KR20110114910A - 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 집적회로는, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치, 및 상기 생성된 복수의 전원들을 복수의 전원라인들을 통하여 공급받는 복수의 전원블록들, 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하는 소비전력 측정블록을 갖는 프로세서를 포함한다. 본 발명에 따른 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법은, 별도의 측정기 없이 프로세서 자체적으로 각 전원 블록의 소비전력을 측정하고, 측정된 정보를 저장 및 가공하여 사용자에게 원하는 소비전력 데이터를 공급하게 된다.

Description

집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법{INTEGARATED CIRCUIT AND POWER CONSUMPTION MEASURING METHOD THEREOF}
본 발명은 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시스템의 전력 소비를 측정하기 위해서는 전원관리 모드에 따라, 프로세서의 전원 블록에 따라, 소비전력을 측정하기 위하여 고가의 측정기가 이용된다. 또한, 일반적인 시스템은 이러한 측정기를 연결하기 위하여 보드 상의 각 전원 레일을 물리적으로 개폐할 수 있는 점퍼부를 구비해야 한다. 게다가, 전력 소비 측정 결과를 각각의 전원 종류에 따라 사용자가 눈으로 판별하기 때문에, 신뢰성이 저하되고, 시간 및 비용이 많이 요구된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 측정기 없이 전원 블록들 각각의 소비전력을 측정하는 프로세서를 갖는 집적 회로 및 그것의 소비전력 측정 방법을 공급하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 슬립 모드 진입시에도 전원 블록들 각각의 소비전력을 측정하는 프로세서를 갖는 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법을 공급하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 프로세서의 소비전력 검증 및 세트메이커의 개발과정시 프로세서 소비전력 검증시 발생되는 비용 및 시간을 극소화시키면서 효율을 최대화시키기 위한 프로세서를 갖는 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법을 공급하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 집적회로는, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치, 및 상기 생성된 복수의 전원들을 복수의 전원라인들을 통하여 공급받는 복수의 전원블록들, 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하는 소비전력 측정블록을 갖는 프로세서를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 전원관리 정보는 상기 프로세서로부터 상기 전원관리장치로 제공된다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 전원라인들은 상기 전원관리장치와 상기 프로세서 사이에 직접 연결된다.
실시 예에 있어서, 상기 전원관리장치는 소비전력 측정시 상기 소비전력 측정블록에 전원을 공급한다.
실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 소비전력 측정블록의 전원 공급 여부를 결정하기 위한 전력측정 활성블록을 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 전력측정 활성블록은, 구동 전압 혹은 접지 전압을 인가받는 제 1 하드웨어 핀, 및 구동 전압 혹은 접지 전압을 인가받는 제 2 하드웨어 핀을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 하드웨어 핀들의 전압 레벨들에 따라 상기 소비전력 측정블록의 전원 공급 여부가 결정된다.
실시 예에 있어서, 상기 소비전력 측정블록은, 전원 공급과 동시에 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하고, 상기 측정된 소비전력 정보를 저장한다.
실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 소비전력 측정을 위하여 외부로부터 테스트 데이터를 입력받고, 상기 소비전력 측정블록의 상기 저장된 소비전력 정보를 외부로 출력하는 통신블록을 더 포함하고, 상기 테스트 데이터는 상기 프로세서의 전원관리 모드, 측정하고자 하는 타겟 전원블록을 지시하는 정보, 및 상기 타겟 전원블록의 전압 레벨을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 파워-업시 부트 코드 읽어오고, 읽혀진 부트 코드에 따라 부트스트랩을 수행한다.
실시 예에 있어서, 상기 부트 코드를 저장하는 부트 메모리, 및 프로그램을 저장하는 메인 메모리를 더 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 프로그램은, 상기 저장된 소비전력 정보를 가공하기 위한 가공 프로그램을 포함하고, 상기 프로세서는 상기 가공 프로그램에 따라 상기 저장된 소비전력 정보를 가공하여 출력시킨다.
실시 예에 있어서, 상기 소비전력 측정블록은, 전원블록들 각각의 전력값을 계산한다.
실시 예에 있어서, 상기 소비전력 측정블록은, 전원블록들 각각의 전류 패턴을 카운트한다.
실시 예에 있어서, 상기 소비전력 측정블록은, 상기 프로세서의 슬립모드 진입시 상기 전원블록들 각각의 소비전력 측정 및 저장하고, 상기 프로세서는 웨이크-업시 상기 저장된 소비전력 정보를 외부로 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 집적회로의 소비전력 측정 방법은, 상기 집적회로는, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치, 및 상기 생성된 복수의 전원들을 복수의 전원라인들을 통하여 공급받는 복수의 전원블록들, 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정 및 저장하는 소비전력 측정블록을 갖는 프로세서를 포함하고, 외부로부터 테스트 데이터를 입력받는 단계, 상기 입력된 테스트 데이터에 따라 상기 전원관리장치를 설정하는 단계, 상기 입력된 테스트 데이터에 따라 소비전력을 측정하는 단계, 상기 저장된 소비전력 정보를 저장하는 단계, 및 상기 저장된 소비전력 정보를 상기 외부로 출력하는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 테스트 데이터는 상기 프로세서의 전원관리 모드, 측정하고자 하는 적어도 하나의 전원블록을 지시하는 정보, 상기 적어도 하나의 전원 블록에 대응하는 전압 레벨을 포함한다.
실시 예에 있어서, 슬립 모드시 상기 저장된 소비전력 정보는, 상기 프로세서가 웨이크-업된 후에 상기 외부로 출력된다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 집적회로는, 부트 코드를 저장하는 부트 메모리, 가공 프로그램을 저장하는 메인 메모리, 배터리를 통하여 전원을 공급받고, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치, 및 상기 전원관리장치로부터 복수의 전원들을 공급받는 복수의 전원블록들 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하는 소비전력 측정블록을 포함하고, 상기 부트 메모리의 상기 부트 코드에 따라 부트스트랩을 수행하고, 상기 메인 메모리의 상기 가공 프로그램에 따라 상기 저장된 소비전력 정보를 처리하는 프로세서를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 프로세서는, 중앙처리장치 코어, 상기 부트 메모리 혹은 상기 메인 메모리를 제어하는 메모리 제어기, 상기 전원관리장치를 제어하는 전원관리장치 제어기, 상기 중앙처리장치 코어의 인터럽트를 제어하는 인터럽트 제어기, 외부와 통신을 수행하기 위한 통신 블록, 및 상기 소비전력 측정블록의 전원 공급 여부를 결정하기 위한 전력측정 활성블록을 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 소비전력 측정블록은, 소비전력을 측정하기 위하여 상기 복수의 전원라인들 각각에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지기, 상기 측정된 전력값을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기, 및 상기 측정된 소비전력 정보를 저장하는 측정정보 레지스터를 포함한다.
본 발명에 따른 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법은, 별도의 측정기가 없어도 프로세서 자체적으로 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하고, 측정된 정보를 저장 및 가공하여 사용자에게 원하는 소비전력 정보를 전달할 수 있다.
본 발명에 따른 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법은, 고가, 고용적, 대중량 측정 장비 및 소비전력 측정을 위한 점퍼부가 필요하지 않고, 자동으로 소비전력을 측정, 저장 및 가공함으로써 개발 비용 및 개발 기간을 대폭적으로 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 집적회로 및 그것의 소비전력 측정 방법은, 사용자가 원하는 전원 동작 모드 및 측정할 전원 블록을 선택함으로써, 전원 블록들 각각에 대하여 복수의 전원 모드들에 따라 다양한 소비전력을 측정할 수 있다. 특히, 본 발명의 집적회로는 슬립 모드 진입시에도 소비전력을 자체적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 1 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 집적회로의 소비전력 측정 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다.
도 3은 슬립 모드 진입시 도 1에 도시된 집적회로의 소비전력 측정 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 2 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 3 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 4 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 이동 단말기에 대한 블록도를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 1 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 집적회로(1000)는 프로세서(1100), 전원관리장치(1200), 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)를 포함한다.
프로세서(1100)는 집적회로(1000)의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(1100)는 복수의 전원라인들(PWR0~PWRn)을 통하여 전원관리장치(1200)으로부터 복수의 전원들(예를 들어, 1.0V, 1.2V, 1.8V, 3.3V 등)을 공급받는 복수의 전원블록들 포함한다. 여기서, n는 자연수이다. 예를 들어, 복수의 전원블록들은, 도 1에 도시된 통신블록(1120), 전원관리장치 제어기(1130), 메모리 제어기(1140), 중앙처리장치 코어(1150), 인터럽트 제어기(1160)일 수 있다.
복수의 전원라인들(PWR0~PWRn)은 프로세서(1110)과 전원관리장치(1200) 사이에 직접 연결시킨다. 전원라인들(PWR0~PWRn)을 통해 공급되는 전원들은, 프로세서(1110) 내부의 복수의 전원 블록들의 구동에 이용된다. 여기서, 전원 블록들 각각은 동일한 전원을 공급받는 집합일 수 있다.
전원라인(PCMB PWR)은 전력측정 활성블록(1170)에 의하여 프로세서(1110)의 소비전력 측정블록(1110)과 전원관리장치(1200)를 직접 연결시킨다. 다른 말로, 전력측정 활성블록(1170)에 의하여 소비전력 측정블록(1110)의 전원 공급 여부가 결정된다. 예를 들어, 소비전력 측정시 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급되고, 소비전력을 측정하지 않을 때 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급되지 않는다.
프로세서(1100)는 직접회로(1000)의 파워-업(Power-up)시 부트 메모리(1300)으로부터 부트 코드를 입력받고, 입력된 부트 코드를 이용하여 부트 스트랩(Bootstrap)을 수행한다.
프로세서(1100)는 메인 메모리(1400)으로부터 읽혀진 데이터를 처리하거나, 처리된 데이터를 메인 메모리(1400)에 저장한다. 예를 들어, 집적회로(1000)이 이동 통신 단말기에 이용될 때, 프로세서(1100)는 사용자에게 필요한 정보들을 제공하기 위한 응용 프로그램(Application Program), 이동 통신 단말기의 운영 체제(Operating System)를 실행하거나, 멀티미디어 데이터 처리 및 데이터 연산 동작을 수행한다.
프로세서(1100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소비전력 측정블록(1110), 통신블록(1120), 전원관리장치 제어기(1130), 메모리 제어기(1140), 중앙처리장치 코어(1150), 인터럽트 제어기(1160), 및 전력측정 활성블록(1170)을 포함한다. 본 발명의 프로세서(1100)는 프로세서(1100) 내부의 블록들의 소비전력들을 별도의 측정기 없어도 자체적으로 측정하는 소비전력 측정 블록(1110)을 포함한다.
소비전력 측정블록(1110)은 전원라인들(PWR1~PWRn)을 통해 흐르는 전류들을 감지함으로써 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정한다. 소비전력 측정블록(1110)은 전원라인들(PWR1~PWRn) 각각에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지기(1111), 감지된 아날로그 전류 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(1112), 및 측정된 소비전력 정보를 저장하는 측정정보 레지스터(1113)를 포함한다. 여기서, 측정된 소비전력 정보는 전원블록들의 소비전력값들일 수 있다.
한편, 측정된 소비전력 정보는 메인 메모리(1400)에 저장된 프로그램에 따라 가공하여(processing) 외부(예를 들어, PC 터미널)로 출력될 수 있다. 즉, 측정된 소비전력 정보는 소비전력을 측정하는 사용자가 보다 편리하게 파악할 수 있도록 메인 메모리(1400)의 프로그램에 따라 가공될 수 있다.
소비전력 측정블록(1110)은 전원관리장치(1200)으로부터 전원을 공급받고, 동시에 소비전력 측정을 시작할 수 있다. 그러나, 본 발명의 소비전력 측정블록(1110)이 전원관리장치(1200)의 전원 공급에 따라 소비전력 측정을 시작할 필요는 없다. 본 발명의 소비전력 측정블록(1110)은 외부(예를 들어, PC 터미널)로부터 입력된 측정 명령에 응답하여 소비전력 측정을 시작할 수도 있다.
도 1에 도시된 전류 감지기(1111)는 하나이나, 본 발명이 여기에 국한될 필요는 없다. 본 발명의 소비전력 측정블록(1110)은 전원라인들(PWR1~PWRn) 각각에 흐르는 전류를 감지하기 위한 복수의 전류 감지기들을 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 측정정보 레지스터(1113)는 하나이나, 본 발명이 여기에 국한될 필요는 없다. 본 발명의 소비전력 측정블록(1110)은 적어도 하나의 측정정보 레지스터를 포함할 수 있다.
한편, 측정된 소비전력 정보는, 전원블록들 각각의 소비전력값이거나, 소비전력값에 대응하는 전류 패턴 정보일 수 있다. 여기서, 전류 패턴 정보는 대략적으로 소정의 소비전력값에 대응할 수 있다. 예를 들어, 전류 패턴의 모양을 보고, 소비전력이 어느 정도인 지를 예측할 수 있다.
실시 예에 있어서, 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 소비전력값은 측정된 소비 전류와 출력 전압으로부터 계산될 수 있다.
실시 예에 있어서, 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 전류 패턴 정보는, 특정한 제 1 레벨에서 특정한 제 2 레벨이 될 때까지의 카운트 값일 수 있다. 즉, 측정정보 레지스터(1113)는 전류 패턴의 카운트를 저장할 수 있다. 여기서, 전류 패턴 정보를 외부로 출력할 때, 프로세서(1100)에 의하여 전류 패턴 정보에 대응하는 소비전력값이 외부로 출력된다. 이를 위하여, 프로세서(1100)는 전류 패턴 정보에 대응하는 소비전력값에 대한 테이블 혹은 전류 패턴 정보를 소비전력값으로 변환시켜주는 프로그램에 따라 매칭 동작을 수행하고, 그 결과값을 외부로 출력한다. 여기서, 전류 패턴 정보에 대응하는 소비전력값에 대한 테이블 혹은 전류 패턴 정보를 소비전력값으로 변환시켜주는 프로그램은 메인 메모리(1400)에 저장될 수 있다.
한편, 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 소비전력 정보는 통신블록(1120)을 통하여 외부의 PC (Personal Computer) 터미널(10)로 출력된다.
도시되지 않았지만, 소비전력 측정블록(1110)은 저항, 디퍼런셜 연산기, 고 해상도 아날로그 디지털 변환기로 구성된 데이터 표분화 기능 블록, 및 출력 전압이 및 소비전력을 계산하는 로직 블록을 포함할 수 있다.
통신블록(1120)은 프로세서(1100)과 외부의 통신을 수행하기 위한 장치이다. 실시 예에 있어서, 통신 블록(1120)은 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)을 포함할 수 있다. 실시 예에 있어서, 통신블록(1120)은 슬립 모드시 비활성 상태이고, 정상모드시 활성 상태이다.
통신블록(1120)은 소비전력 측정을 위하여 외부(예를 들어, PC 터미널)로부터 테스트 데이터를 입력받거나, 중앙처리장치 코어(1150)에 의해 측정정보 레지스터(111)으로부터 읽혀진 소비전력 정보를 외부로 출력한다. 여기서, 테스트 데이터는, 소비전력 측정을 위한 정보를 포함한다. 예를 들어, 테스트 데이터는, 프로세서(1100)의 전원관리 모드, 소비전력을 측정하고자 하는 타겟 전원블록을 지시하는 정보, 타겟 전원블록에 공급되는 전압 레벨 등이다.
전원관리장치 제어기(1130)는 전원관리 모드에 따라 전원관리장치(1200)을 제어할 수 있다. 여기서, 전원관리 모드는 정상 모드(Normal mode), 슬립 모드(Sleep mode) 등을 포함한다. 여기서, 슬립 모드는 중앙처리장치 코어(1150) 및대부분의 내부 로직에 공급되는 전원과 클록을 정지시킴으로써 소비전력을 줄인다. 슬립 모드시 웨이크 업이 발생되면, 다시 정상 모드가 된다. 전원관리 모드에 대한 정보는, 전원관리장치(1200)의 전원관리 레지스터(1210)에 저장된다.
메모리 제어기(1140)는 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)를 제어한다. 메모리 제어기(1140)는 부트 메모리(1300)를 제어하는 제 1 메모리 제어기(도시 되지 않음)와 메인 메모리(1400)를 제어하는 제 2 메모리 제어기(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
중앙처리장치 코어(1150)는 프로세서(1100)의 전반적인 동작을 제어한다. 실시 예에 있어서, 중앙처리장치 코어(1150)는 ARM 코어일 수 있다.
인터럽트 제어기(1160)는 주변 입출력(I/0)의 인터럽트를 제어한다.
전력측정 활성블록(1170)은 하드웨어 핀들(HWP1, HWP2)에 공급되는 전압에 따라 소비전력 측정블록(1110)의 활성화를 결정한다. 다른 말로, 전력측정 활성블록(1170)은 하드웨어 핀들(HWP1, HWP2)의 셋팅에 따라 소비전력 측정블록(1110)으로 전원 공급 여부를 결정한다. 여기서 하드웨어 핀들(HWP1, HWP2)의 셋팅은 로직 하이(예를 들어, 구동 전압) 혹은 로직 로우(예를 들어, 접지 전압)로 결정될 수 있다.
예를 들어, 제 1 하드웨어 핀(HWP1)에 구동 전압(VDD)이 공급되고, 제 2 하드웨어 핀(HWP2)에 접지 전압(GND)이 공급될 때(하드웨어 핀은 두개로 국학되지 않는다), 인터럽트 제어기(1150)는 대응하는 인터럽트 신호를 발생시키고, 발생된 인터럽트 신호에 응답하여 전원관리장치(1200)과 소비전력 측정블록(1110) 사이의 전원라인(PCMB PWR)을 전기적으로 연결한다. 즉, 연결된 전원라인(PCMB PWR)을 통하여 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급된다.
반면에, 제 1 하드웨어 핀(HWP1) 및 제 2 하드웨어 핀(HWP2)에 접지 전압(GND)이 공급될 때, 인터럽트 제어기(1150)는 대응하는 인터럽트 신호를 발생시키고, 발생된 인터럽트 신호에 응답하여 전원관리장치(1200)과 소비전력 측정블록(1110) 사이의 전원라인(PCMB PWR)을 전기적으로 차단한다. 이로써, 전력측정 활성블록(1170)은 소비전력을 측정하지 않는 일반적인 동작에서 소비전력 측정블록(1110)에 불필요하게 전원이 공급되는 것을 방지한다.
실시 예에 있어서, 전력측정 활성블록(1170)은 GPIO(General Purpose Input Output)을 이용할 수 있다.
전원관리장치(1200)는 외부(예를 들어, 배터리)로부터 전원을 공급받아 전원관리장치 제어기(1130)으로부터 입력된 클록 정보 및 데이터에 응답하여 복수의 전원들을 생성하고, 생성된 전원들을 전원 라인들(PWR1~PWRn)을 통하여 프로세서(1110)로 공급한다. 전원관리장치(1200)는 전원관리 정보들을 저장하는 전원관리 레지스터(1210)를 포함한다. 여기서, 전원관리 정보는 전원관리장치 제어기(1130)으로부터 공급될 수 있다. 예를 들어, 전원관리 정보는 전원관리장치 제어기(1130)으로부터 입력된 클록 정보 및 데이터일 수 있다.
전원관리장치(1200)는 소비전력 측정시 외부(예를 들어, PC 터미널)로부터 입력된 테스트 데이터에 대응하는 전원관리 정보를 전원관리장치 제어기(1130)로부터 입력받는다. 여기서 테스트 데이터는, 프로세서(1100)의 전원관리 모드(예를 들어, 정상 모드, 슬립 모드 등), 측정하고자 하는 타겟 전원블록을 지시하는 정보, 타겟 전원블록에 공급되는 전압 레벨 등을 포함할 수 있다.
부트 메모리(1300)는 프로세서(1100)의 부트스트립을 위한 부트 코드를 저장한다. 부트 메모리(1300)는 비휘발성 메모리일 수 있다. 부트 메모리(1300)는 낸드 플래시 메모리, 노아 플래시 메모리, 저항변화 메모리(Resistive Random Access Memory: RRAM), 상변화 메모리(Phase-Change Memory: PRAM), 자기저항 메모리(Magnetroresistive Random Access Memory: MRAM), 강유전체 메모리(Ferroelectric Random Access Memory: FRAM), 스핀주입 자화반전 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory: STT-RAM) 등이 될 수 있다.
메인 메모리(1400)는 프로세서(1100)의 동작에 필요한 프로그램을 저장하거나, 프로세서(1100)의 처리 동작 중 발생된 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 프로그램은 소비전력 측정시 측정된 소비전력 정보를 가공하기 위한 가공 프로그램을 포함할 수 있다. 즉, 메인 메모리(1400)에 저장된 가공 프로그램에 따라 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 소비전력 정보가 가공될 수 있다.
도 1에서는 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)가 분리되지만, 본 발명이 반드시 여기에 국한될 필요는 없다. 본 발명의 집적회로는 부트 코드 및 사용자 데이터를 저장하기 위한 하나의 메모리를 이용할 수도 있다. 예를 들어, 이러한 하나의 메모리는 상변화 메모리 혹은 노아 플래시 메모리일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직접회로(1000)는 별도의 측정기를 사용하지 않고도 프로세서(1100)의 전원블록들 각각에 대하여 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력 정보를 저장 및 가공함으로써 사용자에게 측정된 소비전력 정보를 전달할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직접회로(1000)는 고가, 고용적, 대중량 측정 장비 및 소비전력 측정을 위한 점퍼부를 구비할 필요가 없고, 자동으로 소비전력을 측정, 저장 및 가공함으로써 집적회로의 개발 비용 및 기간을 대폭 줄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 직접회로(1000)는 통신 블록(1120)을 통하여 입력된 테스트 데이터에 따라 소비전력 측정블록(1110)을 제어함으로써 프로세서(1100)의 소비전력 측정시 사용자가 원하는 전원 동작 모드 및 측정할 전원 블록을 임의로 선택할 수 있다. 특히, 본 발명의 집적회로(1000)는 슬립 모드 시에도 프로세서(1110)의 소비전력을 측정할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 직접회로(1000)의 소비전력 측정 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 직접회로(100)의 소비전력 측정 방법은 다음과 같다.
직접회로(1000)의 제조업자 혹은 사용자는 직접회로(1000)에 대한 소비전력을 측정할 지를 판별한다(S110).
만약, 집적회로(1000)의 사용자가 소비전력을 측정하고자 한다면, 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급되도록 하드웨어 핀들(HWP1,HWP2)이 설정된다(S120). 예를 들어, 제 1 하드웨어 핀(HWP1)에 구동 전압(VDD)가 공급되고, 제 2 하드웨어 핀(HWP2)에 접지 전압(GND)이 공급된다. 이에, 인터럽트 제어기(1160)는 설정된 제 1 및 제 2 하드웨어 핀들(HWP1,HWP2)에 의해 인터럽트 신호(혹은 활성화 신호)를 생성한다. 생성된 인터럽트 신호에 의하여 전원관리장치(1200)와 소비전력 측정블록(1110)는 전기적으로 연결된다. 즉, 전원라인(PCMB PWR)을 통하여 전원관리장치(1200)으로부터 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급된다.
그리고, 복수의 전원라인들(PWR1~PWRn)을 통하여 전원관리장치(1200)로부터 프로세서(1100)에 시스템 전력(system power)이 인가된다(S130).
이후, 시스템 전력이 소정의 레벨 이상 되면(예를 들어, Power on Reset voltage), 집적회로(1000)가 부팅된다(S140). 즉, 프로세서(1100)는 부트 메모리(1300)로부터 부트 코드를 읽어오고, 읽혀진 부트 코드를 이용하여 부트스트랩(bootstrap)을 수행한다.
이후, 전원관리장치(1200)가 초기화된다(S150). 여기서, 전원관리장치(1200)의 초기화는 전원관리장치 제어기(1130)에 의해 수행된다. 예를 들어, 전원관리장치 제어기(1130)는 동작 클록 신호에 대한 정보인 클록 정보 및 데이터를 전원관리장치(1200)으로 출력한다. 여기서, 동작 클록 신호는 프로세서(1100)의 내부적으로 구비된 중앙처리장치 코어(1150)의 동작을 위해 공급되는 클록 신호로써, 변화하는 주파수 값을 갖는 신호이다.
예를 들어, 중앙처리장치 코어(1150)는, 동작 클록 신호에 동기화되어 명령어 전송, 데이터의 쓰기 혹은 읽기 동작을 수행한다. 여기서, 전원관리장치(1200)에 출력되는 클록 정보는, 동작 클록 신호 자체이거나, 동작 클록 신호의 주파수 혹은 주기 값을 갖는 정보 신호일 수 있다. 전원관리장치(1200)는 외부(예를 들어, 배터리)로부터 전원을 공급받아 전원관리장치 제어기(1130)으로부터 입력된 클록 정보 및 데이터에 응답하여 복수의 전원들을 생성하고, 생성된 전원들을 전원 라인들(PWR1~PWRn)을 통하여 프로세서(1110)으로 공급한다. 전원관리장치(1200)는 상술 된 전원관리 정보들을 저장하는 전원관리 레지스터(1210)를 포함한다. 여기서, 전원관리 정보는 전원관리장치 제어기(1130)으로부터 공급될 수 있다.
이후, 프로세서(1100)는 통신 포트들을 통하여 PC(Personal Computer) 터미널(10)로부터 소비전력 측정을 위한 전원 관리 모드, 측정하고자 하는 타켓 전원블록, 및 타겟 전원블록에 대응하는 전압 레벨을 갖는 테스트 데이터를 입력 받는다(S160). 여기서, 테스트 데이터는 전원관리 모드가 슬립 모드라는 것을 알려주는 슬립 모드 테스트 데이터이다.
사용자는 PC 터미널(10)을 이용하여 프로세서(1100)의 소비전력 측정하기 위한 테스트 데이터를 다양하게 선택할 수 있다. 이에, 사용자는 전원 모드에 따라 혹은 전원 블록에 따라 프로세서(1100)에 대한 소비전력을 측정할 수 있다.
전원관리장치 제어기(1120)는 입력된 테스트 데이터에 따라 전원관리 정보를 생성하고, 생성된 전원관리 정보를 전원관리장치(1200)에 전송한다. 전원관리장치(1200)는 전송된 전원관리 정보에 따라 전원들을 생성하고, 생성된 전원들을 프로세서(1100)에 공급한다.
소비전력 측정블록(1110)은 전원공급장치(1200)로부터 전원 공급을 받는 동시에 타겟 전원블록에 대한 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력 정보를 측정정보 레지스터(1113)에 저장한다(S170). 여기서, 측정된 소비전력 정보는, 타겟 전원블록에서 소모되는 전력값 및 패턴 정보를 포함한다. 여기서, 측정된 전력값은 디지털로 변경된 값이고, 패턴 정보는 소정의 전력값에 대응하는 정보일 수 있다.
이후, 프로세서(1100)는 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 소비전력 정보를 읽고, 읽혀진 소비전력 정보를 통신 블록(1150)을 통하여 PC 터미널(10)으로 전송한다. 이로써, 집적 회로(1000)의 소비전력 측정이 완료된다.
반면에, 사용자가 소비전력 측정을 원하지 않을 때, 만약, 소비전력을 측정하고자 한다면, 소비전력 측정블록(1110)에 전원이 공급되지 않도록 하드웨어 핀들(HWP1,HWP2)이 설정된다(S125). 예를 들어, 제 1 및 제 2 하드웨어 핀들(HWP1,HWP2)에 접지 전압(GND)이 공급된다. 이에, 인터럽트 제어기(1160)는 설정된 제 1 및 제 2 하드웨어 핀들(HWP1,HWP2)에 의해 인터럽트 신호(혹은 비활성화 신호)를 생성한다. 생성된 인터럽트 신호에 의하여 전원관리장치(1200)와 소비전력 측정블록(1110)은 전기적으로 차단된다.
이후, 복수의 전원라인들(PWR1~PWRn)을 통하여 전원관리장치(1200)로부터 프로세서(1100)에 시스템 전력(system power)이 인가되고, 시스템 전력이 소정의 레벨 이상 되면(예를 들어, Power on Reset voltage), 직접회로(1000)가 부팅된다(S1450). 이후, 직접회로(1100)는 메인 메모리(1400)에 저장된 프로그램에 의하여 정상 모드로 동작한다(S155).
상술 된 바와 같이, 본 발명의 직접회로(1000)는 프로세서(1100)의 전원블록들 각각에 대한 소비전력을 자체적으로 측정할 수 있다.
한편, 프로세서(1100)의 슬립 모드 진입시 도 1에 도시된 통신블록(1120)은 비활성 상태이다. 따라서, 슬립 모드 진입시에는 측정된 소비전력 정보를 외부로 출력할 수 없다. 이후, 프로세서(1100)가 웨이크-업(wake-up)되고, 통신블록(1120)이 활성화될 때, 측정된 소비전력 정보는 통신블록(1120)을 통하여 외부로 출력될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1100)는 측정된 소비전력 정보를 출력하기 위하여 외부로부터 테스트 데이터를 입력받고, 입력된 테스트 데이터에 응답하여 측정정보 레지스터(1113)에 저장된 소비전력 정보를 통신블록(1120)를 통하여 외부로 전송할 수 있다.
도 3은 슬립 모드 진입시 도 1에 도시된 집적회로(1000)의 소비전력 측정 방법에 대한 실시 예를 보여주는 흐름도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 슬립 모드 진입시 집적회로(1000)의 소비전력 측정 방법은 다음과 같다.
직접회로(1000)의 제조업자 혹은 사용자는 슬립 모드에서 프로세서(1100)에 대한 소비전력을 측정할 지를 판별한다(S210).
만약, 사용자가 슬립 모드에서 프로세서(1100)에 소비전력을 측정하고자 한다면, PC 터미널(100)로부터 테스트 데이터가 입력된다(S220). 여기서 테스트 데이터는 프로세서(1100)을 슬립 모드로 진입시키라는 명령을 포함한다.
이후, 테스트 데이터에 따라 전원관리장치(1200)이 설정되고, 소비전력 측정블록(1110)은 전원관리장치로부터 전원을 공급받음으로써 초기화된다(S230).
프로세서(1100)는 입력된 테스트 데이터에 따라 슬립 모드로 진입한다(S240). 여기서 슬립 모드 진입시, 소비전력 측정블록(1110)을 제외한 대다수의 전원블록들에 전원 공급이 차단된다. 즉, 전력관리장치(1200)는 소비전력 측정블록(1110)을 제외한 대다수의 전원블록들에 전원을 공급하지 않는다.
이후, 소비전력 측정블록(1110)은 테스트 데이터에 따라 타겟 전원블록에 대하여 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력 정보를 측정정보 레지스터(1113)에 저장한다(S250). 이에, 측정정보 레지스터(1113)에는 슬립 모드시 측정된 전력값 혹은 패턴 정보가 저장된다.
이후, 프로세서(1100)가 웨이크 업되는 지를 판별한다(S260). 만약, 프로세서(1100)가 웨이크-업되지 않으면, 계속해서 웨이크-업될 때까지 대기한다(S265). 만약, 프로세서가 웨이크-업되면, S280 단계가 진행된다.
한편, 슬립 모드에서 프로세서(1100)에 소비전력을 측정하지 않는다면, 통신 포트들을 통하여 PC 터미널(100)로부터 정상모드 테스트 데이터가 입력된다(S270). 소비전력 측정블록(1110)는 입력된 테스트 데이터에 따라 소비전력 측정블록(1110)은 소비전력을 측정하고, 측정된 소비전력 정보를 측정정보 레지스터(1113)에 저장한다(S275). 이후, S280 단계가 진행된다.
이후, 프로세서(1100)는 측정정보 레지스터(1113)으로부터 슬립 모드시 측정된 소비전력 정보를 읽는다(S280). 이후, 프로세서(1100)는 읽혀진 소비전력 정보를 통신블록(1120)를 통하여 PC 터미널(10)으로 전송한다(S290).
상술 된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 집적 회로(1000)의 소비전력 측정 방법은, 슬립 모드의 프로세서(1100)라도 전원블록들 각각에 대하여 소비전력을 측정할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 전력값에 대응하는 데이터를 저장하는 레지스터와 전류 패턴에 대응하는 카운트값을 별도로 저장하는 레지스터를 별도로 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 2 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 집적회로(2000)는 프로세서(2100), 전원관리장치(2200), 부트 메모리(2300) 및 메인 메모리(2400)를 포함한다. 전원관리장치(2220), 부트 메모리(2300) 및 메인 메모리(2400)들 각각은, 도 1에 도시된 전원관리장치(1200), 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)들과 동일한 구성 및 동일한 기능을 가진다.
프로세서(2000)는, 소비전력 측정블록(2110)을 제외하고, 도 1의 프로세서(1100)와 동일하게 구현될 수 있다. 소비전력 측정블록(2110)는 측정된 전력값을 저장하는 데이터 레지스터(2114) 및 전류 패턴 정보에 대응하는 카운트값을 저장하는 카운터 레지스터(2115)를 포함한다.
본 발명의 집적회로(2000)는 측정된 전력값을 저장하기 위한 데이터 레지스터(2114) 및 전류 패턴 정보에 대응하는 카운트 값을 저장하는 카운터 레지스터(2115)를 구비함으로써, 프로세서(2100)의 전원블록 각각에 대한 전력값 및 패턴 정보를 측정 및 저장할 수 있다.
도 1 내지 도 4에서, 소비전력 측정블록은, 프로세서 내부에 존재한다. 그러나, 본 발명이 반드시 여기에 국한될 필요는 없다. 소비전력 측정블록은, 전원관리장치 내부에 존재할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 3 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 집적회로(3000)는 프로세서(3100), 전원관리장치(3200), 부트 메모리(3300) 및 메인 메모리(3400)를 포함한다. 부트 메모리(3300) 및 메인 메모리(3400)들 각각은, 도 1에 도시된 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)들과 동일한 구성 및 동일한 가능을 수행할 수 있다.
프로세서(3100)는, 소비전력 측정블록(1110)을 제외하고, 도 1의 프로세서(1100)와 동일하게 구현될 수 있다.
전원관리장치(3200)는, 전원관리 정보를 저장하기 위한 전원관리 레지스터(3210) 및 소비전력을 측정하기 위한 소비전력 측정블록(3220)를 포함한다. 여기서, 소비전력 측정블록(3220)은, 도 1에 도시된 소비전력 측정블록(1110)와 동일한 구성 및 동일한 기능을 가진다.
본 발명의 집적회로(3000)는 소비전력 측정블록(3220)을 프로세서(3100)의 외부에 배치함으로써 프로세서(3100)의 집적화를 유리하게 할 수 있다.
도 5에서 소비전력 측정블록(3220)은 전원관리장치(3200) 내부에 존재한다. 그러나, 본 발명이 반드시 여기에 국한될 필요는 없다. 본 발명의 소비전력 측정블록은, 프로세서 및 전원관리장치 외부에 존재할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 집적회로에 대한 제 4 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 집적회로(4000)는 프로세서(4100), 전원관리장치(4200), 부트 메모리(4300), 메인 메모리(4400) 및 소비전력 측정블록(4500)을 포함한다. 전원관리장치(4200), 부트 메모리(4300) 및 메인 메모리(4400)들 각각은, 도 1에 도시된 전원관리장치(1200), 부트 메모리(1300) 및 메인 메모리(1400)들과 동일한 구성 및 동일한 기능을 가질 수 있다.
프로세서(4100)는, 소비전력 측정블록(1110)을 제외하고, 도 1의 프로세서(1100)와 동일하게 구현될 수 있다.
소비전력 측정블록(4500)은, 도 1에 도시된 소비전력 측정블록(1110)와 동일한 구성 및 동일한 기능을 가진다.
본 발명의 집적회로(4000)는 소비전력 측정블록(4220)을 프로세서(4100)의 외부에 배치함으로써 프로세서(4100)의 집적화를 유리하게 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 이동 단말기(100)에 대한 실시 예를 보여주는 도면이다. 도 7를 참조하면, 이동 단말기(100)는 배터리(110), 전원관리장치(120), 응용 프로세서(130), 메모리(140), 디스플레이(150) 및 모뎀칩(160)를 포함한다.
배터리(110)는 이동 단말기(100)에 공급되는 전원을 공급하기 위한 장치이다. 전원관리장치(120)는 응용 프로세서(130)에서 필요한 다양한 전원들을 생성하고, 생성된 전원들을 응용 프로세서(130)로 공급한다.
응용 프로세서(130)는 이동 단말기(100)에 구현될 수 있는 모듈들(도시되지 않음, 예를 들어, 카메라 모듈, 디스플레이 모듈 등) 에 대한 응용프로그램을 실행하고, 미디어 데이터(영상 혹은 음성)을 생성할 수 있다. 응용 프로세서(130)는 소비전력을 측정하기 위한 소비전력 측정블록(131)를 포함한다. 여기서, 소비전력 측정블록(131)은, 도 1에 도시된 소비전력 측정블록(1110)과 동일한 구성 및 기능을 가질 수 있다.
메모리(140)는 응용 프로세서(130)의 부팅을 위한 부트 코드 및 응용 프로그램을 저장하고 있다. 디스플레이(150)는 응용 프로세서(130)로부터 처리된 데이터를 출력하거나, 응용 프로세서(130)에 데이터를 입력시킬 수 있다. 모뎀칩(160)은 무선 통신을 통하여 음성 혹은 영상 데이터를 전송한다. 모뎀칩(160)은 안테나를 통해서 무선 통신 시스템과의 데이터 송수신을 수행할 수 있으며, 무선 통신 시스템과의 커뮤니케이션을 위한 모뎀 데이터 프로세서(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형할 수 있다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1000, 2000, 3000: 집적회로
1100, 2100, 3100: 프로세서
1200, 2200, 3200: 전원관리장치
1300, 2300, 3300: 부트 메모리
1400, 2400, 3400: 메인 메모리
1110, 2110, 3220: 소비전력 측정블록
1120, 2120, 3120: 통신블록
1130, 2130, 3130: 전원관리장치 제어기
1140, 2140, 3140: 메모리 제어기
1150, 2150, 3150: 중앙처리장치 코어
1160, 2160, 3160: 인터럽트 제어기
1170, 2170: 전력측정 활성블록

Claims (10)

  1. 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치; 및
    상기 생성된 복수의 전원들을 복수의 전원라인들을 통하여 공급받는 복수의 전원블록들, 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하는 소비전력 측정블록을 갖는 프로세서를 포함하는 집적회로.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원관리 정보는 상기 프로세서로부터 상기 전원관리장치로 제공되는 집적회로.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 전원라인들은 상기 전원관리장치와 상기 프로세서 사이에 직접 연결되는 집적회로.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전원관리장치는 소비전력 측정시 상기 소비전력 측정블록에 전원을 공급하고,
    상기 프로세서는, 상기 소비전력 측정블록의 전원 공급 여부를 결정하기 위한 전력측정 활성블록을 더 포함하고,
    상기 전력측정 활성블록은,
    구동 전압 혹은 접지 전압을 인가받는 제 1 하드웨어 핀; 및
    구동 전압 혹은 접지 전압을 인가받는 제 2 하드웨어 핀을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 하드웨어 핀들의 전압 레벨들에 따라 상기 소비전력 측정블록의 전원 공급 여부가 결정되는 집적회로.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 소비전력 측정블록은, 전원 공급과 동시에 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하고, 상기 측정된 소비전력 정보를 저장하고,
    상기 프로세서는, 소비전력 측정을 위하여 외부로부터 테스트 데이터를 입력받고, 상기 소비전력 측정블록의 상기 저장된 소비전력 정보를 외부로 출력하는 통신블록을 더 포함하고,
    상기 테스트 데이터는 상기 프로세서의 전원관리 모드, 측정하고자 하는 타겟 전원블록을 지시하는 정보, 및 상기 타겟 전원블록의 전압 레벨을 포함하는 집적회로.
  6. 제 5항에 있어서,
    부트 코드를 저장하는 부트 메모리; 및
    상기 저장된 소비전력 정보를 가공하기 위한 가공 프로그램을 저장하는 메인 메모리를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 가공 프로그램에 따라 상기 저장된 소비전력 정보를 가공하여 출력시키는 집적회로.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 소비전력 측정블록은, 상기 프로세서의 슬립모드 진입시 상기 전원블록들 각각의 소비전력 측정 및 저장하고,
    상기 프로세서는 웨이크-업시 상기 저장된 소비전력 정보를 외부로 출력하는 집적회로.
  8. 집적회로의 소비전력 측정 방법에 있어서:
    상기 집적회로는, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치; 및 상기 생성된 복수의 전원들을 복수의 전원라인들을 통하여 공급받는 복수의 전원블록들, 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정하는 소비전력 측정블록을 갖는 프로세서를 포함하고, 상기 집적회로의 소비 전력 측정방법은,
    외부로부터 테스트 데이터를 입력받는 단계;
    상기 입력된 테스트 데이터에 따라 상기 전원관리장치를 설정하는 단계;
    상기 입력된 테스트 데이터에 따라 소비전력을 측정하는 단계;
    상기 측정된 소비전력 정보를 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 소비전력 정보를 상기 외부로 출력하는 단계를 포함하는 소비 전력 측정 방법.
  9. 부트 코드를 저장하는 부트 메모리;
    가공 프로그램을 저장하는 메인 메모리;
    배터리를 통하여 전원을 공급받고, 전원관리 정보에 따라 복수의 전원들을 생성하는 전원관리장치; 및
    상기 전원관리장치로부터 복수의 전원들을 공급받는 복수의 전원블록들 및 상기 복수의 전원블록들 각각의 소비전력을 측정 및 저장하는 소비전력 측정블록을 포함하고, 상기 부트 메모리의 상기 부트 코드에 따라 부트스트랩을 수행하고, 상기 메인 메모리의 상기 가공 프로그램에 따라 상기 저장된 소비전력 정보를 처리하는 프로세서를 포함하는 직접회로.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 소비전력 측정블록은,
    소비전력을 측정하기 위하여 상기 복수의 전원라인들 각각에 흐르는 전류를 감지하는 전류 감지기;
    상기 측정된 전력값을 디지털로 변환하는 아날로그 디지털 변환기; 및
    상기 측정된 소비전력 정보를 저장하는 측정정보 레지스터를 포함하는 집적회로.
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