケージで構成される例について説明する。   Next, an example in which the multichip system 100 of FIG. 1 is configured with three packages will be described.

図2は、3パッケージで構成されるマルチチップシステムのより詳細な構成例を示すブロック図である。マルチチップシステム101は、チップ10、チップ20、コントローラ3とからなる3パッケージで構成され、図1のマルチチップシステム100と機能的には同等であるが、以下の点で異なっている。以下、同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。   FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration example of a multichip system including three packages. The multi-chip system 101 includes three packages including a chip 10, a chip 20, and a controller 3, and is functionally equivalent to the multi-chip system 100 of FIG. 1, but differs in the following points. Hereinafter, description of the same points will be omitted, and different points will be mainly described.

リーク電流情報保持部14およびリーク電流情報保持部24は、図1の第1保持部4に対応する。すなわち、リーク電流情報保持部14は、チップ1のリーク電流情報を保持し、リーク電流情報保持部24は、チップ2のリーク電流情報を保持する。   The leakage current information holding unit 14 and the leakage current information holding unit 24 correspond to the first holding unit 4 in FIG. That is, the leakage current information holding unit 14 holds the leakage current information of the chip 1, and the leakage current information holding unit 24 holds the leakage current information of the chip 2.

チップ10は、図1のチップ1にリーク電流情報保持部14が追加された構成である。   The chip 10 has a configuration in which a leakage current information holding unit 14 is added to the chip 1 of FIG.

チップ20は、図1のチップ2にリーク電流情報保持部24が追加された構成である。   The chip 20 has a configuration in which a leakage current information holding unit 24 is added to the chip 2 of FIG.

電力推定部16および電力推定部26は、図1の電力推定部6に対応する。すなわち、電力推定部16は、チップ10のチップ温度、リーク電力、消費電力を推定する。電力推定部26は、チップ20のチップ温度、リーク電力、消費電力を推定する。   The power estimation unit 16 and the power estimation unit 26 correspond to the power estimation unit 6 in FIG. That is, the power estimation unit 16 estimates the chip temperature, leakage power, and power consumption of the chip 10. The power estimation unit 26 estimates the chip temperature, leakage power, and power consumption of the chip 20.

コントローラ3は、第2保持部5、電力推定部16、電力推定部26、電力比較部7、タスク管理部8を備える。コントローラ3とチップ10との間、およびコントローラ3とチップ2との間は、配線または通信線によって接続されている。   The controller 3 includes a second holding unit 5, a power estimation unit 16, a power estimation unit 26, a power comparison unit 7, and a task management unit 8. The controller 3 and the chip 10 and the controller 3 and the chip 2 are connected by wiring or communication lines.

さらに、図1、図2とは異なる実装形態のマルチチップシステムとして、2パッケージ構成のマルチチップシステムについて説明する。   Further, a multi-chip system having a two-package configuration will be described as a multi-chip system having a different mounting form from FIGS.

図13は、2パッケージで構成されるマルチチップシステムのより詳細な構成例を示すブロック図である。   FIG. 13 is a block diagram showing a more detailed configuration example of a multi-chip system including two packages.

同図のマルチチップシステム102は、チップ1、チップ20の2パッケージから構成される。図13では、図12と比較して、チップ11は、タスク処理部13、リーク電流情報保持部14、タスク管理部8、電力比較部7、電力推定部16、電力推定部26、第2保持部5を備える。この構成ではタスクはタスク管理部8を設けるチップ11に入り、各チップへタスクが割り振られることになる。このようなマルチチップシステム102を構成するチップのいずれかの1つにタスク管理部が設けられた具体例は、上記図1、図2について説明したのと同様に動作し、マルチチップシステムを構成するための実装コストの観点から本構成も選択肢の1つである。   The multi-chip system 102 shown in FIG. 1 includes two packages of chip 1 and chip 20. In FIG. 13, compared with FIG. 12, the chip 11 includes a task processing unit 13, a leakage current information holding unit 14, a task management unit 8, a power comparison unit 7, a power estimation unit 16, a power estimation unit 26, and a second holding. Part 5 is provided. In this configuration, the task enters the chip 11 provided with the task management unit 8, and the task is allocated to each chip. The specific example in which the task management unit is provided in any one of the chips constituting the multichip system 102 operates in the same manner as described with reference to FIGS. 1 and 2 above, and configures the multichip system. This configuration is also an option from the viewpoint of mounting costs for the purpose.

(第2の実施形態)
本実施の形態では、マルチチップシステムが、さらに、電力比較部7によって付与された優先度を保持する優先度保持部(8a)を備え、タスク管理部が、優先度保持部に保持された優先度に従ってチップにタスクを割り振る構成について説明する。優先度保持部に優先度を保持させることにより、過去のリーク電力の推定による優先度を再利用し、タスクの割り振り処理を高速化することができる。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, the multi-chip system further includes a priority holding unit (8a) that holds the priority given by the power comparison unit 7, and the task management unit holds the priority held in the priority holding unit. A configuration for allocating tasks to chips according to the degree will be described. By holding the priority in the priority holding unit, it is possible to reuse the priority based on the past leakage power estimation and to speed up the task allocation process.

図14は、本実施の形態におけるマルチチップシステム200の構成を示すブロック図である。同図は、図1と比較して、優先度保持部81が追加されている点が異なる。以下、同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。   FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of multichip system 200 in the present embodiment. This figure is different from FIG. 1 in that a priority holding unit 81 is added. Hereinafter, description of the same points will be omitted, and different points will be mainly described.

優先度保持部81は、電力比較部7によって付与された優先度を保持する。この優先度は、チップの優先度および割り振り候補の優先度のどちらか、または、両方である。   The priority holding unit 81 holds the priority assigned by the power comparison unit 7. This priority is either or both of the chip priority and the allocation candidate priority.

図15は、本実施の形態におけるマルチチップシステムの動作例を示すフローチャートである。同図は、図9と比較して、ステップS5が追加されている点が異なる。   FIG. 15 is a flowchart showing an operation example of the multi-chip system in the present embodiment. The figure differs from FIG. 9 in that step S5 is added.

ステップS5において、タスク管理部8は、優先度保持部81に優先度が保持されているか否かを判定し、保持されていると判定されたときステップS98に移行し、保持されていないと判定されたときステップS92に移行する。ステップS98において、タスク管理部8は、優先度に従ってタスクを割り振ることに寄り、消費電力が最小の候補を選択し、タスクを割り振る。   In step S5, the task management unit 8 determines whether or not the priority is held in the priority holding unit 81. When it is determined that the priority is held, the task management unit 8 proceeds to step S98 and determines that the priority is not held. If so, the process proceeds to step S92. In step S98, the task management unit 8 approaches the task allocation according to the priority, selects a candidate with the lowest power consumption, and allocates the task.

本実施の形態のマルチチップシステム200によれば、過去のリーク電力の推定による優先度を再利用するので、タスクの割り振り処理を高速化することができる。   According to the multi-chip system 200 of the present embodiment, the priority based on the estimation of the past leakage power is reused, so that the task allocation process can be speeded up.

なお、優先度保持部81は、チップの優先度の代わりに、過去に推定されたリーク電力や、リーク電力を含む消費電力を保持してもよい。また、図14の代わりに、図2、図13の構成に対しても優先度保持部81を追加した構成としても、図14と同様の効果を得ることができる。   Note that the priority holding unit 81 may hold the leak power estimated in the past or the power consumption including the leak power instead of the priority of the chip. 14 can be obtained by adding the priority holding unit 81 to the configurations of FIGS. 2 and 13 instead of FIG.

(第3の実施の形態)
本実施の形態では、リーク電流を測定するリーク電流測定部と、熱抵抗を測定する熱抵抗測定部とを備えるマルチチップシステムについて説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, a multi-chip system including a leakage current measurement unit that measures leakage current and a thermal resistance measurement unit that measures thermal resistance will be described.

図16は、本実施の形態におけるマルチチップシステム300の構成を示すブロック図である。同図は、図14と比較して、リーク電流測定部40と熱抵抗測定部50とが追加されている点が異なる。以下、同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。   FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of multi-chip system 300 in the present embodiment. This figure is different from FIG. 14 in that a leakage current measuring unit 40 and a thermal resistance measuring unit 50 are added. Hereinafter, description of the same points will be omitted, and different points will be mainly described.

リーク電流測定部40は、各チップのリーク電流の特性を測定し、リーク電流情報として第1保持部4に保持させる。リーク電流測定部40は、例えば、図3、図5、または図6A等の被測定回路を用いてリーク電流を測定する。すなわち、リーク電流測定部40は、チップ中の実動作をする回路(図3)の電源・GND間の電流を測定してもよいし、仕上がり情報を取ることを目的としてチップ内に配置されたトランジスタ(図5)のリーク電流を測定してもよい。好ましくは、チップのばらつきを精度よく反映するために、トランジスタ数は多いものとする。   The leakage current measuring unit 40 measures the characteristics of the leakage current of each chip and stores the leakage current information in the first holding unit 4. The leakage current measuring unit 40 measures the leakage current using, for example, a circuit under measurement such as FIG. 3, FIG. 5, or FIG. 6A. In other words, the leakage current measuring unit 40 may measure the current between the power supply and the GND of the circuit (FIG. 3) that actually operates in the chip, and is arranged in the chip for the purpose of obtaining finished information. The leakage current of the transistor (FIG. 5) may be measured. Preferably, the number of transistors is large in order to accurately reflect chip variations.

また、本発明の製造ばらつきに起因するリーク電流情報はゲート遅延時間を示してもよい。この場合リーク電流測定部40は、ゲート遅延時間を、実動作をする回路から測定してもよいし、仕上がり情報を取ることを目的としてチップ内に配置された被測定回路(図6A)でもよい。好ましくは、チップのばらつきを精度よく反映するためにトランジスタが多く使われているものとする。トランジスタを測定するタイミングは、検査時でもよいし、実動作中でもよい。検査時に測定した場合は、測定されたチップ内の不揮発性メモリに保存することを含む。   Further, the leakage current information resulting from the manufacturing variation of the present invention may indicate the gate delay time. In this case, the leakage current measuring unit 40 may measure the gate delay time from a circuit that performs actual operation, or may be a circuit under measurement (FIG. 6A) arranged in a chip for the purpose of obtaining finished information. . Preferably, many transistors are used in order to accurately reflect chip variations. The timing for measuring the transistor may be during inspection or during actual operation. When it is measured at the time of inspection, it includes storing in a non-volatile memory in the measured chip.

熱抵抗測定部50は、チップ1からマルチチップシステム300外部への熱の通りにくさ(つまり熱抵抗)、チップ2からマルチチップシステム300外部への熱の通りにくさを測定し、熱抵抗情報として第2保持部5に保持させる。   The thermal resistance measurement unit 50 measures the difficulty of passing heat from the chip 1 to the outside of the multi-chip system 300 (that is, thermal resistance), and measures the difficulty of passing heat from the chip 2 to the outside of the multi-chip system 300 to obtain thermal resistance information. To be held by the second holding unit 5.

リーク電流測定部40および熱抵抗測定部50が測定するタイミングは、タスク処理を開始する毎でもよいし、一定期間毎でもよい。リーク電流測定部40の測定タイミングと熱抵抗測定部50の測定タイミングは異なっていてもよい。   The timing measured by the leakage current measuring unit 40 and the thermal resistance measuring unit 50 may be every time task processing is started or every certain period. The measurement timing of the leakage current measurement unit 40 and the measurement timing of the thermal resistance measurement unit 50 may be different.

本実施の形態のマルチチップシステム300によれば、熱抵抗測定部50による熱抵抗の測定がいつでも可能なので、チップの熱抵抗が動的あるいは静的に変更する場合であっても、消費電力の低減を最適化することができる。例えば、工場出荷時にマルチチップシステムの実装形態が確定していない場合や、工場出荷後にマルチチップシステムの実装形態または環境が変化する場合でも、熱抵抗の測定することにより、消費電力を最適化することができる。   According to the multi-chip system 300 of the present embodiment, the thermal resistance measurement unit 50 can measure the thermal resistance at any time, so even if the thermal resistance of the chip is changed dynamically or statically, the power consumption can be reduced. Reduction can be optimized. For example, power consumption is optimized by measuring thermal resistance even when the mounting form of the multi-chip system is not fixed at the time of factory shipment or when the mounting form or environment of the multi-chip system changes after factory shipment. be able to.

また、リーク電流測定部40によるリーク電流の測定がいつでも可能なので、電源電圧の変化や経年変化等によってチップのリーク電流が変化した場合に、消費電力の低減を最適化することができる。   In addition, since the leakage current can be measured by the leakage current measuring unit 40 at any time, the reduction in power consumption can be optimized when the leakage current of the chip changes due to a change in power supply voltage or aging.

なお、図16の代わりに、図2、図13の構成に対してリーク電流測定部40および熱抵抗測定部50を追加した構成としても、図16と同様の効果を得ることができる。   Note that, in place of FIG. 16, the same effect as in FIG. 16 can be obtained by adding a leakage current measurement unit 40 and a thermal resistance measurement unit 50 to the configurations of FIGS. 2 and 13.

(第4の実施の形態)
本実施の形態では、上記各実施形態におけるマルチチップシステムから、優先度を設定する機能を分離した構成について説明する。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, a configuration in which a function for setting priority is separated from the multichip system in each of the above embodiments will be described.

図16は、本実施の形態におけるマルチチップシステム400および優先度設定装置の構成を示すブロック図である。同図のマルチチップシステム400は、図16のマルチチップシステム300と比較して、破線で示した部分(優先度設定装置500)の構成要素が削除されている点が異なる。   FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of the multichip system 400 and the priority setting device according to the present embodiment. The multichip system 400 shown in the figure is different from the multichip system 300 shown in FIG. 16 in that the components of the portion (priority setting device 500) indicated by the broken line are deleted.

優先度設定装置500は、マルチチップシステム400の熱抵抗およびリーク電流を推定からチップの優先度までを付与し(図9のS91〜S97)、その優先度を優先度保持部81に保持させる。この優先度設定装置500は、マルチチップシステム400を製造する工場内の製造装置の一部であってもよい。あるいはマルチチップシステム400を補助するための専用の装置であってもよい。優先度設定装置500は、例えば、マルチチップシステム400が実装される形態が予め明確であり、工場出荷前に熱抵抗情報を推定可能な場合や、マルチチップシステム400の実装形態が変更された場合など、優先度を優先度保持部81に設定する。   The priority setting device 500 assigns the thermal resistance and leakage current of the multi-chip system 400 from estimation to chip priority (S91 to S97 in FIG. 9), and causes the priority holding unit 81 to hold the priority. The priority setting device 500 may be a part of a manufacturing device in a factory that manufactures the multichip system 400. Alternatively, a dedicated device for assisting the multichip system 400 may be used. In the priority setting device 500, for example, the form in which the multi-chip system 400 is mounted is clear in advance, and the thermal resistance information can be estimated before factory shipment, or the mounting form of the multi-chip system 400 is changed. For example, the priority is set in the priority holding unit 81.

この構成によれば、上記実施の形態の効果に加えて、マルチチップシステム400の回路規模(チップサイズ)を小さくし、コストを低減することができる。   According to this configuration, in addition to the effects of the above-described embodiment, the circuit scale (chip size) of the multichip system 400 can be reduced and the cost can be reduced.

(応用製品)
本発明に係るマルチチップシステムは、携帯情報端末、携帯音楽プレーヤなどの情報機器全般に適用可能である。
(Applied products)
The multichip system according to the present invention is applicable to all information devices such as portable information terminals and portable music players.

図18Aは、本発明に係るマルチチップシステムを備えた通信機器の概観を示す。携帯電話機130は、ベースバンドチップ131及びアプリケーションチップ132を備えている。ベースバンドチップ131およびアプリケーションチップ132は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成である。   FIG. 18A shows an overview of a communication device provided with a multichip system according to the present invention. The mobile phone 130 includes a baseband chip 131 and an application chip 132. The baseband chip 131 and the application chip 132 have the same configuration as the two chips shown in each embodiment.

本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、ベースバンドチップ131及びアプリケーションチップ132並びにこれらを備えた携帯電話機130についてもまた電力削減が可能となる。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、通信システムにおける送信機、受信機及びモデム装置などの通信機器全般に適用可能である。すなわち、本発明によって、有線・無線や光通信・電気通信の別を問わず、また、ディジタル方式・アナログ方式の別を問わず、あらゆる通信機器について、機器の低電力化ができる。   Since the multi-chip system according to the present invention can reduce power more than before, the power can also be reduced for the baseband chip 131, the application chip 132, and the mobile phone 130 including these. The multi-chip system according to the present invention can be applied to communication devices such as a transmitter, a receiver, and a modem device in a communication system. That is, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of any communication device regardless of whether it is wired / wireless, optical communication / electrical communication, or digital method / analog method.

図18Bは、本発明に係るマルチチップシステムを備えた他の通信機器の概観を示す。同図は、図18Aと比べてマルチチップシステムが1つではなく2つ備える点が異なっている。すなわち、携帯電話機135は、ベースバンドマルチチップ136及びアプリケーションマルチチップ137を備えている。ベースバンドチップ131は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ136a、136bを備えるマルチチップシステムである。アプリケーションマルチチップ137は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ137a、137bを備えるマルチチップシステムである。   FIG. 18B shows an overview of another communication device equipped with the multichip system according to the present invention. This figure is different from FIG. 18A in that two multichip systems are provided instead of one. That is, the mobile phone 135 includes a baseband multichip 136 and an application multichip 137. The baseband chip 131 is a multi-chip system including chips 136a and 136b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments. The application multichip 137 is a multichip system including chips 137a and 137b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments.

本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、ベースバンドマルチチップ136及びアプリケーションマルチチップ137並びにこれらを備えた携帯電話機135についてもまた電力削減が可能となる。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、通信システムにおける送信機、受信機及びモデム装置などの通信機器全般に適用可能である。すなわち、本発明によって、有線・無線や光通信・電気通信の別を問わず、また、ディジタル方式・アナログ方式の別を問わず、あらゆる通信機器について、機器の低電力化ができる。   Since the multichip system according to the present invention can reduce electric power more than before, the baseband multichip 136, the application multichip 137, and the mobile phone 135 including these can also reduce electric power. The multi-chip system according to the present invention can be applied to communication devices such as a transmitter, a receiver, and a modem device in a communication system. That is, according to the present invention, it is possible to reduce the power consumption of any communication device regardless of whether it is wired / wireless, optical communication / electrical communication, or digital method / analog method.

なお、図18Bにおいて、チップ136a、136b、137a、137bの4個のチップにより1つのマルチチップシステムを構成するようにしてもよい。   In FIG. 18B, a single multichip system may be configured by four chips 136a, 136b, 137a, and 137b.

図19Aは、本発明に係るマルチチップシステムを備えたAV機器(映像音声装置)の概観を示す。テレビジョン受像機110は、画像音声処理チップ111及びディスプレイ音源制御チップ112を備えている。画像音声処理チップ111およびディスプレイ音源制御チップ112は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成である。本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、画像音声処理チップ111及びディスプレイ音源制御チップ112並びにこれらを備えたテレビジョン受像機110もまた電力削減が可能となる。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、光ディスク記録装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどのAV機器全般に適用可能である。   FIG. 19A shows an overview of an AV device (video / audio device) provided with a multichip system according to the present invention. The television receiver 110 includes an image / audio processing chip 111 and a display sound source control chip 112. The audio / video processing chip 111 and the display sound source control chip 112 have the same configuration as the two chips shown in each embodiment. Since the multi-chip system according to the present invention can reduce power more than before, the video / audio processing chip 111, the display sound source control chip 112, and the television receiver 110 including these can also reduce power. The multichip system according to the present invention can be applied to all AV equipment such as an optical disk recording device, a digital still camera, and a digital video camera.

図19Bは、本発明に係るマルチチップシステムを備えた他のAV機器(映像音声装置)の概観を示す。同図は、図19Aと比べてマルチチップシステムが1つではなく2つ備える点が異なっている。   FIG. 19B shows an overview of another AV device (video / audio device) provided with the multichip system according to the present invention. The figure differs from FIG. 19A in that two multichip systems are provided instead of one.

すなわち、テレビジョン受像機115は、画像音声処理マルチチップ116及びディスプレイ音源制御マルチチップ117を備えている。画像音声処理マルチチップ116は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ116a、116bを備えるマルチチップシステムである。ディスプレイ音源制御マルチチップ117は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ117a、117bを備えるマルチチップシステムである。   That is, the television receiver 115 includes an image / audio processing multichip 116 and a display sound source control multichip 117. The image / audio processing multichip 116 is a multichip system including chips 116a and 116b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments. The display sound source control multichip 117 is a multichip system including chips 117a and 117b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments.

本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、画像音声処理チップ111及びディスプレイ音源制御チップ112並びにこれらを備えたテレビジョン受像機110もまた電力削減が可能となる。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、光ディスク記録装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどのAV機器全般に適用可能である。   Since the multi-chip system according to the present invention can reduce power more than before, the video / audio processing chip 111, the display sound source control chip 112, and the television receiver 110 including these can also reduce power. The multichip system according to the present invention can be applied to all AV equipment such as an optical disk recording device, a digital still camera, and a digital video camera.

なお、図19Bにおいて、チップ116a、116b、117a、117bの4個のチップにより1つのマルチチップシステムを構成するようにしてもよい。   In FIG. 19B, one multi-chip system may be configured by four chips of chips 116a, 116b, 117a, and 117b.

図20Aは、本発明に係るマルチチップシステムを備えた移動体としての自動車の概観を示す。自動車120は、電子制御装置(ECU)121を備えている。電子制御装置121は、エンジン・トランスミッション制御チップ122を備えている。また、自動車120は、ナビゲーション装置123を備えている。ナビゲーション装置123はナビゲーションチップ124を備えている。トランスミッション制御チップ122およびナビゲーションチップ124は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成である。本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、エンジン・トランスミッション制御チップ122及びこれを備えた電子制御装置121もまた電力削減が可能となる。同様に、ナビゲーションチップ124及びこれを備えたナビゲーション装置123もまた電力削減が可能となる。そして、電子制御装置121が電力削減することによって、自動車120も電力が削減される。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、列車や飛行機など、およそ動力源であるエンジンやモータなどを備えた移動体全般に適用可能である。   FIG. 20A shows an overview of an automobile as a moving body equipped with a multichip system according to the present invention. The automobile 120 includes an electronic control unit (ECU) 121. The electronic control device 121 includes an engine / transmission control chip 122. In addition, the automobile 120 includes a navigation device 123. The navigation device 123 includes a navigation chip 124. The transmission control chip 122 and the navigation chip 124 have the same configuration as the two chips shown in each embodiment. Since the multichip system according to the present invention can reduce electric power more than before, the engine / transmission control chip 122 and the electronic control device 121 having the same can also reduce electric power. Similarly, the navigation chip 124 and the navigation device 123 including the navigation chip 124 can also reduce power. Then, as the electronic control device 121 reduces power, the power of the automobile 120 is also reduced. Note that the multichip system according to the present invention can be applied to all mobile objects including an engine, a motor, and the like, which are power sources, such as trains and airplanes.

図20Bは、本発明に係るマルチチップシステムを備えた他の移動体としての自動車の概観を示す。同図は、図20Aと比べてマルチチップシステムが1つではなく2つ備える点が異なっている。まず、自動車125は、電子制御装置(ECU)126を備えている。電子制御装置126は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ127a、128bを含むエンジン・トランスミッション制御マルチチップ127を備えるマルチチップシステムである。また、自動車125は、ナビゲーション装置128を備えている。ナビゲーション装置128は、各実施形態で示した2つのチップと同じ構成であるチップ129a、129bを含むナビゲーションチップ128を備えるマルチチップシステムである。   FIG. 20B shows an overview of an automobile as another moving body including the multichip system according to the present invention. This figure is different from FIG. 20A in that two multichip systems are provided instead of one. First, the automobile 125 includes an electronic control unit (ECU) 126. The electronic control unit 126 is a multi-chip system including an engine / transmission control multi-chip 127 including chips 127a and 128b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments. The automobile 125 includes a navigation device 128. The navigation device 128 is a multi-chip system including a navigation chip 128 including chips 129a and 129b having the same configuration as the two chips shown in the embodiments.

本発明に係るマルチチップシステムは従来よりも電力を削減可能であるため、エンジン・トランスミッション制御チップマルチ126及びこれを備えた電子制御装置12もまた電力削減が可能となる。同様に、ナビゲーションマルチチップ129及びこれを備えたナビゲーション装置128もまた電力削減が可能となる。そして、電子制御装置126が電力削減することによって、自動車120も電力が削減される。なお、本発明に係るマルチチップシステムは、列車や飛行機など、およそ動力源であるエンジンやモータなどを備えた移動体全般に適用可能である。   Since the multichip system according to the present invention can reduce electric power more than before, the engine / transmission control chip multi 126 and the electronic control device 12 including the same can also reduce electric power. Similarly, the navigation multichip 129 and the navigation device 128 including the navigation multichip 129 can also reduce power. Then, as the electronic control device 126 reduces power, the power of the automobile 120 is also reduced. Note that the multichip system according to the present invention can be applied to all mobile objects including an engine, a motor, and the like, which are power sources, such as trains and airplanes.

なお、図20Bにおいて、チップ127a、127b、129a、129bの4個のチップにより1つのマルチチップシステムを構成するようにしてもよい。   In FIG. 20B, one multi-chip system may be configured by four chips 127a, 127b, 129a, and 129b.

また、図18A〜図20Bにおける各マルチチップシステムは、3個以上のチップを備えていてもよい。   Moreover, each multichip system in FIGS. 18A to 20B may include three or more chips.

なお、図18A〜図20Bでは、2つのチップが並んで配置された例を図示しているが、上下に重なって配置されていてもよいし、離れて配置されていてもよい。   18A to 20B illustrate an example in which two chips are arranged side by side, they may be arranged one above the other or may be arranged apart from each other.

以上、本発明のマルチチップシステム100について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。   Although the multichip system 100 of the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which carried out the various deformation | transformation which those skilled in the art can think to this embodiment, and the structure constructed | assembled combining the component in different embodiment is also contained in the scope of the present invention. .

本発明は、タスク処理を行うチップを2つ以上有するマルチチップシステム等に適しており、特に、光ディスク記録装置、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどのAV機器や、送信機、受信機、モデム装置などの通信機器や、自動車、列車、飛行機など、およそ動力源であるエンジンやモータなどを備えた移動体(輸送機)などに適している。   The present invention is suitable for a multi-chip system or the like having two or more chips for performing task processing, and in particular, AV equipment such as an optical disk recording device, a digital still camera, a digital video camera, a transmitter, a receiver, and a modem device. It is suitable for communication devices such as automobiles, trains, airplanes, etc., and mobile bodies (transportation aircraft) equipped with engines and motors that are approximately power sources.

1、2、10、11、20 チップ
3 コントローラ
4 第1保持部
5 第2保持部
6、16、26 電力推定部
7 電力比較部
8 タスク管理部
13、23 タスク処理部
14、24 リーク電流情報保持部
16a、26a テーブル
40 リーク電流測定部
50 熱抵抗測定部
81 優先度保持部
100、101、102、200、300、400 マルチチップシステム
110、115 テレビジョン受像機
111 画像音声処理チップ
112 ディスプレイ音源制御チップ
116 画像音声処理マルチチップ
116a、116b チップ
117 ディスプレイ音源制御マルチチップ
117a、117b チップ
120、125 自動車
121 電子制御装置
122 トランスミッション制御チップ
123 ナビゲーション装置
124 ナビゲーションチップ
127 トランスミッション制御マルチチップ
127a、127b チップ
129 ナビゲーションマルチチップ
129a、129b チップ
130、135 携帯電話機
131 ベースバンドチップ
132 アプリケーションチップ
136 ベースバンドマルチチップ
136a、136b チップ
137 アプリケーションマルチチップ
137a、137b チップ
500 優先度設定装置
1, 2, 10, 11, 20 Chip 3 Controller 4 First holding unit 5 Second holding unit 6, 16, 26 Power estimation unit 7 Power comparison unit 8 Task management unit 13, 23 Task processing unit 14, 24 Leakage current information Holding unit 16a, 26a Table 40 Leakage current measuring unit 50 Thermal resistance measuring unit 81 Priority holding unit 100, 101, 102, 200, 300, 400 Multichip system 110, 115 Television receiver 111 Image sound processing chip 112 Display sound source Control chip 116 Video / audio processing multichip 116a, 116b Chip 117 Display sound source control multichip 117a, 117b Chip 120, 125 Automobile 121 Electronic controller 122 Transmission control chip 123 Navigation device 124 Navigation chip 127 Trans Mission Control multichip 127a, 127b chip 129 navigation multichip 129a, 129b chips 130 and 135 mobile telephone 131 baseband chip 132 application chip 136 baseband multichip 136a, 136 b chip 137 application multichip 137a, 137b chip 500 priority setting device

Claims (16)

タスクを実行するチップを2つ以上有するマルチチップシステムであって、
チップ内のトランジスタのリーク電流特性を示すチップ毎のリーク電流情報を保持する第1保持部と、
各チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを示すチップ毎の熱抵抗情報を保持する第2保持部と、
前記リーク電流情報および熱抵抗情報に基づき、前記タスク処理を割り振った場合の各チップのリーク電力を推定する電力推定部と、
前記リーク電力を含む消費電力を比較する電力比較部と、
比較結果に従って消費電力が小さくなるようにチップにタスクを割り振るタスク管理部と
を備えるマルチチップシステム。
A multi-chip system having two or more chips to perform a task,
A first holding unit for holding leakage current information for each chip indicating leakage current characteristics of transistors in the chip;
A second holding unit for holding thermal resistance information for each chip indicating the degree of heat passing from each chip to the outside of the multichip system;
Based on the leakage current information and thermal resistance information, a power estimation unit that estimates the leakage power of each chip when the task processing is allocated;
A power comparison unit for comparing power consumption including the leakage power;
A multi-chip system comprising: a task management unit that allocates tasks to chips so that power consumption is reduced according to the comparison result.
前記電力推定部は、
チップ温度とリーク電力との対応関係を示す特性曲線を示すテーブルを有し、
前記熱抵抗情報が示す熱抵抗値とチップの消費電力との積と、周囲温度の想定最大値とを加算することにより、チップ温度を推定し、
推定されたチップ温度と前記テーブルとから前記リーク電力を推定する
請求項1記載のマルチチップシステム。
The power estimation unit
It has a table showing a characteristic curve indicating the correspondence between chip temperature and leakage power,
The chip temperature is estimated by adding the product of the thermal resistance value indicated by the thermal resistance information and the power consumption of the chip, and the assumed maximum value of the ambient temperature,
The multichip system according to claim 1, wherein the leakage power is estimated from the estimated chip temperature and the table.
前記電力推定部は、前記チップ温度の推定と前記リーク電力の推定とを所定回数繰り返す
請求項2記載のマルチチップシステム。
The multichip system according to claim 2, wherein the power estimation unit repeats the estimation of the chip temperature and the estimation of the leakage power a predetermined number of times.
前記電力推定部は、前記チップ温度の推定と前記リーク電力の推定を所定条件を満たすまで繰り返し、
前記所定条件は、前回推定されたチップ温度またはリーク電流と、今回推定されたチップ温度またはリーク電流との差分がしきい値以下になることである
請求項2記載のマルチチップシステム。
The power estimation unit repeats the estimation of the chip temperature and the estimation of the leakage power until a predetermined condition is satisfied,
The multi-chip system according to claim 2, wherein the predetermined condition is that a difference between a previously estimated chip temperature or leakage current and a current estimated chip temperature or leakage current is equal to or less than a threshold value.
前記タスク管理部は、前記タスク処理が割り振られていないチップを省電力状態にする
請求項1から4の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multi-chip system according to any one of claims 1 to 4, wherein the task management unit sets a chip to which the task processing is not allocated to a power saving state.
前記タスク管理部は、タスク処理と、チップと、当該チップにおいて当該タスク処理を実行するのに要する最小の動作周波数との組を、割り振り候補として複数設定し、
前記電力推定部は、前記割り振り候補の各々に対して、リーク電流を推定する
請求項1から5の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The task management unit sets a plurality of combinations of task processing, a chip, and a minimum operating frequency required to execute the task processing in the chip as allocation candidates,
The multichip system according to any one of claims 1 to 5, wherein the power estimation unit estimates a leak current for each of the allocation candidates.
前記電力比較部は、さらに、チップ毎のリーク電力または消費電力を比較し、比較の結果小さい順に優先する優先度を付与し、
前記マルチチップシステムは、さらに、前記優先度を保持する優先度保持部を備え、
前記タスク管理部は、前記優先度保持部に保持された優先度に従ってチップにタスクを割り振る
請求項1から6の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The power comparison unit further compares the leakage power or power consumption for each chip, and gives priority to the order of smaller results of comparison,
The multi-chip system further includes a priority holding unit that holds the priority,
The multi-chip system according to any one of claims 1 to 6, wherein the task management unit allocates tasks to chips according to the priority held in the priority holding unit.
前記マルチチップシステムは、さらに、
各チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを測定し、前記熱抵抗情報として前記第2保持部に保持させる熱抵抗測定部
を備える請求項1から7の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multichip system further includes:
The heat resistance measurement unit according to claim 1, further comprising: a thermal resistance measurement unit that measures the degree of heat passing from each chip to the outside of the multichip system and holds the heat resistance information in the second holding unit. Multi-chip system.
前記マルチチップシステムは、さらに、
各チップのリーク電流の特性を測定し、前記リーク電流情報として前記第1保持部に保持させるリーク電流測定部
を備える請求項1から8の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multichip system further includes:
The multichip system according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a leakage current measurement unit that measures a leakage current characteristic of each chip and causes the first holding unit to hold the leakage current information as the leakage current information.
前記トランジスタのリーク電流情報は、ソース・ドレイン間電流を示す
請求項1から9の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multichip system according to claim 1, wherein the leakage current information of the transistor indicates a source-drain current.
前記トランジスタのリーク電流情報は、ゲート遅延時間を示す
請求項1から10の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multichip system according to claim 1, wherein the leakage current information of the transistor indicates a gate delay time.
前記2つ以上のチップのいずれかの1つは、前記第2保持部、前記電力推定部および前記タスク管理部を備える
請求項1から11の何れか1項に記載のマルチチップシステム。
The multichip system according to any one of claims 1 to 11, wherein one of the two or more chips includes the second holding unit, the power estimation unit, and the task management unit.
マルチチップシステムであって、
タスクを実行する2つ以上のチップと、
チップ内のトランジスタのリーク電流特性を示すチップ毎のリーク電流情報と、チップからマルチチップシステム外部への熱の通りにくさを示すチップ毎の熱抵抗情報とに依存する優先度であって、消費電力の小さい順を示すチップの優先度を保持する優先度保持部と、
前記優先度に従って消費電力が小さくなるようにチップにタスクを割り振るタスク管理部と
を備えるマルチチップシステム。
A multi-chip system,
Two or more chips that perform the task;
The priority depends on the leakage current information for each chip indicating the leakage current characteristics of the transistors in the chip and the thermal resistance information for each chip indicating how hard the heat is from the chip to the outside of the multichip system. A priority holding unit that holds the priority of the chip indicating the order of the power, and
A multi-chip system comprising: a task management unit that allocates tasks to chips so that power consumption is reduced according to the priority.
請求項1に記載のマルチチップシステムを備えることを特徴とする通信機器。   A communication device comprising the multichip system according to claim 1. 請求項1に記載のマルチチップシステムを備えることを特徴とする映像音声装置。   A video / audio apparatus comprising the multichip system according to claim 1. 請求項1に記載のマルチチップシステムを備えることを特徴とする自動車。   An automobile comprising the multichip system according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014183400A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Canon Inc Semiconductor integrated circuit and control method
JP2016010112A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 オリンパス株式会社 Image processing apparatus
JP2017503261A (en) * 2013-12-20 2017-01-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Multi-core dynamic workload management

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4549652B2 (en) * 2003-10-27 2010-09-22 パナソニック株式会社 Processor system
US7248988B2 (en) * 2004-03-01 2007-07-24 Transmeta Corporation System and method for reducing temperature variation during burn in
US7412353B2 (en) * 2005-09-28 2008-08-12 Intel Corporation Reliable computing with a many-core processor
JP2008026948A (en) * 2006-07-18 2008-02-07 Renesas Technology Corp Semiconductor integrated circuit
JP5524623B2 (en) * 2006-11-29 2014-06-18 アギア システムズ インコーポレーテッド Speed binning for dynamic and adaptive power control

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014183400A (en) * 2013-03-18 2014-09-29 Canon Inc Semiconductor integrated circuit and control method
JP2017503261A (en) * 2013-12-20 2017-01-26 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated Multi-core dynamic workload management
JP2016010112A (en) * 2014-06-26 2016-01-18 オリンパス株式会社 Image processing apparatus

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