JP2016039626A - Semiconductor device, power source supply control circuit and power source supply control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置、電源供給制御回路及び電源供給制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a power supply control circuit, and a power supply control method.
複数のセンサを無線でネットワーク化したセンサネットワークが知られている。センサネットワークでは、センサが検出した各種データがセンサ信号として、中継装置を介して管理装置に送信される。 A sensor network in which a plurality of sensors are networked wirelessly is known. In the sensor network, various data detected by the sensors are transmitted as sensor signals to the management device via the relay device.
中継装置側の省電力化のため、スリープ状態とアクティブ状態を繰り返すセンサと同期して、電源をオンオフする技術がある。
なお、無線通信システムにおいて、中継局は、無線端末からの接続要求が検出されたことを契機として、自身の起動を開始するようなイベントドリブン動作を行う手法がある。
In order to save power on the relay device side, there is a technique for turning on and off the power in synchronization with a sensor that repeats a sleep state and an active state.
In the wireless communication system, there is a technique in which the relay station performs an event-driven operation that starts its own activation when a connection request from a wireless terminal is detected.
例えば、省電力化のため、センサなどの信号供給源からの信号を受信する装置が、その受信を契機としてその信号に基づく処理を行う回路の電源をオンし、回路がその信号に基づく処理を行った後に電源をオフすることが考えられる。 For example, in order to save power, a device that receives a signal from a signal supply source such as a sensor turns on the power of a circuit that performs processing based on the signal triggered by the reception, and the circuit performs processing based on the signal. It is conceivable to turn off the power after the operation.
しかしながら、センサ信号のように、様々なタイミングで供給される信号の受信回数が多くなると、電源をオン(及びオフ)する頻度が増え、装置内に含まれる回路で充放電が多く繰り返されることになり、消費電力が増加してしまう。 However, when the number of receptions of signals supplied at various timings, such as sensor signals, increases, the frequency of turning on (and turning off) the power increases, and charging and discharging are repeated many times in circuits included in the apparatus. As a result, power consumption increases.
発明の一観点によれば、信号供給源から複数の異なるタイミングで供給される信号に基づく処理を行う処理回路と、前記処理回路の電源のオンオフを切り替えるスイッチと、クロック信号を生成するクロック信号生成回路と、前記信号を受信したときに、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期して前記電源をオンするように前記スイッチを制御する制御回路と、を有する半導体装置が提供される。 According to one aspect of the invention, a processing circuit that performs processing based on signals supplied from a signal supply source at a plurality of different timings, a switch that switches on and off the power of the processing circuit, and clock signal generation that generates a clock signal There is provided a semiconductor device comprising: a circuit; and a control circuit that controls the switch so as to turn on the power supply in synchronization with the clock signal regardless of the reception timing of the signal when the signal is received. The
また、発明の一観点によれば、クロック信号を生成するクロック信号生成回路と、信号供給源から複数の異なるタイミングで供給される信号を受信したとき、前記信号に基づく処理を行う処理回路の電源を、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期してオンする制御回路と、を有する電源供給制御回路が提供される。 According to another aspect of the invention, a clock signal generation circuit that generates a clock signal and a power source for a processing circuit that performs processing based on the signal when receiving signals supplied from the signal supply source at a plurality of different timings And a control circuit that turns on in synchronization with the clock signal regardless of the reception timing of the signal.
また、発明の一観点によれば、クロック信号生成回路が、クロック信号を生成し、制御回路が、信号供給源から複数の異なるタイミングで供給される信号を受けたとき、前記信号に基づく処理を行う処理回路の電源を、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期してオンする、電源供給制御方法が提供される。 According to another aspect of the invention, when the clock signal generation circuit generates a clock signal and the control circuit receives signals supplied from the signal supply source at a plurality of different timings, the processing based on the signal is performed. A power supply control method is provided in which the power of a processing circuit to be performed is turned on in synchronization with the clock signal regardless of the reception timing of the signal.
開示の半導体装置、電源供給制御回路及び電源供給制御方法によれば、消費電力を削減できる。 According to the disclosed semiconductor device, power supply control circuit, and power supply control method, power consumption can be reduced.
以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the semiconductor device according to the first embodiment.
半導体装置1は、処理回路2、スイッチSW1、クロック信号生成回路3、制御回路4を有する。クロック信号生成回路3と制御回路4は、処理回路2への電源供給を制御する電源供給制御回路1aとして機能する。
The
処理回路2は、信号供給源(以下センサとする)5から複数の異なるタイミングで供給される信号(以下センサ信号という)に基づく処理を行う。例えば、半導体装置1がセンサネットワークにおける中継装置として用いられる場合には、処理回路2は、センサ信号を、他の装置に転送する処理などを行う。
The
スイッチSW1は、電源と処理回路2との間に接続されており、処理回路2の電源のオンオフの切り替えを行う。スイッチSW1は、制御回路4から出力されるスイッチ制御信号に基づき、処理回路2の電源のオンオフの切り替えを行う。
The switch SW1 is connected between the power supply and the
クロック信号生成回路3は、クロック信号を生成する。例えば、制御回路4は、予め一定期間におけるセンサ信号の受信回数から受信頻度を求め、その受信頻度よりも処理回路2の電源をオンする頻度が少なくなるように、クロック信号生成回路3にクロック信号の周期を設定させてもよい。
The clock
制御回路4は、スイッチSW1のオンオフを制御する。本実施の形態の半導体装置1では、制御回路4は、センサ信号を受信したときに、センサ信号の受信タイミングによらず、クロック信号に同期して、処理回路2の電源をオンするようにスイッチSW1を制御する。制御回路4は、例えば、クロック信号に同期したスイッチ制御信号を生成して、そのスイッチ制御信号でスイッチSW1を制御する。
The
(半導体装置の動作例)
以下、半導体装置1の動作例を説明する。
図1の下側には、半導体装置1による処理回路13の電源供給制御方法の一例を示すタイミングチャートが示されている。タイミングチャートには、クロック信号、センサ信号、スイッチ制御信号の一例の様子が示されている。なお、スイッチ制御信号が“1”のときにスイッチSW1はオンし、処理回路2の電源がオン状態となる。
(Operation example of semiconductor device)
Hereinafter, an operation example of the
A timing chart showing an example of a power supply control method of the
図1の例では、タイミングt1,t2で、センサ信号が出力されていることが示されている。制御回路4は、タイミングt1,t2でセンサ信号を受けても、スイッチ制御信号を“1”とせず、“0”に維持している。これにより、スイッチSW1はオフのままであり、処理回路2はオフ状態を維持する。
In the example of FIG. 1, it is shown that sensor signals are output at timings t1 and t2. Even if the
タイミングt3で、クロック信号が“1”に立ち上がる。制御回路4は、クロック信号の立ち上がりに同期して、スイッチ制御信号を“1”に立ち上げる。これにより、スイッチSW1がオンし、処理回路2の電源がオン状態となる。電源がオン状態のとき、処理回路2は、タイミングt1,t2で2回出力されているセンサ信号に基づく処理を行う。
At timing t3, the clock signal rises to “1”. The
なお、図1では図示を省略しているが、センサ信号は後述する記憶部(図2参照)に記憶される。この記憶部は、処理回路2の電源がオフ状態のときでも電源がオン状態となっていて、センサ信号を記憶しておくことができる。そのため、処理回路2は電源がオン状態になると、その記憶部に記憶されているセンサ信号に基づいて処理を行う。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted in FIG. 1, a sensor signal is memorize | stored in the memory | storage part (refer FIG. 2) mentioned later. The storage unit can store the sensor signal even when the
タイミングt4で、スイッチ制御信号が“0”に立ち下がると、スイッチSW1はオフし、処理回路2は電源がオフ状態になる。なお、スイッチ制御信号のパルス幅は、例えば、センサ信号に基づく処理の長さに応じて適宜設定される。
When the switch control signal falls to “0” at timing t4, the switch SW1 is turned off and the
タイミングt5,t6,t7で再びセンサ信号が出力されるが、スイッチ制御信号は“0”のままである。
タイミングt8で、クロック信号が“1”に立ち上がると、制御回路4は、クロック信号の立ち上がりに同期して、スイッチ制御信号を“1”に立ち上げる。これにより、スイッチSW1がオンし、処理回路2の電源がオン状態となる。電源がオン状態のとき、処理回路2は、タイミングt5〜t7で3回出力されているセンサ信号に基づく処理を行う。
The sensor signal is output again at timings t5, t6, and t7, but the switch control signal remains “0”.
When the clock signal rises to “1” at timing t8, the
以上のように、半導体装置1は、センサ5から様々なタイミングで供給されるセンサ信号に基づく処理を行う処理回路2の電源を、センサ信号を受信したときに、センサ信号の受信タイミングではなく、内部生成したクロック信号に同期してオンする。そのため、センサ信号が出力される度に処理回路2の電源をオンすることがなく、処理回路2の電源のオン(及びオフ)の回数を削減することができる。これにより、処理回路2の電源のオンオフを切り替えるときに生じる処理回路2内での充放電に伴う電力消費を減らせ、半導体装置1の消費電力を削減することができる。
As described above, when the
(第2の実施の形態)
図2は、第2の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。
半導体装置10は、受信部11A,11B,11C、記憶部12、処理回路13、スイッチSW2、クロック信号生成回路14、制御回路15を有する。クロック信号生成回路14と制御回路15は、処理回路13への電源供給を制御する電源供給制御回路10aとして機能する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a semiconductor device according to the second embodiment.
The
受信部11A〜11Cは、それぞれ、半導体装置10の外部のセンサ5A,5B,5Cから無線で送信されたセンサ信号を受信し、復調処理やA/D(Analog / Digital)変換処理などを行い、記憶部12と制御回路15に出力する。
Each of the receiving
なお、受信部11A〜11Cは複数ではなく1つの回路としてもよく、処理後の各センサ5A〜5Cからのセンサ信号を分けて、記憶部12や制御回路15に供給するようにしてもよい。
The receiving
記憶部12は、受信部11A,11B,11Cで処理されたセンサ信号(以下センサ信号A,B,Cという)を保持する。また、記憶部12は、処理回路13の電源がオフ状態のときも電源がオン状態となっている。
The
処理回路13は、電源がオンすると、スイッチSW2を介して電源から供給される電力を用いて、記憶部12に保持されているセンサ信号A〜Cに基づく処理を行う。例えば、半導体装置10がセンサネットワークにおける中継装置として用いられる場合には、処理回路13は、センサ信号A〜Cを、他の装置に転送する処理などを行う。また、半導体装置10がセンサネットワークにおける管理装置として用いられる場合には、処理回路13は、センサ信号A〜Cで表される情報(例えば、温度や湿度などの環境情報やセンサ5A〜5Cが人に取り付けられている場合には心拍数や脈拍など)を分析する。処理回路13は、分析結果などを別の装置に送信するための処理を行ってもよい。
When the power supply is turned on, the
スイッチSW2は、電源と処理回路13との間に接続されており、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号に基づき、処理回路13の電源のオンオフを切り替える。
クロック信号生成回路14は、クロック信号を生成する。クロック信号の周期は、例えば、処理回路13の電源をオンする頻度が、センサ5A〜5Cがセンサ信号A〜Cを出力する頻度より少なくなるように、適宜設定される。例えば、制御回路15が、予め一定期間におけるセンサ信号A〜Cの受信回数から受信頻度を求め、その受信頻度よりも処理回路2の電源をオンする頻度が少なくなるように、クロック信号生成回路14にクロック信号の周期を設定させてもよい。また、記憶部12の容量が大きいほど、多くのセンサ信号A〜Cを保持できるため、クロック信号の周期はより長くなるようにしてもよい。
The switch SW2 is connected between the power supply and the
The clock
なお、処理回路13の電源をオンするタイミングを、処理回路13の内部クロックと同期させたい場合には、処理回路13内の図示しないクロック信号生成回路をクロック信号生成回路14としてもよい。また、クロック信号生成回路14は、処理回路13の内部クロック信号を分周して、クロック信号CKとして出力してもよい。
Note that a clock signal generation circuit (not shown) in the
制御回路15は、センサ信号A〜Cの少なくとも1つを受けたとき、センサ信号A〜Cの受信タイミングによらず、後述するクロック信号CKに同期して処理回路13の電源をオンするように、スイッチ制御信号でスイッチSW2を制御する。
When the
また、制御回路15は、後述するクロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間に、センサ信号A,B,Cの出力がないときは、処理回路13の電源をオフするように、スイッチSW2を制御する。
In addition, the
センサ5A〜5Cは、半導体装置10の外部に所在し、無線により半導体装置10との間で通信を行う。なお、センサの数は、特にこの数に限定されるものではない。
(制御回路の一例)
以下、制御回路15の一例を説明する。
The
(Example of control circuit)
Hereinafter, an example of the
図3は、制御回路の一例を示す図である。
制御回路15は、遅延回路16、波形整形回路17、制御信号生成部18A,18B,18C、OR回路19を有する。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the control circuit.
The
遅延回路16は、クロック信号CKを遅延させ、遅延クロック信号CKdとして、波形整形回路17と制御信号生成部18A〜18Cに出力する。
波形整形回路17は、遅延回路16から出力される遅延クロック信号CKdのデューティ比を調整することにより波形を整形し、さらにその整形した波形を遅延させて、制御信号生成部18A〜18Cに出力する。
The
The
制御信号生成部18Aは、受信部11Aから入力されるセンサ信号Aと、クロック信号CK、遅延クロック信号CKd及び波形整形回路17の出力に基づいて、“1”または“0”の信号をOR回路19に出力する。
Based on the sensor signal A input from the
制御信号生成部18Bは、受信部11Bから入力されるセンサ信号Bと、クロック信号CK、遅延クロック信号CKd及び波形整形回路17の出力に基づいて、“1”または“0”の信号をOR回路19に出力する。
Based on the sensor signal B input from the receiving
制御信号生成部18Cは、受信部11Cから入力されるセンサ信号Cと、クロック信号CK、遅延クロック信号CKd及び波形整形回路17の出力に基づいて、“1”または“0”の信号をOR回路19に出力する。
Based on the sensor signal C input from the receiving
OR回路19は、制御信号生成部18A〜18Cから出力される信号のOR演算を行い、そのOR演算結果を、スイッチ制御信号として、スイッチSW2に出力する。
以下、制御信号生成部18A〜18Cの一例を、制御信号生成部18Aにより説明する。他の制御信号生成部18B,18Cについても同様の回路で実現できる。
The OR
Hereinafter, an example of the
制御信号生成部18Aは、FF(フリップフロップ)20、インバータ回路21、NOR回路22、FF23、クロックドインバータ回路24、NOR回路25を有する。
FF20は、セット・リセット型FFであり、セット端子Sは受信部11Aに接続され、リセット端子Rは波形整形回路17の出力に接続され、また、出力端子Qはインバータ回路21の入力に接続されている。
The
The
インバータ回路21は、FF20から出力される値を反転させ、NOR回路22に出力する。
NOR回路22は、インバータ回路21から出力される値と、クロック信号CKとのNOR演算を行い、その演算結果を、FF23に出力する。
The
The NOR
FF23は、セット・リセット型FFであり、セット端子SはNOR回路22の出力に接続され、リセット端子Rは遅延回路16の出力に接続され、また、出力端子Qはクロックドインバータ回路24の入力に接続されている。
The
クロックドインバータ回路24は、インバータ回路26、トランジスタT1,T2,T3,T4を有する。また、クロックドインバータ回路24は、入力されるクロック信号CKが“1”のとき、活性状態となる。
The clocked
インバータ回路26は、クロック信号CKの値を反転させ、トランジスタT1のゲートに出力する。
トランジスタT1,T2は、pチャネル型トランジスタであり、また、トランジスタT3,T4は、nチャネル型トランジスタである。
The
The transistors T1 and T2 are p-channel transistors, and the transistors T3 and T4 are n-channel transistors.
トランジスタT1のゲートはインバータ回路26の出力に接続され、トランジスタT4のゲートはクロック信号生成回路14の出力に接続され、また、トランジスタT2,T3のゲートはFF23の出力端子Qに接続されている。
The gate of the transistor T1 is connected to the output of the
トランジスタT1の一方の入出力端子(ソース)は電源に接続され、トランジスタT1の他方の入出力端子(ドレイン)とトランジスタT2の一方の入出力端子(ソース)が接続されている。また、トランジスタT2の他方の入出力端子(ドレイン)とトランジスタT3の一方の入出力端子(ドレイン)は互いに接続され、さらに、NOR回路25の入力に接続されている。また、トランジスタT3の他方の入出力端子(ソース)とトランジスタT4の一方の入出力端子(ドレイン)が接続され、トランジスタT4の他方の入出力端子(ソース)は接地されている。
One input / output terminal (source) of the transistor T1 is connected to a power source, and the other input / output terminal (drain) of the transistor T1 and one input / output terminal (source) of the transistor T2 are connected. The other input / output terminal (drain) of the transistor T2 and one input / output terminal (drain) of the transistor T3 are connected to each other, and further connected to the input of the NOR
NOR回路25は、クロックドインバータ回路24から出力される値と、遅延回路16から出力される遅延クロック信号CKdとのNOR演算を行い、その演算結果を、OR回路19に出力する。
The NOR
(制御信号生成部の動作例)
以下、制御信号生成部18Aの動作例を説明する。
図4は、制御信号生成部の一例の動作を示すタイミングチャートである。
(Operation example of control signal generator)
Hereinafter, an operation example of the control
FIG. 4 is a timing chart illustrating an example of the operation of the control signal generation unit.
図4では、クロック信号CK、遅延クロック信号CKd、波形整形回路17の出力、センサ信号A、FF20の出力、NOR回路22の出力、FF23の出力、NOR回路25の出力の一例の様子が示されている。
FIG. 4 shows an example of the clock signal CK, the delayed clock signal CKd, the output of the
タイミングt10の直前では、クロックドインバータ回路24の出力が“1”であるとする。
図4の例では、タイミングt10で、所定の周期で“1”、“0”を繰り返すセンサ信号Aが出力されている。センサ信号Aが“1”に立ち上がることにより、FF20の出力も“1”に立ち上がる。さらに、FF20の出力の“1”を受けてインバータ回路26の出力は“0”に立ち下がる。また、このとき、クロック信号CKは“0”であるため、NOR回路22の出力は“1”に立ち上がる。さらに、NOR回路22の出力の“1”を受けて、FF23の出力も“1”に立ち上がる。このとき、クロックドインバータ回路24のトランジスタT2はオフ、トランジスタT3はオンするが、トランジスタT4がオフのままであるため、クロックドインバータ回路24の出力はフローティング状態となり、直前の値“1”を保持する。そのため、NOR回路25の出力は“0”のままである。
It is assumed that the output of the clocked
In the example of FIG. 4, the sensor signal A that repeats “1” and “0” at a predetermined cycle is output at timing t10. When the sensor signal A rises to “1”, the output of the
タイミングt11で、クロック信号CKが“1”に立ち上がると、NOR回路22の出力は“0”に立ち下がる。さらに、クロックドインバータ回路24が活性状態となるため、FF23の出力“1”を反転させた“0”がNOR回路25に入力される。また、このとき、遅延クロック信号CKdは“0”であるため、NOR回路25の出力が“1”に立ち上がる。これにより、制御信号生成部18Aから“1”がOR回路19に出力される。
When the clock signal CK rises to “1” at timing t11, the output of the NOR
タイミングt12で、遅延クロック信号CKdが“1”に立ち上がると、FF23がリセットされ、FF23の出力が“0”に立ち下がる。これにより、クロックドインバータ回路24の出力は“1”となり、NOR回路25の出力は“0”に立ち下がる。したがって、制御信号生成部18Aから“0”がOR回路19に出力される。
When the delayed clock signal CKd rises to “1” at timing t12, the
タイミングt13で、波形整形回路17の出力が“1”に立ち上がると、FF20はリセットされ、FF20の出力が“0”に立ち下がる。
タイミングt14で、波形整形回路17の出力が“0”に立ち下がると、FF20のリセットが解除される。
When the output of the
When the output of the
タイミングt15では、クロック信号CKが“0”に立ち下がる。これにより、クロックドインバータ回路24は非活性状態となる。
タイミングt16で、遅延クロック信号CKdが“0”に立ち下がると、FF23のリセットが解除される。
At timing t15, the clock signal CK falls to “0”. As a result, the clocked
When the delayed clock signal CKd falls to “0” at timing t16, the reset of the
クロック信号CKの次の立ち上がるタイミングt17では、直前の1周期の間(タイミングt11〜t16)で、センサ信号Aの出力がない。そのため、FF20,23の出力は“0”のままとなる。クロック信号CKが“1”になることで、クロックドインバータ回路24が活性状態となり、反転動作を行い、“1”を出力する。これにより、NOR回路25の出力は、“0”のままとなり、制御信号生成部18AからOR回路19への出力は“0”のままとなる。
At the next rising timing t17 of the clock signal CK, there is no output of the sensor signal A during the immediately preceding cycle (timing t11 to t16). Therefore, the outputs of the
このように、クロック信号CKの直前の1周期の間に、センサ信号Aからの出力がないとき、制御信号生成部18AからOR回路19への出力は“0”となる。
なお、NOR回路25の出力の“0”への立ち下がり(タイミングt12)からFF20の出力の“0”への立ち下がり(タイミングt13)までの間に、センサ信号Aが再び出力される場合がある。このような場合、そのセンサ信号AがFF20に取り込まれても、タイミングt13で、波形整形回路17の出力の“1”となるため、FF20がリセットされ、FF20の出力が“0”に立ち下がる。そのため、次にクロック信号CKが立ち上がっても、NOR回路25の出力(制御信号生成部18Aの出力)は“1”にはならない。このとき、他の制御信号生成部18B,18Cの出力も“0”であると、OR回路19から出力されるスイッチ制御信号は“0”のままであり、処理回路13の電源はオンにならない。
As described above, when there is no output from the sensor signal A during one cycle immediately before the clock signal CK, the output from the
Note that the sensor signal A may be output again between the fall of the output of the NOR
しかし、そのような場合であっても、このとき出力されるセンサ信号Aは、記憶部12に保持され、さらに、その保持されたセンサ信号Aは、次に、別のタイミングでセンサ信号A〜Cが発生することにより処理回路13の電源がオンとなったときに処理される。
However, even in such a case, the sensor signal A output at this time is held in the
以上のような動作は、制御信号生成部18B,18Cについても同様に行われる。OR回路19は、制御信号生成部18A〜18Cの出力が、何れか1つでも“1”となると、スイッチ制御信号を“1”とする。
The operation as described above is similarly performed for the control
(半導体装置の動作例)
以下、半導体装置10の動作例を説明する。
図5は、半導体装置による処理回路の電源供給制御方法の一例を示すタイミングチャートである。タイミングチャートには、クロック信号、センサ信号、スイッチ制御信号の一例の様子が示されている。
(Operation example of semiconductor device)
Hereinafter, an operation example of the
FIG. 5 is a timing chart illustrating an example of a power supply control method for a processing circuit using a semiconductor device. The timing chart shows examples of clock signals, sensor signals, and switch control signals.
なお、スイッチ制御信号が“1”のときにスイッチSW2がオンし、さらに、処理回路13の電源がオン状態となる。なお、図4では、センサ信号Aは“1”、“0”を繰り返す信号としたが、図5では、図示が簡略化されていて、単に“1”である信号として表記されている。
When the switch control signal is “1”, the switch SW2 is turned on, and the
図5に示す例では、タイミングt20,t21で、センサ信号A,Cが出力されている。このとき、前述の制御回路15の動作により、OR回路19の各入力は“0”を維持するため、OR回路19から出力されるスイッチ制御信号は“0”のままとなる。これにより処理回路13の電源がオフ状態を維持し、センサ信号A,Cは、記憶部12に記憶される。
In the example shown in FIG. 5, sensor signals A and C are output at timings t20 and t21. At this time, each input of the
タイミングt22では、クロック信号CKが“1”に立ち上がっている。このクロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間に、センサ信号A,Cが出力されているため、前述の制御回路15の動作により、制御信号生成部18A,18Cから“1”がOR回路19に出力される。そのため、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路13の電源がオン状態となる。
At timing t22, the clock signal CK rises to “1”. Since the sensor signals A and C are output during one cycle immediately before the transition timing of the clock signal CK, “1” is ORed from the
これにより、処理回路13は、記憶部12に記憶されたセンサ信号A,Cを読み出し、センサ信号A,Cに基づく処理を行う。
タイミングt23で、スイッチ制御信号“0”になると、処理回路13の電源がオフ状態となる。
Thereby, the
When the switch control signal becomes “0” at timing t23, the
タイミングt24で、クロック信号CKが再び“1”に立ち上がると、クロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間(タイミングt22〜t24)に、センサ信号A〜Cが出力されていない。そのため、制御信号生成部18A〜18CからOR回路19への出力は、何れも“0”である。これにより、スイッチ制御信号は“0”のままであり、処理回路13の電源はオフのままとなる。
When the clock signal CK rises to “1” again at the timing t24, the sensor signals A to C are not output during one cycle (timing t22 to t24) immediately before the transition timing of the clock signal CK. Therefore, the outputs from the
このように、クロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間でセンサ5A〜5Cからのセンサ信号A〜Cの出力がないときは、クロック信号CKが“1”に立ち上がっても、処理回路13の電源がオフとなるようにスイッチSW2は制御される。
As described above, when there is no output of the sensor signals A to C from the
タイミングt25では、センサ信号Aが出力され、タイミングt26,t27では、それぞれ、センサ信号Bが出力され、タイミングt28では、センサ信号Cが出力されている。このとき、前述の制御回路15の動作により、OR回路19の各入力は“0”を維持するため、OR回路19から出力されるスイッチ制御信号は“0”のままとなる。これにより処理回路13の電源がオフ状態を維持し、センサ信号A,B,Cは、記憶部12に記憶される。
The sensor signal A is output at timing t25, the sensor signal B is output at timings t26 and t27, and the sensor signal C is output at timing t28. At this time, each input of the
タイミングt29では、クロック信号CKが“1”に立ち上がっている。このクロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間に、センサ信号A,B,Cが出力されているため、前述の制御回路15の動作により、制御信号生成部18A,18B,18Cから“1”がOR回路19に出力される。そのため、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路13の電源がオン状態となる。
At timing t29, the clock signal CK rises to “1”. Since the sensor signals A, B, and C are output during one cycle immediately before the transition timing of the clock signal CK, the operation of the
これにより、処理回路13は、記憶部12に記憶されたセンサ信号A〜Cを読み出し、センサ信号A〜Cに基づく処理を行う。
以下、本実施の形態の半導体装置10の効果を説明する前に、センサ信号を受ける度に電源をオンするイベントドリブン型の半導体装置の例を比較例として説明する。
Thereby, the
Hereinafter, before describing the effects of the
(比較例)
図6は、半導体装置の比較例を示す図である。
半導体装置30は、受信部31A,31B,31C、処理回路32、OR回路33、スイッチSW3を有する。
(Comparative example)
FIG. 6 is a diagram illustrating a comparative example of a semiconductor device.
The
受信部31A,31B,31Cは、それぞれ、半導体装置30の外部のセンサ5A,5B,5Cから無線で送信されたセンサ信号を受信し、復調処理やA/D変換処理などを行い、処理回路32とOR回路33に出力する。
The receiving
処理回路32は、第2の実施の形態の処理回路13と同様に、電源がオンすると、スイッチSW3を介して電源から供給される電力を用いて、受信部31A,31B,31Cから出力されるセンサ信号A〜Cに基づく処理を行う。
Similar to the
OR回路33は、受信部31A,31B,31Cから出力されるセンサ信号A〜CのOR演算を行い、その演算結果を、スイッチ制御信号として、スイッチSW3に出力する。
スイッチSW3は、電源と処理回路32との間に接続されており、処理回路32の電源のオンオフを切り替える。スイッチSW3は、例えば、OR回路33から供給されるスイッチ制御信号に基づき、処理回路32の電源のオンオフを切り替える。
The OR
The switch SW3 is connected between the power supply and the
(比較例の動作例)
以下、半導体装置30の動作例を説明する。
図7は、比較例の半導体装置による処理回路の電源供給制御方法の一例を示すタイミングチャートである。タイミングチャートでは、センサ信号、スイッチ制御信号の一例の様子が示されている。
(Operation example of comparative example)
Hereinafter, an operation example of the
FIG. 7 is a timing chart illustrating an example of a power supply control method for a processing circuit using a semiconductor device of a comparative example. The timing chart shows an example of sensor signals and switch control signals.
図7に示す例ではタイミングt30で、センサ信号Aが出力されている。このセンサ信号AがOR回路33に入力され、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路32の電源がオン状態となる。これにより、処理回路32は、センサ信号Aに基づく処理を行う。なお、スイッチ制御信号は、例えば、遅延回路などによって、センサ信号Aの出力が停止しても所定期間“1”を維持してから“0”に遷移する。
In the example shown in FIG. 7, the sensor signal A is output at timing t30. The sensor signal A is input to the
タイミングt31では、センサ信号Cが出力されている。このセンサ信号CがOR回路33に入力され、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路32の電源がオン状態となる。これにより、処理回路32は、センサ信号Cに基づく処理を行う。
At timing t31, the sensor signal C is output. The sensor signal C is input to the
タイミングt32では、センサ信号Aが出力されている。このセンサ信号AがOR回路33に入力され、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路32の電源がオン状態となる。これにより、処理回路32は、センサ信号Aに基づく処理を行う。
At timing t32, the sensor signal A is output. The sensor signal A is input to the
タイミングt33では、センサ信号Bが出力されている。このセンサ信号BがOR回路33に入力され、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路32の電源がオン状態となる。これにより、処理回路32は、センサ信号Bに基づく処理を行う。
At timing t33, the sensor signal B is output. This sensor signal B is input to the
以下、同様にして、センサ信号A〜Cが出力される度に、スイッチ制御信号が“1”となり、処理回路32の電源がオン状態となる。
このような半導体装置30では、センサ信号A〜Cを受信する度に、処理回路32の電源のオンオフの切り替えが行われる。そのため、半導体装置30では、センサ信号A〜Cを受信する頻度が多いほど、処理回路32の電源のオンオフの切り替え頻度が多くなる。処理回路32の電源のオンオフの切り替え頻度が多くなると、処理回路32内での充放電に伴う電力消費が増え、半導体装置30の消費電力が増加する。
Hereinafter, similarly, each time the sensor signals A to C are output, the switch control signal becomes “1”, and the power supply of the
In such a
これに対し、第2の実施の形態の半導体装置10では、センサが複数あってそれぞれから様々なタイミングでセンサ信号が供給されても、センサ信号の受信タイミングではなく、内部生成したクロック信号に同期して処理回路13の電源をオンする。そのため、センサ数が増えても、また、センサ信号A〜Cが出力される頻度が増加しても、処理回路13の電源のオン(及びオフ)の回数の増加を抑えられる。これにより、処理回路13の電源のオンオフにより生じる処理回路13内での充放電に伴う電力消費を減らせ、半導体装置10の消費電力を削減することができる。
On the other hand, in the
さらに、第2の実施の形態の半導体装置10では、クロック信号CKの遷移タイミングの直前の1周期の間で、センサ信号A〜Cを受信しないときは、処理回路13の電源がオフするようにスイッチSW2が制御されている。これにより、さらに半導体装置10の消費電力を削減することができる。
Further, in the
(第3の実施の形態)
図8は、第3の実施の形態の半導体装置の一例を示す図である。なお、図2に示す要素と同一の要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the semiconductor device according to the third embodiment. The same elements as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
半導体装置10bは、受信部11A,11B,11C、記憶部12、制御部12a、処理回路13、スイッチSW2、クロック信号生成回路14、制御回路15を有する。
記憶部12は、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“0”となり処理回路13の電源がオフとなるときは、制御部12aの制御に基づき、受信部11A〜11Cで処理されたセンサ信号A〜Cを保持する。また、記憶部12は、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”となり処理回路13の電源がオンとなるときは、制御部12aの制御に基づき、保持したセンサ信号A〜Cの一部を、処理回路13に出力する。なお、記憶部12は、複数の入力端子を有する記憶装置、例えば、複数の入力端子を有するRAM(Random Access Memory)である。以下では、説明のために、記憶部12は、4ビットのアドレスにより指定させる16本のワード線を有するものとする。
The
When the switch control signal supplied from the
制御部12aは、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“0”のとき、記憶部12をWE(Write Enable)状態とし、記憶部12に受信部11A〜11Cに供給されたセンサ信号A〜Cを保持させる。また、制御部12aは、スイッチ制御信号が“1”のときは記憶部12をRE(Read Enable)状態とし、記憶部12に保持されているセンサ信号A〜Cの一部を、センサ5A〜5Cの優先度に基づき指定して記憶部12から読み出し処理回路13で処理させる。例えば、センサ5A〜5Cにおいて、重要度の高いセンサほど優先度が高い。
When the switch control signal supplied from the
(制御部の一例)
図9は、制御部の一例を示す図である。
制御部12aは、処理部40A,40B,40C、OR回路41、バッファ42,43、アップカウンタ44、レジスタ45、減算器46、比較器47、アップカウンタ48、ダウンカウンタ49、CAM(Content Addressable Memory)50を有する。
(Example of control unit)
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the control unit.
The
処理部40Aは、受信部11Aからセンサ信号Aが入力されると、センサ信号Aの優先度フラグを生成し、CAM50に出力する。さらに、処理部40Aは、センサ信号Aが入力されると“1”となる信号をOR回路41に出力する。また、処理部40Aは、センサ信号Aの1ビットずつ順番に入力される信号を並列のデータに変換し、記憶部12に出力する。
When the sensor signal A is input from the receiving
処理部40Bは、受信部11Bからセンサ信号Bが入力されると、センサ信号Bの優先度フラグを生成し、CAM50に出力する。さらに、処理部40Bは、センサ信号Bが入力されると“1”となる信号をOR回路41に出力する。また、処理部40Bは、センサ信号Bの1ビットずつ順番に入力される信号を並列のデータに変換し、記憶部12に出力する。
When the sensor signal B is input from the receiving
処理部40Cは、受信部11Cからセンサ信号Cが入力されると、センサ信号Cの優先度フラグを生成し、CAM50に出力する。さらに、処理部40Cは、センサ信号Cが入力されると“1”となる信号をOR回路41に出力する。また、処理部40Cは、センサ信号Cの1ビットずつ順番に入力される信号を並列のデータに変換し、記憶部12に出力する。
When the sensor signal C is input from the receiving
以下、処理部40Aの回路例を説明する。他の処理部40B,40Cについても同様の回路で実現できる。
処理部40Aは、フラグ発生器51、OR回路52、シリアル/パラレル回路53を有する。
Hereinafter, a circuit example of the
The
フラグ発生器51は、受信部11Aからセンサ信号Aが入力されると、センサ信号Aの優先度フラグをOR回路52とCAM50に出力する。優先度フラグは、例えば、2ビットの信号で表される。優先度フラグは、上記の優先度に基づいて予め外部(図示しないコンピュータ)によりフラグ発生器51に設定されている。
When the sensor signal A is input from the
図10は、優先度フラグの設定例を示す図である。
図10では、センサ5A〜5Cで優先度が設定されている例が示されている。優先度フラグは、値が大きいほど優先度が高いことを示している。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of setting priority flags.
FIG. 10 shows an example in which priorities are set by the
すなわち、優先度フラグは、センサ5Aに対しては“01”、センサ5Bに対しては“10”、センサ5Cに対して“11”が設定されている。また、図10には、各優先度フラグの値のときの、優先度の判断の一例が示されている。図10の例では、優先度フラグが“01”のセンサ5Aは、優先度が低く、センサ信号Aは処理せず捨てても良く、優先度フラグが“10”のセンサ5Bは、優先度は低いが、センサ信号Bは処理することが望ましい。また、優先度フラグが“11”のセンサ5Cのセンサ信号Bは最優先で処理することが望ましい。
That is, the priority flag is set to “01” for the
図9の説明に戻る。
OR回路52は、フラグ発生器51から供給される優先度フラグの2ビットの信号のOR演算を行い、その演算結果を、OR回路41に出力する。センサ信号Aが処理部40Aに供給されると、フラグ発生器51により2ビットの信号のうち少なくとも1ビットが“1”となる優先度フラグ“01”がOR回路52に出力されるため、OR回路52は“1”となる信号をOR回路41に出力する。
Returning to the description of FIG.
The OR
シリアル/パラレル回路53は、受信部11Aから、センサ信号Aの1ビットずつ順番に入力される信号を並列のデータに変換し、記憶部12に出力する。
OR回路41は、処理部40A,40B,40Cから供給される信号(例えば処理部40AのOR回路52)のOR演算を行う。そして、OR回路41は、OR演算結果をWriteクロック信号(以下単にクロック信号CKwという)として出力する。
The serial /
The OR
バッファ42は、クロック信号CKwを遅延し、アップカウンタ44に出力する。
バッファ43は、クロック信号CKwを遅延し、記憶部12に出力する。バッファ42での遅延量は、バッファ43での遅延量よりも大きい。
The
The
アップカウンタ44は、例えば4ビットのカウンタであり、バッファ42から供給される信号の立ち上がりに同期して、カウンタ値を“0000”からインクリメントしていく。さらに、アップカウンタ44は、そのカウンタ値をWriteアドレスとして、CAM50と記憶部12に出力する。また、アップカウンタ44は、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”(RE状態)となると、保持しているカウンタ値を“0000”にリセットする。
The up
レジスタ45は、例えば、一定期間の間に、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ量(以下ではデータ数とする)の上限値を保持する。レジスタ45に保持されるこの上限値は、図示しないコンピュータなどによって予め設定される。
For example, the
減算器46は、レジスタ45が保持する値から1を減算し、比較器47に出力する。
比較器47は、減算器46の出力値とアップカウンタ48のカウンタ値とを比較する。比較器47は、アップカウンタ48のカウンタ値が減算器46の出力値を超えると、“1”となるリセット信号を出力する。
The
The
アップカウンタ48は、CAM50から供給されるUp信号の立ち上がりに同期して、カウンタ値をインクリメントしていく。また、アップカウンタ48は、比較器47が出力するリセット信号が“1”となると、カウンタ値をリセットする。
The up counter 48 increments the counter value in synchronization with the rising edge of the Up signal supplied from the
ダウンカウンタ49は、例えば6ビットのカウンタである。ダウンカウンタ49は、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”(RE状態)となると、Readクロック信号(以下単にクロック信号という)CKrに同期して、6ビットのカウンタ値を出力する。また、ダウンカウンタ49は、CAM50から供給される“1”となるDown信号を受けると、出力するカウンタ値をデクリメントする。また、ダウンカウンタ49は、比較器47から供給される“1”となるリセット信号を受けると、カウンタ値を、初期値(“111111”)にリセットする。なお、クロック信号CKrには、例えば、クロック信号生成回路14(図8参照)から供給されるクロック信号CKを用いることができる。
The
CAM50は、記憶部50a,50bを有する。
記憶部50aは、スイッチ制御信号が“0”(WE状態)のとき、クロック信号CKwに同期して、Writeアドレスで指定されるアドレスに、処理部40A〜40Cから供給される2ビットの信号である優先度フラグを記憶する。
The
When the switch control signal is “0” (WE state), the
記憶部50bには、アドレスを示す4ビットデータが予め記憶されている。4ビットデータは、後述するReadアドレスとして用いられる。
CAM50は、スイッチ制御信号が“1”(RE状態)となると、ダウンカウンタ49の6ビットのカウンタ値と、記憶部50a,50bに記憶されているデータとを比較する。CAM50は、6ビットのカウンタ値の最上位ビット(MSB)と最下位ビット(LSB)が、それぞれ、記憶部50aに記憶されている2ビットデータの最上位ビットと、記憶部50bに記憶されている4ビットデータの最下位ビットに対応するように比較を行う。
In the storage unit 50b, 4-bit data indicating an address is stored in advance. The 4-bit data is used as a read address to be described later.
When the switch control signal becomes “1” (RE state), the
そして、CAM50は、ダウンカウンタ49のカウンタ値と、記憶部50a,50bに記憶されている6ビットデータとが一致するときは、一致する6ビットデータのうち、記憶部50bに記憶されている下位4ビットデータをReadアドレスとして出力する。また、このとき、CAM50は、“1”となるUp信号を出力する。
When the counter value of the down counter 49 matches the 6-bit data stored in the
また、CAM50は、ダウンカウンタ49のカウンタ値と記憶部50a,50bに記憶されている6ビットデータとの比較毎に、“1”となるDown信号を出力する。
以上が、制御部12aの回路例である。
Further, the
The above is the circuit example of the
記憶部12は、スイッチ制御信号が“0”(WE状態)のときは、クロック信号CKwに同期して、Writeアドレスで指定されるアドレスに、処理部40A〜40Cから供給されるセンサ信号A〜Cを記憶する。また、記憶部12は、スイッチ制御信号が“1”(RE状態)のときは、CAM50が出力するReadアドレスを受けて、記憶しているセンサ信号A〜Cのデータを処理回路13に出力する。
When the switch control signal is “0” (WE state), the
(書き込み動作例)
スイッチ制御信号が“0”のときは、WE状態となり書き込み動作が行われる。
図11は、書き込みデータの一例を示す図である。
(Example of write operation)
When the switch control signal is “0”, the WE state is entered and a write operation is performed.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of write data.
図11には、CAM50の記憶部50aに記憶される優先度フラグと、記憶部12に記憶されるセンサ信号A〜Cのデータの一例が示されている。センサ信号A〜Cのデータが記憶される記憶部12のアドレスと、そのセンサ信号A〜Cの優先度フラグが記憶される記憶部50aのアドレスは同一である。
FIG. 11 shows an example of the priority flag stored in the
Writeアドレスはセンサ信号A〜Cを制御部12aが受ける度に、アップカウンタ44により“0000”から順にインクリメントされ、CAM50(記憶部50a)と記憶部12に供給される。そのため、センサ信号A〜Cのデータは、制御部12aへの供給順に、記憶部12のアドレス“0000”から順番に書き込まれる。また、そのセンサ信号A〜Cを出力したセンサ5A〜5Cの優先度に応じた値となる優先度フラグは、記憶部50aのアドレス“0000”から順番に書き込まれる。
The write address is incremented sequentially from “0000” by the up counter 44 every time the
(読み出し動作例)
スイッチ制御信号が“1”のときは、RE状態となり読み出し動作が行われる。
図12は、RE状態のときのCAMとダウンカウンタの動作の一例を説明する図である。
(Read operation example)
When the switch control signal is “1”, the RE state is entered and a read operation is performed.
FIG. 12 is a diagram for explaining an example of the operation of the CAM and the down counter in the RE state.
図12には、前述のWE状態のときに、記憶部50aに記憶された優先度フラグの2ビットデータと、予め記憶部50bに記憶されている4ビットデータが示されている。
読み出し動作時には、CAM50は、ダウンカウンタ49のカウンタ値と記憶部50a,50bに記憶されている6ビットデータとの比較を行う。
FIG. 12 shows the 2-bit data of the priority flag stored in the
During the read operation, the
まず、記憶部50aのアドレス“1111”に記憶されている優先度フラグの2ビットデータと、記憶部50bに記憶されている4ビットデータ“1111”とを合わせた6ビットデータと、カウンタ値“111111”とが比較される。
First, 6-bit data combining the 2-bit data of the priority flag stored at the address “1111” of the
図12の例では、記憶部50aのアドレス“1111”に記憶されている優先度フラグは“10”であるため、ダウンカウンタ49のカウンタ値“111111”とは一致しない。CAM50は、“1”となるDown信号を出力する。
In the example of FIG. 12, since the priority flag stored in the address “1111” of the
ダウンカウンタ49は“1”となるDown信号を受けると、カウンタ値をデクリメントして、“111110”をCAM50に出力する。
次に、CAM50は、記憶部50aのアドレス“1110”に記憶されている優先度フラグの2ビットデータと記憶部50bの4ビットデータ“1110”とを合わせた6ビットデータと、カウンタ値“111110”とを比較する。
When the
Next, the
図12の例では、記憶部50aのアドレス“1110”に記憶されている優先度フラグは“11”であるため、ダウンカウンタ49のカウンタ値“111110”と一致する。そのため、CAM50は、記憶部50bの4ビットデータ“1110”をReadアドレスとして記憶部12に出力し、さらに、“1”となるUp信号をアップカウンタ48に出力する。また、CAM50は、比較後、“1”となるDown信号をダウンカウンタ49に出力する。これにより、記憶部12のアドレス“1110”に記憶されたセンサ信号のデータが読み出され、処理回路13に供給される。
In the example of FIG. 12, since the priority flag stored in the address “1110” of the
同様の処理が繰り返され、アップカウンタ48のカウンタ値が減算器46の出力値を超えると、比較器47によって“1”となるリセット信号が出力され、ダウンカウンタ49のカウンタ値は“111111”にリセットされる。また、アップカウンタ48のカウンタ値は“0”にリセットされる。
When the same processing is repeated and the counter value of the
図13は、RE状態のときに、記憶部から読み出され、処理回路に出力されるセンサ信号のデータの一例を示す図である。
図13では、センサ信号A〜Cのデータが、処理回路13で処理される順に並べられている。また、図13の例では、レジスタ45に格納されている、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値は、“4”である。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of sensor signal data read from the storage unit and output to the processing circuit in the RE state.
In FIG. 13, the data of the sensor signals A to C are arranged in the order in which they are processed by the
前述の読み出し処理によって、センサ信号A〜Cのデータは、図13に示すように、優先度フラグの2ビットデータの値が大きい順に読み出され、処理回路13で処理される。つまり、センサ5A〜5Cのうち、優先度の高いセンサ5Cのセンサ信号Cのデータが優先的に処理される。
Through the above-described reading process, the data of the sensor signals A to C are read in the descending order of the 2-bit data value of the priority flag as shown in FIG. That is, among the
また、例えば、同一のセンサから供給される複数のデータについては、優先度フラグの2ビットデータの値が同一となるので、記憶部12において、値が大きいアドレスに記憶されているデータほど優先的に読み出される。つまり、制御部12aに供給されたのが後のデータから優先的に読み出される。古いデータよりも新しいデータの方が、処理する価値が高いことが考えられるためである。
In addition, for example, for a plurality of data supplied from the same sensor, the value of the 2-bit data of the priority flag is the same, so in the
例えば、センサ信号Bの複数のデータのうち、アドレス“0011”に記憶されているデータ“dddddddd”は、アドレス“0001”に記憶されているデータ“bbbbbbbb”よりも先に記憶部12から読み出され、処理回路13で処理される。
For example, among the plurality of data of the sensor signal B, the data “dddddddd” stored in the address “0011” is read from the
さらに、図13の例では、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値“4”であるため、センサ信号Aの3つのうち2つのデータ(アドレス“0100”,“0000”に記憶されているデータ)は、記憶部12から読み出されない。すなわち、センサ信号Aの3つのうち2つのデータは、処理回路13で処理されない。
Further, in the example of FIG. 13, since the upper limit value “4” of the number of data of the sensor signals A to C processed by the
以下、書き込み動作時と読み出し動作時の半導体装置10bの各部の信号の一例を、タイミングチャートを用いて説明する。
(書き込み動作時の半導体装置10bの各部の信号の一例)
図14は、書き込み動作時の第3の実施の形態の半導体装置の各部の信号の一例を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, an example of a signal of each part of the
(An example of a signal of each part of the
FIG. 14 is a timing chart illustrating an example of signals of respective parts of the semiconductor device according to the third embodiment during the write operation.
図14には、スイッチ制御信号、センサ信号A〜C、各処理部40A〜40Cのフラグ発生器の出力、クロック信号CKw、アップカウンタ44の出力(Writeアドレス)の一例の様子が示されている。さらに、図14には、CAM50の記憶部50aへの書き込みデータ(優先度フラグを示す2ビットデータ)と、記憶部12への書き込みデータの一例の様子が示されている。
FIG. 14 shows an example of the switch control signal, the sensor signals A to C, the output of the flag generators of the
タイミングt40で、スイッチ制御信号が“1”から“0”に立ち下がると、制御部12aは、WE状態となる。記憶部50aの全データは、このタイミングで“0”にリセットされる。
When the switch control signal falls from “1” to “0” at timing t40, the
タイミングt41では、所定の周期で“1”、“0”を繰り返すセンサ信号Aが出力されている(図14の例では4ビットのデータ“1111”を示している)。センサ信号Aが“1”に立ち上がることにより、処理部40Aのフラグ発生器51は“01”となる優先度フラグを生成する。また、優先度フラグが生成されることにより、クロック信号CKwが“1”に立ち上がる。
At timing t41, a sensor signal A that repeats “1” and “0” in a predetermined cycle is output (in the example of FIG. 14, 4-bit data “1111” is shown). When the sensor signal A rises to “1”, the
クロック信号CKwの立ち上がりは、アップカウンタ44よりも記憶部12に先に伝わる。アップカウンタ44が出力するWriteアドレスの初期値は“0000”であるため、記憶部12は、アドレス“0000”に、処理部40Aのシリアル/パラレル回路53により並列データとなったセンサ信号Aのデータ“1111”を記憶する。さらに、クロック信号CKwの立ち上がりがアップカウンタ44に伝わると、カウンタ値がインクリメントされ、次のWriteアドレス“0001”が生成される。なお、センサ信号Aが所定期間“0”となると、処理部40Aのフラグ発生器51の出力は“00”となり、クロック信号CKwが“0”に立ち下がる。
The rising edge of the clock signal CKw is transmitted to the
4ビットのデータ“1011”となるセンサ信号Bが出力されたとき(タイミングt42)と、4ビットのデータ“1101”となるセンサ信号Cが出力されたとき(タイミングt43)も同様の処理が行われる。また、“1001”となるセンサ信号Aが出力されたとき(タイミングt44)も、同様の処理が行われる。 Similar processing is performed when the sensor signal B that is 4-bit data “1011” is output (timing t42) and when the sensor signal C that is 4-bit data “1101” is output (timing t43). Is called. The same processing is performed when the sensor signal A that is “1001” is output (timing t44).
タイミングt45では、スイッチ制御信号が“0”から“1”に立ち上がっている。これにより、制御部12aは、RE状態となる。このとき、アップカウンタ44はリセットされ、Writeアドレスは“0000”となる。
At timing t45, the switch control signal rises from “0” to “1”. Thereby, the
(読み出し動作時の半導体装置10bの各部の信号の一例)
図15は、読み出し動作時の第3の実施の形態の半導体装置の各部の信号の一例を示すタイミングチャートである。
(An example of a signal of each part of the
FIG. 15 is a timing chart illustrating an example of signals of respective parts of the semiconductor device according to the third embodiment during a read operation.
図15には、スイッチ制御信号、ダウンカウンタ49の出力、Up信号、アップカウンタ48の出力、Readアドレス、リセット信号の一例の様子が示されている。なお、以下では、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値として、レジスタ45に“4”(減算器46が出力する値は“3”)が設定されているものとして説明する。
FIG. 15 shows an example of the switch control signal, the output of the
タイミングt50で、スイッチ制御信号が“0”から“1”に立ち上がっている。これにより、制御部12aは、RE状態となる。
スイッチ制御信号が“1”に立ち上がると、ダウンカウンタ49は、タイミングt51で、カウンタ値の初期値である“111111”を出力する。そして、CAM50は、ダウンカウンタ49の出力“111111”と記憶部50a,50bに記憶されている6ビットデータとを比較する。図15の例では、両者は一致しないので、CAM50は、Up信号を“0”に維持したまま、比較後、“1”となるDown信号をダウンカウンタ49に出力する。
At timing t50, the switch control signal rises from “0” to “1”. Thereby, the
When the switch control signal rises to “1”, the down counter 49 outputs “111111” which is the initial value of the counter value at timing t51. Then, the
“1”となるDown信号を受けたダウンカウンタ49は、タイミングt52で、カウンタ値をデクリメントし、“111110”を出力し、CAM50で、記憶部50a,50bに記憶されている6ビットデータとの比較が行われる。このときも、ダウンカウンタ49の出力“111110”と記憶部50a,50bの6ビットデータは一致しないので、Up信号は“0”に維持されたままとなる。そして“1”となるDown信号がダウンカウンタ49に出力され、ダウンカウンタ49はカウンタ値をデクリメントする。
Upon receiving the Down signal that becomes “1”, the down counter 49 decrements the counter value at timing t52, outputs “111110”, and the
タイミングt53でも、同様の処理が行われる。
図15の例では、タイミングt54で、ダウンカウンタ49の出力は、“110010”となったとき、記憶部50a,50bのデータと一致する。このとき、CAM50は、記憶部50bの4ビットデータ“0010”をReadアドレスとして記憶部12に出力する。また、CAM50は、Up信号を“1”に立ち上げる。アップカウンタ48は、Up信号の立ち上がりを受けて、カウンタ値をインクリメントし、“001”を出力する。また、CAM50は、比較後、“1”となるDown信号をダウンカウンタ49に出力する。
Similar processing is performed at timing t53.
In the example of FIG. 15, when the output of the
図15では、さらに、3度続けてダウンカウンタ49の出力と、記憶部50a,50bのデータとが一致する例が示されている(タイミングt55,t56,t57)。タイミングt57でUp信号が“1”に立ち上がると、アップカウンタ48の出力は、“100”(10進数で“4”)となる。このとき、アップカウンタ48の出力が、減算器46の出力値“3”を超えるため、比較器47により、リセット信号が“1”に立ち上がる(タイミングt58)。リセット信号が“1”に立ち上がることにより、ダウンカウンタ49の出力は“111111”に、アップカウンタ48の出力は“000”にリセットされる。
FIG. 15 shows an example in which the output of the
タイミングt59で、スイッチ制御信号が“1”から“0”に立ち下がっている。これにより、制御部12aはWE状態になる。
ところで、上記のような制御部12aの処理は、ソフトウェアにより実現することもできる。その場合、制御部12aの機能は、例えば、ROM(Read Only Memory)などに格納されたプログラムを、プロセッサ(CPU(Central Processing Unit)など)が実行することにより実現される。以下、ソフトウェアにより実行させる場合の制御を説明する。
At timing t59, the switch control signal falls from “1” to “0”. Thereby, the
Incidentally, the processing of the
まず、書き込み動作について説明する。
(ソフトウェアによる書き込み動作例)
図16は、書き込み動作時の一例の処理の流れを示すフローチャートである。
First, the write operation will be described.
(Example of writing operation by software)
FIG. 16 is a flowchart illustrating an exemplary process flow during a write operation.
まず、制御部12aは、WE状態か否か判定する(ステップS1)。例えば、制御部12aは、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“0”であればWE状態であると判定し、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”であれば、WE状態でない(RE状態である)と判定する。制御部12aは、WE状態と判定したときは、ステップS2A,S2B,S2Cの処理を実行する。一方、制御部12aは、WE状態でないと判定したときは、処理を終了して読み出し動作を行う。
First, the
ステップS2A〜S2Cの処理は、それぞれ、センサ信号A〜Cごとに行われる処理である。以下では、センサ信号Aに対する処理であるステップS2Aの処理を例に説明する。 The processes of steps S2A to S2C are processes performed for each of the sensor signals A to C, respectively. Below, the process of step S2A which is a process with respect to the sensor signal A is demonstrated to an example.
まず、制御部12aは、センサ信号Aを受信したか否か判定する(ステップS3)。制御部12aは、センサ信号Aを受信したと判定したときは、ステップS4の処理を実行する。一方、制御部12aは、センサ信号Aを受信していないと判定したときは、ステップS1の処理に戻る。
First, the
次に、制御部12aは、センサ信号Aの優先度フラグ60Aを、例えば、記憶部12から読み出して取得する(ステップS4)。優先度フラグ60A,60B,60Cは、例えば、記憶部12に記憶されている。優先度フラグ60A,60B,60Cの値(例えば、前述したような2ビットデータ)は、センサ5A〜5Cの優先度に基づいてセンサごとに設定されている。
Next, the
その後、制御部12aは、センサ信号A〜Cのデータと、そのセンサ信号A〜Cの優先度フラグ60A〜60Cを含むテーブルデータ61を作成する(ステップS5)。テーブルデータ61として、例えば、図11に示したようなものが作成される。作成されたテーブルデータ61は、例えば、記憶部12に記憶される。
Thereafter, the
制御部12aは、制御部12aへのセンサ信号A〜Cのデータに対し、制御部12aへの供給順に、アドレスを“0000”から昇順に割り当てていく。
そして、制御部12aは、テーブルデータ61で指定された記憶部12のアドレスに、センサ信号A〜Cのデータを書き込む(ステップS6)。
The
Then, the
ステップS6の処理の終了後、制御部12aは、ステップS1からの処理を繰り返し行う。
次に、読み出し動作について説明する。
After the process of step S6 is complete | finished, the
Next, the reading operation will be described.
(ソフトウェアによる読み出し動作例)
図17は、読み出し動作時の一例の流れを示すフローチャートである。
まず、制御部12aは、RE状態か否か判定する(ステップS10)。制御部12aは、例えば、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”であればRE状態であると判定し、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“0”であれば、RE状態でない(WE状態)と判定する。制御部12aは、RE状態であると判定したときは、ステップS11の処理を実行する。一方、制御部12aは、RE状態でないと判定したときは、処理を終了して書き込み動作を行う。
(Example of read operation by software)
FIG. 17 is a flowchart showing an exemplary flow during a read operation.
First, the
次に、制御部12aは、テーブルデータ61(図16参照)をソートし、ソートデータ62を作成する(ステップS11)。ソートデータ62として、例えば、図13に示したようなものが作成される。
Next, the
制御部12aは、センサ信号A〜Cのデータに対して、図13に示したように、優先度フラグの2ビットデータの値が大きいものが上位になるようにソートする。また、制御部12aは、優先度フラグが同一となる複数のデータに対しては、アドレスが大きいもの、すなわち時間的に後に供給されたものが上位になるようにソートする。
As shown in FIG. 13, the
その後、制御部12aは、ソートデータ62に基づいて、センサ信号A〜Cのデータをソート順に記憶部12から読み出し、処理回路13に出力する(ステップS12)。
また、制御部12aは、ステップS12の処理により記憶部12から読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、処理回路13が処理する上限値63に達したか否か判定する(ステップS13)。上限値63は、例えば、記憶部12に記憶されており、その値は、予め外部から設定されている。制御部12aは、読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、上限値63より小さいと判定したときは、ステップS12からの処理を繰り返し行う。一方、制御部12aは、読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、上限値63に達したと判定したときは、処理を終了する。
Thereafter, the
Further, the
例えば、上限値63が“4”と設定されている場合、ステップS13の処理により、図13に示すセンサ信号Aの2つのデータ(“eeeeeeee”,“aaaaaaaa”)は、記憶部12から読み出されず処理回路13で処理されない。
For example, when the
以上のように、本実施の形態の半導体装置10bによれば、第2の実施の形態の半導体装置10と同様の効果が得られるとともに、処理回路13で処理されるデータが制限されるため、より消費電力を削減することができる。
As described above, according to the
(第4の実施の形態)
図18は、第4の実施の形態の半導体装置における制御部の一例を示す図である。なお、図9に示す要素と同一の要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a control unit in the semiconductor device according to the fourth embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as the element shown in FIG. 9, and the description is abbreviate | omitted.
図18には、第4の実施の形態の半導体装置10cの制御部12bが示されている。
制御部12bは、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“0”のとき、記憶部12をWE状態とし、記憶部12に受信部11A〜11Cに供給されたセンサ信号A〜Cを保持させる。また、制御部12bは、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”のときはRE状態とし、記憶部12に保持されているセンサ信号A〜Cの一部を、優先度フラグと割り込みフラグに基づき指定して記憶部12から読み出し処理回路13で処理させる。なお、割り込みフラグについては後述する。
FIG. 18 shows the
When the switch control signal supplied from the
制御部12bは、処理部40A1,40B1,40C1、OR回路41、バッファ42,43、アップカウンタ44、レジスタ45、減算器46、比較器47、アップカウンタ48、ダウンカウンタ49a、CAM50cを有する。
The
以下処理部40A1の一例を説明するが、処理部40B1,40C1についても、処理部40A1と同様である。
処理部40A1は、図9に示した処理部40Aとほぼ同様の機能を有するが、受信部11Aからセンサ信号Aが入力されると、前述した優先度フラグの他に、割り込みフラグを生成し、CAM50cに出力する。
Hereinafter, an example of the processing unit 40A1 will be described, but the processing units 40B1 and 40C1 are the same as the processing unit 40A1.
The processing unit 40A1 has substantially the same function as the
処理部40A1は、処理部40Aと同様、フラグ発生器51a、OR回路52a、シリアル/パラレル回路53を有する。ただし、フラグ発生器51aは、処理部40Aのフラグ発生器51と異なり、受信部11Aからセンサ信号Aが入力されると、センサ信号Aの優先度フラグの他に割り込みフラグを、OR回路52aとCAM50cに出力する。
Similar to the
優先度フラグは、第3の実施の形態と同様に、例えば、2ビットの信号で表され、前述の優先度に基づいて予め外部(図示しないコンピュータ)によりフラグ発生器51aに設定されている。第4の実施の形態でも、第3の実施の形態と同様に、センサ5A〜5Cの順で優先度が高いものとし、センサ信号A〜Cの優先度フラグは、それぞれ、“01”,“10”,“11”で設定されるものとする。
Similar to the third embodiment, the priority flag is represented by, for example, a 2-bit signal, and is set in advance in the
割り込みフラグは、例えば、1ビットの信号で表され、各センサ5A〜5Cに割り当てられている。優先度が低いセンサのデータであっても、そのセンサに割り当てられた割り込みフラグが、例えば、“1”となっている場合には、そのセンサのデータは少なくとも1回、記憶部12から読み出され、処理回路13で処理(以下割り込み処理という)される。
The interrupt flag is represented by a 1-bit signal, for example, and is assigned to each of the
図19は、割り込みフラグの設定例を示す図である。
前述したようにセンサ5Aは、優先度が低く、センサ信号Aは処理せず捨てても良いため(図10参照)、割り込み処理は不要であり、センサ5Aに対しては割り込み処理を行わないことを示す割り込みフラグ“0”が割り当てられている。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of setting an interrupt flag.
As described above, since the
一方、センサ5Bは、優先度が低いが、センサ信号Bは処理することが望ましいため、割り込み処理を行うことが望ましく、センサ5Bに対しては割り込み処理を行うことを示す割り込みフラグ“1”が割り当てられている。
On the other hand, the
また、センサ5Cは最優先であるため、割り込み処理を行わなくても、センサ信号Cは処理される。そのため、割り込みフラグ“0”が割り当てられている。
図18の説明に戻る。
Further, since the
Returning to the description of FIG.
OR回路52aは、フラグ発生器51aから供給される優先度フラグの2ビットの信号と割り込みフラグの1ビットの信号による3ビットの信号のOR演算を行い、そのOR演算結果を、OR回路41に出力する。センサ信号Aが処理部40A1に供給されると、フラグ発生器51aにより割り込みフラグと優先度フラグによる3ビットの信号のうち少なくとも1ビットが“1”となる3ビットの信号が、OR回路52aに出力される。そのため、センサ信号Aが処理部40A1に供給されると、OR回路52aは“1”となる信号をOR回路41に出力する。
The OR
シリアル/パラレル回路53は、受信部11Aから、センサ信号Aの1ビットずつ順番に入力される信号を並列のデータに変換し、記憶部12に出力する。
ダウンカウンタ49aは、図9に示したダウンカウンタ49と異なり、例えば7ビットのカウンタである。ダウンカウンタ49aは、制御回路15から供給されるスイッチ制御信号が“1”(RE状態)となると、クロック信号CKrに同期して、7ビットデータ(初期値“1111111”)をCAM50cに出力する。また、ダウンカウンタ49aは、CAM50cから“1”となるDown信号を受けると、出力するカウンタ値をデクリメントする。
The serial /
Unlike the
さらに、ダウンカウンタ49aは、CAM50cから“1”となるリセット2信号を受けると、カウンタ値を“0111111”にリセットする。そして、ダウンカウンタ49aは、CAM50cから“1”となるDown信号を受けると、リセット後の“0111111”からデクリメントしたカウンタ値を出力する。
Further, when receiving the
また、ダウンカウンタ49aは、比較器47から“1”となるリセット信号を受けると、カウンタ値を、初期値(“1111111”)にリセットする。
以下では、比較器47から出力されるリセット信号と区別するために、CAM50cから出力されるリセット信号を、リセット2信号と表記する。
When the down counter 49 a receives a reset signal that is “1” from the
Hereinafter, in order to distinguish from the reset signal output from the
CAM50cは、記憶部50dと記憶部50bを有する。
記憶部50dは、スイッチ制御信号が“0”(WE状態)のとき、クロック信号CKwに同期して、Writeアドレスで指定されるアドレスに、処理部40A1〜40C1から供給される優先度フラグと割り込みフラグによる3ビットの信号を記憶する。このとき、記憶部50dは、3ビットの信号の最上位ビットが割り込みフラグの1ビットの信号、3ビットの信号の下位2ビットが割り込みフラグの2ビットの信号となるように記憶する。
The
When the switch control signal is “0” (WE state), the
記憶部50bには、アドレスを示す4ビットデータが予め記憶されている。4ビットデータは、後述するReadアドレスとして用いられる。
CAM50cは、スイッチ制御信号が“1”(RE状態)となると、ダウンカウンタ49aの7ビットのカウンタ値と、記憶部50d,50bに記憶されているデータとを比較する。CAM50cは、7ビットのカウンタ値の最上位ビット(MSB)と最下位ビット(LSB)が、それぞれ、記憶部50dに記憶されている3ビットデータの最上位ビットと記憶部50bに記憶されている4ビットデータの最下位ビットに対応するように比較を行う。
In the storage unit 50b, 4-bit data indicating an address is stored in advance. The 4-bit data is used as a read address to be described later.
When the switch control signal becomes “1” (RE state), the
そして、CAM50cは、ダウンカウンタ49aのカウンタ値と、記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとが一致するときは、一致する7ビットデータのうち、記憶部50bに記憶されている下位4ビットデータをReadアドレスとして出力する。またこの際、CAM50cは、“1”となるリセット2信号をダウンカウンタ49aに出力する。
Then, when the counter value of the
なお、CAM50cは、ダウンカウンタ49aの7ビットのカウンタ値と記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとの比較毎に、“1”となるDown信号を出力する。
The
(書き込み動作例)
スイッチ制御信号が“0”のときは、WE状態となり書き込み動作が行われる。
図20は、書き込みデータの一例を示す図である。
(Example of write operation)
When the switch control signal is “0”, the WE state is entered and a write operation is performed.
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of write data.
図20には、CAM50cの記憶部50dに記憶される優先度フラグ及び割り込みフラグと、記憶部12に記憶されるセンサ信号A〜Cのデータの一例が示されている。センサ信号A〜Cのデータが記憶される記憶部12のアドレスと、そのセンサ信号A〜Cの優先度フラグ及び割り込みフラグが記憶される記憶部50dのアドレスは同一である。
FIG. 20 shows an example of the priority flag and the interrupt flag stored in the
Writeアドレスはセンサ信号A〜Cを制御部12bが受ける度に、アップカウンタ44により“0000”から順にインクリメントされ、CAM50(記憶部50d)と記憶部12に供給される。そのため、センサ信号A〜Cのデータは、制御部12bへの供給順に、記憶部12のアドレス“0000”から順番に書き込まれる。また、そのセンサ信号A〜Cを出力したセンサ5A〜5Cに割り当てられた優先度フラグと割り込みフラグは、記憶部50dのアドレス“0000”から順番に書き込まれる。
The write address is incremented sequentially from “0000” by the up counter 44 every time the
(読み出し動作例)
スイッチ制御信号が“1”のときは、RE状態となり読み出し動作が行われる。
図21は、RE状態のときのCAMとダウンカウンタの動作の一例を説明する図である。
(Read operation example)
When the switch control signal is “1”, the RE state is entered and a read operation is performed.
FIG. 21 is a diagram for explaining an example of the operation of the CAM and the down counter in the RE state.
図21には、前述のWE状態のときに、記憶部50dに記憶された割り込みフラグと優先度フラグによる3ビットデータと、予め記憶部50bに記憶されている4ビットデータが示されている。
FIG. 21 shows the 3-bit data by the interrupt flag and the priority flag stored in the
読み出し動作時には、CAM50cは、ダウンカウンタ49aのカウンタ値と記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとの比較を行う。
まず、記憶部50dのアドレス“1111”に記憶されている割り込みフラグ及び優先度フラグによる3ビットデータと、記憶部50bに記憶されている4ビットデータ“1111”とを合わせた7ビットデータと、カウンタ値“1111111”とが比較される。
During the read operation, the
First, 7-bit data combining the 3-bit data by the interrupt flag and the priority flag stored in the address “1111” of the
図21の例では、記憶部50dのアドレス“1111”に記憶されている割り込みフラグ及び優先度フラグによる3ビットデータは“011”であるため、ダウンカウンタ49aのカウンタ値“1111111”とは一致しない。CAM50cは、“1”となるDown信号を出力する。
In the example of FIG. 21, since the 3-bit data by the interrupt flag and the priority flag stored at the address “1111” of the
その後、カウンタ値のデクリメントが進み、カウンタ値が“1101011”となったとき、図21の例では、記憶部50dのアドレス“1011”に記憶されている割り込みフラグ及び優先度フラグは“110”であるため、カウンタ値と一致する。そのため、CAM50cは、記憶部50bの4ビットデータ“1011”をReadアドレスとして記憶部12に出力し、さらに、“1”となるUp信号とリセット2信号を出力する。これにより、記憶部12のアドレス“1011”に記憶されたセンサ信号のデータが読み出され、処理回路13に供給される。
Thereafter, when the counter value is decremented and the counter value becomes “1101011”, the interrupt flag and the priority flag stored in the address “1011” of the
上記のリセット2信号により、ダウンカウンタ49aのカウンタ値は“0111111”にリセットされる。そして、同様の比較処理が繰り返される。
アップカウンタ48のカウンタ値が減算器46の出力値を超えると、比較器47によって“1”となるリセット信号が出力され、ダウンカウンタ49aのカウンタ値は“1111111”にリセットされる。また、アップカウンタ48のカウンタ値は“0”にリセットされる。
The counter value of the
When the counter value of the
図22は、RE状態のときに、記憶部から読み出され、処理回路に出力されるセンサ信号のデータの一例を示す図である。
図22では、センサ信号A〜Cのデータが、処理回路13で処理される順に並べられている。また、図22の例では、レジスタ45に格納されている、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値は“4”である。
FIG. 22 is a diagram illustrating an example of sensor signal data read from the storage unit and output to the processing circuit in the RE state.
In FIG. 22, the data of the sensor signals A to C are arranged in the order in which they are processed by the
前述の読み出し処理によって、まず、割り込みフラグが“1”となるセンサ信号Bの2つのデータのうち、アドレスが大きい方のセンサ信号Bのデータ(“dddddddd”)が読み出され、処理回路13で処理される。これに対し、アドレスが小さい方のデータ(“bbbbbbbb”)は読み出されず、処理回路13で処理されない。
By the above-described reading process, first, the data (“dddddddd”) of the sensor signal B having the larger address among the two data of the sensor signal B having the interrupt flag “1” is read, and the
その後、優先度フラグの2ビットデータの値が大きいセンサのセンサ信号が優先的に記憶部12から読み出され、処理回路13で処理される。つまり、センサ5A,5Cのうち、優先度の高いセンサ5Cのセンサ信号Cのデータが優先的に処理される。
Thereafter, the sensor signal of the sensor having the large 2-bit data value of the priority flag is preferentially read from the
また、例えば、同一のセンサから供給される複数のデータについては、優先度フラグの2ビットデータの値が同一となるので、記憶部12において、第3の実施の形態と同様に、値が大きいアドレスに記憶されているデータほど優先的に読み出される。
In addition, for example, for a plurality of data supplied from the same sensor, the value of the 2-bit data of the priority flag is the same, so that the value is large in the
例えば、センサ信号Cの複数のデータのうち、アドレス“1001”に記憶されているデータ“jjjjjjjj”は、アドレス“1000”に記憶されているデータ“iiiiiiii”よりも先に記憶部12から読み出され、処理回路13で処理される。
For example, among the plurality of data of the sensor signal C, the data “jjjjjjjj” stored at the address “1001” is read from the
さらに、図22の例では、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値が“4”であるため、センサ信号Cの2つのデータは、記憶部12から読み出されない。さらに、センサ信号Aの3つのデータは、記憶部12から読み出されない。すなわち、センサ信号Cの2つのデータと、センサ信号Aの3つのデータは、処理回路13で処理されない。
Further, in the example of FIG. 22, since the upper limit value of the number of data of the sensor signals A to C processed by the
以下、書き込み動作時の半導体装置10cの各部の信号の一例を、タイミングチャートを用いて説明する。
(書き込み動作時の半導体装置10cの各部の信号の一例)
図23は、書き込み動作時の第4の実施の形態の半導体装置の各部の信号の一例を示すタイミングチャートである。
Hereinafter, an example of a signal of each part of the
(An example of a signal of each part of the
FIG. 23 is a timing chart illustrating an example of signals of respective parts of the semiconductor device according to the fourth embodiment during a write operation.
図23には、スイッチ制御信号、センサ信号A〜C、各処理部40A1〜40C1のフラグ発生器の出力、クロック信号CKw、アップカウンタ44の出力(Writeアドレス)の一例の様子が示されている。さらに、図23には、CAM50cの記憶部50dへの書き込みデータ(割り込みフラグと優先度フラグを示す3ビットデータ)と、記憶部12への書き込みデータの一例の様子が示されている。
FIG. 23 shows an example of the switch control signal, sensor signals A to C, the output of the flag generators of the processing units 40A1 to 40C1, the clock signal CKw, and the output (Write address) of the up counter 44. . Further, FIG. 23 shows an example of write data (3-bit data indicating an interrupt flag and a priority flag) to the
タイミングt60で、スイッチ制御信号が“1”から“0”に立ち下がると、制御部12bは、WE状態となる。記憶部50dの全データは、このタイミングで“0”にリセットされる。
When the switch control signal falls from “1” to “0” at timing t60, the
タイミングt61では、所定の周期で“1”、“0”を繰り返すセンサ信号Aが出力されている(図23の例では4ビットのデータ“1111”を示している)。センサ信号Aが“1”に立ち上がることにより、処理部40A1のフラグ発生器51は“0”となる割り込みフラグと、“01”となる優先度フラグを生成する。また、割り込みフラグと優先度フラグが生成されることにより、クロック信号CKwが立ち上がる。
At timing t61, a sensor signal A that repeats “1” and “0” at a predetermined cycle is output (in the example of FIG. 23, 4-bit data “1111” is shown). When the sensor signal A rises to “1”, the
クロック信号CKwの立ち上がりは、アップカウンタ44よりも記憶部12に先に伝わる。アップカウンタ44が出力するWriteアドレスの初期値は“0000”であるため、記憶部12は、アドレス“0000”に、処理部40A1のシリアル/パラレル回路53により並列データとなったセンサ信号Aのデータ“1111”を記憶する。さらに、クロック信号CKwの立ち上がりがアップカウンタ44に伝わると、カウンタ値がインクリメントされ、次のWriteアドレス“0001”が生成される。なお、センサ信号Aが所定期間“0”になると、処理部40A1のフラグ発生器51aの出力は“000”となり、クロック信号CKwが“0”に立ち下がる。
The rising edge of the clock signal CKw is transmitted to the
4ビットのデータ“1011”となるセンサ信号Bが出力されたとき(タイミングt62)と、4ビットのデータ“1101”となるセンサ信号Cが出力されたとき(タイミングt63)も同様の処理が行われる。また、“1001”となるセンサ信号Aが出力されたとき(タイミングt64)も、同様の処理が行われる。 Similar processing is performed when the sensor signal B that is 4-bit data “1011” is output (timing t62) and when the sensor signal C that is 4-bit data “1101” is output (timing t63). Is called. The same processing is performed when the sensor signal A that is “1001” is output (timing t64).
タイミングt65では、スイッチ制御信号が“0”から“1”に立ち上がっている。これにより、制御部12bは、RE状態となる。このとき、アップカウンタ44はリセットされ、Writeアドレスは“0000”となる。
At timing t65, the switch control signal rises from “0” to “1”. Thereby, the
(読み出し動作時の半導体装置10cの各部の信号の一例)
図24は、読み出し動作時の第4の実施の形態の半導体装置の各部の信号の一例を示すタイミングチャートである。
(An example of a signal of each part of the
FIG. 24 is a timing chart illustrating an example of signals of respective parts of the semiconductor device according to the fourth embodiment during a read operation.
図24には、スイッチ制御信号、ダウンカウンタ49aの出力、リセット2信号、Up信号、アップカウンタ48の出力、Readアドレス、リセット信号の一例の様子が示されている。なお、以下では、処理回路13が処理するセンサ信号A〜Cのデータ数の上限値として、レジスタ45に“4”(減算器46が出力する値は“3”)が設定されているものとして説明する。
FIG. 24 shows an example of the switch control signal, the output of the
タイミングt70で、スイッチ制御信号が“0”から“1”に立ち上がっている。これにより、制御部12bは、RE状態となる。
スイッチ制御信号が“1”に立ち上がると、ダウンカウンタ49aは、タイミングt71で、カウンタ値の初期値である“1111111”を出力する。そして、CAM50cは、ダウンカウンタ49aの出力“1111111”と記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとを比較する。図24の例では、両者は一致しないので、CAM50cは、Up信号を“0”に維持したまま、比較後、“1”となるDown信号をダウンカウンタ49aに出力する。
At timing t70, the switch control signal rises from “0” to “1”. Thereby, the
When the switch control signal rises to “1”, the
“1”となるDown信号を受けたダウンカウンタ49aは、タイミングt72で、カウンタ値をデクリメントし、“1111110”を出力し、CAM50cで、記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとの比較が行われる。このときも、ダウンカウンタ49aの出力“1111110”と記憶部50d,50bの7ビットデータは一致しないので、Up信号は“0”に維持されたままとなる。そして“1”となるDown信号がダウンカウンタ49に出力され、ダウンカウンタ49はカウンタ値をデクリメントする。
The
タイミングt73でも、同様の処理が行われる。
図24の例では、タイミングt74で、ダウンカウンタ49aの出力は、“1100011”となったとき、記憶部50d,50bのデータと一致する。このとき、CAM50cは、記憶部50bの4ビットデータ“0011”をReadアドレスとして記憶部12に出力する。また、CAM50cは、リセット2信号とUp信号を“1”に立ち上げる。アップカウンタ48は、Up信号の立ち上がりを受けて、カウンタ値をインクリメントし、“001”を出力する。
Similar processing is performed at timing t73.
In the example of FIG. 24, when the output of the
“1”となるリセット2信号を受けたダウンカウンタ49aは、タイミングt75で、リセットしたカウンタ値“0111111”を出力する。そして、再度、CAM50cで、記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとの比較が行われる。このとき、ダウンカウンタ49aのカウンタ値“0111111”と記憶部50d,50bの7ビットデータは一致しないので、CAM50cは、Up信号を“0”に維持したまま、比較後、“1”となるDown信号をダウンカウンタ49aに出力する。
Upon receiving the
“1”となるDown信号を受けたダウンカウンタ49aは、タイミングt76で、“0111111”からデクリメントしたカウンタ値“0111110”を出力し、CAM50cで、記憶部50d,50bに記憶されている7ビットデータとの比較が行われる。このときも、ダウンカウンタ49aの出力“0111110”と記憶部50d,50bの7ビットデータは一致しないので、Up信号は“0”に維持されたままとなる。そして“1”となるDown信号がダウンカウンタ49aに出力され、ダウンカウンタ49aはカウンタ値をデクリメントする。
The
タイミングt77でも同様の処理が行われる。
その後、図24の例では、3度続けてダウンカウンタ49aの出力と、記憶部50d,50bのデータとが一致する例が示されている(タイミングt78,t79,t80)。タイミングt80でUp信号が“1”に立ち上がると、アップカウンタ48の出力は、“100”(10進数で“4”)となる。このとき、アップカウンタ48の出力が、減算器46の出力値“3”を超えるため、比較器47により、リセット信号が“1”に立ち上がる(タイミングt81)。リセット信号が“1”に立ち上がることにより、ダウンカウンタ49aの出力は“1111111”に、アップカウンタ48の出力は“000”にリセットされる。
Similar processing is performed at timing t77.
Thereafter, in the example of FIG. 24, an example is shown in which the output of the
タイミングt82で、スイッチ制御信号が“1”から“0”に立ち下がっている。これにより、制御部12bはWE状態になる。
ところで、第3の実施の形態における制御部12aと同様に、上記のような制御部12bの処理も、ソフトウェアにより実現することもできる。その場合、制御部12bの機能は、例えば、プロセッサにより実現される。以下、ソフトウェアにより実行させる場合の制御を説明する。
At timing t82, the switch control signal falls from “1” to “0”. Thereby, the
By the way, like the
まず、書き込み動作について説明する。
(ソフトウェアによる書き込み動作例)
図25は、書き込み動作時の一例の処理の流れを示すフローチャートである。
First, the write operation will be described.
(Example of writing operation by software)
FIG. 25 is a flowchart illustrating an exemplary process flow during a write operation.
まず、制御部12bは、WE状態か否か判定する(ステップS20)。制御部12bは、図1に示すステップS1の処理と同様に、スイッチ制御信号が“0”であるか“1”であるかに応じて、WE状態か否か判定する。制御部12bは、WE状態と判定したときは、ステップS21A,S21B,S21Cの処理を実行する。一方、制御部12bは、WE状態でないと判定したときは、処理を終了して読み出し動作を行う。
First, the
ステップS21A〜S21Cの処理は、それぞれ、センサ信号A〜Cごとに行われる処理である。以下では、センサ信号Aに対する処理であるステップS21Aの処理を例に説明する。 The processing of steps S21A to S21C is processing performed for each of the sensor signals A to C. Hereinafter, the process of step S21A, which is a process for the sensor signal A, will be described as an example.
まず、制御部12bは、センサ信号Aを受信したか否か判定する(ステップS22)。制御部12bは、センサ信号Aを受信したと判定したときは、ステップS23の処理を実行する。一方、制御部12bは、センサ信号Aを受信していないと判定したときは、ステップS20の処理に戻る。
First, the
次に、制御部12bは、センサ信号Aの割り込みフラグ70Aと優先度フラグ71Aを、例えば、記憶部12から読み出して取得する(ステップS23)。割り込みフラグ70A,70B,70Cと優先度フラグ71A,71B,71Cは、例えば、記憶部12に記憶されている。
Next, the
また、ステップS23の処理と同様にして、センサ信号B,Cの割り込みフラグ70B,70Cと優先度フラグ71B,71Cもそれぞれ取得される。
その後、制御部12bは、センサ信号A〜Cのデータと、そのセンサ信号A〜Cの割り込みフラグ70A〜70C及び優先度フラグ71A〜71Cを含むテーブルデータ72を作成する(ステップS24)。テーブルデータ72として、例えば、図20に示したようなものが作成される。作成されたテーブルデータ72は、例えば、記憶部12に記憶される。
Similarly to the processing in step S23, the interrupt
Thereafter, the
制御部12bは、制御部12bへのセンサ信号A〜Cのデータに対し、制御部12bへの供給順に、アドレスを“0000”から昇順に割り当てていく。
そして、制御部12bは、テーブルデータ61で指定された記憶部12のアドレスに、センサ信号A〜Cのデータを書き込む(ステップS25)。
The
Then, the
ステップS25の処理の終了後、制御部12bは、ステップS20からの処理を繰り返し行う。
次に、読み出し動作について説明する。
After the process of step S25 is complete | finished, the
Next, the reading operation will be described.
(ソフトウェアによる読み出し動作例)
図26は、読み出し動作時の一例の流れを示すフローチャートである。
まず、制御部12bは、RE状態か否か判定する(ステップS30)。制御部12bは、図17に示すステップS10の処理と同様に、スイッチ制御信号が“0”であるか“1”であるかに応じて、RE状態か否か判定する。制御部12bは、RE状態であると判定したときは、ステップS31の処理を実行する。一方、制御部12bは、RE状態でないと判定したときは、処理を終了して書き込み動作を行う。
(Example of read operation by software)
FIG. 26 is a flowchart showing an exemplary flow during a read operation.
First, the
次に、制御部12bは、テーブルデータ72(図25参照)をソートし、ソートデータ73を作成する(ステップS31)。ソートデータ73として、例えば、図22に示したようなものが作成される。
Next, the
制御部12bは、まず、割り込みフラグが“1”となるセンサ信号Bのデータが、上位になるようにソートするとともに、割り込みフラグが“1”となる複数のセンサ信号Bのデータに対しては、アドレスが大きいものが、上位になるようにソートする。さらに、制御部12bは、割り込みフラグが“0”となるセンサ信号A,Cのデータに対しては、優先度フラグの2ビットデータの値が大きいものが、上位になるようにソートする。また、制御部12bは、優先度フラグが同一となる複数のデータに対しては、アドレスが大きいものが、上位になるようにソートする。
The
その後、制御部12bは、割り込みフラグが“1”となる最上位行のセンサ信号のデータを、記憶部12から読み出し、処理回路13に出力する(ステップS32)。図22の例では、割り込みフラグが“1”となる最上位行のセンサ信号Bのデータ“dddddddd”が記憶部12から読み出され、処理回路13に出力される。
Thereafter, the
その後、制御部12bは、ソートデータ73において割り込みフラグが“0”となる最上位のセンサ信号のデータを選択する(ステップS33)。図22の例では、センサ信号Cのデータが選択される。
Thereafter, the
そして、制御部12bは、ソートデータ73において、センサ信号A〜CのデータをステップS33の処理により選択されたデータからソート順に記憶部12から読み出し、処理回路13に出力する(ステップS34)。
And the
また、制御部12bは、ステップS32,S34の処理により記憶部12から読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、処理回路13が処理する上限値74に達したか否か判定する(ステップS35)。上限値74は、例えば、記憶部12に記憶されており、その値は、予め外部から設定されている。制御部12bは、読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、上限値74より小さいと判定したときは、ステップS34からの処理を繰り返し行う。一方、制御部12bは、読み出したセンサ信号A〜Cのデータ数が、上限値74に達したと判定したときは、処理を終了する。
In addition, the
例えば、上限値74が“4”と設定されている場合、ステップS35の処理により、図22に示すセンサ信号Cの2つのデータ(“gggggggg”,“cccccccc”)は、記憶部12から読み出されず処理回路13で処理されない。さらに、センサ信号Aの3つのデータ(“ffffffff”,“eeeeeeee”,“aaaaaaaa”)も、記憶部12から読み出されず処理回路13で処理されない。
For example, when the
以上のような半導体装置10cによれば、第3の実施の形態の半導体装置10bと同様の効果が得られるとともに、優先度が低いセンサのセンサ信号でも1回は処理されるようにしたため、優先度が低いセンサのセンサ信号が全く無視されることを防げる。
According to the
以上、実施の形態に基づき、本発明の半導体装置の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。
例えば、上記の説明では、信号供給源としてセンサを例にして説明したが、これに限定されず、無線端末装置などであってもよい。
As described above, one aspect of the semiconductor device of the present invention has been described based on the embodiment, but these are merely examples, and the present invention is not limited to the above description.
For example, in the above description, the sensor is used as an example of the signal supply source. However, the present invention is not limited to this, and a wireless terminal device or the like may be used.
1 半導体装置
1a 電源供給制御回路
2 処理回路
3 クロック信号生成回路
4 制御回路
5 信号供給源(センサ)
SW1 スイッチ
DESCRIPTION OF
SW1 switch
Claims (9)
前記処理回路の電源のオンオフを切り替えるスイッチと、
クロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記信号を受信したときに、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期して前記電源をオンするように前記スイッチを制御する制御回路と、
を有することを特徴とする半導体装置。 A processing circuit for performing processing based on signals supplied at a plurality of different timings from a signal supply source;
A switch for switching on and off the power of the processing circuit;
A clock signal generation circuit for generating a clock signal;
A control circuit that controls the switch so as to turn on the power supply in synchronization with the clock signal regardless of the reception timing of the signal when the signal is received;
A semiconductor device comprising:
前記制御部は、前記電源がオンすると、前記記憶部に保持されている前記信号の一部を、前記信号供給源の優先度に基づき指定して前記記憶部から読み出し、前記処理回路に処理させる、ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 A control unit for controlling the storage unit;
When the power is turned on, the control unit designates a part of the signal held in the storage unit based on the priority of the signal supply source, reads the signal from the storage unit, and causes the processing circuit to process the signal. The semiconductor device according to claim 3.
信号供給源から複数の異なるタイミングで供給される信号を受信したとき、前記信号に基づく処理を行う処理回路の電源を、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期してオンする制御回路と、
を有することを特徴とする電源供給制御回路。 A clock signal generation circuit for generating a clock signal;
Control that turns on the power of a processing circuit that performs processing based on the signal in synchronization with the clock signal, regardless of the reception timing of the signal, when receiving signals supplied from the signal supply source at a plurality of different timings Circuit,
A power supply control circuit comprising:
制御回路が、信号供給源から複数の異なるタイミングで供給される信号を受けたとき、前記信号に基づく処理を行う処理回路の電源を、前記信号の受信タイミングによらず、前記クロック信号に同期してオンする、
ことを特徴とする電源供給制御方法。 A clock signal generation circuit generates a clock signal,
When the control circuit receives a signal supplied from the signal supply source at a plurality of different timings, the power of the processing circuit that performs processing based on the signal is synchronized with the clock signal regardless of the reception timing of the signal. Turn on,
The power supply control method characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
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