JP6007150B2

JP6007150B2 - 半導体装置及び電子機器

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Description

本発明は、半導体集積回路に生じる漏れ電流に対処できる半導体装置、及び、その半導体装置を備える電子機器に関する。

半導体集積回路は、多数のプロセスを経て製造される。このため、プロセスのばらつきが原因で、同じ半導体集積回路であっても、抵抗やキャパシターの容量が同じ値にならなかったり、半導体集積回路で生じる漏れ電流が同じ値にならなかったりする。

抵抗やキャパシターの容量が同じ値にならないことにより生じる時定数のばらつきについて、自動的に調整できる時定数調整回路が提案されている(例えば、特許文献１参照)。

特開平７−３２１６０２号公報

近年、画像形成装置等の電子機器について、省エネに関する各種の規格が制定され、電子機器の消費電力が規格を満足しなければ、製品として販売できないことがある。電子機器には、半導体集積回路が搭載される。半導体集積回路では、漏れ電流が不可避的に発生する。漏れ電流は、電子機器の消費電力に影響を及ぼし、漏れ電流を考慮して消費電力が計算される。上述したように、同じ半導体集積回路を製造しても、漏れ電流は同じとならない。半導体集積回路の場合、製造プロセスのばらつきが原因で、漏れ電流の変動幅が大きい。

そこで、漏れ電流が一番大きい場合を想定して、その半導体集積回路が搭載される電子機器の消費電力が計算される。正規分布表に従えば、平均値＋３σと平均値−３σとの間に、９９．７パーセントのデータが含まれる。よって、半導体集積回路に生じる漏れ電流を、漏れ電流の平均値＋３σとして、その半導体集積回路が搭載される電子機器の消費電力が計算される。

しかし、漏れ電流の平均値＋３σよりも、漏れ電流の値が大きい半導体集積回路が存在することがある。かかる半導体集積回路が搭載された電子機器については、消費電力が電子機器の仕様書に記載された値より大きくなる可能性がある。

全ての半導体集積回路について、漏れ電流を測定し、漏れ電流が極端に大きい半導体集積回路については、電子機器に搭載しないこともできる。しかし、半導体集積回路の歩留まり悪くなり、半導体集積回路のコストを上げることになる。

本発明は、漏れ電流が想定より大きい半導体集積回路が電子機器に搭載された場合に、半導体集積回路の消費電力が大きくなることを抑制できる半導体装置、及び、その半導体装置を備える電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の一局面に係る半導体装置は、半導体集積回路と、前記半導体集積回路に電力を供給する電源と、前記電源から前記半導体集積回路に電力を供給させて、前記半導体集積回路で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する漏れ電流テストを実行する漏れ電流テスト部と、前記漏れ電流テストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されない場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、予め定められた基準値にし、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値より小さい値にする電源電圧調節部と、を備える。

本発明の一局面に係る半導体装置では、半導体集積回路で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えたことが判定された場合、電源から半導体集積回路に供給される電力の電圧を基準値より小さくする。従って、本発明の一局面に係る半導体装置によれば、漏れ電流が想定より大きい半導体集積回路が電子機器に搭載された場合に、半導体集積回路の消費電力が大きくなることを抑制できる。

上記構成において、前記漏れ電流テストは、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を前記基準値にして、前記漏れ電流が前記閾値を超えるか否かを判定する第１のテストと、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を前記基準値より大きい値にして、前記漏れ電流が前記閾値を超えるか否かを判定する第２のテストと、を含み、前記電源電圧調節部は、(ａ)前記第１のテストの結果及び前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されない場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値にし、(ｂ)前記第１のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されないが、前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値より小さい第１の値にし、(ｃ)前記第１のテストの結果及び前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記第１の値より小さい第２の値にする。

この構成では、半導体集積回路に供給される電力の電圧が基準値の場合に、漏れ電流が閾値を超えるか否かに加えて、半導体集積回路に供給される電力の電圧が基準値より大きな値に変動した場合に、漏れ電流が閾値を超えるか否かを判定する。この構成によれば、半導体集積回路に供給される電力の電圧が基準値より大きな値に変動した場合に生じる漏れ電流の増加についても考慮して、電源が半導体集積回路に供給する電力の電圧を調節することができる。

上記構成において、前記半導体集積回路は、コア部と、前記コア部の動作モードを、通常モード、又は、前記通常モードより消費電力が小さいスリープモードに選択的に設定するモード設定部と、を含み、前記漏れ電流テスト部は、前記モード設定部に前記コア部の動作モードを前記スリープモードにさせて、前記漏れ電流テストを実行する。

通常モードのコア部、すなわち、通常動作をしているコア部には、ダイナミック電流が流れる。ダイナミック電流が流れているときに、漏れ電流テストが実行されると、漏れ電流が閾値を超えるか否かを正確に判定できない。これに対して、スリープモードのコア部には、ダイナミック電流が流れないので、漏れ電流が閾値を超えるか否かを正確に判定できる。

この構成によれば、コア部をスリープモードにして漏れ電流テストを実行するので、漏れ電流が閾値を超えるか否かを正確に判定することができる。

上記構成において、前記半導体集積回路と前記電源の出力とに接続され、前記電源から出力された電力を前記半導体集積回路に送る電源ラインを備え、前記漏れ電流テスト部は、分断された前記電源ラインを接続する抵抗器と、前記抵抗器の両端の電圧が入力される差動増幅器と、を含み、前記半導体集積回路で生じる漏れ電流が前記閾値を超えた場合に、前記差増増幅器の出力電圧が反転するように前記抵抗器の抵抗値が設定されている。

この構成は、半導体集積回路で生じる漏れ電流が閾値を超えたか否かを判定する部分の具体例である。

本発明の他の局面に係る電子機器は、前記半導体装置を備え、前記半導体集積回路によって制御される電子機器であって、前記電子機器に最初に電力が供給されたときに、前記漏れ電流テスト部が、前記漏れ電流テストを実行して、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電圧を前記電源電圧調節部によって調節する。

本発明の他の局面に係る電子機器によれば、漏れ電流が想定より大きい半導体集積回路が電子機器に搭載された場合に、半導体集積回路の消費電力が大きくなることを抑制できる。

本発明によれば、漏れ電流が想定より大きい半導体集積回路が電子機器に搭載された場合に、半導体集積回路の消費電力が大きくなることを抑制できる。

本実施形態に係る半導体装置を利用できる画像形成装置の内部構造の概略を説明する説明図である。図１に示す画像形成装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る半導体装置の構成を示すブロック図である。半導体集積回路に供給される電力の電圧と半導体集積回路の消費電力との関係を示すグラフである。モデルＡ，Ｂ，Ｃの具体的数値を示す表である。本実施形態に係る半導体装置の動作を説明するフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る半導体装置を利用できる画像形成装置１(電子機器)の内部構造の概略を説明する説明図である。画像形成装置１は、例えば、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリの機能を有するデジタル複合機に適用することができる。画像形成装置１は、装置本体１００、装置本体１００の上に配置された原稿読取部２００、原稿読取部２００の上に配置された原稿給送部３００及び装置本体１００の上部前面に配置された操作部４００を備える。

原稿給送部３００は、自動原稿送り装置として機能し、原稿載置部３０１に置かれた複数枚の原稿を連続的に原稿読取部２００で読み取ることができるように送ることができる。

原稿読取部２００は、露光ランプ等を搭載したキャリッジ２０１、ガラス等の透明部材により構成された原稿台２０３、不図示のＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー及び原稿読取スリット２０５を備える。原稿台２０３に載置された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿台２０３の長手方向に移動させながらＣＣＤセンサーにより原稿を読み取る。これに対して、原稿給送部３００から給送された原稿を読み取る場合、キャリッジ２０１を原稿読取スリット２０５と対向する位置に移動させて、原稿給送部３００から送られてきた原稿を、原稿読取スリット２０５を通してＣＣＤセンサーにより読み取る。ＣＣＤセンサーは読み取った原稿を画像データとして出力する。

装置本体１００は、用紙貯留部１０１、画像形成部１０３及び定着部１０５を備える。用紙貯留部１０１は、装置本体１００の最下部に配置されており、用紙の束を貯留することができる用紙トレイ１０７を備える。用紙トレイ１０７に貯留された用紙の束において、最上位の用紙がピックアップローラー１０９の駆動により、用紙搬送路１１１へ向けて送出される。用紙は、用紙搬送路１１１を通って、画像形成部１０３へ搬送される。

画像形成部１０３は、搬送されてきた用紙にトナー画像を形成する。画像形成部１０３は、感光体ドラム１１３、露光部１１５、現像部１１７及び転写部１１９を備える。露光部１１５は、画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)に対応して変調された光を生成し、一様に帯電された感光体ドラム１１３の周面に照射する。これにより、感光体ドラム１１３の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。この状態で感光体ドラム１１３の周面に現像部１１７からトナーを供給することにより、周面には画像データに対応するトナー画像が形成される。このトナー像は、転写部１１９によって先ほど説明した用紙貯留部１０１から搬送されてきた用紙に転写される。

トナー像が転写された用紙は、定着部１０５に送られる。定着部１０５において、トナー像と用紙に熱と圧力が加えられて、トナー像は用紙に定着される。用紙はスタックトレイ１２１又は排紙トレイ１２３に排紙される。

操作部４００は、操作キー部４０１と表示部４０３を備える。表示部４０３は、タッチパネル機能を有しており、ソフトキーを含む画面が表示される。ユーザーは、画面を見ながらソフトキーを操作することによって、コピー等の機能の実行に必要な設定等をする。

操作キー部４０１には、ハードキーからなる操作キーが設けられている。具体的には、スタートキー４０５、テンキー４０７、ストップキー４０９、リセットキー４１１、コピー、プリンター、スキャナー及びファクシミリを切り換えるための機能切換キー４１３等が設けられている。

スタートキー４０５は、コピー、ファクシミリ送信等の動作を開始させるキーである。テンキー４０７は、コピー部数、ファクシミリ番号等の数字を入力するキーである。ストップキー４０９は、コピー動作等を途中で中止させるキーである。リセットキー４１１は、設定された内容を初期設定状態に戻すキーである。

機能切換キー４１３は、コピーキー及び送信キー等を備えており、コピー機能、送信機能等を相互に切り替えるキーである。コピーキーを操作すれば、コピーの初期画面が表示部４０３に表示される。送信キーを操作すれば、ファクシミリ送信及びメール送信の初期画面が表示部４０３に表示される。

図２は、図１に示す画像形成装置１の構成を示すブロック図である。画像形成装置１は、装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００、操作部４００、制御部５００及び通信部６００がバスによって相互に接続された構成を有する。装置本体１００、原稿読取部２００、原稿給送部３００及び操作部４００に関しては既に説明したので、説明を省略する。

制御部５００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)及び画像メモリー等を備える。ＣＰＵは、画像形成装置１を動作させるために必要な制御を、装置本体１００等の画像形成装置１の上記構成要素に対して実行する。ＲＯＭは、画像形成装置１の動作の制御に必要なソフトウェアを記憶している。ＲＡＭは、ソフトウェアの実行時に発生するデータの一時的な記憶及びアプリケーションソフトの記憶等に利用される。画像メモリーは、画像データ(原稿読取部２００から出力された画像データ、パソコンから送信された画像データ、ファクシミリ受信の画像データ等)を一時的に記憶する。

通信部６００は、ファクシミリ通信部６０１及びネットワークＩ／Ｆ部６０３を備える。ファクシミリ通信部６０１は、相手先ファクシミリとの電話回線の接続を制御するＮＣＵ(Network Control Unit)及びファクシミリ通信用の信号を変復調する変復調回路を備える。ファクシミリ通信部６０１は、電話回線６０５に接続される。

ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ(Local Area Network)６０７に接続される。ネットワークＩ／Ｆ部６０３は、ＬＡＮ６０７に接続されたパソコン等の端末装置との間で通信を実行するための通信インターフェイス回路である。

本実施形態に係る半導体装置３について説明する。図３は、本実施形態に係る半導体装置３の構成を示すブロック図である。半導体装置３は、ＳｏＣ１１(System on a Chip)、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３、判定部１５、電源ライン１７、及び、これらが搭載される基板１９を備える。半導体装置３は、画像形成装置１のメイン基板を構成し、制御部５００(図２)の機能を実現する。

ＳｏＣ１１は、半導体集積回路の具体例である。本実施形態に係る半導体装置３に適用できる半導体集積回路は、ＳｏＣ１１に限定されず、ＳｏＣ１１以外の種類の半導体集積回路（例えば、ＡＳＩＣ(application specific integrated circuit))でもよい。

ＳｏＣ１１は、コア部２１、モード設定部２３、テスト実行部２５、及び、電源電圧調節部２７を備える。コア部２１は、ＳｏＣ１１の機能を実行するＣＰＵ等で構成される。モード設定部２３は、コア部２１の動作モードを、通常モード又はスリープモードに選択的に設定する。スリープモードは、通常モードよりもコア部２１の消費電力が小さいモードである。テスト実行部２５、及び、電源電圧調節部２７については、後で説明する。

ＤＣ−ＤＣコンバーター１３は、ＳｏＣ１１に電力を供給する電源の具体例である。本実施形態に係る半導体装置３に適用できる電源は、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３に限らず、ＬＤＯ(Low Drop Out)レギュレーターのような電源でもよい。

ＤＣ−ＤＣコンバーター１３の出力とＳｏＣ１１とは、電源ライン１７によって接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバーター１３は、半導体装置３の外部に設けられたAＣ−ＤＣコンバーター３５から供給された電力の電圧を、ＳｏＣ１１の動作電圧に変換して、電力を出力する。ＤＣ−ＤＣコンバーター１３から出力された電力は、電源ライン１７を経由してＳｏＣ１１に供給される。

ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧として、基準値(例えば、０．９Ｖ)が予め定められている。ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が正常の範囲内であれば、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧は、基準値が設定される。

漏れ電流テスト部２９について説明する。漏れ電流テスト部２９は、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に電力を供給させて、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する漏れ電流テストを実行する。漏れ電流テスト部２９は、テスト実行部２５及び判定部１５を備える。

テスト実行部２５は、漏れ電流テストとして、第１のテスト及び第２のテストを実行する。第１のテストは、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を基準値にして、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えるか否かを判定するテストである。第２のテストは、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を基準値より大きい値にして、漏れ電流が閾値を超えるか否かを判定するテストである。

判定部１５は、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が閾値を超えるか否かを判定する。判定部１５は、基板１９に取り付けられた抵抗器３１及び差動増幅器３３により構成される。

電源ライン１７は、分断されており、抵抗器３１によって、分断された電源ライン１７が接続されている。抵抗器３１により、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が降下するので、抵抗器３１の抵抗値は、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が、ＳｏＣ１１の動作電圧を保つことができる小さな値である。

抵抗器３１の両端の電圧は、差動増幅器３３に入力される。差動増幅器３３の出力電圧は、電源電圧調節部２７に送られる。

電源電圧調節部２７は、漏れ電流テストの結果を基にして、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３を制御して、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を調節する。

電源電圧調節部２７について詳しく説明する。電源電圧調節部２７は、(ａ)第１のテストの結果及び第２のテストの結果、漏れ電流が閾値を超えたと判定されない場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を、基準値にする。電源電圧調節部２７は、(ｂ)第１のテストの結果、漏れ電流が閾値を超えたと判定されないが、第２のテストの結果、漏れ電流が閾値を超えたと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を、基準値より小さい第１の値にする。電源電圧調節部２７は、(ｃ)第１のテストの結果及び第２のテストの結果、漏れ電流が閾値を超えたと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を、第１の値より小さい第２の値にする。

このように、電源電圧調節部２７は、漏れ電流のテストの結果、漏れ電流が閾値を超えたと判定されない場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を、基準値に調節し、漏れ電流が閾値を超えたと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を、基準値より小さい値に調節する。

半導体集積回路で生じる漏れ電流の性質に関して説明する。図４は、半導体集積回路に供給される電力の電圧と半導体集積回路の消費電力との関係を示すグラフである。横軸は、半導体集積回路に供給される電力の電圧を示す。縦軸は、半導体集積回路の消費電力を示す。(Ａ)は、漏れ電流の値が、平均値である半導体集積回路(通常品)のデータを示す。(Ｂ)は、漏れ電流の値が、平均値＋３σである半導体集積回路(いわゆるコーナーサンプル品)のデータを示す。

半導体集積回路に供給される電力の電圧が、通常品とコーナーサンプル品とで同じ場合、コーナーサンプル品は、通常品よりも半導体集積回路の消費電力が大きい。これは、コーナーサンプル品が通常品と比べて、半導体集積回路で生じる漏れ電流が大きいからである。

また、半導体集積回路に供給される電力の電圧を上げた場合に、半導体集積回路の消費電力が増加する量は、コーナーサンプル品が通常品よりも大きい。これは、コーナーサンプル品が通常品と比べて、半導体集積回路に供給される電力の電圧を上げた場合に、半導体集積回路で生じる漏れ電流の増加量が大きいからである。

従って、半導体集積回路で生じる漏れ電流について以下のことが言える。半導体集積回路に電圧が基準値(例えば、０．９Ｖ)の電力を供給した場合、コーナーサンプル品は、通常品よりも漏れ電流が大きい。半導体集積回路に供給される電力の電圧が基準値より大きく変動した場合、コーナーサンプル品は、通常品よりも漏れ電流の増加量が大きい。

そこで、本実施形態では、ＳｏＣ１１について、次の三つのモデルを想定する。モデルＡは、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が小さく、そして、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値より大きな値に変動しても漏れ電流の増加量が小さいモデルである。モデルＢは、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が小さいが、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値よりも大きな値に変動すると漏れ電流の増加量が大きくなるモデルである。モデルＣは、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が大きく、そして、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値よりも大きな値に変動すると漏れ電流の増加量が大きくなるモデルである。

漏れ電流による影響が一番大きいのが、モデルＣであり、次が、モデルＢであり、その次が、モデルＡである。

モデルＡ，Ｂ，Ｃの具体的数値を図５に示す。ＳｏＣ１１の動作モードは、スリープモードである。ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を０．９Ｖ(基準値)とした場合、モデルＡでは、抵抗器３１を流れる電流が６０ｍＡであり、モデルＢでは、抵抗器３１を流れる電流が７０ｍＡであり、モデルＣでは、抵抗器３１を流れる電流が１００ｍＡである。

ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を１．１Ｖとした場合、モデルＡでは、抵抗器３１を流れる電流が７０ｍＡであり、モデルＢでは、抵抗器３１を流れる電流が１２０ｍＡであり、モデルＣでは、抵抗器３１を流れる電流が１５０ｍＡである。

抵抗器３１を流れる電流の値は、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流そのものではなく、漏れ電流が生じないと仮定したときにスリープモードでのＳｏＣ１１の消費電流＋ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流である。漏れ電流が生じないと仮定したときにスリープモードでのＳｏＣ１１の消費電流は、計算によって求めることができる。

抵抗器３１を流れる電流の値が、閾値(例えば、８０ｍＡ)を超えると、差動増幅器３３の出力電圧が反転するように、抵抗器３１の抵抗値を設定する。これにより、ＳｏＣ１１が、モデルＡ，Ｂ，Ｃのどれに属するかを判定できる。詳しく説明する。

モデルＡでは、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が０．９Ｖ、１．１Ｖのいずれの場合も、差動増幅器３３の出力電圧が反転せず、Ｌレベルのままである。

モデルＢでは、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が０．９Ｖの場合、差動増幅器３３の出力電圧が反転しない。しかし、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が１．１Ｖの場合、差動増幅器３３の出力電圧が反転し、Ｈレベルになる。

モデルＣでは、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が０．９Ｖ、１．１Ｖのいずれの場合も、差動増幅器３３の出力電圧が反転する。

上述したように、漏れ電流による影響が一番大きいのが、モデルＣであり、次が、モデルＢであり、その次が、モデルＡである。

モデルＡと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値、言い換えれば、通常の値とする。

モデルＢと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値より一段階下げた第１の値(例えば、通常の値より０．１％下げた値)とする。

モデルＣと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値より二段階下げた第２の値(例えば、通常の値より０．２％下げた値)とする。

このように本実施形態では、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値の場合に、漏れ電流が閾値を超えるか否かに加えて、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値より大きな値に変動した場合に、漏れ電流が閾値を超えるか否かを判定する。本実施形態によれば、ＳｏＣ１１に供給される電力の電圧が基準値より大きな値に変動した場合に生じる漏れ電流の増加についても考慮して、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３がＳｏＣ１１に供給する電力の電圧を調節することができる。

本実施形態では、ＳｏＣ１１を三つのモデルに分けているが、漏れ電流の大きさに応じて、さらに細かく分けてもよい。また、基準値で漏れ電流が閾値を超えるか否かで、ＳｏＣ１１を二つのモデルに分けてもよい。

次に、本実施形態に係る半導体装置３の動作を、図３及び図６を用いて説明する。図６は、その動作を説明するフローチャートである。

テスト実行部２５は、工場から出荷された画像形成装置１(図１)に最初に電源が投入されたときに、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流テストを実行する(ステップＳ１)。漏れ電流テストについて説明する。テスト実行部２５は、モード設定部２３にコア部２１の動作モードをスリープモードに設定させる。

コア部２１をスリープモードにして、漏れ電流テストを実行する理由は、以下の通りである。通常モードのコア部２１、すなわち、通常動作をするコア部２１には、ダイナミック電流が流れる。ダイナミック電流が流れているときに、漏れ電流テストが実行されると、差動増幅器３３の出力に影響を及ぼし、ＳｏＣ１１が属するモデルを正確に判定できないのである。

本実施形態によれば、コア部２１をスリープモードにして漏れ電流テストを実行するので、漏れ電流が閾値を超えるか否かを正確に判定することができる。

テスト実行部２５は、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３を制御して、電圧０．９Ｖの電力をＳｏＣ１１に供給させる。抵抗器３１を流れる電流が閾値(８０ｍＡ)を超えると、差動増幅器３３の出力電圧が反転する。差動増幅器３３の出力電圧は、電源電圧調節部２７に送られている。電源電圧調節部２７は、差動増幅器３３の出力電圧が反転しているか否かを判定し、その結果である第１の判定結果を記憶する。

次に、テスト実行部２５は、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３を制御して、電圧１．１Ｖの電力をＳｏＣ１１に供給させる。抵抗器３１を流れる電流が閾値(８０ｍＡ)を超えると、差動増幅器３３の出力電圧が反転する。差動増幅器３３の出力電圧は、電源電圧調節部２７に送られている。電源電圧調節部２７は、差動増幅器３３の出力電圧が反転しているか否かを判定し、その結果である第２の判定結果を記憶する。

電源電圧調節部２７は、第１の判定結果及び第２の判定結果を基にして、半導体装置３に搭載されたＳｏＣ１１が属するモデルを判定する(ステップＳ２)。電源電圧調節部２７は、第１の判定結果及び第２の判定結果のいずれも差動増幅器３３の出力電圧が反転していない判定結果の場合、ＳｏＣ１１がモデルＡに属すると判定する。

電源電圧調節部２７は、第１の判定結果が差動増幅器３３の出力電圧が反転していない判定結果であるが、第２の判定結果が差動増幅の出力電圧が反転している判定結果の場合、ＳｏＣ１１がモデルＢに属すると判定する。

電源電圧調節部２７は、第１の判定結果及び第２の判定結果のいずれも差動増幅器３３の出力電圧が反転している判定結果の場合、ＳｏＣ１１がモデルＣに属すると判定する。

電源電圧調節部２７は、ステップＳ２の判定に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３の出力電圧を設定する(ステップＳ３)。詳細に説明すると、電源電圧調節部２７は、モデルＡと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値に設定する。電源電圧調節部２７は、モデルＢと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値より一段階下げた第１の値に設定する。電源電圧調節部２７は、モデルＣと判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を、基準値より二段階下げた第２の値に設定する。

以上により、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３の出力電圧が設定される。画像形成装置１の動作において、その設定された出力電圧の電力が、ＳｏＣ１１に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバーター１３の出力電圧が設定されると、それ以降は、漏れ電流テストは実行されない。しかし、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が経時的に変化する場合、漏れ電流テスト部２９が、予め定められた期間毎に、漏れ電流テストを実行し、電源電圧調節部２７は、その結果に基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３の出力電圧を設定するようにしてもよい。

本実施形態の主な効果を説明する。本実施形態に係る半導体装置３では、ＳｏＣ１１で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えたことが判定された場合、ＤＣ−ＤＣコンバーター１３からＳｏＣ１１に供給される電力の電圧を基準値より小さくする。従って、本実施形態に係る半導体装置３によれば、漏れ電流が想定より大きいＳｏＣ１１が画像形成装置１に搭載された場合に、ＳｏＣ１１の消費電力が大きくなることを抑制できる。

１画像形成装置(電子機器)
３半導体装置
１１ＳｏＣ(半導体集積回路)
１３ＤＣ−ＤＣコンバーター(電源)
１５判定部
１７電源ライン
２５テスト実行部
２７電源電圧調節部
２９漏れ電流テスト部
３１抵抗器
３３差動増幅器

Claims

半導体集積回路と、
前記半導体集積回路に電力を供給する電源と、
前記電源から前記半導体集積回路に電力を供給させて、前記半導体集積回路で生じる漏れ電流が予め定められた閾値を超えるか否かを判定する漏れ電流テストを実行する漏れ電流テスト部と、
前記漏れ電流テストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されない場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、予め定められた基準値にし、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値より小さい値にする電源電圧調節部と、を備え、
前記漏れ電流テストは、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を前記基準値にして、前記漏れ電流が前記閾値を超えるか否かを判定する第１のテストと、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を前記基準値より大きい値にして、前記漏れ電流が前記閾値を超えるか否かを判定する第２のテストと、を含み、
前記電源電圧調節部は、(ａ)前記第１のテストの結果及び前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されない場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値にし、(ｂ)前記第１のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定されないが、前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記基準値より小さい第１の値にし、(ｃ)前記第１のテストの結果及び前記第２のテストの結果、前記漏れ電流が前記閾値を超えたと判定された場合、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電力の電圧を、前記第１の値より小さい第２の値にする半導体装置。
前記半導体集積回路は、コア部と、前記コア部の動作モードを、通常モード、又は、前記通常モードより消費電力が小さいスリープモードに選択的に設定するモード設定部と、を含み、
前記漏れ電流テスト部は、前記モード設定部に前記コア部の動作モードを前記スリープモードにさせて、前記漏れ電流テストを実行する請求項１に記載の半導体装置。
前記半導体集積回路と前記電源の出力とに接続され、前記電源から出力された電力を前記半導体集積回路に送る電源ラインを備え、
前記漏れ電流テスト部は、分断された前記電源ラインを接続する抵抗器と、前記抵抗器の両端の電圧が入力される差動増幅器と、を含み、前記半導体集積回路で生じる漏れ電流が前記閾値を超えた場合に、前記差動増幅器の出力電圧が反転するように前記抵抗器の抵抗値が設定されている請求項１又は２に記載の半導体装置。
請求項１〜３いずれか一項に記載の半導体装置を備え、前記半導体集積回路によって制御される電子機器であって、
前記電子機器に最初に電力が供給されたときに、前記漏れ電流テスト部が、前記漏れ電流テストを実行して、前記電源が前記半導体集積回路に供給する電圧を前記電源電圧調節部によって調節する電子機器。