JPH0444337A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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JPH0444337A
JPH0444337A JP15344790A JP15344790A JPH0444337A JP H0444337 A JPH0444337 A JP H0444337A JP 15344790 A JP15344790 A JP 15344790A JP 15344790 A JP15344790 A JP 15344790A JP H0444337 A JPH0444337 A JP H0444337A
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lsi
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文夫 村林
Hideo Maejima
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Shigeya Tanaka
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Abstract

PURPOSE:To optimize the performance of an LSI in a high speed region and a low power consumption region by controlling a current of a DC component circuit flowing in the LSI corresponding to using environmental conditions of the LSI by a signal out of the LSI. CONSTITUTION:An LSI 11 has an input terminal 16 of input means for inputting a control signal for controlling a current of a DC component circuit out of the LSI 11, a switch S of control means for controlling the current flowing to the circuit, and current sources IA14, IAL15. If the LSI is operated at a high speed (environmental conditions A), the switch S is set to A by a signal out of the LSI, and a DC current of IA flows. Then, if it is operated at a low speed (environmental conditions B), the switch S is set to B by a signal out of the LSI, and a DC current of IAL (IAL<IA) flows. When the current is controlled in this manner, power consumption at the time of the conditions A is P2, which is the same as a conventional LSI, but the power consumption at the time of the condition B becomes P1l (P1l<P1), and the power consumption is considerably reduced as compared with the conventional LSI.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体集積回路装置(以下、LSIと呼ぶ)
に係り、特に広い性能領域をカバーするLSIの回路及
びチップ構成に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as LSI).
In particular, the present invention relates to LSI circuits and chip configurations that cover a wide performance range.

[従来の技術] 今日、LSIに要求される性能はますます多様化してお
り、これに対応する多品種のLSIを開発しなければな
らないといった問題が生じてきており、1品種で複数の
性能領域をカバーすることが望まれている。
[Conventional technology] Today, the performance required of LSIs is becoming more and more diverse, and the problem has arisen that it is necessary to develop a wide variety of LSIs to meet this demand. It is hoped that this will be covered.

先ず、第2図によって、従来のLSIについて説明する
First, a conventional LSI will be explained with reference to FIG.

LSIの内部回路は、クロック周波数に依存して電流値
がかわることのない回路、すなわち、定常的に直流電流
が流れる部分(以下、直流分回路と呼ぶ)と、クロック
周波数に依存して電流値が変わる回路、すなわち1回路
が動作する時のみ交流的に電流が流れる部分(以下、交
流分目路と呼ぶ)とに分けることができるう 従来のLSIは、この2つのタイプの回路のいずれか一
方か、あるいは両方のタイプの回路を含む、いずれかの
場合に分類される。
The internal circuit of an LSI consists of a circuit in which the current value does not change depending on the clock frequency, that is, a part in which direct current flows steadily (hereinafter referred to as a DC branch circuit), and a part in which the current value does not change depending on the clock frequency. Conventional LSIs can be divided into circuits where the voltage changes, that is, parts where AC current flows only when one circuit operates (hereinafter referred to as AC branch circuits). It is classified as either containing one or both types of circuits.

以下、第2図(a)に示すように、定常的に直流電流が
流れる部分が、LSI内に少なくとも1ケ所は含まれる
場合について説明を行う。
Hereinafter, as shown in FIG. 2(a), a case will be described in which an LSI includes at least one part in which a direct current flows steadily.

第2図(a)に示すLSIの消費電力は、第2図(b)
に示すようにクロック周波数に比例して変化する。また
、直流分回路が消費する電力はPOなので、クロック周
波数がゼロ、すなわちLSIが動作停止状態にある場合
にも、POの電力を消費する。
The power consumption of the LSI shown in Figure 2(a) is as shown in Figure 2(b).
As shown in , it changes in proportion to the clock frequency. Further, since the power consumed by the DC branch circuit is PO, the power of PO is consumed even when the clock frequency is zero, that is, when the LSI is in a stopped state.

ここで、例えば、LSIの使用環境条件として、2つあ
る場合について考える。
Here, for example, consider a case where there are two environmental conditions for LSI use.

1つは、高速にLSIを動作させたい場合(環境条件A
)であり、LSIはクロック周波数f2で動作する。他
の1つは、動作周波数は低いが、LSIの消費電力を低
く抑えたい場合(環境条件B)であり、LSIはクロッ
ク周波数f1で動作する(fl<f2)。
One is when you want to operate the LSI at high speed (environmental condition A
), and the LSI operates at a clock frequency f2. The other case is when the operating frequency is low but the power consumption of the LSI is desired to be kept low (environmental condition B), and the LSI operates at the clock frequency f1 (fl<f2).

LSIが高速に動作する場合(環境条件A)の消費電力
はP2であり、低速で動作する場合(環境条件B)の消
費電力はPlであり、P2とPlの差分は、消費電力の
交流成分の減少分のみである。
The power consumption when the LSI operates at high speed (environmental condition A) is P2, and the power consumption when it operates at low speed (environmental condition B) is Pl, and the difference between P2 and Pl is the AC component of the power consumption. This is only the decrease in .

したがって、LSIの消費電力の直流成分の占める割合
が比較的大きい場合には、クロック周波数がflに低下
しても、消費電力を効果的に低下することはできない。
Therefore, if the proportion of the DC component of the power consumption of the LSI is relatively large, the power consumption cannot be effectively reduced even if the clock frequency is lowered to fl.

すなわち、この従来例の場合、LSIは、環境条件Aで
は使用可能であるが環境条件Bでは消費電力が大きくて
使用することができないので、−品種のLSIで上記2
つの使用環境条件に対応することはできない。
In other words, in the case of this conventional example, the LSI can be used under environmental condition A, but cannot be used under environmental condition B due to its large power consumption.
It is not possible to respond to different operating environment conditions.

1品種で、複数の性能領域をカバーする従来の技術とし
ては、通常の消費電力と低消費電力を選択できる技術の
提案がある。
As a conventional technique for covering multiple performance areas with one product type, there is a proposal for a technique that allows selection of normal power consumption and low power consumption.

従来のLSIの低電力化を選択する方式には、例えば、
特開昭63−104443号公報に示されているLSI
のように、LSI内部にクロックの分周回路、電源電圧
の分圧回路を設け、その出力をプログラマブルなレジス
タに設定された情報により、LSIを構成する複数の機
能ブロック毎に、選択して、印加できるようにすること
によって行う、などの例がある。これにより、LSIチ
ップの動作状態が変化したとき、必要に応じて、各機能
ブロックへ供給されるクロック周波数、電源電圧を選択
することができるので、消費電力の制御をダイナミック
に行うことができ、低消費電力なLSIが実現される。
Conventional methods for selecting low power LSI include, for example,
LSI shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-104443
As shown in the figure, a clock frequency divider circuit and a power supply voltage divider circuit are provided inside the LSI, and their outputs are selected for each of the plurality of functional blocks that make up the LSI using information set in a programmable register. For example, this can be done by making it possible to apply a voltage. As a result, when the operating state of the LSI chip changes, the clock frequency and power supply voltage supplied to each functional block can be selected as necessary, so power consumption can be dynamically controlled. An LSI with low power consumption is realized.

しかし、電源電圧を変えているために、高力信号の振幅
が変わってしまうという問題がある。
However, since the power supply voltage is changed, there is a problem in that the amplitude of the high-power signal changes.

[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、LSI内部のクロック周波数及び電源
電圧の選択をチップ内部のレジスタの情報によって行い
、LSIの低消費電力化を実現するものではあるが、ク
ロック周波数および電源電圧の選択を行う方法では、1
品種のLSIがカバーする性能領域には限界がある。
[Problems to be Solved by the Invention] The above-mentioned conventional technology selects the clock frequency and power supply voltage inside the LSI based on the information in the register inside the chip, and achieves low power consumption of the LSI. and the method of selecting the power supply voltage, 1
There are limits to the performance range covered by each type of LSI.

例えば、上記LSIを高速で、高消費電力な領域(以下
、高速領域と呼ぶ)と低速で、低消費電力な領域(以下
、低速領域と呼ぶ)の二つの性能領域で使用する場合、
上記LSIはいずれか一つの性能領域で使用することを
前提に最適設計されている(出力信号の振幅が一つの領
域で設計されている)ので、もう一方の性能領域で使用
すると、性能が落ちる。といった問題がある。
For example, when the above LSI is used in two performance areas: a high speed, high power consumption area (hereinafter referred to as the high speed area) and a low speed, low power consumption area (hereinafter referred to as the low speed area),
The above LSI is optimally designed to be used in one performance area (the amplitude of the output signal is designed in one area), so if it is used in the other performance area, the performance will drop. . There are problems like this.

本発明の目的は、1品種で多様な消費電力条件およびク
ロック周波数条件に対応可能であり、広い性能領域をカ
バーするLSIを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an LSI that can accommodate various power consumption conditions and clock frequency conditions with one type and covers a wide performance range.

[課題を解決するための手段] LSI内部に流れる電流は、クロック周波数に電流値が
依存する回路の電流と、依存しない回路の電流の和であ
る。上記目的は、LSI内部に流れるクロック周波数に
依存しない電流をLSI外部より制御することにより、
実現される。
[Means for Solving the Problems] The current flowing inside the LSI is the sum of the current in a circuit whose current value depends on the clock frequency and the current in a circuit whose current value does not depend on the clock frequency. The above purpose is to control the current flowing inside the LSI that does not depend on the clock frequency from outside the LSI.
Realized.

そのため、クロック周波数が変化しても、電流値が変わ
らない回路を、1または2以上、有する半導体集積回路
装置において、上記半導体集積回路装置内の上記回路の
電流を、上記装置の外部から制御する制御信号が入力さ
れる入力手段と、上記回路の電流を制御する制御手段と
を有し、電流値を可変にしたものである。
Therefore, in a semiconductor integrated circuit device having one or more circuits whose current value does not change even if the clock frequency changes, the current of the circuit in the semiconductor integrated circuit device is controlled from outside the device. It has an input means into which a control signal is input, and a control means for controlling the current of the circuit, and the current value is made variable.

[作 用] LSIが消費する電流は、クロック周波数に依存して電
流値が変わる回路(以下、交流会回路と呼ぶ)の電力と
、クロック周波数に依存し・ない回路(以下、直流分回
路と呼ぶ)の電力の2つに分けることができる。
[Function] The current consumed by an LSI is divided into the power of a circuit whose current value changes depending on the clock frequency (hereinafter referred to as an AC circuit) and the power of a circuit that does not depend on the clock frequency (hereinafter referred to as a DC branch circuit). The electric power can be divided into two types:

交流会回路の電力はLSI外部から入力するクロック周
波数に、はぼ比例して増減するが、直流分回路の電力は
クロック周波数に依存せず一定の値となる。
The power of the AC branch circuit increases or decreases approximately in proportion to the clock frequency input from outside the LSI, but the power of the DC branch circuit remains constant regardless of the clock frequency.

したがって、同じLSIを高周波クロックと低周波クロ
ックの2通りのケースで使用する場合、入力するクロッ
クを変えるだけでは、低周波クロックにおけるLSIの
消費電力は、高周波クロックにおけるLSIの消費電力
に比較して、交流会回路の電力のみの低下に留まり、直
流分回路の電力は低下しないので、大きな低電力化は実
現できない。
Therefore, when the same LSI is used in two cases, a high-frequency clock and a low-frequency clock, simply changing the input clock will cause the power consumption of the LSI with the low-frequency clock to be lower than the power consumption of the LSI with the high-frequency clock. In this case, only the power of the AC circuit is reduced, and the power of the DC branch circuit is not reduced, so a large reduction in power cannot be achieved.

しかし、LSIの使用環境条件に対応して(高周波クロ
ックか、低周波クロックかに応じて)、LSI内部に流
れる直流分回路の電流を、LSI外部の信号により制御
することによって、LSIの性能を高速領域と低消費電
力領域で最適化することが可能となる。
However, depending on the environmental conditions in which the LSI is used (depending on whether it is a high-frequency clock or a low-frequency clock), the performance of the LSI can be improved by controlling the current of the DC branch circuit that flows inside the LSI using signals external to the LSI. It becomes possible to optimize in the high speed area and low power consumption area.

例えば、高速領域で使用する場合には、大きな直流電流
を直流分回路に流すような制御信号を、LSIに外部か
ら印加して、高速性を実現し、低消費電力領域で使用す
る場合は、直流分回路の電流を小さくする制御信号を、
LSIに印加することにより、消費電力の直流回路分を
小さくして、大幅な低消費電力化を実現することができ
る。
For example, when used in a high-speed area, a control signal that causes a large DC current to flow through a DC branch circuit is applied externally to the LSI to achieve high speed, and when used in a low-power consumption area, The control signal that reduces the current in the DC branch circuit is
By applying power to the LSI, it is possible to reduce the power consumption of the DC circuit and achieve a significant reduction in power consumption.

(以下余白) [実施例] 以下、本発明に係るLSIの実施例を第1図、第3図〜
第7図により説明する。
(The following is a blank space) [Example] Hereinafter, an example of an LSI according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 3 to 3.
This will be explained with reference to FIG.

第1図は本発明に係る半導体集積回路装置の一実施例の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.

第1図に示す本発明に係る半導体集積回路装置であるL
SIIIは、直流分回路12と、交流会回路13を有し
、これらは、電源■CCにより、畦動されている。
L which is a semiconductor integrated circuit device according to the present invention shown in FIG.
SIII has a DC branch circuit 12 and an AC circuit 13, which are operated by a power supply CC.

LSIIIは、直流分回路の電流をLSIII外部から
制御する制御信号が入力される入力手段である入力端子
16と、この回路に流れる電流を。
The LSIII has an input terminal 16, which is an input means to which a control signal for controlling the current of the DC branch circuit is input from outside the LSIII, and a current flowing through this circuit.

制御する制御手段であるスイッチSおよび、電流源lA
l4、IAL15を有する。
A switch S, which is a control means, and a current source lA
14, with IAL15.

スイッチSは、この2つの電流源IAI 4とIAL1
5の切り換えを行う。
Switch S connects these two current sources IAI4 and IAL1
Perform the switch in step 5.

第1図に示す本発明の一実施例によれば、2つの使用環
境条件(環境条件AおよびB)に対応可能であることを
次に説明する。
It will be explained next that the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 can accommodate two usage environmental conditions (environmental conditions A and B).

第1図(a)に示す様に、本実施例においても、定常的
に直流電流が流れる部分と、回路が動作する時のみ交流
的に電流が流れる部分とに内部回路を分けることができ
る。
As shown in FIG. 1(a), in this embodiment as well, the internal circuit can be divided into a part where a direct current flows constantly and a part where an alternating current flows only when the circuit is in operation.

そして、本実施例においては、LSIの内部回路あるい
は入出力回路に流れる直流電流をLSI外部からの信号
によって制御できることが特徴である。
The present embodiment is characterized in that the direct current flowing through the internal circuits or input/output circuits of the LSI can be controlled by signals from outside the LSI.

先ず、LSIを高速に動作する場合(環境条件A)には
、LSI外部からの信号によって、スイッチSをAに倒
しIAの直流電流を流す0次に、低速で動作する場合(
環境条件B)には、LSI外部からの信号によって、ス
イッチSをBに倒しIAL(IAL<IA)の直流電流
を流す。
First, when the LSI is operated at high speed (environmental condition A), switch S is turned to A to flow the DC current of IA by a signal from outside the LSI, and when the LSI is operated at low speed (
For environmental condition B), the switch S is turned to B in response to a signal from outside the LSI, and a direct current of IAL (IAL<IA) is caused to flow.

このように電流を制御すると、環境条件Aの時の消費電
力はP2であり、従来のLSIと同じであるが、環境条
件Bの時の消費電力はPIL(PIL(Pi)となり、
従来のLSIに比較して、大幅な低消費電力化が可能で
ある。このようなことが可能となるのは、一般に回路が
低速動作する場合に必要な直流電流が、高速動作する場
合に必要な直流電流に比較して小さいからである。
When the current is controlled in this way, the power consumption under environmental condition A is P2, which is the same as a conventional LSI, but the power consumption under environmental condition B is PIL (PIL (Pi),
Compared to conventional LSIs, it is possible to significantly reduce power consumption. This is possible because the DC current required when the circuit operates at low speed is generally smaller than the DC current required when the circuit operates at high speed.

従って、環境条件Bの場合の消費電力は、直流成分をP
OLとすることができるので、トータルの消費電力をP
ILまで減らすことができ、従来のLSIに比較して、
大幅に低消費電力化できることがわかる。
Therefore, the power consumption in the case of environmental condition B is the DC component P
Since it can be used as OL, the total power consumption can be reduced to P
Compared to conventional LSI,
It can be seen that power consumption can be significantly reduced.

このように、LSIの内部回路あるいは入出力回路に流
れる直流電流を、LSI外部からの信号によって制御す
ることにより、高速性が要求される環境条件Aにおいて
も、低消費電力性が必要な環境条件Bにおいても、同一
のLSIを使用することができるので、−品種のLSI
で上記2つの使用環境条件に対応可能となる。
In this way, by controlling the direct current flowing through the LSI's internal circuits or input/output circuits using signals from outside the LSI, even in environmental conditions A where high speed is required, low power consumption is required. Since the same LSI can be used in B, the LSI of -
This makes it possible to meet the above two usage environment conditions.

したがって、LSI開発の時間と経費を大幅に削減する
効果がある。
Therefore, it has the effect of significantly reducing the time and cost of LSI development.

第3図は、上記実施例を実現するために、LSI31に
、電流を制御する制御信号の入力手段である電流制御ピ
ンPを設けた一実施例である。
FIG. 3 shows an embodiment in which the LSI 31 is provided with a current control pin P, which is a means for inputting a control signal to control the current, in order to realize the above embodiment.

本実施例のLSI31は入力端子である電流制御ピンP
と、クロック入力ピンCKを有し、第3図(b)に示す
様に、制御ピンPへの入力信号によってLSI31の特
性は、2つの状態を取る。
The LSI 31 of this embodiment has a current control pin P which is an input terminal.
As shown in FIG. 3(b), the characteristics of the LSI 31 take on two states depending on the input signal to the control pin P.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

制御ピンPによって、LSIの性能を(b)に示すよう
な特性に制御することができる。すなわち、制御ピンP
を第一の電源電圧(V CC)にすると、LSIは高速
モードとなり1周波数fHで動作し、この時の消費電力
はP)lとなる。一方、制御ピンPを接地電圧(GND
)にすると、LSIは低速モードとなり、周波数fL 
(fL< fH)で動作し、この時の消費電力はPL 
(PL<PH)となる。
The control pin P allows the performance of the LSI to be controlled to the characteristics shown in (b). That is, the control pin P
When set to the first power supply voltage (V CC ), the LSI enters the high-speed mode and operates at one frequency fH, and the power consumption at this time becomes P)l. On the other hand, connect the control pin P to the ground voltage (GND
), the LSI goes into low-speed mode and the frequency fL
(fL<fH), and the power consumption at this time is PL
(PL<PH).

第4図は、上記一実施例を実現するための制御信号の入
力端子および制御手段の一実施例を直流分回路とともに
した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the control signal input terminal and control means for realizing the embodiment described above, together with a DC branch circuit.

回路の構成は以下の如くである。The configuration of the circuit is as follows.

本実施例では、可変インピーダンス素子である第1の導
電型のMOSトランジスタとして、N型チャネルMOS
トランジスタを使用し、第2の導電型のMO5I−ラン
ジスタとして、P型チャネルMOSトランジスタを使用
している。
In this embodiment, an N-type channel MOS transistor is used as the first conductivity type MOS transistor which is a variable impedance element.
A P-type channel MOS transistor is used as the second conductivity type MO5I transistor.

LSI内の直流分回路の電流を制御するところの外部制
御信号が入力する入力端子14と、第1のN型チャネル
MOSトランジスタ101のゲート端子が接続され、該
制御信号の反転信号を生成する反転器120と、可変イ
ンピーダンス素子である第1及び第2のP型チャネルM
O3トランジスタ104,105の制御端子であるゲー
ト端子とが接続され、 上記第1及び上記第2のP型チャネルMOSトランジス
タ104,105のソース端子が、第1の電源VCCに
接続される。
An input terminal 14 to which an external control signal that controls the current of a DC branch circuit in the LSI is input is connected to the gate terminal of the first N-type channel MOS transistor 101, and an inverter that generates an inverted signal of the control signal. 120, and first and second P-type channels M, which are variable impedance elements.
Gate terminals which are control terminals of O3 transistors 104 and 105 are connected, and source terminals of the first and second P-type channel MOS transistors 104 and 105 are connected to a first power supply VCC.

上記第1のP型チャネルMOSトランジスタ104のド
レイン端子が、第1の半導体素子である第1のバイポー
ラトランジスタ107の電流入力端子であるコレクタ端
子に接続され、上記第2のP型チャネルMoSトランジ
スタ(以下、PMO3と呼ぶ)105のドレイン端子が
半導体素子である第2のバイポーラトランシタ108の
電流入力端子であるコレクタ端子に接続される。
The drain terminal of the first P-type channel MOS transistor 104 is connected to the collector terminal, which is the current input terminal, of the first bipolar transistor 107, which is the first semiconductor element, and the second P-type channel MoS transistor ( A drain terminal of the PMO 105 (hereinafter referred to as PMO3) is connected to a collector terminal, which is a current input terminal, of a second bipolar transistor 108, which is a semiconductor element.

上記第1のバイポーラトランジスタ107の電流出力端
子であるエミッタ端子と上記第2のバイポーラトランジ
スタ108の電流出力端子であるエミッタ端子とが接続
される。
An emitter terminal that is a current output terminal of the first bipolar transistor 107 and an emitter terminal that is a current output terminal of the second bipolar transistor 108 are connected.

第1のN型チャネルMOSトランジスタ(以下、NMO
5と呼ぶ)101のドレイン端子が、上記エミッタ端子
に接続され、ソース端子が第2の電源GNDに接続され
る。
First N-type channel MOS transistor (hereinafter, NMO
5) 101 is connected to the emitter terminal, and the source terminal is connected to the second power supply GND.

上記第2のバイポーラトランジスタ108の入力端子で
あるベースが第3の電源VBBに接続される。
The base, which is the input terminal of the second bipolar transistor 108, is connected to the third power supply VBB.

上記第1のバイポーラトランジスタ107のベース端子
がLSIIIの入力端子43となり、上記第1のバイポ
ーラトランジスタ107のコレクタが、LSIIIの第
1の出力端子41となり、上記第2のバイポーラトラン
ジスタ108のコレクタが、LSlllの第2の出力端
子42となる。
The base terminal of the first bipolar transistor 107 becomes the input terminal 43 of the LSIII, the collector of the first bipolar transistor 107 becomes the first output terminal 41 of the LSIII, and the collector of the second bipolar transistor 108 becomes the input terminal 43 of the LSIII. This becomes the second output terminal 42 of LSll.

本実施例において、例えば、制御信号を第1の電源電圧
レベルvCCとした場合NMOS101゜PMO810
4,105はオンとなる。この時、第1の電源vCCか
ら第2の電源に流れる電流はIAである。また、出力信
号の振幅V OUTはPMO3103〜106のチャネ
ル抵抗をそれぞれ2Rとすれば、VOUT= I A 
木Rとなり、また、回路の直流分消費電力は、POLC
=VCC木IAとなる。
In this embodiment, for example, when the control signal is set to the first power supply voltage level vCC, the NMOS101°PMO810
4,105 is turned on. At this time, the current flowing from the first power supply vCC to the second power supply is IA. Also, the amplitude V OUT of the output signal is as follows, assuming that the channel resistances of PMO3103 to 106 are each 2R, VOUT=I A
tree R, and the DC power consumption of the circuit is POLC
= VCC tree IA.

一方、制御信号を第2の電源電圧レベルGNDとした場
合、NMO8IOL、PMO8104゜105はオフと
なる。この時、第1の電源から第2の電源に流れる電流
はIAL=IA/2である。
On the other hand, when the control signal is set to the second power supply voltage level GND, NMO8IOL and PMO8104°105 are turned off. At this time, the current flowing from the first power source to the second power source is IAL=IA/2.

また、出力信号の振幅V 0LITは、VOUT= I
AL* 2R=(IA/2)3k 2R= IA* R
となり、制御信号がvCCの場合と等しくなる。
Moreover, the amplitude V 0LIT of the output signal is VOUT=I
AL* 2R=(IA/2)3k 2R= IA* R
This is the same as when the control signal is vCC.

回路の直流分消費電力は。What is the DC power consumption of the circuit?

POC=VCCI IAL=VCC本 (IA/2)と
なり、制御信号PがvCCの場合の半分となる。
POC=VCCI IAL=VCC main (IA/2), and the control signal P is half of the value when it is vCC.

このように、本実施例の回路によれば、制御信号によっ
て、出力振幅を変化することなく、消費電力を半分に切
り替え制御することが可能となる。
In this way, according to the circuit of this embodiment, it is possible to control the power consumption by halving it without changing the output amplitude using the control signal.

第5図は、内部回路のうちの直流分回路の電流を制御す
る他の実施例である。本実施例は上記実施例とは異なり
、制御信号を直接MO5のゲートに印加するものではな
く、クロック信号の周波数によって、直流分回路の電流
を制御する方式である。
FIG. 5 shows another embodiment in which the current in the DC branch circuit of the internal circuit is controlled. This embodiment is different from the above embodiments in that the control signal is not directly applied to the gate of MO5, but the current in the DC branch circuit is controlled by the frequency of the clock signal.

回路構成は以下の如くである。The circuit configuration is as follows.

なお、本実施例では、可変インピーダンス素子である第
1の導電型のMOSトランジスタとして、N型チャネル
MOSトランジスタを使用し、第2の導電型のMOSト
ランジスタとして、P型チャネルMOSトランジスタを
使用している。
In this embodiment, an N-type channel MOS transistor is used as the first conductivity type MOS transistor, which is a variable impedance element, and a P-type channel MOS transistor is used as the second conductivity type MOS transistor. There is.

電流を制御する制御信号はクロック信号であり、この制
御信号の入力手段は、入力端子であるクロック入力ピン
CKと、信号変換機である第1、第2周波数・電圧変換
器である。
The control signal for controlling the current is a clock signal, and means for inputting this control signal are a clock input pin CK, which is an input terminal, and first and second frequency/voltage converters, which are signal converters.

クロック入力ピンCKが第1および第2周波数・電圧変
換器(f−V変換器)110,111に接続され、上記
第1周波数・電圧変換器110の出力端子が、第3の可
変インピーダンス素子である第1のN型チャネルMOS
トランジスタ101のゲート端子に接続され、上記第2
R波数・電圧変換器111の出力端子が、第1、第2の
可変インピーダンス素子である第1及び第2のP型チャ
ネルMO5トランジスタ104,105のゲート端子に
接続される。
The clock input pin CK is connected to first and second frequency/voltage converters (f-V converters) 110, 111, and the output terminal of the first frequency/voltage converter 110 is connected to a third variable impedance element. A certain first N-type channel MOS
connected to the gate terminal of the transistor 101 and connected to the second
The output terminal of the R-wavenumber/voltage converter 111 is connected to the gate terminals of first and second P-type channel MO5 transistors 104 and 105, which are first and second variable impedance elements.

上記第1および第2のP型チャネルMO5トランジスタ
104.105のソース端子が、第1の電源VCCに接
続される。
The source terminals of the first and second P-type channel MO5 transistors 104, 105 are connected to a first power supply VCC.

上記第1のP型チャネルMOSトランジスタ104のト
レイン端子が、第1の半導体素子である第1のバイポー
ラトランジスタ107のコレクタ端子に接続され、上記
第2のP型チャネルMOSトランジスタ105のドレイ
ン端子が、第2の半導体素子である第2のバイポーラト
ランジスタ108のコレクタ端子に接続される。
The train terminal of the first P-type channel MOS transistor 104 is connected to the collector terminal of the first bipolar transistor 107, which is the first semiconductor element, and the drain terminal of the second P-type channel MOS transistor 105 is connected to the collector terminal of the first bipolar transistor 107, which is the first semiconductor element. It is connected to the collector terminal of a second bipolar transistor 108, which is a second semiconductor element.

上記第1のバイポーラトランジスタ107のエミッタ端
子と上記第2のバイポーラトランジスタ108のエミッ
タ端子とが接続される。
The emitter terminal of the first bipolar transistor 107 and the emitter terminal of the second bipolar transistor 108 are connected.

上記第1のN型チャネルMO3トランジスタ101のド
レイン端子が、上記エミッタ端子に接続され、ソース端
子が第2の電源GNDに接続される。
The drain terminal of the first N-type channel MO3 transistor 101 is connected to the emitter terminal, and the source terminal is connected to the second power supply GND.

上記第2のバイポーラトランジスタ108のベースが第
3の電源VBHに接続される。
The base of the second bipolar transistor 108 is connected to the third power supply VBH.

上記第1のバイポーラトランジスタ107のベース端子
が入力端子53となり、上記第1のバイポーラトランジ
スタ107のコレクタが第1の出力端子5↓となり、上
記第2のバイポーラトランジスタ108のコレクタが第
2の8力端子52となる。
The base terminal of the first bipolar transistor 107 becomes the input terminal 53, the collector of the first bipolar transistor 107 becomes the first output terminal 5↓, and the collector of the second bipolar transistor 108 becomes the second output terminal 53. This becomes the terminal 52.

次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.

上記第1周波数・電圧変換器110は、出力電圧が入力
周波数に対して正の特性を有しく同図b)上記第2周波
数・電圧変換器111は、出力電圧が入力周波数に対し
て負の特性を有する(同図C)クロック周波数がfHの
時、第1f−V変換器110の出力電圧はVHであり第
2f−V変換器111の出力電圧はVLである。
In the first frequency/voltage converter 110, the output voltage has a positive characteristic with respect to the input frequency, and in the second frequency/voltage converter 111, the output voltage has a negative characteristic with respect to the input frequency. When the clock frequency is fH, the output voltage of the first f-V converter 110 is VH, and the output voltage of the second f-V converter 111 is VL.

この時、NMO8101のチャネル抵抗はRとなり、第
1の電源VCCから第2の電源GNDに電流IAが流れ
る。
At this time, the channel resistance of the NMO 8101 becomes R, and a current IA flows from the first power supply VCC to the second power supply GND.

一方、クロック周波数がfLの時、第1f−V変換器1
10の出力電圧はVLであり、第2f−■変換器111
の出力電圧はVHである。この時、NMO5101のチ
ャネル抵抗はRより大きくなるので、第1の電源VBB
から第2の電源GNDに、電流IAより小さい電流IA
Lが流れる。
On the other hand, when the clock frequency is fL, the first f-V converter 1
The output voltage of 10 is VL, and the second f-■ converter 111
The output voltage of is VH. At this time, the channel resistance of NMO5101 is greater than R, so the first power supply VBB
A current IA smaller than the current IA is applied from the second power supply GND to the second power supply GND.
L flows.

このように、クロック周波数によって内部回路の直流電
流が制御されることにより、周波数が低い場合には、消
費電力の直流成分が小さくなり、低消費電力化が実現さ
れる。
In this way, by controlling the DC current of the internal circuit by the clock frequency, when the frequency is low, the DC component of power consumption becomes small, and low power consumption is realized.

また、PMO8104,105のチャネル抵抗は、出力
信号振幅が一定となるように、第2f−■変換器111
の出力電圧によって制御されている。こうして、高力振
幅を一定にしながら、電流値を少くする。すなわち低消
費電力化が可能である。
In addition, the channel resistance of the PMOs 8104 and 105 is set to the second f-■ converter 111 so that the output signal amplitude is constant.
is controlled by the output voltage of In this way, the current value is reduced while keeping the high force amplitude constant. In other words, it is possible to reduce power consumption.

上記の実施例より、電流制御により電力制御が実質的に
、可能であり、電流制御信号の入力端子は電力制御の入
力端子として使用しても良い。また、電流制御手段を、
電力*J’l1手段として使っても良い。
According to the above embodiment, power control is substantially possible by current control, and the input terminal for the current control signal may be used as an input terminal for power control. In addition, the current control means,
It may also be used as a power *J'l1 means.

以上の実施例は、LSI内の直流電流を制御することに
よって、低周波動作時におけるLSIの低消費電力化を
実現している。
The embodiments described above achieve lower power consumption of the LSI during low frequency operation by controlling the DC current within the LSI.

これに対して、第6図に示す実施例は、LSI外部ピン
によって、LSI内の電源電圧を制御することにより、
低周波動作時におけるLSIの低消費電力化を実現する
方式である。
On the other hand, the embodiment shown in FIG. 6 controls the power supply voltage inside the LSI using external pins of the LSI,
This method realizes lower power consumption of LSI during low frequency operation.

この原理について、以下、説明する。This principle will be explained below.

LSIの消費電力のうち、交流会回路の消費電力は、電
源電圧の二乗に比例し、直流分回路の消費電力は、電源
電圧に比例して、変化する。
Among the power consumption of an LSI, the power consumption of the AC branch circuit is proportional to the square of the power supply voltage, and the power consumption of the DC branch circuit changes in proportion to the power supply voltage.

したがって、LSIの高速領域/低消費電力領域の選択
は、外部信号によりLSI内部の電源電圧を切り替える
ことによっても実現できる。
Therefore, selection of the high speed region/low power consumption region of the LSI can also be realized by switching the power supply voltage inside the LSI using an external signal.

例えば、高速領域で使用する場合には、LSI内部の電
源電圧が高い値となるように制御して高速性を実現し、
低消費電力領域で使用する場合は、電源電圧を低下する
ようにLSIの外部からの信号で制御することによって
、交流会回路の消費電力を電圧の二乗で低下させ、直流
分回路の消費電力を電圧に比例して低下させることがで
きるので、大幅な低消費電力化を実現することが可能と
なる。
For example, when used in a high-speed region, the power supply voltage inside the LSI is controlled to a high value to achieve high-speed performance.
When used in a low power consumption area, by controlling the power supply voltage with a signal from outside the LSI, the power consumption of the AC circuit is reduced by the square of the voltage, and the power consumption of the DC branch circuit is reduced. Since it can be reduced in proportion to the voltage, it is possible to achieve a significant reduction in power consumption.

以下、第6図の実施例について説明する。The embodiment shown in FIG. 6 will be described below.

第6図(a)に示す実施例のLSI61は、クロック入
力ピン62と電圧制御ピン63を有する。
The LSI 61 of the embodiment shown in FIG. 6(a) has a clock input pin 62 and a voltage control pin 63.

この電圧切換ピン63を通して入力される信号によって
、LSIの特性は(b)のように変化する。
Depending on the signal input through this voltage switching pin 63, the characteristics of the LSI change as shown in (b).

このような制御が可能となる理由は、LSI内部回路の
(C)のような特性を利用しているからである。
The reason why such control is possible is because the characteristics shown in (C) of the LSI internal circuit are utilized.

すなわち、クロック周波数が高くて、内部回路を高速に
動作させる必要がある場合(回路の遅延時間=tH)に
は、電源電圧をVHにし、クロック周波数が低くて内部
回路を低速に動作させる場合(回路の遅延時間=tL)
には、電源電圧をVLに低下させる。
In other words, when the clock frequency is high and the internal circuit must operate at high speed (circuit delay time = tH), the power supply voltage is set to VH, and when the clock frequency is low and the internal circuit must operate at low speed ( Circuit delay time = tL)
To do this, lower the power supply voltage to VL.

LSIの消費電力の交流骨は電源電圧の2乗に比例し、
直流分は電源電圧の1乗に比例することから、LSI全
体の消費電力は、電源電圧に大きく依存していることが
わかる。
The AC power consumption of LSI is proportional to the square of the power supply voltage,
Since the DC component is proportional to the first power of the power supply voltage, it can be seen that the power consumption of the entire LSI is largely dependent on the power supply voltage.

したがって、本実施例の如く電源電圧を電圧切換ピン6
1によって切り替えることにより、高速モードにおける
消費電力に対して低消費電力モードにおける消費電力を
大幅に低下することが可能となる。
Therefore, as in this embodiment, the power supply voltage is changed to the voltage switching pin 6.
1, it becomes possible to significantly reduce the power consumption in the low power consumption mode compared to the power consumption in the high speed mode.

上記電源電圧制御を実現する一実施例を第7図に示す。An embodiment for realizing the above power supply voltage control is shown in FIG.

LSI76は、制御信号の入力手段である入力端子75
と、制御手段であるスイッチSと電圧コンバータ74を
有し、さらにLSIの入出力信号を処理する入力回路7
1および出力回路72と。
The LSI 76 has an input terminal 75 which is a control signal input means.
and an input circuit 7 which has a switch S as a control means and a voltage converter 74, and further processes input and output signals of the LSI.
1 and output circuit 72.

LSIの主要部をなす内部回路73を有する。It has an internal circuit 73 that forms the main part of the LSI.

次に、動作を説明する。入力ピン75よりVHを電圧コ
ンバータ74に入力すると、VHより低い電圧VLを電
圧コンバータ74は出力する。外部電源VCC(= V
H)はスイッチSの入力端子77および入出力回路71
.72に接続され、スイッチSの出力端子78は電圧コ
ンバータ74の入力端子に接続され、電圧コンバータ7
4の出力は内部回路73および入出力回路71.72に
接続される。
Next, the operation will be explained. When VH is input to the voltage converter 74 from the input pin 75, the voltage converter 74 outputs a voltage VL lower than VH. External power supply VCC (= V
H) is the input terminal 77 of the switch S and the input/output circuit 71
.. 72 , and the output terminal 78 of switch S is connected to the input terminal of voltage converter 74 , and the output terminal 78 of switch S is connected to the input terminal of voltage converter 74 .
The output of 4 is connected to internal circuit 73 and input/output circuits 71 and 72.

電圧制御信号によりスイッチSをBに倒せば、LSI内
部の電源電圧はVHとなり、スイッチSをAに倒せば、
内部回路73および入出力回路71.72の電源電圧は
VLとなる。
If the switch S is turned to B by the voltage control signal, the power supply voltage inside the LSI becomes VH, and if the switch S is turned to A,
The power supply voltage of internal circuit 73 and input/output circuits 71 and 72 becomes VL.

なお、LSI内部の信号レベルは電源電圧によって変化
する場合もあるが、LSI外部とのインタフェース信号
のレベルは一定なので内部電源電圧をVLとする場合に
おいても入出力回路に電圧VHを供給する必要があるた
めに、第7図の構成としたものである。
Note that although the signal level inside the LSI may change depending on the power supply voltage, the level of the interface signal with the outside of the LSI is constant, so even if the internal power supply voltage is VL, it is necessary to supply voltage VH to the input/output circuit. Therefore, the configuration shown in FIG. 7 is adopted.

本発明に係る、半導体集積回路装置と電源の切換手段と
を有する半導体集積回路システムの実施例について第8
図と第9図により説明する。
Eighth embodiment of a semiconductor integrated circuit system having a semiconductor integrated circuit device and power supply switching means according to the present invention
This will be explained with reference to the figure and FIG.

第8図は、半導体集積回路システムの一実施例のブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram of an embodiment of a semiconductor integrated circuit system.

本システムは、複数の半導体集積回路装置であるLSI
A31.LSIA31と、電源の切換手段であるスイッ
チSと、直流電源(例えば3.3V)84と、もう一系
統の直流電源(例えば5.5V)を供給する、AC−D
Cコンバータ85と、プラグ86とを有する。
This system consists of multiple LSIs, which are semiconductor integrated circuit devices.
A31. LSIA 31, a switch S that is a power source switching means, a DC power source (for example, 3.3 V) 84, and an AC-D that supplies another DC power source (for example, 5.5 V).
It has a C converter 85 and a plug 86.

スイッチSは、AC電源が供給されている時は。Switch S is when AC power is supplied.

H側に接続し、それ以外ではL側に接続される。Connected to the H side, otherwise connected to the L side.

次に動作を説明する。Next, the operation will be explained.

AC電源にプラグ86を接続した場合には、スイッチS
により、5■が供給され、LSIA、B等には、5Vの
電源電圧が供給され、一方、ACプラグが接続されてい
ない場合には、直流電源より3.3■の電源電圧がLS
IA、B等に供給される。5V電源電圧が供給された場
合はLSIA。
When plug 86 is connected to an AC power source, switch S
5V is supplied to LSIA, B, etc. On the other hand, when the AC plug is not connected, a power supply voltage of 3.3V is supplied from the DC power supply to LSIA, B, etc.
Supplied to IA, B, etc. LSIA if 5V power supply voltage is supplied.

B等は高速領域で動作し、一方3.3V11源電圧が供
給された場合にはLSIA、B等は低消費電力領域で動
作する。
B, etc. operate in a high-speed region, while LSIA, B, etc. operate in a low power consumption region when a 3.3V11 source voltage is supplied.

半導体集積回路システムの他の実施例を第9図により説
明する。
Another embodiment of the semiconductor integrated circuit system will be described with reference to FIG.

第9図は、半導体集積回路システムの、他の実施例のブ
ロック図である。
FIG. 9 is a block diagram of another embodiment of the semiconductor integrated circuit system.

本システムは、第1の直流電源(例えば5.5V)と、
第2の直流電源(例えば3.3V)と、電源の切換手段
であるスイッチSと、半導体集積回路装置であるLSI
A91、LSIA31とを有する。
This system includes a first DC power supply (for example, 5.5V),
A second DC power supply (for example, 3.3V), a switch S which is a power supply switching means, and an LSI which is a semiconductor integrated circuit device.
A91 and LSIA31.

次に、動作を説明する。Next, the operation will be explained.

スイッチSをH側に接続した場合には、LSIA91,
892等に5V電源電圧が供給され、一方スイッチSを
L側に接続した場合には。
When switch S is connected to the H side, LSIA91,
When a 5V power supply voltage is supplied to the 892, etc., and the switch S is connected to the L side.

LSIA91,892等に3.3■電源電圧が供給され
る。
A 3.3-inch power supply voltage is supplied to LSIA91, 892, etc.

5■電源電圧が供給された場合はLSIA91゜B92
等は高速領域で動作し、一方3.3■電源電圧が供給さ
れた場合にはLsrA91.B92等は低消費電力領域
で動作する。
5■ If power supply voltage is supplied, LSIA91°B92
etc. operate in the high-speed region, while when a 3.3■ power supply voltage is supplied, LsrA91. B92 and the like operate in a low power consumption region.

第8図、第9図に示す、半導体集積回路システムによれ
ば、使用できる電源電圧が高ければ高速動作、電源電圧
が低ければ低速動作という様に、供給可能な電源によっ
て動作状態を選ぶということができる。
According to the semiconductor integrated circuit system shown in FIGS. 8 and 9, the operating state is selected depending on the available power supply, such as high-speed operation when the usable power supply voltage is high and low-speed operation when the power supply voltage is low. I can do it.

[効果コ 従来のLSIは、ある特定の性能を満足するために最適
設計されているので、他の性能領域において使用すると
十分な性能が引き出せない。したがって、複数の性能領
域に対して、それに対応する複数のLSIを開発する必
要があった。
[Effects] Conventional LSIs are optimally designed to satisfy a specific performance, and therefore cannot bring out sufficient performance when used in other performance areas. Therefore, it was necessary to develop multiple LSIs corresponding to multiple performance areas.

本発明によれば、−品種のLSIを複数の性能領域で使
用することが可能となるので、従来なら複数品種のLS
Iを開発する必要があったのに対して、−品種のLSI
を開発するだけでよい。そして、1品種のLSIで複数
の消費電力条件およびクロック周波数条件に対応し、広
い性能領域をカバーするLSIを実現することが可能と
なる。
According to the present invention, it is possible to use different types of LSIs in multiple performance ranges, so it is possible to use different types of LSIs in multiple performance areas.
While it was necessary to develop an LSI of -
All you have to do is develop it. In addition, it becomes possible to realize an LSI that corresponds to a plurality of power consumption conditions and clock frequency conditions and covers a wide performance range with one type of LSI.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る半導体集積回路装置の一実施例を
示すブロック図と消費電力の特性図、第2図は従来の半
導体集積回路装置を示すブロック図と消費電力の特性図
、第3図は電流制御ピンを有する半導体集積回路装置の
外形図と特性図、第4図は本発明に係る半導体集積回路
装置の直流分回路と電流制御手段の一実施例を示す回路
図、第5図は半導体集積回路装置の直流分回路と電流制
御手段の他の実施例を示す回路図、第6図は本発明に係
る電圧切換ピンを有する半導体集積回路装置の一実施例
、第7図は本発明に係る電圧制御を行う半導体集積回路
装置のブロック図、第8図は本発明に係る半導体集積回
路システムの1実施例のブロック図、第9図は本発明に
か変わる半導体集積回路システムの別の実施例のブロッ
ク図である。 11・・・半導体集積回路装置(LSI)、12・・・
交流分目路、13・・・直流分回路、16・・・入力端
子、101.102・・・NMO8,103〜106・
・PMO5,107,108・・・バイポーラトランジ
スタ。
FIG. 1 is a block diagram and power consumption characteristic diagram showing an embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram and power consumption characteristic diagram showing a conventional semiconductor integrated circuit device, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the DC branch circuit and current control means of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention. FIG. is a circuit diagram showing another embodiment of a DC branch circuit and current control means of a semiconductor integrated circuit device, FIG. 6 is an embodiment of a semiconductor integrated circuit device having a voltage switching pin according to the present invention, and FIG. A block diagram of a semiconductor integrated circuit device that performs voltage control according to the present invention, FIG. 8 is a block diagram of one embodiment of the semiconductor integrated circuit system according to the present invention, and FIG. 9 is a block diagram of another semiconductor integrated circuit system according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the invention. 11... Semiconductor integrated circuit device (LSI), 12...
AC branch circuit, 13... DC branch circuit, 16... Input terminal, 101.102... NMO8, 103-106.
・PMO5, 107, 108...Bipolar transistor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、クロック周波数が変化しても、電流値が変わらない
回路を、1または2以上有する半導体集積回路装置にお
いて、上記半導体集積回路装置内の上記回路の電流を、
上記装置の外部から制御する制御信号が入力される入力
手段と、上記入力手段に入った制御信号を、直接または
間接的に受けることにより、上記回路の電流を制御する
制御手段とを有し、上記回路の電流値を可変にしたこと
を特徴とする半導体集積回路装置。 2、クロック周波数が変化しても、電流値が変わらない
回路を、1または2以上有する半導体集積回路装置にお
いて、上記半導体集積回路装置内の上記回路の電流を上
記装置の外部から制御する制御信号が入力される入力端
子と、上記入力端子に入った制御信号を、直接または間
接的に受けることにより、インピーダンスが変化する1
または2以上の可変インピーダンス素子とを有し、 上記可変インピーダンス素子は、上記回路と直列または
並列に接続されて、上記回路の電流値を制御することを
特徴とする半導体集積回路装置。 3、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記
入力手段は、入力端子を有し、 前記回路は、1または2以上の半導体素子を有し、 上記半導体素子は、電流入力端子および電流出力端子を
有し、 前記制御手段は、制御信号により、インピーダンスが変
化する複数の可変インピーダンス素子を有し、 上記可変インピーダンス素子は、制御信号が入力される
制御端子を有し、 上記入力端子は、上記可変インピーダンス端子の制御端
子に、直接または間接に、接続され、上記半導体素子の
電流入力端子および電流出力端子に、それぞれ上記可変
インピーダンス素子が少なくとも1つは接続されること
を特徴とする半導体集積回路装置。 4、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記
入力手段は、入力端子と、制御信号を反転する反転器と
を有し、 前記回路は、1または2以上の第1の導電型のMOSト
ランジスタ(以下、第1型のMOSと呼ぶ)と、1また
は2以上の第2の導電型のMOSトランジスタ(以下、
第2型のMOSと呼ぶ)と、1または2以上のバイポー
ラトランジスタを有し、前記制御手段は、上記第1型の
MOSと上記第2型のMOSを有し、 前記入力端子は、上記第1型のMOSのゲート端子に接
続され、上記制御信号を上記反転器で反転した反転信号
が上記第2型のMOSのゲート端子に入力され、 上記第2型のMOSが上記バイポーラトランジスタのコ
レクタ端子に接続され、 上記第1型のMOSが上記バイポーラトランジスタのエ
ミッタ端子に接続されることを特徴とする半導体集積回
路装置。 5、請求項1記載の半導体集積回路装置において、前記
入力手段は、入力端子と、第1、第2の信号変換器とを
有し、 前記回路は、1または2以上の第1の導電型のMOSト
ランジスタ(以下、第1型のMOSと呼ぶ)と、1また
は2以上の第2の導電型のMOSトランジスタ(以下、
第2型のMOSと呼ぶ)と、1または2以上のバイポー
ラトランジスタを有し、 上記制御手段は、上記第1型のMOSと上記第2型のM
OSとを有し、 上記制御信号は、上記第1及び第2の信号変換器に入力
され、上記第1の信号変換器の出力端子が第1型のMO
Sのゲート端子に接続され、上記第2の信号変換器の出
力端子が上記第2型のMOSのゲート端子に接続され、 上記第2型のMOSが上記バイポーラトランジスタのコ
レクタ端子に接続され、 上記第1型のMOSが、上記バイポーラトランジスタの
エミッタ端子に接続され、 上記第1、第2の信号変換器は、出力電圧の入力信号に
対する特性が、互いに逆であることを特徴とする半導体
集積回路装置。 6、半導体集積回路装置において、上記半導体集積回路
装置の内部電源電圧を装置外部から制御する制御信号が
入力される入力端子と、上記入力端子に入った制御信号
を、直接または間接的に、受けることにより、上記半導
体集積回路装置の内部電源電圧を制御する電圧制御手段
とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。 7、半導体集積回路装置において、上記半導体集積回路
装置の内部電源電圧を装置外部から制御する制御信号が
入力される入力手段と、上記入力手段に入った制御信号
を、直接または間接に、受けることにより、上記半導体
集積回路装置の内部電源電圧を制御する電圧制御手段と
を有することを特徴とする半導体集積回路装置。 8、クロック周波数が変化しても、消費電力が変らない
回路を1または2以上有する、半導体集積回路装置にお
いて、 上記半導体集積回路装置内の上記回路の消費電力を、上
記装置の外部から制御する制御信号が入力される入力手
段と、上記入力手段に入った制御信号を、直接または間
接に、受けることにより、上記回路の消費電力を制御す
る制御手段とを有し、消費電力を可変にしたことを特徴
とする半導体集積回路装置。 9、1または2以上の半導体集積回路装置と、これらに
供給する電源電圧を切換える切換手段とを有することを
特徴とする半導体集積回路システム。 10、1または2以上の半導体集積回路装置と、これら
に電力を供給するAC電源と、電池と、これらの電源を
切り換える切換手段とを有し、AC電源が供給されたと
きは、高速動作をし、電池からの電源が供給されたとき
は、低速動作を行なうことを特徴とする半導体集積回路
システム。
[Claims] 1. In a semiconductor integrated circuit device having one or more circuits whose current value does not change even if the clock frequency changes, the current of the circuit in the semiconductor integrated circuit device is
comprising an input means into which a control signal for controlling the device is inputted from outside the device, and a control means for controlling the current of the circuit by directly or indirectly receiving the control signal input to the input means, A semiconductor integrated circuit device characterized in that the current value of the circuit described above is made variable. 2. In a semiconductor integrated circuit device having one or more circuits whose current value does not change even if the clock frequency changes, a control signal for controlling the current of the circuit in the semiconductor integrated circuit device from outside the device. 1 whose impedance changes by directly or indirectly receiving the input terminal into which is input and the control signal input to the input terminal.
or two or more variable impedance elements, wherein the variable impedance elements are connected in series or parallel with the circuit to control a current value of the circuit. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the input means has an input terminal, the circuit has one or more semiconductor elements, and the semiconductor element has a current input terminal and a current output terminal. the control means has a plurality of variable impedance elements whose impedance changes according to a control signal, the variable impedance element has a control terminal into which a control signal is input, and the input terminal includes: A semiconductor integrated device, wherein at least one variable impedance element is connected directly or indirectly to a control terminal of the variable impedance terminal, and at least one of the variable impedance elements is connected to a current input terminal and a current output terminal of the semiconductor element, respectively. circuit device. 4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the input means has an input terminal and an inverter for inverting a control signal, and the circuit includes one or more MOSs of the first conductivity type. A transistor (hereinafter referred to as a first type MOS) and one or more second conductivity type MOS transistors (hereinafter referred to as a first type MOS)
The control means has the first type MOS and the second type MOS, and the input terminal has the first type MOS and one or more bipolar transistors. It is connected to the gate terminal of the first type MOS, and an inverted signal obtained by inverting the control signal by the inverter is input to the gate terminal of the second type MOS, and the second type MOS is connected to the collector terminal of the bipolar transistor. A semiconductor integrated circuit device, wherein the first type MOS is connected to an emitter terminal of the bipolar transistor. 5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the input means has an input terminal and first and second signal converters, and the circuit has one or more first conductivity types. MOS transistor (hereinafter referred to as first type MOS) and one or more second conductivity type MOS transistors (hereinafter referred to as
The control means includes the first type MOS and the second type MOS, and one or more bipolar transistors.
The control signal is input to the first and second signal converters, and the output terminal of the first signal converter is a first type MO
the output terminal of the second signal converter is connected to the gate terminal of the second type MOS; the second type MOS is connected to the collector terminal of the bipolar transistor; A semiconductor integrated circuit characterized in that a first type MOS is connected to the emitter terminal of the bipolar transistor, and the first and second signal converters have characteristics of output voltages with respect to input signals that are opposite to each other. Device. 6. In a semiconductor integrated circuit device, an input terminal into which a control signal for controlling the internal power supply voltage of the semiconductor integrated circuit device is input from outside the device, and an input terminal that directly or indirectly receives the control signal input to the input terminal. A semiconductor integrated circuit device comprising voltage control means for controlling an internal power supply voltage of the semiconductor integrated circuit device. 7. In a semiconductor integrated circuit device, an input means into which a control signal for controlling the internal power supply voltage of the semiconductor integrated circuit device is inputted from outside the device, and receiving, directly or indirectly, the control signal input to the input means. A semiconductor integrated circuit device comprising voltage control means for controlling an internal power supply voltage of the semiconductor integrated circuit device. 8. In a semiconductor integrated circuit device having one or more circuits whose power consumption does not change even when the clock frequency changes, the power consumption of the circuits in the semiconductor integrated circuit device is controlled from outside the device. The circuit has an input means into which a control signal is input, and a control means that controls the power consumption of the circuit by directly or indirectly receiving the control signal input to the input means, and the power consumption is made variable. A semiconductor integrated circuit device characterized by: 9. A semiconductor integrated circuit system comprising one or more semiconductor integrated circuit devices and switching means for switching a power supply voltage supplied to these devices. 10. It has one or more semiconductor integrated circuit devices, an AC power supply for supplying power to these, a battery, and a switching means for switching these power supplies, and when AC power is supplied, it can operate at high speed. A semiconductor integrated circuit system characterized in that it operates at low speed when power is supplied from a battery.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6834354B1 (en) * 1999-06-16 2004-12-21 Sony Corporation Method and apparatus for assigning tasks in an information processing system to optimize power consumption versus performance of the system

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