JP3491254B2 - Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device - Google Patents

Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device

Info

Publication number
JP3491254B2
JP3491254B2 JP16874198A JP16874198A JP3491254B2 JP 3491254 B2 JP3491254 B2 JP 3491254B2 JP 16874198 A JP16874198 A JP 16874198A JP 16874198 A JP16874198 A JP 16874198A JP 3491254 B2 JP3491254 B2 JP 3491254B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
power supply
logic device
terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16874198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000003234A (en
Inventor
昌哉 炭田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP16874198A priority Critical patent/JP3491254B2/en
Publication of JP2000003234A publication Critical patent/JP2000003234A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3491254B2 publication Critical patent/JP3491254B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、クロックで動作す
る装置の低消費電力化を行う低電圧供給装置を含む論理
装置及び論理装置への電圧供給方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logic device including a low voltage supply device for reducing the power consumption of a device that operates by a clock, and a method for supplying a voltage to the logic device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロプロッセッサ,デジタルシグナ
ルプロセッサ,メモリなどのクロックで動作する各論理
装置は、システムとして実用に供されている。各論理装
置の動作スピードは、入力クロック,電源電圧,温度,
製造ばらつきによって決定される。これらすべての条件
内で動作するようにスペックが定められている。例え
ば、入力周波数100MHz,電源電圧3.3±10%,温
度−40〜125度である論理装置があった場合、この
論理装置は、入力周波数が20MHzの場合、かならずし
も電源電圧が3.3±10%でなくても動作する。
2. Description of the Related Art Logic devices such as a microprocessor, a digital signal processor, and a memory which operate with a clock are put into practical use as a system. The operating speed of each logic device is the input clock, power supply voltage, temperature,
Determined by manufacturing variations. The specifications are set to operate within all of these conditions. For example, if there is a logic device having an input frequency of 100 MHz, a power supply voltage of 3.3 ± 10%, and a temperature of −40 to 125 degrees, this logic device always has a power supply voltage of 3.3 ± 10% when the input frequency is 20 MHz. It works even if it is not 10%.

【0003】また、20MHz時、2Vで動作可能ならば
消費電力Pは周波数F,電源電圧VとするとP∝FVV
と電圧の二乗で効くので、消費電力は、3.3V動作時
に比べ37%で済む。
If it can operate at 2 V at 20 MHz, power consumption P is frequency F and power supply voltage V is P∝FVV
Since it works with the square of the voltage, power consumption is 37% compared to 3.3V operation.

【0004】これらの電源電圧を制御する方法として
は、1997 VLSI SYNPOSIUM SAKIYAMA ET ALのA LEAN
POWER MANAGEMENT TECHNIQUEで提案されたダミーのセ
ルに入力周波数を入力し、その状態をDAコンバータに
て電源装置であるDC-DCコンバータに伝える方法が
ある。
As a method of controlling these power supply voltages, A LEAN of 1997 VLSI SYNPOSIUM SAKIYAMA ET AL
There is a method of inputting an input frequency to a dummy cell proposed in POWER MANAGEMENT TECHNIQUE and transmitting the state to a DC-DC converter which is a power supply device by a DA converter.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の電源電圧の制御方法は、DAコンバータなど高精度な
低電圧供給装置を含む論理装置などをチップ内もしく
は、チップ外におかなければならず、チップ面積の増大
もしくは、チップセットのコスト増大が余儀なくされて
いるという問題があった。
However, in these power supply voltage control methods, a logic device including a highly accurate low voltage supply device such as a DA converter must be placed inside or outside the chip. There is a problem that the area is increased or the cost of the chipset is increased.

【0006】本発明は上記のような問題点を解決し、動
作周波数,プロセス条件,温度条件に応じた最適な電源
電圧,電流を論理装置に供給し、消費電力を低く抑える
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to supply an optimum power supply voltage and current according to operating frequency, process condition and temperature condition to a logic device to keep power consumption low. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためクロックで動作する論理装置と同じクロック
周波数を生成するPLL回路におけるVCО回路の印加
電圧を電源装置の参照電圧とし、電源装置でその参照電
圧をもとにクロックの周波数値で動作する最低電圧を生
成し、論理装置の電源端子に供給するものである。
In order to achieve the above object, the present invention uses a voltage applied to a VCO circuit in a PLL circuit that generates the same clock frequency as a logic device operating with a clock as a reference voltage of the power supply device. Then, based on the reference voltage, the lowest voltage that operates at the frequency value of the clock is generated and supplied to the power supply terminal of the logic device.

【0008】このVCО回路は、DAコンバータなどよ
りもかなり素子数も少なくてすみ精度もいらず小面積の
みで論理装置の低消費電力化が可能となり経済的であ
る。
This VCO circuit has a considerably smaller number of elements than a DA converter or the like, does not require any precision, and can reduce the power consumption of a logic device with only a small area, which is economical.

【0009】以下、本発明の各実施の形態について図1
から図20を用いて説明する。
FIG. 1 shows each embodiment of the present invention.
From now on, it demonstrates using FIG.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、本発明
の実施の形態における低電圧供給装置を含む論理装置の
構成を示すブロック図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to an embodiment of the present invention.

【0011】図1において、1はCPUバスコントロー
ラタイマーなどからなる論理装置1であり、入力クロッ
ク端子11と電源端子12を有する。論理装置1の入力
クロック端子11には入力クロック2が入力され、論理
装置1の電源端子12には、電源装置5の出力端子52
に接続されている。3はPLL回路である。このPLL
回路3は、位相比較器31と、チャージポンプ32と、
ループフィルター33と、VCO回路34とでなり、V
CO回路34は論理装置1内に組み込まれている。ここ
で、位相比較器31は、基準クロック入力端子311
と、比較対象クロック入力端子312と、アップ信号出
力端子313と、ダウン信号出力端子314を有し、基
準クロック入力端子311には、入力クロック2が入力
されるよう接続されている。そして、基準クロックの立
ち上がりより比較対象クロックの立ち上がりの位相が遅
ければ、その位相差の時間分だけアップ信号がイネーブ
ルとなり、基準クロックより比較対象クロックの位相が
早ければ、その位相差の時間分だけダウン信号がイネー
ブルとなる。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a logic device 1 including a CPU bus controller timer and the like, which has an input clock terminal 11 and a power supply terminal 12. The input clock 2 is input to the input clock terminal 11 of the logic device 1, and the output terminal 52 of the power supply device 5 is connected to the power supply terminal 12 of the logic device 1.
It is connected to the. 3 is a PLL circuit. This PLL
The circuit 3 includes a phase comparator 31, a charge pump 32,
The loop filter 33 and the VCO circuit 34 make up V
The CO circuit 34 is incorporated in the logic device 1. Here, the phase comparator 31 has a reference clock input terminal 311.
And a comparison target clock input terminal 312, an up signal output terminal 313, and a down signal output terminal 314, and the reference clock input terminal 311 is connected so that the input clock 2 is input. If the phase of the rising edge of the comparison target clock is later than the rising edge of the reference clock, the up signal is enabled for the time corresponding to the phase difference, and if the phase of the comparison target clock is earlier than the reference clock, only the time corresponding to the phase difference is applied. The down signal is enabled.

【0012】チャージポンプ32は、アップ信号入力端
子321と、ダウン信号入力端子322と、チャージポ
ンプ出力端子323を有し、アップ信号入力端子321
がイネーブルの間、チャージポンプ出力端子323から
一定の電荷をチャージし、ダウン信号入力端子322が
イネーブルの間、チャージポンプ出力端子323から一
定の電荷をディスチャージする。
The charge pump 32 has an up signal input terminal 321, a down signal input terminal 322, and a charge pump output terminal 323, and an up signal input terminal 321.
, While the down signal input terminal 322 is enabled, discharges a constant charge from the charge pump output terminal 323.

【0013】ループフィルター33はチャージポンプ出
力端子323に接続され、PLL回路3の帰還系を調整
する。VCО回路34は、電圧制御端子(VCO入力端
子)341が、ループフィルター33に接続され、この
ループフィルター33の出力電圧に依存した周波数のク
ロックをVCО出力端子342から出力する。VCО出
力端子342は、位相比較器31の比較対象クロック入
力端子312に接続されている。PLL回路3の電源
は、常に定電圧である。
The loop filter 33 is connected to the charge pump output terminal 323 and adjusts the feedback system of the PLL circuit 3. The VCO circuit 34 has a voltage control terminal (VCO input terminal) 341 connected to the loop filter 33, and outputs a clock having a frequency depending on the output voltage of the loop filter 33 from the VCO output terminal 342. The VCO output terminal 342 is connected to the comparison target clock input terminal 312 of the phase comparator 31. The power source of the PLL circuit 3 is always a constant voltage.

【0014】4はフィルター部であり、VCO回路34
の電圧制御端子341に接続されており、フィルター部
4の出力端子42は、電源装置5の参照電圧端子51に
接続され、その電圧値によって所定の電源電圧を供給す
る。また、電源装置5の外部電源入力端子50には外部
電源6が接続されている。
Reference numeral 4 is a filter section, which is a VCO circuit 34.
Is connected to the voltage control terminal 341 of the power supply device 5, and the output terminal 42 of the filter unit 4 is connected to the reference voltage terminal 51 of the power supply device 5 and supplies a predetermined power supply voltage according to the voltage value. An external power supply 6 is connected to the external power supply input terminal 50 of the power supply device 5.

【0015】図2は図1のVCО回路34の詳細回路図
を示す。VCО回路34は、論理装置1と同じプロセス
工程で生成されたMOSトランジスタによって構成され
ている。即ち、MOSトランジスタのノード3401の
電圧,ノード3402の電圧は、カレントミラー回路3
43(バイアス電圧発生回路)によって、VCО回路3
4のVCО入力端子341の電圧値によって決定され
る。344は電流制御型インバータ(以下、インバータ
という)であり、MOSトランジスタ3440のソース
に電源が接続され、ゲートにノード3401が接続さ
れ、ノード3401の電圧値によってMOSトランジス
タ3420のソースに供給する電流量を制御している。
同様にMOSトランジスタ3430のソースが接続さ
れ、ゲートにノード3402が接続され、ノード340
2の電圧値によってMOSトランジスタ3430のソー
スに供給する電流量を制御している。MOSトランジス
タ3420と3410はインバータ回路になっている。
インバータ345,346もインバータ344と同じ構
成になっており、インバータ344〜346は3段のイ
ンバータチェーンのループになっており、発振し、イン
バータ346の出力がVCО回路34のVCО出力端子
342となっている。
FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the VCO circuit 34 of FIG. The VCO circuit 34 is composed of a MOS transistor generated in the same process step as the logic device 1. That is, the voltage of the node 3401 of the MOS transistor and the voltage of the node 3402 are the same as those of the current mirror circuit 3.
43 (bias voltage generation circuit) allows the VCO circuit 3
4 VCO input terminal 341 voltage value. Reference numeral 344 denotes a current control type inverter (hereinafter referred to as an inverter), the source of which is connected to the source of the MOS transistor 3440, the node of which is connected to the node 3401, and the amount of current supplied to the source of the MOS transistor 3420 depending on the voltage value of the node 3401. Are in control.
Similarly, the source of the MOS transistor 3430 is connected, the gate of which is connected to the node 3402, and the node of the node 340.
The voltage value of 2 controls the amount of current supplied to the source of the MOS transistor 3430. The MOS transistors 3420 and 3410 are an inverter circuit.
The inverters 345 and 346 also have the same configuration as the inverter 344, and the inverters 344 to 346 form a loop of a three-stage inverter chain and oscillate, and the output of the inverter 346 becomes the VCO output terminal 342 of the VCO circuit 34. ing.

【0016】VCО回路34のVCО入力端子341の
電圧とVCО出力端子342の出力周波数の関係を図3
に示す。図3で示したようにVCО回路の入力電圧V
(横軸:印加電圧)と出力周波数F(縦軸)の関係は、
温度,プロセス変動によって傾きが異なる。グラフ
(a),(b),(c)は温,常温,高温におけるI
DS,VTHの関係を示している。即ち、低温,良いプ
ロセスである単位ゲート幅,ゲート長当りのドレインと
ソース間電流IDSの絶対値が高く、しきい値電圧VT
Hの絶対値が低くなるほど、傾きは急峻である(a)。
高温,悪いプロセスである単位ゲート幅,ゲート長当り
のドレインとソース間電流IDSの絶対値が低く、しき
い値電圧VTHの絶対値が高くなるほど、傾きは緩やか
である(b),(c)。VCО回路34の出力周波数F
が同周波数で、温度,プロセスが異なるとき、温度が高
いときやプロセスが悪いとき、入力電圧は上がり、温度
が低いときやプロセスが良いとき、入力電圧は下がる。
The relationship between the voltage at the VCO input terminal 341 and the output frequency at the VCO output terminal 342 of the VCO circuit 34 is shown in FIG.
Shown in. As shown in FIG. 3, the input voltage V0 of the VCO circuit
The relationship between (horizontal axis: applied voltage) and output frequency F (vertical axis) is
The slope varies depending on temperature and process fluctuations. Graph (a), (b), (c) a low temperature, ambient temperature, I at elevated temperatures
The relationship between DS and VTH is shown. That is, the absolute value of the drain-source current IDS per unit gate width and gate length which is a good process at a low temperature is high, and the threshold voltage VT is high.
The lower the absolute value of H, the steeper the slope (a).
The slope becomes gentler as the absolute value of the drain-source current IDS per unit gate width and gate length, which is a bad process, becomes higher and the absolute value of the threshold voltage VTH becomes higher (b), (c). . Output frequency F of the VCOC circuit 34
At the same frequency, when the temperature and process are different, when the temperature is high or when the process is bad, the input voltage rises, and when the temperature is low or the process is good, the input voltage falls.

【0017】図4は論理装置1の電源電圧Vと周波数F
の特性グラフである。図4に示した論理装置1の電源電
圧V(横軸:供給電圧)と周波数F(縦軸)の特性グラ
フでも、温度,プロセスが異なると動作安定境界線は異
なり、温度が高い場合や、プロセスが悪い場合は、動作
安定境界線は緩やかであり(c)、温度が低い場合や、
プロセスが良い場合は、動作安定境界線は急峻である
(a),(b)。
FIG. 4 shows the power supply voltage V and the frequency F of the logic device 1.
It is a characteristic graph of. Even in the characteristic graph of the power supply voltage V (horizontal axis: supply voltage) and the frequency F (vertical axis) of the logic device 1 shown in FIG. 4, the operation stable boundary line is different when the temperature and the process are different, and when the temperature is high, When the process is bad, the operation stability boundary line is gentle (c), when the temperature is low,
When the process is good, the operation stable boundary line is steep (a), (b).

【0018】以上のようにVCО回路34のVCО入力
端子341の電圧VINと論理装置1の電源電圧Vは
(数1)で示される。
As described above, the voltage VIN of the VCO input terminal 341 of the VCO circuit 34 and the power supply voltage V of the logic device 1 are represented by (Equation 1).

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】ただし、A,Bは正の数、Cは任意の値 この(数1)で表記できるように、VCO入力端子34
1の電圧VINのBの増加関数であらわせる。
However, A and B are positive numbers, and C is an arbitrary value. As can be expressed by this (Equation 1), the VCO input terminal 34
It is represented by an increasing function of B of the voltage VIN of 1.

【0021】PLL回路3がロックした状態の電圧VI
Nで(数1)で表記されるA,B,Cをフィルター部4
で抵抗素子,容量素子,トランジスタ,ダイオードを用
いて(数2)になるようにし、
The voltage VI when the PLL circuit 3 is locked
A, B, and C represented by N in (Equation 1) are used as the filter unit 4
So that it becomes (Equation 2) by using a resistance element, a capacitance element, a transistor, and a diode,

【0022】[0022]

【数2】 [Equation 2]

【0023】その出力を電源装置5の制御電圧にするこ
とによって、論理装置1は任意の周波数で動作可能な下
限の電圧で動作が可能になる。
By setting the output to the control voltage of the power supply device 5, the logic device 1 can operate at the lower limit voltage that can operate at an arbitrary frequency.

【0024】例えば、n-チャンネルTR,IDS=4
00UA/UM,VTH=0.5V,p-チャンネルT
R,IDS=200UA/UM,VTH=−0.5Vで
構成されたVCО回路34の動作周波数と入力電圧の関
数が(数3)であるとする。
For example, n-channel TR, IDS = 4
00UA / UM, VTH = 0.5V, p-channel T
It is assumed that the function of the operating frequency and the input voltage of the VCO circuit 34 configured by R, IDS = 200 UA / UM and VTH = -0.5 V is (Equation 3).

【0025】[0025]

【数3】F=100(VIN−0.5) F〔MHz〕,VIN〔V〕 VCО回路34の動作周波数F(縦軸)と入力電圧V
(横軸:印加電圧)の関係のグラフを図5に示す。
## EQU00003 ## F = 100 (VIN-0.5) F [MHz], VIN [V] VCO Operating frequency F (vertical axis) of the circuit 34 and input voltage V
A graph of the relationship of (horizontal axis: applied voltage) is shown in FIG.

【0026】論理装置1の動作可能な下限周波数が電源
電圧Vの関数で(数4)で動作するとする。
It is assumed that the operable lower limit frequency of the logic device 1 is a function of the power supply voltage V and is operated by (Equation 4).

【0027】[0027]

【数4】F≦50(V−0.5) 論理装置1の動作可能な下限周波数F(縦軸)と電源電
圧V(横軸:供給電圧)の関係のグラフを図6に示す。
## EQU00004 ## F.ltoreq.50 (V-0.5) FIG. 6 is a graph showing the relationship between the operable lower limit frequency F (vertical axis) of the logic device 1 and the power supply voltage V (horizontal axis: supply voltage).

【0028】また、電源装置5の出力電圧V(縦軸:供
給電圧)は、参照電圧V(横軸)に正比例するものとす
る。このときの電源装置5の出力電圧Vと、参照電圧V
の関係のグラフを図7に示す。このとき、フィルター部
4は(数5)を形成すればいい。
The output voltage V (vertical axis: supply voltage) of the power supply device 5 is directly proportional to the reference voltage V (horizontal axis). The output voltage V of the power supply device 5 at this time and the reference voltage V
A graph of the relationship of is shown in FIG. At this time, the filter unit 4 may form (Equation 5).

【0029】[0029]

【数5】V≧1/2VIN このフィルター部4の回路図の各例を図8に示す。図8
(a)の回路図の場合は、p-チャンネルTR43と2
個の抵抗素子44,45のみで、同抵抗素子を直列に接
続し、一方にVCО回路34の印加電圧をフィルター部
入力端子41に接続し、一方にp-チャンネルTR43
のソースを接続し、p-チャンネルTRのゲートとドレ
インを接地する。フィルター部4の出力は、同抵抗素子
の接続点がフィルター部出力端子42となる。このフィ
ルター部4により、(数5)を満足する図9に示したV
CО回路34の印加電圧V(横軸)と出力電圧V(縦
軸:参照電圧)の特性が実現できる。図8(b)の回路
図の場合は、2個の抵抗素子44,45を直列接続し、
一方にVCO回路34の印加電圧をフィルター部入力端
子41に接続し、フィルター部4の出力は同抵抗素子の
接続点がフィルター部出力端子42となる。
[Equation 5] V ≧ 1/2 VIN Each example of the circuit diagram of the filter unit 4 is shown in FIG. Figure 8
In the case of the circuit diagram of (a), p-channel TR43 and 2
With the resistance elements 44 and 45 alone, the resistance elements are connected in series, the applied voltage of the VCO circuit 34 is connected to the filter unit input terminal 41 on one side, and the p-channel TR 43 is connected on the other side.
Of the p-channel TR is connected, and the gate and drain of the p-channel TR are grounded. In the output of the filter unit 4, the connection point of the same resistance element becomes the filter unit output terminal 42. This filter unit 4 satisfies the expression (5), which is V shown in FIG.
The characteristics of the applied voltage V (horizontal axis) and the output voltage V (vertical axis: reference voltage) of the CO circuit 34 can be realized. In the case of the circuit diagram of FIG. 8B, two resistance elements 44 and 45 are connected in series,
On the other hand, the applied voltage of the VCO circuit 34 is connected to the filter unit input terminal 41, and the output of the filter unit 4 has the connection point of the same resistance element as the filter unit output terminal 42.

【0030】以上、実施の形態1で述べた電源装置の参
照電圧をモニターすることにより、論理装置1の電圧は
周波数,プロセス,温度に応じた最適な電圧となる。
As described above, by monitoring the reference voltage of the power supply device described in the first embodiment, the voltage of the logic device 1 becomes the optimum voltage according to the frequency, process and temperature.

【0031】尚、実施の形態1では、位相比較器31,
チャージポンプ32,ループフィルター33,フィルタ
ー部4,電源装置5については、低電圧供給装置を含む
論理装置に外付けしてもよい。
In the first embodiment, the phase comparator 31,
The charge pump 32, the loop filter 33, the filter unit 4, and the power supply device 5 may be externally attached to a logic device including a low voltage supply device.

【0032】また、本実施の形態1のような入力電圧と
周波数の関係が増加関数で表記されるVCО回路を用い
る場合は、便宜的に電源装置5の出力電圧は、制御電圧
に正比例するものとしたが、参照電圧で表記される増加
関数の特性をもつものであればよい。そのときは、フィ
ルター部4と電源装置5で(数6)になるようにすれば
よい。
Further, when the VCO circuit in which the relationship between the input voltage and the frequency is expressed by an increasing function as in the first embodiment is used, the output voltage of the power supply device 5 is directly proportional to the control voltage for convenience. However, as long as it has the characteristic of the increasing function expressed by the reference voltage, it is sufficient. In that case, the filter unit 4 and the power supply device 5 may be set to (Equation 6).

【0033】[0033]

【数6】 [Equation 6]

【0034】VCО回路の入力電圧と周波数の関係が減
少関数で表記されるVCО回路を用いる場合、電源装置
5が制御電圧の減少関数で表記される(数7)になるよ
うにすればよい。
When the VCO circuit in which the relationship between the input voltage and the frequency of the VCO circuit is expressed by a decreasing function is used, the power supply device 5 may be expressed by the decreasing function of the control voltage (Equation 7).

【0035】[0035]

【数7】 [Equation 7]

【0036】ただし、A,B,Cは、任意の数で決定で
きるフィルター部4を形成すればよい。
However, A, B, and C may form the filter unit 4 which can be determined by an arbitrary number.

【0037】(実施の形態2)図10は、本発明の実施
の形態2における低電圧供給装置を含む論理装置の構成
を示すブロック図である。
(Second Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing a structure of a logic device including a low voltage supply device according to a second embodiment of the present invention.

【0038】前記実施の形態1の図1と同じ機能のブロ
ックには同じ符号を付し、その説明を省略する。
Blocks having the same functions as in FIG. 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0039】次に前記図1と異なる構成部分を説明する
と、フィルター部4のフィルター部接続端子41へVC
О回路34の参照電圧端子348が接続されており、フ
ィルター部4の出力端子42は、電源装置5の参照電圧
端子51に接続され、その電圧値によって所定の電源電
圧を供給するようになっている。
Next, a description will be given of the components different from those in FIG. 1 described above.
The reference voltage terminal 348 of the O circuit 34 is connected, the output terminal 42 of the filter unit 4 is connected to the reference voltage terminal 51 of the power supply device 5, and a predetermined power supply voltage is supplied according to the voltage value. There is.

【0040】図11は図10のVCО回路34の詳細回
路図を示す。図11のVCО回路34はオぺアンプOT
Aと論理装置1と同じ工程で生成されたトランジスタ3
471〜3473と論理装置1のクリティカルパス回路
3474のループで構成されており、VCО入力端子3
41の電圧値による電流がクリティカルパス回路347
4に流れる。回路347のp-チャンネルトランジスタ
3473は、電流源と抵抗素子Rの並列でモデル近似で
き、電流量が少ない程抵抗は大きくなり、クリティカル
パス回路3474と電流源であるトランジスタ3473
の接続点3475の電圧値は下がる。この接続点347
5の電圧値は、論理装置1の必要最低限の電圧値と等価
である。フィルター部4では、接続点3475の電圧を
容量などで平滑化し、電源装置5の参照電圧端子51に
電圧を供給する。VCО回路34の参照電圧端子348
の電圧V(横軸)と論理装置1への供給電圧V(縦軸)
の関係のグラフを図12に示す。
FIG. 11 is a detailed circuit diagram of the VCO circuit 34 of FIG. The VCOC circuit 34 in FIG. 11 is an operational amplifier OT.
Transistor 3 produced in the same process as A and logic device 1
471 to 473 and a loop of the critical path circuit 3474 of the logic device 1, and the VCO input terminal 3
The current according to the voltage value of 41 is the critical path circuit 347.
It flows to 4. The p-channel transistor 3473 of the circuit 347 can be model-approximated by the parallel connection of the current source and the resistance element R. The smaller the amount of current is, the larger the resistance becomes.
The voltage value at the connection point 3475 decreases. This connection point 347
The voltage value of 5 is equivalent to the minimum required voltage value of the logic device 1. In the filter unit 4, the voltage at the connection point 3475 is smoothed by a capacitor or the like, and the voltage is supplied to the reference voltage terminal 51 of the power supply device 5. Reference voltage terminal 348 of VCO circuit 34
Voltage V (horizontal axis) and the supply voltage V to the logic device 1 (vertical axis)
A graph of the relationship of is shown in FIG.

【0041】以上、実施の形態2で述べた電源装置の参
照電圧をモニターすることにより、論理装置1の電圧は
周波数,プロセス,温度に応じた最適な電圧となる。
As described above, by monitoring the reference voltage of the power supply device described in the second embodiment, the voltage of the logic device 1 becomes the optimum voltage according to the frequency, process and temperature.

【0042】尚、回路347はある一例であり、基本的
に回路347は、トランジスタ3471に流れる電流と
比例した電流がクリティカルパス回路3474に流れる
回路構成であればよい。
The circuit 347 is an example, and basically the circuit 347 may have a circuit configuration in which a current proportional to the current flowing in the transistor 3471 flows in the critical path circuit 3474.

【0043】また、VCО回路34のクリティカルパス
回路3474は、論理装置1の品種に応じたクリティカ
ルパス回路構成を容易に変更可能なASIC回路で構成
されていてもよい。このASIC回路が、ROMなどと
同様にプロセス工程で1枚のマスクで変更可能になるこ
とにより、開発期間の短縮となる。
Further, the critical path circuit 3474 of the VCO circuit 34 may be composed of an ASIC circuit which can easily change the critical path circuit configuration according to the type of the logic device 1. Since this ASIC circuit can be changed with one mask in the process step like the ROM and the like, the development period can be shortened.

【0044】(実施の形態3)図13は、本発明の実施の
形態3における低電圧供給装置を含む論理装置の構成を
示すブロック図である。
(Third Embodiment) FIG. 13 is a block diagram showing a structure of a logic device including a low voltage supply device according to a third embodiment of the present invention.

【0045】前記実施の形態1の図1と同じ機能のブロ
ックには同じ符号を付し、その説明を省略する。
Blocks having the same functions as those in FIG. 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0046】次に、前記図1と異なる構成部分について
説明すると、35はPLL回路3のアンロック検出器で
あり、位相比較器31のアップ信号出力端子313と、
ダウン信号出力端子314を入力とし、入力信号のいず
れかがイネーブル時間がある一定の時間を超えると出力
信号をアップ信号出力端子353からフィルター部4へ
出力する回路で構成されており、このアンロック検出器
35のアップ信号出力端子353は、フィルター部4の
アナログスイッチ部46に接続されている。
Next, a description will be given of components different from those shown in FIG. 1. Reference numeral 35 denotes an unlock detector of the PLL circuit 3, which has an up signal output terminal 313 of the phase comparator 31.
The down signal output terminal 314 is used as an input, and when any of the input signals exceeds a certain time, the output signal is output from the up signal output terminal 353 to the filter unit 4. The up signal output terminal 353 of the detector 35 is connected to the analog switch unit 46 of the filter unit 4.

【0047】図13を用いて、本発明の実施の形態3を
説明する。PLL回路3が初期状態、または、アンロッ
ク時、フィルター部4のアナログスイッチ部46は、オ
フになり、電源装置5の参照電圧端子51には、外部電
源6の電圧そのものが論理装置1に供給される電圧とな
る。ロック時は、実施の形態1,2で述べた原理で動作
する。
The third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. When the PLL circuit 3 is in the initial state or unlocked, the analog switch unit 46 of the filter unit 4 is turned off, and the reference voltage terminal 51 of the power supply device 5 is supplied with the voltage of the external power supply 6 to the logic device 1. The voltage will be When locked, it operates on the principle described in the first and second embodiments.

【0048】以上、本実施の形態3は、PLL回路3が
アンロック時、外部電源6の電圧そのものを論理装置1
に供給することにより、論理装置1の誤動作を防ぐこと
ができる。
As described above, according to the third embodiment, when the PLL circuit 3 is unlocked, the voltage itself of the external power supply 6 is applied to the logic device 1.
To prevent the logic device 1 from malfunctioning.

【0049】(実施の形態4)図14は、本発明の実施の
形態4における低電圧供給装置を含む論理装置の構成を
示すブロック図である。本構成は、実施の形態3とほぼ
同じであるが、VCО出力端子342と位相比較器31
の比較対象クロック入力端子312の間に分周器36を
接続して、入力クロック2を逓倍したクロックを生成
し、論理装置1に供給している点が異なる。図14の構
成をとることにより、PLL回路3は論理装置1を入力
クロック2の逓倍で動作させる機能と電源装置5の参照
電圧を与える機能の2つを持つことが可能になる。
(Fourth Embodiment) FIG. 14 is a block diagram showing a structure of a logic device including a low voltage supply device according to a fourth embodiment of the present invention. This configuration is almost the same as that of the third embodiment, except that the VCO output terminal 342 and the phase comparator 31 are used.
The difference is that the frequency divider 36 is connected between the comparison target clock input terminals 312 to generate a clock obtained by multiplying the input clock 2 and supply the clock to the logic device 1. With the configuration shown in FIG. 14, the PLL circuit 3 can have two functions, that is, the function of operating the logic device 1 at the multiplication of the input clock 2 and the function of supplying the reference voltage of the power supply device 5.

【0050】以上本実施の形態4は逓倍機能と低消費電
力の2つを1つのPLL回路で兼用でき、低電圧供給装
置を含む論理装置の小面積化が可能となる。
In the fourth embodiment, one PLL circuit can be used for both the multiplication function and low power consumption, and the area of the logic device including the low voltage supply device can be reduced.

【0051】(実施の形態5)図15は、本発明の実施の
形態5における低電圧供給装置を含む論理装置の構成を
示すブロック図である。
(Fifth Embodiment) FIG. 15 is a block diagram showing a structure of a logic device including a low voltage supply device according to a fifth embodiment of the present invention.

【0052】前記実施の形態1の図1と同じ機能ブロッ
クには同じ符号を付し、その説明を省略する。
The same functional blocks as those in FIG. 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0053】次に前記図1と異なる構成部名について説
明すると、VCО回路34のVCO入力端子341は、
ループフィルター33に接続され、このループフィルタ
ー33の出力電圧に依存した周波数のクロックをVCО
出力端子342から出力する。VCО出力端子342
は、位相比較器31の比較対象クロック入力端子312
に接続されている。PLL回路3の電源は、常に定電圧
である。
Next, a description will be given of the names of components different from those in FIG. 1. The VCO input terminal 341 of the VCO circuit 34 is
It is connected to the loop filter 33, and a clock having a frequency that depends on the output voltage of the loop filter 33 is VCO
Output from the output terminal 342. VCO output terminal 342
Is a comparison target clock input terminal 312 of the phase comparator 31.
It is connected to the. The power source of the PLL circuit 3 is always a constant voltage.

【0054】また、VCО回路34の参照電圧端子34
8はフィルター部4のフィルター部入力端子41に接続
され、また、VCО回路34の参照電圧端子349がフ
ィルター部47の接続端子48に接続されている。また
CPUバスコントローラタイマーなどからなる論理装置
1の電源端子12は、外部電源6に接続されており、論
理装置1の接地端子13は、外部で接地されている。フ
ィルター部4の出力端子42は、制御入力端子14に接
続され、フィルター部47の出力端子49は、制御入力
端子15に接続されている。
Further, the reference voltage terminal 34 of the VCO circuit 34
8 is connected to the filter section input terminal 41 of the filter section 4, and the reference voltage terminal 349 of the VCO circuit 34 is connected to the connection terminal 48 of the filter section 47. The power supply terminal 12 of the logic device 1 including a CPU bus controller timer is connected to the external power supply 6, and the ground terminal 13 of the logic device 1 is grounded externally. The output terminal 42 of the filter unit 4 is connected to the control input terminal 14, and the output terminal 49 of the filter unit 47 is connected to the control input terminal 15.

【0055】図16は論理装置1の内部回路構成図であ
り、p-チャンネルトランジスタ16のゲートは、制御
入力端子14に接続され、ソースは電源端子12(図1
5参照)に接続され、ドレインは、論理回路17を構成
するp-チャンネルトランジスタのソースと基盤に接続
されている。n-チャンネルトランジスタ18のゲート
は、制御入力端子15に接続され、ソースは接地端子に
接続され、ドレインは、論理回路19を構成するn-チ
ャンネルトランジスタのソースと基盤に接続されてい
る。
FIG. 16 is an internal circuit diagram of the logic device 1. The gate of the p-channel transistor 16 is connected to the control input terminal 14, and the source is the power supply terminal 12 (see FIG. 1).
5)), and the drain is connected to the source and the base of the p-channel transistor that constitutes the logic circuit 17. The gate of the n-channel transistor 18 is connected to the control input terminal 15, the source is connected to the ground terminal, and the drain is connected to the source of the n-channel transistor forming the logic circuit 19 and the substrate.

【0056】図17は、図15のVCO回路34の回路
例であり、図16の論理回路17のクリティカルパス回
路340をループ構成にし、論理回路17のクリティカ
ルパス回路を構成するp-チャンネルトランジスタのソ
ースと基盤は、p-チャンネルトランジスタ3441の
ドレインに接続され、p-チャンネルトランジスタ34
41のソースと基盤は、定電圧源に接続されている。
FIG. 17 is a circuit example of the VCO circuit 34 of FIG. 15, in which the critical path circuit 340 of the logic circuit 17 of FIG. 16 is formed into a loop structure and the p-channel transistors of the critical path circuit of the logic circuit 17 are formed. The source and the substrate are connected to the drain of the p-channel transistor 3441, and the p-channel transistor 3441 is connected.
The source and board of 41 are connected to a constant voltage source.

【0057】p-チャンネルトランジスタ3441のゲ
ートは、VCO入力端子341に対応した電流をp-チ
ャンネルトランジスタ3441に供給する電圧を生成す
るバイアス電圧発生回路343の出力3401に接続さ
れており、論理回路17のクリティカルパス回路340
を構成するn-チャンネルトランジスタのソースと基盤
は、n-チャンネルトランジスタ3431のドレインに
接続され、n-チャンネルトランジスタ3431のソー
スと基盤は、接地されている。
The gate of the p-channel transistor 3441 is connected to the output 3401 of the bias voltage generating circuit 343 which generates the voltage for supplying the current corresponding to the VCO input terminal 341 to the p-channel transistor 3441, and the logic circuit 17 Critical path circuit 340
The source and the base of the n-channel transistor constituting the above are connected to the drain of the n-channel transistor 3431, and the source and the base of the n-channel transistor 3431 are grounded.

【0058】n-チャンネルトランジスタ3431のゲ
ートは、VCO入力端子341に対応した電流をn-チ
ャンネルトランジスタ3431に供給する電圧を生成す
るバイアス電圧発生回路343の出力端子3402に接
続されている。
The gate of the n-channel transistor 3431 is connected to the output terminal 3402 of the bias voltage generating circuit 343 which generates the voltage for supplying the current corresponding to the VCO input terminal 341 to the n-channel transistor 3431.

【0059】図15,16,17を用いて、本発明の実
施の形態5を説明する。p-チャンネルトランジスタ3
441は、電流源と抵抗素子の並列でモデル近似でき、
電流量が少ない程抵抗は大きくなり、クリティカルパス
回路340と電流源であるp-チャンネルトランジスタ
3441の接続点3442の電圧値は下がる。この接続
点3442の電圧値は、論理回路17の必要最低限の電
圧値と等価である。フィルター部4では、バイアス電圧
発生回路343の出力端子3401の電圧を容量などで
平滑化し、制御入力端子14に電圧を供給する。n-チ
ャンネルトランジスタ3431は、電流源と抵抗素子の
並列でモデル近似でき、電流量が少ない程抵抗は大きく
なり、クリティカルパス回路340と電流源であるn-
チャンネルトランジスタ3431の接続点3432の電
圧値は上がる。この接続点3432の電圧値は、論理回
路17の必要最上限の電圧値と等価である。フィルター
部47では、バイアス電圧発生回路343の出力端子3
402の電圧を容量などで平滑化し、制御入力端子15
に電圧を供給する。
The fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. p-channel transistor 3
441 can be model-approximated in parallel with a current source and a resistance element,
The smaller the amount of current, the larger the resistance, and the voltage value at the connection point 3442 between the critical path circuit 340 and the p-channel transistor 3441 which is the current source decreases. The voltage value of the connection point 3442 is equivalent to the minimum necessary voltage value of the logic circuit 17. The filter unit 4 smoothes the voltage of the output terminal 3401 of the bias voltage generation circuit 343 with a capacitor or the like, and supplies the voltage to the control input terminal 14. The n-channel transistor 3431 can be model-approximated in parallel with a current source and a resistance element. The smaller the amount of current, the larger the resistance, and the critical path circuit 340 and the current source n-.
The voltage value of the connection point 3432 of the channel transistor 3431 increases. The voltage value at the connection point 3432 is equivalent to the required upper limit voltage value of the logic circuit 17. In the filter unit 47, the output terminal 3 of the bias voltage generation circuit 343 is
The voltage of 402 is smoothed by a capacitor, and the control input terminal 15
Supply voltage to.

【0060】以上、本実施の形態5は、VCO回路のバ
イアス電圧発生回路343の出力端子3401,340
2を論理装置1の制御電圧端子に接続することにより論
理装置1の論理回路17は、周波数,プロセス,温度に
応じた最適な電圧となる。その結果、論理装置1の電流
は、入力クロック周波数に応じた電流量となり、論理装
置1の入力クロック2の周波数が低くなれば、論理装置
の電流量も減少する。よって、論理装置の低消費電力化
が可能になる。
As described above, in the fifth embodiment, the output terminals 3401 and 340 of the bias voltage generating circuit 343 of the VCO circuit are provided.
By connecting 2 to the control voltage terminal of the logic device 1, the logic circuit 17 of the logic device 1 has an optimum voltage according to the frequency, process, and temperature. As a result, the current of the logic device 1 becomes a current amount according to the input clock frequency, and if the frequency of the input clock 2 of the logic device 1 becomes lower, the current amount of the logic device also decreases. Therefore, the power consumption of the logic device can be reduced.

【0061】尚、バイアス電圧発生回路343で示した
回路はある一例であり、基本的には、トランジスタ34
41に流れる電流と比例した電流がクリティカルパス回
路340に流れる回路構成であればよい。
The circuit shown by the bias voltage generation circuit 343 is an example, and basically, the transistor 34
The circuit configuration may be such that a current proportional to the current flowing in 41 flows in the critical path circuit 340.

【0062】また、VCО回路34のクリティカルパス
回路340は、論理装置の品種に応じたクリティカルパ
ス回路構成に容易に変更可能なASIC回路で構成され
ていてもよい。このASIC回路が、ROMなどと同様
にプロセス工程で1枚のマスクで変更可能になることに
より、開発期間の短縮となる。
Further, the critical path circuit 340 of the VCO circuit 34 may be composed of an ASIC circuit that can be easily changed to a critical path circuit configuration according to the type of logic device. Since this ASIC circuit can be changed with one mask in the process step like the ROM and the like, the development period can be shortened.

【0063】(実施の形態6)図18は本発明の実施の形
態6における低電圧供給装置を含む論理装置の構成を示
すブロック図であり、前記図15と同じである。ただ
し、論理装置1の構成が前記図16と異なる。即ち、図
19は図18の論理装置1の内部回路図であり、p-チ
ャンネルトランジスタ16のゲートは、制御入力端子1
4に接続され、ソースは、電源端子12に接続され、ド
レインは、論理回路17を構成するp-チャンネルトラ
ンジスタのソースに接続されている。論理回路17を構
成するp-チャンネルトランジスタの基盤は、電源端子
に接続されている。n-チャンネルトランジスタ18の
ゲートは、制御入力端子15に接続され、ソースは、接
地端子に接続され、ドレインは、論理回路19を構成す
るn-チャンネルトランジスタのソースに接続されてい
る。論理回路19を構成するn-チャンネルトランジス
タの基盤は、接地端子に接続されている。
(Sixth Embodiment) FIG. 18 is a block diagram showing the structure of a logic device including a low voltage supply device according to a sixth embodiment of the present invention, which is the same as FIG. However, the configuration of the logic device 1 is different from that shown in FIG. That is, FIG. 19 is an internal circuit diagram of the logic device 1 of FIG. 18, and the gate of the p-channel transistor 16 is the control input terminal 1
4, the source is connected to the power supply terminal 12, and the drain is connected to the source of the p-channel transistor forming the logic circuit 17. The base of the p-channel transistor that constitutes the logic circuit 17 is connected to the power supply terminal. The gate of the n-channel transistor 18 is connected to the control input terminal 15, the source is connected to the ground terminal, and the drain is connected to the source of the n-channel transistor forming the logic circuit 19. The base of the n-channel transistor forming the logic circuit 19 is connected to the ground terminal.

【0064】図20は、図15のVCO回路34の回路
例であり、図19の論理回路17のクリティカルパス回
路340をループ構成にし、論理回路17のクリティカ
ルパス回路を構成するp-チャンネルトランジスタのソ
ースは、p-チャンネルトランジスタ3441のドレイ
ンに接続され、クリティカルパス回路を構成するp-チ
ャンネルトランジスタの基盤とp-チャンネルトランジ
スタ3441のソースと基盤は、定電圧源に接続されて
いる。
FIG. 20 is a circuit example of the VCO circuit 34 of FIG. 15, in which the critical path circuit 340 of the logic circuit 17 of FIG. 19 is formed into a loop structure, and the p-channel transistors of the critical path circuit of the logic circuit 17 are formed. The source is connected to the drain of the p-channel transistor 3441, and the base of the p-channel transistor forming the critical path circuit and the source and the base of the p-channel transistor 3441 are connected to a constant voltage source.

【0065】p-チャンネルトランジスタ3441のゲ
ートは、VCO入力端子341に対応した電流をp-チ
ャンネルトランジスタ3441に供給する電圧を生成す
るバイアス電圧発生回路343の出力端子3401に接
続されており、論理回路17のクリティカルパス回路3
40を構成するn-チャンネルトランジスタのソース
は、n-チャンネルトランジスタ3431のドレインに
接続され、クリティカルパス回路340を構成するn-
チャンネルトランジスタの基盤とp-チャンネルトラン
ジスタ3431のソースと基盤は、接地されている。
The gate of the p-channel transistor 3441 is connected to the output terminal 3401 of the bias voltage generating circuit 343 which generates the voltage for supplying the current corresponding to the VCO input terminal 341 to the p-channel transistor 3441, and the logic circuit. 17 critical path circuit 3
The source of the n-channel transistor that constitutes the n-channel transistor 40 is connected to the drain of the n-channel transistor 3431, and the n-channel transistor that constitutes the critical path circuit 340.
The base of the channel transistor and the source and base of the p-channel transistor 3431 are grounded.

【0066】n-チャンネルトランジスタ3431のゲ
ートは、VCO入力端子341に対応した電流をn-チ
ャンネルトランジスタ3431に供給する電圧を生成す
るバイアス電圧発生回路343の出力端子3402に接
続されている。
The gate of the n-channel transistor 3431 is connected to the output terminal 3402 of the bias voltage generating circuit 343 which generates the voltage for supplying the current corresponding to the VCO input terminal 341 to the n-channel transistor 3431.

【0067】図18,19,20を用いて、本発明の実
施の形態6を説明する。p-チャンネルトランジスタ3
441は、電流源と抵抗素子の並列でモデル近似でき、
電流量が少ない程抵抗は大きくなり、クリティカルパス
回路340を構成するp-チャンネルトランジスタのソ
ースと電流源であるp-チャンネルトランジスタ344
1の接続点3442の電圧値は下がる。この接続点34
42の電圧値は、論理回路17の必要最低限の電圧値と
等価である。フィルター部4では、バイアス電圧発生回
路343の出力端子3401の電圧を容量などで平滑化
し、制御入力端子14に電圧を供給する。n-チャンネ
ルトランジスタ3431は、電流源と抵抗素子の並列で
モデル近似でき、電流量が少ない程抵抗は大きくなり、
クリティカルパス回路340を構成するn-チャンネル
トランジスタのソースと電流源であるp-チャンネルト
ランジスタ3431の接続点3432の電圧値は上が
る。この接続点3432の電圧値は、論理回路17の必
要最上限の電圧値と等価である。フィルター部47で
は、バイアス電圧発生回路343の出力端子3402の
電圧を容量などで平滑化し、制御入力端子15に電圧を
供給する。
The sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. p-channel transistor 3
441 can be model-approximated in parallel with a current source and a resistance element,
The smaller the amount of current is, the larger the resistance becomes, and the source of the p-channel transistor that constitutes the critical path circuit 340 and the p-channel transistor 344 that is the current source.
The voltage value of the connection point 3442 of 1 decreases. This connection point 34
The voltage value of 42 is equivalent to the minimum necessary voltage value of the logic circuit 17. The filter unit 4 smoothes the voltage of the output terminal 3401 of the bias voltage generation circuit 343 with a capacitor or the like, and supplies the voltage to the control input terminal 14. The n-channel transistor 3431 can be model-approximated by a current source and a resistance element in parallel, and the smaller the amount of current, the larger the resistance.
The voltage value at the connection point 3432 between the source of the n-channel transistor that constitutes the critical path circuit 340 and the p-channel transistor 3431 that is the current source increases. The voltage value at the connection point 3432 is equivalent to the required upper limit voltage value of the logic circuit 17. The filter unit 47 smoothes the voltage of the output terminal 3402 of the bias voltage generation circuit 343 with a capacitor and supplies the voltage to the control input terminal 15.

【0068】以上、述べたように、VCO回路のバイア
ス電圧発生回路343の出力端子3401,3402を
論理装置1の制御電圧端子345,346に伝達するこ
とにより論理装置1の論理回路17のトランジスタのソ
ースは、周波数,プロセス,温度に応じた最適な電圧と
なる。n-チャンネルトランジスタは、ソース電圧より
基盤電圧が低くなれば、ドレインソース間を流れる電流
は減少する。p-チャンネルはその逆である。その結
果、論理装置1の電流は、入力クロック周波数に応じた
電流量となり、論理装置の入力クロック2の周波数が低
くなれば、論理装置の電流量も減少する。よって、論理
装置の低消費電力化が可能になる。
As described above, by transmitting the output terminals 3401 and 3402 of the bias voltage generating circuit 343 of the VCO circuit to the control voltage terminals 345 and 346 of the logic unit 1, the transistors of the logic circuit 17 of the logic unit 1 are connected. The source has an optimum voltage according to frequency, process, and temperature. In the n-channel transistor, if the base voltage becomes lower than the source voltage, the current flowing between the drain and the source decreases. The p-channel is the opposite. As a result, the current of the logic device 1 becomes a current amount according to the input clock frequency, and if the frequency of the input clock 2 of the logic device becomes low, the current amount of the logic device also decreases. Therefore, the power consumption of the logic device can be reduced.

【0069】尚、バイアス電圧発生回路343で示した
回路はある一例であり、基本的には、トランジスタ34
41に流れる電流と比例した電流がクリティカルパス回
路340に流れる回路構成であればよい。
The circuit shown by the bias voltage generating circuit 343 is an example, and basically, the transistor 34
The circuit configuration may be such that a current proportional to the current flowing in 41 flows in the critical path circuit 340.

【0070】また、VCО回路34のクリティカルパス
回路340は、論理装置の品種に応じたクリティカルパ
ス回路構成を容易に変更可能なASIC回路で構成され
ていてもよい。このASIC回路が、ROMなどと同様
にプロセス工程で1枚のマスクで変更可能になることに
より、開発期間の短縮となる。
Further, the critical path circuit 340 of the VCO circuit 34 may be composed of an ASIC circuit which can easily change the critical path circuit configuration according to the type of logic device. Since this ASIC circuit can be changed with one mask in the process step like the ROM and the like, the development period can be shortened.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、マイク
ロプロッセッサ,デジタルシグナルプロセッサ,メモリ
などの低電圧供給装置を含む論理装置において、PLL
回路にはVCО回路を内蔵し、VCО回路の入力電圧ま
たは、VCО回路内の電圧をモニターすることにより低
電圧供給装置を含む論理装置の電源電圧を決定するもの
である。これにより小面積で低電圧供給装置を含む論理
装置の低消費電力化が可能となる。
As described above, the present invention provides a PLL in a logic device including a low voltage supply device such as a microprocessor, a digital signal processor, and a memory.
The circuit incorporates a VCO circuit, and the power supply voltage of a logic device including a low voltage supply device is determined by monitoring the input voltage of the VCO circuit or the voltage in the VCO circuit. This makes it possible to reduce the power consumption of a logic device including a low voltage supply device in a small area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1における低電圧供給装置
を含む論理装置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のVCО回路の詳細回路図2 is a detailed circuit diagram of the VCOC circuit of FIG.

【図3】図1の(数1)に関するVCО回路の入力電圧
と出力周波数の関係を示すグラフ
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the input voltage and the output frequency of the VCO circuit relating to (Equation 1) in FIG.

【図4】図1の(数2)に関する論理装置の電源電圧と
周波数の関係を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power supply voltage and the frequency of the logic device relating to (Equation 2) in FIG. 1;

【図5】図1の(数3)に関するVCО回路の入力電圧
と周波数の関係を示すグラフ
5 is a graph showing the relationship between the input voltage and the frequency of the VCO circuit relating to (Equation 3) in FIG.

【図6】図1の(数4)に関する論理回路の電源電圧と
周波数の関係を示すグラフ
6 is a graph showing the relationship between the power supply voltage and the frequency of the logic circuit relating to (Equation 4) in FIG. 1;

【図7】図1の電源装置の参照電圧と供給電圧の関係を
示すグラフ
7 is a graph showing the relationship between the reference voltage and the supply voltage of the power supply device of FIG.

【図8】図1のフィルター部の回路図FIG. 8 is a circuit diagram of the filter unit in FIG.

【図9】図1のフィルター部の入力電圧と出力電圧の関
係を示すグラフ
9 is a graph showing the relationship between the input voltage and the output voltage of the filter unit shown in FIG.

【図10】本発明の実施の形態2における低電圧供給装
置を含む論理装置の構成を示すブロック図
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図11】図10のVCО回路の詳細回路図11 is a detailed circuit diagram of the VCOC circuit of FIG.

【図12】図10のVCО回路の内部電圧と論理装置1
の供給電圧の関係を示すグラフ
12 is an internal voltage of the VCO circuit of FIG. 10 and the logic device 1;
Graph showing the relationship of the supply voltage of

【図13】本発明の実施の形態3における低電圧供給装
置を含む論理装置の構成を示すブロック図
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to a third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態4における低電圧供給装
置を含む論理装置の構成を示すブロック図
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態5における低電圧供給装
置を含む論理装置の構成を示すブロック図
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a logic device including a low voltage supply device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図16】図15の論理装置の内部回路図16 is an internal circuit diagram of the logic device of FIG.

【図17】図15のVCО回路FIG. 17 is a VCOC circuit of FIG.

【図18】本発明の実施の形態6における論理装置の構
成を示すブロック図
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of a logic device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図19】図18の論理装置の内部回路図FIG. 19 is an internal circuit diagram of the logic device shown in FIG.

【図20】図18のVCOの詳細回路図20 is a detailed circuit diagram of the VCO shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 低電圧供給装置を含む論理装置 2 入力クロック 3 PLL回路 4,47 フィルター部 5 電源装置 6 外部電源 1 Logic device including low voltage supply device 2 input clock 3 PLL circuit 4,47 Filter section 5 power supply 6 External power supply

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/26 - 1/32 H03L 7/06 G06F 1/04 Front page continuation (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 1/26-1/32 H03L 7/06 G06F 1/04

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 クロックで動作する論理装置であって、
参照電圧で所定の電圧値を供給する電源装置と、前記ク
ロックを基準クロックとするPLL回路と、フィルター
を具備し、前記フィルターは前記PLL回路における
CO回路の印加電圧VINと前記論理装置の参照電圧V
とが下記式 V≧A(VIN+C)(A,Bは正の数、Cは任意の
値) を満たすように形成され、前記PLL回路におけるVC
О回路の印加電圧端子が前記電源装置の参照電圧端子に
接続され、 前記電源装置で前記所定の電圧値を前記論理装置の電源
端子に供給することを特徴とする低電圧供給装置を含む
論理装置。
1. A logic device operating on a clock, comprising:
A power supply unit for supplying a predetermined voltage value at the reference voltage, a PLL circuit for a reference clock the clock, comprises a filter <br/>, the filter is V in the PLL circuit
Applied voltage VIN of the CO circuit and reference voltage V of the logic device
Are formed so as to satisfy the following formula V ≧ A (VIN + C) B (A and B are positive numbers , C is an arbitrary value), and VC in the PLL circuit is
A logic device including a low voltage supply device, wherein an applied voltage terminal of a circuit is connected to a reference voltage terminal of the power supply device, and the power supply device supplies the predetermined voltage value to a power supply terminal of the logic device. .
【請求項2】 クロックで動作する論理装置であって、
参照電圧で所定の電圧値を供給する電源装置と、前記ク
ロックを基準クロックとするPLL回路と、フィルター
を具備し、前記フィルターは前記PLL回路における
CO回路の印加電圧VINと前記論理装置の参照電圧V
とが下記式 V≧A(VIN+C)(A,Bは正の数、Cは任意の
値) を満たすように形成され、前記PLL回路におけるVC
О回路の印加電圧端子が前記フィルターに接続され、前
記フィルターの出力が電源装置の参照電圧端子に接続さ
れ、前記電源装置の出力が前記論理装置の電源端子に接
続され、 前記電源装置への前記PLL回路におけるVCО回路の
印加電圧端子の電圧値を前記フィルターで平滑し、前記
電源装置から前記所定の電圧値を前記論理装置の電源端
子に供給することを特徴とする低電圧供給装置を含む論
理装置。
2. A logic device operating on a clock, comprising:
A power supply device that supplies a predetermined voltage value with a reference voltage, a PLL circuit that uses the clock as a reference clock, and a filter, and the filter is V in the PLL circuit .
Applied voltage VIN of the CO circuit and reference voltage V of the logic device
Are formed so as to satisfy the following formula V ≧ A (VIN + C) B (A and B are positive numbers , C is an arbitrary value), and VC in the PLL circuit is
The applied voltage terminal of the circuit is connected to the filter, the output of the filter is connected to the reference voltage terminal of the power supply, the output of the power supply is connected to the power supply terminal of the logic device, A logic including a low voltage supply device characterized in that a voltage value of an applied voltage terminal of a VCO circuit in a PLL circuit is smoothed by the filter and the predetermined voltage value is supplied from the power supply device to a power supply terminal of the logic device. apparatus.
【請求項3】 クロックで動作する論理装置であって、
参照電圧で所定の電圧値を供給する電源装置と、前記ク
ロックを基準クロックとするPLL回路と、フィルター
を具備し、前記フィルターは前記PLL回路における
CO回路の印加電圧VINと前記論理装置の参照電圧V
とが下記式 V≧A(VIN+C)(A,Bは正の数、Cは任意の
値) を満たすように形成され、前記PLL回路におけるVC
О回路のバイアス電圧発生回路の出力電圧端子が前記フ
ィルターに接続され、前記フィルターの出力が電源装置
の参照電圧端子に接続され、前記電源装置の出力が前記
論理装置の電源端子に接続され、 前記電源装置への前記PLL回路におけるVCО回路の
バイアス電圧発生回路の出力電圧端子の電圧値を前記フ
ィルターで平滑し、前記電源装置から前記所定の電圧値
を前記論理装置の電源端子に供給することを特徴とする
低電圧供給装置を含む論理装置。
3. A clocked logic device comprising:
A power supply device that supplies a predetermined voltage value with a reference voltage, a PLL circuit that uses the clock as a reference clock, and a filter, and the filter is V in the PLL circuit .
Applied voltage VIN of the CO circuit and reference voltage V of the logic device
Are formed so as to satisfy the following formula V ≧ A (VIN + C) B (A and B are positive numbers , C is an arbitrary value), and VC in the PLL circuit is
An output voltage terminal of a bias voltage generating circuit of the circuit is connected to the filter, an output of the filter is connected to a reference voltage terminal of a power supply device, an output of the power supply device is connected to a power supply terminal of the logic device, A voltage value of an output voltage terminal of a bias voltage generating circuit of a VCOC circuit in the PLL circuit to the power supply device is smoothed by the filter, and the predetermined voltage value is supplied from the power supply device to a power supply terminal of the logic device. A logic device including a low voltage supply device characterized.
【請求項4】 前記VCО回路は当該VCО回路の印加
電圧に対応する電流量をもつ電流源と、前記電流源に接
続された前記論理装置のクリティカルパスのループで構
成され、前記VCО回路のバイアス電圧発生回路の出力
電圧端子が、当該VCО回路の印加電圧に対応する電流
量をもつ電流源と接続された前記論理装置のクリティカ
ルパスの電源端子と接続されたことを特徴とする請求項
3記載の低電圧供給装置を含む論理装置。
4. The VCO circuit comprises a current source having a current amount corresponding to an applied voltage of the VCO circuit and a loop of a critical path of the logic device connected to the current source, and a bias of the VCO circuit. 4. The output voltage terminal of the voltage generating circuit is connected to a power supply terminal of a critical path of the logic device connected to a current source having a current amount corresponding to the applied voltage of the VCO circuit. A logic device including a low voltage supply device of.
【請求項5】 前記論理装置のクリティカルパスのルー
プ回路が、当該論理装置の品種に応じたクリティカルパ
スのループ回路で構成されていることを特徴とする請求
項4記載の低電圧供給装置を含む論理装置。
5. The low voltage supply device according to claim 4, wherein the loop circuit of the critical path of the logic device is configured by a loop circuit of the critical path according to the type of the logic device. Logical unit.
【請求項6】 クロックで動作する論理装置であって、
固定電源装置と、参照電圧で所定の電圧値を供給する電
源装置と、前記クロックを基準クロックとするPLL回
路と、前記PLL回路がアンロック時イネーブル信号を
出力するアンロック検出器と、フィルターと、2入力1
出力のスイッチを具備し、前記PLL回路におけるVC
О回路の印加電圧端子が前記スイッチの入力の一方に接
続され、前記スイッチのもう一方の入力が前記固定電源
装置に接続され、前記スイッチの出力が、前記フィルタ
ーに接続され、前記フィルターの出力が電源装置の参照
電圧に接続され、前記電源装置の出力が前記論理装置の
電源端子に接続され、前記アンロック検出器の出力が前
記スイッチの制御端子に接続され、前記PLL回路がア
ンロック時、前記スイッチは前記固定電源装置の電圧値
を出力し、前記フィルターと前記電源装置で前記論理装
置の電源端子に供給し、前記PLL回路がロック時、前
記スイッチは前記PLL回路におけるVCО回路の印加
電圧端子の電圧を出力し、前記フィルターは前記PLL
回路におけるVCO回路の印加電圧VINと前記論理装
置の参照電圧Vとが下記式 V≧A(VIN+C)(A,Bは正の数、Cは任意の
値) を満たすように形成され、前記フィルターと前記電源装
置で前記所定の電圧値を前記論理装置の電源端子に供給
することを特徴とする低電圧供給装置を含む論理装置。
6. A clock-operated logic device comprising:
A fixed power supply device, a power supply device that supplies a predetermined voltage value with a reference voltage, a PLL circuit that uses the clock as a reference clock, an unlock detector that outputs an enable signal when the PLL circuit is unlocked, and a filter. 2 inputs 1
A VC in the PLL circuit having an output switch
The applied voltage terminal of the circuit is connected to one of the inputs of the switch, the other input of the switch is connected to the fixed power supply, the output of the switch is connected to the filter, and the output of the filter is Connected to a reference voltage of a power supply, an output of the power supply connected to a power supply terminal of the logic device, an output of the unlock detector connected to a control terminal of the switch, and when the PLL circuit is unlocked, The switch outputs the voltage value of the fixed power supply device and supplies it to the power supply terminal of the logic device by the filter and the power supply device. When the PLL circuit is locked, the switch applies the voltage applied to the VCOC circuit in the PLL circuit. The voltage of the terminal is output, and the filter is the PLL.
The voltage VIN applied to the VCO circuit in the circuit and the reference voltage V of the logic device are formed so as to satisfy the following formula V ≧ A (VIN + C) B (A and B are positive numbers , C is an arbitrary value), and A logic device including a low voltage supply device, wherein the predetermined voltage value is supplied to a power supply terminal of the logic device by a filter and the power supply device.
【請求項7】 クロックで動作する論理装置におけるク
ロックの位相差と周波数が同じである第2のクロックを
生成するまでの時間、前記論理装置に前記クロックの周
波数で前記論理装置が動作する一定電圧を供給すること
を特徴とする論理装置への電圧供給方法。
7. A constant voltage at which the logic device operates at the frequency of the clock, until the second clock having the same phase difference and frequency of the clock in the clock-operated logic device is generated. A method for supplying a voltage to a logic device, which comprises:
JP16874198A 1998-06-16 1998-06-16 Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device Expired - Fee Related JP3491254B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16874198A JP3491254B2 (en) 1998-06-16 1998-06-16 Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16874198A JP3491254B2 (en) 1998-06-16 1998-06-16 Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000003234A JP2000003234A (en) 2000-01-07
JP3491254B2 true JP3491254B2 (en) 2004-01-26

Family

ID=15873563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16874198A Expired - Fee Related JP3491254B2 (en) 1998-06-16 1998-06-16 Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3491254B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4524566B2 (en) * 2004-01-30 2010-08-18 セイコーエプソン株式会社 Asynchronous processor, electro-optical device, and electronic apparatus
JP2009182911A (en) * 2008-02-01 2009-08-13 Alaxala Networks Corp Frequency and voltage control circuit, electronic unit, and network device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000003234A (en) 2000-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7450361B2 (en) Semiconductor integrated circuit
US8212599B2 (en) Temperature-stable oscillator circuit having frequency-to-current feedback
US5912593A (en) IC (current-capacitor) precision oscillator having frequency and duty cycle controls
KR100985008B1 (en) Capacitive charge pump
EP0377897A2 (en) Duty ratio control circuit apparatus
TW201627793A (en) Clock generator with stability during PVT variations and on-chip oscillator having the same
US6177831B1 (en) Semiconductor integrated circuit with well potential control circuit
US20050110535A1 (en) Leakage compensation circuit
US6828848B2 (en) Integrated circuit device capable of optimizing operating performance according to consumed power
JP2000146710A (en) Low-voltage/low-power temperature sensor
US6917249B1 (en) RC oscillator
JPH04105411A (en) Signal delay circuit, clock signal generating circuit and integrated circuit system
US20090160521A1 (en) Low vt dependency rc oscillator
US6456166B2 (en) Semiconductor integrated circuit and phase locked loop circuit
EP0945986A2 (en) Charge pump circuit for PLL
Lasanen et al. A 1-v, self adjusting, 5-mhz cmos rc-oscillator
KR19980043784A (en) Back-bias voltage level sensor insensitive to external voltage
US7157894B2 (en) Low power start-up circuit for current mirror based reference generators
US7126434B2 (en) Oscillator circuit for semiconductor device
JP3491254B2 (en) Logic device including low voltage supply device and method for supplying voltage to logic device
US20050094421A1 (en) Integrated charge pump voltage converter
JP3350345B2 (en) Semiconductor device
JP2002055130A (en) Frequency judgment circuit and data processor
US20060132208A1 (en) Controllable idle time current mirror circuit for switching regulators, phase-locked loops, and delay-locked loops
US20080157880A1 (en) Temperature compensated loop filter

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071114

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081114

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091114

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091114

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101114

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131114

Year of fee payment: 10

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees