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JP2002132397A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

Info

Publication number
JP2002132397A
JP2002132397A JP2000328625A JP2000328625A JP2002132397A JP 2002132397 A JP2002132397 A JP 2002132397A JP 2000328625 A JP2000328625 A JP 2000328625A JP 2000328625 A JP2000328625 A JP 2000328625A JP 2002132397 A JP2002132397 A JP 2002132397A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
supply system
threshold voltage
circuit
reset
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000328625A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mizuno
洋 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000328625A priority Critical patent/JP2002132397A/en
Publication of JP2002132397A publication Critical patent/JP2002132397A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体加工技術の微細化が進み、スケーリン
グ則により、回路中のトランジスタの閾値電圧が下がっ
てきた場合、クロック周波数や電源電圧を低下させて
も、トランジスタ・オフ時のリーク電流による消費電流
が増大してきた。 【解決手段】 中央演算処理装置と、複数の周辺機能ブ
ロックとを含む半導体集積回路装置において、少なくと
も中央演算処理装置に含まれるプログラムモデルで定義
されているレジスタを含む第1のレジスタ群および一部
の周辺機能ブロックを第1の閾値電圧のトランジスタに
よる回路で構成し、それ以外の回路を第1の閾値電圧よ
り低い電圧の第2の閾値電圧のトランジスタによる回路
で構成するとともに、第2の閾値電圧の回路の電源系統
とリセット系統とをいくつかの部分回路毎に独立に制御
可能とするスタンバイ機能を備える。
(57) [Summary] [PROBLEMS] When the threshold voltage of a transistor in a circuit is reduced due to scaling rules due to the progress of miniaturization of semiconductor processing technology, the transistor is turned off even if the clock frequency or the power supply voltage is reduced. The current consumption due to the leak current has increased. SOLUTION: In a semiconductor integrated circuit device including a central processing unit and a plurality of peripheral function blocks, a first register group and a part including at least a register defined by a program model included in the central processing unit Of the peripheral function block is configured by a circuit having a first threshold voltage transistor, and the other circuits are configured by a circuit having a second threshold voltage transistor having a voltage lower than the first threshold voltage, The power supply system and the reset system of the voltage circuit are provided with a standby function that can be independently controlled for each of several partial circuits.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、組込み用マイクロ
プロセッサを実装する半導体集積回路装置にかかわり、
特に、半導体集積回路加工技術の微細化が進み、スケー
リングにより電源電圧およびトランジスタの閾値電圧が
低電圧化してきたときに、通常動作時の高速処理とスタ
ンバイ時の低リーク電流とを両立するための技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device mounting an embedded microprocessor,
In particular, when the miniaturization of semiconductor integrated circuit processing technology advances and the power supply voltage and the threshold voltage of the transistor are reduced due to scaling, it is necessary to achieve both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby. It is about technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、組込み用マイクロプロセッサを実
装する半導体集積回路装置において、スタンバイ時や処
理負荷が小さいときに消費電力を削減する技術として
は、クロック周波数制御技術等が用いられてきた。クロ
ック周波数制御技術では、処理負荷が高い通常動作時に
は、中央演算処理装置および周辺機能ブロックが動作可
能な最大動作周波数で動作させ、処理負荷が低くなった
場合や処理が無く待ち状態であるスタンバイ状態では、
中央演算処理装置や周辺機能ブロックへのクロックの周
波数を低下させたり、停止していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor integrated circuit device on which a built-in microprocessor is mounted, a clock frequency control technique or the like has been used as a technique for reducing power consumption during standby or when a processing load is small. In clock frequency control technology, during normal operation with a high processing load, the CPU operates at the maximum operating frequency at which the central processing unit and peripheral function blocks can operate. Then
The frequency of the clock to the central processing unit and peripheral function blocks was reduced or stopped.

【0003】昨今、半導体集積回路装置ではCMOS技
術が多く用いられており、クロックを停止することによ
り消費電力をほぼ0にすることが可能であった。これら
の技術に関しては、特開平5−46273号公報、特開
平5−143753号公報等で開示されている。
Recently, CMOS technology is often used in semiconductor integrated circuit devices, and power consumption can be reduced to almost zero by stopping a clock. These techniques are disclosed in JP-A-5-46273, JP-A-5-143753, and the like.

【0004】また、近年では、トランジスタを構成する
半導体基板に印加するバックゲート・バイアス電圧を制
御することにより、トランジスタの閾値電圧を動作時に
は低く、スタンバイ時には高く変化させ、動作時の高速
処理とスタンバイ時の低消費電力を実現する手法も提案
されてきている。これらの技術に関しては、特開平5−
108194号公報等で開示されている。
In recent years, by controlling a back gate bias voltage applied to a semiconductor substrate forming a transistor, the threshold voltage of the transistor is changed to be low during operation and high during standby, thereby achieving high-speed processing during operation and standby. Techniques for realizing low power consumption at the time have also been proposed. Regarding these techniques, see Japanese Patent Application Laid-Open
No. 108194, for example.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
クロック周波数制御技術を用いたスタンバイ機能付きプ
ロセッサを備えた半導体集積回路装置では、先に述べた
ように、半導体回路加工技術の微細化が進み、ディープ
サブミクロンと呼ばれる0.15μmや0.13μm以
下の世代になってくると、電源電圧スケーリングによ
り、閾値電圧も下げなければ性能を維持できず、そのた
め、クロックを停止させても、トランジスタのオフ・リ
ーク電流により電流を消費してしまうという課題が発生
してきている。
However, in a semiconductor integrated circuit device having a processor with a standby function using a conventional clock frequency control technology, as described above, the semiconductor circuit processing technology has been miniaturized, In the generation of 0.15 μm or 0.13 μm or less, which is called deep submicron, the performance cannot be maintained unless the threshold voltage is lowered by power supply voltage scaling. Therefore, even if the clock is stopped, the transistor is turned off. The problem of consuming current due to leakage current is occurring.

【0006】また、バックゲート・バイアス電圧制御に
よるスタンバイ機能も用いられ始めているが、今後さら
に微細化が進み、0.10μm以下の世代になると、回
路の動作速度を向上させるスケーリングを行うと、バッ
クゲート・バイアス電圧に対する閾値電圧の依存性が低
下してくる傾向があり、バックゲート・バイアス電圧制
御技術を用いても、閾値電圧を十分に変化させることが
できず、スタンバイ時のトランジスタのオフ・リーク電
流による消費電流を低減することが困難な状態になりつ
つある。
A standby function based on back gate / bias voltage control has also begun to be used. However, in the future, with further miniaturization, and in the generation of 0.10 μm or less, when scaling to improve the operation speed of the circuit is performed, the The dependency of the threshold voltage on the gate bias voltage tends to decrease, and the threshold voltage cannot be changed sufficiently even by using the back gate bias voltage control technique. It is becoming difficult to reduce current consumption due to leakage current.

【0007】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、半導体集積回路加工技術の微細化
が進み、スケーリングにより電源電圧およびトランジス
タの閾値電圧が低電圧化してきたときに、通常動作時の
高速処理と、スタンバイ時の低リーク電流とを両立する
スタンバイ機能付きプロセッサを備えた半導体集積回路
装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the power supply voltage and the threshold voltage of a transistor due to scaling down of the semiconductor integrated circuit processing technology. Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device provided with a processor having a standby function that achieves both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】半導体集積回路装置につ
いての本発明は、次のような手段を講じることにより、
上記の課題を解決するものである。
According to the present invention, a semiconductor integrated circuit device is provided by taking the following means.
This is to solve the above problem.

【0009】各部の回路を構成するトランジスタにつ
き、閾値電圧を異にする2種類のトランジスタを考え
る。第1の閾値電圧については、トランジスタがオフ状
態のときのソース・ドレイン間のリーク電流が無視でき
る程度に設定し、第2の閾値電圧については、目標とさ
れる回路の速度を実現できるように十分高い飽和電流特
性が得られる電圧、つまり第1の閾値電圧より低い値に
設定する。
[0009] Two types of transistors having different threshold voltages are considered for the transistors constituting the circuits of the respective sections. The first threshold voltage is set so that leakage current between the source and the drain when the transistor is off is negligible, and the second threshold voltage is set so as to achieve a target circuit speed. The voltage is set to a voltage at which a sufficiently high saturation current characteristic is obtained, that is, a value lower than the first threshold voltage.

【0010】中央演算処理装置においてプログラムの停
止および再開で必要なレジスタすなわちプログラムモデ
ルで定義されているレジスタを含む第1のレジスタ群を
含む回路と、プログラムの停止および再開では特に必要
とはされず前記の第1のレジスタ群に含まれない第2の
レジスタ群を構成する回路とに分けて対応する。すなわ
ち、第1のレジスタ群を構成する回路については、これ
を第1の閾値電圧のトランジスタで構成し、第2のレジ
スタ群を構成する回路については、これを第2の閾値電
圧のトランジスタで構成する。
In the central processing unit, a circuit including a register necessary for stopping and restarting a program, that is, a first register group including a register defined by a program model, and a circuit for stopping and restarting a program are not particularly required. This corresponds to a circuit constituting a second register group that is not included in the first register group. That is, for the circuit constituting the first register group, this is constituted by a transistor having a first threshold voltage, and for the circuit constituting the second register group, it is constituted by a transistor having a second threshold voltage. I do.

【0011】さらに、第1のレジスタ群を構成する回路
と第2のレジスタ群を構成する回路とにそれぞれ電源系
統とリセット系統とを互いに独立した状態で設ける。そ
して、各電源系統を独立に投入および遮断可能とすると
ともに、各リセット系統を独立に動作可能としたスタン
バイ機能をもたせる。
Further, a power supply system and a reset system are provided independently of each other in a circuit constituting the first register group and a circuit constituting the second register group. Each power supply system can be independently turned on and off, and each reset system has a standby function that can operate independently.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を総括
的に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be generally described.

【0013】本願第1の発明の半導体集積回路装置は、
中央演算処理装置におけるプログラムモデルで定義され
ているレジスタを含む第1のレジスタ群を構成する回路
を第1の閾値電圧のトランジスタで構成し、前記第1の
レジスタ群に含まれない第2のレジスタ群を構成する回
路を前記第1の閾値電圧より低い第2の閾値電圧のトラ
ンジスタで構成し、前記第1のレジスタ群を構成する回
路に対して第1の電源系統と第1のリセット系統とを設
け、前記第2のレジスタ群を構成する回路に対して第2
の電源系統と第2のリセット系統とを設け、前記第1の
電源系統と第2の電源系統とを独立に投入および遮断可
能にするとともに、前記第1のリセット系統と第2のリ
セット系統とを独立に動作可能にしたスタンバイ機能を
備えていることを特徴とする。
The semiconductor integrated circuit device of the first invention of the present application is
A circuit constituting a first register group including a register defined by a program model in the central processing unit is constituted by a transistor having a first threshold voltage, and a second register not included in the first register group A circuit forming a group includes transistors having a second threshold voltage lower than the first threshold voltage, and a first power supply system and a first reset system are provided for a circuit forming the first register group. And a second register group is provided with respect to a circuit constituting the second register group.
Power system and a second reset system, the first power system and the second power system can be turned on and off independently, and the first reset system and the second reset system Is provided with a stand-by function which enables the independent operation of.

【0014】この第1の発明による作用は次のとおりで
ある。第1の閾値電圧をトランジスタがオフ状態のとき
のソース・ドレイン間のリーク電流が無視できる程度に
設定し、第2の閾値電圧に関しては、目標とされる回路
の速度を実現できるように十分高い飽和電流特性が得ら
れる電圧、つまり第1の閾値電圧より低い値に設定す
る。これにより、第1の閾値電圧のトランジスタは、速
度は遅いが停止時のリーク電流が小さい回路を構成する
ことが可能であり、また、第2の閾値電圧のトランジス
タは、停止時のリーク電流は大きいが速度が速い回路を
構成することが可能である。
The operation according to the first invention is as follows. The first threshold voltage is set so that the leakage current between the source and the drain when the transistor is off is negligible, and the second threshold voltage is high enough to realize a target circuit speed. It is set to a voltage at which a saturation current characteristic is obtained, that is, a value lower than the first threshold voltage. Thus, the transistor having the first threshold voltage can form a circuit having a low speed but a small leakage current at the time of stop, and the transistor having the second threshold voltage has a leakage current at the time of stop. Large but fast circuits can be constructed.

【0015】中央演算処理装置に含まれるレジスタの中
でプログラムモデルで定義されている汎用レジスタ、ス
タック・ポインタ、プログラム・カウンタ、プロセッサ
状態レジスタなどのようなレジスタ、中央演算処理装置
の内部状態を保持しているステートマシン・レジストの
ようレジスタを構成するトランジスタを第1の閾値電圧
のトランジスタで構成し、それら以外の回路を第2の閾
値のトランジスタで構成するとともに、第1の閾値電圧
のトランジスタから構成される回路には第1の電源系統
と第1のリセット系統を接続し、それら以外の回路には
第2の電源系統と第2のリセット系統を接続する。
Among the registers included in the central processing unit, registers such as general-purpose registers, a stack pointer, a program counter, and a processor status register defined by a program model, and the internal state of the central processing unit are held. A transistor forming a register, such as a state machine resist, is configured by a transistor having a first threshold voltage, and other circuits are configured by a transistor having a second threshold voltage. A first power supply system and a first reset system are connected to the circuit to be configured, and a second power supply system and a second reset system are connected to other circuits.

【0016】システム起動時には、半導体集積回路装置
の第1の電源系統と第2の電源系統との全ての電源系統
を投入するとともに、第1のリセット系統と第2のリセ
ット系統との全てのリセット系統でリセット処理を動作
させる。
At the time of starting the system, all the first and second power supply systems of the semiconductor integrated circuit device are turned on, and all of the first and second reset systems are reset. Operate the reset processing in the system.

【0017】システム起動後、中央演算処理装置の処理
負荷が大きく通常処理が必要な場合には、第1の電源系
統と第2の電源系統との両方に電源を供給した状態で通
常の動作を行わせる。
When the processing load on the central processing unit is large and normal processing is required after the system is started, normal operation is performed with power supplied to both the first power supply system and the second power supply system. Let it do.

【0018】次に、中央演算処理装置の処理負荷が無い
状態となり処理待ちとなった場合、第1の電源系統のみ
に電源を供給し、第2の電源系統は電源を遮断しスタン
バイ状態とする。
Next, when there is no processing load on the central processing unit and the processing waits, the power is supplied only to the first power supply system, and the second power supply system is turned off to be in a standby state. .

【0019】ここで、第1の電源系統には停止時のリー
ク電流が小さい第1の閾値電圧のトランジスタで構成さ
れた回路のみが接続されているため、供給するクロック
を停止することによりリーク電流を抑えることができ
る。
Since the first power supply system is connected only to a circuit composed of a transistor having a first threshold voltage, which has a small leakage current at the time of stop, the supply of the clock is stopped so that the leakage current can be reduced. Can be suppressed.

【0020】次に、再び処理負荷が発生した場合、第2
の電源系統にも電源を再度供給するとともに、第2のリ
セット系統でのリセット信号により電源を遮断した回路
のリセットを行い、クロック供給を開始する。中央演算
処理装置中のプログラムモデルで定義されているレジス
タや動作状態を保持しているレジスタさらにはスタンバ
イ状態で必要とされる周辺回路にはスタンバイ状態でも
通電されていて、状態が保存されており、スタンバイ状
態になる前の状態からの継続実行が可能である。また、
第2の閾値電圧のトランジスタで構成されている回路
は、第1の閾値電圧のトランジスタで構成されている回
路から電源系統およびリセット系統が分離されており、
スタンバイ状態解除後に初期状態から動作を開始する。
Next, when the processing load occurs again, the second
The power is again supplied to the power supply system, and the circuit whose power is cut off is reset by the reset signal in the second reset system, and the clock supply is started. Registers defined in the program model in the central processing unit, registers holding the operating state, and peripheral circuits required in the standby state are also energized in the standby state, and the state is saved. It is possible to continue execution from the state before the standby state. Also,
In the circuit including the transistor having the second threshold voltage, the power supply system and the reset system are separated from the circuit including the transistor having the first threshold voltage.
The operation starts from the initial state after the standby state is released.

【0021】第2の閾値電圧のトランジスタで構成され
ている回路については、状態保持よりも、動作速度優先
の回路を割り当てることにより、スタンバイ状態解除後
に初期状態から動作を継続することが可能である。動作
速度が重視され、かつ、状態保持が必要な部分に関して
は、スタンバイ状態移行前に、第2の閾値電圧の回路中
のレジスタから第1の閾値電圧の回路中のレジスタへデ
ータを退避後、スタンバイ状態に入り、スタンバイ状態
からの復帰後に復旧させる。
As for the circuit constituted by the transistor having the second threshold voltage, it is possible to continue the operation from the initial state after releasing the standby state by allocating a circuit that gives priority to the operation speed rather than the state holding. . Regarding the part where the operation speed is important and the state holding is necessary, before the transition to the standby state, after the data is saved from the register in the circuit of the second threshold voltage to the register in the circuit of the first threshold voltage, Enter the standby state and restore after returning from the standby state.

【0022】以上により、第1の閾値電圧をスタンバイ
時のリーク電流が許容できる値に設定し、第2の閾値電
圧を半導体加工技術の微細化スケーリングに従って低電
圧化し高速動作を実現することが可能であり、通常動作
時の高速処理とスタンバイ時の低リーク電流とを両立す
ることが可能となる。
As described above, it is possible to set the first threshold voltage to a value at which the leakage current at the time of standby can be tolerated, and reduce the second threshold voltage according to the miniaturization scaling of the semiconductor processing technology to realize high-speed operation. Thus, it is possible to achieve both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby.

【0023】本願第2の発明の半導体集積回路装置は、
上記の第1の発明において、前記複数の周辺機能ブロッ
クを構成する回路は、前記第1の閾値電圧のトランジス
タで構成される第1の周辺機能回路部と、前記第2の閾
値電圧のトランジスタで構成される第2の周辺機能回路
とから成り、さらに、第3の電源系統と第3のリセット
系統とを備え、前記第1の周辺機能回路部は前記第1の
電源系統と第1のリセット系統とに接続され、前記第2
の周辺機能回路部は前記第3の電源系統と第3のリセッ
ト系統とに接続され、前記第1の電源系統と第2の電源
系統と第3の電源系統とを独立に投入および遮断可能と
するとともに、前記第1のリセット系統と第2のリセッ
ト系統と第3のリセット系統とを独立に動作可能とした
スタンバイ機能を備えていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device comprising:
In the first aspect, the circuit configuring the plurality of peripheral function blocks includes a first peripheral function circuit unit including the first threshold voltage transistor and a transistor having the second threshold voltage. A second peripheral function circuit, further comprising a third power supply system and a third reset system, wherein the first peripheral function circuit unit is configured to include the first power supply system and the first reset circuit. System and the second
Is connected to the third power supply system and the third reset system so that the first power supply system, the second power supply system, and the third power supply system can be turned on and off independently. And a standby function that enables the first reset system, the second reset system, and the third reset system to operate independently.

【0024】この第2の発明による作用は次のとおりで
ある。周辺機能ブロックについて、これを、スタンバイ
時に動作や状態保存が必要なタイマー、割込コントロー
ラ、SRAMなど一部のワーキングメモリのような第1
の周辺機能回路部と、通常動作時には高速動作が必要だ
がスタンバイ時には停止してもかまわないシリアル・イ
ンタフェース、DSP(デジタル・シグナル・プロセッ
サ)、残りの一部のワーキングメモリのような第2の周
辺機能回路部とに分ける。第1の周辺機能回路部を第1
の閾値電圧のトランジスタで構成し、第2の周辺機能回
路部を第2の閾値のトランジスタで構成する。第1の周
辺機能回路部は、前述のプログラムモデルで定義されて
いる第1のレジスタ群に対するのと同様に、第1の電源
系統と第1のリセット系統を接続し、第2の周辺機能回
路部は、別途の第3の電源系統と第3のリセット系統を
接続する。
The operation according to the second invention is as follows. For the peripheral function block, the first and second working memories such as a timer, an interrupt controller, and an SRAM which need to operate and save the state during standby are used.
And a second peripheral such as a serial interface, a DSP (Digital Signal Processor), and some remaining working memory which require high-speed operation during normal operation but can be stopped during standby. It is divided into a functional circuit part. The first peripheral function circuit section
, And the second peripheral function circuit section is configured by a transistor having a second threshold voltage. The first peripheral function circuit connects the first power supply system and the first reset system in the same manner as for the first register group defined in the above-described program model. The unit connects a separate third power supply system and a third reset system.

【0025】前述と同様に、中央演算処理装置の処理負
荷が無い状態となり処理待ちとなった場合、第1の電源
系統には電源を供給し続け、第2の電源系統は電源を遮
断しスタンバイ状態とする。そして、第3の電源系統は
必要に応じて電源を遮断したりあるいは供給状態のまま
とする。第1の電源系統には電源を供給するので、この
第1の電源系統に接続されているタイマーや割込コント
ローラなどの第1の周辺機能回路部は、スタンバイ状態
でもその駆動状態を保つことになり、スタンバイ状態解
除のための外部からの割込信号を待つことができる。こ
のとき、第1の電源系統で駆動される第1のレジスタ群
を含む回路および第1の周辺機能回路部は相対的に高く
設定されている第1の閾値電圧のトランジスタで構成さ
れており、第1の閾値電圧のトランジスタはそのリーク
電流が十分に小さいので、トータルのリーク電流値を抑
えることができる。
As described above, when the central processing unit has no processing load and waits for processing, the first power supply system continues to supply power, the second power supply system shuts off the power supply and enters standby mode. State. Then, the third power supply system shuts off the power supply or keeps the power supply as needed. Since power is supplied to the first power supply system, the first peripheral function circuit unit such as a timer and an interrupt controller connected to the first power supply system maintains its driving state even in the standby state. That is, it is possible to wait for an external interrupt signal for releasing the standby state. At this time, the circuit including the first register group driven by the first power supply system and the first peripheral function circuit unit are configured by transistors having a first threshold voltage set relatively high, Since the transistor having the first threshold voltage has a sufficiently small leakage current, the total leakage current value can be suppressed.

【0026】スタンバイ状態で第3の電源系統を遮断す
ると、第2の周辺機能回路部におけるリーク電流を遮断
するとともに、消費電流を削減することができる。第3
の電源系統を復帰させたときには、第3のリセット系統
をもって第2の周辺機能回路部を初期化する。
When the third power supply system is cut off in the standby state, the leak current in the second peripheral function circuit section can be cut off, and the current consumption can be reduced. Third
When the power supply system is restored, the second peripheral function circuit unit is initialized by the third reset system.

【0027】スタンバイ時間が短い場合やスタンバイ時
間が不明で復帰後直ちに周辺機能回路部の動作が必要と
なる場合には、第3の電源系統は接続のままとすること
が可能である。
When the standby time is short or when the standby time is unknown and the operation of the peripheral function circuit section is required immediately after the return, the third power supply system can be kept connected.

【0028】以上によって、通常動作時の高速処理とス
タンバイ時の低リーク電流との両立をより有効なものと
なすことができる。
As described above, it is possible to more effectively achieve both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby.

【0029】本願第3の発明の半導体集積回路装置は、
上記の第2の発明において、前記第3の電源系統と第3
のリセット系統は、前記第2の周辺機能ブロック毎に独
立した複数の電源系統とリセット系統であり、前記第1
の電源系統と第2の電源系統とを、および前記第2の周
辺機能ブロック毎個別の状態で前記第3の電源系統とを
独立に投入および遮断可能とするとともに、前記第1の
リセット系統と第2のリセット系統とを、および前記第
2の周辺機能ブロック毎個別の状態で前記第3のリセッ
ト系統とを独立に動作可能としたスタンバイ機能を備え
ていることを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit device according to a third aspect of the present invention comprises:
In the second invention, the third power supply system and the third power supply system are connected to each other.
Are a plurality of independent power supply systems and a reset system for each of the second peripheral function blocks.
Power supply system and the second power supply system, and the third power supply system can be independently turned on and off in an individual state for each of the second peripheral function blocks. A second reset system and a standby function enabling the second peripheral system to operate independently of the third reset system in an individual state for each of the second peripheral function blocks.

【0030】この第3の発明による作用は次のとおりで
ある。第2の周辺機能ブロックについて、これには、通
常動作時には高速動作が必要だがスタンバイ時には停止
してもかまわないシリアル・インタフェース、DSP
(デジタル・シグナル・プロセッサ)、残りの一部のワ
ーキングメモリのようなものがある。スタンバイ時にお
いて、第2の電源系統とともに第3の電源系統のうちど
れとどれを遮断するかについて、複数の組み合わせがあ
る。条件・状況等に応じてどのような組み合わせのスタ
ンバイモードを選択するかを定めればよい。例えば、第
2の電源系統とともにシリアル・インタフェース用の電
源系統を遮断するモード、第2の電源系統とともにDS
P用の電源系統を遮断するモード、第2のDSPととも
にワーキングメモリ用の電源系統を遮断するモード、第
2の電源系統とともに第2の周辺機能回路部のうちのい
ずれか2つの電源系統を遮断するモード、第2の電源系
統とともに第2の周辺機能回路部のうち3つの電源系統
を遮断するモードなどがある。
The operation of the third invention is as follows. Regarding the second peripheral function block, this requires a serial interface, DSP which requires high-speed operation during normal operation but can be stopped during standby.
(Digital Signal Processor), some of the remaining working memory. At the time of standby, there are a plurality of combinations as to which and which of the third power supply system are to be cut off together with the second power supply system. What combination of standby modes should be selected according to conditions, situations, and the like. For example, a mode in which the power supply system for the serial interface is cut off together with the second power supply system,
A mode in which the power supply system for P is cut off, a mode in which the power supply system for working memory is cut off together with the second DSP, and any one of the power supply systems in the second peripheral function circuit unit is cut off together with the second power supply system. And a mode in which three power supply systems of the second peripheral function circuit unit are cut off together with the second power supply system.

【0031】どのような組み合わせのモードを選択する
かに応じて消費電流を調整することができ、通常動作時
の高速処理とスタンバイ時の低リーク電流との両立をさ
らにより有効なものとなすことができる。
The current consumption can be adjusted in accordance with what combination of modes is selected, and the compatibility between high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby is made even more effective. Can be.

【0032】(具体的な実施の形態)以下、本発明にか
かわる半導体集積回路装置の具体的な実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
(Specific Embodiment) Hereinafter, a specific embodiment of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0033】(実施の形態1)図1は本実施の形態1に
かかわる半導体集積回路装置の構成図の一例である。1
01は半導体集積回路装置であり、一般にLSIまたは
チップと呼ばれる枠組みであって、1個のシリコン基板
上に集積されるか、1個のパッケージ上に実装された複
数のシリコン基板から構成される。102は中央演算処
理装置であり、103の制御部と、104のデータパス
部とから構成される。制御部103は複数のレジスタや
組合せ回路から構成され、110は汎用レジスタ、11
1はスタック・ポインタ(SP)、112はプログラム
・カウンタ(PC)、113はプロセッサ状態レジスタ
(PSR)である。これらの構成要素111〜113
は、プログラム・モデルで定義されたレジスタであり、
中央演算処理装置102の動作を決定するデータを保持
する。114は制御部103の内部状態を決定保持する
ステートマシン・レジスタ群、115は一時データ保持
レジスタ群、116は組合回路部である。ステートマシ
ン・レジスタ群114は、中央演算処理装置102上で
実行されるソフトウエアからは見えないが、中央演算処
理装置102の動作を決定するのに使用される。一時デ
ータ保持レジスタ群115は、制御部103がパイプラ
イン処理等を行う上で、一時的にデータを保持するレジ
スタ群である。121〜126および140は、中央演
算処理装置102にオンチップ・バス130で接続され
る周辺機能ブロックである。121はタイマー、122
は割込コントローラ、123はシリアル・インタフェー
ス、124はDSP(デジタル・シグナル・プロセッ
サ)、125および126はオンチップSRAMであ
る。140は動作モード制御部であり、半導体集積回路
装置101内の各ブロックへのクロック系統、電源系統
およびリセット系統を、中央演算処理装置102および
割込コントローラ122からの制御に従って、電源導通
(投入)/遮断、クロック供給/停止およびリセットの
実行等の処理を行う。
(First Embodiment) FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment. 1
Reference numeral 01 denotes a semiconductor integrated circuit device, which is a framework generally called an LSI or a chip, and is composed of a plurality of silicon substrates integrated on one silicon substrate or mounted on one package. Reference numeral 102 denotes a central processing unit, which includes a control unit 103 and a data path unit 104. The control unit 103 includes a plurality of registers and combinational circuits.
1 is a stack pointer (SP), 112 is a program counter (PC), and 113 is a processor status register (PSR). These components 111 to 113
Is a register defined in the program model,
Data for determining the operation of the central processing unit 102 is held. Reference numeral 114 denotes a group of state machine registers that determine and hold the internal state of the control unit 103, 115 denotes a temporary data holding register group, and 116 denotes a combination circuit unit. State machine registers 114 are not visible to software running on central processing unit 102, but are used to determine the operation of central processing unit 102. The temporary data holding register group 115 is a register group for temporarily holding data when the control unit 103 performs a pipeline process or the like. 121 to 126 and 140 are peripheral function blocks connected to the central processing unit 102 via the on-chip bus 130. 121 is a timer, 122
Is an interrupt controller, 123 is a serial interface, 124 is a DSP (Digital Signal Processor), and 125 and 126 are on-chip SRAMs. Reference numeral 140 denotes an operation mode control unit which controls the clock system, the power system, and the reset system for each block in the semiconductor integrated circuit device 101 according to the control from the central processing unit 102 and the interrupt controller 122. Processing such as power on / off, clock supply / stop, and reset.

【0034】図2は本実施の形態1にかかわる図1で示
した半導体集積回路装置101中の回路の閾値電圧種
類、電源系統、リセット系統およびクロック系統を示す
図の一例である。図2では、オンチップ・バス130
は、図面を見やすくするため省略されている。
FIG. 2 is an example of a diagram showing a threshold voltage type, a power supply system, a reset system, and a clock system of circuits in the semiconductor integrated circuit device 101 shown in FIG. 1 according to the first embodiment. In FIG. 2, on-chip bus 130
Are omitted for clarity of the drawing.

【0035】半導体集積回路装置101は、第1の閾値
電圧と第2の閾値電圧との2種類の閾値電圧を持つトラ
ンジスタから構成される。汎用レジスタ110、スタッ
ク・ポインタ111、プログラム・カウンタ112、プ
ロセッサ状態レジスタ113およびステートマシン・レ
ジスタ群114を第1のレジスタ群とし、一時データ保
持レジスタ群115を第2のレジスタ群とする。また、
タイマー121、割込コントローラ122およびオンチ
ップSRAM125を第1の周辺機能回路部とし、シリ
アル・インタフェース123、DSP124およびオン
チップSRAM126を第2の周辺機能回路部とする。
この第1のレジスタ群、第1の周辺機能回路部および動
作モード制御部140は、第1の閾値電圧のトランジス
タから構成される。一方、第2のレジスタ群、組合せ回
路部116、データパス部104および第2の周辺機能
回路部は、第2の閾値電圧のトランジスタから構成され
る。図2でハッチングが施してあるブロックが第1の閾
値電圧のトランジスタで構成されるブロックである。
The semiconductor integrated circuit device 101 is composed of transistors having two kinds of threshold voltages, a first threshold voltage and a second threshold voltage. The general-purpose register 110, the stack pointer 111, the program counter 112, the processor state register 113, and the state machine register group 114 are a first register group, and the temporary data holding register group 115 is a second register group. Also,
The timer 121, the interrupt controller 122, and the on-chip SRAM 125 are a first peripheral function circuit unit, and the serial interface 123, the DSP 124, and the on-chip SRAM 126 are a second peripheral function circuit unit.
The first register group, the first peripheral function circuit unit, and the operation mode control unit 140 are configured by transistors having a first threshold voltage. On the other hand, the second group of registers, the combinational circuit section 116, the data path section 104, and the second peripheral function circuit section are composed of transistors having a second threshold voltage. In FIG. 2, the hatched blocks are blocks including transistors having the first threshold voltage.

【0036】ここで、第1の閾値電圧と第2の閾値電圧
について説明する。図4はトランジスタの閾値電圧と遅
延時間およびリーク電流との関係の一例を示す図であ
る。横軸はトランジスタの閾値電圧を示す。縦軸左と黒
丸のグラフはリーク電流であり、トランジスタがオフの
状態のときの単位ゲート幅あたりのリーク値をプロット
したものである。オフ・リーク電流は、閾値電圧の変化
に対して対数的に変動する。縦軸右と白丸のグラフは遅
延時間であり、標準的な配線負荷時の標準的な論理ゲー
トの遅延時間である。この図4で示されるように、例え
ば、閾値電圧を0.5Vと高く設定すると、オフ・リー
ク電流値は0.01nA/μmと小さくなるが、遅延値
は90psと大きく、つまり回路動作が低速になる。一
方、閾値電圧を0.2Vと低く設定すると、遅延値は6
0psと小さく、つまり回路動作が高速になるが、オフ
・リーク電流値は10nA/μmと大きな値になる。こ
こで、例えば、前記の第1の閾値電圧を0.5Vと高く
設定し、第2の閾値電圧を0.2Vと第1の閾値電圧よ
り低い電圧に設定する。なお、トランジスタの閾値電圧
は半導体製造工程でのプロファイルで決定される。
Here, the first threshold voltage and the second threshold voltage will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the threshold voltage of the transistor, the delay time, and the leak current. The horizontal axis indicates the threshold voltage of the transistor. The graph on the left side of the vertical axis and the black circle represent the leak current, which is a plot of the leak value per unit gate width when the transistor is off. The off-leak current varies logarithmically with a change in the threshold voltage. The graph on the right side of the vertical axis and the white circle represent the delay time, which is the delay time of a standard logic gate under a standard wiring load. As shown in FIG. 4, for example, when the threshold voltage is set as high as 0.5 V, the off-leakage current value becomes small as 0.01 nA / μm, but the delay value is large as 90 ps, that is, the circuit operation is slow. become. On the other hand, if the threshold voltage is set as low as 0.2 V, the delay value becomes 6
Although it is as small as 0 ps, that is, the circuit operation speeds up, the off-leak current value is as large as 10 nA / μm. Here, for example, the first threshold voltage is set as high as 0.5 V, and the second threshold voltage is set as 0.2 V, which is lower than the first threshold voltage. Note that the threshold voltage of a transistor is determined by a profile in a semiconductor manufacturing process.

【0037】さらに、図2において、201は第1の電
源系統、202は第2の電源系統、203は第3の電源
系統、211は第1のリセット系統、212は第2のリ
セット系統、213は第3のリセット系統である。第1
の電源系統201および第1のリセット系統211は、
前記の第1の閾値電圧のトランジスタで構成されるとこ
ろの汎用レジスタ110、スタック・ポインタ111、
プログラム・カウンタ112、プロセッサ状態レジスタ
113、ステートマシン・レジスタ群114、タイマー
121、割込コントローラ122およびオンチップSR
AM125に接続されている。第2の電源系統202お
よび第2のリセット系統212は、前記の第2の閾値電
圧のトランジスタで構成される回路の中で中央演算処理
装置102に含まれるところのデータパス部104、一
時データ保持レジスタ群115および組合回路部116
に接続されている。第3の電源系統203および第3の
リセット系統213は、前記の第2の閾値電圧のトラン
ジスタ回路で構成される周辺機能ブロックであるシリア
ル・インタフェース123、DSP124およびオンチ
ップSRAM126に接続されている。
Further, in FIG. 2, 201 is a first power system, 202 is a second power system, 203 is a third power system, 211 is a first reset system, 212 is a second reset system, 213 Is a third reset system. First
The power supply system 201 and the first reset system 211 of
A general-purpose register 110 comprising a transistor having the first threshold voltage, a stack pointer 111,
Program counter 112, processor status register 113, state machine register group 114, timer 121, interrupt controller 122, and on-chip SR
It is connected to AM125. The second power supply system 202 and the second reset system 212 include a data path unit 104 included in the central processing unit 102 in the circuit including the transistor having the second threshold voltage, and a temporary data holding unit. Register group 115 and combination circuit section 116
It is connected to the. The third power supply system 203 and the third reset system 213 are connected to a serial interface 123, a DSP 124, and an on-chip SRAM 126, which are peripheral function blocks composed of the transistor circuit of the second threshold voltage.

【0038】ここで、各構成ブロックへのクロック系統
は省略されているが、第1の電源系統201、第2の電
源系統202および第3の電源系統203の各々個別に
クロック系統が接続されている。これらの電源系統、リ
セット系統およびクロック系統は、前記の動作モード制
御部140により、中央演算処理装置102および割込
コントローラ122からの信号に基づいて、電源導通
(投入)/遮断、クロック供給/停止およびリセットの
実行等の処理を行う。また、動作モード制御部140に
は常に電源が供給されるように半導体集積回路装置10
1への電源入力に直接接続されている。
Here, the clock system to each component block is omitted, but the clock system is individually connected to each of the first power system 201, the second power system 202, and the third power system 203. I have. The power supply system, the reset system, and the clock system are controlled by the operation mode control unit 140 based on signals from the central processing unit 102 and the interrupt controller 122 to turn on / off the power and supply / stop the clock. And processing such as execution of reset. Further, the semiconductor integrated circuit device 10 is controlled so that power is always supplied to the operation mode control unit 140.
1 is directly connected to the power input.

【0039】図5(a),(b)は、図1および図2で
示した半導体集積回路装置におけるスタンバイモード毎
の各電源系統への電源導通状態と消費電流の一例を示す
図である。通常動作時には、第1の電源系統201、第
2の電源系統202および第3の電源系統203に電源
が導通される。スタンバイ1モードでは、第1の電源系
統201および第3の電源系統203に電源が導通さ
れ、第2の電源系統202が遮断される。スタンバイ2
モードでは、第1の電源系統201に電源が導通され、
第2の電源系統202および第3の電源系統203が遮
断される。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an example of a state of power supply to each power supply system and a current consumption in each of the standby modes in the semiconductor integrated circuit device shown in FIGS. 1 and 2. FIG. During normal operation, power is supplied to the first power supply system 201, the second power supply system 202, and the third power supply system 203. In the standby 1 mode, power is supplied to the first power supply system 201 and the third power supply system 203, and the second power supply system 202 is cut off. Standby 2
In the mode, power is supplied to the first power supply system 201,
The second power supply system 202 and the third power supply system 203 are shut off.

【0040】図5(a)の棒グラフは各モード毎の消費
電流を示すものである。通常動作時は400〜500m
Aの消費電流が消費される。
The bar graph in FIG. 5A shows the current consumption in each mode. 400-500m during normal operation
A consumption current is consumed.

【0041】スタンバイ状態に移るための前提の動作と
して全てのクロックを停止すると、約1/10程度の3
5mA程度になる。これは、回路中の全回路の動作を止
めても、第2の閾値電圧のトランジスタで構成されてい
る回路部分、すなわち一時データ保持レジスタ群11
5、組合回路部116、データパス部104、シリアル
・インタフェース123、DSP124およびオンチッ
プSRAM126において、回路を完全に静止状態にし
てもオフのトランジスタのリーク電流による消費電流が
発生するためである。
When all clocks are stopped as a prerequisite operation for shifting to the standby state, about 3/10 of about 1/10
It is about 5 mA. This is because even if the operation of all the circuits in the circuit is stopped, the circuit portion constituted by the transistor having the second threshold voltage, that is, the temporary data holding register group 11
5, in the combination circuit unit 116, the data path unit 104, the serial interface 123, the DSP 124, and the on-chip SRAM 126, even if the circuit is completely quiescent, a current consumption occurs due to a leak current of an off transistor.

【0042】ここで、動作モード制御部140により、
第2の電源系統202または第3の電源系統203を遮
断し、スタンバイ1モードまたはスタンバイ2モードに
移行することにより、これらのリーク電流を遮断し、ス
タンバイ状態での消費電流を25mAまたはほぼ0mA
まで削減することができる。例えば、第2の電源系統2
02を遮断するスタンバイ1モードでは25mAに削減
することが可能であり、第2の電源系統202および第
3の電源系統203を遮断するスタンバイ2モードでは
0mAに削減することが可能である。なお、第1の閾値
電圧のトランジスタでのリーク電流については第2の閾
値電圧のトランジスタと比較した場合、図4で示したよ
うに1/1000程度のリーク電流であり、ほぼ0mA
と見なせる程度の微弱なものとなる。
Here, the operation mode control unit 140
By shutting off the second power supply system 202 or the third power supply system 203 and shifting to the standby 1 mode or the standby 2 mode, these leak currents are interrupted, and the current consumption in the standby state is reduced to 25 mA or almost 0 mA.
Can be reduced. For example, the second power supply system 2
In the standby 1 mode in which the second power supply system 202 is shut off, the current can be reduced to 25 mA. In the standby 2 mode in which the second power supply system 202 and the third power supply system 203 are shut off, the current can be reduced to 0 mA. Note that the leakage current of the transistor having the first threshold voltage is about 1/1000 as shown in FIG. 4 when compared with the transistor having the second threshold voltage, and is almost 0 mA.
It is weak enough to be considered.

【0043】スタンバイモードに移行した場合、電源が
遮断されるので、そこに含まれるレジスタで保持されて
いた値は全て消去されるとともに、回路は不定状態とな
っている。このため、復帰時には、第2の電源系統20
2を遮断していた場合には第2のリセット系統212に
より回路中のレジスタの初期化を行い、また、第3の電
源系統203を遮断していた場合には第3のリセット系
統213により回路中のレジスタの初期化を行う。中央
演算処理装置102に関しては、処理を継続するために
必要な情報を格納した汎用レジスタ110、スタック・
ポインタ111、プログラム・カウンタ112、プロセ
ッサ状態レジスタ113およびステートマシン・レジス
タ群114は第1の電源系統201により導通状態で値
が保持されており、スタンバイモードへの移行前にNO
P(ノー・オペレーション)命令を実行し、パイプライ
ン処理中のデータを全てフラッシュすることにより、第
2のリセット系統212による初期化により継続実行が
可能となる。周辺機能ブロックに接続されている第3の
電源系統203に関しては、スタンバイ移行前の状態を
保存する必要がある場合には、オンチップSRAM12
5に必要なレジスタの値を退避させ、スタンバイからの
復帰後データを復旧する。半導体集積回路装置101内
部でのデータ転送なので高速に退避、復旧の処理は可能
である。
When the mode is shifted to the standby mode, the power supply is cut off, so that all the values held in the registers included therein are erased and the circuit is in an undefined state. Therefore, at the time of return, the second power supply system 20
2 has been shut down, the registers in the circuit are initialized by the second reset system 212, and if the third power supply system 203 has been shut down, the circuit is initialized by the third reset system 213. Initialize the register inside. As for the central processing unit 102, a general-purpose register 110 storing information necessary for continuing the processing, a stack
The values of the pointer 111, the program counter 112, the processor status register 113, and the state machine register group 114 are held in a conductive state by the first power supply system 201, and are set to NO before the transition to the standby mode.
By executing the P (no operation) instruction and flushing all the data being pipelined, the second reset system 212 enables the continuous execution by initialization. Regarding the third power supply system 203 connected to the peripheral function block, if it is necessary to save the state before the transition to the standby mode, the on-chip SRAM 12
5. The value of the register necessary for 5 is saved, and the data is restored after returning from standby. Since the data is transferred within the semiconductor integrated circuit device 101, it is possible to perform high-speed save / restore processing.

【0044】一例として、中央演算処理装置102での
処理が5秒間無いことが確定した場合の流れを説明す
る。まず、タイマー121に5秒後に割込コントローラ
122に割込を発生させるように設定し、NOPを数命
令実行後、動作モード制御部140にスタンバイ2モー
ドへの移行を指定する。すると、動作モード制御部14
0により第2の電源系統202および第3の電源系統2
03が遮断される。5秒後、タイマー121から割込み
要求が発生し、割込コントローラ122より動作モード
制御部140に復帰信号が出され、その復帰信号に従っ
て、動作モード制御部140が、まず第2の電源系統2
02および第3の電源系統203を導通し、その直後、
第2のリセット系統212および第3のリセット系統2
13により該当ブロックの初期化を行う。その後、スタ
ンバイモード移行前の状態からの処理を継続する。
As an example, a flow when it is determined that there is no processing in the central processing unit 102 for 5 seconds will be described. First, the timer 121 is set to cause an interrupt to the interrupt controller 122 after 5 seconds. After executing several NOP instructions, the operation mode control unit 140 is instructed to shift to the standby 2 mode. Then, the operation mode control unit 14
0, the second power supply system 202 and the third power supply system 2
03 is shut off. Five seconds later, an interrupt request is generated from the timer 121, a return signal is output from the interrupt controller 122 to the operation mode control unit 140, and according to the return signal, the operation mode control unit 140
02 and the third power supply system 203, and immediately thereafter,
Second reset system 212 and third reset system 2
13, the corresponding block is initialized. Thereafter, the processing from the state before the transition to the standby mode is continued.

【0045】スタンバイ時間が短い場合やスタンバイ時
間が不明で復帰後直ちに周辺機能ブロックの動作が必要
な場合にはスタンバイ1モードを使用する。
The standby 1 mode is used when the standby time is short or when the standby time is unknown and the operation of the peripheral function block is required immediately after the return.

【0046】以上のように、本実施の形態1によれば、
中央演算処理装置中でプログラム・モデルで定義された
レジスタや内部状態を保持することが必要なレジスタ、
スタンバイ状態中も動作や状態保存が必要な周辺機能ブ
ロックを高い閾値電圧の第1の閾値電圧のトランジスタ
回路で構成し、速度が要求される部分を低い閾値電圧の
第2の閾値電圧のトランジスタ回路で構成するととも
に、これらに接続される電源系統およびリセット系統を
独立させるとともに個別に制御し、中央演算処理装置へ
の処理要求に応じて、クロック停止と電源遮断/導通
(投入)および部分リセットを行うことにより、半導体
集積回路加工技術の微細化が進み、スケーリングにより
電源電圧およびトランジスタの閾値電圧が低電圧化して
きたときでも、通常動作時の高速処理と、スタンバイ時
の低リーク電流とを両立するスタンバイ機能付きプロセ
ッサを提供することができる。
As described above, according to the first embodiment,
Registers that need to hold the internal state and registers defined by the program model in the central processing unit,
Peripheral function blocks that need to operate and save the state even during the standby state are constituted by a high threshold voltage first threshold voltage transistor circuit, and a portion requiring speed is a low threshold voltage second threshold voltage transistor circuit. In addition, the power supply system and the reset system connected thereto are made independent and individually controlled, and the clock stop, the power supply cutoff / conduction (input), and the partial reset are performed according to the processing request to the central processing unit. By doing so, the semiconductor integrated circuit processing technology has been miniaturized, and even when the power supply voltage and the threshold voltage of the transistor have been lowered due to scaling, both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby are compatible. A processor with a standby function can be provided.

【0047】なお、本実施の形態1では、説明の簡単化
のためスタンバイモードを中心にスタンバイ処理のみを
中心に記載しているが、従来から用いられている処理負
荷に応じてクロックを部分的に停止したり、周波数を制
御する方法と併用することが可能であるのは言うまでも
無い。
In the first embodiment, for simplicity of description, only the standby mode is mainly described in the standby mode. However, the clock is partially changed according to the processing load conventionally used. Needless to say, it is possible to stop at the same time or to use it together with the method of controlling the frequency.

【0048】また、中央演算処理装置としては、マイク
ロプロセッサを例として説明しているが、DSPに関し
ても、これを中央演算処理装置と見なして適用すること
は容易であることも言うまでも無い。
Although the microprocessor is described as an example of the central processing unit, it is needless to say that the DSP can be easily applied as a central processing unit.

【0049】(実施の形態2)図1は本実施の形態2に
かかわる半導体集積回路装置の構成図の一例である。実
施の形態1で示したものと同じであるため、説明は省略
する。
(Embodiment 2) FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a semiconductor integrated circuit device according to Embodiment 2 of the present invention. The description is omitted because it is the same as that described in the first embodiment.

【0050】図3は本実施の形態1にかかわる図1で示
した半導体集積回路装置101中の回路の閾値電圧種
類、電源系統、リセット系統およびクロック系統を示す
図の一例である。図3では、オンチップ・バス130
は、図面を見やすくするため省略されている。
FIG. 3 is an example of a diagram showing a threshold voltage type, a power supply system, a reset system, and a clock system of the circuits in the semiconductor integrated circuit device 101 shown in FIG. 1 according to the first embodiment. In FIG. 3, on-chip bus 130
Are omitted for clarity of the drawing.

【0051】半導体集積回路装置101は、第1の閾値
電圧と第2の閾値電圧との2種類の閾値電圧を持つトラ
ンジスタから構成される。汎用レジスタ110、スタッ
ク・ポインタ111、プログラム・カウンタ112、プ
ロセッサ状態レジスタ113およびステートマシン・レ
ジスタ群114を第1のレジスタ群とし、一時データ保
持レジスタ群115を第2のレジスタ群とする。また、
タイマー121、割込コントローラ122およびオンチ
ップSRAM125を第1の周辺機能回路部とし、シリ
アル・インタフェース123、DSP124およびオン
チップSRAM126を第2の周辺機能回路部とする。
この第1のレジスタ群と、第1の周辺機能回路部および
動作モード制御部140は、第1の閾値電圧のトランジ
スタから構成される。一方、第2のレジスタ群、組合せ
回路部116、データパス部104および第2の周辺機
能回路部は、第2の閾値電圧のトランジスタから構成さ
れる。図3でハッチングが施してあるブロックが第1の
閾値電圧のトランジスタで構成されるブロックである。
The semiconductor integrated circuit device 101 is composed of transistors having two kinds of threshold voltages, a first threshold voltage and a second threshold voltage. The general-purpose register 110, the stack pointer 111, the program counter 112, the processor state register 113, and the state machine register group 114 are a first register group, and the temporary data holding register group 115 is a second register group. Also,
The timer 121, the interrupt controller 122, and the on-chip SRAM 125 are a first peripheral function circuit unit, and the serial interface 123, the DSP 124, and the on-chip SRAM 126 are a second peripheral function circuit unit.
The first register group, the first peripheral function circuit unit, and the operation mode control unit 140 are configured by transistors having a first threshold voltage. On the other hand, the second group of registers, the combinational circuit section 116, the data path section 104, and the second peripheral function circuit section are composed of transistors having a second threshold voltage. The hatched blocks in FIG. 3 are blocks including transistors having the first threshold voltage.

【0052】図4はトランジスタの閾値電圧と遅延時間
およびリーク電流との関係の一例を示す図である。本図
は実施の形態1で用いたものと同じであり、詳細な説明
は省略する。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the threshold voltage of the transistor, the delay time, and the leak current. This figure is the same as that used in the first embodiment, and a detailed description is omitted.

【0053】図3において、201は第1の電源系統、
202は第2の電源系統、301はシリアル・インタフ
ェース123用の第3の電源系統、302はDSP12
4用の第3の電源系統、303はオンチップSRAM1
26用の第3の電源系統、211はシリアル・インタフ
ェース123用の第1のリセット系統、212はDSP
124用の第2のリセット系統、311はシリアル・イ
ンタフェース123用の第3のリセット系統、312は
DSP124用の第3のリセット系統、313はオンチ
ップSRAM126用の第3のリセット系統である。第
1の電源系統201および第1のリセット系統211
は、前記の第1の閾値電圧のトランジスタで構成される
ところの汎用レジスタ110、スタック・ポインタ11
1、プログラム・カウンタ112、プロセッサ状態レジ
スタ113、ステートマシン・レジスタ群114、タイ
マー121、割込コントローラ122およびオンチップ
SRAM125に接続されている。第2の電源系統20
2および第2のリセット系統212は、前記の第2の閾
値電圧のトランジスタで構成される回路の中で中央演算
処理装置102に含まれるところのデータパス部10
4、一時データ保持レジスタ群115および組合回路部
116に接続されている。シリアル・インタフェース用
の第3の電源系統301および第3のリセット系統31
1はシリアル・インタフェース123に接続され、DS
P用の第3の電源系統302および第3のリセット系統
312はDSP124に接続され、オンチップSRAM
用の第3の電源系統および第3のリセット系統はオンチ
ップSRAM126に接続されている。
In FIG. 3, reference numeral 201 denotes a first power supply system;
202 is a second power supply system, 301 is a third power supply system for the serial interface 123, and 302 is the DSP 12
4 is a third power supply system, 303 is an on-chip SRAM 1
26, a third reset system for the serial interface 123, and a DSP 211 for the serial interface 123.
Reference numeral 312 denotes a second reset system for the serial interface 123, reference numeral 311 denotes a third reset system for the DSP 124, and reference numeral 313 denotes a third reset system for the on-chip SRAM 126. First power supply system 201 and first reset system 211
Is a general-purpose register 110 comprising a transistor having the first threshold voltage, and a stack pointer 11
1, a program counter 112, a processor status register 113, a state machine register group 114, a timer 121, an interrupt controller 122, and an on-chip SRAM 125. Second power supply system 20
The second and second reset systems 212 are provided in the data path unit 10 included in the central processing unit 102 in the circuit constituted by the transistors having the second threshold voltage.
4. It is connected to the temporary data holding register group 115 and the combination circuit section 116. Third power supply system 301 and third reset system 31 for serial interface
1 is connected to the serial interface 123 and DS
The third power supply system 302 and the third reset system 312 for P are connected to the DSP 124, and the on-chip SRAM
The third power supply system and the third reset system are connected to the on-chip SRAM 126.

【0054】ここで、各構成ブロックへのクロック系統
は省略されているが、第1の電源系統201、第2の電
源系統202および第3の電源系統301,302,3
03の各々個別にクロック系統が接続されている。これ
らの電源系統、リセット系統およびクロック系統は、前
記の動作モード制御部140により、中央演算処理装置
102および割込コントローラ122からの信号に基づ
いて、電源導通(投入)/遮断、クロック供給/停止お
よびリセットの実行等の処理を行う。また、動作モード
制御部140には常に電源が供給されるように半導体集
積回路装置101への電源入力に直接接続されている。
Here, although the clock system to each component block is omitted, the first power system 201, the second power system 202, and the third power systems 301, 302, 3
03 are individually connected to a clock system. The power supply system, the reset system, and the clock system are controlled by the operation mode control unit 140 based on signals from the central processing unit 102 and the interrupt controller 122 to turn on / off the power and supply / stop the clock. And processing such as execution of reset. The operation mode control unit 140 is directly connected to a power input to the semiconductor integrated circuit device 101 so that power is always supplied to the operation mode control unit 140.

【0055】図6(a),(b)は、図1および図3で
示した半導体集積回路装置におけるスタンバイモード毎
の各電源系統への電源導通状態と消費電流の一例を示す
図である。通常動作時には、第1の電源系統201、第
2の電源系統202、シリアル・インタフェース用の第
3の電源系統301、DSP用の第3の電源系統302
およびオンチップSRAM用の第3の電源系統303に
電源が導通される。スタンバイ1モードでは、第1の電
源系統201および第3の電源系統301,302,3
03に電源が導通され、第2の電源系統202が遮断さ
れる。スタンバイ2モードでは、第1の電源系統201
および第3の電源系統301,302に電源が導通さ
れ、第2の電源系統202およびオンチップSRAM用
の第3の電源系統303が遮断される。スタンバイ3モ
ードでは、第1の電源系統201および第3の電源系統
301,303に電源が導通され、第2の電源系統20
2およびDSP用の第3の電源系統302が遮断され
る。スタンバイ4モードでは、第1の電源系統201に
電源が導通され、第2の電源系統202、第3の電源系
統301,302,303が遮断される。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of a power supply conduction state to each power supply system and a current consumption in each standby mode in the semiconductor integrated circuit device shown in FIGS. 1 and 3. FIG. During normal operation, a first power supply system 201, a second power supply system 202, a third power supply system 301 for a serial interface, and a third power supply system 302 for a DSP
In addition, power is supplied to the third power supply system 303 for the on-chip SRAM. In the standby 1 mode, the first power supply system 201 and the third power supply systems 301, 302, 3
03 is turned on, and the second power supply system 202 is cut off. In the standby 2 mode, the first power supply system 201
In addition, power is supplied to the third power supply systems 301 and 302, and the second power supply system 202 and the third power supply system 303 for the on-chip SRAM are cut off. In the standby 3 mode, power is supplied to the first power supply system 201 and the third power supply systems 301 and 303, and the second power supply system 20
2 and the third power supply system 302 for the DSP is shut off. In the standby 4 mode, power is supplied to the first power supply system 201, and the second power supply system 202 and the third power supply systems 301, 302, and 303 are cut off.

【0056】図6(a)の棒グラフは各モード毎の消費
電流を示すものである。通常動作時は400〜500m
Aの消費電流が消費される。スタンバイ状態に移るため
の前提の動作として全てのクロックを停止すると、約1
/10程度の35mA程度になる。これは、回路中の全
回路の動作を止めても、第2の閾値電圧のトランジスタ
で構成されている回路部分、すなわち一時データ保持レ
ジスタ群115、組合回路部116、データパス部10
4、シリアル・インタフェース123、DSP124お
よびオンチップSRAM126において、回路を完全に
静止状態にしてもオフのトランジスタのリーク電流によ
る消費電流が発生するためである。
The bar graph in FIG. 6A shows the current consumption in each mode. 400-500m during normal operation
A consumption current is consumed. When all clocks are stopped as a prerequisite operation for shifting to the standby state, about 1
It is about 35/10 mA, which is about / 10. This is because even if the operation of all the circuits in the circuit is stopped, the circuit portion composed of the transistor having the second threshold voltage, that is, the temporary data holding register group 115, the combination circuit portion 116, the data path portion 10
4. This is because, in the serial interface 123, the DSP 124, and the on-chip SRAM 126, even when the circuit is completely quiescent, a current consumption occurs due to a leak current of an off transistor.

【0057】ここで、動作モード制御部140により、
第2の電源系統202または第3の電源系統301,3
02,303を遮断し、スタンバイ1モード、スタンバ
イ2モード、スタンバイ3モードまたはスタンバイ4モ
ードに移行することによりこれらのリーク電流を遮断
し、スタンバイ状態での消費電流を25mAまたは15
mAまたはほぼ0mAまで削減することができる。例え
ば、第2の電源系統202を遮断するスタンバイ1モー
ドでは25mAに削減することが可能であり、第2の電
源系統202およびオンチップSRAM用の第3の電源
系統303を遮断するスタンバイ2モードでは15mA
に削減することが可能であり、第2の電源系統およびD
SP用の第3の電源系統302を遮断するスタンバイ3
モードでは15mAに削減することが可能であり、第2
の電源系統202および全ての第3の電源系統301,
302,303を遮断するスタンバイ4モードではほぼ
0mAに削減することが可能である。なお、第1の閾値
電圧のトランジスタでのリーク電流については第2の閾
値電圧のトランジスタと比較した場合、図4で示したよ
うに1/1000程度のリーク電流であり、ほぼ0mA
と見なせる程度のリーク電流となる。
Here, the operation mode control unit 140
Second power supply system 202 or third power supply system 301, 3
02, 303, and transition to the standby 1 mode, standby 2 mode, standby 3 mode, or standby 4 mode to interrupt these leak currents, thereby reducing the current consumption in the standby state to 25 mA or 15 mA.
mA or almost 0 mA. For example, in the standby 1 mode in which the second power supply system 202 is cut off, the current can be reduced to 25 mA. In the standby 2 mode in which the second power supply system 202 and the third power supply system 303 for the on-chip SRAM are cut off. 15mA
And the second power supply system and D
Standby 3 for shutting off third power supply system 302 for SP
In the mode, it is possible to reduce to 15 mA.
Power supply system 202 and all third power supply systems 301,
In the standby 4 mode in which 302 and 303 are cut off, it is possible to reduce the current to almost 0 mA. Note that the leakage current of the transistor having the first threshold voltage is about 1/1000 as shown in FIG. 4 when compared with the transistor having the second threshold voltage, and is almost 0 mA.
This is a leak current that can be considered as.

【0058】スタンバイモードに移行した場合、電源が
遮断されるので、そこに含まれるレジスタで保持されて
いた値は全て消去されるとともに、回路は不定状態とな
っている。このため、復帰時には、第2の電源系統20
2を遮断していた場合には第2のリセット系統212に
より回路中のレジスタの初期化を行い、また、第3の電
源系統301,302または303を遮断していた場合
には、各々、第3のリセット系統311,312または
313により回路中のレジスタの初期化を行う。中央演
算処理装置102に関しては、処理を継続するために必
要な情報を格納した汎用レジスタ110、スタック・ポ
インタ111、プログラム・カウンタ112、プロセッ
サ状態レジスタ113およびステートマシン・レジスタ
群114は第1の電源系統201により導通状態で値が
保持されており、スタンバイモードへの移行前にNOP
(ノー・オペレーション)命令を実行し、パイプライン
処理中のデータを全てフラッシュすることにより、第2
のリセット系統212による初期化により継続実行が可
能となる。周辺機能ブロックに接続されている第3の電
源系統301,302または303に関しては、スタン
バイ移行前の状態を保存する必要がある場合には、オン
チップSRAM125に必要なレジスタの値を退避さ
せ、スタンバイからの復帰後データを復旧する。半導体
集積回路装置101内部でのデータ転送なので高速に退
避、復旧の処理は可能である。
When the mode shifts to the standby mode, the power supply is cut off, so that all the values held in the registers included therein are erased and the circuit is in an undefined state. Therefore, at the time of return, the second power supply system 20
2 has been shut down, the registers in the circuit are initialized by the second reset system 212, and if the third power supply system 301, 302 or 303 has been shut off, The reset system 311, 312 or 313 initializes the registers in the circuit. As for the central processing unit 102, the general-purpose register 110 storing information necessary for continuing the processing, the stack pointer 111, the program counter 112, the processor status register 113, and the state machine register group 114 are connected to the first power supply. The value is held in a conductive state by the system 201 and the NOP
(No operation) By executing the instruction and flushing all the data being pipelined, the second
The initialization by the reset system 212 enables continuous execution. Regarding the third power supply system 301, 302 or 303 connected to the peripheral function block, when it is necessary to save the state before the transition to the standby mode, the value of the register required in the on-chip SRAM 125 is saved, and Restore data after returning from. Since the data is transferred within the semiconductor integrated circuit device 101, it is possible to perform high-speed save / restore processing.

【0059】一例として、中央演算処理装置102での
処理が5秒間無いことが確定した場合の流れを説明す
る。まず、タイマー121に5秒後に割込コントローラ
122に割込を発生させるように設定し、NOPを数命
令実行後、動作モード制御部140にスタンバイ4モー
ドへの移行を指定する。すると、動作モード制御部14
0により第2の電源系統202および全ての第3の電源
系統301,302,303が遮断される。5秒後、タ
イマー121から割込み要求が発生し、割込コントロー
ラ122より動作モード制御部140に復帰信号が出さ
れ、その復帰信号に従って、動作モード制御部140
が、まず第2の電源系統202および全ての第3の電源
系統301,302,303を導通し、その直後、第2
のリセット系統212および全ての第3のリセット系統
311,312,313により該当ブロックの初期化を
行う。その後、スタンバイモード移行前の状態からの処
理を継続する。
As an example, a flow when it is determined that there is no processing in the central processing unit 102 for 5 seconds will be described. First, the timer 121 is set to cause an interrupt to the interrupt controller 122 after 5 seconds, and after executing several NOP instructions, the operation mode control unit 140 is instructed to shift to the standby 4 mode. Then, the operation mode control unit 14
0 shuts off the second power supply system 202 and all the third power supply systems 301, 302, 303. Five seconds later, an interrupt request is generated from the timer 121, a return signal is output from the interrupt controller 122 to the operation mode control unit 140, and according to the return signal, the operation mode control unit 140
First, the second power supply system 202 and all the third power supply systems 301, 302, and 303 are turned on, and immediately thereafter, the second power supply system
The corresponding block is initialized by the reset system 212 and all the third reset systems 311, 312 and 313. Thereafter, the processing from the state before the transition to the standby mode is continued.

【0060】スタンバイ1、スタンバイ2およびスタン
バイ3の各モードについては、スタンバイ動作における
周辺機能ブロックに対する条件・状況に応じて使い分け
る。スタンバイ時間が短い場合やスタンバイ時間が不明
でかつ復帰後直ちに周辺機能ブロックの動作が必要な場
合にはスタンバイ1モードを使用する。電流の削減量は
小さいが、中央演算処理装置102の復帰動作後直ちに
全ての周辺機能ブロックが使用可能である。スタンバイ
2モードに関しては、DSP124中のデータやレジス
タ設定値を保存することが困難な場合や、スタンバイ復
帰後直ちにDSP124を用いた処理を行う必要がある
場合に使用する。また、スタンバイ3モードに関して
は、オンチップSRAM126上に作業データや高速に
実行するプログラムコードを書き込んでおり、スタンバ
イ復帰後にこれらの作業データやプログラムコードを用
いた処理を行う必要がある場合に使用する。このよう
に、条件・状況に応じてスタンバイモードを使い分ける
ことにより、消費電流を抑制する上でより効果的なスタ
ンバイを実現することが可能である。
The respective modes of standby 1, standby 2 and standby 3 are properly used according to the conditions and conditions for peripheral function blocks in the standby operation. When the standby time is short or when the standby time is unknown and the operation of the peripheral function block is required immediately after the return, the standby 1 mode is used. Although the amount of current reduction is small, all peripheral function blocks can be used immediately after the return operation of the central processing unit 102. The standby 2 mode is used when it is difficult to save data and register setting values in the DSP 124 or when it is necessary to perform processing using the DSP 124 immediately after returning from the standby mode. In the standby 3 mode, work data and a program code to be executed at high speed are written on the on-chip SRAM 126, and are used when it is necessary to perform processing using the work data and the program code after returning from the standby mode. . As described above, by using the standby mode properly according to the condition and the situation, it is possible to realize a more effective standby in suppressing the current consumption.

【0061】以上のように、実施の形態2によれば、中
央演算処理装置中でプログラム・モデルで定義されたレ
ジスタや内部状態を保持することが必要なレジスタ、ス
タンバイ状態中も動作や状態保存が必要な周辺機能ブロ
ックを高い閾値電圧の第1の閾値電圧のトランジスタ回
路で構成し、速度が要求される部分を低い閾値電圧の第
2の閾値電圧のトランジスタ回路で構成するとともに、
これらに接続されるリセット系統および電源系統を独立
させ、特に周辺機能ブロック毎にも独立させるととも
に、これらを個別に制御し、中央演算処理装置への処理
要求に応じて、クロック停止と電源遮断/導通(投入)
および部分リセットを行うことにより、半導体集積回路
加工技術の微細化が進み、スケーリングにより電源電圧
およびトランジスタの閾値電圧が低電圧化してきたとき
でも、通常動作時の高速処理と、スタンバイ時の低リー
ク電流とを両立するスタンバイ機能付きプロセッサを提
供することができる。
As described above, according to the second embodiment, the registers defined by the program model in the central processing unit and the registers which need to hold the internal state, the operation and the state saving even during the standby state A peripheral function block that needs to be configured by a transistor circuit of a first threshold voltage having a high threshold voltage, and a portion requiring speed is configured by a transistor circuit of a second threshold voltage having a low threshold voltage,
The reset system and the power supply system connected to these are made independent, especially for each peripheral function block, and they are individually controlled. In response to a processing request to the central processing unit, the clock stop and power cutoff / Continuity (closing)
And by performing a partial reset, the miniaturization of semiconductor integrated circuit processing technology has progressed, and even when the power supply voltage and the threshold voltage of the transistor have been lowered due to scaling, high-speed processing during normal operation and low leakage during standby A processor with a standby function compatible with current can be provided.

【0062】なお、本実施の形態2では、説明の簡単化
のためスタンバイモードを中心にスタンバイ処理のみを
中心に記載しているが、従来から用いられている処理負
荷に応じてクロックを部分的に停止したり、周波数を制
御する方法と併用することが可能であるのは言うまでも
無い。
In the second embodiment, for the sake of simplicity, only the standby mode is mainly described in the standby mode, but the clock is partially changed according to the processing load conventionally used. Needless to say, it is possible to stop at the same time or to use it together with the method of controlling the frequency.

【0063】また、中央演算処理装置としては、マイク
ロプロセッサを例として説明しているが、DSPに関し
ても、これを中央演算処理装置と見なして適用すること
は容易であることも言うまでも無い。
Although the microprocessor has been described as an example of the central processing unit, it is needless to say that the DSP can be easily applied as a central processing unit.

【0064】[0064]

【発明の効果】半導体集積回路装置についての本発明に
よれば、プログラムの停止および再開で必要となるレジ
スタや、中央演算処理装置内部のレジスタで状態遷移等
を決定するレジスタを、動作速度は劣るがスタンバイ時
にリーク電流が無視できる値となる第1の閾値電圧のト
ランジスタによる回路で構成し、それ以外の部分を第1
の閾値電圧より低く半導体加工技術の微細化の進展に従
ったスケーリングの低い第2の閾値電圧のトランジスタ
の回路で構成し、独立した電源系統とリセット系統と
を、スタンバイモードに応じて各部分回路へのクロック
供給、電源供給、リセットによる初期化を行うことによ
り、通常動作時の高速処理とスタンバイ時の低リーク電
流とを両立することができる。
According to the present invention with respect to a semiconductor integrated circuit device, the operation speed of registers necessary for stopping and restarting a program and registers for determining state transitions and the like in registers in the central processing unit is inferior. Is constituted by a circuit with a transistor having a first threshold voltage at which a leakage current becomes negligible at the time of standby, and
And a second threshold voltage transistor circuit having a lower scaling voltage and a lower threshold voltage in accordance with the progress of miniaturization of semiconductor processing technology, and an independent power supply system and a reset system are connected to each partial circuit in accordance with the standby mode. By performing clock initialization, power supply, and initialization by resetting, it is possible to achieve both high-speed processing during normal operation and low leakage current during standby.

【0065】特に、周辺機能ブロックに関しても、スタ
ンバイモード時に動作や状態保存が必要な回路部分に関
しては、第1の閾値電圧のトランジスタによる回路で構
成し、高速動作が必要な周辺機能ブロック中の回路部分
に関しては第2の閾値電圧のトランジスタによる回路で
構成し、第1の閾値電圧のトランジスタによる回路で構
成した周辺機能ブロックは中央演算処理装置の第1の閾
値電圧のトランジスタで構成される部分と共通の電源系
統およびリセット系統に接続し、スタンバイ時も通電し
続け、第2の閾値電圧のトランジスタで構成される周辺
機能回路部に関しては独立した電源系統とリセット系統
により、必要とされるスタンバイモードに応じてこれら
を制御することにより、消費電流の抑制においてより有
効なスタンバイ機能を持たせることができる。
In particular, the peripheral function blocks, which need to operate and store the state in the standby mode, are constituted by transistors of the first threshold voltage, and the circuits in the peripheral function blocks which require high-speed operation. The part is constituted by a circuit constituted by a transistor having a second threshold voltage, and the peripheral function block constituted by a circuit constituted by a transistor having a first threshold voltage is constituted by a part constituted by a transistor having a first threshold voltage of the central processing unit. Standby mode which is connected to a common power supply system and reset system, keeps energizing even in standby mode, and requires an independent power supply system and reset system for the peripheral function circuit section composed of the second threshold voltage transistor. By controlling these according to the It is possible to have.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態1および実施の形態2にお
ける半導体集積回路装置の構成の一例を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment and a second embodiment of the present invention;

【図2】本発明の実施の形態1における半導体集積回路
装置の回路の閾値電圧種類、電源系統およびリセット系
統の一例を示すブロック図
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a threshold voltage type, a power supply system, and a reset system of a circuit of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態2における半導体集積回路
装置の回路の閾値電圧種類、電源系統およびリセット系
統の一例を示すブロック図
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a threshold voltage type, a power supply system, and a reset system of a circuit of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態1および実施の形態2にお
けるトランジスタの閾値電圧と遅延時間およびリーク電
流との関係の一例を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of a relationship between a threshold voltage of a transistor, a delay time, and a leak current in the first and second embodiments of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態1における半導体集積回路
装置のスタンバイモード毎の各電源系統への電源導通状
態と消費電流の一例を示す図
FIG. 5 is a diagram showing an example of a power supply conduction state to each power supply system and a current consumption in each standby mode of the semiconductor integrated circuit device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態2における半導体集積回路
装置のスタンバイモード毎の各電源系統への電源導通状
態と消費電流の一例を示す図
FIG. 6 is a diagram showing an example of a state of power supply to each power supply system and a current consumption in each standby mode of the semiconductor integrated circuit device according to the second embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 半導体集積回路装置 102 中央演算処理装置 110 汎用レジスタ(第1のレジスタ群) 111 スタック・ポインタ(第1のレジスタ群) 112 プログラム・カウンタ(第1のレジスタ群) 113 プロセッサ状態レジスタ(第1のレジスタ群) 115 一時データ保持レジスタ群(第2のレジスタ
群) 121 タイマー(第1の周辺機能回路部) 122 割込コントローラ(第1の周辺機能回路部) 123 シリアル・インタフェース(第2の周辺機能回
路部) 124 DSP(デジタル・シグナル・プロセッサ)
(第2の周辺機能回路部) 125 オンチップSRAM(第1の周辺機能回路部) 126 オンチップSRAM(第2の周辺機能回路部) 201 第1の電源系統 202 第2の電源系統 203 第3の電源系統 211 第1のリセット系統 212 第2のリセット系統 213 第3のリセット系統 301 シリアル・インタフェースの電源系統(第2の
周辺機能ブロック毎個別の第3の電源系統) 302 DSPの電源系統(第2の周辺機能ブロック毎
個別の第3の電源系統) 303 オンチップSRAMの電源系統(第2の周辺機
能ブロック毎個別の第3の電源系統) 311 シリアルインタフェースのリセット系統(第2
の周辺機能ブロック毎個別の第3のリセット系統) 312 DSPのリセット系統(第2の周辺機能ブロッ
ク毎個別の第3のリセット系統) 313 オンチップSRAMのリセット系統(第2の周
辺機能ブロック毎個別の第3のリセット系統)
Reference Signs List 101 semiconductor integrated circuit device 102 central processing unit 110 general-purpose register (first register group) 111 stack pointer (first register group) 112 program counter (first register group) 113 processor status register (first) Register group) 115 Temporary data holding register group (second register group) 121 Timer (first peripheral function circuit section) 122 Interrupt controller (first peripheral function circuit section) 123 Serial interface (second peripheral function) Circuit) 124 DSP (Digital Signal Processor)
(Second peripheral function circuit section) 125 On-chip SRAM (first peripheral function circuit section) 126 On-chip SRAM (second peripheral function circuit section) 201 First power supply system 202 Second power supply system 203 Third Power system 211 first reset system 212 second reset system 213 third reset system 301 power system for serial interface (third power system for each second peripheral function block) 302 power system for DSP Third power supply system for each second peripheral function block 303 Power supply system for on-chip SRAM (third power supply system for each second peripheral function block) 311 Reset system for serial interface (second system)
312 A reset system of the DSP (individual third reset system of each second peripheral function block) 313 A reset system of the on-chip SRAM (individual third reset system of each second peripheral function block) 3rd reset system)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中央演算処理装置におけるプログラムモ
デルで定義されているレジスタを含む第1のレジスタ群
を構成する回路を第1の閾値電圧のトランジスタで構成
し、 前記第1のレジスタ群に含まれない第2のレジスタ群を
構成する回路を前記第1の閾値電圧より低い第2の閾値
電圧のトランジスタで構成し、 前記第1のレジスタ群を構成する回路に対して第1の電
源系統と第1のリセット系統とを設け、 前記第2のレジスタ群を構成する回路に対して第2の電
源系統と第2のリセット系統とを設け、 前記第1の電源系統と第2の電源系統とを独立に投入お
よび遮断可能にするとともに、前記第1のリセット系統
と第2のリセット系統とを独立に動作可能にしたスタン
バイ機能を備えていることを特徴とする半導体集積回路
装置。
1. A circuit forming a first register group including a register defined by a program model in a central processing unit is configured by a transistor having a first threshold voltage, and is included in the first register group. A circuit forming a second register group is formed by a transistor having a second threshold voltage lower than the first threshold voltage, and a first power supply system and a second power supply system are connected to the circuit forming the first register group. 1 reset system, a second power supply system and a second reset system are provided for a circuit constituting the second register group, and the first power supply system and the second power supply system are connected to each other. A semiconductor integrated circuit device having a standby function that can be turned on and off independently and that the first reset system and the second reset system can operate independently.
【請求項2】 前記複数の周辺機能ブロックを構成する
回路は、前記第1の閾値電圧のトランジスタで構成され
る第1の周辺機能回路部と、前記第2の閾値電圧のトラ
ンジスタで構成される第2の周辺機能回路とから成り、 さらに、第3の電源系統と第3のリセット系統とを備
え、 前記第1の周辺機能回路部は前記第1の電源系統と第1
のリセット系統とに接続され、前記第2の周辺機能回路
部は前記第3の電源系統と第3のリセット系統とに接続
され、 前記第1の電源系統と第2の電源系統と第3の電源系統
とを独立に投入および遮断可能とするとともに、前記第
1のリセット系統と第2のリセット系統と第3のリセッ
ト系統とを独立に動作可能としたスタンバイ機能を備え
ていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回
路装置。
2. A circuit configuring the plurality of peripheral function blocks includes a first peripheral function circuit unit including the transistor having the first threshold voltage, and a transistor having the second threshold voltage. A second peripheral function circuit, further comprising a third power supply system and a third reset system, wherein the first peripheral function circuit section includes the first power supply system and the first power supply system.
, The second peripheral function circuit section is connected to the third power supply system and the third reset system, and the first power supply system, the second power supply system, and the third A power supply system that can be turned on and off independently, and a standby function that enables the first reset system, the second reset system, and the third reset system to operate independently. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1.
【請求項3】 前記第3の電源系統と第3のリセット系
統は、前記第2の周辺機能ブロック毎に独立した複数の
電源系統とリセット系統であり、 前記第1の電源系統と第2の電源系統とを、および前記
第2の周辺機能ブロック毎個別の状態で前記第3の電源
系統とを独立に投入および遮断可能とするとともに、前
記第1のリセット系統と第2のリセット系統とを、およ
び前記第2の周辺機能ブロック毎個別の状態で前記第3
のリセット系統とを独立に動作可能としたスタンバイ機
能を備えていることを特徴とする請求項2に記載の半導
体集積回路装置。
3. The third power supply system and the third reset system are a plurality of power supply systems and a reset system which are independent for each of the second peripheral function blocks, and wherein the first power supply system and the second A power supply system and the third power supply system can be independently turned on and off in an individual state for each of the second peripheral function blocks, and the first reset system and the second reset system are connected to each other. , And the third peripheral function block in an individual state.
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, further comprising a standby function enabling the reset system to operate independently.
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