KR101114984B1 - 가변적인 웨이크업 레이턴시를 가진 프로세싱 장치에서전원 관리 방법 및 장치 - Google Patents

가변적인 웨이크업 레이턴시를 가진 프로세싱 장치에서전원 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

순차적인 복수의 스테이지를 가지는 본 발명의 프로세싱 장치는, 전원 스위치를 구비한 상기 각 스테이지에 해당하는 복수의 로직블록과; 상기 로직블록을 제어하여 각각의 웨이크업 레이턴시를 측정하는, 측정된 상기 웨이크업 레이턴시를 이용하여 상기 복수의 각 프로세싱 장치의 전원 스위치를 제어하는 전원 공급 장치를 포함한다. 이러한 구성은 전원모드의 전환시에 각 스테이지에 해당하는 로직블록에 최적의 스위칭 간격으로 순차적 전원공급 및 순차적 전원차단을 가능하게 하여 불필요한 전력 소모를 최소화할 수 있다.

Description

가변적인 웨이크업 레이턴시를 가진 프로세싱 장치에서 전원 관리 방법 및 장치{Method and Apparatus for Power Control Method with Variable Wake-up and Sleep latency}
도 1은 종래기술에 의한 프로세서에서의 전력 차단 및 공급 방법을 설명한 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 전원 관리 방법을 나타내는 블록도.
도 3은 도 2에 설명한 웨이크업 레이턴시를 측정하기 위한 방법을 도시한 블록도.
도 4는 도 3에 나타난 전원 제어부(220)의 동작을 설명하는 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10 : 명령어의 처리단계에 해당하는 스테이지
20 : 각 스테이지에 대한 전원 스위치
30 : 전원 제어 회로
200: 스테이지에 해당하는 세분화된 로직 블록
210 : 전원 스위치 제어부 220 : 전원 제어부(220)
230 : 웨이크업 레이턴시 테이블
300 : 조합 논리 회로 310 : 경로 모니터링 회로부
311 : 입력 플립플롭 312 : 경로 모델링 회로
313 : 출력 플립플롭
본 발명은 프로세싱 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 모드의 전환시 각 스테이지에 따른 필요한 전원만을 공급하거나 차단하도록 전원을 제어하는 방법과 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전력 소모를 최소화해야할 필요가 있는 시스템에서는 전력소모를 결정하는 시스템 공급전압의 제어나, 클록 주파수를 제어하는 방법들이 소모전력 감소방안으로 동원되고 있다. 이 경우, 클록 주파수에 따르는 동적 전류의 감소를 통한 소비전력의 감소라는 효과는 볼 수 있지만, 전원전압에 의한 정적전류나, 누설전류 등에 의한 전력의 소모를 감소시킬 수는 없었다. 이러한 누설 전류의 소모를 줄이기 위해 전원을 직접적으로 차단하는 파워 게이팅(Power Gating) 방법이 도입되었다. 그러나 파워 게이팅 방법에서는 프로세서가 슬립 모드(Sleep mode)로부터 벗어나 정상동작으로 복귀하는 웨이크업(Wake-up) 동작과 웨이크업 동작이 완료되기까지의 시간 즉 웨이크업 레이턴시가 필요하다. 프로세서의 안정적인 동작을 보장하는 상태로 진입하기까지는 전원을 공급한 후 충분한 회복시간이 필요하고, 이 시간 동안은 모든 동작을 멈추어야 한다. 또한, 슬립 모드로 전환시에도 파이프라인 명령어 수행이 모두 종료될 때까지는 전원을 차단할 수 없었다. 이 경우 마지 막 명령어를 수행하는 스테이지에 해당하는 파이프라인의 동작이 완료될 때까지 전원이 공급되고 있어야 하기 때문에 명령어 처리를 수행하지 않는 회로에까지 전원이 공급되고 정적 전류는 소모될 수밖에 없었다.
도 1은 종래의 마이크로프로세서의 명령어를 수행하는 순차적인 스테이지와 전원의 차단방법을 개략적으로 설명하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 프로세서에서 명령어 처리 스테이지를 나타내는 블록들과 각 명령의 처리 스테이지에 해당하는 로직회로의 트랜지스터로 이루어진 전원 스위치로 구성되어 있다. 슬립모드에서 정상모드로 혹은 정상모드에서 슬립 모드로 전환할 때에는 모든 스테이지에 해당하는 회로에 대해 전원 스위치를 일괄적으로 제어하여 전원을 관리하였다.
스테이지(10)는 통상적인 마이크로프로세서에서의 명령어 수행의 순차적 단계를 나타낸 것이다. 일반적인 순차 명령어 수행의 단계에서는 메모리로부터 명령어를 읽어 오는 패치(Fetch)단계와 디코딩 단계와 명령어 이슈단계와 명령어 실행단계와 실행의 결과 데이터를 저장하는 저장단계로 나타낼 수 있지만 각 스테이지는 마이크로프로세서의 설계에 따라 부가되거나 생략될 수 있기 때문에 상세한 스테이지에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 명령어의 처리에 있어서 시간적 구분과 시간상으로 구분된 동작을 담당하는 로직블록으로 구분된다는 점, 그리고 그 구분된 로직에 해당하는 전원 스위치가 구비되어 있다는 점을 염두에 두기로 한다. 도 1에서는 이러한 자세한 스테이지의 동작은 개시하지 않고 순차적으로 명령어 수행이 이루어지는 시간적 구분을 위해서 5개의 스테이지로 개시하였다. 프로세서의 일반적인 명령어 처리 동작과 스테이지의 구분은 도면의 개시에 국한되지 않음은 이 분야에서 통상적인 지식을 습득한 자들에게는 자명하다.
전원 스위치(20)는 각 스테이지에 해당하는 회로에 전원을 공급하는 트랜지스터로 이루어진 스위치이다. 도 1 과 같이 일반적인 전원 스위치는 스테이지의 시작과 끝에 해당하는 회로에 대해서 전원공급을 일괄적으로 공급과 차단이 이루어지도록 구성하고 있다. 슬립모드로 전환시에는 최종 스테이지 5가 종료된 이후에 후술하게 되는 전원제어회로(30)에 의해 모든 스테이지에 해당하는 로직회로의 전원을 차단하게 된다. 또한, 슬립모드에서 정상모드로의 복귀시에는 전원 제어 회로(30)에서 일시에 모든 스테이지에 해당하는 로직회로에 전원을 공급하여 명령어 처리를 순차적으로 수행할 수 있도록 하였다.
전원 제어 회로(30)는 단지 모든 스위치를 제어하여 일제히 전원을 차단하거나 공급하는 제어동작을 수행한다.
상술한 구성을 고려해 볼 때, 각 스테이지에 해당하는 로직회로의 동작은 순차적으로 일어나고, 파이프라인 명령어 수행의 종료도 순차적으로 일어나지만, 전력의 공급과 차단은 일순간이기 때문에 웨이크업 시에 명령어 처리 동작을 수행하지 않는 스테이지에 해당하는 로직회로에서의 전력소모가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 각 스테이지에 해당하는 로직의 크기나 소모전력의 차이로 인해서 웨이크업 동작을 수행할 때는 최대의 웨이크업 레이턴시를 가진 로직회로가 정상적으로 동작할 시점까지는 명령어 처리가 불가능하였다. 이러한 특징들은 전력의 효과적인 관리라는 면에서 개선의 여지를 제공해 주고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 전력 모드의 전환시 정상모드로 진입하여 안정적으로 동작하기까지의 소요 웨이크업 레이턴시를 줄이는 것이다. 본 발명의 제 2 목적은 각 스테이지에 해당하는 전원 스위치를 시간적 시퀀스를 설정하여 전력 모드 전환시 스테이지 별로 순차적으로 공급 및 차단하여 각 스테이지에 해당하는 회로의 동작에 필요한 전력소모를 최소한으로 줄이기 위한 방법과 장치를 제공하는 데 있다.
상술한 제반 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로세싱 장치에서의 전원 제어 장치의 일 특징은, 전원 스위치를 각각 구비하며, 명령어 처리가 순차적으로 이루어지는 스테이지에 해당하는 로직블록과; 상기 로직블록의 웨이크업 레이턴시를 측정하고, 측정된 값을 기초로 명령어의 처리 경로에 해당하는 로직블록에 최적의 전원 공급시간과 시퀀스로 전원을 공급하여 슬립모드에서 정상모드로 순차적으로 복귀하도록 제어하는 전원 공급 장치를 포함하도록 구성된다. 또한, 명령어 처리가 순차적으로 완료되고 슬립모드로 전환시에는 명령어 처리가 완료된 로직블록에 대해서 순차적으로 전원을 차단하여 슬립모드로 전환하도록 제어하여 웨이크업 시간의 단축과, 전원공급이 필요없는 로직블록에 대해서 전원을 차단하여 소모전력을 절감하도록 한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 로직블록은 전원 입력 시 안정적인 동작을 보장하는 시점까지 도달하는 소요 시간, 즉 웨이크업 레이턴시를 측정하는 경로 모 니터링부를 더 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 전원 공급 장치는 상기 로직블록에 포함된 모니터링부를 제어하는 제어회로와 상기 제어회로에 의해 측정된 각 로직블록별 상기 웨이크업 레이턴시를 저장하는 메모리를 더 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 전원 공급 장치의 제어에 따라 명령어의 처리 경로 상에 존재하는 로직블록들만을 최적의 전원공급 시간으로 순차적으로 전원을 공급하는 방법이 제공된다. 이러한 전원 제어 방법은 각 스테이지에 해당하는 로직블록들의 웨이크업 레이턴시를 측정하는 단계와; 측정된 레이턴시를 메모리에 저장하는 단계와; 상기 메모리의 레이턴시 데이터를 기초로 슬립모드에서 정상모드로 복귀시 가변적인 전원 공급시간 및 최소한의 시퀀스를 구성하는 단계와; 슬립모드로의 전환시에는 동작이 완료된 로직블록에 대해서 순차적으로 전원을 차단하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 개략적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 프로세싱 장치는 순차적으로 진행되는 명령어 처리 스테이지에 대한 전원을 제어하기 위한 것으로, 순차적 스테이지에 해당하는 로직블록그룹(200)과, 상술한 로직블록그룹(200)의 전원을 공급하거나 차단하는 전원 스위치 제어부(210)와, 상술한 로직블록그룹(200)에 해당하는 각각의 로직블록의 웨이크업 레이턴시를 측정하여 최적의 전원공급 시간을 결정하여 상기 전원 스위치 제어부(210)를 통해서 순차적으로 로직블록들의 전원을 공급 및 차단하도록 제어하는 전원 제어부(220)와 그리고 상기 전원 제어부(220)에서 측정한 각 로직블록들의 웨이크업 레이턴시를 저장하여 전원 제어 데이터로 공급하는 웨이크업 레이턴시 테이블(230)을 포함한다. 이상의 구성은 프로세싱 장치의 전원 공급 방법에 국한하여 개시할 뿐, 각 스테이지에 해당하는 로직블록그룹(200)들이 처리하는 명령어의 처리와 그 흐름에 대한 언급은 생략하였다.
로직블록그룹(200)은 프로세싱 장치에서 명령어 처리 단계를 시간적인 구분에 의해 나눈 순차적인 스테이지와, 상기 스테이지를 또한 기능적인 특성에 따라 구분된 로직 단위로 세분화하였다. 명령어를 저장매체에서 읽어오는 패치 스테이지는 기능적인 특성에 따라 Fe1, Fe2, Fe3의 로직블록 단위로 구분될 수 있다. 각 로직블록은 또한 그 로직블록에 해당하는 전원의 공급 및 차단을 가능케 하는 전원 스위치(P1 ~ P15)를 포함하고 있다. 디코딩 스테이지에서는 기능별로 3개의 로직블록(De1, De2, De3)을 포함하고 있으며, 이들 로직블록은 해당하는 전원 스위치를 각기 포함하고 있다. 명령어를 이슈하는 스테이지에서도 기능별로 Iss1, Iss2, Iss3 의 로직블록을 포함하며, 실행 스테이지(Ex1, Ex2, Ex3)와 그리고 실행 스테이지에서 연산한 결과를 저장하는 기록 스테이지(WB1, WB2, WB3)도 해당하는 시간적 스테이지 구분에 대해 기능적으로 구분된 복수 개의 로직블록을 가지고 있으며, 각 로직블록들은 해당하는 전원 스위치를 포함하고 있다. 그러나 상술한 프로세싱 장치의 시간적 구분과 기능적인 구분은 본 발명의 개시에 국한하지 않음은 이 분 야에서 통상적인 지식을 습득한 자들에게는 자명하다. 또한, 명령어의 처리시 각 스테이지에서는 필요한 로직블록만은 명령어 처리 연산에 사용한다. 따라서 하나의 명령어가 처리될 때 경유하는 로직블록의 경로는 다양하게 변할 수 있다. 일 예로, 패치 스테이지는 3개의 로직 블록으로 구성되어 있고 입력되는 데이터의 종류에 따라 순차적으로 로직블록에 입력되어 진행할 수도 있고, 혹은 패치 스테이지 중 한 개의 로직블록만이 처리할 수도 있다. 디코딩과 이슈, 실행, 기록 스테이지들도 데이터의 특성상 각 스테이지에 속하는 복수 개의 로직블록 중 한 로직블록만이 작업을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 기능별로 구분된 로직블록에 전원 스위치를 구비하여 보다 세분화되고, 정밀한 파워 게이팅 동작이 가능하도록 하였다. 상술한 로직블록들은 물론 그 동작의 특성상 소요되는 전류의 양이나, 소모전력도 다르며 구성 소자 수 면에서도 상당한 차이점을 가질 수 있다. 따라서 전원을 공급시에 정상동작이 이루어질 때까지의 웨이크업 레이턴시(Wake-up Latency)도 로직블록의 크기에 따라 다르다. 또한, 실장 환경에서는 공정변화에 의한 웨이크업 레이턴시의 변화가 생길 수 있다. 상술한 구성은 패치되는 명령어에 따라서 데이터가 진행하는 경로는 다양하게 변화할 수 있음을 의미한다.
전원 스위치 제어부(210)는 상기 각 스테이지에 대해 기능별로 구획한 각 로직블록의 전원 스위치를 제어하는 장치부이다. 전원 스위치 제어부(210)는 후술하게 될 전원 제어부(220)의 제어신호에 응답하여 각 로직블록의 전원 스위치를 제어한다. 그러나 본 발명의 전원 스위치 제어부(210)는 각 스위치의 제어를 전원 제어부(220)에서 인가하는 제어신호(P_CTRL)에 응답하여 가변적인 스위칭 시간을 가지 고 전원을 공급 및 차단하며, 슬립모드에서 정상모드로 복귀시에나, 정상모드에서 슬립모드로의 전환시에는 명령어의 진행 경로 상에 있는 로직블록만을 선택적으로 전원공급 하거나 차단한다.
전원 제어부(220)는 프로세서의 코어에 해당하는 로직블록(200)들의 웨이크업 레이턴시를 측정하여 저장하고, 저장된 웨이크업 레이턴시를 기초로 슬립모드에서 정상모드로의 전환시나, 정상모드에서 슬립모드로의 전환시에 상기 전원 스위치 제어부(210)에 최적의 스위칭 간격과 스위치 시퀀스를 제공하도록 구성된 장치부이다. 또한, 각 로직블록과 연결된 모니터링 제어라인(M1,M2,…,M15)을 통해서 해당 로직블록의 전원 공급시에 모든 내부 소자의 동작이나 노드의 전압이 안정적인 전압을 찾아가는데 소요되는 웨이크업 레이턴시를 측정하여 저장한다. 전원 제어부(220)의 상세한 동작은 후술하게 되는 도 4에서 설명하기로 한다.
웨이크업 레이턴시 테이블(230)은 상술한 전원 제어부(220)의 측정을 통해서 각 로직블록 별 검출된 웨이크업 레이턴시의 정보를 저장하는 메모리에 해당하는 장치부이다.
상술한 구성을 통해서 마이크로프로세서나 기타 프로세싱 장치에서 슬립모드에서 정상모드 혹은 정상모드에서 슬립모드로 전환시에 내부에 포함된 로직블록의 웨이크업 레이턴시를 고려한 전원 스위칭을 구현하여 전력의 소모를 줄이도록 하였다. 또한, 보다 정교한 웨이크업 스위칭 타임 설정을 통해서는 신속한 모드전환이 가능한 전원 제어 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명에 따른 로직블록의 구성과 상기 구성을 통한 전원 제어부 (220)와의 동작특성을 설명하기 위한 블록도이다. 그러나 로직블록과 전원 제어부(220) 간의 동작 특성은 도면에서 예시한 하나의 로직블록(Fe1)에만 국한되지 않고 모든 로직블록이 동일한 구성과 신호 전달 경로를 구비하고 있음을 미리 밝혀 두기로 한다. 여기서, 앞서 도시된 도 2에서와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 의한 로직블록은 입력되는 명령어에 대한 연산이나 처리가 이루어지는 조합 논리 회로부(300)와 상기 조합 논리 회로부(300)에서 전원을 공급했을 때 모든 소자와 노드들이 정상적인 동작을 보장하는 시점까지의 시간지연인 웨이크업 레이턴시를 측정하도록 구성된 경로 모니터링 회로부(310)를 포함한다.
조합 논리 회로부(300)는 입력된 명령어 대해서 해당하는 스테이지의 연산을 수행하는 일반적인 동작을 수행하는 회로부이다.
경로 모니터링 회로부(310)는 상기 조합 논리 회로부(300)의 소자 수나 소자의 종류 등을 고려하여 가장 긴 데이터 경로를 모델링하여 웨이크업 레이턴시를 측정하기 위한 본 발명에 의해 추가된 회로부이다. 조합 논리 회로부(300)에 전원을 처음 공급했을 때 정상적인 데이터 처리가 가능한 시간을 검출하도록 조합 논리 회로부(300)와 동일한 데이터 지연 길이를 갖도록 구성된 경로 모델링 회로(312)와 상기 경로 모델링 회로(312)에 테스트 비트를 입력하기 위한 입력 플립플롭(311)과 테스트 입력비트가 경로 모델링 회로(312)를 경유하여 정상적으로 출력되었는지를 검출하기 위한 출력 플립플롭(313)로 구성된다. 특히, 상기 경로 모델링 회로(312) 는 조합 논리 회로부(300)의 논리값의 전파 최장 경로로 모델링하였으며, 입출력 특성이나 온도특성이 조합 논리 회로부(300)와 동일한 소자로 이루어진 회로이다.
전원 제어부(220)는 웨이크업 레이턴시를 측정할 경우에 상기 로직블록 내의 경로 모니터링 회로부(310)를 제어하여 상기 논리 조합 회로(300)의 웨이크업 레이턴시를 측정한다. 전원 제어부(220)는 상기 입력 플립플롭(311)으로 테스트 비트를 입력시키는 테스트 입력 라인(L1)과 상기 경로 모델링 회로(312)를 경유하여 정상적으로 테스트 비트가 출력되었는지를 검출하는 테스트 출력 라인(L5)와 상기 경로 모델링 회로(312)에 전원을 공급 및 차단하는 ON/OFF 라인과 상술한 두 플립플롭을 클리어 하는 라인(L2, L4)을 포함한다. 간략히 동작을 설명하면, 우선 입력 플립플롭(311)에는 경로 모델링 회로(312)에 입력되어 전개되는 논리값을 입력하고 출력 플립플롭(313)에는 이와 반대의 값으로 초기화한다. 다음으로, 경로 모델링 회로(312)의 전원을 차단하고 다시 공급한다. 그리고 출력 플립플롭(313)에 전달되는 결과비트가 입력 플립플롭에서 입력한 값인지 비교한다. 출력 플립플롭(313)에 검출된 논리값이 입력과 동일하면 해당 로직블록의 웨이크업 레이턴시는 상기 경로 모델링 회로(312)에 전원을 공급한 이후 출력 플립플롭에서 입력 논리값에 검출된 때까지의 클록 수로 설정할 수 있다. 입력 논리값이 검출될 동안 소요된 클록 수가 곧 해당 로직블록의 웨이크업 레이턴시가 되며, 이 시간은 상기 조합 논리 회로부(300)에서의 실제 웨이크업 레이턴시의 최대 길이에 해당한다. 전원 제어부(220)에서의 웨이크업 레이턴시를 측정하는 방법과 단계는 후술하게 되는 도 4에서 상세히 설명하기로 한다.
상술한 로직블록의 구성과 전원 제어부(220)의 구성을 통해서 시스템의 부팅시나 초기화 시에 전원 제어부(220)는 모든 로직블록의 웨이크업 레이턴시를 측정하여 웨이크업 레이턴시 테이블(230)에 저장한다. 저장된 웨이크업 레이턴시 테이블을 기초로 각 스테이지에 해당하는 로직블록의 최적의 스위칭 간격을 설정하고, 슬립모드에서 정상모드로, 혹은 정상모드에서 슬립모드로의 전원 모드의 변환시에는 최소의 소모전력으로 최대한 빠른 모드 변환이 가능하도록 전원 스위치를 제어한다.
도 4는 상기 전원 제어부(220)가 해당 로직블록의 웨이크업 레이턴시를 측정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하 본 발명에 따른 전원 제어부(220)의 해당 로직블록에 대한 웨이크업 레이턴시의 측정 동작이 도면에 의거하여 상세히 설명될 것이다.
웨이크업 레이턴시를 측정하는 동작이 시작되면, 전원 제어부(220)는 본 발명에 따른 로직블록 내의 경로 모니터링 회로부(310)를 제어하여 테스트 비트를 입력하여 원하는 결과가 나올 때까지 소요 클록을 카운트한다. 전원을 공급한 시점에서부터 기대하는 결과가 출력된 시점까지의 소요되는 클록 수가 곧 해당 로직블록의 바람직한 웨이크업 레이턴시이다. 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
전원 제어부(220)가 해당 로직블록의 웨이크업 레이턴시 측정을 위한 모드로 전환명령을 내리면서 동작이 개시된다. 전원 제어부(220)의 제어에 따라 해당 로직블록은 경로 모니터링 회로부(310)를 활성화하는 경로 모니터링 모드로 전환하게 된다(S10). 다음 단계로는 경로 모니터링 회로부(310) 내의 입력 플립플롭(311)과 출력 플립플롭(313)을 클리어 한 후에 입력 플립플롭(311)과 출력 플립플롭(313)의 저장된 논리 값을 반대로 설정해 준다. 예를 들면 입력 플립플롭(311)에 1을 설정했다면 출력 플립플롭(313)은 0의 논리값으로 세팅하여 입력 논리값이 경로 모델링 회로(312)를 경유하여 출력 플립플롭(313)까지 전달되는 데 소요되는 시간을 측정하기 위한 초기화 작업이다(S20). 다음 단계로 해당 조합 논리 회로의 최장의 데이터 전파 경로에 해당하는 경로 모델링 회로(312)의 전원을 차단한다(S30). 이것은 해당 조합 논리 회로에 전원이 차단되었을 때와 동일한 상태로 만들어 주는 설정에 해당한다. 또한, 실제 동작에서는 슬립 모드에 해당하는 전원 상태를 경로 모델링 회로(312)에 설정해 주는 단계이다.
다음 단계로는 경로 모델링 회로(312)에 전원을 공급하여 실제 동작시에 슬립 모드에서 정상 모드로 전환시에 해당하는 전원 공급조건을 모델링 해준다(S40). 이후에는 출력 플립플롭(313)의 논리값이 입력 플립플롭(311)의 논리값으로 천이되는 지를 검출한다(S50). 이것은 경로 모델링 회로(312)에 전원을 공급한 이후에 입력 플립플롭(311)을 통해서 입력한 논리값이 경로 모델링 회로(312)의 정상적인 동작에 의해서 출력 플립플롭(313)까지 전파되는 클록 수를 체크하는 과정이다.
출력 플립플롭(313) 측에 기대했던 논리값이 출력되면 전원 공급 시점에서부터 논리값의 출력 시점까지의 카운트 된 클록 수를 해당 로직블록의 바람직한 웨이크업 레이턴시로 정하고 결정된 웨이크업 레이턴시를 메모리에 기록한다(S60). 이상의 단계는 하나의 로직블록에 해당하는 웨이크업 레이턴시의 측정이었다. 프로세싱 장치의 바람직한 전원 공급 시간과 시퀀스 제어를 위해서는 모든 로직블록들의 웨이크업 레이턴시를 측정해야 하므로 상술한 단계를 모든 로직 블록들에 대해서도 실행한다. 모든 스테이지에 해당하는 로직블록들에 대해 웨이크업 레이턴시의 측정이 완료되었는지 판단하고(S70) 완료되지 않았다면 다음 대상에 해당하는 로직 블록을 선택하여 상술한 단계들을 반복한다(S80). 만일 모든 로직블록에 대해 웨이크업 레이턴시의 측정이 완료되었다면 전원 제어부(220)는 측정 단계를 종료한다.
이상의 단계들을 통한 본 발명의 전원 제어부(220)는 스테이지별, 기능별로 구분된 로직블록에 포함된 경로 모니터링 회로부(310)를 제어하여 해당 로직블록의 웨이크업 동작 동안 발생하는 시간지연을 미리 측정하여 슬립모드에서 정상모드로 전환하는 웨이크업 동작시에 최적의 시간간격으로 스테이지별 전원 스위치의 시퀀스를 제어할 수 있도록 하였다. 이러한 구성은 순차적인 스테이지를 가진 프로세싱 장치에서 전원 모드의 전환시 불필요한 전력소모와 명령어 수행을 위한 대기 시간을 감소시킬 수 있는 수단과 방법을 제공한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 프로세싱 장치에서 각 스테이지에 해당하는 로직블록에 전원 스위치를 구비하며, 로직블록 내에는 웨이크업 레이턴시를 측정할 수 있는 모니터링 회로부를 추가하여 전원 공급부에서 이를 제어하도록 하였다. 이러한 구성은 시스템의 전원 공급 모드의 전환시 각 로직블록에서 소요되는 레이턴시를 최소화하는 시간간격을 제공하여 전원 모드 변경의 신속화를 구현할 수 있게 하였다. 또한, 필요한 로직블록에만 전원을 공급하는 스위치 제어로 일제히 전원을 공급하거나 차단하던 종래 기술에 비해 전력소모를 획기적으로 줄일 수 있도록 하였다.

Claims (13)

  1. 순차적인 복수의 스테이지를 가지는 프로세싱 장치에서,
    상기 각 스테이지에 대응하며 전원 스위치를 각각 구비한 복수의 로직블록과;
    상기 복수의 로직블록으로부터 웨이크업 레이턴시를 측정하고, 측정된 상기 웨이크업 레이턴시를 참조하여 상기 복수의 로직블록의 전원 스위치들을 제어하는 전원 공급 장치를 포함하되,
    상기 각 로직블록은 상기 웨이크업 레이턴시를 측정하기 위한 모니터링부를 포함하는 프로세싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이크업 레이턴시는 상기 로직블록에 전원을 공급하고 안정적인 동작이 보장되는 시점까지의 소요 시간인 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 로직블록의 데이터 경로와 동일한 데이터 지연시간을 갖는 소자로 구성된 경로 모델링 회로와;
    상기 경로 모델링 회로의 입력단에서 테스트 비트를 입력하는 입력 플립플롭과;
    상기 경로 모델링 회로의 출력단으로부터 출력을 입력받는 출력 플립플롭을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 상기 입력 플립플롭을 통해서는 상기 경로 모델링 회로에 테스트 비트를 입력하고, 상기 경로 모델링 회로에 전원공급 시점 이후 상기 출력 플립플롭에 전파되는 테스트 비트를 검출하며, 검출된 시점 동안 소요된 클록 수를 해당 로직블록의 웨이크업 레이턴시로 결정하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 모든 로직블록에 대해 측정된 웨이크업 레이턴시를 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 슬립모드로부터 정상모드로 복귀 시 순차적으로 상기 로직블록의 전원을 공급하되, 상기 메모리에 저장된 웨이크업 레이턴시를 참조하여 각 로직블록의 소요 웨이크업 레이턴시의 크기에 대응하는 전원 공급 시간 간격으로 전원이 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원 공급 장치는 정상 모드에서 슬립모드로 전환 시, 명령어 진행 경로 상에서 동작이 완료된 최종 스테이지에 해당하는 로직블록의 전원을 순차적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치.
  9. 복수의 순차적 스테이지로 동작하는 프로세싱 장치에 있어서,
    각 스테이지에 해당하는 로직블록들의 웨이크업 레이턴시를 측정하는 단계와;
    측정된 웨이크업 레이턴시를 메모리에 저장하는 단계와;
    상기 메모리의 웨이크업 레이턴시 데이터를 기초로 슬립모드에서 정상모드로 복귀시 가변적인 스위칭 간격을 가지는 전원 공급 시퀀스를 구성하는 단계와;
    정상 모드에서 슬립모드로의 전환시에는 동작이 완료된 로직블록에 대해서 순차적으로 전원을 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치의 전력 관리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 웨이크업 레이턴시는 상기 로직블록에 전원을 공급하고 안정적인 동작이 보장되는 시점까지의 소요 시간인 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치의 전력 관 리 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 로직블록은 상기 웨이크업 레이턴시를 측정하기 위한 별도의 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치의 전력 관리 방법.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 11 항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 로직블록에서의 데이터 경로 중 최장 경로에 해당하는 지연을 제공하는 모니터링 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치의 전력 관리 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 9 항에 있어서,
    상기 전원 공급 시퀀스는 슬립모드로부터 정상모드로 복귀 시 순차적으로 상기 로직블록의 전원을 공급하되 상기 메모리에 저장된 웨이크업 레이턴시를 참조하여 각 로직블록의 소요 웨이크업 레이턴시의 크기에 대응하는 전원 공급 시간 간격으로 전원 스위치를 제어하는 신호인 것을 특징으로 하는 프로세싱 장치의 전력 관리 방법.
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