JP4581933B2 - 電源供給システム、携帯機器及びそれらに用いる電源投入順序制御方法 - Google Patents

電源供給システム、携帯機器及びそれらに用いる電源投入順序制御方法 Download PDF

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Description

本発明は電源供給システム、携帯機器及びそれらに用いる電源投入順序制御方法に関し、特に複数の電源をもつLSI(Large Scale Integrated circuit:大規模集積回路)を用いる電源システムに関する。
複数の電源をもつLSIの開発において、電源の投入順序はPMLSI(Power Management LSI)の検討段階で仕様を決めるが、PMLSIの仕様を検討している時期と、実装置に組み込む時期とでは時間的なズレがあり、想定していた周辺LSI(Peripheral LSI)と異なるLSIが使用されたり、周辺LSIのメーカ変更等によって、システムにおける電源の投入順序を変更せざるを得ない必要性がある。
従来、電源供給システムでは、電源の投入順序を変更するのにシーケンサ(Sequencer)の修正を行うため、PMLSIにマスク変更が必要である。電源投入順序を柔軟にプログラマブルにできれば、PMLSIのマスク変更は不要になる上、プロセッサ(Processor)LSIのコア用電源とブート(Boot)I/O(入出力)用電源の投入順序さえ気をつければ、どんな周辺LSIを接続したシステムでも対応可能な構成がとれる。
従来の電源供給システムにおける電源系統図を図3に示し、そのパワーシーケンス図を図4に示す。これらの図を参照して、携帯電話装置に代表される携帯機器について説明する。図3において、この電源供給システムは、プロセッサLSI6と、メモリ2と、周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nと、PMLSI7と、電池5とから構成されている。
プロセッサLSI6はI/O61と、コア(Core)62とを備え、コア62にはCPU(中央処理装置)63とシリアルインタフェース回路(SIF:Serial InterFace)64とを備えている。周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nはそれぞれ、I/O31−1〜31−Nと、コア32−1〜32−Nとを備えている。
PMLSI7は、コア用パワーソース71と、システムI/O用パワーソース72と、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nと、シリアルインタフェース回路(SIF)74と、電池5に接続されるシーケンサ75とを備えている。
上記の携帯機器では、機能の複雑化によってPMLSI7、プロセッサLSI6の他に複数の周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nが搭載される構成になっている。PMLSI7はLDO(Low Drop Out Regulator)やDCDCコンバータ等の各パワーソース(Power Source)73−1〜73−NのON/OFF管理を行う(例えば、特許文献1参照)。
一般に、PMLSI7はI2C/SPI(Inter Integrated Circuit/Serial Peripheral Interface)等に代表されるシリアルインタフェース回路74を内蔵しており、プロセッサLSI6の方も同様にシリアルインタフェース回路63を内蔵している。プロセッサLSI6とPMLSI7とは、上記のシリアルインタフェース回路63,74を介してシリアルインタフェース201で接続され、プロセッサLSI6からPMLSI7の周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nの制御(On/Off,Sleep/Active)が可能な構成になっている。
プロセッサLSI6はI/O63用の電源と内部コア62用の電源の2種が必要で、それぞれPMLSI7のコア用パワーソース71とシステムI/O用パワーソース72とから供給される。プロセッサLSI6のI/O63用の電源はシステム全体のI/O用の電源(システムI/Oパワー202)として使われる。
周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nも、上記と同様に、I/O31−1〜31−N用の電源とコア32−1〜32−N用の電源との2種が必要な構成になっており、I/O31−1〜31−N用の電源はプロセッサLSI6のI/O61用の電源と同じシステムI/O用パワーソース72から供給され、それぞれのコア32−1〜32−N用に専用の周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nから電源が供給される。
PMLSI7はLi−Ion(リチウムイオン)等の電池5に接続されており、電池5装着時にコア用パワーソース71と、システムI/O用パワーソース72と、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nとをそれぞれ起動するためのシーケンサ75が内蔵されており、コア用パワーソース71、システムI/O用パワーソース72、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nそれぞれの起動順序を制御する。
プロセッサLSI6及び周辺LSI3−1〜3−NはI/O31−1〜31−N用の電源及びコア32−1〜32−N用の電源の投入順序に制約があり、この制約を守らないと、システム上で大電流が流れたりする等の不具合が生じる。そのため、プロセッサLSI6と各周辺LSI3−1〜3−Nの推奨する投入順序を満足するように、コア用パワーソース71、システムI/O用パワーソース72、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nそれぞれの起動順序を決定する必要がある。
コア用パワーソース71、システムI/O用パワーソース72、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース73−1〜73−Nそれぞれの起動順序はPMLSI7の仕様検討段階で決定し、PMLSI7のシーケンサ75に期待している起動順序をインプリメントするが、LSIの開発TAT(Turn Around Time)(LSIの開発期間)のため、PMLSI7の仕様を検討している時期と、システムに組み込む時期とでは時間的なズレがあり、想定していた周辺LSI3−1〜3−Nと異なる新しいデバイスが採用される等で、PMLSI7の仕様検討段階で決定した電源投入順序が、システムとしてみた時に最適な投入順序ではなくなっているという齟齬が生じる。
上記の例では、各周辺LSI3−1〜3−Nにおける電源投入順序がPMLSI7の仕様検討時に、周辺LSI3−1,3−2,・・・が「Core→I/O」で、周辺LSI3−Nが「I/O→Core」となっており、実際にシステムを組み込んだ時に周辺LSI3−Nのデバイス変更によって、周辺LSI3−Nが「Core→I/O」に変更になると、図4に示すように、従来の構成では対応することができない。
特開平01−094413号公報
上述した従来の電源供給システムでは、電源投入順序がPMLSI内蔵のシーケンサ(カウンタや遅延回路)によって構成されているが、電源投入順序がプログラマブルになっていないため、シーケンサを変更する際にLSIのマスク改版が必要になるという問題がある。
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、システム毎に異なる電源投入順序をプログラムすることができる電源供給システム、携帯機器及びそれらに用いる電源投入順序制御方法を提供することにある。
本発明による電源供給システムは、各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなる電源供給システムであって、
前記PMLSIは、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする手段と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を登録する記憶手段と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する制御手段とを備えている。
本発明による携帯機器は、各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなる電源供給システムを用いる携帯端末であって、
前記PMLSIは、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする手段と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を登録する記憶手段と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する制御手段とを備えている。
本発明による電源投入順序制御方法は、各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなるシステムにおいてそれらLSIへの電源投入順序を制御する電源投入順序制御方法であって、
前記PMLSIが、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする第1の処理と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を記憶手段に登録する第2の処理と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する第3の処理とを実行している。
すなわち、本発明の電源供給システムは、システム(System)を構成するプロセッサ(Processsor)LSI(Large Scale Integrated circuit:大規模集積回路)の周辺(Peripheral)電源を2種類に分離し、一方をメモリ用とPMLSI(Power Management LSI)制御のためのシリアルインタフェース専用とし、こちらをブート(Boot)I/O(入出力)用の電源とし、もう一方をシステムI/O用の電源としている。
PMLSIの内部ではシーケンサ(Sequencer)用メモリを内蔵し、プロセッサLSIよりシリアルインタフェースを介して、シーケンサ用メモリにアクセスすることが可能となっている。このシーケンサ用メモリには各周辺LSIへのパワーソース(Power Source)の起動順序を設定可能な構成となっている。
電池装着時にはプロセッサLSIのコア用パワーソースとブートI/O用パワーソースとのみの電源をONし、プロセッサLSIとメモリ及びPMLSIとのインタフェースが動作可能な環境を提供する。プロセッサLSIはシステム全体として希望する電源投入順序をシリアルインタフェースを介してシーケンサ用メモリに設定する。電源投入順序を設定した後、プロセッサLSIはPMLSIに対してリブート(ReBoot:再起動)要求のコマンドを発行する。
PMLSIはプロセッサLSIからリブート要求を受けた際に、一旦、プロセッサLSIのコア用パワーソースとブートI/O用パワーソースとをOFFする。以降、PMLSIはシーケンサ用メモリに設定された起動順序に沿って各パワーソースをONさせていく(リブートを開始する)。これによって、本発明の電源供給システムでは、上記のような構成をとることで、各システム毎に最適な電源投入順序を提供することが可能になる。
より具体的に説明すると、本発明の電源供給システムでは、システムを構成するプロセッサLSIがI/O用の電源をブートI/O用の電源とシステムI/O用の電源とに2種類に分離している。ブートI/O用の電源には、コアに内蔵のCPUの外部メモリ用とPMLSIの制御用のシリアルインタフェース専用としている。その他のI/O用の電源をシステムI/O用の電源とし、周辺LSIとの間でパワーソースを共用する構成としている。
一方、PMLSIの内部にはシーケンサ用メモリを内蔵し、プロセッサLSIからシリアルインタフェースを介してシーケンサ用メモリにアクセス可能としている。シーケンサ用メモリにはプロセッサLSI及び周辺LSI各々へのパワーソースの起動順序を設定可能な構成としている。
電池装着時にプロセッサLSIのコア用パワーソースとブートI/O用パワーソースとのみの電源をONとし、プロセッサLSIとメモリ及びPMLSIとのインタフェースが動作可能な環境を提供する。この環境において、プロセッサLSIはシステム全体として希望する電源投入順序をシリアルインタフェースを介してシーケンサ用メモリに設定する。電源投入順序を設定した後、プロセッサLSIはPMLSIに対してリブート要求のコマンドを発行する。
PMLSIはプロセッサLSIからリブート要求を受けた際に、一旦、プロセッサLSIのコア用パワーソースとブートI/O用パワーソースとをOFFにする。以降、PMLSIはシーケンサ用メモリに設定された電源投入順序に沿って各パワーソースをONさせていく(リブートを開始する)。
上記のような構成をとることで、本発明の電源供給システムでは、プロセッサLSI及び周辺LSIからなる各システム毎に、最適な電源投入順序を提供することが可能となり、システム毎に異なる電源投入順序をプログラム可能となる。
本発明は、以下に述べるような構成及び動作とすることで、システム毎に異なる電源投入順序をプログラムすることができるという効果が得られる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例による電源供給システムの構成を示すブロック図である。図1において、本発明の一実施例による電源供給システムはプロセッサ(Processor)LSI(Large Scale Integrated circuit:大規模集積回路)1と、メモリ2と、周辺LSI(Peripheral LSI)(#1〜#N)3−1〜3−Nと、PMLSI(Power Management LSI)4と、電池5とから構成されている。
プロセッサLSI1はI/O(Input/Output)11と、コア(Core)12と、ブート(Boot)I/O15とを備え、コア12にはCPU(中央処理装置)13とシリアルインタフェース回路(SIF:Serial InterFace)14とを備えている。周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nはそれぞれ、I/O31−1〜31−Nと、コア32−1〜32−Nとを備えている。
PMLSI4は、コア用パワーソース(Power Source)41と、システムI/O用パワーソース42と、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース43−1〜43−Nと、シリアルインタフェース回路(SIF)44と、電池5に接続されるシーケンサ45と、ブートI/O用パワーソース46と、シーケンサ用メモリ47とを備えている。
プロセッサLSI1においては、I/O用の電源を2種類に分離し、一方をブートI/O15用の電源とし、他方をシステムのI/O13用の電源としている。ブートI/O15用の電源は、コア12に内蔵のCPU13用のメモリ2及びPMLSI4の制御用のシリアルインタフェース101専用とし、PMLSI4のブートI/O15用のブートI/O用パワーソース46から供給される。システムのI/O13用の電源は各周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−NのI/O31−1〜31−N用の電源とともに、PMLSI4のシステムI/O用パワーソース42からシステムI/Oパワー102を介して供給される。
周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−NはI/O用の電源とコア用の電源との2種が必要な構成になっており、I/O用の電源はシステムI/O用パワーソース42からシステムI/Oパワー102を介して供給される。周辺LSI(#1〜#N)3−1〜3−Nそれぞれのコア32−1〜32−N用には専用の周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース43−1〜43−Nから供給される。
PMLSI4は複数のパワーソース[コア用パワーソース41、システムI/O用パワーソース42、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース43−1〜43−N、ブートI/O用パワーソース46]を内蔵しており、それぞれの電源管理を行う。PMLSI4はシーケンサ用メモリ47を内蔵し、シーケンサ用メモリ47はシリアルインタフェース回路44を介してCPU13からプログラム可能な構成になっている。シーケンサ用メモリ47には各パワーソース[コア用パワーソース41、システムI/O用パワーソース42、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース43−1〜43−N、ブートI/O用パワーソース46]への電源投入順序が設定可能な構成となっている。
図2は本発明の一実施例による電源供給システムのパワーシーケンスを示すシーケンスチャートである。これら図1及び図2を参照して本発明の一実施例による電源供給システムの電源投入順序について説明する。
電池5の装着時にプロセッサLSI1のコア用バワーソース41とブートI/O用パワーソース46のみの電源をONとし、プロセッサLSI1とメモリ2及びPMLSI4とのインタフェース101が動作可能な環境を提供する[図2の(a)参照]。
プロセッサLSI1はシステム全体として希望する電源投入順序をシリアルインタフェース101を介してシーケンサ用メモリ47に設定する[図2の(b)参照]。電源投入順序の設定後、プロセッサLSI1はPMLSI4に対してリブート(ReBoot:再起動)要求のコマンドを発行する。PMLSI4はプロセッサLSI1からリブート要求を受けた際に、一旦、プロセッサLSI1のコア用パワーソース41とブートI/O用パワーソース46の電源をOFFにする[図2の(c)参照]。
以降、PMLSI4はシーケンサ用メモリ47に設定された電源投入順序に沿ってコア用パワーソース41、システムI/O用パワーソース42、周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース43−1〜43−N、ブートI/O用パワーソース46各々をONさせていく(リブートを開始する)[図2の(d)参照]。
上記のような構成をとることで、本実施例では、各システム毎に最適な電源投入順序を提供することができる。実際にシステムを組み込んだ時には,周辺LSI3−Nのデバイス変更によって、周辺LSI3−Nでは「Core→I/O」に変更が必要になった場合、シーケンサ用メモリ47の設定値を書き換えるだけで対応可能になる。
このように、本実施例では、PMLSI4の制御用及び外部のメモリ2用のI/O(シリアルインタフェース101)を他のシステムI/O(I/O11,31−1〜31−N)とは独立に設け、CPU13からPMLSI4内蔵のシーケンサ用メモリ47に期待する電源投入順序を設定可能とすることで、システム毎に異なる電源投入順序をプログラムすることができる。
尚、本発明は、リブートするまでのCPU13の処理量が非常に少ないので、外部のメモリ2ではなく、命令コード(CODE)をプロセッサLSI1にROM(Read Only Memory)として内蔵する構成も可能である。
本発明は、その利用分野として、複数のLSIによって構成されるシステムにおける各電源の投入順序をプログラマブルにするシステムに適用可能である。
本発明の一実施例による電源供給システムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による電源供給システムのパワーシーケンスを示すシーケンスチャートである。 従来例による電源供給システムの構成を示すブロック図である。 従来例による電源供給システムのパワーシーケンスを示すシーケンスチャートである。
符号の説明
1 プロセッサLSI
2 メモリ
3−1〜3−N 周辺LSI(#1〜#N)
4 PMLSI
5 電池
11,31−1〜31−N I/O
12,32−1〜32−N コア
13 CPU
14,44 シリアルインタフェース回路
15 ブートI/O
41 コア用パワーソース
42 システムI/O用パワーソース
43−1〜43−N 周辺LSI(#1〜#N)用パワーソース
45 シーケンサ
46 I/O用パワーソース
47 シーケンサ用メモリ
101 シリアルインタフェース
102 システムI/Oパワー

Claims (15)

  1. 各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなる電源供給システムであって、
    前記PMLSIは、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする手段と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を登録する記憶手段と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する制御手段とを有することを特徴とする電源供給システム。
  2. 前記プロセッサLSIは、前記インタフェースが動作可能な環境において前記電源投入順序を前記記憶手段に設定することを特徴とする請求項1記載の電源供給システム。
  3. 前記プロセッサLSIは、前記電源投入順序の前記記憶手段への設定終了後に前記PMLSIに再起動要求を出力することを特徴とする請求項2記載の電源供給システム。
  4. 前記プロセッサLSIへの入出力用の電源は、前記プロセッサLSIがアクセスする外部メモリ及び前記インタフェース専用のブート入出力用電源と、システム全体に共通に電源を供給するシステム入出力要電源とからなり、
    前記インタフェースを動作可能な環境とする手段は、前記電池装着時に前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオンとすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか記載の電源供給システム。
  5. 前記制御手段は、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオフとしてから前記記憶手段に登録された前記プロセッサLSI及び前記複数の周辺LSIへの電源投入順序にしたがって前記電源投入を制御することを特徴とする請求項4記載の電源供給システム。
  6. 各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなる電源供給システムを用いる携帯端末であって、
    前記PMLSIは、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする手段と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を登録する記憶手段と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する制御手段とを有することを特徴とする携帯端末。
  7. 前記プロセッサLSIは、前記インタフェースが動作可能な環境において前記電源投入順序を前記記憶手段に設定することを特徴とする請求項6記載の携帯端末。
  8. 前記プロセッサLSIは、前記電源投入順序の前記記憶手段への設定終了後に前記PMLSIに再起動要求を出力することを特徴とする請求項7記載の携帯端末。
  9. 前記プロセッサLSIへの入出力用の電源は、前記プロセッサLSIがアクセスする外部メモリ及び前記インタフェース専用のブート入出力用電源と、システム全体に共通に電源を供給するシステム入出力要電源とからなり、
    前記インタフェースを動作可能な環境とする手段は、前記電池装着時に前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオンとすることを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか記載の携帯端末。
  10. 前記制御手段は、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオフとしてから前記記憶手段に登録された前記プロセッサLSI及び前記複数の周辺LSIへの電源投入順序にしたがって前記電源投入を制御することを特徴とする請求項9記載の携帯端末。
  11. 各々入出力用の電源とコア用の電源とが供給されるプロセッサLSI(大規模集積回路)及び複数の周辺LSIと、それらLSIへの電源供給を制御するPM(Power Management)LSIとからなるシステムにおいてそれらLSIへの電源投入順序を制御する電源投入順序制御方法であって、
    前記PMLSIが、電池装着時に前記プロセッサLSIと前記PMLSIとの間のインタフェースを動作可能な環境とする第1の処理と、前記インタフェースを介して前記プロセッサLSIから送られてくる電源投入順序を記憶手段に登録する第2の処理と、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記記憶手段に登録された電源投入順序にしたがって前記プロセッサLSIと前記複数の周辺LSIとへの電源投入を制御する第3の処理とを実行することを特徴とする電源投入順序制御方法。
  12. 前記プロセッサLSIが、前記インタフェースが動作可能な環境において前記電源投入順序を前記記憶手段に設定することを特徴とする請求項11記載の電源投入順序制御方法。
  13. 前記プロセッサLSIが、前記電源投入順序の前記記憶手段への設定終了後に前記PMLSIに再起動要求を出力することを特徴とする請求項12記載の電源投入順序制御方法。
  14. 前記プロセッサLSIへの入出力用の電源が、前記プロセッサLSIがアクセスする外部メモリ及び前記インタフェース専用のブート入出力用電源と、システム全体に共通に電源を供給するシステム入出力要電源とからなり、
    前記第1の処理が、前記電池装着時に前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオンとすることを特徴とする請求項11から請求項13のいずれか記載の電源投入順序制御方法。
  15. 前記第3の処理は、前記プロセッサLSIから送られてくる指示に応答して前記プロセッサLSIのコア用の電源と前記ブート入出力用電源とをオフとしてから前記記憶手段に登録された前記プロセッサLSI及び前記複数の周辺LSIへの電源投入順序にしたがって前記電源投入を制御することを特徴とする請求項14記載の電源投入順序制御方法。
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