JP6503214B2 - 電子装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係わる電子装置の構成を示すブロック図である。同図を参照にして、実施の形態1に係わる電子装置の構成と、この電子装置を構成する電源回路および電子部品としての半導体装置の構成を説明する。
先ず、電子装置の構成を説明する。図1において、100は、電子装置を示しており、101、108は、電子部品を示しており、109は、電源回路を示している。電子装置100は、所定の機能あるいは処理を実行することができるように、電子部品101と108とが組み合わされている。また、電子部品101および108が動作するように、それぞれの電子部品101および108へ電源電圧Vccと接地電圧Vssを供給する電源回路109が、電子装置100に設けられている。勿論、電子部品は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。また、電源電圧Vccは、互いに電圧値が異なる複数の電源電圧が、電源回路109から電子部品101および108へ給電されるようにしてもよい。
半導体装置101の構成を説明するまえに、電源回路109の構成を説明する。図2には、実施の形態1に係わる電源回路109の構成を示すブロック図である。図2において、PC4は、電源電圧供給回路110の電源端子を示しており、PS4は、電源電圧供給回路110の接地端子を示している。電源電圧供給回路110は、電源供給端子PC4から電源電圧Vccを出力し、接地端子PS4から接地電圧Vssを出力する。
次に、半導体装置101の構成を、図1を用いて説明する。この実施の形態1において、半導体装置101は、マイコンである。マイコンは、複数の回路ブロックを有しているが、図面が複雑になるのを避けるために、図1には、その一部の回路ブロックのみが示されている。図1において、103は、マイクロプロセッサ(以下、プロセッサとも称する)103を示しており、104は、周辺回路を示しており、105は、クロック信号生成回路を示している。また、図1において、106は、アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ/デジタル変換回路(以下、A/D変換回路とも称する)を示しており、107は、プログラム等を格納するメモリを示しており、102は、内部電源回路を示している。
図4は、実施の形態1に係わる電子装置100、消費電流信号生成回路111および半導体装置101の動作を示す波形図である。図1〜図4を用いて、これらの動作を説明する。図4において、横軸は時間を示しており、図4(A)の縦軸は、消費電流信号生成回路111から出力される消費電流信号CISの電圧を示し、図4(B)の縦軸は、クロック信号生成回路105から出力されるクロック信号の周波数を示している。なお、図4(B)に示したクロック信号は、プロセッサ103へ供給されるクロック信号を例として示している。周辺回路104、メモリ107へ供給されるクロック信号については、それぞれに適した周波数のクロック信号が供給されるが、時間経過に伴って、周波数は図4(B)に示しているのと同様に変化する。
図5は、消費電流信号生成回路111の変形例の構成を示す回路図である。この変形例においては、電流計200(図2)の代わりに、抵抗素子300が用いられている。すなわち、消費電流信号生成回路111は、抵抗素子300を有しており、抵抗素子300の一方の端子は、電源電圧供給回路110の電源端子PC4に接続され、他方の端子は、電源回路109の電源供給端子PC3に接続されている。また、抵抗素子300の一方の端子は、電源回路109の基準端子PA2−Rに接続され、他方の端子は、電源回路109の電流信号端子PA2−Iに接続されている。
図6は、実施の形態2に係わる電子装置の構成を示すブロック図である。同図において、600は、電子装置を示している。電子装置600は、電子装置600の機能を達成するために、複数の電子部品を備えている。この実施の形態2において、電子装置は、複数の電子部品として、少なくとも2個の半導体装置101A、101Bを備えている。また、電子装置600は、半導体装置101A、101Bを含む電子装置に電源電圧Vccと接地電圧Vssを供給するための電源回路109を備えている。さらに、この実施の形態2において、電子装置600は、電流分配制御回路601を備えている。
図7は、電流分配制御回路の構成を示すブロック図である。同図において、700は、A/D変換回路であり、701は、プロセッサであり、702および703は、デジタル/アナログ変換回路(以下、D/A変換回路と称する)である。A/D変換回路700は、アナログ信号である消費電流信号CISをデジタル信号である消費電流信号CIS−Dへ変換する。プロセッサ701は、A/D変換回路701から出力されているデジタル信号CIS−Dを受け、半導体装置101Aを制御するための消費電流制御信号ICTA−Dと、半導体装置101Bを制御するための消費電流制御信号ICTB−Dを形成する。D/A変換回路702は、デジタル信号である消費電流制御信号ICTA−Dを受け、アナログ信号の消費電流制御信号ICTAを形成する。同様に、D/A変換回路703は、デジタル信号である消費電流制御信号ICTB−Dを受け、アナログ信号の消費電流制御信号ICTBを形成する。
次に、実施の形態2に係わる電子装置600の動作を説明する。図8は、電子装置600の波形を示す波形図である。図8において、横軸は時間を示している。図8(A)は、時間経過に伴う総消費電流Iccの波形を示しており、図8(B)は、半導体装置101Aの消費電流IccAの波形を示しており、図8(D)は、半導体装置101Bの消費電流IccBの波形を示している。図8(A)、図8(B)および図8(D)のそれぞれにおいて、縦軸は電流を示しており、一点破線は、最大許容電流を示している。最大許容電流の値は、電源回路109の電流供給能力、電源配線の許容電流能力等により定まる。例えば、最大許容電流を超えると、電源回路109から出力されている電源電圧Vccの電圧値は降下し、電子装置、半導体装置の動作不安定あるいは誤動作に繋がる。また、電源配線の発火等が発生することが危惧される。
図7において、プロセッサ701は、消費電流信号CIS−Dに従って消費電流制御信号ICTA−DおよびICTB−Dを形成する。この場合、プロセッサ701は、総消費電流Iccが、最大許容電流を超えないように、消費電流制御信号ICTA−Dおよび/またはICTB−Dを変化させる。すなわち、プロセッサ701は、消費電流信号CIS−Dを監視し、消費電流信号CIS−Dが、最大許容電流に対応する値に到達する前に、消費電流制御信号ICTA、ICTBの両方またはいずれか一方の電圧を、高くするようなデジタルの消費電流制御信号ICTA−D、ICTB−Dを形成する。これにより、半導体装置101A、101Bのそれぞれにおいて、またはいずれか一方において、クロック信号の周波数が低い周波数へ変更される。その結果として、総消費電流Iccが低減され、最大許容電流を超えるのを防ぐことが可能となる。
図9は、実施の形態3に係わる半導体装置の構成を示すブロック図である。同図には、電子装置に含まれる電源回路と複数の電子部品のうち、電子部品として用いられる半導体装置101Cと抵抗素子900のみが示されている。
半導体装置を電子部品として用いて、電子装置を開発する際、半導体装置の処理能力と消費電流とを把握することが行われる。実施の形態4では、半導体装置の処理能力と消費電流を把握するのに有効な半導体装置が提供される。
101 半導体装置
102 内部電源回路
103 マイクロプロセッサ
104 周辺回路
105 クロック信号生成回路
106 アナログ/デジタル変換回路
107 メモリ
108 電子部品
109 電源回路
110 電源電圧供給回路
111 消費電流信号生成回路
PC1、PC2 電源端子
PS1、PS2 接地端子
PA1 外部端子
L1、L2 電源配線
CIS 消費電流信号
Claims (6)
- それぞれ電源端子を有する複数の電子部品と、電源配線を介して、前記複数の電子部品の電源端子に結合された電源回路とを備える電子装置であって、
前記電源回路は、前記複数の電子部品に流れる電流に従ったアナログ信号を出力する消費電流信号生成回路を備え、
前記複数の電子部品のうちの一の電子部品は、
前記アナログ信号が供給される外部端子と、
クロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記クロック信号に従って動作する処理回路と、
を備え、前記クロック信号生成回路によって生成されるクロック信号の周波数が、前記アナログ信号の値によって変化する、半導体装置である、電子装置。 - 請求項1に記載の電子装置において、
前記電源回路は、
前記電源配線を介して、前記複数の電子部品の電源端子に結合される電源供給端子と、
電源電圧を供給する電源電圧供給回路と、
を備え、
前記消費電流信号生成回路は、前記電源供給端子と前記電源電圧供給回路との間に結合され、前記電源供給端子を流れる電流に従って、前記アナログ信号を形成する、電子装置。 - 請求項2に記載の電子装置において、
前記半導体装置は、前記アナログ信号をデジタル信号へ変換するアナログ/デジタル変換回路を備え、
前記クロック信号生成回路は、互いに異なる周波数のクロック信号から、前記デジタル信号に従って、クロック信号を選択し、選択したクロック信号を前記処理回路へ供給する選択回路を備える、電子装置。 - それぞれ電源端子を有する複数の電子部品と、電源配線を介して、前記複数の電子部品の電源端子に結合された電源回路とを備える電子装置であって、
前記複数の電子部品のうちの第1電子部品および第2電子部品のそれぞれは、
電流制御信号が供給される外部端子と、
クロック信号を生成するクロック信号生成回路と、
前記クロック信号に従って動作する処理回路と、
を備え、前記クロック信号生成回路によって生成される前記クロック信号の周波数が、前記電流制御信号によって変化する半導体装置であり、
前記電源回路は、前記第1電子部品である第1半導体装置の外部端子に供給される第1電流制御信号と、前記第2電子部品である第2半導体装置の外部端子に供給される第2電流制御信号を形成する電流分配制御回路を備え、前記電流分配制御回路は、前記第1電流制御信号と前記第2電流制御信号とによって、前記第1半導体装置または前記第2半導体装置における前記クロック信号の周波数が、高くなるように制御する、電子装置。 - 請求項4に記載の電子装置において、
前記電源回路は、前記複数の電子部品に流れる電流に従った消費電流信号を生成する消費電流信号生成回路を備え、
前記電流分配制御回路は、前記消費電流信号を受け、前記第1電流制御信号と前記第2電流制御信号を形成する、電子装置。 - 請求項5に記載の電子装置において、
前記第1電流制御信号および前記第2電流制御信号のそれぞれは、アナログ信号であり、
前記第1半導体装置および前記第2半導体装置のそれぞれは、前記外部端子に結合されたアナログ/デジタル変換回路を備え、
前記クロック信号生成回路は、前記アナログ/デジタル変換回路からのデジタル信号に従って、互いに異なる周波数のクロック信号から、クロック信号を選択し、選択したクロック信号を前記処理回路へ供給する選択回路を備える、電子装置。
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