KR20140141423A - Method and circuit for controlling operation voltage of processor core, and processor system including the same - Google Patents

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KR20140141423A KR1020140015522A KR20140015522A KR20140141423A KR 20140141423 A KR20140141423 A KR 20140141423A KR 1020140015522 A KR1020140015522 A KR 1020140015522A KR 20140015522 A KR20140015522 A KR 20140015522A KR 20140141423 A KR20140141423 A KR 20140141423A
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Abstract

Disclosed are a method and an apparatus for controlling an operation voltage of a processor core and a processor system including the same. The apparatus for controlling an operation voltage of a processor core includes: a voltage supplier; and an operation voltage searching core. The voltage supplier supplies the operation voltage to the processor core. The operation voltage searching core requests the processor core to execute a program, and controls the operation voltage based on whether the program has been normally operated.

Description

프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법 및 장치, 그리고 이를 포함하는 프로세서 시스템{METHOD AND CIRCUIT FOR CONTROLLING OPERATION VOLTAGE OF PROCESSOR CORE, AND PROCESSOR SYSTEM INCLUDING THE SAME}Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and apparatus for adjusting an operating voltage of a processor core,

본 발명은 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법 및 장치, 그리고 이를 포함하는 프로세서 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for adjusting the operating voltage of a processor core, and a processor system including the same.

프로세서 코어는 메모리 또는 디스크와 같은 저장 장치(storage)에 보관된 명령어를 읽어 들고 명령어에 인코딩된 동작에 따라 특정 연산을 수행하고, 수행한 결과를 다시 저장한다. 즉, 프로세서 코어는 특정 응용(application) 영역을 위한 알고리즘을 실행하는 하드웨어 또는 IP(Intellectual Property)를 의미한다. The processor core reads instructions stored in a storage such as a memory or a disk, performs specific operations according to the operations encoded in the instructions, and stores the results of the operations again. That is, the processor core means hardware or IP (Intellectual Property) that executes an algorithm for a specific application domain.

프로세서 코어의 응용 영역은 시스템 반도체 전분야에 걸쳐서 광대하게 적용되고 있다. 프로세서 코어의 응용 영역은 대용량 멀티미디어 데이터를 위한 고성능 미디어 데이터 처리, 최소 성능 마이크로콘트롤러 플랫폼, 그리고 안정적인 전원공급이 불가능하거나 외부로부터 전원공급이 불가능한 장치 등 다양한 영역에 적용되고 있다. 대용량 멀티미디어 데이터는 비디오 데이터 압축 및 해제, 오디오 데이터 압축 및 해제, 오디오 데이터 변형 및 음향효과 등이 있다. 최소 성능 마이크로콘트롤러 플랫폼은 유무선 통신용 모뎀, 보이스 코덱 알고리즘, 네트워크 데이터 처리, 터치 스크린, 가전기기용 콘트롤러, 모터 제어 등이 있다. 그리고 안정적인 전원공급이 불가능하거나 외부로부터 전원공급이 불가능한 장치는 무선 센서 네트워크(Wireless Sensor Network), 초소형 전자 장치(Electronics Dust) 등이 있다. The application area of the processor core is extensively applied to all areas of the system semiconductor. The application area of the processor core is applied to various fields such as high performance media data processing for large capacity multimedia data, a minimum performance microcontroller platform, and a device which can not be steadily powered or can not be powered externally. Large-capacity multimedia data includes video data compression and decompression, audio data compression and decompression, audio data modification, and sound effects. The minimal performance microcontroller platform includes modems for wired and wireless communications, voice codec algorithms, network data processing, touch screens, controllers for consumer electronics, and motor control. And devices that can not supply stable power or can not supply power from outside are Wireless Sensor Network and Electronics Dust.

프로세서 코어는 명령 실행 로직, TLB(Translation Lookaside Buffer), 그리고 캐쉬(Cache) 메모리를 포함한다. 명령 실행 로직이 수행할 작업은 다수의 명령어(Instruction)의 조합으로 구성된다. 즉, 명령어가 메모리에 저장되어 있고 이 명령어들이 순차적으로 명령 실행 로직에 입력되며, 명령 실행 로직이 매 클럭 주기마다 특정 연산을 수행한다. TLB는 운영체제 기반의 어플리케이션 구동을 위하여 가상 어드레스를 물리 어드레스로 변환하는 기능을 수행한다. 캐쉬(Cache) 메모리는 외부 메모리에 저장되어 있는 명령어를 칩(프로세서 코어의 칩) 내부에 일시적으로 저장함으로써 프로세서 코어의 속도를 증대시키는 역할을 수행한다. The processor core includes instruction execution logic, Translation Lookaside Buffer (TLB), and cache memory. The task to be executed by the instruction execution logic consists of a combination of a plurality of instructions. That is, instructions are stored in memory and these instructions are sequentially input to the instruction execution logic, and the instruction execution logic performs a specific operation every clock cycle. The TLB performs a function of converting a virtual address into a physical address for operating an application based on the operating system. Cache memory increases the speed of the processor core by temporarily storing instructions stored in the external memory in the chip (chip of the processor core).

프로세서 코어의 전력 소모량은 동적 전력 소모량(Dynamic Power Consumption)과 정적 전력 소모량(Static Power Consumption)으로 구성된다. 동적 전력 소모량(Pdynamic) 은

Figure pat00001
로 표현된다. 여기서,
Figure pat00002
는 스위칭 확률, f는 동작 주파수, c는 스위칭 커패시턴스, Vdd는 동작 전압이다. 정적 전력 소모량(Pstatic)은
Figure pat00003
로 표현된다. 여기서, Istatic은 정적으로 흐르는 평균 전류이다. 이와 같이 동적 전력 소모량과 정적 전력 소모량은 모두 동작 전압이 감소할 수록 감소하며, 특히 동적 전력 소모량은 동작 전압이 감소하면 더욱 급격히 감소한다. The power consumption of the processor core consists of dynamic power consumption and static power consumption. The dynamic power consumption (P dynamic )
Figure pat00001
Lt; / RTI > here,
Figure pat00002
F is the operating frequency, c is the switching capacitance, and V dd is the operating voltage. Static power consumption (P static )
Figure pat00003
Lt; / RTI > Where I static is the average current that flows statically. Thus, dynamic power consumption and static power consumption decrease with decreasing operating voltage, especially dynamic power consumption decreases sharply when operating voltage decreases.

한편, 동작 전압이 감소하면 프로세서 코어의 동작 주파수 또한 감소하게 되며, 이로 인해 성능이 감소될 수 있다. 그러나, 일반적으로 성능은 선형적으로 감소하나 동적 전력 소모량은 기하급수적으로 감소하므로, 동작 전압이 감소하면 전력 효율성(단위 주파수당 전력소모량)은 증가한다. 특히, 장시간의 동작 시간을 요구하는 센서 어플리케이션에서는 성능 보다는 전력 소모량 감소가 설계의 중요한 요소가 된다. On the other hand, when the operating voltage decreases, the operating frequency of the processor core also decreases, and the performance can be reduced. However, power efficiency (power consumption per unit frequency) increases as the operating voltage decreases, since performance generally decreases linearly but dynamic power consumption decreases exponentially. In particular, in sensor applications that require long operating times, reducing power consumption is an important factor in design rather than performance.

상기에서 설명한 바와 같이, 전력 소모량을 감소시키기 위해서는 동작 전압을 감소시키는 것이 중요하다. 그러나, CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)로 구성되는 프로세서 코어의 경우, 동작 전압을 일정 전압 이하로 감소시키면 회로가 제대로 동작되지 않을 수 있다. 즉, 동작 전압의 마진(Operation Voltage Margin)이 충분하지 않아, 회로의 정상적인 동작이 불가능할 수 있다. 또한, 어떤 회로가 동작할 수 있는 최소 전압은 전류소모량, 온도, 그리고 칩이 제작될 때의 특성에 따라 변화가 있으므로, 칩 설계 후 최소 전압 값을 확정하기 어려운 문제점이 있다. As described above, it is important to reduce the operating voltage in order to reduce the power consumption. However, in the case of a processor core composed of CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), if the operating voltage is reduced to a certain voltage or less, the circuit may not operate properly. That is, since the operation voltage margin is not sufficient, normal operation of the circuit may not be possible. In addition, there is a problem that it is difficult to determine the minimum voltage value after the chip design because the minimum voltage at which a circuit can operate varies depending on the current consumption, the temperature, and the characteristics when the chip is manufactured.

본 발명이 해결하고 하는 과제는 프로세서 코어가 동작할 수 있는 최소 전압을 조절하는 방법 및 장치, 그리고 이를 포함하는 프로세서 시스템을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for adjusting a minimum voltage at which a processor core can operate, and a processor system including the same.

본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 장치가 제공된다. 상기 장치는, 상기 프로세서 코어에 동작 전압을 제공하는 전압 공급기, 그리고 상기 프로세서 코어로 프로그램을 수행할 것을 요청하며, 상기 프로그램이 정상적으로 동작되었는지를 통해 상기 동작 전압을 조절하는 동작 전압 검색 코어를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, an apparatus for adjusting an operating voltage of a processor core is provided. The apparatus includes a voltage supplier for providing an operating voltage to the processor core and an operating voltage search core for requesting the processor core to perform a program and adjusting the operating voltage through whether the program is operating normally .

상기 동작 전압 검색 코어는, 상기 동작 전압을 제1 전압 레벨로 설정하며, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로그램이 정상적으로 동작되지 않은 경우 상기 동작 전압을 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 레벨로 설정할 수 있다. Wherein the operating voltage search core sets the operating voltage to a first voltage level, and when the program is not normally operated in the first voltage level state, the operating voltage is set to a second level higher than the first voltage level Can be set.

상기 동작 전압 검색 코어는, 상기 동작 전압을 제1 전압 레벨로 설정하며, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 경우 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 전압으로 판단할 수 있다. The operation voltage search core sets the operation voltage to a first voltage level and when the program normally operates in the state of the first voltage level, the first voltage level can be determined as a minimum voltage of the operation voltage have.

상기 장치는 상기 동작 전압 검색 코어로 웨이크업 신호를 전송하는 웨이크업 타이머를 더 포함할 수 있으며, 상기 동작 전압 검색 코어는 상기 웨이크업 타이머로 상기 웨이크 업 신호를 수신한 경우, 상기 동작 전압을 조절하는 동작을 수행할 수 있다. The apparatus may further include a wake-up timer for transmitting a wake-up signal to the operation voltage search core, and the operation voltage search core may adjust the operation voltage when the wake-up signal is received by the wake- Can be performed.

상기 동작 전압 검색 코어는 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 경우에는 상기 웨이크 타이머로 소정의 지연 시간 후에 웨이크업 신호를 송신할 것을 요청할 수 있다. The operation voltage search core may request the wake timer to transmit a wake up signal after a predetermined delay time when the program is normally operated.

상기 전압 공급기는 상기 동작 전압 검색 코어가 동작하는데 필요한 제1 전압을 공급할 수 있다. The voltage supply may supply a first voltage required for the operating voltage search core to operate.

상기 동작 전압 검색 코어가 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 것으로 판단한 경우, 상기 전압 공급기는 상기 제1 전압을 턴오프할 수 있다. If the operating voltage search core determines that the program is operating normally, the voltage supplier may turn off the first voltage.

상기 장치는, 상기 동작 전압 검색 코어가 출력하는 신호의 전압 레벨과 상기 프로세서 코어가 출력하는 신호의 전압 레벨을 동일하게 변환하는 전압 레벨 변환기를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a voltage level converter for converting a voltage level of a signal output from the operating voltage search core and a voltage level of a signal output from the processor core to the same voltage level.

상기 장치는, 상기 동작 전압 검색 코어로부터 상기 동작 전압을 조절할 것을 요청 받은 경우, 상기 동작 전압을 조절하도록 상기 전압 공급기를 제어하는 전압 제어기를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a voltage controller for controlling the voltage supply to adjust the operating voltage when the operating voltage is requested to be adjusted from the operating voltage search core.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급하는 단계, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계, 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하였는지를 체크하는 단계, 그리고 상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행된 경우, 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 동작 전압으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method of adjusting an operating voltage of a processor core is provided. The method includes the steps of: supplying a first voltage level to the processor core; requesting the processor core to perform a program at a state of the first voltage level; checking whether the processor core has successfully performed the program And determining that the first voltage level is the minimum operating voltage of the operating voltage when the program is normally performed in the checking step.

상기 방법은, 상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행되지 않은 경우, 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include supplying the processor core with a second voltage level higher than the first voltage level when the program is not normally performed in the checking step.

상기 방법은, 상기 제2 전압 레벨 상태에서 상기 프로그램을 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계, 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행한 경우, 상기 제2 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 동작 전압으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method further comprises: requesting the processor core to program the program in the second voltage level state; if the processor core has successfully performed the program, changing the second voltage level to a minimum And determining the voltage as an operating voltage.

상기 방법은, 상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행된 경우, 상기 프로세서 코어에 공급되는 전압을 턴오프하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include turning off the voltage supplied to the processor core when the program is normally executed in the checking step.

상기 요청하는 단계는, 상기 프로세서 코어와 연결되는 메모리로 상기 프로그램을 다운로드하는 단계, 그리고 상기 메모리에 저장된 상기 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계를 포함할 수 있다. The requesting step may include downloading the program to a memory coupled to the processor core, and requesting the processor core to perform the program stored in the memory.

상기 체크하는 단계는, 상기 프로세서가 수행한 상기 프로그램의 결과 값을 읽는 단계, 그리고 상기 프로그램의 결과 값과 미리 가지고 있는 값을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. The checking may include reading a result of the program executed by the processor, and comparing a result value of the program with a value held in advance.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프로세서 시스템이 제공된다. 상기 프로세서 시스템은, 메인 메모리, 그리고 상기 메인 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 수행하는 프로세서 코어를 포함하는 프로세서, 그리고 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하였는지 여부에 대응하여, 상기 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 동작 전압 조절 회로를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a processor system is provided. The processor system includes a processor including a main memory and a processor core for executing a program stored in the main memory, and a controller for controlling the operating voltage of the processor core according to whether the processor core has normally performed the program And an operating voltage regulating circuit for regulating the operating voltage.

상기 동작 전압 조절 회로는, 상기 프로세서 코어에 상기 동작 전압을 공급하는 전압 공급기, 그리고 상기 메인 메모리에 상기 프로그램을 다운로드 하고, 상기 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하며, 상기 프로그램이 정상적으로 동작되었는지를 판단함으로써 상기 동작 전압을 조절하는 동작 전압 검색 코어를 포함할 수 있다. Wherein the operating voltage control circuit includes: a voltage supplier for supplying the operating voltage to the processor core; and a processor for downloading the program to the main memory and requesting the processor core to execute the program, And an operating voltage search core for adjusting the operating voltage by determining the operating voltage.

상기 동작 전압 조절 회로는, 상기 동작 전압으로서 제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급 한 후, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하지 못한 경우, 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급할 수 있다. Wherein the operating voltage adjusting circuit supplies a first voltage level as the operating voltage to the processor core and when the processor core does not normally execute the program in the state of the first voltage level, A higher second voltage level can be supplied to the processor core.

상기 동작 전압 조절 회로는, 상기 동작 전압으로서 제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급 한 후, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행한 경우, 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압으로서 계속 상기 프로세서 코어에 공급할 수 있다. Wherein the operating voltage adjusting circuit supplies a first voltage level as the operating voltage to the processor core and, when the processor core normally performs the program in the state of the first voltage level, And can continue to supply the processor core as the operating voltage.

상기 전압 공급기는 상기 동작 전압 검색 코어가 동작하는 필요한 제1 전압을 공급할 수 있으며, 상기 동작 전압 검색 코어가 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 것으로 판단한 경우, 상기 전압 공급기는 상기 제1 전압을 상기 동작 전압 검색 코어에 공급하지 않을 수 있다. Wherein the voltage supplier is capable of supplying a necessary first voltage for operating the operating voltage search core, and when the operating voltage search core determines that the program is operating normally, the voltage supplier converts the first voltage into the operating voltage search It may not be supplied to the core.

본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서 코어가 프로그램을 정상적으로 수행하였는지를 통해 프로세서 코어의 최소 동작 전압을 설정함으로써, 실제 상황에 부합하는 프로세서 코어의 최소 동작 전압을 얻을 수 있다. According to the embodiment of the present invention, by setting the minimum operating voltage of the processor core through whether the processor core has normally performed the program, the minimum operating voltage of the processor core corresponding to the actual situation can be obtained.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 동작 전압 조절 장치에서 중요 부분은 동작 전압 검색을 수행한 후 턴오프함으로써, 전력 소모량을 더욱 줄일 수 있다. According to the embodiment of the present invention, a significant portion of the operating voltage regulator can further reduce power consumption by performing an operation voltage search and then turning off.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100) 및 프로세서(200)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 검색 코어(140)의 동작을 전체적으로 나타내는 도면이다. 1 is a diagram of a processor system in accordance with an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an apparatus 100 for controlling an operating voltage and a processor 200 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of an operation voltage search core 140 according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Also, the terms of " part ", "... module" in the description mean units for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법 및 장치에 대해서 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method and apparatus for controlling an operating voltage of a processor core according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 장치, 이를 포함하는 프로세서 시스템에 대해서 상세하게 설명한다. 1 and 2, an apparatus for controlling an operating voltage of a processor core according to an embodiment of the present invention and a processor system including the same will be described in detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram of a processor system in accordance with an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 시스템은 동작 전압 조절 장치(100) 및 프로세서(200)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a processor system according to an embodiment of the present invention includes an operating voltage regulating device 100 and a processor 200.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서(200)는 동작 전압(VDDL)에 의해 구동되며, 동작 전압(VDDL)은 동작 전압 조절 장치(100)에 의해 조절된다. 그리고 프로세서(200)에 포함되어 있는 프로세서 코어(도 2의 210)도 동작 전압(VDDL)에 의해 구동된다. 1, the processor 200 according to the embodiment of the present invention is driven by the operating voltage VDDL and the operating voltage VDDL is regulated by the operating voltage regulating device 100. As shown in FIG. The processor core (210 in FIG. 2) included in the processor 200 is also driven by the operating voltage VDDL.

최소의 전력 소모량으로 최대의 전력 효율성을 얻기 위해, 동작 전압(VDDL)은 최저 전압으로 설정되는 것이 필요하다. 그러나, 동작 전압(VDDL)이 일정 전압 이하로 감소하는 경우, 프로세서 코어(도 2의 210)가 제대로 동작하지 않을 수 있다. 즉, 동작 전압(VDDL)이 일정 전압 이하일 경우, 프로세서 코어(도 2의 210)의 내부에 있는 명령 실행 로직(예를 들면 플립플롭) 또는 캐쉬(Cache) 메모리가 저장한 명령어나 데이터를 유실하거나 잘못된 값을 저장할 수 있다. 이로 인해 프로세서 코어(도 2의 210)가 정상 동작하지 않고 의도한 명령이 수행되지 않을 수 있다. 이와 같이 동작 전압(VDDL)의 값에 따라 프로세서 코어(도 2의 210)가 제대로 동작하지 않는 원리가 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100)에서 사용된다. In order to obtain maximum power efficiency with minimum power consumption, it is necessary that the operating voltage VDDL be set to the lowest voltage. However, if the operating voltage VDDL decreases below a certain voltage, the processor core 210 (FIG. 2) may not operate properly. That is, when the operating voltage VDDL is lower than a predetermined voltage, the instruction execution logic (for example, flip-flop) or cache memory in the processor core 210 (FIG. 2) You can store the wrong value. This causes the processor core (210 in FIG. 2) to malfunction and the intended command may not be executed. The principle that the processor core (210 of FIG. 2) does not operate properly according to the value of the operating voltage VDDL is used in the operating voltage regulating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100)는 소정의 프로그램을 프로세서(200)에 다운로드 하며 동작 전압(VDDL)을 소정의 값으로 설정한다. 여기서, 소정의 프로그램을 동작 전압 검색을 위한 프로그램으로 비디오 데이터 압축 프로그램, 오디오 데이터 압축 프로그램 등 임의로 프로그램이 될 수 있으며, 이하에서는 '동작 전압 검색을 위한 프로그램'이라 한다. 그리고 동작 전압 조절 장치(100)는 프로세서(200)로 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 실행할 것을 명령하면 프로세서(200)는 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 실행한다. 동작 전압 조절 장치(100)는 프로세서(200)가 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 실행한 결과 값을 전송 받으며, 전송 받은 결과 값이 미리 가지고 있는 값인지 여부에 따라 동작 전압(VDDL)을 조절한다. 예를 들면, 동작 전압 조절 장치(100)는 전송 받은 결과 값이 미리 가지고 있는 값인 경우에는 이전에 설정한 동작 전압(VDDL) 값을 최저의 동작 전압 값으로 설정한다. 동작 전압 조절 장치(100)는 전송 받은 결과 값이 미리 가지고 있는 값이 아닌 경우에는 이전에 설정한 동작 전압(VDDL) 값보다 높은 전압으로 설정하여 상기의 동작을 다시 수행한다. The operation voltage regulating apparatus 100 according to the embodiment of the present invention downloads a predetermined program to the processor 200 and sets the operation voltage VDDL to a predetermined value. Here, the predetermined program may be a program for searching for an operating voltage, a video data compression program, an audio data compression program, or the like, and is hereinafter referred to as a 'program for operating voltage search.' When the operation voltage regulator 100 commands the processor 200 to execute a program for operating voltage detection, the processor 200 executes a program for operating voltage detection. The operation voltage regulator 100 receives the result of executing the program for operating voltage detection by the processor 200 and adjusts the operation voltage VDDL according to whether the received result value is a value previously stored. For example, the operation voltage regulator 100 sets the previously set operating voltage (VDDL) to the lowest operating voltage value when the received result value is a value held in advance. The operation voltage regulator 100 sets the voltage to a value higher than the previously set operation voltage VDDL when the received result value is not a pre-stored value, and performs the above operation again.

이와 같이 본 발명의 실시예에 동작 전압 조절 장치(100)는 동작 전압(VDDL)을 조절하면서 프로세서(200)(특히, 프로세서 코어)가 정상 동작하는 최저 동작 전압을 탐색한다. As described above, in the embodiment of the present invention, the operating voltage regulator 100 searches for the lowest operating voltage at which the processor 200 (particularly, the processor core) operates normally while adjusting the operating voltage VDDL.

다음으로 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100) 및 프로세서(200)에 대하여 상세하게 설명한다. Next, referring to FIG. 2, the operation voltage regulating apparatus 100 and the processor 200 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100) 및 프로세서(200)를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram showing an apparatus 100 for controlling an operating voltage and a processor 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프로세서(200)는 프로세서 코어(210), 메모리 중재기(220) 및 메인 메모리(230)를 포함한다. As shown in FIG. 2, a processor 200 according to an embodiment of the present invention includes a processor core 210, a memory arbiter 220, and a main memory 230.

프로세서 코어(210)는 동작 전압(VDDL)에 의해 동작하며, 내부적으로 명령 실행 로직, TLB(Translation Lookaside Buffer), 그리고 캐쉬(Cache) 메모리를 포함한다. 프로세서 코어(210)는 메모리 중재기(220)를 통하여 메인 메모리(230)로부터 프로그램을 읽어 프로그램을 실행한다. 그리고 프로세서 코어(210)는 메인 메모리 중재기(220)를 통해 프로그램을 실행한 값을 메인 메모리(230)에 저장한다. 본 발명의 실시예에서는 프로세서 코어(210)를 동작시키는 동작 전압(VDDL)이 최저 전압으로 설정되는 것이 필요하다. The processor core 210 is operated by the operating voltage VDDL and internally includes instruction execution logic, a translation lookaside buffer (TLB), and a cache memory. The processor core 210 reads a program from the main memory 230 via the memory arbiter 220 and executes the program. The processor core 210 stores the value of the program executed in the main memory 230 through the main memory arbiter 220. In the embodiment of the present invention, it is necessary that the operating voltage VDDL for operating the processor core 210 is set to the lowest voltage.

메인 메모리(230)는 프로세서 코어(210)가 수행할 프로그램(명령어)을 저장한다. 그리고 메인 메모리(230)에는 동작 전압 조절 장치(100)로부터 다운로드 된 동작 전압 검색을 위한 프로그램이 저장된다. The main memory 230 stores programs (instructions) to be executed by the processor core 210. [ In the main memory 230, a program for searching for the operating voltage downloaded from the operating voltage adjusting device 100 is stored.

메모리 중재기(220)는 프로세서 코어(210)와 메인 메모리(230) 사이에 위치한다. 메모리 중재기(220)는 프로세서 코어(210)가 메인 메모리(230)로부터 프로그램(명령어)를 읽고 프로그램 수행 결과를 쓰는데 중재 역할을 수행한다. The memory arbiter 220 is located between the processor core 210 and the main memory 230. The memory arbiter 220 serves as an arbiter for the processor core 210 to read a program (command) from the main memory 230 and to write a program execution result.

그리고 메모리 중재기(220)는 동작 전압 조절 장치(100)와 메인 메모리(230) 사이에서도 중재 역할을 수행한다. 메모리 중재기(220)를 통해, 동작 전압 검색을 위한 프로그램은 동작 전압 조절 장치(100)로부터 메인 메모리(230)로 다운로드 된다. 메모리 중재기(220)를 통해, 메인 메모리(230)에 저장되어 있는 프로그램 수행 결과 값(즉, 프로세서 코어(210)가 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 실행하여 얻은 결과 값)도 동작 전압 조절 장치(100)로 전송된다. The memory arbiter 220 also acts as an arbiter between the operating voltage regulator 100 and the main memory 230. Through the memory arbiter 220, a program for operating voltage search is downloaded from the operating voltage regulator 100 to the main memory 230. The program execution result value stored in the main memory 230 through the memory arbitrator 220 (i.e., the result value obtained by executing the program for searching the operation voltage of the processor core 210) 100).

도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 조절 장치(100)는 전압 공급기(110), 전압 제어기(120), 웨이크업(wake-up) 타이머(130), 동작 전압 검색 코어(140) 및 전압 레벨 변환기(150)를 포함한다. 2, an operation voltage regulating apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a voltage supplier 110, a voltage controller 120, a wake-up timer 130, an operation voltage search core 140 and a voltage level converter 150.

전압 공급기(110)는 파워 온(Power ON) 시 적어도 세 개의 전압(VDDH_S, VDDH, VDDL)을 생성하여 공급한다. 전압(VDDH_S)은 항상 일정한 전압이며 웨이크업 타이머(130) 및 전압 제어기(120)로 공급된다. 따라서 웨이크업 타이머(130) 및 전압 제어기(120)는 항상 일정 전압으로 동작한다. 전압 공급기(110)는 전압(VDDH)을 공급하거나 공급하지 않으며(즉 전압(VDDH)는 턴온 또는 턴오프되며), 전압(VDDH)은 동작 전압 검색 코어(140)로 공급되거나 공급되지 않는다. 한편 전압 공급기(110)는 전압 제어기(120)의 제어에 의해 동작 전압(VDDL)을 다수의 전압 레벨로 설정하며, 동작 전압(VDDL)은 프로세서(200)에 공급된다. 이와 같은 전압 공급기(110)는 스위칭 모드 파워 공급기(Switching Mode Power Supply)로 구현될 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 쉽게 구현할 수 있으므로 이하 구체적인 설명은 생략한다. The voltage supplier 110 generates and supplies at least three voltages (VDDH_S, VDDH, VDDL) upon power-on. The voltage VDDH_S is always a constant voltage and is supplied to the wake-up timer 130 and the voltage controller 120. Therefore, the wake-up timer 130 and the voltage controller 120 always operate at a constant voltage. The voltage supply 110 does not supply or supply the voltage VDDH (i.e., the voltage VDDH is turned on or off), and the voltage VDDH is not supplied or supplied to the operating voltage search core 140. Meanwhile, the voltage supplier 110 sets the operation voltage VDDL to a plurality of voltage levels under the control of the voltage controller 120, and the operation voltage VDDL is supplied to the processor 200. The voltage supply 110 may be implemented by a switching mode power supply, which can be easily implemented by a person having ordinary skill in the art. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)가 출력하는 전압이 변동되도록 전압 공급기(110)를 제어한다. 전압 제어기(120)는 파워 온 시 전압 공급기(110)로부터 전압(VDDH_S)를 공급받음으로써 정상적으로 동작한 후, 전압(VDDH)이 전압(VDDH_S)과 동일한 전압이 되도록 전압 공급기(110)를 제어한다. 그리고, 전압 제어기(120)는 동작 전압 검색 코어(140)로부터 전압(VDDL)를 변동 시킬 것을 지시하는 제어신호(S2)를 수신한 경우, 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)를 제어하여 전압(VDDL)을 변동시킨다. 한편, 전압 제어기(120)는 동작 전압 검색 코어(140)로부터 전압(VDDH)를 턴오프할 것을 지시하는 제어신호(S2)를 수신 경우, 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)를 제어하여 전압(VDDH)를 공급하지 않는다. The voltage controller 120 controls the voltage supplier 110 such that the voltage output from the voltage supplier 110 varies. The voltage controller 120 controls the voltage supplier 110 such that the voltage VDDH becomes equal to the voltage VDDH_S after normally operating by receiving the voltage VDDH_S from the voltage supplier 110 at the power- . When the voltage controller 120 receives the control signal S2 instructing the operation voltage search core 140 to vary the voltage VDDL, the voltage controller 120 controls the voltage supplier 110 Thereby varying the voltage VDDL. On the other hand, when the voltage controller 120 receives the control signal S2 instructing the operation voltage search core 140 to turn off the voltage VDDH, the voltage controller 120 controls the voltage supplier 110 The voltage VDDH is not supplied.

웨이크업 타이머(130)는 파워 온(Power ON) 시 웨이크업 신호를 생성하며, 생성된 웨이크업 신호는 동작 전압 검색코어(140) 및 전압 제어기(120)로 전송된다. 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업 타이머(130)로부터 웨이크업 신호를 수신하는 경우 최소의 동작 전압(VDDL)을 탐색하는 동작을 수행한다. The wake-up timer 130 generates a wake-up signal upon power-on, and the generated wake-up signal is transmitted to the operating voltage search core 140 and the voltage controller 120. The operating voltage search core 140 performs an operation of searching for a minimum operating voltage VDDL when receiving a wake-up signal from the wake-up timer 130.

파워 온 시, 동작 전압 검색 코어(140)는 전압 공급기(110)로부터 전압(VDDH)을 공급 받음으로써 정상적인 동작을 수행한다. 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업 타이머(130)로부터 웨이크업 신호를 수신하는 경우 최소의 동작 전압(VDDL)을 탐색하는 동작을 수행한다. 먼저, 동작 전압 검색 코어(140)는 제어신호(S2)를 통해 전압 제어기(120)로 동작 전압(VDDL)을 가장 낮은 전압으로 조절할 것을 요청한다. 그러면 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)가 동작 전압을 가장 낮은 전압으로 출력하도록 전압 공급기(110)를 제어한다. 동작 전압 검색 코어(140)는 메인 메모리(230)에 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 다운로드 한다. At power-on, the operating voltage search core 140 performs normal operation by receiving the voltage VDDH from the voltage supply 110. The operating voltage search core 140 performs an operation of searching for a minimum operating voltage VDDL when receiving a wake-up signal from the wake-up timer 130. First, the operation voltage search core 140 requests the voltage controller 120 to adjust the operation voltage VDDL to the lowest voltage through the control signal S2. The voltage controller 120 then controls the voltage supply 110 to cause the voltage supply 110 to output the operating voltage to the lowest voltage. The operating voltage search core (140) downloads a program for operating voltage search to the main memory (230).

한편 전압 레벨 변환기(150)는 동작 전압 검색 코어(140)가 출력하는 신호의 전압 레벨과 프로세서(200)가 출력하는 신호의 전압 레벨을 서로 동일하게 변환한다. 동작 전압 검색 코어(140)가 출력하는 신호의 전압 레벨은 전압(VDDH)를 기준으로 설정되어 있으며, 프로세서(200)가 출력하는 신호의 전압 레벨은 전압(VDDL)을 기준으로 설정되어 있다. 따라서, 전압 레벨 변환기(150)를 동작 전압 검색 코어(140)와 메인 메모리(230)간에 데이터가 전송되도록 전압 레벨을 변경한다. Meanwhile, the voltage level converter 150 converts the voltage level of the signal output from the operating voltage search core 140 and the voltage level of the signal output from the processor 200 to be equal to each other. The voltage level of the signal output from the operation voltage search core 140 is set based on the voltage VDDH and the voltage level of the signal output from the processor 200 is set based on the voltage VDDL. Accordingly, the voltage level converter 150 changes the voltage level so that data is transferred between the operating voltage search core 140 and the main memory 230. [

동작 전압 검색 코어(140)는 프로세서 코어(210)가 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 수행할 것을 프로세서 코어(210)로 요청하며, 프로세서 코어(210)가 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 수행할 때까지 기다린다. 프로세서 코어(210)는 동작 전압 검색 코어(140)의 요청에 의해 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 메인 메모리(230)로부터 읽어 들여 프로그램을 수행한다. 그리고 프로세서 코어(210)은 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 수행한 결과 값을 메인 메모리(230)에 저장한다. 이때, 동작 전압 검색 코어(140)는 메인 메모리(230)로부터 상기 수행 결과 값을 읽는다. The operating voltage search core 140 requests the processor core 210 to execute a program for operating voltage search, and the processor core 210 requests the operating voltage search until the processor core 210 performs a program for operating voltage search waiting. The processor core 210 reads a program for operating voltage search from the main memory 230 at the request of the operating voltage search core 140 and executes the program. The processor core 210 stores a result of performing a program for operating voltage search in the main memory 230. At this time, the operation voltage search core 140 reads the execution result value from the main memory 230.

한편, 동작 전압 검색 코어(140)는 동작 전압 검색을 위한 프로그램에 대한 정상적인 결과 값을 미리 가지고 있다. 동작 전압 검색 코어(140)는 미리 가지고 있는 정상적인 결과 값과 상기 수행 결과 값을 비교하여 프로세서 코어(210)가 정상 동작했는지를 판단할 수 있다. Meanwhile, the operation voltage search core 140 has a normal result value for the program for operating voltage search in advance. The operation voltage search core 140 may compare a normal result value held in advance with the execution result value to determine whether the processor core 210 has operated normally.

동작 전압 검색 코어(140)는 프로세서 코어(210)가 정상 동작을 수행하지 못한 것으로 판단한 경우에는 처음에 설정한 동작 전압(VDDL)보다 높은 전압으로 동작 전압(VDDL)을 증가시킨다. 동작 전압 검색 코어(140)는 증가된 동작 전압(VDDL)을 이용하여 상기에서 설명한 프로그램 다운로드 과정과 프로그램 실행 명령 등의 동작을 다시 수행한다. When the processor core 210 determines that the processor core 210 has failed to perform the normal operation, the operation voltage search core 140 increases the operation voltage VDDL to a voltage higher than the first set operation voltage VDDL. The operation voltage search core 140 performs operations such as the program download process and the program execution command described above again using the increased operation voltage VDDL.

동작 전압 검색 코어(140)는 프로세서 코어(210)가 정상 동작을 수행한 것으로 판단한 경우에는 해당하는 동작 전압(VDDL)을 프로세서 코어(210)의 최저 동작 전압으로 확정한다. 그리고 전력소모량을 최소화 하기 위해, 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업 타이머(130)에 동작 전압 검색이 완료되었음을 나타내는 신호(S1)를 전송한다. 웨이크업 타이머(130)는 동작 전압 검색이 완료되었음을 나타내는 신호(S1)를 수신하면 일정 시간 후에 다시 웨이크업 신호를 전송한다. 그리고 동작 전압 검색 코어(140)는 제어신호(S2)를 통해 전압 제어기(120)에 전압(VDDH)을 턴오프 해줄 것을 요청한다. 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)를 제어하여 전압(VDDH)를 공급하지 않도록 한다(즉, 전압(VDDH)이 턴오프된다). 전압(VDDH)이 턴오프되면 동작 전압 검색 코어(140)는 턴오프 상태로 되며, 이를 통해 동작 전압 검색 코어(140)는 전력 소모를 더 이상 하지 않게 된다. 한편, 웨이크업 타이머(130)가 일정 시간 후에 다시 웨이크업 신호를 전송하면 전압(VDDH)이 턴온되며, 동작 전압 검색 코어(140)이 다시 동작하게 된다. When the processor core 210 determines that the processor core 210 has performed a normal operation, the operation voltage search core 140 determines the corresponding operation voltage VDDL as the lowest operation voltage of the processor core 210. [ In order to minimize the power consumption, the operation voltage search core 140 transmits a signal S1 indicating that the operation voltage search is completed to the wake-up timer 130. [ When the wake-up timer 130 receives the signal S1 indicating that the operation voltage search is completed, the wake-up timer 130 transmits the wake-up signal again after a predetermined time. The operation voltage search core 140 requests the voltage controller 120 to turn off the voltage VDDH through the control signal S2. The voltage controller 120 controls the voltage supply 110 to not supply the voltage VDDH (i.e., the voltage VDDH is turned off). When the voltage VDDH is turned off, the operation voltage search core 140 is turned off so that the operation voltage search core 140 no longer consumes power. On the other hand, when the wake-up timer 130 transmits a wakeup signal again after a predetermined time, the voltage VDDH is turned on and the operation voltage search core 140 is operated again.

다음, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법에 대해서 상세하게 설명한다. Next, with reference to FIG. 3, a method for adjusting an operating voltage of a processor core according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동작 전압 검색 코어(140)의 동작을 전체적으로 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a diagram illustrating an operation of an operation voltage search core 140 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 프로세서 시스템이 파워 온 된 후, 전압 공급기(110)에 의해 전압(VDDH_S) 및 전압(VDDH)이 안정적으로 공급된다(S301). First, after the processor system is powered on, the voltage VDDH_S and the voltage VDDH are stably supplied by the voltage supplier 110 (S301).

전압(VDDH_S) 및 전압(VDDH)가 안정적으로 공급되면, 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업(wake up) 상태로 되며, 동작 전압 검색을 위한 동작을 시작한다(S301). When the voltage VDDH_S and the voltage VDDH are stably supplied, the operation voltage search core 140 enters a wake up state and starts operation for operating voltage search (S301).

다음으로, 동작 전압 검색 코어(140)는 동작 전압(VDDL)을 소정의 전압으로 설정한다(S302). 이때, 동작 전압 검색 코어(140)는 시작 값으로 동작 전압(VDDL)을 최소의 전압으로 설정한다. 여기서 최소의 전압은 반도체를 동작 시키는 문턱 전압(Threshold Voltage)의 약 110%로 설정할 수 있다. 여기서 반도체를 동작시키는 문턱 전압은 0.6 ~0.7V 일 수 있다. 동작 전압 검색 코어(140)는 동작 전압(VDDL)을 최소의 전압으로 설정할 것을 요청하는 제어신호(S2)를 전압 제어기(120)로 전송하며, 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)가 해당 동작 전압(VDDL)을 공급하도록 전압 공급기(110)를 제어한다. Next, the operation voltage search core 140 sets the operation voltage VDDL to a predetermined voltage (S302). At this time, the operation voltage search core 140 sets the operation voltage VDDL to the minimum voltage as the start value. Here, the minimum voltage can be set to about 110% of the threshold voltage for operating the semiconductor. Here, the threshold voltage for operating the semiconductor may be 0.6 to 0.7V. The operating voltage search core 140 sends a control signal S2 requesting that the operating voltage VDDL be set to a minimum voltage to the voltage controller 120 which controls the voltage supply 110 And controls the voltage supply 110 to supply the operating voltage VDDL.

동작 전압 검색 코어(140)는 메인 메모리(230)에 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 다운로드한다(S303). 이때, 전압 레벨 변환기(150)는 동작 전압 검색을 위한 프로그램이 메인 메모리(230)에 다운로드 되도록 신호의 전압 레벨을 변경한다. The operation voltage search core 140 downloads a program for operating voltage search to the main memory 230 (S303). At this time, the voltage level converter 150 changes the voltage level of the signal so that a program for operating voltage search is downloaded to the main memory 230.

그리고 동작 전압 검색 코어(140)는 프로세서 코어(210)로 상기 다운로드 한 프로그램을 수행할 것을 요청한다(S304). 프로세서 코어(210)는 동작 전압 검색 코어(140)로부터의 요청을 수신하면 메인 메모리(230)에 저장되어 있는 동작 전압 검색을 위한 프로그램을 수행한다. 프로세서 코어(210)는 프로그램을 수행한 결과를 메인 메모리(230)에 저장한다. Then, the operation voltage search core 140 requests the processor core 210 to perform the downloaded program (S304). Upon receiving a request from the operating voltage search core 140, the processor core 210 performs a program for searching for an operating voltage stored in the main memory 230. [ The processor core 210 stores the result of executing the program in the main memory 230.

동작 전압 검색 코어(140)는 프로세서 코어(210)가 정상적으로 프로그램을 수행하였는지 여부를 체크한다(S305). 동작 전압 검색 코어(140)는 메인 메모리(230)에 저장되어 있는 프로그램 수행 결과를 읽어서 미리 가지고 있는 정상적인 결과 값과 비교를 한다. 즉, 동작 전압 검색 코어(140)는 프로그램 수행 결과와 정상적인 결과가 동일한 경우 정상 동작이 수행된 것으로 판단한다. 그리고 동작 전압 검색 코어(140)는 프로그램 수행 결과와 정상적인 결과가 동일하지 않은 경우 정상 동작이 수행되지 않은 것으로 판단한다. The operation voltage search core 140 checks whether the processor core 210 has normally executed the program (S305). The operating voltage search core 140 reads the program execution result stored in the main memory 230 and compares the program execution result with a normal result value. That is, the operation voltage search core 140 determines that the normal operation is performed when the program execution result is the same as the normal result. Then, the operation voltage search core 140 determines that the normal operation is not performed when the program execution result is not the same as the normal result.

상기 S305 단계에서 프로세서 코어(210)가 정상 동작을 수행하지 못한 경우, 동작 전압 검색 코어(140)는 동작 전압(VDDL)을 소정 값(ΔV)만큼 증가시킨다(S306, S307). 이때, 동작 전압 검색 코어(140)는 증가된 동작 전압(VDDL)으로 상기 단계 S302, S303, S304, S305 단계를 반복 수행한다. If the processor core 210 fails to perform the normal operation in step S305, the operation voltage search core 140 increases the operation voltage VDDL by a predetermined value? V in steps S306 and S307. At this time, the operation voltage search core 140 repeats steps S302, S303, S304, and S305 with the increased operating voltage VDDL.

상기 S305 단계에서 프로세서 코어(210)가 정상 동작을 수행한 경우에, 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업 타이머(130)를 설정한다(S306, S308). 즉, 동작 전압 검색 코어(140)는 웨이크업 타이머(160)에 동작 전압 검색이 완료되었음을 나타내는 신호(S1)를 전송한다. 그리고, 상기 S305 단계에서 프로세서 코어(210)가 정상 동작을 수행한 경우, 동작 전압 검색 코어(140)는 해당 동작 전압(VDDL)을 프로세서 코어(210)의 최저 동작 전압으로 확정한다. If the processor core 210 performs a normal operation in step S305, the operation voltage search core 140 sets up the wake-up timer 130 (steps S306 and S308). That is, the operation voltage search core 140 transmits a signal S1 indicating that the operation voltage search is completed to the wake-up timer 160. [ When the processor core 210 performs a normal operation in step S305, the operation voltage search core 140 determines the operation voltage VDDL as the minimum operation voltage of the processor core 210. [

그리고 전력 소모를 줄이기 위해, 동작 전압 검색 코어(140)는 전압(VDDH)를 턴오프하는 동작을 수행한다(S309). 다시 말하면, 동작 전압 검색 코어(140)는 제어신호(S2)를 통해 전압 제어기(120)에 전압(VDDH)를 턴오프 해줄 것을 요청한다. 전압 제어기(120)는 전압 공급기(110)를 제어하여 전압(VDDH)를 공급하지 않도록 한다. In order to reduce power consumption, the operation voltage search core 140 performs an operation of turning off the voltage VDDH (S309). In other words, the operating voltage search core 140 requests the voltage controller 120 to turn off the voltage VDDH via the control signal S2. The voltage controller 120 controls the voltage supply 110 so as not to supply the voltage VDDH.

마지막으로 웨이크업 타이머(130)는 소정의 시간 지연이 경과하면 웨이크 동작을 다시 실행한다(S301). 즉, 웨이크업 타이머(130)는 웨이크업 신호를 동작 전압 검색 코어(140) 및 전압 제어기(120)로 전송한다. 만약 주기적으로 동작 전압(VDDL)을 조절하는 것이 필요하지 않는 경우에는 상기 S308 단계, S310 단계 및 S301 단계는 생략될 수 있다. Finally, the wake-up timer 130 executes the wake operation again when a predetermined time delay has elapsed (S301). That is, the wake-up timer 130 transmits a wake-up signal to the operating voltage search core 140 and the voltage controller 120. If it is not necessary to periodically control the operation voltage VDDL, steps S308, S310, and S301 may be omitted.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (20)

프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 장치로서,
상기 프로세서 코어에 동작 전압을 제공하는 전압 공급기, 그리고
상기 프로세서 코어로 프로그램을 수행할 것을 요청하며, 상기 프로그램이 정상적으로 동작되었는지를 통해 상기 동작 전압을 조절하는 동작 전압 검색 코어를 포함하는 장치. An apparatus for controlling an operating voltage of a processor core,
A voltage supplier for providing an operating voltage to the processor core, and
And an operating voltage search core that requests the processor core to execute a program and adjusts the operating voltage based on whether the program is normally operated. 제1항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어는,
상기 동작 전압을 제1 전압 레벨로 설정하며, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로그램이 정상적으로 동작되지 않은 경우 상기 동작 전압을 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 레벨로 설정하는 장치. The method according to claim 1,
Wherein the operating voltage search core comprises:
Sets the operating voltage to a first voltage level and sets the operating voltage to a second level higher than the first voltage level when the program is not normally operated in the state of the first voltage level. 제1항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어는,
상기 동작 전압을 제1 전압 레벨로 설정하며, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 경우 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 전압으로 판단하는 장치. The method according to claim 1,
Wherein the operating voltage search core comprises:
Sets the operation voltage to a first voltage level and determines the first voltage level as a minimum voltage of the operation voltage when the program normally operates in the state of the first voltage level. 제1항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어로 웨이크업 신호를 전송하는 웨이크업 타이머를 더 포함하며,
상기 동작 전압 검색 코어는 상기 웨이크업 타이머로 상기 웨이크 업 신호를 수신한 경우, 상기 동작 전압을 조절하는 동작을 수행하는 장치. The method according to claim 1,
And a wake-up timer for transmitting a wake-up signal to the operating voltage search core,
Wherein the operating voltage search core performs the operation of adjusting the operating voltage when the wake-up signal is received by the wake-up timer. 제4항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어는 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 경우에는 상기 웨이크 타이머로 소정의 지연 시간 후에 웨이크업 신호를 송신할 것을 요청하는 장치. 5. The method of claim 4,
Wherein the operating voltage search core requests the wake-up timer to transmit a wake-up signal after a predetermined delay time when the program is operating normally. 제1항에 있어서,
상기 전압 공급기는 상기 동작 전압 검색 코어가 동작하는데 필요한 제1 전압을 공급하는 장치. The method according to claim 1,
Wherein the voltage supplier supplies a first voltage required for the operating voltage search core to operate. 제6항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어가 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 것으로 판단한 경우, 상기 전압 공급기는 상기 제1 전압을 턴오프하는 장치. The method according to claim 6,
And the voltage supplier turns off the first voltage when the operating voltage search core determines that the program is operating normally. 제1항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어가 출력하는 신호의 전압 레벨과 상기 프로세서 코어가 출력하는 신호의 전압 레벨을 동일하게 변환하는 전압 레벨 변환기를 더 포함하는 장치. The method according to claim 1,
Further comprising a voltage level converter for converting a voltage level of a signal output by said operating voltage search core and a voltage level of a signal output by said processor core to the same. 제1항에 있어서,
상기 동작 전압 검색 코어로부터 상기 동작 전압을 조절할 것을 요청 받은 경우, 상기 동작 전압을 조절하도록 상기 전압 공급기를 제어하는 전압 제어기를 더 포함하는 장치. The method according to claim 1,
Further comprising a voltage controller for controlling the voltage supply to adjust the operating voltage when the operating voltage is requested to be adjusted from the operating voltage search core. 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 방법으로서,
제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급하는 단계,
상기 제1 전압 레벨의 상태에서 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계,
상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하였는지를 체크하는 단계, 그리고
상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행된 경우, 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 동작 전압으로 판단하는 단계를 포함하는 방법. CLAIMS 1. A method of adjusting an operating voltage of a processor core,
Supplying a first voltage level to the processor core,
Requesting the processor core to perform a program in the state of the first voltage level,
Checking whether the processor core has successfully performed the program, and
Determining the first voltage level as a minimum operating voltage of the operating voltage if the program is normally performed in the checking step. 제10항에 있어서,
상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행되지 않은 경우, 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급하는 단계를 더 포함하는 방법. 11. The method of claim 10,
And if the program is not normally performed in the checking step, supplying a second voltage level higher than the first voltage level to the processor core. 제11항에 있어서,
상기 제2 전압 레벨 상태에서 상기 프로그램을 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계,
상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행한 경우, 상기 제2 전압 레벨을 상기 동작 전압의 최소 동작 전압으로 판단하는 단계를 더 포함하는 방법. 12. The method of claim 11,
Requesting the processor core to program the program in the second voltage level state,
And determining the second voltage level as a minimum operating voltage of the operating voltage when the processor core has normally performed the program. 제10항에 있어서,
상기 체크하는 단계에서 상기 프로그램이 정상적으로 수행된 경우, 상기 프로세서 코어에 공급되는 전압을 턴오프하는 단계를 더 포함하는 방법. 11. The method of claim 10,
Further comprising turning off the voltage supplied to the processor core if the program is normally performed in the checking step. 제10항에 있어서,
상기 요청하는 단계는,
상기 프로세서 코어와 연결되는 메모리로 상기 프로그램을 다운로드하는 단계, 그리고
상기 메모리에 저장된 상기 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하는 단계를 포함하는 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the requesting step comprises:
Downloading the program to a memory connected to the processor core, and
And requesting the processor core to perform the program stored in the memory. 제10항에 있어서,
상기 체크하는 단계는,
상기 프로세서가 수행한 상기 프로그램의 결과 값을 읽는 단계, 그리고
상기 프로그램의 결과 값과 미리 가지고 있는 값을 비교하는 단계를 포함하는 방법. 11. The method of claim 10,
Wherein the checking step comprises:
Reading a result value of the program executed by the processor, and
And comparing the result value of the program with a pre-existing value. 메인 메모리, 그리고 상기 메인 메모리에 저장되어 있는 프로그램을 수행하는 프로세서 코어를 포함하는 프로세서, 그리고
상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하였는지 여부에 대응하여, 상기 프로세서 코어의 동작 전압을 조절하는 동작 전압 조절 회로를 포함하는 프로세서 시스템. A main memory, and a processor core for executing a program stored in the main memory, and
And an operating voltage adjusting circuit for adjusting an operating voltage of the processor core in accordance with whether the processor core has normally performed the program. 제16항에 있어서,
상기 동작 전압 조절 회로는,
상기 프로세서 코어에 상기 동작 전압을 공급하는 전압 공급기, 그리고
상기 메인 메모리에 상기 프로그램을 다운로드 하고, 상기 프로그램을 수행할 것을 상기 프로세서 코어로 요청하며, 상기 프로그램이 정상적으로 동작되었는지를 판단함으로써 상기 동작 전압을 조절하는 동작 전압 검색 코어를 포함하는 프로세서 시스템. 17. The method of claim 16,
Wherein the operation voltage adjusting circuit comprises:
A voltage supplier for supplying the operating voltage to the processor core, and
A processor core for downloading the program to the main memory, requesting the processor core to execute the program, and controlling the operating voltage by determining whether the program is normally operated. 제16항에 있어서,
상기 동작 전압 조절 회로는,
상기 동작 전압으로서 제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급 한 후, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행하지 못한 경우, 상기 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급하는 프로세서 시스템. 17. The method of claim 16,
Wherein the operation voltage adjusting circuit comprises:
A second voltage level higher than the first voltage level is supplied to the processor core when the processor core does not normally perform the program in the state of the first voltage level after supplying the first voltage level as the operating voltage to the processor core To the processor core. 제16항에 있어서,
상기 동작 전압 조절 회로는,
상기 동작 전압으로서 제1 전압 레벨을 상기 프로세서 코어에 공급 한 후, 상기 제1 전압 레벨의 상태에서 상기 프로세서 코어가 상기 프로그램을 정상적으로 수행한 경우, 상기 제1 전압 레벨을 상기 동작 전압으로서 계속 상기 프로세서 코어에 공급하는 프로세서 시스템. ,17. The method of claim 16,
Wherein the operation voltage adjusting circuit comprises:
Wherein when the processor core performs the program normally in the state of the first voltage level after supplying a first voltage level as the operating voltage to the processor core, Processor system that feeds core. , 제17항에 있어서,
상기 전압 공급기는 상기 동작 전압 검색 코어가 동작하는 필요한 제1 전압을 공급하며,
상기 동작 전압 검색 코어가 상기 프로그램이 정상적으로 동작한 것으로 판단한 경우, 상기 전압 공급기는 상기 제1 전압을 상기 동작 전압 검색 코어에 공급하지 않는 프로세서 시스템. 18. The method of claim 17,
The voltage supply supplying a necessary first voltage for operating the operating voltage search core,
Wherein the voltage supplier does not supply the first voltage to the operating voltage search core when the operating voltage search core determines that the program is operating normally.
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