JP6057735B2 - 情報処理装置、情報処理装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、実行する処理に応じた電源の供給及び遮断が制御可能な複数の演算要素を有する情報処理装置の電源制御技術に関する。

半導体製造技術の進歩による素子の微細化に伴い、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の情報処理装置は、大規模化され、搭載されるトランジスタ数が飛躍的に増大してきている。また、ＬＳＩ等の情報処理装置には、高速動作や低消費電力等の性能向上が求められている。情報処理装置は、一般に搭載するＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、演算器もしくは演算ユニット等の演算要素の数を増やすことで処理性能を向上させることができる。しかし、情報処理装置に搭載する演算要素の数を増やすと、消費電力が増大してしまう。

ここで、情報処理装置における消費電力には、機能動作により消費されるダイナミック電力と、搭載されているトランジスタに電源を供給するだけで消費されるスタティック電力とがある。スタティック電力は、トランジスタの寄生容量に充電される電荷とリーク電流のために消費される電力である。リーク電流を削減するには、トランジスタに供給する電圧を下げる方法、又はトランジスタへの電源供給を遮断する方法が有効である。例えば、情報処理装置において、電源遮断対象箇所への電源供給経路と電源とを電源スイッチを介して接続し、必要に応じて導通と遮断を切り替える電源遮断技術がある。大規模化した情報処理装置においてリーク電流による電力消費を効率的に削減するために、この電源遮断技術を適用することが考えられる。

演算要素を格子状に配置して演算要素毎に電源供給を制御可能な回路ブロックを設定し、きめ細かい電源管理を行って消費電力を削減する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１６３８１５号公報

多数の演算要素を搭載し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置では、電源制御の単位とする回路ブロックが多種多様な分割形態で構成されることが予想される。このような情報処理装置において、リーク電流による消費電力を最小限に抑えるためには、回路ブロックの構成方法及び電源制御方法に工夫が必要になる。例えば、一つの演算要素毎に回路ブロックを構成した場合、部分的、局所的に電源制御が可能になり、より多くの消費電力の抑制効果を見込めるが、電源の供給及び遮断を制御する電源スイッチを演算要素毎に設けるために回路面積が大きくなってしまう。

また、例えば、情報処理装置に構成された多数の回路ブロックに対して同時に電源供給を開始する場合、電源供給を開始した瞬間に大きな電流が流れ、信号にノイズ等が発生してしまう。この電流を抑制するために、回路ブロック毎に電源供給を開始するタイミングを意図的にずらして対処することは可能である。しかしながら、回路ブロックに対して電源を供給する場合、電源を遮断している状態から電源の供給を開始して電源供給が安定するまでにマイクロ秒オーダーの時間がかかってしまう。そのため、回路ブロック毎に電源供給の開始時間をずらして処理すると、電源の供給を開始してから電源供給が安定するまでの時間が長くなり、システム全体での電源復帰時間及び処理時間を増大させてしまい、リーク電流による消費電力も増大してしまう。

本発明に係る情報処理装置は、処理を実行する演算要素を複数有し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置であって、それぞれ少なくとも一つの前記演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する演算手段と、実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて、前記演算手段が有する複数の前記演算要素の内から当該処理に使用する演算要素を決定する決定手段と、前記決定手段により決定した演算要素を有する回路ブロックを少なくとも１つ以上含む複数の前記回路ブロックから構成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを異ならせる制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、グループ化した回路ブロック毎に電源供給を開始するタイミングを制御することが可能になる。電源供給の開始から電源供給が安定するまでの時間を短縮し、システム全体での電源復帰時間及び処理時間を短縮して消費電力を低減することが可能になる。

本発明の実施形態に係る情報処理装置の構成例を示す図である。 本実施形態における演算部の構成例を示す図である。 本実施形態における情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。 本実施形態における回路グループのグループ設定処理の例を示すフローチャートである。 演算部及び回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示す図である。 コンフィグレーションデータの変化に応じた回路ブロックへの電源供給の例を示す図である。 コンフィグ１設定での演算部の状態を説明するための図である。 コンフィグ２設定での演算部の状態を説明するための図である。 コンフィグ３設定での演算部の状態を説明するための図である。 回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示す図である。 回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示す図である。 本実施形態における電源供給の開始タイミングの設定例を示す図である。 占有面積が異なる演算要素を有する演算部の構成例を示す図である 回路ブロック毎の演算要素面積テーブルの例を示す図である。 回路構成情報を生成する装置の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る情報処理装置１０１は、演算部（半導体集積回路）１０２、演算要素特定部１０４、電源制御情報生成部１０５、対応情報保持部１０６、パラメータ設定部１０７、グループ情報生成部１０８、及びタイミング情報生成部１０９を有する。

演算部１０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、演算器もしくは演算ユニット等の演算要素を複数有する。演算部１０２は、回路構成が動的に再構成可能となっており、実行する処理に応じて回路構成が再構成され所望の処理を行う。図２は、演算部１０２の構成例を示す図である。演算部１０２は、複数の回路ブロック７０７、７０９（一部不図示）と、複数の電源供給制御部７０１、７１１（一部不図示）とを有する。

回路ブロック７０７は、電源供給制御部７０１により電源の供給が制御され動作し、回路ブロック７０９は、電源供給制御部７１１により電源の供給が制御され動作する。また、回路ブロック７０７は、複数の演算要素７０３、７０４、７０５、７０６、及び複数のルータ７０２を有する。図示していないが回路ブロック７０９も同様に演算要素及びルータを有する。なお、図示していない他の回路ブロックも同様に、演算要素及びルータを有し、対応する電源供給制御部により電源の供給が制御される。以下では、回路ブロックは、コンフィグレーションデータに基づいた処理（演算処理や画像処理等）を行い、回路ブロックを構成する回路への電源の供給及び遮断を電源供給制御部により個別に制御可能な領域として説明する。

ルータ７０２は、その内部に演算要素間の接続を設定するレジスタを有し、レジスタに設定値を書き込むことで動的に各演算要素へ処理データの接続先を切り替え伝達する。また、各演算要素の電源制御を行う電源供給制御部７０１、７１１に入力する電源制御情報７０８、７１０により、対応する回路ブロック７０７、７０９が有する全ルータ及び全演算要素（一部は不図示）への電源の供給及び遮断を切り替えることができる。したがって、情報処理装置１０１の動作時には、演算部１０２では、各電源供給制御部によって電源の供給及び遮断が制御されるのに対して、演算部１０２以外の機能部では、常時電源が供給される。なお、図２には、回路ブロック７０７を４つの演算要素７０３〜７０６で構成した例を示しているが、本実施形態において、演算部１０２が有する回路ブロックの個数や、回路ブロックが有する演算要素の数に特に制限はない。

演算要素特定部１０４に入力されるコンフィグレーションデータには、各処理の演算内容と必要な演算要素の種類及び数、各処理の依存性の情報が含まれる。演算要素特定部１０４は、入力されたコンフィグレーションデータに含まれる演算内容の指示に基づき、各処理を演算部１０２のどの演算要素に割り当てるかを決定し、処理を割り当てた演算要素の物理的な配置情報を決定する。演算要素特定部１０４は、処理を実行する際に使用する演算要素、及び演算部１０２の回路構成情報を含む演算要素特定情報を、演算部１０２及び電源制御情報生成部１０５に出力する。

対応情報保持部１０６は、演算部１０２の各回路ブロックと対応関係にある演算要素数を属性情報として予めメモリ等の記憶部に保持している。回路ブロックが選択されると、対応情報保持部１０６に保持された当該回路ブロックの回路ブロック情報から演算要素数の情報が読み出されて電源制御情報生成部１０５に出力される。

パラメータ設定部１０７は、情報処理装置１０１内の各回路が安定的に動作可能となるように、一度に電源供給開始可能な属性情報を閾値として設定する。この閾値は、対応情報保持部１０６に保持されている情報の属性情報と合わせる必要があるため、属性情報を演算要素数で設定している場合には同様に演算要素数で設定することになる。また、パラメータ設定部１０７は、グループ情報生成部１０８で決定した複数の回路ブロックグループに電源供給を開始するときの時間間隔を電源供給最小時間間隔として設定する。例えば、電源供給最小時間間隔は、最初の回路ブロックグループでの電源供給が開始してから次の回路ブロックグループの電源供給を開始するまでの時間を設定する。パラメータ設定部１０７は、設定した閾値をグループ情報生成部１０８に出力し、電源供給最小時間間隔をタイミング情報生成部１０９に出力する。

グループ情報生成部１０８は、電源制御情報生成部１０５から出力される回路ブロック情報を受け、その回路ブロック情報を基に新規に電源供給が必要な回路ブロックについて回路ブロックグループを決定する。電源制御情報生成部１０５からの回路ブロック情報には、新規に電源供給が必要な回路ブロック及び演算要素数の情報が含まれる。グループ情報生成部１０８は、回路ブロック情報を基に、一度に電源供給を開始する演算要素数が、パラメータ設定部１０７で設定した閾値以下になるように、新規に電源供給を開始する回路ブロックを一つ又は複数のグループに編成する。グループ情報生成部１０８は、生成した回路ブロックグループの情報を、電源制御情報生成部１０５に出力する。

タイミング情報生成部１０９は、パラメータ設定部１０７で設定した電源供給最小時間間隔に基づき、グループ情報生成部１０８で編成した回路ブロックグループ毎に電源供給を開始するタイミングを示すタイミング情報を生成する。新規に電源供給を開始するグループが複数存在する場合、タイミング情報生成部１０９は、電源制御情報生成部１０５から第１のグループの電源供給開始時刻を入手する。そして、タイミング情報生成部１０９は、第１のグループの電源供給開始時刻に電源供給最小時間間隔を加えて第２のグループの電源供給開始時刻を生成する。以下同様に、タイミング情報生成部１０９は、前のグループの電源供給開始時刻に電源供給最小時間間隔を加えることで次のグループの電源供給開始時刻を生成する。

このようにして、タイミング情報生成部１０９は、各グループの電源供給開始時刻を生成し、生成した各回路ブロックグループへの電源供給開始時刻を示すタイミング情報を電源制御情報生成部１０５に出力する。なお、回路ブロックグループ毎の電源供給の開始タイミングは、パラメータ設定部１０７で設定した電源供給最小時間間隔に基づき一定間隔としているが、グループ決定時の演算要素数の大小に応じて重み付けし電源供給最小時間間隔を可変にしても良い。

電源制御情報生成部１０５には、演算要素特定部１０４から出力される演算要素特定情報と、対応情報保持部１０６から出力される回路ブロック情報が入力される。ここで、入力される演算要素特定情報には、処理に割り当てられた演算要素の物理的な配置情報が含まれる。電源制御情報生成部１０５は、これらの情報から新規に電源供給が必要な回路ブロックを決定し、その回路ブロック及び演算要素数の情報を回路ブロック情報としてグループ情報生成部１０８に出力する。なお、第１のグループの電源供給開始時刻は、演算要素がどの回路ブロックに含まれるか決定し、新規に電源供給が必要な回路ブロックが決定した後の時刻となる。また、電源制御情報生成部１０５は、グループ情報生成部１０８で生成された回路ブロックグループの情報と、タイミング情報生成部１０９で生成された電源供給開始時刻の情報とから回路ブロックグループの電源制御情報７０８、７１０を生成する。電源制御情報生成部１０５は、生成した回路ブロックグループの電源制御情報を演算部１０２に出力し、演算部１０２が有する回路ブロックに対する電源の供給及び遮断の管理を行う。

図１２は、あるデータフローから他のデータフローへ情報処理装置での処理を切り替えるための回路構成情報を生成する装置の構成例を示すブロック図である。図１２において、１００１は装置全体の制御を司るＣＰＵである。１００２はブートプログラムなどを記憶しているＲＯＭ（Read Only Memory）である。１００３はＣＰＵ１００１のワークエリアとして利用され、オペレーティングシステム（ＯＳ）やアプリケーションを格納するためのＲＡＭ（Random Access Memory）である。１００４はＯＳ、回路構成情報を作成するためのアプリケーション、並びに様々なデータを格納するためのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）である。１００５はキーボードであり、１００６はマウスである。キーボード１００５及びマウス１００６は、ユーザインタフェースとして機能する。１００７は内部にビデオメモリ及び表示コントローラを内蔵する表示制御部であり、１００８は表示制御部１００７からの映像信号を受信して表示するための表示装置である。１００９は各種外部デバイスと通信するインタフェース（Ｉ／Ｆ）であり、例えば、図１２に示した外部メモリ１０１０を接続することで、本装置が作成した回路構成情報を外部メモリ１０１０に書き込むことになる。１０１は、本実施形態に係る情報処理装置である。図１２に示した装置に電源が投入されると、ＣＰＵ１００１はＲＯＭ１００２に格納されたブートプログラムを実行し、ＨＤＤ１００４に格納されたＯＳをＲＡＭ１００２にロードする。その後、回路構成情報を作成するアプリケーションを起動することで、図１２に示した装置が回路構成情報を作成する装置として機能することになり、作成した回路構成情報は、例えば情報処理装置１０１に入力され本実施形態における処理に用いられる。

次に、本実施形態における情報処理装置の動作について説明する。図３Ａは、本実施形態における情報処理装置の動作例を示すフローチャートである。本実施形態における情報処理装置１０１は、並列化コンパイラ等によって生成されたコンフィグレーションデータを受け取ることで演算処理を開始する。ここで、コンフィグレーションデータには、各処理の演算内容と必要な演算要素の種類（加算、減算、乗算、除算等）及び個数、各処理の依存性の情報が含まれるが、演算要素の物理的な配置情報はない。

ステップＳ３０１にて、パラメータ設定部１０７が、情報処理装置１０１内の各回路が安定的に動作可能となるように、一度に電源供給開始可能な属性情報を閾値として設定する。回路ブロックへの電源供給により流れる単位時間当たりの電流量が多いと、電源やグランド、信号線にノイズが発生し易くなるため、電流の変動量を閾値によって制限し安定的な動作を実現する。そのため、電源供給を開始する際に大電流が流入しないように、パラメータ設定部１０７では、一度に電源供給を開始可能な演算要素数を閾値として設定する。また、パラメータ設定部１０７が、回路ブロックグループに電源供給を開始するときの時間間隔を電源供給最小時間間隔として設定する。次に、ステップＳ３０２にて、回路ブロック毎の属性情報として、各回路ブロックと対応関係にある演算要素数を対応情報保持部１０６で設定する。

次に、ステップＳ３０３にて、演算要素特定部１０４が、入力されたコンフィギュレーションデータの解析を行う。演算要素特定部１０４は、コンフィグレーションデータに含まれる演算内容と必要な演算要素の種類及び個数、各処理の依存性の情報に基づき、各処理を演算部１０２のどの演算要素に割り当てるかを抽出する。演算要素の割り当てが決定すると実際に処理を行う演算要素の物理的な位置情報が決定する。また、演算要素特定部１０４は、演算要素が割り当てられた演算内容を実行する際に必要な回路構成情報も合わせて生成する。ここで、回路構成情報とは、演算内容からどの演算要素に演算を割り当てるかを決定するレジスタへの書き込み情報と演算要素間の接続を設定するレジスタへの書き込み情報からなる。前記処理により、コンフィグレーションデータに対応する処理に使用する演算要素の情報が決定することになる。

ステップＳ３０４にて、電源制御情報生成部１０５は、コンフィグレーションデータの変更により、電源供給が遮断されていた回路ブロックに、新たに電源供給を開始する回路ブロックが存在するか否かを判断する。ここで、コンフィグレーションデータが変更されない場合や、変更されても前回のコンフィギュレーションデータで使用する回路ブロックから変更がない場合には、新たに電源供給を開始する必要は生じない。判断の結果、新たに電源供給を開始する回路ブロックが存在しない場合には、ステップＳ３０９に移行する。一方、新たに電源供給を開始する回路ブロックが存在する場合には、ステップＳ３０５に移行し、電源制御情報生成部１０５は、新たに電源供給を開始する回路ブロックが複数存在するか否かを判定する。

ステップＳ３０５での判定の結果、新たに電源供給を開始する回路ブロックが一つの回路ブロックだけである場合には、回路ブロックのグループ化は必要ない。この場合には、ステップＳ３０６及びＳ３０７での処理を行わずに、ステップＳ３０８にて、電源制御情報生成部１０５が、その一つの回路ブロックへの電源供給を開始するよう電源制御情報を出力し、その回路ブロックのみ新たに電源供給が開始される。一方、ステップＳ３０５での判定の結果、新たに電源供給を開始する回路ブロックが複数存在する場合には、ステップＳ３０６に移行し、回路グループをグループ化する回路ブロックのグループ設定処理を実行する。回路ブロックのグループ設定処理の詳細については後述する。

ステップＳ３０６での回路ブロックのグループ設定処理が終了し、新たに電源供給を開始する回路ブロックがグループ化されると、ステップＳ３０７に移行する。ステップＳ３０７にて、電源制御情報生成部１０５は、決定された回路ブロックのグループ毎の電源供給の開始に係る優先順位及びタイミングを決定する。例えば、電源制御情報生成部１０５は、ステップＳ３０６での回路ブロックグループの決定順に従って優先順位を設定する。次に、ステップＳ３０８にて、電源制御情報生成部１０５が、ステップＳ３０７において決定した優先順位及びタイミングに合わせて電源供給を開始するよう電源制御情報を出力し、新たに電源供給を開始すべき各回路ブロックへの電源供給が順に開始される。

ステップＳ３０９にて、演算部１０２が、電源供給が必要な回路ブロックに電源供給された状態で、演算要素特定部１０４からの演算要素特定情報に基づいて、演算処理を行うためのコンフィギュレーションを実行する。実際に演算処理を行う演算要素間の接続を実行することになる。次に、ステップＳ３１０にて、演算部１０２は、設定されたコンフィギュレーション設定に基づいて実行処理コマンドを実行し、各処理を割り当てられた演算要素は、コンフィグレーションデータで指定された演算内容（加算、減算、乗算、除算等）を実行する。演算が終了するまで処理は継続され、演算の終了後は、ステップＳ３０３に戻り、次の新たなコンフィギュレーションデータが入力されることによって次の演算処理を継続する。

次に、図３Ａに示したステップＳ３０６での回路ブロックのグループ設定処理について説明する。なお、以下では、図４（Ａ）に示すように構成された演算部１０２を一例に回路ブロックのグループ設定処理を説明する。すなわち、演算部１０２は、同一の大きさを有する複数の演算要素２０１〜２４８が格子状に配置されているものとする。なお、図４（Ａ）において、電源供給制御部、ルータ、及び電源制御情報については簡略化のために図示していない。

各演算要素２０１〜２４８は、予め決められた回路ブロック２５１〜２７２に割り当てられている。図４（Ａ）に例示したように、一つの回路ブロックが一つの演算要素だけを有する場合もあれば、一つの回路ブロックが複数の演算要素を有する場合もある。図４（Ａ）に示す例では、回路ブロック２５１は４つの演算要素２０１〜２０４を有し、回路ブロック２５２は４つの演算要素２０５〜２０８を有し、回路ブロック２５３は４つの演算要素２０９〜２１２を有する。回路ブロック２５４は４つの演算要素２１３〜２１６を有し、回路ブロック２５５は４つの演算要素２１７〜２２０を有し、回路ブロック２５６は４つの演算要素２２１〜２２４を有する。また、回路ブロック２５７は演算要素２２５を有し、回路ブロック２５８は演算要素２２７を有し、回路ブロック２５９は２つの演算要素２２９、２３１を有し、回路ブロック２６０は２つの演算要素２３３、２３５を有する。回路ブロック２６１は演算要素２２６を有し、回路ブロック２６２は演算要素２２８を有し、回路ブロック２６３は２つの演算要素２３０、２３２を有し、回路ブロック２６４は２つの演算要素２３４、２３６を有する。回路ブロック２６５は演算要素２３７を有し、回路ブロック２６６は演算要素２３９を有し、回路ブロック２６７は２つの演算要素２４１、２４３を有し、回路ブロック２６８は２つの演算要素２４５、２４７を有する。回路ブロック２６９は演算要素２３８を有し、回路ブロック２７０は演算要素２４０を有し、回路ブロック２７１は２つの演算要素２４２、２４４を有し、回路ブロック２７２は２つの演算要素２４６、２４８を有する。図４（Ａ）に示したように演算部１０２が構成された場合、対応情報保持部１０６には、回路ブロック毎の属性情報として図４（Ｂ）に示すような回路ブロック毎の演算要素数テーブルの情報が設定される。

ここで、コンフィグレーションデータが変化したときに、各回路ブロックの電源供給がどのように変化するかについて説明する。例えば図５に示すコンフィグ１、コンフィグ２、コンフィグ３の順番で、図４（Ａ）に示した演算部１０２を有する情報処理装置１０１に対するコンフィグレーションデータが変化することを考える。図５は、演算要素特定情報から使用する演算要素と、各コンフィグレーション設定時に電源供給が必要な回路ブロック、及び前述した順番でコンフィグレーションデータが変化するときに新たに電源供給が必要となる回路ブロックとの情報を示したものである。

コンフィグレーションデータがコンフィグ１である場合、その処理で使用する演算要素は、図６Ａに示すように演算要素２０９〜２１２である。したがって、コンフィグ１に対応する処理を実行する際に電源供給が必要な回路ブロックは、回路ブロック２５３のみである。また、コンフィグ１は、最初の処理であるため、新たに電源供給を開始する回路ブロックも同一の回路ブロック２５３となる。

次に、コンフィグレーションデータがコンフィグ１からコンフィグ２に切り替わったとする。コンフィグレーションデータがコンフィグ２である場合、その処理で使用する演算要素は、図６Ｂに示すように演算要素２０３〜２１２、２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２７、２３１、２３５、２３９、２４３、２４７である。したがって、コンフィグ２に対応する処理を実行する際に電源供給が必要な回路ブロックは、回路ブロック２５１〜２５６、２５８〜２６０、２６６〜２６８である。コンフィグ１からコンフィグ２への変更で、新たに電源供給を開始する回路ブロックは、既に電源供給されている回路ブロック２５３を除いた回路ブロック２５１、２５２、２５４〜２５６、２５８〜２６０、２６６〜２６８となる。

続いて、コンフィグレーションデータがコンフィグ２からコンフィグ３に切り替わった場合も同様である。コンフィグレーションデータがコンフィグ３である場合、その処理で使用する演算要素は、図６Ｃに示すように演算要素２０３〜２１２、２１５、２１７、２１９、２２１、２２３、２２５〜２２８、２３７〜２４０である。したがって、コンフィグ３に対応する処理を実行する際に電源供給が必要な回路ブロックは、回路ブロック２５１〜２５８、２６１、２６２、２６５、２６６、２６９、２７０である。コンフィグ２からコンフィグ３への変更で、新たに電源供給を開始する回路ブロックは、回路ブロック２５７、２６１、２６２、２６５、２６９、２７０となる。

このように、処理で使用する演算要素の配置位置が決定すると、その演算要素が属する回路ブロックが決定し、処理を実行する際に電源供給が必要な回路ブロックが決定する。また、前回のコンフィグレーションデータでの回路ブロックの情報と比較することで、各回路ブロックの電源の供給及び遮断を判定することができる。すなわち、継続的に電源を供給する場合、継続的に電源を遮断する場合、新たに電源の供給が必要な場合、新たに電源の遮断が必要な場合に分けることができる。以上から、図５に示したように、使用する演算要素、電源供給が必要な回路ブロック、新たに電源供給が必要な回路ブロックの情報が得られることになる。

図３Ｂは、本実施形態における回路ブロックのグループ設定処理の例を示すフローチャートである。ここでは説明を分かり易くするために、図３Ａに示したステップＳ３０１において、電源供給開始可能な閾値に“８”を設定し、図５に示したコンフィギュレーションデータを、コンフィグ１の設定からコンフィグ２の設定に変更する場合を例に説明する。コンフィグレーションデータがコンフィグ１であるとき、図７（Ａ）に示すように回路ブロック２５３のみが電源供給されている。コンフィグレーションデータがコンフィグ１からコンフィグ２に切り替わると、図７（Ｂ）に示すように回路ブロック２５１〜２５６、２５８〜２６０、２６６〜２６８が電源供給する回路ブロック候補となる。図７（Ａ）は、コンフィグ１設定時における回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示しており、図７（Ｂ）は、コンフィグ２設定時における回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示している。

回路ブロックのグループ設定処理では、まず、ステップＳ３１１にて、グループ情報生成部１０８が、図３ＡのステップＳ３０３での解析により決定した、新たに電源供給を開始する回路ブロックの情報を電源制御情報生成部１０５から取得する。図７（Ｂ）に示したようにコンフィグレーションデータがコンフィグ２の設定では、電源供給が必要な回路ブロックは、回路ブロック２５１〜２５６、２５８〜２６０、２６６〜２６８である。したがって、コンフィギュレーションデータをコンフィグ１の設定からコンフィグ２の設定に変更する場合には、既に電源供給されている回路ブロック２５３を除いた回路ブロックが、新たに電源供給を開始する回路ブロックとなる。

次に、ステップＳ３１２にて、グループ情報生成部１０８は、新たに電源供給を開始する回路ブロックの一つを任意に選択する。ここで、回路ブロックの選択方法としては、任意の回路ブロックを選択する以外に、図４（Ｂ）に示したような回路ブロック毎の演算要素数テーブルがあれば、回路ブロック定義した番号順に選択する方法や演算要素数の大きい順に選択する方法などがある。また、既に電源供給している回路ブロックがあれば、既存の電源供給されている回路ブロックに一番近い回路ブロック、あるいは一番遠い回路ブロックを選択する方法もある。さらに、前述の選択方法を複数組み合わせた方法であっても良い。本例では、回路ブロック２５２を選択したとする。

続いて、ステップＳ３１３にて、グループ情報生成部１０８は、選択した回路ブロックの属性情報を取得する。すなわち、選択した回路ブロック２５２の属性情報である演算要素数“４”を取得する。そして、ステップＳ３１４にて、グループ情報生成部１０８は、図３ＡのステップＳ３０１において設定した閾値から、ステップＳ３１３において取得した、選択した回路ブロック２５２の属性情報である演算要素数を減算する。本例では、電源供給開始可能な閾値に“８”を設定しているため、
８−４＝４ ・・・（１）
となる。

ステップＳ３１５にて、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１４での結果である（１）式の結果判定を行う。判定の結果、算出値が“０”である場合にはステップＳ３１６に移行し、ステップＳ３１６にて、グループ情報生成部１０８は、回路ブロックのグループを決定し、ステップＳ３１７に移行する。一方、算出値が“０”以外の場合にはステップＳ３１９に移行する。

ステップＳ３１９にて、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１５と同様に、ステップＳ３１４での結果である（１）式の結果判定を行う。判定の結果、算出値が“０”より小さい場合には、電源供給可能な閾値が適切でないため、ステップＳ３０１に戻り、再度、電源供給可能な閾値の設定を行う。一方、算出値が“０”より大きい場合には、ステップＳ３２０にて、図７（Ｂ）に示した電源供給する回路ブロック候補から、既に電源供給されている回路ブロック２５３及び選択した回路ブロック２５２を削除し、ステップＳ３２１に移行する。図８（Ａ）は、回路ブロック２５２を選択した場合の回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示している。図８（Ａ）に示すように、回路ブロック２５２の選択後は、回路ブロック２５１、２５４〜２５６、２５８〜２６０、２６６〜２６８が回路ブロック候補となる。

ステップＳ３２１にて、グループ情報生成部１０８は、回路ブロック候補の中に、算出値よりも小さい属性情報を有する回路ブロックがあるか否かを判定する。回路ブロック候補の中に、算出値より小さい属性情報の回路ブロックがない場合には、ステップＳ３１６にて、グループ情報生成部１０８は、回路ブロックのグループを決定し、ステップＳ３１７に移行する。一方、回路ブロック候補の中に、算出値より小さい属性情報の回路ブロックがある場合には、ステップＳ３２２にて、グループ情報生成部１０８は、算出値よりも小さい属性情報を有する回路ブロックの一つを回路ブロック候補から選択し、ステップＳ３１３に戻る。

本例では、（１）式の結果は“４”となっているので、ステップＳ３２２において、図８（Ａ）に示した回路ブロック候補から回路ブロック２５９を選択して、ステップＳ３１３に戻ったものとする。回路ブロック２５９を選択して戻ったステップＳ３１３では、グループ情報生成部１０８は、選択した回路ブロック２５９の属性情報である演算要素数“２”を取得する。そして、ステップＳ３１４では、前回算出した（１）式の結果から、選択した回路ブロック２５９の属性情報である演算要素数を減算し、
４−２＝２ ・・・（２）
となる。

続いてステップＳ３１５では、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１４での結果である（２）式の結果判定を行う。本例では、算出値が“０”以外であるのでステップＳ３１９に移り、さらに算出値が“０”より大きいのでステップＳ３２０に移る。ステップＳ３２０では、図８（Ａ）に示した電源供給する回路ブロック候補から選択した回路ブロック２５９を削除し、ステップＳ３２１に移行する。図８（Ｂ）は、回路ブロック２５９を選択した場合の回路ブロック毎の演算要素数テーブルの例を示している。図８（Ｂ）に示すように、回路ブロック２５９の選択後は、回路ブロック２５１、２５４〜２５６、２５８、２６０、２６６〜２６８が回路ブロック候補となる。

ステップＳ３２１では、グループ情報生成部１０８は、回路ブロック候補の中に、算出値よりも小さい属性情報を有する回路ブロックがあるか否かを判定し、ある場合には、ステップＳ３２２で、算出値よりも小さい属性情報の回路ブロックの一つを選択する。本例では、（２）式の結果である算出値は“２”となっているので、算出値よりも大きな属性情報である演算要素数が“４”の回路ブロック２５１、２５４〜２５６は除かれる。すなわち、図８（Ｃ）に示すように回路ブロック２５８、２６０、２６６〜２６８が、回路ブロック２５９の選択後のステップＳ３２２で選択可能な回路ブロック候補となる。

本例では、図８（Ｃ）に示した回路ブロック候補から回路ブロック２６７を選択し、ステップＳ３１３に戻ったものとする。そして、前述した処理と、同様の処理を繰り返す。回路ブロック２６７を選択して戻ったステップＳ３１３では、グループ情報生成部１０８は、選択した回路ブロック２６７の属性情報である演算要素数“２”を取得する。そして、ステップＳ３１４では、前回算出した（２）式の結果から、選択した回路ブロック２６７の属性情報である演算要素数を減算し、
２−２＝０ ・・・（３）
となる。

続いてステップＳ３１５では、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１４での結果である（３）式の結果判定を行う。本例では、算出値が“０”であるのでステップＳ３１６に移行し、ステップＳ３１６にて、グループ情報生成部１０８は、選択した回路ブロックのグループ化を決定し、ステップＳ３１７に移行する。グループ化とは、複数の回路ブロックの演算要素数が、ステップＳ３０１において設定した電源供給開始可能な閾値以下となるように新たなグループを定義することである。前述した例では、回路ブロック２５２、２５９、２６７を第１のグループとして定義することになる。

ステップＳ３１７にて、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３２０での処理と同様にして、図８（Ｂ）に示した電源供給する回路ブロック候補から選択した回路ブロック２６７を削除する。次に、ステップＳ３１８にて、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１７において削除を行った後の回路ブロック候補に残りがあるか否かを判断する。回路ブロック候補に残りがある場合には、グループ情報生成部１０８は、ステップＳ３１２に戻り同様の処理を繰り返し、回路ブロック候補がなくなるまでグループ化を継続して行うことで、さらに回路ブロックの別のグループを定義する。一方、ステップＳ３１７において削除を行った後の回路ブロック候補に残りがない場合には、回路ブロックのグループ設定処理を終了し、図３Ａに示したステップＳ３０７に移行する。

以上説明したように、回路ブロックのグループ化は、電源供給開始可能な閾値とグループ内の回路ブロックの演算要素数の合計値とが一致するか、あるいは算出値よりも小さい属性情報（演算要素数）の回路ブロック候補がなくなるまで実行する。前述した図３ＢのステップＳ３１２からステップＳ３２２の処理を繰り返すことで、回路ブロックのグループが決定することになる。前述した説明では、回路ブロック２５２、２５９、２６７を第１のグループ（Ｇｒ１）として定義する部分を説明したが、本例では同様にして第２、第３、第４のグループも定義される。例えば、回路ブロック２５１、２５４を第２のグループ（Ｇｒ２）として定義し、回路ブロック２５６、２６０、２６８を第３のグループ（Ｇｒ３）として定義し、回路ブロック２５５、２５８、２６６を第４のグループ（Ｇｒ４）として定義する。

第４のグループを決定する場合、第１のグループ、第２のグループ、及び第３のグループが決定した後に、第１のグループ同様に、ステップＳ３１３からステップＳ３２２の処理を２回繰り返す。このとき、電源供給開始可能な閾値“８”に対して、グループ内の回路ブロックの属性情報の合計値が“６”となり、算出値は“０”に一致しない。したがって、ステップＳ３１５では、ステップＳ３１４での結果の判定を行うが、算出値が“０”以外であるためにステップＳ３１９に移行する。その後のステップＳ３２０では、回路ブロック候補から最後に選択した回路ブロック２６６が削除され、ステップＳ３２１に移行する。ステップＳ３２１では、回路ブロック候補の中に算出値よりも小さい属性情報を有する回路ブロックがないため、ステップＳ３１６に移り、電源供給開始可能な閾値とグループ内の回路ブロックの属性情報の合計値が一致しなくともグループ化が行われる。

前述のようにして、新たに電源供給を開始する回路ブロックについて第１のグループ〜第４のグループが決定された後、決定された回路ブロックのグループ毎の電源供給の開始に係る優先順位及びタイミングが決定される。例えば、ステップＳ３０６での回路ブロックグループの決定順に優先順位を設定すると、第１のグループ（Ｇｒ１）、第２のグループ（Ｇｒ２）、第３のグループ（Ｇｒ３）、第４のグループ（Ｇｒ４）の順で電源供給の処理が行われることになる。また、このとき各回路ブロックグループに対して電源供給を開始するタイミングは、電源制御情報生成部１０５がタイミング情報生成部１０９より取得した電源供給開始時刻の情報を基に制御する。第１のグループ（Ｇｒ１）の電源供給開始時刻をｔ１とすると、第２のグループ（Ｇｒ２）の電源供給開始時刻は、タイミング情報生成部１０９で時刻ｔ１に電源供給最小時間間隔を加えることで生成したｔ２になる。同様に、第３のグループ（Ｇｒ３）の電源供給開始時刻は、時刻ｔ２に電源供給最小時間間隔を加えたｔ３になり、第４のグループ（Ｇｒ４）の電源供給開始時刻は、時刻ｔ３に電源供給最小時間間隔を加えたｔ４になる。

図９は、前述のようにして設定された電源供給の開始タイミングの例を示す図である。図３ＡのステップＳ３０７において決定した各回路ブロックグループの回路ブロックへの電源制御情報は、図２に示した電源制御情報７０８や７１０に相当し、ローレベルの場合に回路ブロックへ電源供給し、ハイレベルの場合に回路ブロックへの電源供給を遮断する。第１のグループ（Ｇｒ１）、第２のグループ（Ｇｒ２）、第３のグループ（Ｇｒ３）、第４のグループ（Ｇｒ４）の電源制御情報を、それぞれＧｒ１＿ｃｔｒｌ、Ｇｒ２＿ｃｔｒｌ、Ｇｒ３＿ｃｔｒｌ、Ｇｒ４＿ｃｔｒｌとする。第１のグループ（Ｇｒ１）に属する回路ブロック２５２、２５９、２６７では、電源供給開始時刻ｔ１のタイミングで電源供給が開始される。以下同様に、第２のグループ（Ｇｒ２）に属する回路ブロック２５１、２５４では、電源供給開始時刻ｔ２のタイミングで電源供給が開始される。また、第３のグループ（Ｇｒ３）に属する回路ブロック２５６、２６０、２６８では、電源供給開始時刻ｔ３のタイミングで電源供給が開始される。第４のグループ（Ｇｒ４）に属する回路ブロック２５５、２５８、２６６では、電源供給開始時刻ｔ４のタイミングで電源供給が開始される。したがって、時間４Ｔ以内に第１のグループ（Ｇｒ１）、第２のグループ（Ｇｒ２）、第３のグループ（Ｇｒ３）、第４のグループ（Ｇｒ４）の各回路ブロックへの電源供給が安定することになる。なお、Ｔは、例えばパラメータ設定部１０７で設定した電源供給最小時間間隔である。

本実施形態によれば、演算部１０２の各回路ブロックの演算要素数を属性情報として、各回路が安定的に動作可能な閾値に基づき複数の回路ブロックを複数のグループに編成し、回路ブロックグループ毎に電源供給のタイミングを制御することができる。これにより、電源供給を開始するタイミングを適切に制御して、急激な電流変動の発生を抑制しつつ、電源供給の開始から電源供給が安定するまでの時間を短縮し、システム全体での電源復帰時間及び処理時間を短縮して消費電力を低減することができる。なお、前述した説明では、パラメータ設定部１０７は、外部から設定値を設定する構成としているが、予めメモリ等の記憶部に設定値を記憶させておく構成であっても良い。

また、前述した説明では、演算部の各回路ブロックが有する演算要素数を属性情報とした場合を一例に説明したが、この場合には前提として演算部を構成する各演算要素の占有面積がほぼ同一であることが必要となる。なぜなら、各演算要素の論理を構成する占有面積が異なると電源供給時の電流量も変化するためである。したがって、演算部を構成する各演算要素の占有面積が演算要素によって異なる場合には、例えば演算要素数ではなく、演算要素の占有面積を属性情報として利用すれば良い。

図１０は、占有面積が異なる演算要素を有する演算部の構成例を示す図である。演算部に配置される演算要素のうち、演算要素８０１〜８０６は、他の演算要素２０１〜２０４、２０９〜２１６、２２１〜２２８、２３３〜２４８に比べて占有面積が大きい（一例として占有面積が２倍とする）。この場合、演算要素数をそのまま属性情報として扱ってしまうと同一の演算要素数であっても占有面積が大きく異なるため、同一の演算要素数であっても電源供給時の電流量が異なり適切に制御できなくなることが考えられる。このような場合には、属性情報を演算要素数から演算要素の占有面積に換算して同一の処理フローで処理することができる。

図１１は、回路ブロック毎の演算要素面積テーブルの例を示す図である。属性情報を演算要素数から演算要素の占有面積に換算する場合には、回路ブロック毎の演算要素数に対して、基準となる演算要素に対する係数を用いて算出すれば良い。例えば、演算要素２０１の係数を“１”とし、演算要素８０１〜８０６の係数を“２”として設定した場合、図１１に示すように演算要素の占有面積に換算した値となる。したがって、図１１において、９０１に示されるように回路ブロック２５２では、演算要素数“２”に対して係数“２”が掛けられて演算要素の占有面積が“４”と定義される。以下、同様に９０２〜９０４に示されるように演算要素８０３〜８０６を有する回路ブロック２５５、２５９、２６３ついても値が定義される。

属性情報として演算要素の占有面積を定義する場合には、図３Ａに示したステップＳ３０１にて、電源供給開始可能な演算要素の占有面積を閾値として設定する。さらに、図３Ｂに示したステップＳ３１３工程では、演算要素の占有面積に換算した演算要素面積テーブルを参照して、選択した回路ブロックの演算要素の占有面積を属性情報として取得し、ステップＳ３１４以降の処理を行う。この場合でも演算要素数を属性情報とした場合と同様に、演算要素の占有面積を属性情報として回路ブロックのグループが決定され、各回路ブロックの電源供給のタイミングをグループにより制御して電源供給を開始することが可能となる。

（本発明の他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０１：情報処理装置 １０２：演算部 １０４：演算要素特定部 １０５：電源制御情報生成部 １０６：対応情報保持部 １０７：パラメータ設定部 １０８：グループ情報生成部 １０９：タイミング情報生成部 ７０１、７１１：電源供給制御部 ７０３〜７０６：演算要素 ７０７、７０９：回路ブロック

Claims (13)

1. 処理を実行する演算要素を複数有し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置であって、
   それぞれ少なくとも一つの前記演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する演算手段と、
   実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて、前記演算手段が有する複数の前記演算要素の内から当該処理に使用する演算要素を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定した演算要素を有する回路ブロックを少なくとも１つ以上含む複数の前記回路ブロックから構成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを異ならせる制御手段とを備えることを特徴とする情報処理装置。
2. 閾値に基づいて、前記決定手段により決定した演算要素を有する回路ブロックを少なくとも１つ以上含む一つ又は複数のグループに編成したグループ情報を生成する生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記閾値は、一つの前記グループに含むことができる前記演算要素の数又は前記演算要素の面積であることを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
4. 前記閾値は、電源供給開始可能な前記演算要素の数であり、前記生成手段は、複数の前記回路ブロックに含まれる前記処理に使用する演算要素の数が閾値を超えないように前記グループ情報を生成することを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
5. 前記閾値は、電源供給開始可能な前記演算要素の面積であり、前記生成手段は、複数の前記回路ブロックに含まれる前記処理に使用する演算要素の面積が閾値を超えないように前記グループ情報を生成することを特徴とする請求項２記載の情報処理装置。
6. 前記閾値を設定するパラメータ設定手段を備えることを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の情報処理装置。
7. 前記パラメータ設定手段は、電源供給を開始する際の時間間隔を設定し、
   前記生成手段は、設定された時間間隔に基づいて、前記グループ毎に電源供給を開始するタイミングを異ならせたタイミング情報を生成することを特徴とする請求項６記載の情報処理装置。
8. 前記生成手段は、前記決定手段により決定した演算要素を含み新たに電源供給を開始する前記回路ブロックを、一つの前記グループに含まれる前記演算要素の数又は前記演算要素の面積が前記閾値以下になるように一つ又は複数のグループに編成した前記グループ情報を生成することを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の情報処理装置。
9. それぞれ少なくとも一つの演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する演算手段と、前記複数の回路ブロック毎に電源供給を制御する制御手段と、を備える半導体集積回路における制御情報を生成する情報処理装置であって、
   実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて、前記演算手段が有する複数の前記演算要素の内から当該処理に使用する前記演算要素を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定した前記演算要素を含む前記回路ブロックを、一つ又は複数のグループに編成したグループ情報を生成するグループ情報生成手段と、
   前記グループ情報によって編成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成手段と、
   前記グループ情報及び前記タイミング情報に基づいて、前記複数の回路ブロックに対する電源の供給及び遮断を制御するための制御情報を生成する制御情報生成手段とを備えることを特徴とする情報処理装置。
10. 少なくとも一つの演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する制御手段を有する演算手段を備え、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置の制御方法であって、
    実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて、前記演算手段が有する複数の前記演算要素の内から当該処理に使用する演算要素を決定する決定工程と、
    前記決定工程で決定した演算要素を有する回路ブロックを少なくとも１つ以上含む複数の前記回路ブロックから構成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを異ならせる制御工程とを備えることを特徴とする情報処理装置の制御方法。
11. 処理を実行する演算要素を複数有し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置の制御方法であって、
    それぞれ少なくとも一つの前記演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する前記情報処理装置の演算手段が有する複数の前記演算要素の内から、実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて当該処理に使用する前記演算要素を決定する決定工程と、
    前記決定工程にて決定した前記演算要素を含む前記回路ブロックを、一つ又は複数のグループに編成したグループ情報を生成するグループ情報生成工程と、
    前記グループ情報によって編成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成工程と、
    前記グループ情報及び前記タイミング情報に基づいて、前記複数の回路ブロックに対する電源の供給及び遮断を制御するための制御情報を生成する制御情報生成工程とを有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
12. 処理を実行する演算要素を複数有し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置を備えるコンピュータを、
    それぞれ少なくとも一つの前記演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する演算手段と、
    実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて、前記演算手段が有する複数の前記演算要素の内から当該処理に使用する演算要素を決定する決定手段と、
    前記決定手段により決定した演算要素を有する回路ブロックを少なくとも１つ以上含む複数の前記回路ブロックから構成されるグループ毎に電源供給を開始するタイミングを異ならせる制御手段として機能させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能なプログラム。
13. 処理を実行する演算要素を複数有し、実行する処理に応じて回路構成を動的に再構成可能な情報処理装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
    それぞれ少なくとも一つの前記演算要素を有する複数の回路ブロック、及び前記回路ブロック毎に電源供給を制御する電源供給制御手段を有する前記情報処理装置の演算手段が有する複数の前記演算要素の内から、実行する処理に係るコンフィグレーションデータに基づいて当該処理に使用する前記演算要素を決定する決定ステップと、
    前記決定ステップにて決定した前記演算要素を含む前記回路ブロックを、一つ又は複数のグループに編成したグループ情報を生成するグループ情報生成ステップと、
    前記グループ情報によって編成されるグループ毎にタイミングを異ならせ、前記グループ毎の電源供給を開始するタイミングを示すタイミング情報を生成するタイミング情報生成ステップと、
    前記グループ情報及び前記タイミング情報に基づいて、前記複数の回路ブロックに対する電源の供給及び遮断を制御するための制御情報を生成する制御情報生成ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。

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