JP4939655B2 - デジタル回路内の電力消費量を低減させる補償技法 - Google Patents
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Description
Pc=CL・F・Vdd2
ここで、CLは容量負荷の値(単位ファラド)を表し、Fはスイッチング周波数(単位ヘルツ)を表し、Vddは電源電圧(単位ボルト)を表す。同様に、短絡電力損失PSCを次式により表すことができる。
Claims (10)
- 少なくとも1つのデジタル回路がさらされる場合があるプロセス条件と温度条件とのうちの少なくとも1つのばらつきに対する補償回路に接続された前記デジタル回路内の電力消費量を低減させる補償回路であって、
第1の電源電圧に接続された第1のサンプル回路を含み、前記第1のサンプル回路は、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の特定範囲の全体にわたって機能し、さらに、
第2の電源電圧に接続された第2のサンプル回路を含み、前記第2のサンプル回路は、前記少なくとも1つのデジタル回路の1つまたは複数の動作特性をモデル化するように構成され、前記第1および第2のサンプル回路が、互いに機能上実質的に同等であるが、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲内で、異なる動作領域に対して最適化され、さらに、
コントローラを含み、前記コントローラは、前記第1のサンプル回路に対する前記第2のサンプル回路の機能を監視するために前記第1および第2のサンプル回路からそれぞれの出力信号を受信し、そして、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲の全体にわたって前記第2のサンプル回路の補正動作を確保すべく前記第2の電源電圧のレベルを調整するよう機能するものであり、前記少なくとも1つのデジタル回路は前記第2の電源電圧により機能する、補償回路。 - 前記コントローラは、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲内で、前記少なくとも1つのデジタル回路の機能をサポートするのに必要な最低レベルの前記第2の電源電圧を維持すべく前記第2の電源電圧を動的に制御するよう機能する、請求項1に記載の補償回路。
- 前記第1および第2の回路からの前記それぞれの出力信号が互いに同じ論理レベルであるときには、前記コントローラは前記第2の電源電圧供給の電位を下げるよう機能する、請求項1に記載の補償回路。
- 前記第1および第2の回路からの前記それぞれの出力信号が互いに異なる論理レベルであるときには、前記コントローラは前記第2の電源電圧供給の電位を上げるよう機能する、請求項1に記載の補償回路。
- 前記コントローラは、前記第1のサンプル回路から前記出力信号を受信する第1の入力部と、前記第2のサンプル回路から前記出力信号を受信する第2の入力部と、前記第1および第2の入力部が同じ論理レベルであるかどうかを示す制御信号を生成する出力部とを有するコンパレータを含む、請求項1に記載の補償回路。
- 前記コントローラは、前記第1のサンプル回路から前記出力信号を受信する第1の入力部と、前記第2のサンプル回路から前記出力信号を受信する第2の入力部と、エラー状態の有無を示すエラー信号を生成する出力部とを有するコンパレータと、
前記コンパレータで生成された前記エラー信号の状態を少なくとも一時的に保存するよう動作するラッチ回路とを含み、前記ラッチが前記第1および第2のサンプル回路と同期するものであり、さらに、
前記第2の電源電圧の前記レベルを調整する制御信号を生成するよう機能する、前記ラッチ回路の出力部に接続された有限状態機械を含み、前記有限状態機械は前記第1および第2のサンプル回路と同期する、請求項1に記載の補償回路。 - 少なくとも前記第2のサンプル回路は、前記第2のサンプル回路内に、データ信号経路およびクロック信号経路の少なくとも1つと直列に存在する少なくとも1つの遅延素子を含み、前記遅延素子は、前記少なくとも1つのデジタル回路内で、ワースト・ケースのセットアップ経路とワースト・ケースのホールド経路の少なくとも1つにほぼ一致する、関連する遅延値を有する、請求項1に記載の補償回路。
- 少なくとも1つのデジタル回路がさらされる場合があるプロセスと温度のうちの少なくとも1つのばらつきに対して前記デジタル回路を補償する方法であって、
第2の電源電圧に接続された第2のサンプル回路に対する第1の電源電圧に接続された第1のサンプル回路の機能を監視するステップを含み、前記第1のサンプル回路は、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の特定範囲の全体にわたって機能し、前記第2のサンプル回路は、前記少なくとも1つのデジタル回路の1つまたは複数の動作特性をモデル化するように構成され、前記第1および第2のサンプル回路が、互いに機能上実質的に同等であるが、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲内で、異なる動作領域に対して最適化され、さらに、
プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲の全体にわたって前記第2のサンプル回路の補正動作を確保すべく前記第2の電源電圧のレベルを調整するステップを含み、前記少なくとも1つのデジタル回路は前記第2の電源電圧により機能する、方法。 - 電圧供給補償システムであって、
少なくとも1つのデジタル回路を含み、前記少なくとも1つのデジタル回路は、前記少なくとも1つのデジタル回路がさらされる場合があるプロセス条件、電源電圧条件、および温度条件のうちの少なくとも1つのばらつきに対して補償され、さらに、
前記デジタル回路に接続された少なくとも1つの補償回路を含み、前記補償回路は、
第1の電源電圧に接続された第1のサンプル回路を含み、前記第1のサンプル回路は、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の特定範囲全体にわたって機能し、さらに、
第2の電源電圧に接続された第2のサンプル回路を含み、前記第2のサンプル回路は、前記少なくとも1つのデジタル回路の1つまたは複数の動作特性をモデル化するように構成され、前記第1および第2のサンプル回路が、互いに機能上実質的に同等であるが、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲内で、異なる動作領域に対して最適化され、さらに、
コントローラを含み、前記コントローラは、前記第1のサンプル回路に対する前記第2のサンプル回路の機能を監視するために前記第1および第2のサンプル回路からそれぞれの出力信号を受信し、そして、プロセス条件、電源電圧条件、および温度条件の前記特定範囲の全体にわたって前記第2のサンプル回路の補正動作を確保すべく前記第2の電源電圧のレベルを調整するよう機能するものであり、前記少なくとも1つのデジタル回路は前記第2の電源電圧により機能する、電圧供給補償システム。 - 請求項1に記載の補償回路を少なくとも1つ備える集積回路。
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