KR20150133941A - 전원 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 전원 공급 장치는 수신되는 전원 전압 제어 신호에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 전원 전압 선택부, 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압을 출력하는 전원 전압 공급부 및 클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도에 따라 전원 전압 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.

Description

전원 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법{POWER SUPPLY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING POWER SUPPLY DEVICE}
본 발명은 전원 공급 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전원 전압을 안정적으로 공급하는 전압 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로 집적 회로는 특정한 기능을 수행하는 로직 회로와 상기 로직 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로를 포함한다. 상기 전원 공급 회로는 전원을 공급 받는 회로와 배선 등의 임피던스 변화에 관계없이 안정적인 전원을 공급하여야 한다. 특히, 출력 임피던스에 관계없이 안정적인 전원을 공급하기 위한 장치를 전압 레귤레이터(regulator)라고 하며, 상기 전압 레귤레이터는 다양한 종류의 집적 회로 내에 포함될 수 있다.
집적 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치가 고성능화, 고집적화됨에 따라, 상기 집적 회로에 포함되고 특정한 기능을 수행하는 로직 회로들의 개수가 증가하고 있으며, 다수의 로직 회로들이 구동되는 경우에 상기 집적 회로 및 이를 포함하는 반도체 장치의 전체 소모 전류가 증가할 수 있다.
소모 전류의 증가로 인하여 반도체 장치의 전원 전압이 강하되는 전압 강하(voltage IR drop) 현상이 발생할 수 있으며, 전원 전압의 레벨이 상기 로직 회로들의 최소 보증 레벨보다 낮아지는 경우에 상기 로직 회로들이 오동작할 수 있다. 종래의 반도체 장치에서는, 전압 레귤레이터와 연결되고 구리 등의 금속으로 형성되는 전원 공급 라인의 폭을 증가시킴으로써 상기 전원 공급 라인의 저항을 감소하고 반도체 장치의 소모 전류를 감소시키는 방법을 이용하였다. 하지만 상기와 같이 전원 공급 라인의 폭을 증가시키는 경우에, 반도체 장치의 집적도를 증가시키기 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 종래의 전압 레귤레이터는 로직 회로의 전류 소비의 주요 원인인 전환 동작(switching activity)에 대응하여 안정적인 전압을 공급하기 어렵고, 로직 회로의 소비 전류를 파악하기 위해, 별도의 아날로그 전압 비교기를 구비해야하는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 로직 회로의 동작 전류가 변화하여도, 안정적인 전압을 공급할 수 있도록 하는 전원 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전원 공급 장치는 수신되는 전원 전압 제어 신호에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 전원 전압 선택부, 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압을 출력하는 전원 전압 공급부 및 클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도에 따라 전원 전압 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함한다.
클록 신호에 동기하여 복수의 비트 단위로 데이터가 처리될 때, 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출하는 스위칭 액티비티 검출부를 더 포함하고, 제어부는 스위칭되는 비트 수를 이용하여 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다.
제어부는 복수로 구분된 구간 중 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단하여, 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다.
제어부는 데이터 변화 정도가 증가하면, 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
전원 전압 선택부는 복수의 전압 설정 값을 저장하는 레지스터 및 전원 전압 제어 신호에 따라 레지스터에 저장된 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 먹스를 포함할 수 있다.
전원 전압을 이용하여 데이터가 처리됨으로써 발생하는 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하고, 제어부는 전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 전원 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
제어부는 전류 검출부에서 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력할 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 전원 공급 장치 구동방법은 클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도를 판단하는 단계, 데이터 변화 정도에 따라 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계, 전원 전압 제어 신호에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 단계 및 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압을 출력하는 단계를 포함한다.
데이터 변화 정도를 판단하는 단계는 클록 신호에 동기하여 복수의 비트 단위로 데이터가 처리될 때, 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출하는 단계 및 스위칭되는 비트 수를 이용하여 데이터 변화 정도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
스위칭되는 비트 수를 이용하여 데이터 변화 정도를 결정하는 단계는 복수로 구분된 구간 중 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단하는 단계 및 판단된 구간에 대응하는 데이터 변화 정도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는 데이터 변화 정도가 증가하면, 출력되는 전원 전압 값이 증가하도록 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
전원 전압을 이용하여 데이터가 처리됨으로써 발생하는 전류를 검출하는 단계를 더 포함하고, 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는 전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는 전류 검출부에서 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전원 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 안정적인 전원 전압을 공급할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 전원 공급 장치를 포함하는 집적 회로는 전압 강하 현상을 효율적으로 보상할 수 있으며, 안정적인 전원을 효율적으로 공급받을 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치 구동방법을 나타낸 순서도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치의 스위칭 액티비티를 검출하고, 데이터 변경 정도를 결정하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치로부터 검출 전류에 따라 출력되는 전원 전압을 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치는 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display))와 같은 다양한 유형의 전자 기기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치를 설명하기 위한 블록도이다. 상기 전원 공급 장치는 로직 회로 등과 같은 데이터 처리부(100)로 전원 전압(VDD)을 공급하기 위해, 전원 전압 선택부(200), 전원 전압 공급부(210), 스위칭 액티비티 검출부(220), 전류 검출부(230) 및 제어부(240) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 전원 공급 장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 전원 공급 장치는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 전원 전압 선택부(200)는 수신되는 전원 전압 제어 신호(CONT)에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력할 수 있다. 전원 전압 제어 신호(CONT)는 제어부(240)로부터 출력될 수 있다.
전원 전압 선택부(200)는 레지스터(204) 및 먹스(204)를 포함할 수 있다. 레지스터(204)에는 복수의 전압 설정 값이 저장될 수 있다. 예를 들어, 레지스터(204)에는 전원 전압 공급부(210)로부터 공급되는 전원 전압(VDD)의 크기에 따라, 제1 전압 설정 값(Set_Int) 내지 제4 전압 설정 값(Set_3)이 저장될 수 있다.
그리고, 먹스(204)는 전원 전압 제어 신호(CONT)에 따라 레지스터(204)에 저장된 복수의 전압 설정 값(Set_Int, Set_1, Set_2, Set3) 중 적어도 하나(Set_Value)를 전원 전압 공급부(210)로 출력할 수 있다.
일 실시 예의 전원 공급 장치를 포함하는 전자 기기가 동작을 개시하면, 먹스(204)는 레지스터(204)에 저장된 제1 전압 설정 값(Set_Int)을 전원 전압 공급부(210)로 출력할 수 있다. 그러면, 전원 전압 공급부(210)는 제1 전압 설정 값(Set_Int)에 대응되는 전원 전압(VDD)을 데이터 처리부(100)로 공급할 수 있다.
다음으로, 전원 전압 공급부(210)는 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압(VDD)을 출력할 수 있다. 전압 설정 값은 전원 전압 선택부(200)로부터 출력될 수 있다. 그리고, 전원 전압 공급부(210)에서 출력된 전원 전압(VDD)은 데이터 처리부(100)로 공급될 수 있다.
전원 전압 공급부(210)는 안정화되지 않은 입력 전압(Main Power)을 수신하고, 입력 전압(Main Power)에 기초하여 안정화된 전원 전압(VDD)을 공급할 수 있다. 예를 들어, 입력 전압(Main Power)은 외부의 전원 발생 장치, 배터리 등으로부터 제공될 수 있다.
다음으로, 스위칭 액티비티 검출부(220)는 데이터 처리부(100)에서 클록 신호에 동기하여 복수의 비트(bit) 단위로 데이터가 처리될 때, 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출할 수 있다. 스위칭 액티비티 검출부(220)는 데이터 처리부(100)와 연결된 데이터 버스 등을 이용하여 데이터 검출부에서 처리될 데이터의 스위칭되는 비트 수를 검출할 수도 있다.
그리고, 스위칭 액티비티 검출부(220)는 스위칭되는 비트 수 데이터(DET1)를 제어부(240)로 출력할 수 있다. 스위칭 액티비티 검출부(220)의 동작에 대해서는 도 3 및 도 4 를 참조하여 후술한다.
전류 검출부(230)는 전원 전압 공급부(210)로부터 데이터 처리부(100)에 전원 전압(VDD)이 공급되는 전원 전압 공급선에 흐르는 전류를 검출할 수 있다. 전류 검출부(230)는 전원 전압 공급선에 흐르는 전류를 검출하기 위한 적어도 하나의 센서를 더 포함할 수 있다.
그리고, 전류 검출부(230)는 전원 전압 공급선에 흐르는 전류 값 데이터(DET2)를 제어부(240)로 출력할 수 있다.
제어부(240)는 클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도에 따라 상기 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 이때, 제어부(240)는 스위칭 액티비티 검출부(220)에서 출력되는 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수 데이터(DET1)를 이용하여, 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 복수로 구분된 구간 중 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단하여, 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다.
예를 들어, 복수로 구분되는 구간은, 데이터 처리부(100)가 8비트 단위로 데이터를 처리하고, 클록 신호가 인에이블될 때, 스위칭되는 데이터의 비트 수가 6개 내지 8개이면 제1 구간, 4개 또는 5개이면 제2 구간, 0개 내지 3개이면 제3 구간으로 구분될 수 있다.
제어부(240)는 스위칭 액티비티 검출부(220)로부터 출력되는 스위칭되는 비트 수 데이터(DET1)를 이용하여, 상기의 제1 구간 내지 제3 구간 중 해당하는 구간을 판단할 수 있다.
그리고, 제어부(240)는 판단된 구간을 이용하여 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(240)는 제1 구간은 데이터 변화 정도가 하이 레벨이고, 제2 구간은 데이터 변화 정도가 노멀 레벨이고, 제3 구간은 데이터 변화 정도가 로우 레벨인 것으로 결정할 수 있다.
제어부(240)는 결정된 데이터 변화 정도에 대응하여 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 일례로, 제어부(240)는 데이터 변화 정도가 증가하면, 전원 전압 공급부(210)에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다.
또한, 제어부(240)는 전류 검출부(230)에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 일례로, 제어부(240)는 전류 검출부(230)에서 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 전원 전압 공급부(210)에서 출력되는 전원 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다.
제어부(240)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리함으로써, 데이터 처리부(100)에 전원 전압(VDD)을 안정적으로 공급할 수 있다.
집적 회로는 상기와 같은 전원 공급 장치를 통하여 안정적인 전원을 공급받는 데이터 처리부(100) 및 메모리 장치(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 다양한 기능을 수행하는 복수의 로직 회로들(미도시)을 더 포함할 수 있다. 집적 회로는 상기 전원 공급 장치 및 상기 데이터 처리부(100)가 하나의 칩 형태로 구현되는 시스템 온 칩(System-on-Chip; SoC)의 형태로 구현될 수 있다.
데이터 처리부(100)는 복수의 데이터 처리부 (110, 120, 130, 140)를 포함할 수 있고, 특정 계산들 또는 태스크(task)들을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라서, 데이터 처리부(100)는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU)일 수 있다.
데이터 처리부(100)는 어드레스 버스(address bus), 제어 버스(control bus) 및 데이터 버스(data bus)를 통하여 메모리 장치(미도시), 저장 장치(미도시) 및 입출력 장치(미도시)에 연결되어 통신을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라서, 데이터 처리부(100)는 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect; PCI) 버스와 같은 확장 버스에도 연결될 수 있다.
한편, 데이터 처리부(100)는 싱글 코어(single core) 또는 멀티 코어(multi core)의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, ARM 코어 프로세서는 약 1GHz 미만의 시스템 클럭을 이용하여 동작하는 경우에 싱글 코어의 형태로 구현될 수 있고, 약 1GHz 이상의 시스템 클럭을 이용하여 고속으로 동작하는 차세대 프로세서의 경우에 멀티 코어의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기와 같은 차세대 ARM 코어 프로세서는 AXI(Advanced eXtensible Interface) 버스를 통하여 주변 장치들과 통신을 수행할 수 있다.
이하에서는 이와 같이 구성된 전원 공급 장치에서 구현될 수 있는 구동 방법과 관련된 실시 예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 살펴보겠다. 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 전압 공급 장치의 구동방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치 구동방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 스위칭 액티비티 검출부(220)는 데이터 처리부(100)에서 클록 신호에 동기하여 복수의 비트 단위로 데이터가 처리될 때, 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출(S100)한다.
전류 검출부(230)는 데이터 처리부(100)에서 데이터가 처리됨에 따라 발생하는 전류를 검출(S110)한다. 일례로, 전류 검출부(230)는 전원 전압 공급부(210)와 데이터 처리부(100)를 연결하는 전원 전압 공급선에 흐르는 전류를 검출할 수 있다.
다음으로, 제어부(240)는 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하는지 판단(S120)한다.
그리고, 제어부(240)는 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하지 않는 경우, 스위칭 액티비티 데이터를 이용하여, 데이터 변화 정도를 결정(S130)한다.
제어부(240)는 스위칭 액티비티 데이터를 이용하여, 복수로 구분된 구간 중 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단할 수 있다. 그러면, 제어부(240)는 판단된 구간에 대응하는 데이터 변화 정도를 결정할 수 있다.
한편, 제어부(240)는 결정된 데이터 변화 정도에 따라 데이터 처리부(100)로 인가될 전원 전압(VDD)의 값과 현재 데이터 처리부(100)로 인가될 전원 전압(VDD)의 값이 동일하다고 판단되는 경우, 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력하지 않을 수 있다.
즉, 제어부(240)는 검출 전류 값이 소정 전류 값을 초과하지 않고, 현재 데이터 처리부(100)로 공급되는 전원 전압(VDD)의 값과 데이터 변화 정도에 따라 변경될 전원 전압(VDD)의 값이 동일하다고 판단되면, 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력하지 않을 수 있다.
그러나, 검출 전류 값이 소정 전류 값을 초과하지 않고, 현재 데이터 처리부(100)로 공급되는 전원 전압(VDD)의 값과 데이터 변화 정도에 따라 변경될 전원 전압(VDD)의 값이 상이하다고 판단되면, 다음의 단계와 같이, 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다.
다음으로, 전류 값 초과 여부 또는 결정된 데이터 변화 정도에 따라 제어부(240)는 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력(S140)한다.
일례로, 제어부(240)는 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 데이터 처리부(100)로 높은 전원 전압(VDD)이 공급되도록 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다.
다른 예로, 제어부(240)는 검출된 전류 값이 소정 전류 이하인 경우에도, 결정된 데이터 변화 정도에 대응하는 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 제어부(240)는 하이 레벨의 데이터 변화 정도에 대응하여 제4 전압 설정 값(Set_3)이 전원 전압 공급부(210)로 출력되도록 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 또는, 제어부(240)는 노멀 레벨의 데이터 변화 정도에 대응하여 제3 전압 설정 값(Set_2)이 전원 전압 공급부(210)로 출력되도록 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다. 또는, 제어부(240)는 로우 레벨의 데이터 변화 정도에 대응하여 제2 전압 설정 값(Set_1)이 전원 전압 공급부(210)로 출력되도록 전원 전압 제어 신호(CONT)를 출력할 수 있다.
다음으로, 전원 전압 선택부(200)는 수신하는 전원 전압 제어 신호(CONT)에 따라, 전압 설정 값을 전원 전압 공급부(210)로 출력(S150)한다. 먹스(204)는 제어부(240)로부터 수신되는 전원 전압 제어 신호(CONT)에 따라, 레지스터(204)에서 출력되는 전압 설정 값 중 대응하는 적어도 하나의 전압 설정 값(Set_Value)을 전원 전압 공급부(210)로 출력할 수 있다.
전원 전압 공급부(210)는 수신하는 전압 설정 값(Set_Value)에 따라, 데이터 처리부(100)로 공급하는 전원 전압(VDD)의 값을 변경하여 공급(S160)한다.
데이터 처리부(100)에서 소모되는 동작 전류가 증가하거나, 데이터를 처리하기 위한 스위칭 액티비티가 증가할 때, 데이터 처리부(100)로 공급되는 전원 전압(VDD)이 감소될 수 있다.
일 실시 예에 따른 전원 공급 장치 구동방법에 따르면, 데이터 처리부(100)에서 소모하는 전류가 증가하면, 전원 전압 공급부(210)로부터 데이터 처리부(100)에 인가하는 전원 전압(VDD)을 상승시켜, 감소된 전원 전압(VDD)이 보상될 수 있다. 마찬가지로, 데이터 처리부(100)의 스위칭 액티비티가 증가하면, 전원 전압 공급부(210)로부터 데이터 처리부(100)에 인가하는 전원 전압(VDD)을 상승시켜, 감소된 전원 전압(VDD)이 보상될 수 있다.
따라서, 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치 및 전원 공급 장치 구동방법에 따르면, 데이터 처리부(100)로 전원 전압(VDD)을 일정하게 공급할 수 있어, 데이터 처리부(100)가 안정적으로 동작할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4를 참조하여, 스위칭 액티비티 검출부(220)의 동작에 대해 상세하게 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치의 스위칭 액티비티를 검출하고, 데이터 변경 정도를 결정하는 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 주기적으로 인에이블되는 클록 신호(Clock)에 따라, 데이터 처리부(100)에서 데이터가 처리되거나, 데이터 버스를 통해 데이터 처리부(100)로 출력될 수 있다. 이때, 데이터는 복수의 비트 단위로 처리될 수 있다.
일례로, 데이터 처리부(100)에서는 제1 타이밍(t1)에 인에이블 되는 클록 신호에 따라, 제1 데이터(DATA1)가 처리되고, 제2 타이밍(t2)에 인에이블 되는 클록 신호에 따라, 제2 데이터(DATA2)가 처리되며, 제3 타이밍(t3)에 인에이블 되는 클록 신호에 따라, 제3 데이터(DATA3)가 처리될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 처리되는 제1 데이터 내지 제3 데이터(DATA1~DATA3)가 8비트이고, 제1 타이밍(t1)에 제1 데이터(DATA1)가 데이터 처리부(100)에서 처리된 후, 제2 타이밍(t2)에 제2 데이터(DATA2)가 데이터 처리부(100)에서 처리될 수 있다.
그리고, 제2 타이밍(t2)에 제2 데이터(DATA2)가 데이터 처리부(100)에서 처리된 후, 제3 타이밍(t3)에 제3 데이터(DATA3)가 데이터 처리부(100)에서 처리될 수 있다.
이때, 데이터는 각 비트 단위로 로우 레벨에서 하이 레벨로 스위칭되거나, 하이 레벨에서 로우 레벨로 스위칭될 수 있다. 일례로, 제2 타이밍(t2)일 때, 스위칭되는 비트는 총 5비트이고, 제3 타이밍(t3)일 때, 스위칭되는 비트는 총 2 비트일 수 있다.
그러면, 스위칭되는 비트(410, 420)는 스위칭 액티비티 검출부(220)에 의해 그 수가 검출되고, 스위칭 액티비티 검출부(220)는 스위칭되는 비트 수 데이터(DET1)를 제어부(240)로 출력할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 검출부(230)에서 검출된 전류와 데이터 처리부(100)의 전원 전압(VDD)에 대해 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 전원 공급 장치로부터 검출 전류에 따라 출력되는 전원 전압(VDD)을 나타낸 예시도이다. 도시된 바와 같이, 제1 구간에 데이터 처리부(100)에는 V0의 초기 전원 전압(VDD)이 공급될 수 있다. 이때, 전류 검출부(230)에서 검출되는 전류가 I0일 수 있다.
제2 구간에서, 데이터 처리부(100)에서의 데이터 처리가 증가하는 등의 이유로, 전류 검출부(230)에서 전류가 I0보다 값이 증가된 I1으로 검출될 수 있다. 이때, 전원 전압 공급부(210)에서 적절하게 전원 전압(VDD)을 변경하지 않는 경우(500), 데이터 처리부(100)에 공급되는 전압이 V1으로 감소될 수 있다.
그러나, 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치에 따르면(510), 전원 전압 공급부(210)에서 데이터 처리부(100)로 공급하는 전원 전압(VDD)의 값을 검출 전류(I1)에 대응하여 상승시킬 수 있다.
그러면, 제2 구간에서도, 제1 구간과 마찬가지로 V0의 전원 전압(VDD)이 데이터 처리부(100)로 공급될 수 있다.
이후, 제3 구간에서 검출되는 전류의 값이 I2로 감소하는 경우, 전원 전압 공급부(210)에서 적절하게 전원 전압(VDD)을 변경하지 않으면(500), 데이터 처리부(100)에 공급되는 전압이 V0보다 작은 V2로 변경될 수 있다.
그러나, 일 실시 예에 따른 전원 공급 장치에 따르면(510), 전원 전압 공급부(210)에서 데이터 처리부(100)로 공급하는 전원 전압(VDD)의 값을 검출 전류(I2)에 대응하여 감소시킬 수 있다.
그러면, 제3 구간에서도, 제1 구간 및 제2 구간과 마찬가지로 V0의 전원 전압(VDD)이 데이터 처리부(100)로 공급될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 전원 공급 장치, 전원 공급 장치를 포함하는 집적 회로의 동작, 제어, 또는 구동방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 데이터 처리부 200: 전원 전압 선택부
210: 전원 전압 공급부 220: 스위칭 액티비티 검출부
230: 전류 검출부 240: 제어부

Claims (13)

  1. 수신되는 전원 전압 제어 신호에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 전원 전압 선택부;
    상기 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압을 출력하는 전원 전압 공급부; 및
    클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도에 따라 상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 제어부;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 클록 신호에 동기하여 복수의 비트 단위로 상기 데이터가 처리될 때, 상기 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출하는 스위칭 액티비티 검출부;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 스위칭되는 비트 수를 이용하여 상기 데이터 변화 정도를 결정하는 전원 공급 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는 복수로 구분된 구간 중 상기 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단하여, 상기 데이터 변화 정도를 결정하는 전원 공급 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 데이터 변화 정도가 증가하면, 상기 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 전압 선택부는,
    복수의 전압 설정 값을 저장하는 레지스터; 및
    상기 전원 전압 제어 신호에 따라 상기 레지스터에 저장된 상기 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 먹스;
    를 포함하는 전원 공급 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 전압을 이용하여 상기 데이터가 처리됨으로써 발생하는 전류를 검출하는 전류 검출부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 전류 검출부에서 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 상기 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력하는 전원 공급 장치.
  8. 클록 신호에 동기하여 처리되는 데이터의 변화 정도를 판단하는 단계;
    상기 데이터 변화 정도에 따라 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계;
    상기 전원 전압 제어 신호에 따라 복수의 전압 설정 값 중 적어도 하나를 출력하는 단계; 및
    상기 전압 설정 값에 대응하는 전원 전압을 출력하는 단계;
    를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 데이터 변화 정도를 판단하는 단계는,
    상기 클록 신호에 동기하여 복수의 비트 단위로 상기 데이터가 처리될 때, 상기 클록 신호에 동기하여 스위칭되는 비트 수를 검출하는 단계; 및
    상기 스위칭되는 비트 수를 이용하여 상기 데이터 변화 정도를 결정하는 단계를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 스위칭되는 비트 수를 이용하여 상기 데이터 변화 정도를 결정하는 단계는,
    복수로 구분된 구간 중 상기 스위칭되는 데이터의 비트 수가 해당하는 구간을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 구간에 대응하는 상기 데이터 변화 정도를 결정하는 단계를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 데이터 변화 정도가 증가하면, 출력되는 전원 전압 값이 증가하도록 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계;
    를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 전원 전압을 이용하여 상기 데이터가 처리됨으로써 발생하는 전류를 검출하는 단계;
    를 더 포함하고,
    상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류 값을 더 고려하여 상기 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계는,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류 값이 소정 전류 값을 초과하면, 상기 전원 전압 공급부에서 출력되는 전압 값을 증가시키는 전원 전압 제어 신호를 출력하는 단계를 포함하는 전원 공급 장치 구동방법.
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