JP4559148B2 - Microcontroller and power supply method for microcontroller - Google Patents
Microcontroller and power supply method for microcontroller Download PDFInfo
- Publication number
- JP4559148B2 JP4559148B2 JP2004214154A JP2004214154A JP4559148B2 JP 4559148 B2 JP4559148 B2 JP 4559148B2 JP 2004214154 A JP2004214154 A JP 2004214154A JP 2004214154 A JP2004214154 A JP 2004214154A JP 4559148 B2 JP4559148 B2 JP 4559148B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- voltage
- microcontroller
- circuit blocks
- unit
- 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
Links
Images
Landscapes
- Power Sources (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Description
本発明は、複数の回路ブロックを備えるマイクロコントローラに関するものであり、特に、個々の回路ブロックへの電源供給に関するものである。 The present invention relates to a microcontroller having a plurality of circuit blocks, and more particularly to power supply to individual circuit blocks.
特許文献1に開示されている半導体集積回路では、論理回路に対して電源電圧VDD1を供給するレギュレータ部(1)、および発振回路に対して電源電圧VDD2を供給するレギュレータ部(2)は、それぞれ個別に分離して設けられており、それぞれの電源電圧の変動は適正に抑制されて所定の電源電圧に安定して保持される。
尚、上記の関連技術として特許文献2および3が開示されている。
In the semiconductor integrated circuit disclosed in
上記の背景技術においては、論理回路や発振回路、またはその他の回路ブロックごとに、レギュレータ部を個別に備えることにより、各回路ブロックに供給される電源電圧は、互いの電圧変動の影響を受けにくく、それぞれの電圧値に安定した電源電圧に維持されるものではある。 In the above background art, the power supply voltage supplied to each circuit block is hardly affected by the mutual voltage fluctuation by providing the regulator unit individually for each logic circuit, oscillation circuit, or other circuit block. The power supply voltage is stable at each voltage value.
しかしながら、各回路ブロックに供給される電源電圧は、各々のレギュレータ部により定められる所定の電圧値に固定されてしまう。複数の回路ブロックを備えるマイクロコントローラ等においては多種多様な動作状態があるところ、動作状態ごとに活性化される回路ブロックが異なることが考えられる。動作状態に応じて個々の回路ブロックにおいて、活性状態から休止状態までの活性の程度が異なり、これに応じて必要十分な電源電圧も異なる場合が考えられる。例えば、活性状態の回路ブロックに対してはより高電圧の電源電圧が供給される必要があり、逆に、休止状態の回路ブロックに対しては低電圧の電源電圧を供給すれば十分である。 However, the power supply voltage supplied to each circuit block is fixed to a predetermined voltage value determined by each regulator unit. In a microcontroller or the like having a plurality of circuit blocks, there are a variety of operation states, and it is conceivable that activated circuit blocks differ for each operation state. In each circuit block, the degree of activation from the active state to the inactive state differs depending on the operating state, and the necessary and sufficient power supply voltage may differ depending on this. For example, a higher power supply voltage needs to be supplied to the active circuit block, and conversely, it is sufficient to supply a low power supply voltage to the resting circuit block.
このような事情を有するマイクロコントローラ内の各回路ブロックに、上記特許文献1の技術を適用することをもってしては、マイクロコントローラの動作状態を最適化することができず問題である。
If the technique of
すなわち、供給される電源電圧に比して高電圧の電源電圧を供給すれば、より活性度の高い動作状態とすることができる回路ブロックに対しては、供給される電源電圧により活性度が制限されてしまい、回路ブロックが本来有している回路性能を十分に引き出すことができず問題である。 That is, if a power supply voltage that is higher than the supplied power supply voltage is supplied, the degree of activity is limited by the supplied power supply voltage for a circuit block that can have a higher activity state. As a result, the circuit performance inherent in the circuit block cannot be fully exploited.
また、休止状態において、供給される電源電圧に比して低電圧の電源電圧を供給すれば十分である場合にも、必要以上の電源電圧が印加されてしまうこととなり、回路ブロックが本来有している消費電流に比して多大な消費電流が流れてしまうこととなり問題である。 Further, even when it is sufficient to supply a power supply voltage that is lower than the power supply voltage supplied in the rest state, an excessive power supply voltage is applied, and the circuit block originally has As a result, a large amount of current consumption flows compared to the current consumption.
本発明は前記背景技術の課題の少なくとも1つを解消するためになされたものであり、マイクロコントローラを構成する複数の回路ブロックの各々に対して、個別に電源電圧を供給するに当たり、各回路ブロックの動作状態に応じて電源電圧値を調整することが可能なマイクロコントローラ、およびマイクロコントローラの電源供給方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve at least one of the above-described problems of the background art, and in supplying each power supply voltage individually to each of a plurality of circuit blocks constituting a microcontroller, each circuit block is provided. An object of the present invention is to provide a microcontroller capable of adjusting a power supply voltage value in accordance with the operation state of the device and a power supply method for the microcontroller.
前記目的を達成するために、本発明に係るマイクロコントローラは、複数の回路ブロックと、回路ブロック間を接続するバスと、を備えるマイクロコントローラにおいて、回路ブロックおよびバスごとに、個別に電源電圧を供給する電源供給部と、マイクロコントローラの動作状態に応じて、電源供給部ごとに、出力される電源電圧を可変とする電圧制御部と、回路ブロック間または/および回路ブロックとバスとの間をインターフェースする際、該インターフェースされる回路ブロック間または/および回路ブロックとバスとの間の各々の信号線の振幅レベルの一致判定を行う判定部と、判定部により不一致と判定される場合に、振幅レベルを変換するレベルコンバータ部と、判定部により一致と判定される場合に、信号線を直結するバイパス部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a microcontroller according to the present invention is a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting circuit blocks, and individually supplies a power supply voltage to each circuit block and each bus. Interface between the circuit block and / or between the circuit block and the bus, and the power control unit that varies the output power supply voltage for each power supply unit according to the operating state of the microcontroller When the determination unit determines that the amplitude levels of the signal lines between the interfaced circuit blocks or / and between the circuit block and the bus coincide with each other, The level converter unit that converts Characterized in that it comprises a scan unit.
また、本発明に係るマイクロコントローラの電源供給方法は、複数の回路ブロックと、回路ブロック間を接続するバスと、を備えるマイクロコントローラの電源供給方法であって、回路ブロックおよびバスごとに、個別に電源電圧を供給するステップと、マイクロコントローラの動作状態に応じて、電源電圧を供給するステップにおいて出力される電源電圧を可変とするステップと、回路ブロック間または/および回路ブロックとバスとの間をインターフェースする際、該インターフェースされる回路ブロック間または/および回路ブロックとバスとの間の各々の信号線の振幅レベルの一致判定を行うステップと、判定のステップにより不一致と判定される場合に、振幅レベルを変換するステップと、判定のステップにより一致と判定される場合に、信号線を直結するステップと有することを特徴とする。 Further, a power supply method for a microcontroller according to the present invention is a power supply method for a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting the circuit blocks, and each of the circuit blocks and the bus is individually provided. A step of supplying a power supply voltage, a step of varying a power supply voltage output in the step of supplying a power supply voltage according to an operating state of the microcontroller, and a circuit block and / or a circuit block and a bus. When interfacing, the step of determining the coincidence of the amplitude level of each signal line between the circuit blocks to be interfaced and / or between the circuit block and the bus, and the amplitude when the discriminating step determines that there is a mismatch It is determined as a match by the level conversion step and the determination step. The case, and having a step of directly connecting the signal line.
本発明のマイクロコントローラ、およびマイクロコントローラの電源供給方法では、マイクロコントローラを構成する複数の回路ブロック、および回路ブロック間を接続するバスに対して、個別に電源電圧を供給するところ、マイクロコントローラの動作状態に応じて、各回路ブロックおよびバスに供給される電源電圧の電圧値が可変とされる。 According to the microcontroller and the power supply method for the microcontroller of the present invention, the power supply voltage is individually supplied to a plurality of circuit blocks constituting the microcontroller and a bus connecting the circuit blocks. The voltage value of the power supply voltage supplied to each circuit block and bus is variable according to the state.
本発明によれば、回路ブロックやバスごとに、個別に電源電圧を供給することができるところ、各々の電源電圧の電圧値がマイクロコントローラの動作状態に応じて可変に調整されるので、活性状態にあるブロックに対しては、高電圧の電源電圧を供給して回路ブロックが有する動作性能を十分に引き出すことができると共に、休止状態にあるブロックに対しては、低電圧の電源電圧とすることにより、不要な電流消費を抑制することができる。そして、電源電圧の電圧値の調整を、マイクロコントローラの動作中においても、動作状態に応じて行うことができるため、多様な動作状態を有するマイクロコントローラに対して、常に、高速・高機能な動作性能と低消費電流性能とを両立させて動作させることができる。
また、レベルコンバータの端子間の信号振幅レベルが同電位である場合、バイパス径路を備えることにより、同電位時にレベルコンバータを介することなく信号を伝送することが可能となり高速伝送とすることができる。
According to the present invention, the power supply voltage can be individually supplied for each circuit block or bus. However, since the voltage value of each power supply voltage is variably adjusted according to the operation state of the microcontroller, the active state For the blocks in the circuit block, a high power supply voltage can be supplied to sufficiently bring out the operation performance of the circuit block, and for the blocks in the dormant state, the power supply voltage must be low. Therefore, unnecessary current consumption can be suppressed. And since the voltage value of the power supply voltage can be adjusted according to the operating state even during the operation of the microcontroller, it always operates at high speed and with high functionality for microcontrollers with various operating states. It is possible to operate with both performance and low current consumption performance.
Further, when the signal amplitude level between the terminals of the level converter is the same potential, by providing a bypass path, it is possible to transmit a signal without going through the level converter at the same potential, and high-speed transmission can be achieved.
以下、本発明について具体化した実施形態を図1乃至図4に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on FIGS. 1 to 4 with reference to the drawings.
図1は、実施形態のマイクロコントローラの回路ブロック図である。マイクロコントローラは、CPU部51、メモリ部52、周辺回路部(1)53、周辺回路部(2)54の回路ブロックを備えているものとする。各々の回路ブロックは、マイクロコントローラにおいて固有の機能を奏するブロックである。CPU部51は、各種の制御を行うマイクロコントローラの心臓部に当たる部分である。メモリ部52には、プログラムコードや各種のデータが格納されておりCPU部51の制御に応じて利用される。周辺回路(1)53、周辺回路(2)54とは、マイクロコントローラごとに固有の論理機能や、その他の周辺機能などが含まれる。例えば、ユーザー固有のカスタマイズ機能や、PLL機能、AD/DA変換機能、加算/乗算機能等が考えられる。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a microcontroller according to an embodiment. The microcontroller includes a circuit block including a
各回路ブロック51乃至54の電源端子(VCC)は、各々、レギュレータ部(1)11乃至(4)14から内部電源電圧VR1乃至VR4が給電される。内部電源電圧VR1乃至VR4は、レギュレータ部(1)11乃至(4)14の電源端子(VCC)に給電される電圧VCC0が降圧された電圧値を有している。出力電圧値は、電圧設定レジスタ部2において設定されている設定信号SVR(1)乃至SVR(4)に応じて設定される。電圧設定レジスタ部2の電源端子(VCC)には電源電圧VCC0が供給されるので、設定信号SVR(1)乃至SVR(4)の高電位レベルが電圧VCC0となり、電源電圧VCC0の信号振幅レベルとなる。また、禁止端子(INH)に入力される休止信号/ST1乃至/ST4に応じて、レギュレータ部(1)11乃至(4)14が活性状態と休止状態とで制御される。
The power supply terminals (VCC) of the
CPU部51、メモリ部52、周辺回路部(1)53、周辺回路部(2)54の各回路ブロックと、電圧設定レジスタ部2とは、バス線56を介して互いに信号伝送が行われる。バス線56は、信号レベル調整部55によりプルアップ電位が設定される。電源端子(VCC)に入力される内部電源電圧VRNに応じてプルアップ電位が設定される。内部電源電圧VRNは、レギュレータ部(1)11乃至(4)と同様な構成を有するレギュレータ部(N)1Nにより設定される。レギュレータ部(N)は、休止信号/STNに応じて活性・非活性の状態が制御されると共に、電圧設定レジスタ部2において設定されている設定信号SVR(N)により、出力される電圧値VRNが設定される。
Each of the circuit blocks of the
この際、各回路ブロック51乃至54および電圧設定レジスタ部2と、バス線56との間には、各々の信号振幅レベルの違いを吸収するためにレベルコンバータ(0)30乃至(4)34が配置されている。レベルコンバータ(0)30乃至(4)34のうち、各回路ブロック51乃至54および電圧設定レジスタ部2とのインターフェース部分に給電される電源端子(VCCA)には、内部電源電圧VR1乃至VR4およびVCC0が供給される。また、バス線56とのインターフェース部分に給電される電源端子(VCCB)には、内部電源電圧VRNが供給される。
At this time, level converters (0) 30 to (4) 34 are provided between the
レベルコンバータ(1)31乃至(4)34には、各回路ブロック51乃至54とバス線56とが同電位である場合に、レベルシフト機能をバイパスする制御信号を入力する制御端子(BPS)が備えられている。レベルコンバータ(1)31乃至(4)34の各々の制御端子(BPS)には、論理積ゲートA1乃至A4の出力端子が接続されている。各論理積ゲートA1乃至A4には、バス線56のプルアップ電位を設定する設定信号SVR(N)が共通に入力されると共に、各レベルコンバータ(1)31乃至(4)34が接続される各回路ブロック51乃至54の内部電源電圧VR1乃至VR4の電圧値を設定する設定信号SVR(1)乃至SVR(4)が入力される。ここで、後述するバイパス径路を構成するトランジスタのバックゲート用電圧として、電源端子(VBG)に電源電圧VCC0が供給される。
The level converters (1) 31 to (4) 34 have a control terminal (BPS) for inputting a control signal for bypassing the level shift function when the circuit blocks 51 to 54 and the
図2は、電圧設定レジスタ部2の具体的な構成を示す図である。レギュレータ部(1)11乃至(N)1Nの各々に2ビット信号が割り当てられる場合である。2ビット信号の各ビット信号の組み合わせに応じて4種類の設定が可能であるところ、図2では、3.3V、2.5V、1.8Vの各設定を行う場合の回路構成を示している。(ビット1)および(ビット0)が共にローレベルの場合に、S33(x)が選択され、3.3Vの設定信号が出力される。(ビット1)がローレベルであり(ビット0)がハイレベルの場合に、S25(x)が選択され、2.5Vの設定信号が出力される。(ビット1)がハイレベルであり(ビット0)がローレベルの場合に、S18(x)が選択され、1.8Vの設定信号が出力される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration of the voltage
各レギュレータ部11乃至1Nに対して2ビット構成のレジスタ領域が割り当てられて、全体として10ビット構成のレジスタ情報の設定は、例えば、CPU部51からレベルコンバータ(1)31を経て、バス線56を介して、レベルコンバータ(0)30を経て電圧設定レジスタ部2に格納される。CPU部51の制御により決定される各回路ブロック51乃至54やバス線56の動作状態に応じて、CPU部51から電源電圧の設定情報が適宜に書き換えられることとなる。動作状態に応じて、レギュレータ部11乃至1Nごとに個別に出力電圧の設定が可能である。
A register area having a 2-bit configuration is allocated to each of the
図3は、レギュレータ部(1)11乃至(N)1Nの回路例である。電源電圧VCC0(例えば、5Vである。)が供給される基準電圧発生回路REGと演算増幅器OP1とが備えられ、基準電圧発生回路REGから出力される基準電圧VRFが演算増幅器OP1の反転入力端子に入力されている。レギュレータ部から出力される内部電源電圧VRx(x=1乃至4、N)は、抵抗素子R1を介して、抵抗素子R2乃至R4およびNMOSトランジスタT11乃至T13を経て接地電位に接続されており、抵抗素子R1と抵抗素子R2乃至R4との接続点が、演算増幅器OP1の非反転入力端子に接続されている。演算増幅器OP1の出力端子は、PMOSトランジスタT1のゲート端子に接続されており、電源電圧VCC0と内部電源電圧VRxとの間に接続されているPMOSトランジスタT1の導通制御を行う。 FIG. 3 is a circuit example of the regulator units (1) 11 to (N) 1N. A reference voltage generation circuit REG and an operational amplifier OP1 to which a power supply voltage VCC0 (for example, 5 V) is supplied are provided, and the reference voltage VRF output from the reference voltage generation circuit REG is applied to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. Have been entered. The internal power supply voltage VRx (x = 1 to 4, N) output from the regulator unit is connected to the ground potential via the resistance element R1 and the resistance elements R2 to R4 and the NMOS transistors T11 to T13. A connection point between the element R1 and the resistance elements R2 to R4 is connected to a non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the gate terminal of the PMOS transistor T1, and performs conduction control of the PMOS transistor T1 connected between the power supply voltage VCC0 and the internal power supply voltage VRx.
NMOSトランジスタT11乃至T13のゲート端子は、論理積ゲートA11乃至A13の出力端子が接続されている。論理積ゲートA11乃至A13には、休止信号/STx(x=1乃至4、N)が共通に入力されると共に、論理積ゲートA11乃至A13ごとに、設定信号S18(x)、S25(x)、S33(x)(x=1乃至4、N)が入力される。また、基準電圧発生回路REGおよび演算増幅器OP1は、休止信号/STxに制御されるNMOSトランジスタT2を介して設置電位に接続されている。 The gate terminals of the NMOS transistors T11 to T13 are connected to the output terminals of the AND gates A11 to A13. A pause signal / STx (x = 1 to 4, N) is commonly input to the AND gates A11 to A13, and setting signals S18 (x) and S25 (x) are provided for each of the AND gates A11 to A13. , S33 (x) (x = 1 to 4, N) is input. The reference voltage generating circuit REG and the operational amplifier OP1 are connected to the installation potential via the NMOS transistor T2 controlled by the pause signal / STx.
休止信号/STxがハイレベルとなり、該当する回路ブロック51乃至54またはバス線56の活性状態が指示される場合、レギュレータ部(1)11乃至(N)1Nが活性化される。NMOSトランジスタT2を介して基準電圧発生回路REGおよび演算増幅器OP1が接地電位に接続され、回路動作が活性化される。このとき、図2に示す電圧設定レジスタ部2において設定される設定信号S18(x)、S25(x)、S33(x)のうち何れかが選択されることに応じて、NMOSトランジスタT11乃至T13のうち何れかが導通する。これにより、内部電源電圧VRxが、抵抗素子R1と抵抗素子R2乃至R4とにより分圧され演算増幅器OP1に戻されて、内部電源電圧VRxが所定の電圧に制御される。
When the pause signal / STx becomes a high level and an activation state of the
設定信号S18(x)が選択される場合は、抵抗素子R1とR2との分圧となる。演算増幅器OP1による定電圧制御により、VRx=VRF×(R1+R2)/R2との関係により、基準電圧値VRF、抵抗値R1、R2を選択してやれば、内部電源電圧VRxとして1.8Vが出力される。同様に、設定信号S25(x)が選択される場合は、VRx=VRF×(R1+R3)/R3との関係により、基準電圧値VRF、抵抗値R1、R3を選択してやれば、内部電源電圧VRxとして2.5Vが出力され、設定信号S33(x)が選択される場合は、VRx=VRF×(R1+R4)/R4との関係により、基準電圧値VRF、抵抗値R1、R4を選択してやれば、内部電源電圧VRxとして3.3Vが出力される。 When the setting signal S18 (x) is selected, the voltage is divided between the resistance elements R1 and R2. If the reference voltage value VRF and the resistance values R1 and R2 are selected according to the relationship VRx = VRF × (R1 + R2) / R2 by constant voltage control by the operational amplifier OP1, 1.8V is output as the internal power supply voltage VRx. . Similarly, when the setting signal S25 (x) is selected, if the reference voltage value VRF and the resistance values R1 and R3 are selected according to the relationship VRx = VRF × (R1 + R3) / R3, the internal power supply voltage VRx is obtained. When 2.5V is output and the setting signal S33 (x) is selected, if the reference voltage value VRF and the resistance values R1 and R4 are selected according to the relationship VRx = VRF × (R1 + R4) / R4, the internal 3.3V is output as the power supply voltage VRx.
休止信号/STxがローレベルの場合には、基準電圧発生回路REGおよび演算増幅器OP1の、接地電位への径路が遮断され、回路が休止状態となる。これにより、内部電源電圧VRxが出力されることはない。 When the pause signal / STx is at a low level, the path to the ground potential of the reference voltage generation circuit REG and the operational amplifier OP1 is cut off, and the circuit enters a pause state. As a result, the internal power supply voltage VRx is not output.
休止信号/STxと、設定信号S18(x)、S25(x)、S33(x)に応じて、レギュレータ部ごとに、出力される内部電源電圧値を調整することができる。具体的には、設定信号に応じて、内部電源電圧VRxとして、1.8V、2.5V、3.3V、および0Vの選択が可能となる。マイクロコントローラに備えられる複数の回路ブロック51乃至54ごとに、更にバス線56を含めて、動作状態に応じて必要となる回路ブロックやバス線を所望の電圧で駆動することができる。例えば、高速な処理が必要なブロックに対しては、十分な内部電源電圧である3.3Vを供給し、低速動作で十分である場合や、休止状態にある回路ブロックに対しては、低電圧電源である1.8Vを給電する等の調整を行うことができる。動作状態の違いに応じて、各回路ブロック51乃至54やバス線56に要求される回路性能を、必要且つ十分に奏することができる電源電圧を、個別に供給することができ、十分な回路性能を低消費電流で実現することができる。
The output internal power supply voltage value can be adjusted for each regulator unit according to the pause signal / STx and the setting signals S18 (x), S25 (x), and S33 (x). Specifically, 1.8V, 2.5V, 3.3V, and 0V can be selected as the internal power supply voltage VRx according to the setting signal. For each of the plurality of circuit blocks 51 to 54 provided in the microcontroller, further including the
図4は、レベルコンバータ(1)31乃至(4)34の具体例である。レベルシフト機能部分とバイパス機能部分とで構成されている。 FIG. 4 is a specific example of the level converters (1) 31 to (4). It is composed of a level shift function part and a bypass function part.
レベルシフト機能部分は、双方向に対称の構成を有している。回路ブロック51乃至54およびバス線56からの入力信号は、各々の信号振幅レベルと同じ内部電源電圧で駆動される、インバータゲートI1およびI2に入力される。各々の内部電源電圧は電源端子(VCCA)および(VCCB)から供給される。インバータゲートI1およびI2の出力端子は、NMOSトランジスタT3およびT4のゲート端子に接続されている。NMOSトランジスタT3およびT4は、プルアップ抵抗RU1およびRU2の一端と接地電位との間に備えられている。プルアップ抵抗RU1およびRU2の他端は、信号出力されるバス線56および回路ブロック51乃至54での信号振幅レベルと同じ内部電源電圧に接続されている。各々の内部電源電圧は電源端子(VCCB)および(VCCA)から供給される。
The level shift function part has a bidirectionally symmetric configuration. Input signals from the circuit blocks 51 to 54 and the
これにより、回路ブロック51乃至54とバス線56との間で動作電源電圧の違いがある場合にも、各部の内部電源電圧に適合した振幅レベルに信号の振幅レベルがレベル変換されて、信号の伝播が可能となる。
As a result, even when there is a difference in the operating power supply voltage between the circuit blocks 51 to 54 and the
バイパス機能部分は、回路ブロック51乃至54とバス線56との間に接続されているトランスファゲートTG1と、トランスファゲートTG1の導通制御をするための論理制御部分であるインバータゲートI3とを備えて構成されている。インバータゲートI3の出力端子は、トランスファゲートTG1におけるPMOSトランジスタのゲート端子に接続されている。インバータゲートI3の入力端子およびトランスファゲートTG1におけるNMOSトランジスタのゲート端子には、バイパス端子(BPS)が接続されている。バイパス端子(BPS)にハイレベルの信号が入力されることに応じて、トランスファゲートTG1が導通状態とされる。
The bypass function portion includes a transfer gate TG1 connected between the circuit blocks 51 to 54 and the
バイパス端子(BPS)に入力される信号は、図1に示すように、論理積ゲートA1乃至A4の出力信号である。論理積ゲートA1乃至A4は、前述したように、バス線56のプルアップ電位を設定する設定信号SVR(N)と、各回路ブロック51乃至54の内部電源電圧VR1乃至VR4を設定する設定信号SVR(1)乃至SVR(4)との論理積演算を行う。設定信号SVR(N)、および設定信号SVR(1)乃至SVR(4)は、具体的には、図2に示す信号である。設定信号S33(N)と、設定信号S33(1)乃至(4)との組み合わせ、設定信号S25(N)と、設定信号S25(1)乃至(4)との組み合わせ、および設定信号S18(N)と、設定信号S18(1)乃至(4)との組み合わせが設定される場合に、バイパス端子(BPS)にハイレベル信号が入力されバイパス径路が導通状態となる。
As shown in FIG. 1, signals input to the bypass terminal (BPS) are output signals of the AND gates A1 to A4. As described above, the AND gates A1 to A4 have the setting signal SVR (N) for setting the pull-up potential of the
ここで、トランスファゲートTG1におけるPMOSトランジスタのバックゲート端子には、電源電圧VCC0が供給されている。NMOSトランジスタのバックゲート端子は接地電位に接続されている。これにより、電源電圧VCC0の電圧値が、回路ブロック51乃至54やバス線56の内部電源電圧の電圧に比して高電圧であるという条件においては、トランスファゲートTG1の端子間に印加される信号振幅レベルに関わらず、トランスファゲートTG1のPMOSトランジスタにおいてPN接合が導通することはない。各端子に印加される信号の振幅レベルに関わらず、不測の電流経路が形成されることなく、端子間の信号振幅レベルが同電位である場合にバイパス径路を形成することができる。
Here, the power supply voltage VCC0 is supplied to the back gate terminal of the PMOS transistor in the transfer gate TG1. The back gate terminal of the NMOS transistor is connected to the ground potential. Accordingly, the signal applied between the terminals of the transfer gate TG1 under the condition that the voltage value of the power supply voltage VCC0 is higher than the voltage of the internal power supply voltage of the circuit blocks 51 to 54 and the
尚、レベルコンバータ(0)30は、バイパス機能部分を備えずレベルシフト機能部分のみ備える構成である。レベルシフト機能部分については、レベルコンバータ(1)31乃至(4)34と同様の構成を有しており、同様の作用・効果を奏するので、ここでの説明は省略する。 Note that the level converter (0) 30 is configured to include only the level shift function portion without the bypass function portion. The level shift function part has the same configuration as the level converters (1) 31 to (4) 34 and exhibits the same operations and effects, so the description thereof is omitted here.
以上詳細に説明したとおり、本実施形態に係るマイクロコントローラ、およびマイクロコントローラの電源供給方法によれば、回路ブロック51乃至54やバス線56ごとに、個別に内部電源電圧VR1乃至VR4やVRNを供給することができる。このとき、各々の内部電源電圧VR1乃至VRNの電圧値は、マイクロコントローラの動作状態に応じて、CPU部51からの設定により、各々個別に調整することができる。活性状態にあるブロックに対しては、高電圧の電源電圧を供給して回路ブロックが有する動作性能を十分に引き出すことができると共に、休止状態にあるブロックに対しては、低電圧の電源電圧とすることにより、不要な電流消費を抑制することができる。電源電圧の電圧値の調整を、マイクロコントローラの動作中においても、動作状態に応じて行うことができるため、多様な動作状態を有するマイクロコントローラに対して、常に、高速・高機能な動作性能と低消費電流動作とを両立させることができる。
As described above in detail, according to the microcontroller and the power supply method for the microcontroller according to the present embodiment, the internal power supply voltages VR1 to VR4 and VRN are individually supplied to each of the circuit blocks 51 to 54 and the
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。
例えば、本実施形態においては、電源電圧VCC0として5V電源とし、各レギュレータ部において、3.3V、2.5V、1.8Vを個別に設定できる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。更に多様な電圧値を選択可能に設定する構成とすることができる。また、回路ブロックごとに個別に電圧値を設定することは必ずしも必要ではなく、複数の回路ブロックを纏めて設定することも可能である。
また、図3に示すレギュレータ部の具体例では、レギュレータ部ごとに基準電圧発生回路REGを備える場合を説明したが、基準電圧発生回路REGとして1回路備えておき、各レギュレータ部に対して基準電圧VRFを供給する構成とすることもできる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the present embodiment, a case has been described in which the power supply voltage VCC0 is a 5V power supply, and 3.3V, 2.5V, and 1.8V can be individually set in each regulator unit. However, the present invention is not limited to this. It is not something. Further, various voltage values can be set to be selectable. In addition, it is not always necessary to individually set the voltage value for each circuit block, and a plurality of circuit blocks can be set together.
In the specific example of the regulator unit shown in FIG. 3, the case where the reference voltage generation circuit REG is provided for each regulator unit has been described. However, one circuit is provided as the reference voltage generation circuit REG, and the reference voltage is supplied to each regulator unit. A configuration in which VRF is supplied can also be adopted.
ここで、本発明の技術思想により、背景技術における課題を解決するための手段を以下に列記する。
(付記1) 複数の回路ブロックと、該回路ブロック間を接続するバスと、を備えるマイクロコントローラにおいて、
前記回路ブロックおよび前記バスごとに、個別に電源電圧を供給する電源供給部と、
動作状態に応じて、前記電源供給部ごとに、出力される電源電圧を可変とする電圧制御部とを備えることを特徴とするマイクロコントローラ。
(付記2) 前記回路ブロック間、または/および前記回路ブロックと前記バスとの間を、インターフェースする際、信号線の振幅レベルの一致判定を行う判定部と、
前記判定部により不一致と判定される場合に、前記振幅レベルを変換するレベルコンバータ部と、
前記判定部により一致と判定される場合に、前記信号線を直結するバイパス部とを備えることを特徴とする付記1に記載のマイクロコントローラ。
(付記3) 前記バイパス部は、バックゲート端子に独立に電圧印加が可能なトランスファゲートを備えることを特徴とする付記2に記載のマイクロコントローラ。
(付記4) 前記電源供給部には一次電圧が入力され、降圧された電圧として前記電源電圧が出力されることを特徴とする付記1乃至3の少なくとも何れか1項に記載のマイクロコントローラ。
(付記5) 前記電圧制御部は、
前記動作状態に応じて前記電源供給部が出力すべき電圧値を設定する制御部と、
前記制御部による設定情報が格納される電圧設定格納部とを備え、
前記電圧設定格納部には、電源電圧として前記一次電圧が供給されることを特徴とする付記4に記載のマイクロコントローラ。
(付記6) 前記判定部は、前記電圧設定格納部に格納されてなる前記設定情報に基づき、一致判定を行うことを特徴とする付記5に記載のマイクロコントローラ。
(付記7) 複数の回路ブロックと、該回路ブロックを接続するバスと、を備えるマイクロコントローラの電源供給方法であって、
前記マイクロコントローラの動作状態を監視し、
前記動作状態に応じた電源電圧を、前記回路ブロックおよび前記バスごとに個別に供給することを特徴とするマイクロコントローラの電源供給方法。
Here, the means for solving the problems in the background art according to the technical idea of the present invention are listed below.
(Supplementary note 1) In a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting the circuit blocks,
A power supply unit that individually supplies a power supply voltage for each of the circuit blocks and the bus;
A microcontroller comprising: a voltage control unit configured to vary an output power supply voltage for each of the power supply units according to an operating state.
(Supplementary Note 2) When interfacing between the circuit blocks or / and between the circuit block and the bus, a determination unit that determines whether the amplitude levels of the signal lines match,
A level converter unit that converts the amplitude level when the determination unit determines that there is a mismatch;
The microcontroller according to
(Additional remark 3) The said bypass part is provided with the transfer gate which can apply a voltage independently to a back gate terminal, The microcontroller of
(Supplementary Note 4) The microcontroller according to any one of
(Supplementary Note 5) The voltage control unit
A control unit for setting a voltage value to be output by the power supply unit according to the operation state;
A voltage setting storage unit that stores setting information by the control unit;
The microcontroller according to
(Additional remark 6) The said determination part performs a coincidence determination based on the said setting information stored in the said voltage setting storage part, The microcontroller of Additional remark 5 characterized by the above-mentioned.
(Supplementary note 7) A power supply method for a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting the circuit blocks,
Monitoring the operating state of the microcontroller;
A power supply method for a microcontroller, wherein a power supply voltage corresponding to the operation state is individually supplied for each of the circuit block and the bus.
2 電圧設定レジスタ部
11乃至14、1N レギュレータ部(1)乃至(4)、(N)
30乃至34 レベルコンバータ(0)乃至(4)
51 CPU部
52 メモリ部
53 周辺回路部(1)
54 周辺回路部(2)
55 信号レベル調整部
56 バス線
A1乃至A4 論理積ゲート
OP1 演算増幅器
REG 基準電圧発生回路
SVR(1)乃至SVR(4)、SVR(N)、S18(x)、S25(x)、S33(x)(x=1乃至4、N) 設定信号
/ST1乃至/ST4、/STN 休止信号
VCC0 電源電圧
VR1乃至VR4、VRN 内部電源電圧
VRF 基準電圧
2 Voltage setting
30 to 34 level converters (0) to (4)
51
54 Peripheral circuit (2)
55 Signal
Claims (4)
前記回路ブロックおよび前記バスごとに、個別に電源電圧を供給する電源供給部と、
前記マイクロコントローラの動作状態に応じて、前記電源供給部ごとに、出力される電源電圧を可変とする電圧制御部と、
前記回路ブロック間または/および前記回路ブロックと前記バスとの間をインターフェースする際、該インターフェースされる前記回路ブロック間または/および前記回路ブロックと前記バスとの間の各々の信号線の振幅レベルの一致判定を行う判定部と、
前記判定部により不一致と判定される場合に、前記振幅レベルを変換するレベルコンバータ部と、
前記判定部により一致と判定される場合に、前記信号線を直結するバイパス部とを備えることを特徴とするマイクロコントローラ。 In a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting the circuit blocks,
A power supply unit that individually supplies a power supply voltage for each of the circuit blocks and the bus;
According to the operation state of the microcontroller, for each of the power supply units, a voltage control unit that makes the output power voltage variable,
When interfacing between the circuit blocks or / and between the circuit block and the bus, the amplitude level of each signal line between the interfaced circuit blocks or / and between the circuit block and the bus A determination unit for performing a match determination;
A level converter unit that converts the amplitude level when the determination unit determines that there is a mismatch;
A microcontroller comprising: a bypass unit that directly connects the signal lines when the determination unit determines that they match .
前記動作状態に応じて前記電源供給部が出力すべき電圧値を設定する制御部と、
前記制御部による設定情報が格納される電圧設定格納部とを備え、
前記電圧設定格納部には、電源電圧として前記一次電圧が供給されることを特徴とする請求項2に記載のマイクロコントローラ。 The voltage controller is
A control unit for setting a voltage value to be output by the power supply unit according to the operation state;
A voltage setting storage unit that stores setting information by the control unit;
The microcontroller according to claim 2 , wherein the primary voltage is supplied as a power supply voltage to the voltage setting storage unit.
前記回路ブロックおよび前記バスごとに、個別に電源電圧を供給するステップと、
前記マイクロコントローラの動作状態に応じて、前記電源電圧を供給するステップにおいて出力される電源電圧を可変とするステップと、
前記回路ブロック間または/および前記回路ブロックと前記バスとの間をインターフェースする際、該インターフェースされる前記回路ブロック間または/および前記回路ブロックと前記バスとの間の各々の信号線の振幅レベルの一致判定を行うステップと、
前記判定のステップにより不一致と判定される場合に、前記振幅レベルを変換するステップと、
前記判定のステップにより一致と判定される場合に、前記信号線を直結するステップと有することを特徴とするマイクロコントローラの電源供給方法。 A power supply method for a microcontroller comprising a plurality of circuit blocks and a bus connecting the circuit blocks,
Supplying a power supply voltage individually for each of the circuit blocks and the bus;
Varying the power supply voltage output in the step of supplying the power supply voltage according to the operating state of the microcontroller;
When interfacing between the circuit blocks or / and between the circuit block and the bus, the amplitude level of each signal line between the interfaced circuit blocks or / and between the circuit block and the bus Performing a match determination;
Converting the amplitude level when it is determined to be inconsistent by the determination step;
A method for supplying power to a microcontroller , comprising: directly connecting the signal lines when it is determined to be coincident in the determining step .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004214154A JP4559148B2 (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | Microcontroller and power supply method for microcontroller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004214154A JP4559148B2 (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | Microcontroller and power supply method for microcontroller |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006039623A JP2006039623A (en) | 2006-02-09 |
JP4559148B2 true JP4559148B2 (en) | 2010-10-06 |
Family
ID=35904598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004214154A Expired - Fee Related JP4559148B2 (en) | 2004-07-22 | 2004-07-22 | Microcontroller and power supply method for microcontroller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4559148B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5098367B2 (en) * | 2007-03-06 | 2012-12-12 | 富士通セミコンダクター株式会社 | Power supply voltage adjustment circuit and microcomputer |
JP5237739B2 (en) | 2008-09-29 | 2013-07-17 | 株式会社日立製作所 | Information processing device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002049443A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Hitachi Ltd | Inside voltage reduction control system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH064161A (en) * | 1992-06-24 | 1994-01-14 | Fujitsu Ltd | Level conversion circuit |
-
2004
- 2004-07-22 JP JP2004214154A patent/JP4559148B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002049443A (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Hitachi Ltd | Inside voltage reduction control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006039623A (en) | 2006-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100660907B1 (en) | Internal reference voltage generator for reducing standby current and semiconductor memory device including the same | |
US6498469B2 (en) | Internal supply voltage generating circuit and method of generating internal supply voltage using an internal reference voltage generating circuit and voltage-drop regulator | |
EP0883247B1 (en) | Semiconductor integrated circuit with input/output interface adapted for small-amplitude operation | |
JP4698116B2 (en) | Internal power supply voltage generator | |
US10848147B2 (en) | High performance I2C transmitter and bus supply independent receiver, supporting large supply voltage variations | |
US6101137A (en) | Semiconductor memory device having delay locked loop (DLL) | |
JP2006293802A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
KR101056737B1 (en) | Device that generates internal power voltage | |
US6084386A (en) | Voltage generation circuit capable of supplying stable power supply voltage to load operating in response to timing signal | |
US7114084B2 (en) | Data controlled programmable power supply | |
US7368951B2 (en) | Data transmission circuit and data transmission method with two transmission modes | |
JP4970759B2 (en) | Internal power supply voltage generator with reduced current consumption | |
JP4614234B2 (en) | Power supply device and electronic device including the same | |
JP4743938B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP4559148B2 (en) | Microcontroller and power supply method for microcontroller | |
KR100426990B1 (en) | Reference voltage generator for generating programmable reference voltage according to external codes | |
KR20050021175A (en) | Data driving circuit and semiconductor memory device using the same | |
US20060186929A1 (en) | Chip for operating in multi power conditions and system having the same | |
JP2007517298A (en) | Voltage control system | |
US6459329B1 (en) | Power supply auxiliary circuit | |
US20210295897A1 (en) | Memory device including data input/output circuit | |
KR20080060322A (en) | Internal voltage generator in semiconductor device | |
KR100502677B1 (en) | Output buffer of semiconductor memory device | |
KR100457333B1 (en) | Lcd contrast control circuit and lcd controller having the same | |
WO2006033298A1 (en) | Input circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070608 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100720 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4559148 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130730 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |