JP5375187B2 - Power consumption reduction circuit and power consumption reduction method - Google Patents
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Description
本発明は、消費電力低減回路および消費電力低減方法に関する。 The present invention relates to a power consumption reduction circuit and a power consumption reduction method.
CPU(Central Processing Unit)及びDRAM(Dynamic Random Access Memory)を備えるシステムにおいては、電力低減のために、一定時間の間にDRAMへのアクセスがない場合に、DRAMのセルフリフレッシュやDRAMコントローラの電源の切断といった消費電力を低減する状態(以下、「低電力モード」とする)に移行し、アクセスがあったときに、低電力モードを解除した状態(以下、「通常モード」とする)に移行する制御が行われている。
その他に、PC(Personal computer)においては、電力低減のため、一定時間の間に、マウスやキーボードから入力がない場合に、LCD(Liquid Crystal Display)の電源を切断したり、HDD(Hard Disk Drive)を停止したりして、再び入力があったときに、その状態を解除する制御が行われている。
In a system including a CPU (Central Processing Unit) and a DRAM (Dynamic Random Access Memory), in order to reduce power consumption, when there is no access to the DRAM for a certain time, the DRAM self-refresh and the power supply of the DRAM controller are turned off. Transition to a state of reducing power consumption such as disconnection (hereinafter referred to as “low power mode”), and transition to a state where the low power mode is canceled (hereinafter referred to as “normal mode”) when accessed. Control is taking place.
In addition, in PCs (Personal computers), to reduce power consumption, when there is no input from a mouse or keyboard for a certain period of time, the LCD (Liquid Crystal Display) is turned off, or the HDD (Hard Disk Drive) ) Is stopped, and when there is an input again, control to cancel the state is performed.
特許文献1には、CPUからSDRAM(Synchronous DRAM)へのアクセスがないアイドル状態およびパワーダウン状態の期間中に発生したリフレッシュ時間告知信号の回数を計数し、予め設定された回数に達したときにSDRAMをセルフリフレッシュ状態に移行させる技術が開示されている。
また、特許文献2には、一定期間アイドル状態が検出された場合、セルフリフレッシュモードに入り、クロック周波数を低く変更することにより、クロック周波数を安全に低減する技術が開示されている。
さらに、特許文献3には、SDRAMへのアクセス要求がない期間が所定の時間を超えた場合に、SDRAMに供給するクロック信号を所定のレベルに固定することにより、クロックを供給する配線の充放電によって生じる消費電力をも低減する技術が開示されている。
In
Further,
Further, in
しかし、特許文献1、2及び3に開示されている技術は、一定時間の間、メモリへのアクセス要求がなかった場合に、低電力モードに移行する技術である。そのため、一定時間を経過した直後にメモリへのアクセスが頻繁に発生する場合には、低電力モードに移行して直ぐに、通常モードに復帰する現象が頻繁に発生し、低電力モードと通常モード間の移行によって消費される電力によって、かえって消費電力が大きくなってしまうという問題がある。また、一定時間の間は、通常モードで動作するため、一定時間を経過するまでは消費電力を低減することができないという問題がある。
However, the techniques disclosed in
なお、特許文献4には、特定の装置によるCPU外部バスの占有時間を検出し、この占有時間が所定の処理を行うのに十分な時間である場合には、CPU外部バスから外部端子を切り離し、外部バスを用いて、命令またはデータのフェッチ処理を行う技術が開示されている。
また、特許文献5には、CPUから特定のアドレスに対して、所定時間内に応答信号が検出されない場合に、代理の応答信号を出力することにより、システムのハングアップを回避する技術が開示されている。
In
背景技術として説明したように、一定時間の間、メモリへのアクセス要求がなかった場合に、低電力モードに移行する技術では、消費電力の低減が十分に図れないという問題がある。 As described in the background art, there is a problem that the power consumption cannot be sufficiently reduced in the technology that shifts to the low power mode when there is no access request to the memory for a certain time.
本発明の目的は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、消費電力を低減することができる消費電力低減回路および消費電力低減方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a power consumption reduction circuit and a power consumption reduction method capable of reducing power consumption.
本発明にかかる消費電力低減回路は、メモリへのアクセスを検出するアクセス検出回路と、前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出しなかった非アクセス期間が基準期間以上の場合に、前記メモリの制御を低電力モードに移行させる電力モード制御回路と、前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における非アクセス期間の長さに応じて、前記基準期間を変更する移行制御回路を備えたものである。 The power consumption reduction circuit according to the present invention includes: an access detection circuit that detects access to a memory; and the memory when the non-access period during which the access detection circuit does not detect access to the memory is a reference period or more When the access detection circuit detects access to the memory, the reference period is changed according to the length of the non-access period at that time when the access detection circuit detects access to the memory. A transition control circuit is provided.
他方、本発明にかかる消費電力低減回路は、メモリへのアクセスを検出するアクセス検出回路と、前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出していないクロック数をカウントし、カウンタ値を格納するカウンタと、前記カウンタ値がモード移行値以上の場合に、前記メモリを低電力モードに移行させる電力モード制御回路と、前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における前記カウンタ値に応じて、前記モード移行値を変更する移行制御回路を備えたものである。 On the other hand, the power consumption reduction circuit according to the present invention counts the access detection circuit that detects access to the memory, the number of clocks in which the access detection circuit does not detect access to the memory, and stores the counter value. A counter, a power mode control circuit that shifts the memory to a low power mode when the counter value is greater than or equal to a mode transition value, and when the access detection circuit detects access to the memory, the current point in time A transition control circuit for changing the mode transition value according to the counter value is provided.
本発明にかかる消費電力低減方法は、メモリへのアクセスを検出しなかった非アクセス期間が基準期間以上の場合に、前記メモリの制御を低電力モードに移行させる消費電力低減方法であって、前記メモリへのアクセスを検出するステップと、前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における非アクセス期間の長さに応じて、前記基準期間を変更するステップを備えたものである。 A power consumption reduction method according to the present invention is a power consumption reduction method for shifting the control of the memory to a low power mode when a non-access period in which no access to the memory is detected is a reference period or more, A step of detecting an access to the memory, and a step of changing the reference period according to the length of the non-access period at the time when the access to the memory is detected.
本発明により、消費電力を低減することができる消費電力低減回路および消費電力低減方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power consumption reduction circuit and a power consumption reduction method that can reduce power consumption.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態にかかる消費電力低減回路の概要を示すブロック図である。
消費電力低減回路1は、アクセス検出回路51、電力モード制御回路52及び移行制御回路53を含む。また、消費電力低減回路1は、メモリ7に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a power consumption reduction circuit according to an embodiment of the present invention.
The power
アクセス検出回路51は、メモリ7へのアクセスを監視し、アクセスを検出した場合は、アクセス検出信号を電力モード制御回路52に出力する。
電力モード制御回路52は、基準期間の間、アクセス検出回路11からアクセス検出信号の出力を受けなかった場合、メモリ7を低電力モードに移行させる。すなわち、電力モード制御回路14は、基準期間の間、メモリ7へのアクセスがなかった場合、メモリ7を低電力モードに移行させる。
移行制御回路13は、メモリ7へのアクセス状況に応じて、基準期間を最適な値に変更する。
The
If the power
The
続いて、消費電力低減回路1の処理について説明する。
電力モード制御回路52は、アクセス検出回路51がメモリ7へのアクセスを検出しなかった非アクセス期間が基準期間以上の場合に、低電力モードに移行する。
また、移行制御回路53は、アクセス検出回路51がメモリ7へのアクセスを検出した場合に、その時点における非アクセス期間の長さに応じて、基準期間を動的に変更する。
Next, processing of the power
The power
Further, when the
図2は、本発明の実施の形態にかかる消費電力低減回路の詳細を示すブロック図である。
消費電力低減回路1は、アクセス検出回路11、カウンタ12、移行制御回路13、電力モード制御回路14及びモード移行値記憶部15を含む。また、消費電力低減回路1は、CPU2及びDRAM4を制御するDRAMコントローラ3に接続されている。それぞれの回路および装置は、クロックを発信する回路(図示せず)から、クロックを供給されて動作する。
FIG. 2 is a block diagram showing details of the power consumption reduction circuit according to the embodiment of the present invention.
The power
アクセス検出回路11は、CPU2からDRAM4へのアクセスを監視し、アクセスを検出した場合は、アクセス検出信号を電力モード制御回路14に出力する。
カウンタ12は、CPU2からDRAM4へのアクセスがない時間をカウントしたカウント値を記憶する。
移行制御回路13は、CPU2からDRAM4へのアクセス状況に応じて、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値を最適な値に変更する。
The
The
The
電力モード制御回路14は、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値が示す時間の間、アクセス検出回路11からアクセス検出信号の出力を受けなかった場合、低電力モード移行信号をDRAMコントローラ3に出力する。すなわち、電力モード制御回路14は、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値が示す時間の間、CPU2からDRAM4へのアクセスがなかった場合、低電力モード移行信号をDRAMコントローラ3に出力する。
モード移行値記憶部15は、CPU2からDRAM4へのアクセスがなかった場合に、低電力モードに移行する時間を示すモード移行値が格納される。
When the power
The mode transition
続いて、消費電力低減回路1の処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、アクセス検出回路11は、クロックが供給される時間単位ごとに、CPU2からDRAM4へのアクセスがあるか否かを判断する(S101)。
ステップS101において、DRAM4へのアクセスを検出しなかった場合、アクセス検出回路11は、カウンタ12に格納されているカウント値をインクリメントする。つまり、カウンタ12には、アクセスを検出していないクロック数をカウントしたカウント値が格納される。
Next, processing of the power
First, the
If the access to the
次に、電力モード制御回路14は、カウンタ12に格納されているカウンタ値が、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値と一致するか否かを判断する(S103)。
カウンタ値がモード移行値と一致する場合は、電力モード制御回路14は、低電力モード移行信号をDRAMコントローラ3に出力する。そして、低電力モード移行信号の出力を受けたDRAMコントローラ3は、DRAM4の制御を低電力モードに移行させる処理を行う(S104)。
Next, the power
When the counter value matches the mode transition value, the power
一方、ステップS101において、DRAM4へのアクセスを検出した場合、移行制御回路13は、カウンタ値がN以下であるか否かを判断する(S105)。ここで、Nは、低電力モードへ移行して、通常モードに復帰する消費電力を考慮しても電力削除の効果が得られるクロック数を示す正整数値である。
カウンタ値がN以下でない、つまり、カウンタ値がNよりも大きい場合、移行制御回路13は、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値を、現在のモード移行値からTを減算した値に変更する(S106)。ここで、Tは正整数の定数である。この処理により、DRAM4へのアクセスが発生する頻度が低く、非アクセス期間が比較的短く見込まれる状態においては、より早いタイミングで低電力モードに移行するようにモード移行値を低く調整する。これにより、通常モードによって動作する時間を短くし、低電力モードによって動作する時間を長くすることができるので、消費電力をより低減できる。
On the other hand, when the access to the
When the counter value is not less than N, that is, when the counter value is larger than N, the
カウンタ値がN以下の場合、移行制御回路13は、カウンタ値にMを加算した値が、現在のモード移行値以下であるか否かを判断する(S107)。なお、Mは正整数のマージン値である。
カウンタ値にMを加算した値が、現在のモード移行値以下でない、つまり、カウンタ値にMを加算した値が、現在のモード移行値よりも大きい場合、移行制御回路13は、モード移行値記憶部15に格納されているモード移行値を、カウンタ値にMを加算した値に変更する(S108)。ここで、カウンタ値がN以下であって、なおかつ、カウンタ値にMを加算した値が、現在のモード移行値よりも大きい場合には、DRAM4への非アクセス期間がモード移行値によって定める基準期間の長さ程度であると判断できる。このような状態においては、一旦、カウンタ値がモード移行値以上となり、低電力モードに移行した場合であっても、すぐにDRAM4へのアクセスが発生し、通常モードに復帰するといった処理が繰り返される可能性が高いと判断される。そこで、ステップS108では、モードの移行値が大きくなるように調整して、低電力モードに移行しにくくすることによって、モード間の移行の発生を減らし、もって消費電力を低減することができる。
When the counter value is N or less, the
If the value obtained by adding M to the counter value is not less than or equal to the current mode transition value, that is, if the value obtained by adding M to the counter value is greater than the current mode transition value, the
即ち、本実施の形態にかかる消費電力低減回路は、カウンタ値により特定される非アクセス期間が、モード移行値により特定される基準時間と同程度であるかどうかを検出することによって、モード間の移行が発生しやすい状態にあるかどうかを判断している。そして、モード間の移行が発生しやすい状態であると判断した場合は、モード間の移行が発生しにくくなるように、モード移行値を高くしている。 That is, the power consumption reduction circuit according to the present embodiment detects whether the non-access period specified by the counter value is comparable to the reference time specified by the mode transition value. Determines if the transition is likely to occur. If it is determined that the transition between modes is likely to occur, the mode transition value is increased so that the transition between modes is less likely to occur.
カウンタ値にMを加算した値が現在のモード移行値以下の場合、ステップS106における処理を実行する場合、またはステップS108における処理を実行する場合は、アクセス検出回路13は、DRAM4へのアクセスを検出しているため、電力モード制御回路14にアクセス検出信号を出力する。アクセス検出信号の出力を受けた電力モード制御回路14は、通常モード移行信号をDRAMコントローラ3に出力する。そして、通常モード移行信号の出力を受けたDRAMコントローラ3は、DRAM4の制御を通常モードに移行させる処理を行う(S109)。なお、既に通常モードである場合は、そのまま通常モードを維持する。
アクセス検出回路11は、カウンタ12に格納されているカウンタ値を"0"にリセットする(S110)。
When the value obtained by adding M to the counter value is equal to or smaller than the current mode transition value, when executing the process in step S106, or when executing the process in step S108, the
The
なお、本発明を適用する対象は、消費電力を低減する状態に移行することができるものであれば、本実施の形態に例示した対象に限られない。例えば、LCDの電源を切断したり、HDDを停止したりすることができるPCであっても適用することができる。 Note that the target to which the present invention is applied is not limited to the target illustrated in this embodiment as long as it can shift to a state of reducing power consumption. For example, the present invention can be applied even to a PC that can turn off the power of the LCD or stop the HDD.
続いて、上述した本発明の実施の形態の具体的な例について、図4に示すタイムチャートを用いて説明する。図4は、Nを"5"、Mを"2"、Tを"1"とした例を示す。また、図4は、最初のモード移行値が"5"であり、DRAM4へのアクセスがあった時点からのタイムチャートを示している。
Next, a specific example of the above-described embodiment of the present invention will be described with reference to a time chart shown in FIG. FIG. 4 shows an example in which N is “5”, M is “2”, and T is “1”. FIG. 4 shows a time chart from the time when the first mode transition value is “5” and the
T0:モード移行値に示すクロック数"5"の間、DRAM4へのアクセスが発生していないため、DRAM4の制御を低電力モードに移行する。
T0: During the number of clocks “5” indicated in the mode transition value, access to the
T1:DRAM4へのアクセスが発生したため、DRAM4の制御を通常モードに移行する。また、カウンタ値"8(5+3)"が、Nの値"5"より大きいため、モード移行値を"5"からTの値"1"を減算した値"4"に変更する。これにより、通常モードにおいて動作する時間を短くし、低電力モードにおいて動作する時間を長くして、消費電力を低減することができる。後述するT2〜T3間では、T0〜T1間に比べて、同じ時間であっても、低電力モードにおいて動作する時間が長くなっている。
T1: Since access to the
T2:モード移行値に示すクロック数"4"の間、DRAM4へのアクセスが発生していないため、DRAM4の制御を低電力モードに移行する。
T2: Since access to the
T3:DRAM4へのアクセスが発生したため、DRAM4の制御を通常モードに移行する。また、カウンタ値"8(4+4)"が、Nの値"5"より大きいため、モード移行値を"4"からTの値"1"を減算した値"3"に変更する。
T3: Since access to the
T4:DRAM4へのアクセスが発生し、カウンタ値"2"がNの値"3"よりも小さく、カウンタ値"2"とMの値"2"を加算した値"4"がモード移行値"3"よりも大きいため、モード移行値をカウンタ値"2"とMの値"2"を加算した値"4"に変更する。これにより、低電力モードへ移行して直ぐに、通常モードに復帰する現象を発生しにくくすることにより、消費電力を低減することができる。
T4: Access to the
T5:モード移行値に示すクロック数"4"の間、DRAM4へのアクセスが発生していないため、DRAM4の制御を低電力モードとしている。
T5: During the number of clocks “4” indicated in the mode transition value, access to the
以上に説明した、本発明の実施の形態によれば、メモリへのアクセス状況に応じて、低電力モードに移行するタイミングを調整することにより、消費電力を低減することができる。
より詳細には、通常モードによって動作する時間を短くし、低電力モードによって動作する時間を長くすることにより、消費電力を低減することができる。
また、低電力モードへ移行して直ぐに、通常モードに復帰する現象を発生しにくくすることにより、消費電力を低減することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, the power consumption can be reduced by adjusting the timing of shifting to the low power mode according to the state of access to the memory.
More specifically, power consumption can be reduced by shortening the operation time in the normal mode and increasing the operation time in the low power mode.
In addition, power consumption can be reduced by making it difficult for the phenomenon of returning to the normal mode to occur immediately after shifting to the low power mode.
1 消費電力低減回路
2 CPU
3 DRAMコントローラ
4 DRAM
7 メモリ
11、51 アクセス検出回路
12 カウンタ
13、53 移行制御回路
14、52 電力モード制御回路
15 モード移行値記憶部
1 Power
3
7
Claims (6)
前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出しなかった非アクセス期間が基準期間以上の場合に、前記メモリの制御を低電力モードに移行させる電力モード制御回路と、
前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における非アクセス期間の長さに応じて、前記基準期間を変更する移行制御回路を備え、
前記移行制御回路は、前記非アクセス期間に所定のマージン期間を足した加算期間が、前記基準期間よりも長い場合に、前記基準期間を前記加算期間に変更する、
消費電力低減回路。 An access detection circuit for detecting access to the memory;
A power mode control circuit that shifts the control of the memory to a low power mode when a non-access period during which the access detection circuit did not detect access to the memory is a reference period or more;
When the access detection circuit detects access to the memory, the transition control circuit changes the reference period according to the length of the non-access period at that time ,
The transition control circuit changes the reference period to the addition period when an addition period obtained by adding a predetermined margin period to the non-access period is longer than the reference period.
Power consumption reduction circuit.
前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出していないクロック数をカウントし、カウンタ値を格納するカウンタと、
前記カウンタ値がモード移行値以上の場合に、前記メモリを低電力モードに移行させる電力モード制御回路と、
前記アクセス検出回路が前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における前記カウンタ値に応じて、前記モード移行値を変更する移行制御回路を備え、
前記移行制御回路は、前記カウンタ値にM(Mは正整数)を足した加算値が、前記モード移行値よりも大きい場合に、前記モード移行値を前記加算値に変更する、
消費電力低減回路。 An access detection circuit for detecting access to the memory;
A counter that counts the number of clocks in which the access detection circuit has not detected access to the memory and stores a counter value;
A power mode control circuit that shifts the memory to a low power mode when the counter value is greater than or equal to a mode transition value;
When the access detection circuit detects access to the memory, a transition control circuit that changes the mode transition value according to the counter value at that time ,
The transition control circuit changes the mode transition value to the addition value when an addition value obtained by adding M (M is a positive integer) to the counter value is larger than the mode transition value.
Power consumption reduction circuit.
前記メモリへのアクセスを検出するステップと、
前記メモリへのアクセスを検出した場合に、その時点における非アクセス期間の長さに応じて、前記基準期間を変更するステップを備え、
前記基準期間を変更するステップは、前記非アクセス期間に所定のマージン期間を足した加算期間が、前記基準期間よりも長い場合に、前記基準期間を前記加算期間に変更する、
消費電力低減方法。 A power consumption reduction method for shifting the control of the memory to a low power mode when a non-access period during which no access to the memory is detected is a reference period or more,
Detecting access to the memory;
When the access to the memory is detected, the step of changing the reference period according to the length of the non-access period at that time ,
The step of changing the reference period changes the reference period to the addition period when an addition period obtained by adding a predetermined margin period to the non-access period is longer than the reference period.
A method for reducing power consumption.
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