JPS5815805B2 - integrated circuit device - Google Patents

integrated circuit device

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JPS5815805B2
JPS5815805B2 JP56145274A JP14527481A JPS5815805B2 JP S5815805 B2 JPS5815805 B2 JP S5815805B2 JP 56145274 A JP56145274 A JP 56145274A JP 14527481 A JP14527481 A JP 14527481A JP S5815805 B2 JPS5815805 B2 JP S5815805B2
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power supply
circuit block
instruction
integrated circuit
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JP56145274A
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原央
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/0008Arrangements for reducing power consumption
    • H03K19/0016Arrangements for reducing power consumption by using a control or a clock signal, e.g. in order to apply power supply

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大規模化した集積回路装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a large-scale integrated circuit device.

集積回路の大規模化にともない、重要な問題となってき
たものに、消費電力およびその熱放散の問題がある。
As the scale of integrated circuits increases, power consumption and heat dissipation have become important issues.

この問題に対処するため、現段階の集積回路技術として
幾つかの方法がとられている。
To address this problem, several methods are available in current integrated circuit technology.

メモリにおいては、4〜16にビット程度になるとほと
んどダイナミック回路技術を採用することによって消費
電力をIW以下におさめ、通常のセラミック・パッケー
ジに収容して使用することができる。
In memory, when it comes to 4 to 16 bits, power consumption can be kept below IW by adopting dynamic circuit technology, and the memory can be housed in an ordinary ceramic package.

1〜4にビット程度のスタティック形メモリでは、ダイ
ナミック形メモリに比べて電源電圧を下げること、また
記憶セル部のインピーダンスを高くすることなどの回路
技術を用いて消費電力をIW程度に抑えているのが現状
である。
Static memory of 1 to 4 bits uses circuit technology such as lowering the power supply voltage and increasing the impedance of the memory cell compared to dynamic memory to keep power consumption to about IW. is the current situation.

消費電力の点からもつとも対策の講じにくいのが論理演
算用の集積回路である。
In terms of power consumption, it is difficult to take measures for integrated circuits for logic operations.

このような素子は一般的にランダムロジック回路といわ
れ、その中の一部としてメモリ部をもつことはあっても
、回路の機能および構成が複雑である。
Such an element is generally called a random logic circuit, and although it may have a memory section as a part thereof, the function and configuration of the circuit are complicated.

このためメモリに採用されている回路技術を採用するの
が困難で、また採用することによりかなりの回路上の無
駄を導入する割には効果の少ないことが多い。
This makes it difficult to adopt the circuit technology used in memory, and is often ineffective at the cost of introducing considerable circuit waste.

このため、現段階の3000ゲ一ト程度のランダムロジ
ック回路においては低電源電圧を用いても消費電力がI
Wを越えるものが多くなっている。
For this reason, in current random logic circuits with about 3000 gates, the power consumption is low even when using a low power supply voltage.
There are many things that exceed W.

集積回路における消費電力の増加は種々の点で困った問
題をひきおこすことが多い。
Increased power consumption in integrated circuits often causes problems in a variety of ways.

電力を供給する電源側に発生する問題を無視しても、集
積回路内における消費電力の増加は、半導体チップの温
度上昇をまねき、素子特性の変化(とくに半導体特有の
移動度の低下による速度の減少など)のみならず、信頼
性低下の原因ともなる。
Even if we ignore problems that occur on the power supply side, an increase in power consumption within an integrated circuit will lead to an increase in the temperature of the semiconductor chip, and changes in device characteristics (in particular, changes in speed due to a decrease in the mobility characteristic of semiconductors). (e.g. decrease), but also cause a decrease in reliability.

大規模集積回路のもつとも代表的なものとしてMO8構
造のマイクロプロセサについて考えてみる。
Let us consider an MO8 structure microprocessor as one of the most typical large-scale integrated circuits.

このような回路では、その機能および回路構成のためダ
イナミック回路は使用しづらい。
In such circuits, dynamic circuits are difficult to use due to their function and circuit configuration.

ダイナミック回路を使用する場合は(1)幾相かのクロ
ック信号を伝達するため余分の配線を設けなければなら
ないこと、(2)マイクロプロセサなどの素子をある短
時間つかまえると、動作をしているのは全体回路の一部
分だけで、ダイナミック回路では、その動作をしていな
い部分にもクロック信号を伝える必要があり、無駄なエ
ネルギーを供給していることになること、(3)ダイナ
ミック回路動作をするためには、余分な回路を設けなけ
ればならないが、この回路がランダムロジックの場合か
なり大きな割合を占めるようになることなどの欠点をも
つ。
When using dynamic circuits, (1) extra wires must be installed to transmit several phases of clock signals, and (2) devices such as microprocessors can be activated for a short period of time. (3) In dynamic circuits, it is necessary to transmit clock signals to parts that are not operating, which results in wasted energy being supplied. In order to do this, an extra circuit must be provided, but this circuit has the disadvantage that it occupies a fairly large proportion in the case of random logic.

このため、ダイナミック回路技術の効果はランダムロジ
ックにおいてはメモリにおけるほどは顕われない。
Therefore, the effects of dynamic circuit technology are not as apparent in random logic as they are in memory.

MOS構造のマイクロプロセサにおける消費電力の問題
を解決する方法として相補形MO8(CMOS Com
plementary MOS)を使うことが考えられ
る。
Complementary MO8 (CMOS Com
It is conceivable to use a complementary MOS).

CMOSインバータの特徴は、入力電圧に対してP、N
両チャンネル素子のいずれか1つがオフとなり、電源端
子とアース間に電流が流れないことである。
The characteristics of CMOS inverters are that P, N
Either one of both channel elements is turned off, and no current flows between the power supply terminal and ground.

信号を次段に伝達するために次段の負荷キヤパンクを充
放電する電流が流れるだけで、信号を伝達するために必
要最小限の電流を消費する回路となっている。
In order to transmit the signal to the next stage, current flows to charge and discharge the load capacitor in the next stage, and the circuit consumes the minimum amount of current necessary to transmit the signal.

従ってこのようなCMO8回路でマイクロプロセサを構
成すると、ある瞬間をつかまえても、動作しない部分で
はエネルギー消費はなく、また動作する部分でも消費電
力は必要最小限に限定されるので、消費電力の点からは
理想的な回路構成となっている。
Therefore, when a microprocessor is configured with such a CMO8 circuit, even if a certain moment is captured, there is no energy consumption in the non-operating parts, and power consumption is limited to the necessary minimum even in the operating parts, so the power consumption is reduced. This is an ideal circuit configuration.

しかしこのような特徴にもかかわらず、現実にはCMO
8回路が限定されて使用されているのは、CMO8回路
の他の欠点によるのである。
However, despite these characteristics, the reality is that CMOs
The limited use of the CMO8 circuit is due to other drawbacks of the CMO8 circuit.

すなわち(1)P、N両チャンネル素子を作らなければ
ならないため製造工程が複雑になること、(2)P、N
両チャンネル素子の素子間分離を行うために、その間の
距離を大きく取ることが必要で、そのため集積度を上げ
るさまたげとなること、の二つの製造上の問題のために
、回路構成上の特徴にかかわらず、CMOSが低消費電
力用の集積回路に限定されている。
In other words, (1) the manufacturing process becomes complicated because both P and N channel elements must be made; (2) P and N channel elements must be made;
In order to isolate both channel elements, it is necessary to provide a large distance between them, which hinders the increase in the degree of integration.Due to two manufacturing problems, the characteristics of the circuit configuration have not been adjusted. However, CMOS is limited to integrated circuits for low power consumption.

この発明は上記した点に鑑みてなされたもので、特にラ
ンダムロジックのような回路を大規模集積化した場合に
、動作速度の低下をもたらすことなく効果的に低消費電
力化を図った集積回路装置を提供するものである。
This invention was made in view of the above points, and is an integrated circuit that effectively reduces power consumption without reducing operating speed, especially when circuits such as random logic are integrated on a large scale. It provides equipment.

即ちこの発明は、外部から符号化された信号を受は入れ
、その信号を解読してデータの論理演算処理を行う集積
回路装置において、(a)受は入れた信号に対応して動
作しない回路部分の一部または全部を分類する機能をも
つ解読器を備え、(b)その解読結果tこよって動作し
ない回路部分の電源電流を制御することにより、消費電
力の低減を図ると同時に、(c)電源電流を遮断または
減少させた非動作状態の回路部分の動作状態への復帰時
間を短縮させる手段を備えて、電源制御による動作速度
の低下を防止するようにしたことを特徴としている。
That is, the present invention provides an integrated circuit device that receives a coded signal from the outside, decodes the signal, and performs logical operation processing on the data. It is equipped with a decoder that has the function of classifying part or all of the parts, and (b) controls the power supply current of the circuit parts that do not operate based on the decoding result, thereby reducing power consumption. ) A feature of the present invention is that it includes a means for shortening the time required for a non-operating circuit section whose power supply current is cut off or reduced to return to an operating state, thereby preventing a decrease in operating speed due to power supply control.

まずこの発明の詳細な説明をする。First, a detailed explanation of this invention will be given.

第1図はマイクロプロセサの一例についてブロック図を
示したものである。
FIG. 1 shows a block diagram of an example of a microprocessor.

この素子の働きをもつとも簡単な場合について説明する
と次のとおりである。
A simple case in which this element functions is explained as follows.

内部アドレスバス1上の信号がバッファ2を通して外に
取り出され、例えば外部メモリからそのアドレスに対応
するデータをデータバッファ3を通して内部データバス
4上に取り込んでくる。
A signal on an internal address bus 1 is taken out through a buffer 2, and data corresponding to the address is taken in from, for example, an external memory onto an internal data bus 4 through a data buffer 3.

このデータがインストラクションの場合、それは命令レ
ジスタ5に入れられる。
If this data is an instruction, it is placed in the instruction register 5.

このインストラクションの命令部をデコーダ6で解読し
てマイクロプロセサ内部で種々の動作がなされる。
The command part of this instruction is decoded by a decoder 6, and various operations are performed inside the microprocessor.

例えばそれが一時レジスタフとアキュムレータ8に保存
されているデータを論理演算部9に導いて論理または算
術演算を行うものであったり、また内部メモリ10のデ
ータを取り出すものであったり、またデータバッファ3
を通して内部データバス4と外部データバス間でデータ
の転送を行うものであったりする。
For example, it may lead the data stored in the temporary register and accumulator 8 to the logic operation unit 9 to perform logical or arithmetic operations, or it may retrieve data from the internal memory 10, or it may be used to retrieve data from the internal memory 10.
Data may be transferred between the internal data bus 4 and the external data bus through the external data bus.

このように命令レジスタ5に保存されたインストラクシ
ョンを解読することによって、マイクロプロセサ内部の
どの部分を動かさなければならないかが決定される。
By decoding the instructions stored in the instruction register 5 in this way, it is determined which part of the microprocessor must be operated.

一般的に、マイクロプロセサのような場合、■インスト
ラクションを解読して回路が動作しなければならない部
分はごく一部に限定されていることが多い。
Generally, in the case of a microprocessor, the parts where the circuit must operate by decoding instructions are often limited to only a few parts.

すなわち、第1図に示されるマイクロプロセサでは、瞬
時瞬時に動作する回路部分は(刻々変化するが、)ごく
一部に限定されていることが多い。
That is, in the microprocessor shown in FIG. 1, the circuit parts that operate instantaneously are often limited to only a few (although they change from moment to moment).

したがってレジスタメモリなどの記憶用ブロックを除け
ば、その動作しない部分は、電源を切っても(あるいは
、何らかの方法で電流が流れないようにしても)何ら影
響を与えない。
Therefore, with the exception of storage blocks such as register memory, the non-operating parts have no effect even if the power is turned off (or even if the current is prevented from flowing in some way).

すなわち、命令レジスタ5に入るインストラクションを
解読することにより、動作しない部分の回路は電源を切
り、動作する必要部分にのみ電源を供給する。
That is, by decoding the instructions entered into the instruction register 5, the power is turned off to the circuits that do not operate, and the power is supplied only to the necessary parts that operate.

次のインストラクションでは、また新たに、電源切断部
分と電源供給部分を決定する。
In the next instruction, a new power cutoff section and a power supply section are determined.

このよう屹することにより、かなり消費電力を節約する
ことができるようになる。
By doing so, it becomes possible to considerably save power consumption.

記憶部分については、その時に使用されないからといっ
て電源を切るわけには行かない。
As for the memory part, you cannot turn off the power just because it is not being used at that time.

この部分はデータを保持するためのものであるから電源
を切りデータを揮発させてしまうわけには行かないので
ある。
Since this part is used to hold data, there is no way to turn off the power and let the data volatilize.

しかし、この部分についても、インストラクションを解
読することにより、この時に記憶部分からの読み出し、
または記憶部分への書き込みが行なわれないことが判明
すれば、記憶部分の電源電圧を下げ、データを保存する
ためだけに必要最小限のエネルギーを供給するようにす
ることによって、回路全体の消費電力を下げることがで
きる。
However, even for this part, by deciphering the instructions, reading from the memory part at this time,
Alternatively, if it is determined that no data will be written to the memory section, the power consumption of the entire circuit can be reduced by lowering the power supply voltage of the memory section and supplying the minimum amount of energy necessary just to save the data. can be lowered.

これらを実現する具体的な手段を次に説明する。Specific means for realizing these will be explained below.

マイクロプロセサが外部メモリからインストラクション
を受は入れ、命令レジスタ5に入れる。
The microprocessor receives instructions from external memory and places them in the instruction register 5.

その時の、マイクロプロセサの動作を通常のようにデコ
ーダ6で解読するだけでなく、他にデコーダを設けて、
そのデコーダでどの回路ブロックが動作するかを解読す
る。
At that time, the operation of the microprocessor is not only decoded by the decoder 6 as usual, but also by providing another decoder.
The decoder decodes which circuit block operates.

一方、マイクロプロセサ内部を例えば第2図に示すよう
に予め回路ブロックA、Bとメモリ部Mに分け、これら
を電源線に選択的に接続するスイッチS1.S2.S3
を設けておく。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the inside of the microprocessor is divided in advance into circuit blocks A and B and a memory section M, and a switch S1. S2. S3
Set it up.

そして、回路ブロックBのみが動作するインストラクシ
ョンであることが判明すれば、第2図に示すように、回
路ブロックBをスイッチS2を閉じて電源線VDDに接
続する。
If it is determined that only the circuit block B operates, the circuit block B is connected to the power supply line VDD by closing the switch S2, as shown in FIG.

使われない回路ブロックAはスイッチS1を開いて電源
線VDDから切りはなす。
The unused circuit block A is disconnected from the power supply line VDD by opening the switch S1.

データが揮発してはいけないメモリ部Mの回路は動作用
の5■電源線VDDからデータ保存用だけの3■電源線
VDD’に切りかえる。
For the circuit of the memory section M where data must not be volatile, the 5.power supply line VDD for operation is switched to the 3.power supply line VDD' for data storage only.

このようにすることによって、回路ブロックAの消費電
力をなくし、メモリ部Mの消費電力を少なくすることが
できる。
By doing so, the power consumption of the circuit block A can be eliminated and the power consumption of the memory section M can be reduced.

これと同じ動作は第3図に示すようにスイッチS1.S
2を零電源線VSS側に置きかえることによってもでき
る。
This same operation is performed by switch S1 as shown in FIG. S
This can also be done by replacing 2 with the zero power line VSS side.

これらスイッチS1.S2はそれぞれ回路ブロックA。These switches S1. S2 is each circuit block A.

Bのインピーダンスの低い方においた方がよいことが多
い。
It is often better to place it on the side where the impedance of B is lower.

第2図、第3図に示すスイッチは集積回路中に使われる
トランジスタで作ることができるが、オン状態のインピ
ーダンスを小さくするためには、大きなトランジスタを
用いることが必要である。
The switches shown in FIGS. 2 and 3 can be made using transistors used in integrated circuits, but in order to reduce the on-state impedance, it is necessary to use large transistors.

第2図、第3図のように、回路ブロックごとに電源電流
の遮断および再投入を行なう場合、気をつけなければな
らないことの1つに次のようなことがある。
When cutting off and turning on the power supply current for each circuit block as shown in FIGS. 2 and 3, one of the things that must be taken care of is the following.

第4図に示すように、回路ブロックA。Bが少なくとも
1つの信号線りを共有する場合、そしてその信号線りか
ら見た回路ブロックAの入力インピーダンスが小さい場
合はとくに、回路ブロックBが動作中に遮断された回路
ブロックAの悪影響が信号線りに出ないように注意しな
ければならない。
As shown in FIG. 4, circuit block A. Particularly if circuit block B shares at least one signal line and the input impedance of circuit block A seen from that signal line is small, the adverse effects of circuit block A that is interrupted while circuit block B is in operation will cause the signal You have to be careful not to step out on the line.

このためには信号線IJC対しても回路ブロックA、B
を分離あるいは接続するスイッチ81′、82′を設け
ておき、スイッチ81′を開くとき同時にスイッチ81
′を開くようにするとよい。
For this purpose, circuit blocks A and B are also required for the signal line IJC.
Switches 81' and 82' are provided to separate or connect the
′ should be opened.

第2図は回路ブロックBが動作する場合であるが、次の
ステップで、インストラクションを解読して回路ブロッ
クBは動作しないで回路ブロックAとメモリ部Mが動作
する場合の状況を第5図に示す。
Figure 2 shows the case where circuit block B operates, but in the next step, when the instructions are decoded, circuit block B does not operate but circuit block A and memory section M operate, as shown in Figure 5. show.

この場合、第2図の状況で回路ブロックA内のノード電
圧が、零電位に下がっておれば電源を接続後正常状態に
復帰するまで回路ブロックAで動作をすることができな
い。
In this case, if the node voltage within the circuit block A has dropped to zero potential in the situation shown in FIG. 2, the circuit block A cannot operate until the normal state is restored after the power supply is connected.

回路ブロックAが復帰するために長い時間を要すれば、
それだけマイクロプロセサの速度を下げることになる。
If circuit block A takes a long time to recover,
This will reduce the speed of the microprocessor accordingly.

そこでこの発明においては、非動作状態の回路部分の動
作状態への復帰時間を短縮する手段を備える。
Accordingly, the present invention includes means for shortening the time it takes for a non-operating circuit portion to return to an operating state.

第6図はその一実施例である。第6図に示すように、各
ブロックA、B、Mは電源線VDDに対して、オン時を
こインピーダンスの小さいトランジスタQ1A 、 Q
t B 、Qt Mとインピーダンスの高いトランジス
タQ2 A t Q2 B t Q2 Mを介して接続
されている。
FIG. 6 shows an example of this. As shown in FIG. 6, each block A, B, and M has small impedance transistors Q1A and Q when on with respect to the power supply line VDD.
It is connected to t B and Qt M via a high impedance transistor Q2 A t Q2 B t Q2 M.

回路ブロックAが動作するときはインピーダンスの小さ
い素子QrAを通して電流を供給しくこのとき高インピ
ーダンスの素子Q2Aがオン状態にあってもよい)、回
路ブロックAが動作しない場合は低インピーダンスの素
子Q1Aはオフ状態にし、高インピーダンスの素子Q2
Aをオンとする。
When circuit block A operates, current is supplied through low impedance element QrA (at this time, high impedance element Q2A may be in the on state), and when circuit block A does not operate, low impedance element Q1A is turned off. state, high impedance element Q2
Turn on A.

すなわち非動作時においては電源電流を高インピーダン
ス素子によって制限し、動作時の電流は低インピーダン
ス素子より供給する。
That is, during non-operation, the power supply current is limited by a high impedance element, and during operation, current is supplied from a low impedance element.

このようにすることによって、回路の消費電力低減を図
りながら、しかも回路ブロックが非動作状態から動作状
態に回復するまでの時間を短縮することができる。
By doing so, it is possible to reduce the power consumption of the circuit and shorten the time required for the circuit block to recover from the non-operating state to the operating state.

第6図は電源電流制御用として2個の素子を用いた場合
であるが、1個の素子でも同じ機能を果すことができる
Although FIG. 6 shows a case where two elements are used for power supply current control, the same function can be achieved with one element.

第7図は別の実施例であり、電源線と回路ブロックを接
続するトランジスタに、回路フ七ツクが動作時には制御
線に高電圧を印加してトランジスタのインピーダンスを
小さくし、回路ブロックが非動作時には制御線に低い電
圧をかけインピーダンスを高(するようにしたものであ
る。
Figure 7 shows another embodiment, in which a high voltage is applied to the control line of the transistor connecting the power line and the circuit block when the circuit block is in operation to reduce the impedance of the transistor, and the circuit block is inactive. Sometimes, a low voltage is applied to the control line to make the impedance high.

以上のような実施例によれば集積回路中の回路ブロック
ごとにその動作、非動作時に対応して電源電流の制御を
することにより、集積回路素子の消費電力の低減化を図
ると同時に、この電源電流の制御に伴う動作速度の低下
を防止することができる。
According to the embodiments described above, by controlling the power supply current for each circuit block in the integrated circuit depending on its operation and non-operation, it is possible to reduce the power consumption of the integrated circuit element, and at the same time to reduce the power consumption of the integrated circuit element. It is possible to prevent a decrease in operating speed due to power supply current control.

なお、この発明の効果を十分発揮させるためには、集積
回路中の回路を通常の動作だけでなく、電源電流のオン
、オフまたは増減もやりやすいようにブロック化して配
置することが望ましい。
In order to fully utilize the effects of the present invention, it is desirable to arrange the circuits in the integrated circuit in blocks so that they can be easily turned on, turned off, or increased or decreased in addition to normal operation.

更に、この発明の別の実施例をいくつか説明する0 (1)電源線と回路ブロックとの接続は、例えば第7図
のように、制御線でコントロールされる素子だけで行う
必要はない。
Further, some other embodiments of the present invention will be described. (1) The connection between the power supply line and the circuit block does not have to be made only by the elements controlled by the control line, as shown in FIG. 7, for example.

例えば第8図に示すようにMOSトランジスタT1.T
2・・・からなるある回路ブロックが電源線に接続され
ている場合、それを高入力インピーダンスの所この例で
はゲートに接続されている線と低入力インピーダンスの
所に接続される線に分類し、第9図に示すように低入力
インピーダンスの所と電源線との間にのみ電源電流制御
用素子を入れる。
For example, as shown in FIG. 8, MOS transistor T1. T
When a certain circuit block consisting of 2... is connected to a power supply line, it is classified into lines connected to high input impedance (in this example, the gate) and lines connected to low input impedance. As shown in FIG. 9, a power supply current control element is inserted only between the low input impedance location and the power supply line.

高入力インピーダンスの所に接続される電源線は供給電
流が小さく、消費電力も小さいから、電源電流のオン、
オフまたは増減を行なう必要は少ないのである。
The power supply line connected to a place with high input impedance has a small supply current and low power consumption, so when the power supply current is turned on,
There is less need to turn it off or increase or decrease it.

このように、ゲートについては電源線を定常的に接続し
ておけば、電源電流の変化によるゲートキャパシタンス
の充放電電流を少なくし、従って回路の動作状態への復
帰時間を短縮することができる。
In this way, by constantly connecting the power supply line to the gate, it is possible to reduce the charging/discharging current of the gate capacitance due to changes in the power supply current, thereby shortening the time required for the circuit to return to the operating state.

(2)通常のMO8集積回路のように基板を共通にして
各素子が形成され、また基板に対する他電極の電位によ
って素子のインピーダンスが大きく変化するような場合
は、電源電流制御用素子は第3図に示すように零電源線
側に挿入した方がよいことが多い。
(2) When each element is formed on a common substrate as in a normal MO8 integrated circuit, and the impedance of the element changes greatly depending on the potential of other electrodes with respect to the substrate, the power supply current control element is It is often better to insert it on the zero power line side as shown in the figure.

これは、第3図のような場合は、各回路ブ田ンク内にお
ける素子には電源電圧が印加された状態で保持されるた
めに低インピーダンス状態をたもち、電源電圧制御用素
子がオン状態に入って回路が回復するまでの時間が短く
なるためである。
This is because in the case shown in Figure 3, the elements in each circuit board are kept in a low impedance state because the power supply voltage is applied to them, and the power supply voltage control elements are in the on state. This is because the time it takes for the circuit to recover is shortened.

(3)電源電流が遮断または少なく制御されていた回路
ブロックが復帰(回復)するまでには時間がかかり、こ
のため、全体としての集積回路の速度を下げることにな
らないようにするためには、システム上でも改良を行な
った方がよい。
(3) It takes time for a circuit block whose power supply current has been cut off or controlled to be low to recover (recovery), so in order to prevent this from reducing the speed of the integrated circuit as a whole, It would be better to improve the system as well.

一例を挙げれば第1図のような場合、命令レジスト5を
複数個に分けておく。
For example, in the case shown in FIG. 1, the instruction register 5 is divided into a plurality of parts.

例えば、第10図に示すように3個の命令レジスタ51
t 52 。
For example, as shown in FIG.
t52.

53を設けておく。53 is provided.

現在マイクロプロセサが実行中のインストラクションは
レジスタ5□にあるとする。
Assume that the instruction currently being executed by the microprocessor is in register 5□.

そして、次に実行すべきインストラクションは、レジス
タ52に、そしてその次に実行すべきインストラクショ
ンはレジスタ53に記憶されているとする。
It is assumed that the next instruction to be executed is stored in the register 52, and the next instruction to be executed is stored in the register 53.

現在レジスタ5□にあるインストラクションを実行して
いるのであるから、それに必要な回路ブロックには電源
電流は供給されている筈である。
Since the instruction in register 5□ is currently being executed, power supply current should be supplied to the circuit blocks necessary for this.

次に実行すべきインストラクションはレジスト5□に保
存されているが、そのインストラクションを解読するこ
とにより、このインストラクションを実行するために新
たに電源電流を供給すべき回路ブロックは決定できる。
The next instruction to be executed is stored in the register 5□, and by decoding the instruction, it is possible to determine which circuit block should be newly supplied with power supply current in order to execute this instruction.

この作業を命令レジスタ5□に保存されているインスト
ラクションの実行中に行うことにより回路ブロックの回
復時間の実効的な短縮を図ることができる。
By performing this work while the instructions stored in the instruction register 5□ are being executed, the recovery time of the circuit block can be effectively shortened.

ただし、命令レジスタ52に保存されているインストラ
クションを実行する上では不必要だからと言って、レジ
スタ51による現在のインストラクションの実行に必要
な回路フ七ツクの電源電流は遮断することができないの
は勿論である。
However, it goes without saying that the power supply current of the circuit functions necessary for executing the current instruction by register 51 cannot be cut off just because it is unnecessary for executing the instruction stored in instruction register 52. It is.

回路ブロックの電源電流の遮断は、命令レジスタ5□〜
53に保存されているインストラクションヲ見て、命令
レジスタ52.53に保存されているインストラクショ
ンの実行のためには不必要だが、命令レジスタ51に保
存されているインストラクションを実行のためには必要
な回路ブロックを命令レジスタ52に保存されているイ
ンストラクション実行時に、行なわなければならない。
To cut off the power supply current of the circuit block, use command register 5□~
Looking at the instructions stored in the instruction register 53, the circuit that is unnecessary for executing the instruction stored in the instruction register 52 and 53, but necessary for executing the instruction stored in the instruction register 51 The block must be executed upon execution of the instructions stored in instruction register 52.

回路ブロックの回復時間が長い場合は、命令レジスタの
数を増やし、長いステップにわたるインストラクション
を総合的に判断して電源電流のオン、オフまたは増減を
行なうようにした方がよい。
If the recovery time of a circuit block is long, it is better to increase the number of instruction registers and comprehensively judge instructions over long steps to turn on/off or increase/decrease the power supply current.

以上説明したようにこの発明によれば、大規模化した論
理演算集積回路について、その動作態様に応じて電源電
流を制御すると同時に、非動作状態の回路部分の動作状
態への復帰時間を短縮する考慮を払うことにより、全体
として高速動作を維持しながら効果的に消費電力の低減
を図ることが可能となる。
As explained above, according to the present invention, in a large-scale logic operation integrated circuit, the power supply current can be controlled according to its operating mode, and at the same time, the time required for returning a non-operating circuit portion to an operating state can be shortened. By taking this into consideration, it becomes possible to effectively reduce power consumption while maintaining high-speed operation as a whole.

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

第1図はこの発明の詳細な説明するためのマイクロプロ
セサの概略構成を示す図、第2図〜第5図は同じくこの
発明での電源制御の原理的動作態様を説明するための図
、第6図はこの発明の一実施例を説明するための図、第
7図〜第10図は別の実施例を説明するための図である
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a microprocessor for explaining the present invention in detail, FIGS. FIG. 6 is a diagram for explaining one embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 10 are diagrams for explaining other embodiments.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 外部から符号化された信号を受は入れ、その信号を
解読してデータの論理演算処理を行う集積回路装置にお
いて、受は入れた信号に対応して動作しない回路部分の
一部または全部を分類する機能をもつ解読器を備え、そ
の解読結果によって動作しない回路部分の一部または全
部の電源電流を制御すると共に、非動作状態の回路部分
の動作状態への復帰゛時間を短縮する手段を有すること
を特徴とする集積回路装置。
1. In an integrated circuit device that receives encoded signals from the outside, decodes the signals, and performs logical operation processing on the data, the receiver removes some or all of the circuit parts that do not operate in response to the input signals. A decoder with a classification function is provided, and a means is provided for controlling the power supply current of some or all of the circuit parts that are not in operation based on the decoding result, and shortening the time it takes for the circuit parts that are in the non-operation state to return to the operation state. An integrated circuit device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8301711A (en) * 1983-05-13 1984-12-03 Philips Nv COMPLEMENTARY IGFET SWITCH.
JPH04107623A (en) * 1990-08-28 1992-04-09 Seiko Epson Corp Display device
US5583457A (en) 1992-04-14 1996-12-10 Hitachi, Ltd. Semiconductor integrated circuit device having power reduction mechanism
US6928559B1 (en) 1997-06-27 2005-08-09 Broadcom Corporation Battery powered device with dynamic power and performance management
KR102433736B1 (en) 2012-01-23 2022-08-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Semiconductor device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5272529A (en) * 1974-12-26 1977-06-17 Hitachi Ltd Method for power source control of information processing system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5272529A (en) * 1974-12-26 1977-06-17 Hitachi Ltd Method for power source control of information processing system

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