TWI628967B - 半導體裝置及電子裝置 - Google Patents

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TWI628967B
TWI628967B TW102115909A TW102115909A TWI628967B TW I628967 B TWI628967 B TW I628967B TW 102115909 A TW102115909 A TW 102115909A TW 102115909 A TW102115909 A TW 102115909A TW I628967 B TWI628967 B TW I628967B
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熊原千明
鶴崎晃
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瑞薩電子股份有限公司
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Abstract

本發明係一種半導體裝置及電子裝置，其中，在一實施形態中，半導體裝置(20)係包含形成有機能區塊(201，202，203)，及溫度感測器(208)之半導體晶片(200)。在一實施形態中，晶片上溫度感測器(208)係對應於半導體裝置(20)之動作狀態的變更，呈從連續性地計測晶片溫度之連續動作切換成間歇性地計測晶片溫度之間歇動作，或呈可將間歇性地計測晶片溫度之時間間隔作變更地進行動作。

Description

半導體裝置及電子裝置
本申請係有關半導體裝置及使用此之無線通信終端等之電子裝置。
專利文獻1係揭示有將半導體晶片(晶粒)分割成複數之電路區塊，控制電源供給至各電路區塊的技術。例如，由停止對於未進行動作之無需的電路區塊的電源供給者，降低了洩漏電流。隨之，該技術係對於半導體積體電路裝置(例如，IC(Integrated Circuit)、LSI(Large Scale Integration)，系統LSI，及SoC(System on a Chip)裝置)之低消耗電力化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2012-4582號公報
本件的發明者等係在進行援用於無線通信終端系統LSI(SoC裝置)等之半導體裝置(半導體積體電路裝置)之開發時發現種種課題。為了處理對於此等課題而經由本件的發明者等所得到之技術思想係貢獻於可適合使用於無線通信終端等之半導體積體電路裝置及使用此半導體積體電路裝置之無線通信終端的提供。該技術思想之幾個具體例係經由後述之實施形態的記述及添加圖面而有明確說明。
在一形態中，半導體裝置係包含形成有溫度感測器之半導體晶片。前述溫度感應器係包含呈可間歇性地生成依據前述半導體晶片之晶片溫度的感測器信號而加以構成之電路。
如根據上述形態，可提供可適合使用於無線通信終端等之半導體裝置及使用此半導體裝置之無線通信終端等之電子裝置。
20‧‧‧SoC(System on a Chip)裝置
21‧‧‧電源管理IC(Integrated Circuit)
22‧‧‧RF(Radio Frequency)單元
23‧‧‧顯示器
24‧‧‧輸入裝置
25‧‧‧攝影機
26‧‧‧麥克風
27‧‧‧揚聲器
28‧‧‧外部記憶體
61‧‧‧邏輯單元
62‧‧‧類比電路
71‧‧‧邏輯單元
72‧‧‧類比電路
100‧‧‧無線通信終端
101‧‧‧框體
102‧‧‧顯示器
103‧‧‧觸控面板
104‧‧‧操作按鍵
105，106‧‧‧攝影機
200‧‧‧半導體晶片
201‧‧‧應用處理器(或CPU(Central Processing Unit))
202‧‧‧畫像處理器
203‧‧‧基帶處理器
204‧‧‧音訊CODEC
205‧‧‧顯示器控制器
206‧‧‧記憶體控制器
207‧‧‧記憶體
208‧‧‧溫度感測器
209‧‧‧溫度感測器
210‧‧‧系統控制邏輯分析器
211‧‧‧其他的IP(Intellectual Property)核心
212‧‧‧匯流排
213，214‧‧‧墊片
281‧‧‧系統軟件
611‧‧‧定時器
612‧‧‧遮斷控制邏輯分析器
613‧‧‧溫度範圍．暫存器
614‧‧‧臨界值暫存器
615‧‧‧乘算器
616‧‧‧比較器
621‧‧‧溫度感測元件(BGR(Band Gap Reference))
622‧‧‧輸出緩衝器
623‧‧‧比較器
624‧‧‧運算放大器
712‧‧‧遮斷控制邏輯分析器
2011，2012，201N‧‧‧電源範圍
6231~6234‧‧‧比較器元件
M1~M4‧‧‧類比開關
V1~V5‧‧‧電源範圍階層
圖1係為了說明洩漏電流之電晶體的剖面圖。
圖2係為了說明有關比較例之SoC裝置的消耗電力之圖表。
圖3係為了說明有關比較例之SoC裝置的消耗電力之圖表。
圖4A係顯示有關實施形態之無線通信終端的構成例之外觀圖。
圖4B係顯示有關實施形態之無線通信終端的構成例的圖。
圖5係顯示有關實施形態之無線通信終端的構成例的圖。
圖6係顯示為了控制溫度感應器或其一部分(例如，類比電路)的動作之賦能信號之一例的波形圖。
圖7係顯示有關實施形態之SoC裝置所具有之溫度感測器的構成例圖。
圖8係顯示有關實施形態之溫度感測器所具有之比較器的構成例圖。
圖9A係顯示供給至有關實施形態之溫度感測器所具有之類比模組之賦能信號的一例之波形圖。
圖9B係顯示供給至有關實施形態之溫度感測器所具有之類比模組之賦能信號的其他例之波形圖。
圖10A係顯示有關實施形態之SoC裝置的平面佈置之一例圖。
圖10B係顯示有關實施形態之SoC裝置的平面佈置 之其他例圖。
圖11係顯示有關實施形態之SoC裝置內的電源範圍之階層的圖。
圖12係顯示有關實施形態之SoC裝置內的機能區域群與電源範圍之階層的對應關係的圖。
圖13係為了說明在有關實施形態之SoC裝置的2個動作狀態(具體而言係等候狀態與最小動作狀態)的消耗電力之圖表。
圖14係為了說明有關實施形態之SoC裝置的消耗電力降低之故之動作狀態遷移的圖。
圖15A係顯示有關實施形態之SoC裝置的動作狀態遷移與晶片溫度之關係圖表。
圖15B係顯示有關實施形態之SoC裝置的動作狀態遷移與晶片溫度之關係圖表。
圖16係顯示有關實施形態之SoC裝置所具有之溫度感測器的構成例圖。
圖17係顯示有關實施形態之SoC裝置所具有之溫度感測器的動作模式切換步驟之一例的流程圖。
在以下中，對於具體之實施形態，參照圖面的同時詳細加以說明。在各圖面中，對於同一或對應之要素係附上同一的符號，為了說明的明確化，因應必要而省略重複說明。
<比較例的說明>
首先，對於本件發明者等所檢討之有關比較例之半導體裝置加以說明。援用無線通信終端之SoC裝置等之半導體裝置係伴隨著細微化，高機能化，及高性能化的進展，有著消耗電力及發熱量增大之傾向。為了防止半導體裝置之熱暴走，知道有將溫度感測器與其他之機能區塊同時形成於半導體晶片上，經由此晶片上溫度感測器而計測半導體晶片之溫度的構成。然而，熱暴走係指發熱量為了超過散熱量而IC封裝內的溫度持續上升的狀態。另外，如既已敘述，半導體裝置之消耗電力降低則成為大的課題。在其另一方面，晶片上溫度感測器係含有BGR(Band Gap Reference)、比較器，及輸出緩衝器等之類比模組之故，對於動作中的消耗電力之抑制係有界限。隨之，考慮在無需溫度計測時停止晶片上溫度感測器的動作。
依據以上的背景，本件發明者等所檢討之有關比較例的半導體裝置係包含晶片上溫度感測器。有關比較例之半導體裝置係在裝置全體的消耗電力為大而熱暴走之虞大的第1動作狀態(高消耗電力狀態)中，係供電至晶片上溫度感測器而連續性計測晶片溫度。然而，在本說明書中，將加以時常供電之晶片上溫度感測器連續性進行計測晶片溫度之動作稱之“連續動作”。另一方面，有關比較例之半導體裝置係在裝置全體消耗電力為小之故而熱暴走之虞比較小之第2動作狀態(低消耗電力狀態)中， 停止晶片上溫度感測器之動作同時，停止對於晶片上溫度感測器之類比模組的電源供給。在第2動作狀態之半導體裝置係比較於第1動作狀態，動作中的電路(例如，電路模組，機能區塊，巨集，或IP核心)為少，比較於第1動作狀態，消耗電力為小。
半導體裝置為援用無線通信終端SoC裝置之 情況，進行無線資料通信或動畫播放等之動作狀態(例如，通常動作狀態，通信中狀態(連接狀態)，動畫播放狀態，最大動作狀態)則對應於第1動作狀態。例如，SoC裝置係在第1動作狀態中，供給電源於應用處理器，畫像處理器，及基帶處理器等之消耗電力之大的機能區塊，使此等機能區塊動作。對此，無線通信終端SoC裝置之等候狀態係對應於第2動作狀態。在等候狀態中，僅進行包含為了回應於自無線通信網路的播叫的間歇接收信號之所限制之動作。隨之，SoC裝置係在等候模式中，由使基帶處理器(或其一部分)動作者而進行播叫檢測同時，如停止對於應用處理器(或其一部分)及畫像處理器之電源供給或使電源電壓下降即可。
<依據溫度解析模擬之研究>
但本件發明者等係進行依據溫度解析模擬的詳細之檢討的結果，在等候狀態等之低消耗電力狀態中亦發現有半導體裝置陷於熱暴走之虞的情況。此原因係主要是洩漏電流之增加。對於洩漏電流，使用圖1加以說明。圖1係顯 示MOSFET之剖面圖。隨著MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)之臨界值電壓的下降而MOSFET關閉時，流動在汲極93與源極92之間的次臨限漏電流則增大。次臨限漏電流係有溫度依存性大的特徵，MOSFET之接合溫度(通道溫度)上升時，次臨限漏電流亦增加。另外，隨著閘極絕緣膜94較MOSFET之細微化變薄，閘極洩漏電流(閘極通道電流)及GIDL(Gate-Induced Drain Leakage)則增大。閘極洩漏電流係電子為了經由穿隧效果而通過閘極絕緣膜而流動在閘極91與矽基板90之間(或閘極91與源極92之間，或者閘極91與汲極93之間)的電流。GIDL係閘極91與汲極93之間的電場為了引起穿隧現象而流動在汲極93與基板90之電流。
圖2係顯示在經由有關援用某無線通信終端SoC裝置之溫度解析模擬所得到之SoC裝置之最大動作狀態的消耗電力與接合溫度(通道溫度)Tj之關係的圖表。圖2之實線L1係顯示SoC裝置之總消耗電力。SoC裝置之總消耗電力係包含因在SoC裝置動作時所流動的電流引起之消耗電力(動作電流成分)，和因洩漏電流引起之消耗電力(洩漏電流成分)。圖2之一點虛線L2係顯示動作電流成分，點線L3係顯示洩漏電流成分。從圖2所了解地，接合溫度變高時洩漏電流成分(L3)則超過動作電流成分(L2)。
圖3係顯示在與圖2同樣之SoC裝置之最大 動作狀態之消耗電力(圖3之L4)，和在該SoC裝置之等候狀態的消耗電力(圖3之L5)。另外，於圖3以虛線所示之2個直線L6及L7係顯示周圍溫度Ta為30℃及90℃時之最大容許電力Pd。最大容許電力Pd係經由以下的(1)式所定義。在此Tj係接合溫度，Ta係周圍溫度，θ ja係接合溫度(Tj)與周圍溫度(Ta)間的熱阻抗[℃/W]。
Pd=(Tj-Ta)/θ ja (1)
SoC裝置係在顯示SoC裝置之消耗電力之曲線(L4及L5)和顯示最大容許電力Pd之直線(L6及L7)之交點變無之環境中，有陷於熱暴走之虞。即，圖3之SoC裝置係在等候狀態中，周圍溫度Ta成為約90℃時，有陷於熱暴走之虞。
如從以上所述了解到，在第1動作狀態(例如，通常動作狀態，通信中狀態(連接狀態)，動畫播放狀態，最大動作狀態)中，晶片上溫度感測器則連續動作，而在第2動作狀態(例如，低消耗電力狀態，等候狀態)中，停止晶片上溫度感測器之動作之有關比較例之半導體裝置係在第2動作狀態中有陷於熱暴走之虞的問題。為了對於此問題做處理，考慮晶片上溫度感測器則在第2動作狀態中，亦與第1動作狀態同樣地進行連續動作者。但此係無法充分抑制在第2動作狀態之消耗電力者。
因此，本件發明者等係對於在第2動作狀態中，進行經由晶片上溫度感測器之溫度計測同時，可抑制 消耗電力之增加之半導體裝置(例如，SoC裝置)之構成及動作進行檢討。本件發明者等係著眼於從在第2動作狀態之裝置全體的消耗電力及發熱量係與第1動作狀態做比較為小之故，在第2動作狀態之晶片溫度的上升速度(上升率)係比較於第1動作狀態為緩和之情況。經由本件發明者等所得到之有關技術思想之實施形態之一，係晶片上溫度感測器具有間歇性計測晶片溫度的構成。對於該實施形態係於以下加以說明。
第1實施形態 <無線通信終端(電子裝置)概要>
有關本實施形態之無線通信終端100係包含有半導體裝置(例如，SoC裝置等之半導體積體電路裝置)20，以及接合於SoC裝置20之周邊IC(例如，電源管理IC，RF(Radio Frequency)-IC等)及周邊裝置(例如，顯示器，攝影機，及輸入裝置等)。圖4A及圖4B係顯示無線通信終端100之構成例的外觀圖。另外，圖5係顯示無線通信終端100之構成例之機能區塊圖。然而，圖4A，圖4B，及圖5所示之構成例係關於無線通信終端100為智慧型手機情況而顯示。但無線通信終端100係亦可為其他的無線通信終端，例如，功能型手機(例如，折疊式行動電話終端)，攜帶遊戲終端，平板電腦，筆記型PC(Personal Computer)等。在以下中，關於無線通信終端100之構成及機能而使用圖4A，圖4B及圖5加以說明。
圖4A係顯示無線通信終端100之框體101之一方的主面(前面)。對於框體101的前面係配置有顯示器102，觸控面板103，幾個之操作按鍵104，及攝影機105。另一方面，圖4B係顯示框體101之另一方的主面(背面)。對於框體101之背面係配置有攝影機106。
顯示器102係例如為LCD(Liquid Crystal Display)或OLED(Organic Light-Emitting Diode)顯示器，其顯示面呈位置於框體101前面地加以配置。觸控面板103係呈被覆顯示器102顯示面地加以配置，或配置於顯示器102的背面側，檢測對於經由使用者之顯示面的接觸位置。也就是，使用者係以手指或專用筆(一般而言，稱作觸控筆)等觸碰於顯示器102顯示面者，可直覺性地操作無線通信終端100者。另外，操作按鍵104亦為了無線通信終端100之操作所使用。然而，經由無線通信終端係亦有未設置有如此之操作按鍵情況。
攝影機106係其透鏡單元呈位置於框體101背面地加以配置之主攝影機。另一方面，攝影機105係其透鏡單元呈位置於框體101前面地加以配置之副攝影機。然而，經由無線通信終端係亦有未設置有如此之副攝影機情況。
<有關SoC裝置(半導體裝置)之說明>
接著，關於無線通信終端100之內部構造，使用圖5加以說明。圖5的構成例係顯示SoC裝置20，以及結合 於SoC裝置20之周邊IC及周邊裝置。SoC裝置係一般而言，意味對於電子的系統(例如，無線通信終端，數位相機，數位攝影機，音訊播放器)作為必要之許多電路加以集成於1個半導體晶片之IC裝置。SoC裝置係亦有稱作系統LSI之情況。圖5所示之SoC裝置20係援用無線通信終端之SoC裝置，具有CPU(Central Processing Unit)、及集成有其他許多電路(電路模組，機能區塊，巨集，或稱作IP(intellectual Property)核心)之半導體晶片200。在圖5的例中，半導體晶片200係集成應用處理器(或CPU)201，畫像處理器202，基帶處理器203，音訊CODEC204，顯示控制器205，記憶體控制器206，記憶體207，及溫度感測器208。然而，圖5的構成例不過是一例。即，無線通信終端100係具有圖5未顯示之機能區塊，IC，或裝置亦可，而亦可未具有圖5顯示之機能區塊，IC，或裝置之一部分。
應用處理器201係亦稱作有CPU、MPU (Micro Processing Unit)、或微處理器。即，應用處理器201係經由執行從記憶體207或外部記憶體28所讀出之系統軟件程式(OS(Operating System)程式)及應用程式(例如，WEB瀏覽系統，郵件處理器，攝影機操作應用，音樂播放應用)之時，實現無線通信終端100之各種機能。
畫像處理器202係進行經由硬體之畫像處 理。畫像處理器202係進行視頻資料(例如，H.264、 MPEG-4)的譯碼或編碼或者此等雙方。另外，畫像處理器202係進行靜止畫像資料(例如，JPEG)的譯碼或編碼或者此等雙方。
基帶處理器203係進行為了無線通信的數位 基帶信號處理。數位基帶信號處理係包含：(a)資料壓縮/復原，(b)資料的分段/串接，(c)傳送格式(傳送架構)之生成/分解，(d)傳送路徑符號化/解碼化，(e)調變(符號映射)/解調，(f)擴散/逆擴散，及(g)經由IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)之OFDM符號資料(基帶OFDM信號)的生成等。
音訊CODEC204係進行經由麥克風26所接收 的類比聲音信號的編碼，及為了從揚聲器27輸出之聲音資料的解碼。顯示控制器205係驅動顯示器23之控制器．驅動器。顯示控制器205係包含為了供給影像信號及定時時鐘信號(例如，水平同步信號及垂直同步信號)於顯示器23之驅動器群，和控制影像信號及定時時鐘信號之傳送信號的控制電路。記憶體控制器206係控制對於外部記憶體28之資料寫入，及讀出來自外部記憶體之資料。
記憶體207係例如，包含收納啟動記錄之 ROM(Read Only Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、或者快閃記憶體，或此等之組合。
<溫度感測器概要>
溫度感測器208係所謂晶片上溫度感測器，計測半導體晶片200之晶片溫度(亦可稱之為接合溫度或通道溫度)。有關本實施形態之晶片上溫度感測器208係呈間歇性地計測晶片溫度地加以構成。具體而言，晶片上溫度感測器208係如將在SoC裝置20之第2動作狀態(例如，低消耗電力狀態，等候狀態)的溫度計測間隔，作為比較於在第1動作狀態(例如，通常動作狀態，通信中狀態(連接狀態)，動畫播放狀態，最大動作狀態)的溫度計測間隔為長即可。換言之，晶片上溫度感測器208係為SoC裝置20之第2動作狀態時，與第1動作狀態時做比較，如加長溫度感測器208或其一部分(例如，類比電路)之停止時間即可。另一方面，在第1動作狀態之經由溫度感測器208之溫度計測係連續性地進行亦可，而比較於第2動作狀態，以短時間間隔間歇性地進行亦可。由此，有關本實施形態之SoC裝置20係可在第2動作狀態(例如，等候狀態)進行間歇性之溫度計測之故，依據晶片溫度之計測結果，可進行為了迴避SoC裝置20之熱暴走之控制(即，對於更低消耗電力狀態之遷移)者。更且，有關本實施形態之SoC裝置20係將在第2動作狀態之溫度計測間隔作為比較於第1動作狀態為長之故，可控制在第2動作狀態之消耗電力之增加。本實施形態之SoC裝置20係要求在第2動作狀態之低消耗電力化之同時，對於可在各種周圍溫度環境下加以使用之某無線通信終端 等之攜帶型電子機器為特別有效。對於溫度感測器208之構成及動作的詳細係後述之。
<周邊IC及周邊裝置概要>
接著，對於圖2所示之周邊IC及周邊裝置概要加以說明。在圖2的構成例中，電源管理IC21，RF單元22，顯示器23，輸入裝置24，攝影機25，麥克風26，揚聲器27，及外部記憶體28則結合於SoC裝置20。顯示器23係對應於圖1A所示之顯示器102。攝影機25係對應於圖1A及圖1B所示之攝影機105及106。
電源管理IC21係從電池或外部電源生成內部 電源。其內部電源係供給於無線通信終端100之各IC及各裝置。電源管理IC21係對應於接受內部電源的供給的區塊(IC或裝置)而控制內部電源的電壓。電源管理IC21係依據來自SoC裝置20(例如，應用處理器201)的指示而進行內部電源的電壓控制。電源管理IC21係亦可對於各區塊(IC或裝置)停止內部電源的供給。電源管理IC21係進行電池之充電控制亦可。
RF單元22係進行類比RF信號處理。類比 RF信號處理係包含頻率向上轉換，頻率向下轉換，放大等。RF單元22係與基帶處理器203加以結合。即，RF單元22係從基帶處理器203接收調變符號資料(或OFDM符號資料)，生成傳送RF信號，將傳送RF信號供給至天線。另外，RF單元22係依據經由天線所接收到 之接收RF信號，生成基帶接收信號，將此供給至基帶處理器203。
<有關溫度感測器之詳細的資料>
接著在以下中，對於有關本實施形態之晶片上溫度感測器208之構成及動作的具體例加以詳細說明。晶片上溫度感測器208係對應於SoC裝置20之動作狀態的變更，呈從連續性地計測晶片溫度之連續動作切換成間歇性地計測晶片溫度之間歇動作，或呈可將間歇性地計測晶片溫度之時間間隔作變更地加以構成。溫度感測器208係在進行間歇動作之情況，周期性且間歇性地計測晶片溫度亦可。
在本說明書中，將溫度感測器208以短周期 (例如，從數百秒至數秒周期)間歇性地反覆進行晶片溫度之計測的執行與停止之動作，稱作“間歇動作”。對於溫度感測器208在停止晶片溫度之計測時，係停止對於溫度感測器208之至少一部分(例如，包含溫度感測元件之類比電路)的電源供給。溫度感測器208之連續動作與間歇動作的不同係例如，可作為為了控制溫度感測器208或其一部分(例如，類比電路)之動作的賦能信號ENB波形之不同而表示。圖6(a)係顯示對應於連續動作之賦能信號ENB的波形之一例，而圖6(b)係對應於間歇動作之賦能信號ENB的波形之一例。賦能信號ENB為HIGH位準時，供給電源於溫度感測器208或其一部分(例如，類比電路)，溫度感測器208係計測晶片溫度。 另一方面，賦能信號ENB為LOW位準時，停止電源供給於溫度感測器208或其一部分(例如，類比電路)，溫度感測器208係停止動作。在圖6(a)中，賦能信號ENB係經常為HIGH位準之故，溫度感測器208係經常加以供電，連續計測晶片溫度。另一方面，在圖6(b)中，賦能信號ENB係顯示脈衝波形，周期係反覆HIGH位準與LOW位準。圖6(b)之賦能信號之功率比(X/Y)係經由HIGH期間X及周期信號Y而訂定。
然而，溫度感測器208之間歇動作的周期係 如考慮SoC裝置20之溫度上升速度(上升率)而作適宜設定即可。在圖6(b)的例中，作為脈衝信號之賦能信號的周期Y則依據SoC裝置20之溫度上升速度(上升率)而加以設定。另外，在間歇動作中的溫度感測器208之動作時間係如考慮溫度感測器208之回應時間，與溫度感測器208之輸出至安定為止所需的時間(安定時間)而作適宜設定即可。在圖6(b)的例中，賦能信號的HIGH位準期間，或賦能信號之功率比(X/Y)則依據溫度感測器208之回應時間及安定時間而加以設定。
<溫度感測器之構成及動作的說明>
圖7及圖8係顯示溫度感測器208之構成例。圖8係圖7所示之比較器623之詳細構成圖。溫度感測器208係在一例中，包含有控制邏輯單元61及類比電路62。類比電路62係呈生成依據晶片溫度之感測信號THSEN地加以 構成。控制邏輯單元61係呈生成供給至類比電路62之控制信號(即，賦能信號)地加以構成。類比電路62係依照來自控制邏輯單元61之控制信號(即，賦能信號)，從連續性地生成感測信號THSEN之連續動作切換成間歇性地生成感測信號THSEN之間歇動作，或呈變更間歇性地生成感測信號之時間間隔地動作。
控制邏輯單元61係生成為了控制在類比電路 62之電力消耗的降低構造之控制信號(賦能信號)。在圖7的例中，控制邏輯單元61係生成為了控制配置於類比電路62之電源開關M1~M4之開啟/關閉的賦能信號。 賦能信號係供給至電源開關M1~M4，控制此等之開啟/關閉。賦能信號係例如，為供給至作為電源開關M1~M4之電晶體開關(例如，MOSFET開關，CMOS傳輸閘極)的控制端子(例如，閘極)的脈衝信號亦可。如根據如此之構成，控制邏輯單元61係未根據經由應用處理器(CPU)201之軟件控制，而可自律地控制溫度感測器208之類比電路62的間歇動作。隨之，對於在等候狀態等之低消耗電力狀態中應用處理器(CPU)201的動作停止的情況，溫度感測器208係亦可自律地進行間歇動作。
另外，在圖7的構成例中，控制邏輯單元61 係為了生成賦能信號而具有定時器611及遮斷控制邏輯分析器612。定時器611係具有計數器，因應低頻率時脈信號RCLK而計數(或倒數)該定時器。遮斷控制邏輯分析器612係依據定時器611之計數值而生成所期望之功率比 的脈衝信號(即，賦能信號)。賦能信號的功率比係規定經由類比電路62之感測信號的間歇性的生成動作之時間間隔。賦能信號之功率比(X/Y)係亦可作為從溫度感測器208的外部設定。具體而言，將保持功率比之設定值的設定暫存器設定於控制邏輯單元61。例如，應用處理器201係寫入功率比的設定值於該設定暫存器亦可。
更且，遮斷控制邏輯分析器612係因應閒置 控制信號(IDLE_CTRL)，呈從連續性地生成感測信號之連續動作切換成間歇性地生成感測信號之間歇動作，或呈可變更間歇性生成感測信號之時間間隔地加以構成。閒置控制信號係指示溫度感測器208的動作模式之切換。閒置控制信號係從應用處理器201供給至溫度感測器208，因應SoC裝置20之動作狀態的切換(例如，通常動作狀態與等候狀態之間的切換)而變更其值亦可。閒置控制信號係例如為1位元信號亦可。遮斷控制邏輯分析器612係因應閒置控制信號的值而變更賦能信號。例如，遮斷控制邏輯分析器612係如圖9A所示，在顯示類比電路62之連續動作的平時HIGH位準(或平時LOW位準)之波形與顯示類比電路62之間歇動作的脈衝波形之間，變更賦能信號的波形亦可。另外，遮斷控制邏輯分析器612係如圖9B所示，為了變更類比電路62之間歇動作的時間間隔，而變更作為脈衝信號之賦能信號的功率比亦可。
更且，圖7的構成例所示之控制邏輯單元61 係呈經由類比電路62所計測之晶片溫度超過特定之臨界 值之情況而輸出加入要求信號IRQ地進行動作。因此，控制邏輯單元61係具有溫度範圍．暫存器613，臨界值暫存器614，乘算器615，及比較器616。溫度範圍．暫存器613係保持經由溫度感測器208所計測之溫度範圍的設定值。臨界值暫存器614係保持晶片溫度之臨界值。乘算器615係乘算設置於類比電路62之比較器623的輸出信號TAPOUT與溫度範圍．暫存器613的值。然而，信號TAPOUT係使用依據晶片溫度之感測信號而加以生成。比較器616係將乘算器615之輸出信號與保持於臨界值暫存器614之臨界值作比較，因應乘算器615之輸出信號超過臨界值之情況而輸出加入要求信號IRQ。
接著，對於圖7及圖8所示之類比電路62之 構成加以說明。圖7之類比電路62係包含BGR(Band Gap Reference)621，運算放大器622，比較器623，及輸出緩衝器624。此等電路係在高電位電源VDDQ與低電位電源VSSQ之間進行動作。BGR621係包含生成依據晶片溫度之感測信號之溫度感測元件(具體而言係熱二極體)。即，BGR621係生成未依存於晶片溫度之基準電壓VREFB之同時，而生成因應晶片溫度而增減之感測信號THSEN。
運算放大器622係依據經由BGR621所生成 之基準電壓VREFB而生成基準電壓VREF。即，對於運算放大器622之正輸入端係供給經由BGR621所生成之基準電壓VREFB。另一方面，運算放大器622之負輸入端 係藉由可變電阻而連接於輸出電晶體M0之輸出。輸出電晶體M0係其輸入端連接於高電位電源VDDQ，其輸出端則藉由阻抗梯(圖8所示之複數之阻抗R)而連接於低電位電源VSSQ，其控制端則經由運算放大器622而加以驅動。隨之，電晶體M0的輸出端的電位VREF係成為根據經由BGR621所生成之基準電壓VREFB與配置於負歸還路徑之可變電阻值而訂定之一定電位。
比較器623係如圖8所示地加以構成。比較 器623係具有複數之比較器元件6231~6234。複數之比較器元件6231~6234係將溫度感測信號THSEN與各不同的電壓作比較。即，對於各比較器元件之正輸入端係供給經由BGR621所生成之溫度感測信號THSEN。並且，對於各比較器元件之負輸入端係供給經由阻抗梯(複數的阻抗R)而分壓基準電壓VREF所得到之複數之電壓之中任一個。然而，對於各比較器元件之負輸入端與阻抗梯之間係配置有可變電阻VR。此等可變電阻VR的阻抗值係依照溫度範圍．暫存器613的值而加以調整。複數之比較器元件6231~6234之輸出信號TAPOUT係為了臨界值的比較而供給至控制邏輯單元61。
輸出緩衝器624係為了將溫度感測信號 THSEN輸出至SoC裝置20之外部的緩衝器。輸出緩衝器624之類比輸出(V_THSENS)係連接於SoC裝置20之輸出端子(例如，後述之圖12的墊片214)。然而，無需對於感測信號之SoC裝置20外的輸出之情況係亦可省 略輸出緩衝器624。
更且，類比電路62係具有為了降低停止間歇 性動作之類比電路要素(例如，BGR621，比較器623，輸出緩衝器624)之電力消耗之構造。類比電路62係進行所謂電源閘亦可。在圖7及圖8的例中，類比電路要素，即BGR621，運算放大器622，比較器623，及輸出緩衝器624係具有為了遮斷此等電流路徑之電源開關M1~M4。電源開關M1~M4係因應從控制邏輯單元61所供給之賦能信號，呈間歇性地遮斷電流路徑地動作。電源開關M1~M4係例如，為MOSFET開關，或CMOS傳輸閘極亦可。圖7及圖8係顯示電源開關M1~M4配置於VSSQ側的例(所謂，註腳開關)，但此等電源開關係亦可配置於VDDQ側(所謂，頂部開關)。如根據如此之構成，無需感測信號之生成THSEN時，可遮斷溫度感測器208之類比電路62內的電流路徑。隨之，可確實地抑制類比電路62之洩漏電流，進而可降低進行間歇動作之溫度感測器208的消耗電力。
然而，圖7及圖8所示之溫度感測器208的 構成則當然不過為一例者。例如，圖7所示之賦能信號的生成機構(即，定時器611及遮斷控制邏輯分析器612)係不過為一例，而控制邏輯單元61係具有為了生成賦能信號(脈衝信號)的其他機構亦可。例如，控制邏輯單元61係具有經由進行對於時脈信號RCLK而言之劃分及拉長間隔之處理而生成脈衝信號之脈衝信號生成電路亦可。
另外，在圖7及圖8中，係顯示為了計測晶 片溫度之溫度感測元件，則與為了生成溫度不依存之基準電壓之含於BGR621之二極體元件(例如，加以二極體連接之電晶體)加以兼用的例。但，溫度感測元件(例如，熱二極體)係與BGR621另外設置亦可。另外，無需輸出感測信號於SoC裝置20之外部的情況，亦可省略輸出緩衝器624。
<對於溫度感測器之佈局的說明>
接著，在以下，係說明晶片上溫度感測器208之佈局的具體例。晶片上溫度感測器208係於SoC裝置20內之主要發熱源附近，理想為鄰接，加以配置為佳。圖10A及10B係顯示SoC裝置20之平面佈置的例。在圖10A的平面佈置中，溫度感測器208係鄰接於應用處理器201及畫像處理器202雙方而加以配置。具體而言，溫度感測器208係配置於應用處理器201及畫像處理器202之間。應用處理器201及畫像處理器202係在通常動作狀態(即，第1動作狀態)中，以高速時脈動作之故，比較於在其他的機能區塊，在通常動作狀態之動作電流為大。更且，應用處理器201及畫像處理器202係占半導體晶片200表面積的比例(面積比率)則比較於其他機能區塊為大之故，洩漏電流亦比較於其他機能區塊為大。即，應用處理器201及畫像處理器202係在通常動作狀態之發熱量則比較於SoC裝置20內之其他機能區塊為大。隨之，在SoC裝 置20之通常動作狀態之主要的發熱源之應用處理器201及畫像處理器202之間的位置係預想在半導體晶片200上成為最高溫。因此，如圖10A所示，由配置溫度感測器208者，可計測預想在通常動作狀態成為最高溫之應用處理器201及畫像處理器202之間的位置之晶片溫度。
然而，溫度感測器208係僅於應用處理器201 及畫像處理器202之任一方附近，理想為鄰接，加以配置。另外，溫度感測器208係於在通常動作狀態(即，第1動作狀態)之消耗電力為最大之機能區塊(例如，應用處理器201，或畫像處理器202)之附近，理想為鄰接，加以配置亦可。經由此，溫度感測器208係可計測預想在通常動作狀態成為最高溫之機能區塊周邊的晶片溫度者。
另外，溫度感測器208係於占半導體晶片200 表面積之面積比率為大((例如，面積比率為5%以上，理想為8%以上之)機能區塊附近，理想為鄰接，加以配置亦可。認為面積比率越大之機能區塊，洩漏電流為越大。隨之，面積比率大之機能區塊係不僅通常動作狀態(即，第1動作狀態)而在等候狀態(即，第2動作狀態)，成為主要的發熱源之可能性亦高。隨之，經由鄰接於面積比率大之機能區塊而配置溫度感測器208之時，可計測在通常動作狀態及等候狀態之主要的發熱源之機能區塊周邊的晶片溫度者。
在圖10B的平面佈置中，在等候狀態(即， 第2動作狀態)中進行間歇動作之溫度感測器208係鄰接 於基帶處理器203而加以配置。基帶處理器203係如上述，在等候狀態中為了接收播叫信號而進行間歇接收信號動作。另一方面，在某架構中，在等候狀態，應用處理器201(或其一部分)及畫像處理器202之中至少一方係呈降低消耗電力地抑制動作。例如，在等候狀態，停止對於應用處理器201(或其一部分)及畫像處理器202之電源供給，或降低電源電壓。在如此之架構中，在等候狀態(即，第2動作狀態)之主要的發熱源係認為是基帶處理器203。即，在圖10B的例中，在等候狀態中進行間歇動作之溫度感測器208係鄰接於在等候狀態中成為主要發熱源之機能區塊(例如，基帶處理器203)而加以配置。隨之，圖10B之溫度感測器208係可計測在等候狀態中成為主要發熱源之機能區塊周邊的溫度者。
更且，在圖10B的例中，溫度感測器209則 配置於應用處理器201及畫像處理器202之間。如此，2個以上之晶片上溫度感測器則配置於半導體晶片200上亦可。溫度感測器209係在通常動作狀態中，連續性地計測應用處理器201及畫像處理器202周邊的晶片溫度亦可。 另一方面，在等候狀態(即，第2動作狀態)中，溫度感測器209係進行間歇動作亦可，而亦可停止動作。特別是，應用處理器201及畫像處理器202則並非在等候狀態之主要的發熱源之情況，溫度感測器209係在等候狀態中停止動作為佳。即，在通常動作狀態(即，第1動作狀態)與等候狀態(即，第2動作狀態)，SoC裝置20內 之主要的發熱源為不同之情況，配置於在等候狀態之主要的發熱源附近之溫度感測器208則在等候狀態中進行間歇動作，其他的溫度感測器209係在等候狀態中停止動作亦可。經由此，可降低在等候狀態之消耗電力。
<有關SoC裝置(半導體裝置)之電源範圍之說明>
接著，對於SoC裝置20內之電源範圍的階層加以說明。將消耗電力之降低作為目的，知道有分割半導體晶片成複數之電源範圍(亦稱為電壓島)，作為可停止電源供給至各電源範圍之技術。圖11係顯示適用此技術情況之SoC裝置20內之電源範圍的階層構造的一例。複數的電源範圍係因應含於此等之電路區塊之連接關係或機能的關係，具有從屬關係或套疊(成套)關係。在圖11的例中，最上位之電源階層V1則對應於容易作為電源關閉之電源範圍，而最下位之電源階層V5則對應於最不易成為電源關閉(例如，平時電源開啟之)之電源範圍。供給至各電源範圍及電源階層的內部電源係例如，從電源管理IC21所供給。上位階層(例如V1)的電源係從下位階層(例如，V2，V3或V4)的電源所生成。各電源範圍之電源遮斷係經由電源管理IC21而加以進行亦可。另外，電源範圍之電源遮斷，係亦可經由控制為了電源閘而設置於各電源範圍之電源開關而加以進行亦可。SoC裝置20內之系統控制邏輯分析器(系統控制器)係進行此等之電源開關的控制亦可。各電源範圍之電源遮斷係必須依照套疊 (成套)關係而加以進行。例如，最上位之N個的電源階層V1-1~V1-N之中至少1個進行動作之情況，亦必須對於對應於具有此等與套疊(成套)關係之第2電源階層V2及第3電源階層V3-1的電源範圍供給電源。另一方面，第3電源階層V3-2係未具有最上位之電源階層V1-1~V1-N與套疊(成套)關係之故，而供給至第3電源階層V3-2的電源係無關於此等最上位之電源階層的動作而作為關閉亦可。
圖12係顯示SoC裝置20內之機能區塊群與電源範圍之階層之對應關係的一例。在圖12的例中，溫度感測器208，系統控制邏輯分析器(系統控制器)210，及墊片(端子)213及214係指定於最下位位準之電源階層V5。系統控制邏輯分析器210係進行各機能區塊的時脈控制及重置控制。也就是，系統控制邏輯分析器210係進行時脈頻率之變更，時脈信號之供給停止，及重置信號的傳送。系統控制邏輯分析器210係為了電源閘而控制設置於各電源範圍之電源開關亦可。墊片213及214係為了在周邊裝置(例如，顯示器23，外部記憶體28)之間收送信號而加以使用。另外，連接機能區塊間的匯流排212係指定於從下數來第2個之電源階層V4。畫像處理器202及其他的IP核心211係指定於從下數來第3個之電源階層V3-1及V3-2。應用處理器(CPU)201係指定於電源階層V1及V2。即，CPU201係分割成具有套疊關係之複數之電源範圍。CPU201內之N個的電源範圍 2011，2012，...，201N係對應於最上位之電源階層V1-1~V1-N。
如圖12所示，對於溫度感測器208配置於平時電源開啟之電源範圍(V5)之情況，為了進行間歇性的晶片溫度之計測，如圖7及圖8所示，如於溫度感測器208之類比電路62內之電流路徑設置電源開關(例如，開關M1~M4)即可。
<關於包含溫度感測器之SoC裝置的全體動作之說明>
接著，在以下中，對於在SoC裝置20之第2動作狀態(例如，等候狀態)之熱暴走迴避控制之一例加以說明。如既已敘述，在SoC裝置20之第2動作狀態中，溫度感測器208係間歇性地計測半導體晶片200之晶片溫度。並且，於經由溫度感測器208而計測超過特定臨界值溫度之晶片溫度的情況，SoC裝置20係從第2動作狀態(例如，等候狀態)遷移置消耗電力更低之第3動作狀態(例如，最小動作狀態)。然而，臨界值溫度係依據SoC裝置20之溫度解析模擬的結果，如設定於在第2動作狀態(例如，等候狀態)中有熱暴走之虞的溫度附近即可。在第3動作狀態(例如，最小動作狀態)中，降低在第2動作狀態進行動作之機能區塊之時脈頻率數亦可。由此，比較於第2動作狀態，可降低動作電流。另外，在第3動作狀態(例如，最小動作狀態)中，停止對於在第2動作狀態進行動作之機能區塊(或電源範圍)之供電亦可。由 此，比較於第2動作狀態，亦可降低洩漏電流。
對於SoC裝置20之第3動作狀態之遷移係經 由接受來自溫度感測器208之加入要求之應用處理器201(及系統軟件(OS))而加以控制亦可。另外，對於SoC裝置20之第3動作狀態之遷移係經由接收溫度感測器208之類比輸出V_THSENS的SoC裝置之外部IC(例如，電源管理IC21)加以控制亦可。後者的控制係對於停止對於含有應用處理器201之SoC裝置20的主要部分之電源供給之情況為有效。
圖13係顯示在SoC裝置20的第2及第3動 作狀態之消耗電力與結合溫度(通道溫度)Tj之關係的一例之圖表。圖13的實線L5係顯示在等候狀態(第2動作狀態)之SoC裝置20的消耗電力，圖13的實線L8係在最小動作狀態(第3動作狀態)之SoC裝置20的消耗電力。然而，圖13的實線L5係與圖3的實線L5相同。隨之，在圖13的例中，SoC裝置20係在等候狀態中，周圍溫度Ta成為約90℃時，有陷於熱暴走之虞。因此，對於溫度感測器208所計測之晶片溫度而言之臨界值溫度係設定為90℃亦可，而例如亦可設定為105℃。當計測有超過105℃之晶片溫度時，SoC裝置20係遷移至最小動作狀態(圖13之L8)。由此，假設周圍溫度Ta為90℃之環境，半導體晶片200之晶片溫度(接合溫度)係亦結束於與直線L7之交叉點(即，95℃)，未發生有熱暴走。
圖14係顯示進行從第2動作狀態至第3動作 狀態之遷移時之SoC裝置20的動作之一例的概念圖。首先，如在圖14中之虛線箭頭A所示地，間歇動作中之溫度感測器208係檢測超過臨界值溫度之晶片溫度，傳送對於應用處理器(CPU)201加入要求。接收來自溫度感測器208之加入要求的應用處理器(CPU)201係讀出收納於外部記憶體28(或SoC裝置20的內部記憶體207)之系統軟件281而起動加入處理(圖14中的虛線箭頭B)。經由執行加入處理之時，如在圖14中的虛線箭頭C所示地，系統控制邏輯分析器210係降低供給至經由應用處理器(CPU)201所指定之機能區塊的動作時脈之頻率。另外，如在圖14中的虛線箭頭D所示地，系統控制邏輯分析器210係停止對於經由應用處理器(CPU)201所指定之機能區塊(電源範圍)的電源供給亦可。例如，比較於其他機能區塊，消耗電力大之應用處理器(CPU)201係除了電源範圍2011，停止電源範圍2012~201N的電源供給。例如，SoC裝置20係設定2個臨界值溫度TH1及TH2(但，TH1<TH2)，因應晶片溫度超過TH1之情況而實施動作時脈之降低(圖14中的虛線箭頭C)，更且，因應晶片溫度超過TH2之情況而實施電源供給的停止(圖14中的虛線箭頭D)亦可。
圖15A及圖15B係顯示從第2動作狀態至第 3動作狀態之SoC裝置20之狀態遷移與晶片溫度之慨念性的關係的圖表。如圖15A所示，因應經由溫度感測器208所計測到之晶片溫度到達第1臨界值溫度TH1之情況 (圖中的時刻T1)，SoC裝置20係使動作時脈頻率降低亦可。由此，SoC裝置20之動作電流減少，隨之SoC裝置20之發熱量亦減少之故，可期待半導體晶片200之晶片溫度的下降。但如圖15B所示，在僅動作時脈頻率之降低中，SoC裝置20之發熱量未充分下降，而亦認為有晶片溫度持續上升之情況。此情況，因應經由溫度感測器208所計測到之晶片溫度到達第2臨界值溫度TH2之情況(圖15B中的時刻T2)，停止對於SoC裝置20之主要部分的電源供給。由此，SoC裝置20之動作電流及發熱量則更減少之故，可期待半導體晶片200之晶片溫度的下降。
如以上所述，有關本實施形態之SoC裝置20係在第2動作狀態，溫度感測器208則進行間歇動作。隨之，有關本實施形態之SoC裝置20係在第2動作狀態中進行經由晶片上溫度感測器之溫度計測同時可抑制消耗電力之增加。例如，VDDQ=1.05V，時脈RCLK之頻率為32kHz之條件下的溫度感測器208之消耗電力係例如為以下所述。
(1)連續動作(功率比=1)：溫度感測器208之消耗電力P0=約1mW、(2)間歇動作1(功率比=500ms/1s=0.500)：溫度感測器208之消耗電力P1=約500μW、(3)間歇動作2(功率比=250ms/1s=0.250)：溫度感測器208之消耗電力P2=約250μW、 (4)間歇動作3(功率比=125ms/1s=0.125)：溫度感測器208之消耗電力P3=約125μW、(5)間歇動作4(功率比=1ms/1s=0.001)：溫度感測器208之消耗電力P4=約1μW、
第2實施形態
在本實施形態中，對於在第1實施形態所說明過之晶片上溫度感測器208之變形例加以說明。有關本實施形態之晶片上溫度感測器308係與溫度感測器208同樣地，包含控制邏輯單元及類比電路。該類比電路係具有包含生成感測信號之溫度感測元件(例如，熱二極體，BGR)及輸出緩衝器之類比電路要素。另外，該類比電路係與第1實施形態同樣地，為了降低此等類比電路要素之電力消耗而具有機構(例如，電源開關)。更且，本實施形態之溫度感測器308係呈可與溫度感測元件獨力地停止輸出緩衝器之動作地加以構成。例如，設置於輸出緩衝器之電流路徑之電源開關係與設置於溫度感測元件之電流路徑之電源開關獨立地，經由控制邏輯單元而加以開啟/關閉控制。如既已敘述地，無需將溫度感測器308之感測信號輸出至SoC裝置20之外部的情況，溫度感測器308所具有之輸出緩衝器係成為冗長之要素。本實施形態係可將對於輸出緩衝器之電源供給與其他的類比電路要素(例如，溫度感測元件)獨立地停止之故，即使此等其他的類比電路要素在進行為了晶片溫度測定之間歇動作的期間中，亦可經常 停止對於輸出緩衝器之電源供給者。隨之，有關本實施形態之溫度感測器308係比較於第1實施形態之溫度感測器208而可降低進行間歇動作時之消耗電力。
圖16係顯示有關本實施形態之晶片上溫度感 測器308之構成例的圖。圖14所示之溫度感測器308係具有控制邏輯單元71及類比電路72。圖16所示之類比電路72的構成係如作為與圖7及圖8所示之類比電路62同樣即可。但在圖16之類比電路72中，配置於輸出緩衝器624之電源開關M4的開啟/關閉，則經由與供給至配置於其他類比電路要素之電源開關M1~M3之第1賦能信號ENB1不同之第2賦能信號ENB2而加以控制。遮斷控制邏輯分析器712係未使用輸出緩衝器624之情況，將第2賦能信號ENB2維持為LOW位準。經由此，遮斷控制邏輯分析器712係BGR621，運算放大器622，及比較器623即使在進行間歇動作之間，亦可經常關閉電源開關M4，經常停止輸出緩衝器624之動作者。
是否使用輸出緩衝器624係經由閒置控制信 號(IDLE_CTRL)所指定亦可。例如，閒置控制信號係例如作為2位元信號亦可。閒置控制信號之第1位元係指定溫度感測器308之動作模式(例如，連續動作或間歇動作)，而第2位元係指定輸出緩衝器624之動作的要素亦可。
第3實施形態
在本實施形態中，對於在第1實施形態所說明過之溫度感測器208之動作模式切換的變形例加以說明。在第1實施形態中，對於因應SoC裝置20之動作狀態的變更，切換溫度感測器208之動作模式(例如，連續動作或間歇動作，或者在不同之時間間隔的間歇動作)的例加以說明過。但溫度感測器208之動作模式切換係依據其他的條件而進行亦可。在本實施形態中，對於因應晶片溫度之時間變化而切換溫度感測器208之動作模式的例加以說明。 即，本實施形態之溫度感測器208係對應於因應晶片溫度之時間變化，呈從連續性地計測晶片溫度之連續動作切換成間歇性地計測晶片溫度之間歇動作，或呈可將間歇性地計測晶片溫度之時間間隔作變更地進行動作。然而，有關本實施形態之溫度感測器，SoC裝置，及無線通信終端的構成例係如作為與第1實施形態同樣即可。隨之，在本實施形態中，省略此等之說明。另外，在本實施形態中，使用與第1實施形態同樣的符號加以說明。
圖17係顯示有關本實施形態之溫度感測器 208之動作模式切換步驟之一例的流程圖。在步驟S11中，應用處理器(CPU)201係觀測經由溫度感測器208所計測之半導體晶片200的晶片溫度之時間變化。在步驟S12中，應用處理器201係判定晶片溫度之時間的變化量(變化率)是否低於特定之臨界值。晶片溫度的變化率為臨界值以上之情況(在步驟S12為NO)，應用處理器201係將溫度感測器208之動作模式作為“連續動作” (步驟S13)。另一方面，晶片溫度的變化率為低於臨界值之情況(在步驟S12為YES)，應用處理器201係將溫度感測器208之動作模式作為“間歇動作”(步驟S14)。
然而，在圖17之步驟S13所決定之溫度感測器208之動作模式係並非連續動作，而以比較於步驟S14為短的時間間隔之間歇動作模式亦可。另外，在圖17之步驟S102中，判定晶片溫度是否為位於實質上的穩定狀態。實質上的穩定狀態係指例如，如作為晶片溫度收在溫度感測器208之測定精確度之範圍內的狀態即可。另外，在圖17的例中，應用處理器201則判定晶片溫度之變化率，而決定溫度感測器208之動作模式變更，但將此處理，由溫度感測器208自律性進行亦可。即，溫度感測器208之控制邏輯單元61係將類比電路62之動作間隔，因應晶片溫度之變化率而自律性地切換亦可。
晶片溫度之時間變動為大之情況係意味經由晶片溫度之急遽上升而陷於熱暴走之可能性為高之情況。另一方面，晶片溫度之時間變動為小之情況係意味不易引起晶片溫度之急遽上升之情況。隨之，本實施形態之晶片上溫度感測器208係因應晶片溫度的時間變化，活動性地變更為了計測晶片溫度之類比電路62之動作間隔。具體而言，溫度感測器208係隨著晶片溫度之時間變化變小，如加長為了計測晶片溫度之類比電路62之間歇動作間隔即可。換言之，晶片上溫度感測器208係隨著晶片溫度之 時間變化變小，如加長類比電路62之停止時間即可。經由此，本實施形態係在晶片溫度之時間性的變化率為小之故而急遽陷於熱暴走之虞為少的狀況中，可降低溫度感測器208之消耗電力。即，本實施形態係因應晶片溫度之變化狀況而確實執行經由溫度感測器208之晶片溫度之計測同時，可降低溫度感測器208之消耗電力。
然而，對應於在本實施形態所述之晶片溫度 之變化率的溫度感測器208之動作模式切換係無關於SoC裝置20之動作狀態而進行亦可，而在特定之SoC裝置20之動作狀態而限定性地進行亦可。例如，本實施形態之動作係SoC裝置為第1動作狀態(例如，最大動作狀態，通常動作狀態)時加以進行亦可。SoC裝置20即使為第1動作狀態，在周圍溫度Ta為充分低之狀況，晶片溫度之上升溫度係亦為緩和。隨之，由適用本實施形態者，無關於SoC裝置20之動作狀態的變更而可降低溫度感測器208之消耗電力。
其他之實施形態
第1~第3實施形態係作適宜組合而加以實施亦可。
在第1~第3實施形態中，對於無線通信終端用之SoC裝置主要已作過說明，但包含在此等實施形態所說明之晶片上溫度感測器之SoC裝置的構成及動作係亦可廣泛適用於源用其他電子的系統(例如，數位相機，數位攝影機，音樂播放器)之SoC裝置。另外，在第1~第3 實施形態中，對於SoC裝置主要已作過說明，但在此等實施形態所說明之晶片上溫度感測器之構成及動作係可廣泛適用於具有晶片上溫度感測器之IC。
更且，上述之實施形態係不過是有關經由本件發明者等所得到之技術思想的適用之例示。即，該技術思想係並非僅限定於上述之實施形態，當然可作種種之變更。

Claims (18)

  1. 一種半導體裝置，其特徵為半導體裝置中，具備：形成有CPU(Central Processing Unit)、機能區塊、及第1溫度感測器之半導體晶片，前述第1溫度感測器係對應前述半導體裝置之動作狀態之變更，從連續性計測前述晶片溫度之連續動作，切換成間歇性計測前述晶片溫度之間歇動作，或變更間歇性計測前述晶片之時間間隔而動作者。
  2. 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置，其中，前述第1溫度感測器係包含：呈生成依據前述晶片溫度之感測信號地加以構成之類比電路，和呈生成供給至前述類比電路之控制信號地加以構成之控制邏輯單元，前述類比電路係包含至少1個之類比電路要素，和配置於前述至少1個之類比電路要素之各電流路徑之電源開關，前述電源開關係呈因應前述控制信號而間歇性地遮斷前述電流路徑地進行動作。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之半導體裝置，其中，前述半導體裝置係在第1動作狀態與相較於前述第1動作狀態而為低消耗電力之第2動作狀態之間可切換地加以構成，前述第1溫度感測器係在前述第1動作狀態中，呈連續性地計測前述晶片溫度地進行動作，或以第1時間間隔間歇性地計測前述晶片溫度地進行動作， 前述第1溫度感測器係在前述第2動作狀態中，呈以較前述第1時間間隔為長之第2時間間隔，間歇性地計測前述晶片溫度地進行動作。
  4. 如申請專利範圍第3項記載之半導體裝置，其中，在前述第1動作狀態中，前述CPU及前述機能區塊係呈同時消耗電力地進行動作，在前述第2動作狀態中，前述CPU及前述機能區塊之至少一方係呈降低消耗電力地抑制動作。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之半導體裝置，其中，前述第1溫度感測器係鄰接於前述CPU及前述機能區塊之至少一方而加以配置。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之半導體裝置，其中，前述CPU及前述機能區塊之至少一方係占前述半導體晶片之面積的面積比率為5%以上。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項記載之半導體裝置，其中，前述CPU或前述機能區塊係在前述半導體晶片中消耗電力最大之機能區塊。
  8. 如申請專利範圍第3項記載之半導體裝置，其中，更具備：形成於前述半導體晶片上之同時，在前述第2動作狀態中未進行前述晶片溫度之計測之第2溫度感測器，前述機能區塊係包含在前述第2動作狀態中呈消耗電力地進行動作之第1機能區塊，和在前述第2動作狀態中相較於前述第1動作狀態，呈降低消耗電力地抑制動作之第2機能區塊， 前述第1溫度感測器係鄰接於前述第1機能區塊而加以配置，前述第2溫度感測器係鄰接於前述CPU及前述第2機能區塊之至少一方而加以配置。
  9. 如申請專利範圍第8項記載之半導體裝置，其中，前述第1機能區塊係包含在前述第2動作狀態中進行間歇接收之無線通信用之基帶處理器。
  10. 如申請專利範圍第1項記載之半導體裝置，其中，前述第1溫度感測器係更對應於前述半導體晶片之晶片溫度的時間變化，呈從連續性地計測前述晶片溫度之連續動作切換成間歇性地計測前述晶片溫度之間歇動作，或呈將間歇性地計測前述晶片溫度之時間間隔作變更地進行動作。
  11. 一種半導體裝置，其特徵為具備：形成有機能區塊及第1溫度感測器之半導體晶片，前述第1溫度感測器係更對應於前述半導體裝置之動作狀態的變更，呈從連續性地計測前述半導體晶片之晶片溫度之連續動作切換成間歇性地計測前述晶片溫度之間歇動作，或呈將間歇性地計測前述晶片溫度之時間間隔作變更地進行動作。
  12. 如申請專利範圍第11項記載之半導體裝置，其中，前述第1溫度感測器係在前述半導體裝置之第1動作狀態中，呈連續性地計測前述晶片溫度地進行動作，或以第1時間間隔間歇性地計測前述晶片溫度地進行動作， 前述第1溫度感測器係在相較於前述第1動作狀態為低消耗電力之前述半導體裝置之第2動作狀態中，呈以較前述第1時間間隔為長之第2時間間隔間歇性地計測前述晶片溫度地進行動作。
  13. 如申請專利範圍第11項或第12項記載之半導體裝置，其中，前述第1溫度感測器係包含：呈生成依據前述晶片溫度之感測信號地加以構成之類比電路，和呈生成供給至前述類比電路之控制信號地加以構成之控制邏輯單元，前述類比電路係呈依照前述控制信號而變更前述感測信號之生成動作地加以構成。
  14. 如申請專利範圍第13項記載之半導體裝置，其中，前述類比電路係包含至少1個之類比電路要素，和配置於前述至少1個之類比電路要素之各電流路徑之電源開關，前述電源開關係呈因應前述控制信號而間歇性地遮斷前述電流路徑地進行動作。
  15. 如申請專利範圍第14項記載之半導體裝置，其中，前述至少1個之類比電路要素係包含生成前述感測信號之溫度感測元件，及為了輸出前述感測信號於外部端子之輸出緩衝器，前述輸出緩衝器係與前述溫度感測元件獨立地，呈可停止欲降低消耗電力之動作地加以構成。
  16. 如申請專利範圍第12項記載之半導體裝置，其 中，更具備：形成於前述半導體晶片上之同時，在前述第2動作狀態中未進行前述晶片溫度之計測之第2溫度感測器，前述機能區塊係包含在前述第2動作狀態中呈消耗電力地進行動作之第1機能區塊，和在前述第2動作狀態中相較於前述第1動作狀態，呈降低消耗電力地抑制動作之第2機能區塊，前述第1溫度感測器係鄰接於前述第1機能區塊而加以配置，前述第2溫度感測器係鄰接於前述第2機能區塊而加以配置。
  17. 一種半導體裝置，具備：形成有機能區塊及溫度感測器之半導體晶片，前述溫度感測器係周期性且間歇性可計測前述半導體晶片之晶片溫度而構成，前述溫度感測器係包含：生成根據前述晶片溫度之感測信號而構成之類比電路，和生成供給至前述類比電路之控制信號而構成之控制邏輯單元，前述類比電路係包含至少1個之類比電路要素，和配置於前述至少1個之類比電路要素之各電流路徑之電源開關，前述電源開關係因應前述控制信號，間歇性地遮斷前述電流路徑而動作。
  18. 一種電子裝置，其特徵為具備如申請專利範圍第1 項至第17項任一項記載之半導體裝置，和結合於前述半導體裝置之RF(Radio Frequency)單元。
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