JP5104254B2

JP5104254B2 - 集積回路装置

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Publication number: JP5104254B2
Application number: JP2007310949A
Authority: JP
Inventors: 正弘辰巳
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2007-11-30
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Description

本発明は，集積回路装置に関し，特に，複数の電源ドメインの電源制御を行う電源制御ユニットを有する半導体集積回路装置に関する。

システムＬＳＩなど複数の回路マクロ（またはＩＰマクロ）を内蔵する半導体集積回路は，電力消費を節約するために，複数の電源ドメイン（電源領域）を設け，異なる電源ドメインに属する複数の回路マクロへの電源制御を電源制御ユニットにより行う。大規模化されたシステムＬＳＩは，かならずしも全ての回路マクロを動作状態にする必要はなく，要求される処理の状況に応じて回路マクロが属する電源ドメインへの電源供給をオン，オフすることで省電力化することができる。

システムＬＳＩ内の回路マクロの電源を制御することについては，例えば，特許文献１，２などに記載されている。

特許文献１では，システムＬＳＩ内の電源制御ユニットが，外部割り込み信号に応答して，メモリ内に記憶されているコマンド列を読み出し，それに対応して電源ＩＣにシステムＬＳＩ内の回路マクロの電源回路の起動を制御させる。これにより，電源制御ユニットは，動作を実行させる必要がある電源領域のみに電源を供給することができる。

特許文献２では，システムＬＳＩ内の電源制御ユニットが，ＩＰマクロ毎に電源供給と遮断を制御するビットを格納する電源制御レジスタを有し，割り込みコントローラがＩＰマクロからの割込に応答して電源制御信号を電源制御ユニットに出力し，電源制御レジスタとの比較結果に応じてＩＰマクロの電源遮断を制御させる。また，電源供給の場合は，割り込みコントローラが電源制御信号を電源制御ユニットに出力し，ＩＰマクロの電源遮断を制御させる。
特開２００６−１０７１２７号公報特開２００６−２３７１８９号公報

携帯電話など省電力化が求められている電子機器に内蔵されるシステムＬＳＩは，複数の回路マクロを内蔵し，様々な外部割り込みに応答して対応する処理を実行する。上記の特許文献１，２には，このような様々な外部割り込みに応答してどのように回路マクロの電源を制御するかについての記載はない。

そこで，本発明の目的は，複数の外部割り込みに対応して複数の電源ドメインに属する回路マクロの最適な電源制御を行う電源制御ユニットを有する集積回路装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために，本発明の第１の側面によれば，複数の電源ドメインを有し，各電源ドメインに属する回路マクロを有する集積回路装置において，電源回路からの電源電圧を各電源ドメインに対して供給または遮断する電源スイッチと，前記電源スイッチを制御する電源制御ユニットとを有する。電源制御ユニットは，複数の外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインを示す電源ドメインデータを記憶した電源ドメインレジスタと，前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御部と，外部割込信号に応答して当該外部割込信号に対応する電源ドメインデータを電源スイッチ制御部に供給して電源スイッチ制御部に電源スイッチを制御させる割込制御部とを有する。

上記本発明の第１の側面における好ましい態様よれば，前記電源ドメインレジスタは，前記複数の電源ドメインの起動順を有する起動シーケンスデータを記憶し，前記電源スイッチ制御部は，前記外部割込信号に対応する電源ドメインデータの電源ドメインの電源スイッチを，前記起動シーケンスデータの起動順に導通制御する。

本発明によれば，複数種類の外部割込信号に対応して，最適な組み合わせの電源ドメインに電源を供給することができ，電力消費を低減することができる。また，好ましい態様によれば，最適な電源シーケンスの順番で複数の電源ドメインに電源を供給することができる。

以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。
［第１の実施の形態］
図１は，第１の実施の形態における半導体集積回路（以下，具体例としてシステムＬＳＩと称する）の構成を示す図である。図１には，システムＬＳＩ２と，それに電源を供給する電源ＩＣ３と，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３をそれぞれ供給する電源検知回路１９，タイマー回路２０，制御ボタン検知回路２１とが示されている。この例は，具体的には携帯電話の構成例である。

電源検知回路１９は携帯電話全体の電源スイッチの起動と遮断とを検知し割込信号ｓ１を発生する。タイマー回路２０は通信状態をチェックするために設定時間経過毎に割込信号ｓ２を発生する。そして，制御ボタン検知回路２１は電源スイッチ以外の制御ボタンが押されたことを検知し割込信号ｓ３を発生する。複数の制御ボタンに対応して複数の割込信号ｓ３を発生してもよい。

電源ＩＣ３は，電源検知回路１９が携帯電話全体の電源スイッチの起動に応答して出力する電源起動信号ｓ１Ａに応答して，ＬＳＩ電源回路８を起動し，起動した電源電圧を電源配線ＰＷＬに出力する。また，電源ＩＣ３内の制御インターフェース７は，システムＬＳＩ２内のＣＰＵや電源制御ユニット１からの制御に応答して，電源ＩＣ３内の電源回路８を制御する。

システムＬＳＩ２は，複数の電源ドメインＤＭ１，ＤＭ９〜ＤＭ１３を有し，電源ドメインＤＭ１は電源配線ＰＷＬに接続されＬＳＩ電源回路８が起動すると常時電源を供給される。また，電源ドメインＤＭ９〜ＤＭ１３にはそれぞれ異なる回路マクロが設けられ，電源スイッチ１４〜１８を介して電源配線ＰＷＬに接続されている。電源ドメインＤＭ９〜ＤＭ１３に属する回路マクロは，例えば，アプリケーション用周辺回路９，アプリケーション用ＣＰＵ１０，メモリ１１，通信用周辺回路１２，通信用ＣＰＵ１３である。通信用ＣＰＵ１３は，主に通信制御を通信用周辺回路１２と共に行う。アプリケーション用ＣＰＵ１０は，主に通信制御以外の各種アプリケーションの制御をアプリケーション用周辺回路９と共に行う。

電源制御ユニット（またはパワーマネージメントユニット：ＰＭＵ）１と，電源スイッチ１４〜１８は，常時電源が供給される電源ドメインＤＭ１内に属している。よって，電源検知回路１９により全体の電源起動が検出された後は，電源電圧がＬＳＩ電源回路８から電源配線ＰＷＬを介して電源制御ユニット１に常時供給される。そして，電源制御ユニット１は，電源起動時の電源検知回路１９からの外部割込信号ｓ１，タイマー回路２０からの外部割込信号ｓ２，制御ボタン検知回路２１からの外部割込信号ｓ３に応答して，それぞれに最適な電源制御を，複数の電源ドメインＤＭ９〜ＤＭ１３に対して行う。

電源制御ユニット１は，電源スイッチ１４〜１８を制御する電源スイッチ制御部６と，複数の外部割込信号ｓ１〜ｓ３に対応して起動すべき電源ドメインのデータを記憶した電源ドメインレジスタ４と，外部割込信号ｓ１〜ｓ３に応答して当該外部割込信号に対応する電源ドメインデータを電源スイッチ制御部６に供給する割込制御部５とを有する。割込制御部５は，外部割込信号に応答して，それに対応する電源ドメインデータを電源ドメインレジスタ４から読み出し，起動信号ｓ９と共に電源ドメインデータを有する電源ドメイン信号ｓ１０を電源スイッチ制御部６に供給する。電源スイッチ制御部６は，起動信号ｓ９に応答して，電源ドメイン信号ｓ１０に含まれる電源ドメインデータに対応する電源スイッチを導通する制御を行い，導通制御完了後に終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力する。これにより割込制御部５は，外部割込信号ｓ１〜ｓ３に対応する電源の割り込み制御を終了する。

また，通信用ＣＰＵ１３やアプリケーション用ＣＰＵ１０は，それぞれの処理状態に応じて，電源制御ユニット１に，電源スイッチ１４〜１８の起動と遮断を要求する。さらに，通信用ＣＰＵ１３やアプリケーション用ＣＰＵ１０は，それぞれの処理状態に応じて，電源制御ユニット１を介してまたは直接，電源ＩＣ３内の制御インターフェース７にＬＳＩ電源回路８の電源遮断，電源電圧の変更（昇圧または降圧）を指令する。制御インターフェース７は，その指令に応答してＬＳＩ電源回路８を制御する。ＬＳＩ電源回路８は，電源レギレータ回路からなる。

図２は，電源ドメインレジスタ４の詳細構成図である。図２（Ａ）に示されるとおり，電源ドメインレジスタ４は，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３それぞれに対応してレジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ３を有する。各レジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ３は，図２（Ｂ）に示されるとおり，複数の電源ドメインＤＭ９〜ＤＭ１３に属する回路マクロ，つまり，アプリケーション用周辺回路，アプリケーション用ＣＰＵ，メモリ，通信用周辺回路，通信用ＣＰＵのいずれに電源起動すべきかを示す電源ドメインデータを記憶している。図２（Ｂ）の例では，外部割込信号ｓ１に対応するレジスタＲ１は，アプリケーション用周辺回路，アプリケーション用ＣＰＵ，メモリ，通信用周辺回路，通信用ＣＰＵ全ての電源をＯＮにする電源ドメインデータを，外部割込信号ｓ２に対応するレジスタＲ２は，メモリ，通信用周辺回路，通信用ＣＰＵの電源をＯＮにする電源ドメインデータを，外部割込信号ｓ３に対応するレジスタＲ３は，アプリケーション用周辺回路，アプリケーション用ＣＰＵの電源をＯＮにする電源ドメインデータを，それぞれ記憶している。

図３は，本実施の形態における電源制御ユニットＰＭＵの割り込み処理を示すフローチャート図である。電源検知回路１９からの外部割込信号ｓ１に応答して（ＳＴ１のＹＥＳ），電源制御ユニット１はレジスタＲ１の電源ドメインデータに対応する電源ドメインの電源ＯＮの処理を行う（ＳＴ２）。その後，周辺回路の初期化処理が行われる（ＳＴ３）。

図４は，外部割込信号ｓ１に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ１がＨレベルになると，割込制御部５がレジスタＲ１の電源ドメインデータを読み出し，そのデータを含む電源ドメイン信号ｓ１０と起動タイミング信号ｓ９とを電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチ制御信号ｓ４，ｓ５，ｓ６，ｓ７，ｓ８をＨレベルにして，電源スイッチ１４〜１８を導通させる。そして，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチの導通制御後に終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は割り込み制御処理を終了する。

電源が起動された各電源ドメインの回路マクロは，必要な初期化処理（ＳＴ３）を行う。そして，各回路マクロは，外部割込に対応する必要な処理を実行し，必要な処理実行後，ＣＰＵ１０，１３は，適宜電源オフの要求を電源制御ユニット１に出力し，電源制御ユニット１の電源スイッチ制御部６は，電源供給の必要がなくなった回路マクロの電源ドメインＤＭ９〜ＤＭ１３の電源スイッチをオフにする。

図３に戻り，タイマー回路２０からの外部割込信号ｓ２に応答して（ＳＴ４のＹＥＳ），電源制御ユニット１はレジスタＲ２の電源ドメインデータに対応する電源ドメインの電源ＯＮの処理を行う（ＳＴ５）。その後，周辺回路の初期化処理が行われる（ＳＴ６）。タイマー回路２０は，携帯電話端末に対する着信があるかどうかの確認を行う周期毎に外部割込信号ｓ２を出力する。よって，外部割込信号ｓ２に応答してシステムＬＳＩ２は，通信用ＣＰＵ１３と通信用周辺回路１２とメモリ１１の電源を起動する必要がある。

図５は，外部割込信号ｓ２に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ２がＨレベルになると，割込制御部５がレジスタＲ２の電源ドメインデータを読み出し，そのデータを含む電源ドメイン信号ｓ１０と起動タイミング信号ｓ９とを電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチ制御信号ｓ４，ｓ５，ｓ６をＨレベルにして，電源スイッチ１８，１７，１６を導通させる。そして，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチの導通制御後に終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は割り込み制御処理を終了する。

電源が起動された各電源ドメインの回路マクロは，必要な初期化処理（ＳＴ６）を行う。そして，各回路マクロは，外部割込に対応する必要な処理を実行し，必要な処理実行後，通信用ＣＰＵ１３は，適宜電源オフの要求を電源制御ユニット１に出力し，電源制御ユニット１の電源スイッチ制御部６は，電源供給の必要がなくなった回路マクロの電源ドメインＤＭ１１，１２，１３の電源スイッチ１６，１７，１８をオフにする。

図３に戻り，制御ボタン検知回路２１からの外部割込信号ｓ３に応答して（ＳＴ７のＹＥＳ），電源制御ユニット１はレジスタＲ３の電源ドメインデータに対応する電源ドメインの電源ＯＮの処理を行う（ＳＴ８）。その後，周辺回路の初期化処理が行われる（ＳＴ９）。制御ボタン検知回路２０は，携帯電話端末の制御ボタンが操作されたことを検知して外部割込信号ｓ３をＨレベルにする。よって，外部割込信号ｓ３に応答してシステムＬＳＩ２は，アプリケーションＣＰＵ１０とアプリケーション用周辺回路９の電源を起動する必要がある。このアプリケーションは，例えば，電話帳登録，メモ帳閲覧などである。

図６は，外部割込信号ｓ３に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ３がＨレベルになると，割込制御部５がレジスタＲ３の電源ドメインデータを読み出し，そのデータを含む電源ドメイン信号ｓ１０と起動タイミング信号ｓ９とを電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチ制御信号ｓ７，ｓ８をＨレベルにして，電源スイッチ１５，１４を導通させる。そして，電源スイッチ制御部６は，電源スイッチの導通制御後に終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は割り込み制御処理を終了する。

電源が起動された各電源ドメインの回路マクロは，必要な初期化処理（ＳＴ９）を行う。そして，各回路マクロは，外部割込に対応する必要な処理を実行し，必要な処理実行後，アプリケーション用ＣＰＵ１０は，適宜電源オフの要求を電源制御ユニット１に出力し，電源制御ユニット１の電源スイッチ制御部６は，電源供給の必要がなくなった回路マクロの電源ドメインＤＭ９，１０の電源スイッチ１４，１５をオフにする。

図７は，本実施の形態における電源制御例を示す図である。横軸が時間，縦軸がシステムＬＳＩ２の消費電流である。図７の左から，携帯電話端末の電源スイッチがＯＮされると外部割込信号ｓ１が発生し，電源ＩＣ３内のＬＳＩ電源回路８が電源を起動する。それにより，システムＬＳＩ２内の電源配線ＰＷＬの電圧が上昇し，電源制御ユニット１が属する電源ドメインの電源が起動する。それに伴って，電源制御ユニット１は，外部割込信号ｓ１に応答して，全ての電源スイッチ１４〜１８を導通状態に制御し，全ての回路マクロ９〜１３が初期化動作を実行し，電源起動に伴う必要な処理を実行する。例えば，通信用ＣＰＵ１３と通信用周辺回路１２とにより基地局との通信を確立し，携帯電話端末の位置を登録する。また，アプリケーション用ＣＰＵ１０とアプリケーション用周辺回路９とで，アプリケーションの初期化動作，例えばデータのダウンロードなど，を行う。

その後，ＣＰＵ１０，１３が電源制御ユニット１に回路マクロ９〜１３の電源オフを要求し，電源制御ユニット１が電源スイッチ１４〜１８をオフにする。ただし，電源ＩＣ３内のＬＳＩ電源回路８は電源配線ＰＷＬに電源電圧を供給しつづけるので，電源制御ユニット１が属する電源ドメインＤＭ１の電源はオンのままである。よって，電源制御ユニットＰＭＵの消費電流は継続して発生する。

次に，着信確認のためにタイマー回路２０が外部割込信号ｓ２を発生すると，前述のとおり，電源制御ユニット１が，通信用ＣＰＵ１３と通信用周辺回路１２とメモリ１１の電源ドメインＤＭ１３，ＤＭ１２，ＤＭ１１の電源スイッチ１８，１７，１６をオン制御する。これにより，通信用ＣＰＵ１３，通信用周辺回路１２，メモリ１１とが着信確認に必要な動作を行い，それに伴い電流を消費する。一連の着信確認動作が終了すると，通信用ＣＰＵ１３は，電源制御ユニット１に電源スイッチ１８，１７，１６をオフする要求を出力し，それに伴い，電源制御ユニット１はそれらのスイッチをオフに制御する。その結果，電源制御ユニットＰＭＵのみが電流消費状態になる。

次に，携帯電話端末の制御ボタンが操作された場合，制御ボタン検知回路２１が外部割込信号ｓ３を生成し，それに応答して，電源制御ユニット１は，アプリケーション用ＣＰＵ１０とアプリケーション用周辺回路９とがそれぞれ属する電源ドメインＤＭ１０，ＤＭ９の電源スイッチ１５，１４をオン制御する。これにより，アプリケーション用ＣＰＵ１０とアプリケーション用周辺回路９とが必要なアプリケーションの処理を実行する。処理終了後，ＣＰＵ１０が電源制御ユニット１に回路マクロ９，１０の電源オフを要求し，電源制御ユニット１が電源スイッチ１４，１５をオフにする。よって，電源制御ユニットＰＭＵの消費電流は継続して発生する。

図７には，さらに，着信確認のためにタイマー回路２０が外部割込信号ｓ２を発生する場合に，通信用ＣＰＵ１３，通信用周辺回路１２，メモリ１１の電源スイッチ１８，１７，１６が導通制御されて，それらの回路マクロに電流消費が発生したことが示されている。

以上のとおり，携帯電話端末の全体の電源起動時（外部割込ｓ１）の場合は，電源制御ユニット１が全ての回路マクロの電源ドメインに電源起動し，回路マクロが初期動作と必要な電源起動時の動作を行った後は，電源制御ユニットＰＭＵを除いて電源オフに制御する。また，それ以外の外部割込ｓ２，ｓ３では，電源制御ユニット１が，電源ドメインレジスタ４の電源ドメインデータに応じて必要な回路マクロの電源を起動し，回路マクロが必要な動作を行った後，それらの電源をオフに制御する。その後は，電源制御ユニットＰＭＵには常時電源が供給される。このように，電源制御ユニット１は，電源起動時を含めて，外部割込ｓ１，ｓ２，ｓ３に応じて異なる組み合わせの回路マクロに電源起動制御を行う。そのために，電源制御ユニット１は，電源起動すべき回路マクロの電源ドメインデータを記憶する電源ドメインレジスタ４と，割込制御部５とを有する。

上記の実施の形態は，一例であり，外部割込信号が４種類以上存在してもよく，電源ドメインレジスタは外部割込信号それぞれに対応して電源ドメインデータを記憶する。
［第２の実施の形態］
図８は，第２の実施の形態における半導体集積回路の構成を示す図である。図８には，図１と同様に，システムＬＳＩ２と，それに電源を供給する電源ＩＣ３と，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３をそれぞれ供給する電源検知回路１９，タイマー回路２０，制御ボタン検知回路２１とが示されている。図１と異なるところは，電源制御ユニット１内の電源ドメインレジスタ４内に，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３に対応して起動が必要な電源ドメインデータに加えて，電源起動シーケンスデータが記憶されており，その電源シーケンス信号ｓ１２がレジスタ４から電源スイッチ制御部６に出力されていることである。それ以外は図１と同じである。

図９は，電源ドメインレジスタ４の詳細構成図である。第２の実施の形態の電源ドメインレジスタ４には，電源ドメインレジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ３に加えて，シーケンスレジスタＳＲを有する。図９（Ｂ）に示されるとおり，電源ドメインレジスタＲ１，Ｒ２，Ｒ３は，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３に対応して，どの回路マクロの電源を起動すべきかの電源ドメインデータを記憶する。これは図２（Ｂ）と同様である。さらに，図９（Ｃ）に示されるとおり，シーケンスレジスタＳＲは，複数の回路マクロの電源ドメインの電源起動シーケンスの順番データを記憶する。図９（Ｃ）の例によれば，システムＬＳＩ内の全ての回路マクロの電源を起動する場合の起動シーケンスは，通信用周辺回路，メモリ，通信用ＣＰＵ，アプリケーション用周辺回路，アプリケーション用ＣＰＵの順番になる。

よって，外部割込信号ｓ１が発生した時は，電源ドメインレジスタＲ１でオンになっている回路マクロ，全ての回路マクロ９〜１３の電源ドメインの電源スイッチがシーケンスレジスタＳＲ内のシーケンス順に導通制御される。また，外部割込信号ｓ２が発生した時は，電源ドメインレジスタＲ２でオンになっているメモリ，通信用周辺回路，通信用ＣＰＵの電源ドメインの電源スイッチがシーケンスレジスタＳＲ内のシーケンス順に導通制御される。そして，外部割込信号ｓ３が発生した時は，電源ドメインレジスタＲ３でオンになっているアプリケーション用周辺回路，アプリケーション用ＣＰＵの電源ドメインの電源スイッチがシーケンスレジスタＳＲのシーケンス順に導通制御される。

システムＬＳＩ２内の複数の回路マクロは，あらかじめ決められた電源シーケンスの順番で電源起動を行うことが求められる。回路マクロ間には，一方から他方へそして他方から一方へ信号の出力と入力を行う複数の信号配線が設けられている。そして，信号を出力する側の回路マクロの電源を信号を入力する側の回路マクロの電源よりも先に起動させることが望ましい。なぜなら，信号を出力する側の回路マクロの電源が先に起動されていれば，出力される信号が不定レベルになることが回避でき，信号を入力する側の回路マクロの誤動作を避けることができるからである。そこで，一般には，電源シーケンスの順番とは逆方向の信号配線には，信号が不定レベルにならないように電源起動時に出力信号レベルをＨまたはＬにクランプする回路が設けられている。

図９のシーケンスレジスタＳＲに格納されている電源シーケンスデータによれば，通信用周辺回路１２，メモリ１１，通信用ＣＰＵ１３，アプリケーション用周辺回路９，アプリケーション用ＣＰＵ１０の順番に電源が起動することを前提にして上記のクランプ回路が回路マクロ間に設けられている。よって，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３に応答して，全部または一部の回路マクロの電源を起動する場合は，上記の電源シーケンスの順番を維持することが必要になる。

図１０は，本実施の形態における電源制御ユニットＰＭＵの割り込み処理を示すフローチャート図である。電源制御ユニット１は，外部割込信号ｓ１が発生すると（ＳＴ１０のＹＥＳ），それに対応する電源起動シーケンスを制御し（ＳＴ１１〜ＳＴ１６），外部割込信号ｓ２が発生すると（ＳＴ１８のＹＥＳ），それに対応する電源起動シーケンスを制御し（ＳＴ１９〜ＳＴ２２），外部割込信号ｓ３が発生すると（ＳＴ２３のＹＥＳ），それに対応する電源起動シーケンスを制御する（ＳＴ２４〜ＳＴ２６）。

図１１，図１２，図１３は，外部割込信号ｓ１，ｓ２，ｓ３に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。図１０の割り込み処理について，図１１，図１２，図１３も参照しながら以下に説明する。

まず，外部割込信号ｓ１が発生すると，電源電源制御ユニット１内の割込制御部５が，電源ドメインレジスタＲ１の電源ドメインデータを読み出し，それを電源ドメイン信号ｓ１０に含めて起動タイミング信号ｓ９と共に電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源ドメイン信号ｓ１０に含まれている電源起動対象の回路マクロ９〜１３の電源スイッチ１４〜１８を導通する電源スイッチ制御信号ｓ４〜ｓ８を，電源シーケンス信号ｓ１２の順番にＨレベルにする。つまり，電源スイッチ制御信号ｓ５，ｓ６，ｓ４，ｓ８，ｓ７の順にＨレベルになる。これに伴って，通信用周辺回路１２，メモリ１１，通信用ＣＰＵ１３，アプリケーション用周辺回路９，アプリケーション用ＣＰＵ１０の順に電源がオンになる（ＳＴ１１〜ＳＴ１５）。そして，電源スイッチ制御部６は，必要な電源スイッチ制御信号をＨレベルにした後，終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は外部割込ｓ１に対する電源起動制御を終了する。

全ての回路マクロの電源が起動すると，それらの初期化処理が実行され（ＳＴ１６），必要な処理が実行される。この必要な実行処理は，例えば，通信用ＣＰＵによる基地局との通信による携帯電話端末の位置の登録処理などが含まれる。一連の処理が終了すると，ＣＰＵ１０，１３が電源制御ユニット１に電源遮断要求を出力し，それに応答して電源制御ユニット１は回路マクロ９〜１３の電源スイッチ１４〜１８をオフに制御する。その後は，電源制御ユニットＰＭＵのみが電源配線ＰＷＬから電源電圧を供給される。

次に，外部割込信号ｓ２が発生すると，電源電源制御ユニット１内の割込制御部５が，電源ドメインレジスタＲ２の電源ドメインデータを読み出し，それを電源ドメイン信号ｓ１０に含めて起動タイミング信号ｓ９と共に電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源ドメイン信号ｓ１０に含まれている電源起動対象の回路マクロ１１，１２，１３の電源スイッチ１６，１７，１８を導通する電源スイッチ制御信号ｓ６，ｓ５，ｓ４を，電源シーケンス信号ｓ１２の順番にＨレベルにする。つまり，電源スイッチ制御信号ｓ５，ｓ６，ｓ４の順にＨレベルになる。これに伴って，通信用周辺回路１２，メモリ１１，通信用ＣＰＵ１３の順に電源がオンになる（ＳＴ１９〜ＳＴ２１）。そして，電源スイッチ制御部６は，必要な電源スイッチ制御信号をＨレベルにした後，終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は外部割込ｓ２に対する電源起動制御を終了する。

必要な回路マクロの電源が起動すると，それらの初期化処理が実行され（ＳＴ２２），必要な処理が実行される。この必要な実行処理は，例えば，通信用ＣＰＵによる着信確認処理などが含まれる。一連の処理が終了すると，通信用ＣＰＵ１３が電源制御ユニット１に電源遮断要求を出力し，それに応答して電源制御ユニット１は回路マクロ１２，１３の電源スイッチ１７，１８をオフに制御する。その後は，電源制御ユニットＰＭＵのみが電源配線ＰＷＬから電源電圧を供給される。

最後に，外部割込信号ｓ３が発生すると，電源電源制御ユニット１内の割込制御部５が，電源ドメインレジスタＲ３の電源ドメインデータを読み出し，それを電源ドメイン信号ｓ１０に含めて起動タイミング信号ｓ９と共に電源スイッチ制御部６に出力する。起動タイミング信号ｓ９に応答して，電源スイッチ制御部６は，電源ドメイン信号ｓ１０に含まれている電源起動対象の回路マクロ９，１０の電源スイッチ１４，１５を導通する電源スイッチ制御信号ｓ８，ｓ７を，電源シーケンス信号ｓ１２の順番にＨレベルにする。つまり，電源スイッチ制御信号ｓ８，ｓ７の順にＨレベルになる。これに伴って，アプリケーション用周辺回路９，アプリケーション用ＣＰＵ１０の順に電源がオンになる（ＳＴ２４〜ＳＴ２５）。そして，電源スイッチ制御部６は，必要な電源スイッチ制御信号をＨレベルにした後，終了タイミング信号ｓ１１を割込制御部５に出力し，割込制御部５は外部割込ｓ３に対する電源起動制御を終了する。

必要な回路マクロの電源が起動すると，それらの初期化処理が実行され（ＳＴ２６），必要な処理が実行される。この必要な実行処理は，例えば，制御操作されたボタンに対応するアプリケーション処理などが含まれる。一連の処理が終了すると，アプリケーション用ＣＰＵ１０が電源制御ユニット１に電源遮断要求を出力し，それに応答して電源制御ユニット１は回路マクロ９，１０の電源スイッチ１４，１５をオフに制御する。その後は，電源制御ユニットＰＭＵのみが電源配線ＰＷＬから電源電圧を供給される。

図１４は，第２の実施の形態における電源ドメインレジスタ４の変型例を示す図である。図９と異なり，レジスタ４は，外部割込ｓ１，ｓ２，ｓ３に対応してシーケンスレジスタＳＲ１，ＳＲ２，ＳＲ３をそれぞれ有する。そして，シーケンスレジスタＳＲ１には，全ての回路マクロに対する電源シーケンスデータが格納され，シーケンスレジスタＳＲ２には，通信用周辺回路とメモリと通信用ＣＰＵの電源シーケンスデータが格納され，シーケンスレジスタＳＳＲ３には，アプリケーション用周辺回路とアプリケーション用ＣＰＵの電源シーケンスデータが格納されている。ただし，電源シーケンスの順番は，図９と同じである。

以上説明したとおり，第２の実施の形態によれば，電源制御ユニット１内のレジスタ４が，外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインを示す電源ドメインデータと，起動シーケンスデータとを有するので，外部割込信号に応じて，最適な組み合わせの回路マクロの電源ドメインを最適な起動シーケンスで起動することができる。その結果，電力消費を低減し，電源起動時の誤動作を避けることができる。特に，起動シーケンスの順番で複数の電源ドメインの電源起動を行うことで，複数の電源ドメインを同時に電源起動する場合に比較すると，瞬間的な消費電流が増大して電源ノイズが発生することが回避できる。

以上の実施の形態をまとめると，次の付記のとおりである。

（付記１）
電源電圧が個別に供給される複数の電源ドメインと，
前記複数の電源ドメインにそれぞれ属する複数の回路マクロと，
電源回路からの電源電圧を前記複数の電源ドメインそれぞれに対して供給または遮断する複数の電源スイッチと，
前記電源スイッチを制御する電源制御ユニットとを有し，
前記電源制御ユニットは，前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御部と，複数の外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインを示す電源ドメインデータを記憶した電源ドメインレジスタと，外部割込信号に応答して当該外部割込信号に対応する電源ドメインデータを電源スイッチ制御部に供給する割込制御部とを有し，
前記電源スイッチ制御部に前記電源ドメインデータに対応する電源スイッチを導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記２）
付記１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，第１の外部割込信号に対応して第１の電源ドメイン群を指定する第１の電源ドメインデータと，第２の外部割込信号に対応して第２の電源ドメイン群を指定する第２の電源ドメインデータとをそれぞれ記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記第１の外部割込信号発生時に前記第１の電源ドメイン群の電源スイッチを導通制御し，前記第２の外部割込信号発生時に前記第２の電源ドメイン群の電源スイッチを導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記３）
付記２に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，第３の外部割込信号に対応して全ての電源ドメインを指定する第３の電源ドメインデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記第３の外部割込信号発生時に全ての電源ドメインの電源スイッチを導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記４）
付記３に記載の集積回路装置において，
前記電源制御ユニットが属する電源ドメインは，前記電源回路からの電源電圧を常時供給されることを特徴とする集積回路装置。

（付記５）
付記１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，前記複数の電源ドメインの起動順を有する起動シーケンスデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記外部割込信号に対応する電源ドメインデータの電源ドメインの電源スイッチを，前記起動シーケンスデータの起動順に導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記６）
付記１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，前記外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインの起動順を有する起動シーケンスデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記外部割込信号に対応する電源ドメインデータの電源ドメインの電源スイッチを，前記外部割込信号に対応する起動シーケンスデータの起動順に導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記７）
付記３のいずれかに記載の集積回路装置において，
前記複数の回路マクロは，通信用ＣＰＵと，アプリケーション用ＣＰＵとを少なくとも有し，
前記第３の外部割込信号は電源オン操作に対応して発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第３の外部割込信号発生時に前記通信用ＣＰＵとアプリケーション用ＣＰＵの電源ドメインの電源スイッチを導通制御し，
前記第１の外部割込信号は所定周期毎に発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第１の外部割込信号発生時に前記通信用ＣＰＵの電源ドメインの電源スイッチを導通制御し，
前記第２の外部割込信号はアプリケーション処理操作に対応して発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第２の外部割込信号発生時に前記アプリケーション用ＣＰＵの電源ドメインの電源スイッチを導通制御することを特徴とする集積回路装置。

（付記８）
付記３のいずれかに記載の集積回路装置において，
前記複数の回路マクロは，通信用ＣＰＵと，通信用周辺回路と，アプリケーション用ＣＰＵと，アプリケーション用周辺回路とを少なくとも有し，
前記第３の外部割込信号は電源オン操作に対応して発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第３の外部割込信号発生時に前記通信用ＣＰＵと通信用周辺回路とアプリケーション用ＣＰＵとアプリケーション用周辺回路の電源ドメインの電源スイッチを導通制御し，
前記第１の外部割込信号は所定周期毎に発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第１の外部割込信号発生時に前記通信用ＣＰＵと通信用周辺回路の電源ドメインの電源スイッチを導通制御し，
前記第２の外部割込信号はアプリケーション処理操作に対応して発生し，前記電源スイッチ制御部は，前記第２の外部割込信号発生時に前記アプリケーション用ＣＰＵとアプリケーション用周辺回路の電源ドメインの電源スイッチを導通制御することを特徴とする集積回路装置。

第１の実施の形態における半導体集積回路の構成を示す図である。電源ドメインレジスタ４の詳細構成図である。本実施の形態における電源制御ユニットＰＭＵの割り込み処理を示すフローチャート図である。外部割込信号ｓ１に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ２に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ３に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。本実施の形態における電源制御例を示す図である。第２の実施の形態における半導体集積回路の構成を示す図である。電源ドメインレジスタ４の詳細構成図である。本実施の形態における電源制御ユニットＰＭＵの割り込み処理を示すフローチャート図である。外部割込信号ｓ１に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ２に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。外部割込信号ｓ３に対する電源制御ユニットＰＭＵの信号波形図である。第２の実施の形態における電源ドメインレジスタ４の変型例を示す図である。

符号の説明

１：電源制御ユニット２：集積回路装置，システムＬＳＩ
３：電源ＩＣ４：電源ドメインレジスタ
５：割込制御部６：電源スイッチ制御部
９〜１３：回路マクロ１４〜１８：電源スイッチ
ｓ１，ｓ２，ｓ３：外部割込信号ｓ４〜ｓ８：電源スイッチ制御信号
ＤＭ９〜ＤＭ１３：電源ドメインＤＭ１：常時電源オンの電源ドメイン

Claims

電源電圧が個別に供給される複数の電源ドメインと，
前記複数の電源ドメインにそれぞれ属する複数の回路マクロと，
電源回路からの電源電圧を前記複数の電源ドメインそれぞれに対して供給または遮断する複数の電源スイッチと，
前記電源スイッチを制御する電源制御ユニットとを有し，
前記電源制御ユニットは，前記電源スイッチを制御する電源スイッチ制御部と，複数の外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインを示す電源ドメインデータを記憶した電源ドメインレジスタと，外部割込信号に応答して当該外部割込信号に対応する電源ドメインデータを電源スイッチ制御部に供給する割込制御部とを有し，
前記電源スイッチ制御部は前記電源ドメインデータに指定された電源ドメインに対応する電源スイッチを導通制御し，前記導通制御された電源ドメインによる初期動作及び前記外部割込信号に対応する処理後，前記電源ドメインデータに指定された電源ドメインに対応する電源スイッチを非導通制御し，
前記電源制御ユニットが属する電源ドメインは，前記電源回路からの電源電圧を常時供給され，
前記電源ドメインレジスタは，電源起動割込信号に対応して全ての電源ドメインを指定する電源起動の電源ドメインデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記電源起動割込信号発生時に全ての電源ドメインの電源スイッチを導通制御し，前記導通制御された全ての電源ドメインによる初期動作及び前記外部割込信号に対応する処理後，前記電源制御ユニットが属する電源ドメインを除く前記導通制御された電源ドメインの電源スイッチを非導通制御することを特徴とする集積回路装置。
請求項１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，第１の外部割込信号に対応して第１の電源ドメイン群を指定する第１の電源ドメインデータと，第２の外部割込信号に対応して第２の電源ドメイン群を指定する第２の電源ドメインデータとをそれぞれ記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記第１の外部割込信号発生時に前記第１の電源ドメイン群の電源スイッチを導通制御し，前記導通制御された第１の電源ドメイン群による初期動作及び前記外部割込信号に対応する処理後，前記第１の電源ドメイン群の電源スイッチを非導通制御し，前記第２の外部割込信号発生時に前記第２の電源ドメイン群の電源スイッチを導通制御し，前記導通制御された第２の電源ドメイン群による初期動作及び前記外部割込信号に対応する処理後，前記第２の電源ドメイン群の電源スイッチを非導通制御することを特徴とする集積回路装置。
請求項１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，前記複数の電源ドメインの起動順を有する起動シーケンスデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記外部割込信号に対応する電源ドメインデータの電源ドメインの電源スイッチを，前記起動シーケンスデータの起動順に導通制御することを特徴とする集積回路装置。
請求項１に記載の集積回路装置において，
前記電源ドメインレジスタは，前記外部割込信号に対応して起動すべき電源ドメインの起動順を有する起動シーケンスデータを記憶し，
前記電源スイッチ制御部は，前記外部割込信号に対応する電源ドメインデータの電源ドメインの電源スイッチを，前記外部割込信号に対応する起動シーケンスデータの起動順に導通制御することを特徴とする集積回路装置。