JPH10222253A - 情報処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】携帯型情報処理装置などにおける、消費電力や
処理量当たりのエネルギーを低減する。 【解決手段】動作周期や、温度や、動作周期と動作可能
速度との比較結果に応じて、回路を安定に動作させるの
に必要な最小の電圧を与えることにより、消費電力や処
理量当たりの必要なエネルギーの低減を行う。例えば回
路に要求される処理量によって周波数を下げた時に、周
波数を下げたことによる必要駆動能力の低下や、周波数
を下げ消費電力が下がったこと等による温度の低下に合
わせて、回路に供給する電源電圧を下げる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】低電力化が要求される電子回
路分野、すなわち携帯型電子機器などに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている消費電力の低減
方法は使用状況などにより、供給電圧と供給クロックの
両方を、制御することで行われてきている。本技術は特
開平５−１１８９７に記載されている。これらの電力が
低減される原理は以下の式で説明できる。

【０００３】代表的な論理回路方式であるＣＭＯＳ回路
の消費電力Ｐは以下の式で概算でき、

【０００４】

【数１】 Ｐ≒Ｃ×Ｖ×Ｖ×ｆ×ｋ ・・・・・・・・・・・・・（数１） Ｃ：総配線容量＋ゲートの総寄生容量 Ｖ：電源電圧 ｆ：動作周波数 ｋ：回路の論理形式や回路の平均動作率などで決まる定
数 また、ある処理量当たりの必要なエネルギーＥは以下の
式で概算でき、

【０００５】

【数２】 Ｅ≒Ｐ×Ｓ÷ｆ÷Ｓ ・・・・・・・・・・・・・（数２） ≒Ｃ×Ｖ×Ｖ×ｋ Ｓ：処理量（処理に必要なステップ数に相当する） となるため、必要とされる動作周波数ｆに合わせて供給
クロックを変化させれば、消費電力Ｐが供給クロックに
比例して低減され、必要とされる電源電圧Ｖに合わせて
供給電圧を変化させれば、消費電力Ｐと処理量当たりの
エネルギーＥが供給電圧の二乗に比例して低減される。

【０００６】図９にＭＯＳＦＥＴの電源電流特性を示
し、図１０に動作周波数と消費電力の関係を示し、図１
１に動作周波数と処理量当たりの必要なエネルギーの関
係を示す。ＣＭＯＳ回路の電源電圧は、ほぼゲートソー
ス間電圧９０１に相当する。ドレイン電流９０２は、Ｃ
ＭＯＳ回路の駆動力に相当し、動作周波数に比例する。
ドレインソース間電圧−ドレイン電流特性９１１，９１
２，９１３はそれぞれ、従来例および最大動作温度，平
均的温度，最低動作温度のドレインソース間電圧−ドレ
イン電流特性である。動作周波数１００１は、ＣＭＯＳ
回路の動作周波数である。電力１００２は、ＣＭＯＳ回
路の消費電力である。周波数−電力特性１０１１，１０
１２，１０１３はそれぞれ、従来例および最大動作温
度，平均的温度，最低動作温度の、周波数−電力特性で
ある。エネルギー１１０２は、ＣＭＯＳ回路の消費エネ
ルギーである。周波数−エネルギー特性１１１１，１１
１２，１１１３はそれぞれ、従来例および最大動作温
度，平均的温度，最低動作温度の、周波数−エネルギー
特性である。

【０００７】ＣＭＯＳの動作可能な最大周波数はその電
源電圧におけるＭＯＳＦＥＴ単体の駆動電流にほぼ比例
し、ＭＯＳＦＥＴの電源電流特性は図９のようになって
いる。図９より動作可能周波数（ほぼドレイン電流９０
２に比例）と電源電圧（≒ゲートソース間電圧９０１）
の関係が分かるから、数１，２より動作周波数に応じて
電源電圧を変化させた場合の消費電力や処理量当たりの
必要なエネルギーの関係は、図１０，１１の周波数−電
力特性１０１１周波数−エネルギー特性１１１１に示す
ようになる。また、ＣＭＯＳ以外のＢｉＣＭＯＳやＴＴ
ＬやＥＣＬなど他の論理回路形式についても同様な傾向
がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】情報処理機器に要求さ
れる処理速度や処理量は増大しており、低電力対策を行
わなければ消費電力は益々増大して行く。特に携帯型の
電子機器においては、消費電力の低減，バッテリーの小
型化，バッテリー駆動時間の増大が要求されている。

【０００９】本発明はこのような要求に対するものであ
り、第一の目的は前記機器の低電力化である。第二の目
的は処理量当たりの消費エネルギーの低減である。第三
の目的は蓄積エネルギー量の残りが少ないバッテリーで
も必要な処理量を処理することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】動作周期，温度，動作周
期と動作可能速度との比較結果に応じて、回路を安定に
動作させるのに必要な最小の電圧を与えることにより、
消費電力や処理量当たりの必要なエネルギーの低減を行
う。例えば回路に要求される処理量によって周波数を下
げた時に、周波数を下げたことによる必要駆動能力の低
下や、周波数を下げ消費電力が下がったこと等による温
度の低下に合わせて、回路に供給する電源電圧を下げ
る。

【００１１】また回路に与える電圧は、動作周波数や温
度毎に予め決めておくか、回路内の速度的にクリティカ
ルな部分の動作時間と動作周期との比較によって制御を
行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を用いて本発明の第一の実施
例を説明する。

【００１３】システム１００は、本発明の請求項１，請
求項２のシステムの実施例である。回路１０５は、シス
テム１００で主たる電力を消費する回路であり、ＣＰＵ
やメインメモリーである。発信器１０４は、動作周期制
御信号１２２に従い回路１０５へクロック信号１２４を
供給する。動作周期制御手段１０２は、図４で実施例を
後述するが、回路１０５の動作速度が最適になり無駄な
電力消費が生じないように、回路１０５の使用状態（例
えばキー入力が行われているか）や回路１０５のエネル
ギーの供給源の状態（例えば、商用電源かバッテリー
か、バッテリーの残量が少なくないか）などによって、
動作周期制御信号１２２を発生する。動作周期情報１１
１は、回路１０５の動作周期が分かる情報であって、例
えば回路１０５の動作周期そのものや動作周波数，分週
率，逓倍率などであっても良い。温度情報１１２は、回
路１０５の温度情報である。安定動作速度情報１１３
は、回路１０５の安定動作限界周期の予測情報である。
電源装置１０３は、動作電圧制御信号１２１に従い回路
１０５へ電源電力１２３を供給する。動作電圧制御手段
１０１は、図２で実施例を後述するが、動作周期情報１
１１，温度情報１１２，安定動作速度情報１１３を使っ
て動作電圧制御信号１２１を発生するもので、回路１０
５の動作電圧を制御できれば他の形式でもよく、後述す
る図３の形式であっても良い。

【００１４】動作周期制御手段１０２，動作周期制御信
号１２２，発信器１０４，クロック信号１２４は、回路
１０５の動作速度を制御する目的のもので、回路１０５
の動作速度を制御できれば他の形式でもよく、例えばメ
モリーにおけるアクセスストローブ信号のタイミング制
御と信号供給や、内部クロックの分周率や逓倍率の設定
によるものでも良い。

【００１５】動作周期情報１１１は、回路１０５の動作
周期が分かる情報であれば何であってもよく、動作周期
制御信号１２２あるいはクロック信号１２４と同一であ
っても良い。温度情報１１２は第一の実施例では回路１
０５から供給されるようになっているが、回路１０５の
温度情報を得られるものならば何であってもよく、例え
ば回路１０５内のダイオード等温度変化に敏感なデバイ
スの温度特性や、回路１０５近傍の温度センサーから得
ることができる。安定動作速度情報１１３は、回路１０
５の安定動作限界周期を予測できるものであれば何であ
ってもよく、例えば後述する図５の信号５０６や回路１
０５内におかれた代表回路を模したリングオシュレータ
の発信周波数から得ることもできる。また後述する第二
の実施例のように、安定動作速度情報１１３は、温度情
報１１２を兼ねていてもよく、動作周期情報１１１と安
定動作速度情報１１３を速度マージン情報として１つに
合わせいてもよい。

【００１６】この様にして、動作周期制御手段１０２に
よって回路１０５の動作周期が変化し動作周期情報１１
１が変化したり、回路１０５の消費電力や環境温度によ
って回路１０５の温度が変化し温度情報１１２が変化し
たり、回路１０５の温度や電源電圧によって回路１０５
の動作可能速度が変化し安定動作速度情報１１３が変化
することで、動作電圧制御手段１０１は、回路１０５の
電源電圧を、動作速度，温度等に従った最適な値に調節
する。

【００１７】また、電源電圧を変化させない回路と混在
して使用する場合や、電源を別々に変化させる回路のグ
ループが複数ある場合などの、論理電圧レベルが異なっ
てしまう場合には、正側電源電圧と負側電源電圧の制御
を同時に行い論理スレッショルドレベルをほぼ一体に保
つことや、ＬＳＩの内部回路の電源電圧のみを変化させ
入出力バッファ回路の電源電圧は一定に保つことで、論
理電圧値の変化を対策することができる。

【００１８】次に図２を用いて動作電圧制御手段１０１
の具体的な実施例を説明をする。

【００１９】アナログ増幅器２１１は、増幅率Ａｆ倍の
アナログ増幅器である。アナログ増幅器２１２は、増幅
率ＡＴ倍のアナログ増幅器である。アナログ増幅器２１
３は、増幅率Ａｔ倍のアナログ増幅器である。アナログ
加算器２１４は、アナログ加算器である。

【００２０】図２において、動作周期情報１１１，温度
情報１１２，安定動作速度情報１１３はそれぞれ、回路
１０５の動作周波数，回路１０５の温度，回路１０５の
動作速度を示す値のアナログ信号である。図２の回路に
て、回路１０５の動作周波数，回路１０５の温度，回路
１０５の動作可能速度に従った値が演算され、動作電圧
制御信号１２１になる。この例では、動作電圧制御信号
１２１は、一次式で求めているが、乗算回路を用い二次
以上の式で求めることや、クランプ回路等を用いて非線
形演算で求めることや、ソフトウェアーで更に複雑な演
算を行い求めることもできる。

【００２１】次に図３を用いて第一の実施例の動作電圧
制御手段１０１に換わる動作電圧制御手段３０１の説明
をする。

【００２２】アナログ演算増幅器３１１は、遅延時間信
号３２１，マージン信号３２２の和から動作周期信号３
２３を減じた値を十分大きな増幅率で増幅するアナログ
演算増幅器である。遅延時間信号３２１，マージン信号
３２２は、安定動作速度情報１１３に換わるもので、回
路１０５内の厳しいタイミングパスの遅延時間と必要な
タイミングマージンを示す信号である。マージン信号３
２２は、通常一定の値であるが、動作周波数や温度に合
わせて変化させることもできる。また遅延時間信号３２
１は、回路１０５の温度の影響も受けて変化するので、
温度情報１１２も含んでいる。動作周期信号３２３は、
動作周期情報１１１に換わるもので、回路１０５の動作
周期を示す信号である。

【００２３】この様な動作電圧制御手段３０１を用いて
電源装置１０３を制御すると、アナログ演算増幅器３１
１の増幅率が十分大きい為に、遅延時間信号３２１，マ
ージン信号３２２の和が動作周期信号３２３がほぼ等し
くなるように負帰還がかかる。従って回路１０５の消費
電力は、安定に動作するために必要最低限な量に低減す
ることができる。

【００２４】次に図４を用いて動作電圧制御手段１０２
の具体的な実施例を説明する。

【００２５】アナログ増幅器４１１は、増幅率Ａｂ倍の
アナログ増幅器である。アナログ増幅器４１２は、信号
４２２と信号４２４の差分を増幅する増幅率Ａｋ倍のア
ナログ増幅器である。アナログ増幅器４１３は、増幅率
Ａｐ倍のアナログ増幅器である。最小値回路４１４は、
最も小さい入力値を出力する回路である。余算機４１５
は、バッテリーを使いきることなく要求された処理を行
えるように動作周期算出するために、信号４２１の値を
信号４２３の値で割った値を出力する回路である。信号
４２１は、バッテリー残量を示す信号である。信号４２
２は、キー入力が行われていない時間を示す信号であ
る。信号４２３は、オペレーティングシステム等から提
供される、必要な処理量を示す信号である。信号４２４
は、一定値である。

【００２６】図４の回路にて、信号４２１，信号４２
２，信号４２３に従った値が演算され、動作周期制御信
号１２２になる。動作周期制御信号１２２は、ソフトウ
ェアーで更に複雑な演算を行い求めることもできる。

【００２７】次に図５を用いて、動作電圧制御手段３０
１を使った本発明の第２の実施例を説明する。

【００２８】システム５００は、本発明の請求項３，請
求項４の実施例である。回路５０５は、図６で実施例を
後述するが、動作電圧制御手段３０１を用いた場合の回
路１０５に相当する回路である。信号５０６は回路５０
５内にタイミングマージンの少ないパスがあれば１にな
り、回路５０５のタイミングマージンが十分にあれば０
になる信号である。信号５０７は信号５０６のハイレベ
ルとローレベルの電圧を、レベルコンバータ５０１によ
って一定にした信号である。参照信号５０３は、信号５
０８のハイレベルとローレベルのほぼ中間のレベルを示
す信号である。位相補償回路５０２は、抵抗とコンデン
サーによる積分回路である。位相補償回路５０２は、そ
の低周波通過特性により信号５０７をアナログの信号５
０８に変化し、更に動作電圧制御手段３０１，電源装置
１０３，回路５０５による負帰還の位相余裕を補償し発
信を防止する。アナログ演算増幅器５０４は、信号５０
７と参照信号５０３の差分を十分大きな増幅率で増幅す
るアナログ演算増幅器である。

【００２９】信号５０６は、回路５０５のタイミングマ
ージンを示す信号であって、回路５０５の動作周期と回
路５０５の動作速度の差分を示し、回路５０５の動作速
度は温度によっても変化するので、動作周期情報１１
１，温度情報１１２，安定動作速度情報１１３を含んで
いる。

【００３０】動作電圧制御手段３０１は、タイミング制
度の要求される速度比較を回路５０５内で行う為に、回
路５０５の一部（アナログ演算増幅器３１１の入力部に
相当）と、回路５０５の外部のレベルコンバータ５０
１，位相補償回路５０２，アナログ演算増幅器５０４
（アナログ演算増幅器３１１の出力部に相当）に分割し
て構成されている。

【００３１】回路５０５のタイミングマージンが不足で
あれば、信号５０６，信号５０７は論理レベルが１であ
る時間が長くなり、信号５０８，信号１２１は徐々に高
い電圧になり、回路５０５の動作電圧も徐々に高くな
る。回路５０５のタイミングマージンに余裕があれば、
前記動作の逆の動きにより、回路５０５の動作電圧は徐
々に低くなる。増幅率は十分に大きいアナログ演算増幅
器５０４は、信号５０８が参照信号５０３とほぼ等しく
なるように動作電圧制御信号１２１を調整する。このこ
とは回路５０５に安定に動作するのに最低限必要な電源
電圧を供給することに相当する。

【００３２】また動作周期制御信号１２２の変化に対し
回路５０５の電源電圧制御が追従できるように、動作周
期制御信号１２２の変化は位相補償回路５０２時定数よ
りもゆっくり変化させるか、動作周期制御信号１２２の
変化前には、回路５０５を安定に動作させるのに十分な
電圧が与えられるように信号５０８の電圧をプリチャー
ジ回路によって適切な電圧に高めておくことができる。

【００３３】次に図６を用いて回路５０５の詳細な実施
例を説明をする。

【００３４】入力信号６０１は、回路５０５の一般入力
信号である。出力信号６０４は、回路５０５の一般出力
信号である。一般論理回路６０３は、フリップフロップ
回路６０２，フリップフロップ回路６０５で区切られ
た、パイプライン処理の１段分に相当するような１クロ
ック周期分で動作可能な回路でメモリー回路を含んでい
ても良い。フリップフロップ回路６０２は、データ入力
端子Ｄ，クロック入力端子Ｇ，保持データ出力端子Ｑを
もつスルー型フリップフロップ回路で、入力端子Ｇの論
理レベルが１の時には入力端子Ｄのデータをそのまま出
力端子Ｑに出力し、入力端子Ｇの論理レベルが０の時に
は入力端子Ｇの論理レベルが１から０に切り替わり時に
保持した入力端子Ｄのデータを出力端子Ｑに出力する。
信号６１１は、一般論理回路６０３の内でクリティカル
なパスの出力信号である。信号６１２は、信号６１１の
タイミングマージンが十分かどうかを示す信号である。
フリップフロップ回路６０５は、図７，図８で詳細な実
施例と動作例を後述するが、フリップフロップ回路６０
２と同じ機能のデータ入力端子Ｄ，クロック入力端子
Ｇ，保持データ出力端子Ｑを持ち、更にクロック信号１
２４を入力するＧ０端子，信号６１２を出力する端子Ｅ
をもつ、タイミングマージン不足検出用のフリップフロ
ップ回路であり、クリティカルパスの出力に用いられ
る。クロック信号６０７は、クロック信号１２４を遅延
回路６０６にてタイミングが遅らされたクロック信号で
ある。論理和回路６１３は、一つ以上の信号６１２を入
力し、論理和を信号５０６として出力する。

【００３５】図３に示す手段３０１の入力部は、回路５
０５の一部と次のような対応がとれる。遅延時間信号３
２１は信号６１１のタイミングに相当し、マージン信号
３２１は遅延回路６０６の遅延時間に相当し、動作周期
信号３２２はクロック信号６０７のタイミングに相当
し、アナログ演算増幅器３１１の入力部はフリップフロ
ップ回路６０５に相当している（クロック信号６０７よ
り遅延回路６０６の遅延時間だけ早いクロック信号１２
４のタイミングと、信号６１１のタイミングの比較が行
われている）。

【００３６】クリティカルパスの出力信号６１１は、フ
リップフロップ回路６０５で受けられ、タイミングマー
ジンが不足していれば、信号６１２の論理レベルを１に
する。これら複数の信号６１２の論理和が信号５０６に
なる。従って、信号５０６は回路５０５のクリティカル
パスにタイミングマージンの不足した信号が一つでもあ
れば論理値が１になり、回路５０５の全てのクリティカ
ルパスにタイミングマージンが十分あれば論理値が０に
なる。

【００３７】次に図７，図８を用いてフリップフロップ
回路６０５の詳細な実施例と動作例を説明をする。

【００３８】フリップフロップ回路７０１，７０３〜７
０４は、使われ方が異なる以外は、フリップフロップ回
路６０２と同一である。フリップフロップ回路７０１
は、排他的論理和回路７０５と組み合わされて、クロッ
ク信号６０７の各サイクル毎に、信号６１１のタイミン
グマージンが十分かどうかを示す信号７１５を発生する
為の回路である。フリップフロップ回路７０３は、排他
的論理和回路７０６と組み合わされて、信号６１１の変
化を示す信号７１６を発生する為の回路である。フリッ
プフロップ回路７０４は、信号６１２を出力する為の回
路である。信号７１１，７１２，７１３は、それぞれフ
リップフロップ回路７０１，６０２，７０３の出力信号
である。

【００３９】図８はフリップフロップ回路６０５の動作
波形の例である。タイミングマージン８０１は、一般論
理回路６０３，フリップフロップ回路６０２，フリップ
フロップ回路６０５等の、クロック信号１２４による１
サイクル当たりの動作時間に必要なタイミングマージン
で、遅延回路６０６の遅延時間に相当する。点８０２
は、信号６１１のタイミングマージンが十分でない切り
替わり点である。点８０３は、信号６１１のタイミング
マージン不足を、信号７１５が指摘している点である。
点８０４は、信号６１１の切り替わり時に、信号７１５
に発生する意味を持たない点である。点８０５は、信号
６１１の切り替わりを、信号７１６が指摘している点。
点８０６は、信号６１１の切り替わりマージン不足を検
出してから、信号６１１の切り替わりマージンに余裕が
あることを検出するまでの間で、信号６１２がマージン
が不足していることを指摘している点である。サイクル
８１ｉは、回路５０５の連続的なサイクルの内の一部を
切り取った第ｉ番目の動作サイクルである。

【００４０】まず信号６１１がそれぞれのサイクル８１
１〜８１４に対してどうあるべきかを述べる。サイクル
８１１において点８０２で切り替わる信号６１１は、ク
ロック信号６０７に対しては若干の余裕があるものの、
これよりもタイミングマージン８０１だけ早いクロック
信号１２４に対しては全く余裕がなく、サイクル８１１
はタイミングマージが不足しているサイクルであり、信
号６１２の論理レベルは１にすべきである。サイクル８
１３において信号６１１は、クロック信号１２４，クロ
ック信号６０７よりも早く切り替わっており、サイクル
８１３はタイミングマージが十分なサイクルであり、信
号６１２の論理レベルは０にすべきである。サイクル８
１２，サイクル８１４において信号６１１は、変化して
いないため、サイクル８１２，サイクル８１４のタイミ
ングマージは十分であるか否か判断できないので、信号
６１２の論理レベルは前の状態を保つのがよい。

【００４１】以上のようにあるべき信号６１２を、次の
ようにして発生している。まずサイクル８１１では、フ
リップフロップ回路７０１でデータの取りこぼしが発生
し、この直後にフリップフロップ回路７０２が保持する
データとの間で差が生じる。この為これらの排他的論理
和の信号７１５の論理レベルは点８０３で１になり、サ
イクル８１１の次のサイクル８１２にて、マージン不足
を示すことができる。しかし信号７１５をそのまま出力
すると、以下の二つの問題が生じる。

【００４２】第一の問題は、信号６１１が変化しないサ
イクル８１２，８１４にて、フリップフロップ回路７０
１にてデータの取りこぼしが発生しないために、信号６
１２の論理レベルは０になってしまう。

【００４３】第二の問題は、十分なタイミングマージで
信号６１１が切り替わるサイクル８１３では、変化した
信号６１１を、フリップフロップ回路７０１がクロック
信号１２４で保持してから、フリップフロップ回路６０
２がクロック信号６０７で保持するまでの間、これらフ
リップフロップ回路７０１，６０２の出力信号の排他的
論理和の信号７１５の論理レベルは点８０４で１になっ
てしまう。

【００４４】これら二つの問題の対策のために、信号７
１５を、信号７１６にて保持する、スルー型のフリップ
フロップ回路７０４を用いる。信号７１６は、信号７１
２，７１３の排他的論理和であり、信号７１２は信号６
１１をクロック信号６０７で保持した信号であり、信号
７１３は信号７１２をクロック信号１２４で保持した信
号である。従って信号７１６は、信号６１１が変化した
サイクルの次のサイクルの開始からクロック信号１２４
の論理レベルが１になるまでの間で、論理レベルが１に
なり、クロック信号１２４の論理レベルが１になってか
らクロック信号６０７の論理レベルが１になるまでの間
と、信号６１１が変化しなかったサイクルの次のサイク
ルでは論理値が０になる。この様な信号７１６にて、信
号７１５を保持すれば、第一の問題であったサイクル８
１２，８１４では、フリップフロップ回路７０４は保持
状態であるの前の状態を保つことができ、第二の問題で
あったサイクル８１３でも信号７１５の論理レベルが１
になってしまう点８０４でフリップフロップ回路７０４
は保持状態にあるので、信号７１５がどんなレベルであ
っても信号６１２には影響しない。

【００４５】以上によって、タイミングマージンの不足
が検出された次のサイクル８１２から、十分なタイミン
グマージンが検出されるサイクル８１３までの間で、論
理レベル１を示す信号６１２を出力することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明の第一の効果は、第一の実施例の
ように温度応じて回路の電源電圧を最適化することや、
第二の実施例のように回路のタイミングマージンを見な
がら回路の電源電圧を最適化することで、温度等に応じ
て回路の消費電力が低減さる。回路の発熱量が減少する
と温度は更に下がり、図１０に示すように少ない電圧で
も高い動作可能周波数を得られるため、更に電源電圧を
下げることができ、低電力効果が増大されることにあ
る。

【００４７】第二の効果は、要求される処理速度によ
り、回路の動作周期や電源電圧や発熱量を下げ、図１１
にも示すように効果的に処理量当たりの消費エネルギー
を低減することが出来る。

【００４８】第三の効果は、バッテリーの蓄積エネルギ
ー量の残りが少なく大きな処理量が要求される時でも、
処理速度を下げ効果的に処理量当たりの消費エネルギー
を低減することで、要求される処理量を処理できること
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】動作電圧制御手段１０１を用いた請求項１，請
求項２の実施例の図である。

【図２】動作電圧制御手段１０１の実施例の図である。

【図３】動作電圧制御手段１０１に換わる動作電圧制御
手段３０１の実施例の図である。

【図４】動作電圧制御手段１０２の実施例の図である。

【図５】動作電圧制御手段３０１を用いた請求項３，請
求項４の実施例の図である。

【図６】図５における回路５０５の実施例の図である。

【図７】図６におけるフリップフロップ回路６０５の実
施例の図である。

【図８】フリップフロップ回路６０５の動作波形例の図
である。

【図９】ＭＯＳＦＥＴの電源電流特性図である。

【図１０】動作周波数と消費電力の関係図である。

【図１１】動作周波数と処理量当たりの必要なエネルギ
ーの関係図である。

【符号の説明】

１００…システム、１０１…動作電圧制御手段、１０２
…動作周期制御手段、１０３…電源装置、１０４…発信
器、 １０５…回路、１１１…動作周期情報、
１１２…温度情報、１１３…安定動作速度情報、１
２１…動作電圧制御信号、１２２…動作周期制御信号、
１２３…電源電力、１２４…クロック信号、 ２１１
〜２１３…アナログ増幅器、２１４…アナログ加算器、
３０１…動作電圧制御手段、３１１…アナログ演算増
幅器、 ３２１…遅延時間信号、３２２…マージン信
号、 ３２３…動作周期信号、４１１〜４１３
…アナログ増幅器、４１４…最小値回路、４１５…余算
回路、４２１…信号（バッテリー残量）、４２２…信号
（キー入力が行われていない時間）、４２３…信号（処
理量）、４２３…信号（一定値）、５００…システム、
５０１…レベルコンバータ、５０２…位相補償回路、
５０３…参照信号(中間のレベル)、５０４…アナログ演
算増幅器、 ５０５…回路、５０６…信号
（マージン状態）、５０７…信号（信号５０６のレベル
を一定化）、 ５０８…アナログの信号、６０１…入力
信号、６０２…フリップフロップ回路、６０３…一般論
理回路、６０４…出力信号、６０５…フリップフロップ
回路（マージン不足検出用）、６０６…遅延回路、６０
７…クロック信号（遅延クロック）、６１１…信号（ク
リティカルパスの出力）、６１２…信号（信号６１１の
マージン）、 ６１３…論理和回路、７０１、７
０３〜７０４…フリップフロップ回路、７０５、７０６
…排他的論理和回路、７１１〜７１３、７１５、７１６
…信号、８０１…タイミングマージン、８０２…点（マ
ージン不足発生）、 ８０３…点（マージン不足検
出）、８０４…点（疑似信号）、８０５…点（信号６１
１の切り替わり検出）、８０６…点（マージン不足指
摘）、 ８１１…サイクル（マージン不足）、８１２
…サイクル（信号６１１変化無し）、８１３…サイクル
（マージン十分）、８１４…サイクル（信号６１１変化
無し）、９０１…ゲートソース間電圧、９０２…ドレイ
ン電流、９１１…ドレインソース間電圧−ドレイン電流
特性（従来例および最大動作温度）、 ９１２…ドレ
インソース間電圧−ドレイン電流特性（平均的温度）、
９１３…ドレインソース間電圧−ドレイン電流特性（最
低動作温度）、１００１…動作周波数、
１００２…電力、１０１１…周波数−電力特性
（従来例および最大動作温度）、１０１２…周波数−電
力特性（平均的温度）、１０１３…周波数−電力特性
（最低動作温度）、１１０２…エネルギー、１１１１…
周波数−エネルギー特性（従来例および最大動作温
度）、１１１２…周波数−エネルギー特性（平均的温
度）、１１１３…周波数−エネルギー特性（最低動作温
度）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディジタル回路および、前記ディジタル回
   路に電力を供給する電源回路を含むシステムにおいて、
   前記ディジタル回路の動作周期は可変であって、前記デ
   ィジタル回路の温度により前記電源回路から前記ディジ
   タル回路への供給電圧が制御される情報処理システム。
2. 【請求項２】携帯型である請求項１の情報処理システ
   ム。
3. 【請求項３】ディジタル回路および、前記ディジタル回
   路に電力を供給する電源回路を含むシステムにおいて、
   前記ディジタル回路の動作周期は可変であって、前記デ
   ィジタル回路の動作可能速度により前記電源回路から前
   記ディジタル回路への供給電圧が制御される情報処理シ
   ステム。
4. 【請求項４】携帯型である請求項３の情報処理システ
   ム。