JP5077069B2 - Circuit system and power supply voltage control method for circuit system - Google Patents
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Description
本発明は、入力電源の電圧を降圧して出力電源の電圧を制御するシリーズレギュレータにより電源が供給されて動作する複数の論理回路ブロックを備えてなる回路システム及び回路システムの電源電圧制御方法に関する。 The present invention relates to a circuit system including a plurality of logic circuit blocks that operate by being supplied with power by a series regulator that steps down the voltage of an input power supply and controls the voltage of an output power supply, and a power supply voltage control method for the circuit system.
入力電源を降圧して出力電源の電圧を制御するシリーズレギュレータにおいては、入力電源電圧と出力電源電圧との差が小さくなるほど効率が良くなる。例えば特許文献1には、シリーズレギュレータの入力電源電圧を、レギュレータの制御ICの動作電源電圧よりも低くなるように設定した構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1の構成では、シリーズレギュレータの入力電源として、例えばバッテリのように出力電圧が変更できないものを使用せざるを得ない場合は、スイッチング電源のような降圧手段を別途用意する必要があり、その分のコストアップが避けられないという問題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリーズレギュレータの入力電圧を変更できない場合でも、出力電圧との差を縮めて効率を向上できる回路システム,及び回路システムの電源電圧制御方法を提供することにある。
However, in the configuration of
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a circuit system capable of reducing the difference from the output voltage and improving the efficiency even when the input voltage of the series regulator cannot be changed, and the power supply voltage of the circuit system. It is to provide a control method.
請求項1記載の回路システムによれば、シリーズレギュレータの出力端子とグランドとの間に複数の論理回路ブロックを直列に接続し、これらの論理回路ブロックに自身の消費電力を調整する消費電力調整部を配置しておく。そして、電位監視手段が、最上段に配置されるもの以外の論理回路ブロックについて電源端子電位を監視すると、制御手段は、その監視結果に応じて、各論理回路ブロックの消費電力調整部にそれぞれ消費電力調整指令を与える。
即ち、各論理回路ブロックの消費電力を調整することで、各ブロックの電源端子電位(動作電圧)が適切な値となるように調整できる。そして、各論理回路ブロックの動作電圧の総和がシリーズレギュレータの出力電圧となるので、論理回路ブロックの直列接続数を適宜設定すれば、レギュレータの入力電圧を調整することが困難な場合でも出力電圧との電位差を縮小して損失を低減し、効率を向上させることができる。
また、制御手段は、複数の論理回路ブロックのうち、最上段に配置されるものについては、その直下の論理回路ブロックの電源端子電位が基準値を超える場合に消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が前記基準値以下である場合は消費電力を減少させるように電力調整指令を与える。
そして、最上段に配置されるもの以外については、当該論理回路ブロックの電源端子電位が基準値以下である場合には消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が基準値よりも高い場合は消費電力を減少させるように電力調整指令を与える。したがって、多段直列接続されている複数の論理回路ブロックの電源端子電位を、それぞれの接続位置に応じて適切に調整できる。
According to the circuit system of
That is, by adjusting the power consumption of each logic circuit block, the power supply terminal potential (operating voltage) of each block can be adjusted to an appropriate value. The total operating voltage of each logic circuit block is the output voltage of the series regulator. Therefore, if the number of logic circuit blocks connected in series is set appropriately, the output voltage can be adjusted even when it is difficult to adjust the input voltage of the regulator. The potential difference can be reduced to reduce the loss and improve the efficiency.
In addition, the control means adjusts the power of a plurality of logic circuit blocks arranged at the uppermost stage so as to increase the power consumption when the power supply terminal potential of the logic circuit block immediately below the reference value exceeds the reference value. A command is given, and if the potential is less than or equal to the reference value, a power adjustment command is given to reduce power consumption.
For those other than those arranged at the uppermost stage, when the power supply terminal potential of the logic circuit block is equal to or lower than the reference value, a power adjustment command is given to increase the power consumption, and the potential is lower than the reference value. If it is high, a power adjustment command is given to reduce the power consumption. Therefore, the power supply terminal potentials of a plurality of logic circuit blocks connected in series in multiple stages can be adjusted appropriately according to their connection positions.
請求項2記載の回路システムによれば、電位監視手段は、選択手段により選択された監視対象電位をA/D変換回路によりA/D変換するので、複数の論理回路ブロックの電源端子電位を、1つのA/D変換回路によってデータ化することができる。
According to the circuit system of
請求項3記載の回路システムによれば、A/D変換回路によりA/D変換された電位データをデータ保持手段が保持するので、論理回路ブロックの数が多い場合でも、制御手段は、保持された各電位データを並行して評価することができる。 According to the circuit system of the third aspect, since the data holding means holds the potential data A / D converted by the A / D conversion circuit, the control means is held even when the number of logic circuit blocks is large. Each potential data can be evaluated in parallel.
請求項4記載の回路システムによれば、消費電力調整部は、制御手段により与えられる制御指令に応じて周波数設定手段の設定値を変更し、クロック発振回路により発振出力される動作クロックの周波数を設定するので、動作クロックの周波数を増減させることで、論理回路ブロックの消費電力を調整できる。 According to the circuit system of the fourth aspect , the power consumption adjusting unit changes the set value of the frequency setting means in accordance with the control command given by the control means, and sets the frequency of the operation clock oscillated and output by the clock oscillation circuit. Therefore, the power consumption of the logic circuit block can be adjusted by increasing or decreasing the frequency of the operation clock.
請求項5記載の回路システムによれば、消費電力調整部は、制御手段により与えられる制御指令に応じて動作数決定手段の設定値を変更し、複数のダミー回路部を動作させる数を決定するので、ロジック動作するダミー回路部の数を増減させて論理回路ブロックの消費電力を調整できる。 According to the circuit system of the fifth aspect , the power consumption adjusting unit changes the set value of the operation number determining unit in accordance with a control command given by the control unit, and determines the number for operating the plurality of dummy circuit units. Therefore, the power consumption of the logic circuit block can be adjusted by increasing / decreasing the number of dummy circuit portions that perform logic operation.
請求項6記載の回路システムによれば、ダミー回路部は、クロックゲート回路を介して、奇数個の論理反転ゲートを含んでループ状に構成されるクロック2分周回路に動作クロックを供給することで、その動作クロックに同期して論理レベルを順次反転させるようにロジック動作させ、電力を消費させることができる。
According to the circuit system of
(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図5を参照して説明する。図1は、回路システムの全体構成を示すものである。シリーズ電源(シリーズレギュレータ)1は、例えば電圧が12V程度のバッテリ電源VBを降圧した電源を生成出力するもので、その電源出力端子とグランドとの間には、3つの回路ブロック(論理回路ブロック)2A,2B,2Cが直列に接続されている。これらの回路ブロック2A,2B,2Cの適正動作電圧は、例えば3.3V程度に設定されており、この場合、シリーズ電源1の出力電圧は、3.3V×3=9.9Vとなるように設定する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall configuration of the circuit system. The series power supply (series regulator) 1 generates and outputs a power supply obtained by stepping down a battery power supply VB having a voltage of about 12 V, for example, and three circuit blocks (logic circuit blocks) are provided between the power supply output terminal and the ground. 2A, 2B, 2C are connected in series. The proper operating voltage of these circuit blocks 2A, 2B, and 2C is set to, for example, about 3.3V. In this case, the output voltage of the
回路ブロック2は、論理回路部3と、消費電力調整部4とで構成されている。論理回路部3は、回路ブロック2に要求される本来の機能を論理回路により実現するように構成されている部分であり、消費電力調整部4は、上記の機能に関与せず、回路ブロック2の消費電力を調整するために構成されている部分である。
回路ブロック2B,2Cの電源端子は、センサ部(電位監視手段)5に接続されており、センサ部5は、回路ブロック2B,2Cの電源端子電位(X),(Y)をA/D変換したデータを制御部(制御手段)6に出力するようになっている。制御部6は、与えられる電源端子電位(X),(Y)のデータに応じて、各回路ブロック2A,2B,2Cの消費電力調整部4A,4B,4Cに消費電力指示(電力調整指令)を出力するようになっている。
The
The power supply terminals of the circuit blocks 2B and 2C are connected to the sensor unit (potential monitoring means) 5, and the
図2は、センサ部5の内部構成を示す。センサ部5は、セレクタ(選択手段)7,A/D変換部(A/D変換回路)8,電位データ保持回路(データ保持手段)9X,9Yで構成されている。セレクタ7は、A/D変換対象とするアナログ電圧を電源端子電位(X),(Y)の何れにするか選択し、A/D変換部8は、セレクタ7により選択された電圧をA/D変換したデータを電位データ保持回路9X,9Yに出力する。電位データ保持回路9はデータラッチで構成され、保持回路9により保持されたデータが制御部6に出力される。尚、セレクタ7における入力選択,A/D変換部8のA/D変換制御,電位データ保持回路9X,9Yのラッチ制御は、何れも制御部6によって行われる。
FIG. 2 shows the internal configuration of the
図3(a)は、回路ブロック2を構成する消費電力調整部4の構成を機能ブロックで示すものである。消費電力調整部4は、クロック生成回路(クロック発振回路)11,周波数保持回路(周波数設定手段)12,周波数更新回路(周波数設定手段)13で構成されている。クロック生成回路11は、周波数保持回路12を介して与えられる周波数指令に応じて、生成出力するクロック信号の発振周波数が変更可能に構成されており、そのクロック信号は、論理回路部3に供給されるシステムクロックとなる。周波数保持回路12の出力データは周波数更新回路13に与えられており、周波数更新回路13は、制御部6より与えられる消費電力指示に応じて、周波数保持回路12に出力するデータ値をdfだけ増減させるようになっている。
FIG. 3A shows the configuration of the power
図3(b)は、消費電力調整部4の構成例をより具体的に示すものである。クロック生成回路11は、PLL(Phase Locked Loop)回路11Aとして構成されており、図示しない発振回路より与えられる基準クロック信号の周波数を、周波数保持回路12に対応する逓倍数保持回路12Aより与えられる逓倍データに応じて逓倍するように発振動作を行う。尚、PLL回路11Aは、アナログ方式,デジタル方式の何れであっても良い。
FIG. 3B shows a configuration example of the power
周波数更新回路13は、逓倍数更新回路13Aとして、加算器14,減算器15,セレクタ16で構成されている。加算器14,減算器15は、逓倍数保持回路12Aの出力データをそれぞれ+1,−1してセレクタ16に出力し、セレクタ16は、消費電力指示に応じて加算器14,減算器15より出力されるデータの何れか一方を選択し、逓倍数保持回路12Aに出力する。
The
図4(a)は、制御部6の内部機能を示すブロック図である。制御部6は、比較部16X,16Yと、指示信号生成部17とで構成されている。比較部16X,16Yは、センサ部5によってA/D変換された電源端子電位(X),(Y)のデータを、基準値X,Yのデータと比較するマグニチュードコンパレータであり、それぞれ[電位(X)>基準値X],[電位(Y)>基準値Y]の場合に、データ「1」を指示信号生成部17に出力する。基準値Yは、回路ブロック2Cの動作電圧である3.3Vに設定し、基準値Xはその2倍の6.6Vに設定する。
そして、指示信号生成部17は、比較部16X,16Yの出力結果に応じて、図中に示すロジックに基づき、各回路ブロック2A〜2Cの消費電力調整部4A〜4Cに、消費電力指示A〜Cを出力する。
FIG. 4A is a block diagram showing the internal functions of the
Then, the instruction
図4(b)は、指示信号生成部17の制御ロジックを、論理ゲートで示したものである。すなわち、回路ブロック2A〜2Cのうち、最上段に位置する回路ブロック2Aについては、比較部16Xの出力結果をそのまま指令として出力すれば良く、中段に位置する回路ブロック2Bについては、比較部16Xの出力結果をNOTゲート18により反転して出力する。そして、最下段に位置する回路ブロック2Cについては、比較部16Yの出力結果をNOTゲート19により反転して出力すれば良い。
FIG. 4B shows the control logic of the
次に、本実施例の作用について図5も参照して説明する。図5は、制御部6を中心とする回路による一連の処理の流れを示すフローチャートである。制御部6は、センサ部5に各制御信号を与えることで、回路ブロック2B,2Cの電源端子電位(X),(Y)をそれぞれA/D変換させて、そのデータを保持回路9X,9Yに保持させる(ステップS1)。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a flow of a series of processing by a circuit centering on the
それから、電位(X)を基準値Xと比較し(ステップS3)、[電位(X)>基準値X]であれば(YES)、回路ブロック2Aの消費電力を増加させると共に、回路ブロック2Bの消費電力を減少させるように指示を与える(ステップS4,S5)。一方、[電位(X)≦基準値X]であれば(NO)その逆となり、回路ブロック2Aの消費電力を減少させると共に、回路ブロック2Bの消費電力を増加させるように指示を与える(ステップS6,S7)。 Then, the potential (X) is compared with the reference value X (step S3). If [potential (X)> reference value X] (YES), the power consumption of the circuit block 2A is increased and the circuit block 2B An instruction is given to reduce power consumption (steps S4 and S5). On the other hand, if [potential (X) ≦ reference value X] (NO), the reverse is true, and an instruction is given to decrease the power consumption of the circuit block 2A and increase the power consumption of the circuit block 2B (step S6). , S7).
続いて、制御部6は、電位(Y)を基準値Yと比較し(ステップS8)、[電位(Y)>基準値Y]であれば(YES)、回路ブロック2Cの消費電力を減少させるように指示を与え(ステップS9)、[電位(Y)≦基準値Y]であれば(NO)、回路ブロック2Cの消費電力を増加させるように指示を与える(ステップS10)。これらの指示は、図4に示すものに一致する。
各回路ブロック2A〜2Cに対して消費電力増加指令が与えられると、消費電力調整部4により出力されるクロック信号の周波数が上昇するため、論理回路部3における消費電力が増加し、消費電力減少指令が与えられれば、消費電力調整部4により出力されるクロック信号の周波数が低下して、論理回路部3における消費電力が減少するようになる。
Subsequently, the
When a power consumption increase command is given to each of the circuit blocks 2A to 2C, the frequency of the clock signal output from the power
制御部6が上記のようにして各回路ブロック2A〜2Cの消費電力を調整することで、回路ブロック2B,2Cの電源端子電位がそれぞれ3.3V,6.6V付近となるように維持すれば、それらの電源端子−(各回路の)GND端子間電圧は略3.3Vとなるので、回路ブロック2Aの電源端子−GND端子間電圧も3.3V付近となり、シリーズ電源1の出力電圧を略3等分した状態になる。
If the
以上のように本実施例によれば、シリーズ電源1の出力端子とグランドとの間に複数の回路ブロック2A〜2Cを直列に接続し、これらの回路ブロック2に自身の消費電力を調整する消費電力調整部4を配置しておく。そして、センサ部5を介して、最上段に配置される回路ブロック2Aを除く、回路ブロック2B,2Cについて電源端子電位(X),(Y)を監視すると、制御部6は、その監視結果に応じて各回路ブロック2A〜2Cの消費電力調整部4A〜4Cにそれぞれ消費電力調整指令A〜Cを与えるようにした。
As described above, according to this embodiment, a plurality of circuit blocks 2A to 2C are connected in series between the output terminal of the
即ち、各回路ブロック2A〜2Cの消費電力を調整すれば、各回路ブロック2の電源−GND端子間電圧(動作電圧)が適切な値となるよう調整でき、各回路ブロック2の動作電位の総和がシリーズ電源1の出力電圧となる。したがって、回路ブロック2の直列接続数を適宜設定すれば、シリーズ電源1の入力電源がバッテリなどであり入力電圧を調整することが困難な場合でも、出力電圧との電位差を縮小して損失を低減し、効率を向上させることができる。
That is, if the power consumption of each circuit block 2A to 2C is adjusted, the voltage between the power supply and the GND terminal (operating voltage) of each
そして、センサ部5は、セレクタ7により選択された監視対象電位をA/D変換部8によりA/D変換するので、複数の回路ブロック2B,2Cの電源端子電位(X),(Y)を、1つのA/D変換部8によってデータ化できる。また、A/D変換部8によりA/D変換された電位(X),(Y)のデータを、データ保持回路9X,9Yによって保持するので、回路ブロック2の数が多い場合でも、制御部6は、保持された電位データを並行して評価することができる。
Since the
更に、制御部6は、最上段に配置される回路ブロック2Aについては、その直下の回路ブロック2Bの電位(X)が基準値Xを超える場合は消費電力を増加させるように電力調整指令Aを与え、電位(X)が基準値X以下である場合は消費電力を減少させるように電力調整指令Aを与える。また、それ以外の回路ブロック2B,2Cについては、電位(X),(Y)が対応する基準値X,Y以下である場合は消費電力を増加させるように、電位(X),(Y)が対応する基準値X,Yよりも高い場合は消費電力を減少させるように電力調整指令B,Cを与える。したがって、多段直列接続されている複数の回路ブロック2A〜2Cの電源−GND端子間電圧を、それぞれの接続位置に応じて適切に調整できる。
Further, for the circuit block 2A arranged at the uppermost stage, the
加えて、消費電力調整部4は、制御部6により与えられる消費電力指令に応じて周波数設定回路12の設定値を変更し、クロック生成回路12により発振出力される動作クロックの周波数を設定するので、論理回路部3の動作クロック周波数を増減させることで、回路ブロック2の消費電力を調整できる。
In addition, the power
(第2実施例)
図6及び図7は本発明の第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第2実施例のA/D変換回路21は、第1実施例の消費電力調整部4を、消費電力調整部22に置き換えたものである。
消費電力調整部22は、論理回路部3とは別に、回路ブロック2の本来の機能に関与することなく電力を消費するための電力消費回路23を備えている。電力消費回路23は、ダミー回路(クロック2分周回路)24及びクロックゲート回路25からなるダミーブロック(ダミー回路部)26を複数備えたものである。クロックゲート回路25は、クロック生成回路27が出力するクロック信号を、ダミー回路24に供給又は阻止する回路である。尚、クロック生成回路27は、論理回路部3にもクロック信号を供給する。
(Second embodiment)
6 and 7 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Hereinafter, different parts will be described. The A /
In addition to the
各ダミーブロック26のクロックゲート回路25に対しては、動作数決定回路(動作数決定手段)28によってクロック供給許可信号が与えられる。動作数決定回路28は、ダミーブロック数保持回路29,ブロック数更新回路30,デコード回路31で構成され、デコード回路31は、ダミーブロック数保持回路29より与えられるダミーブロック26の動作数データをデコードして、各ダミーブロック26のクロックゲート回路25にクロック供給許可信号を個別に出力する。ブロック数更新回路30は、制御部6より与えられる消費電力指示に応じて、ダミーブロック数保持回路29に設定保持させるダミーブロック26の動作数データを増減(±1)させる。
A clock supply permission signal is given to the
図7は、図6に示す構成をより具体的に示すものである。ダミー回路24は、Dフリップフロップ(F/F)32と、奇数個,例えば9個のNOTゲート33とをループ状に接続してクロック2分周回路を構成している。フリップフロップ32は、初段に配置され、最終段である9個目のNOTゲート33の出力端子が、フリップフロップ32のD入力端子に接続されている。そして、フリップフロップ32のクロック端子には、例えばANDゲートで構成されるクロックゲート回路25を介してクロック信号が供給される。そして、1つのダミー回路24には、フリップフロップ32と9個のNOTゲート33との組みが2組配置されている。
FIG. 7 shows the configuration shown in FIG. 6 more specifically. The
クロック生成回路27としては、第1実施例のクロック生成回路11と同様にPLL回路27Aが使用されるが、この場合、逓倍数データは例えば固定値が与えられる。
ダミーブロック数更新回路30は、第1実施例の逓倍数更新回路13Aと同様に、加算器34,減算器35,セレクタ36で構成されている。加算器34,減算器35は、ダミーブロック数保持回路29の出力データをそれぞれ+1,−1してセレクタ36に出力し、セレクタ36は、消費電力指示に応じて加算器34,減算器35の何れか一方を選択すると、ダミーブロック数保持回路29に出力する。
As the
The dummy block
次に、第2実施例の作用について説明する。ダミー回路24は、クロックゲート回路25を介してクロック信号が供給されると、フリップフロップ32がそのクロック信号の立ち上がりに同期して動作し、9個のNOTゲート33は、フリップフロップ32のQ出力端子の信号レベルを順次反転させる。
NOTゲート33の接続段数が奇数であるから、フリップフロップ32のQ出力端子のレベルに応じて、D入力端子に定まるレベルはQ出力端子の反転となる。したがって、ダミー回路24では、クロック信号の立ち上がりに同期して(クロック信号周期の2倍周期で)、フリップフロップ32のQ出力端子レベルが順次反転することになり、それに伴い、各NOTゲート33の入出力レベルも交互に反転するようにロジック動作する。
Next, the operation of the second embodiment will be described. In the
Since the number of connection stages of the
そして、動作数決定回路28は、制御部6の消費電力指令に応じて、ダミーブロック26の動作数を増減させて保持回路29に与えると、デコード回路31が、保持回路29の設定データに応じて、各ダミーブロック26のクロックゲート回路25に供給許可信号(ハイレベル)を出力する。すなわち、ダミーブロック26の動作数が増加すれば回路ブロック2の消費電力が増加し、動作数が減少すれば消費電力も減少する。
Then, when the operation
以上のように第2実施例によれば、消費電力調整部22を、制御部6により与えられる消費電力指令に応じて動作数決定回路28における設定値を変更し、複数のダミーブロック26を動作させる数を決定する構成とするので、ロジック動作するダミーブロック26の数を増減させて回路ブロック2の消費電力を調整できる。
そして、ダミーブロック26は、クロックゲート回路25を介して、奇数個のNOTゲート32を含んでループ状に構成されるダミー回路24にクロック信号を供給することで、そのクロック信号に同期してダミー回路24をロジック動作させ、信号レベルを順次反転させるように循環させて電力を消費させることができる。
As described above, according to the second embodiment, the power
The
(第3実施例)
図8は本発明の第3実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部分について説明する。第1実施例は、回路ブロック2の直列接続数が「3」の場合を示したが、第3実施例は、その直列接続数を「4」以上も含む「n」の場合に拡張した適用例を示す。すなわち、シリーズ電源1Nの電源出力端子とグランドとの間には、n個の回路ブロック2(1,2,…n−1,n)が接続されている(但し、グランド側が「1」)。そして、センサ部5Nは、回路ブロック2(1),2(2),…2(n−1)の電位V1,V2,…V(n−1)を順次切り換えてA/D変換し、制御部6Nは、それらの電位V1,V2,…V(n−1)を、対応する基準値と比較した結果に基づいて、各回路ブロック2の消費電力調整部4(図示せず)に消費電力指示1〜nを与える。
(Third embodiment)
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention, and different portions from the first embodiment will be described. Although the first embodiment shows the case where the number of series connections of the
この場合、制御部6Nが、最上段に位置する回路ブロック2(n)以外に対して出力する消費電力指示i(i=1〜n−1)は、以下のように決定される。
電位(Vi)≦基準値Vi → 消費電力指示iをプラス(増加)
電位(Vi)>基準値Vi → 消費電力指示iをマイナス(減少)
また、制御部6Nが、最上段に位置する回路ブロック2(n)に対して出力する消費電力指示nは、以下のように決定される。
電位(Vn−1)>基準値Vn−1 → 消費電力指示nをプラス(増加)
電位(Vn−1)≦基準値Vn−1 → 消費電力指示nをマイナス(減少)
以上のように設定することで、直列接続段数nが「2」の場合や「4」以上の場合でも、本発明を同様に適用することができる。
In this case, the power consumption instruction i (i = 1 to n−1) that the
Potential (Vi) ≦ reference value Vi → plus (increase) power consumption instruction i
Potential (Vi)> reference value Vi → minus (decrease) power consumption instruction i
Further, the power consumption instruction n output from the
Potential (Vn−1)> reference value Vn−1 → plus (increase) power consumption instruction n
Potential (Vn−1) ≦ reference value Vn−1 → minus (decrease) power consumption instruction n
By setting as described above, the present invention can be similarly applied even when the number n of series connection stages is “2” or “4” or more.
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
シリーズレギュレータの入力電圧並びに出力電圧、各回路ブロックの適正動作電圧は一例であり、適宜変更して実施例すれば良い。
電位監視手段は、アナログのコンパレータで構成しても良い。
第2実施例において、1つのダミー回路内に配置されるクロック2分周回路の数は、1つでも、3つ以上であっても良い。
シリーズレギュレータの入力電源は、バッテリに限ることはない。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The input voltage and output voltage of the series regulator, and the proper operating voltage of each circuit block are merely examples, and may be modified as appropriate.
The potential monitoring means may be composed of an analog comparator.
In the second embodiment, the number of clock divide-by-2 circuits arranged in one dummy circuit may be one or three or more.
The input power of the series regulator is not limited to the battery.
図面中、1はシリーズ電源(シリーズレギュレータ)、2は回路ブロック(論理回路ブロック)、3は論理回路部、4は消費電力調整部、5はセンサ部(電位監視手段)、6は制御部(制御手段)、7はセレクタ(選択手段)、8はA/D変換部(A/D変換回路)、9は電位データ保持回路(データ保持手段)、11はクロック生成回路(クロック発振回路)、12は周波数保持回路(周波数設定手段)、13は周波数更新回路(周波数設定手段)、22は消費電力調整部、24はダミー回路(クロック2分周回路)、25はクロックゲート回路、26はダミーブロック(ダミー回路部)、28は動作数決定回路(動作数決定手段)を示す。
In the drawings, 1 is a series power supply (series regulator), 2 is a circuit block (logic circuit block), 3 is a logic circuit section, 4 is a power consumption adjustment section, 5 is a sensor section (potential monitoring means), and 6 is a control section ( Control means), 7 a selector (selection means), 8 an A / D converter (A / D conversion circuit), 9 a potential data holding circuit (data holding means), 11 a clock generation circuit (clock oscillation circuit), 12 is a frequency holding circuit (frequency setting means), 13 is a frequency updating circuit (frequency setting means), 22 is a power consumption adjusting unit, 24 is a dummy circuit (
Claims (7)
これら複数の論理回路ブロックにそれぞれ配置され、各ブロックの消費電力を調整する消費電力調整部と、
前記複数の論理回路ブロックのうち、最上段に配置されるもの以外について、電源端子の電位を監視する電位監視手段と、
この電位監視手段による各電位の監視結果に応じて、前記複数の論理回路ブロックの消費電力調整部にそれぞれ電力調整指令を与える制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記複数の論理回路ブロックのうち、
最上段に配置されるものについては、その直下の論理回路ブロックの電源端子電位が基準値を超える場合には消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が前記基準値以下である場合には消費電力を減少させるように電力調整指令を与え、
前記最上段に配置されるもの以外については、当該論理回路ブロックの電源端子電位が基準値以下である場合には消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が基準値よりも高い場合は消費電力を減少させるように電力調整指令を与えることを特徴とする回路システム。 A plurality of logic circuit blocks connected in series between the output terminal of the series regulator that controls the output voltage by stepping down the input voltage and the ground;
A power consumption adjustment unit that is arranged in each of the plurality of logic circuit blocks and adjusts the power consumption of each block;
Of the plurality of logic circuit blocks other than those arranged at the uppermost stage, potential monitoring means for monitoring the potential of the power supply terminal; and
In accordance with the monitoring result of each potential by the potential monitoring means, a control means for giving a power adjustment command to each of the power consumption adjusting units of the plurality of logic circuit blocks ,
The control means includes the plurality of logic circuit blocks.
For those arranged at the uppermost stage, when the power supply terminal potential of the logic circuit block immediately below it exceeds the reference value, a power adjustment command is given to increase the power consumption, and the potential is equal to or lower than the reference value. In some cases, give a power adjustment command to reduce power consumption,
For those other than those arranged at the uppermost stage, when the power supply terminal potential of the logic circuit block is equal to or lower than a reference value, a power adjustment command is given to increase power consumption, and the potential is higher than the reference value. A circuit system characterized by giving a power adjustment command so as to reduce power consumption .
監視対象電位を選択する選択手段と、
この選択手段により選択された電位をA/D変換するA/D変換回路とを備えることを特徴とする請求項1記載の回路システム。 The potential monitoring means includes
A selection means for selecting a monitoring target potential;
2. The circuit system according to claim 1, further comprising an A / D conversion circuit for A / D converting the potential selected by the selection means.
対応する論理回路ブロックの動作クロックを、設定された周波数で発振出力するクロック発振回路と、
このクロック発振回路により発振出力される動作クロックの周波数を設定する周波数設定手段とを備え、前記制御手段により与えられる制御指令に応じて、前記周波数設定手段の設定値を変更するように構成されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の回路システム。 The power consumption adjustment unit is
A clock oscillation circuit that oscillates and outputs the operation clock of the corresponding logic circuit block at a set frequency; and
Frequency setting means for setting the frequency of an operation clock oscillated and output by the clock oscillation circuit, and configured to change the set value of the frequency setting means in accordance with a control command given by the control means The circuit system according to any one of claims 1 to 3, wherein
対応する論理回路ブロックの動作クロックに同期してロジック動作する複数のダミー回路部と、
これら複数のダミー回路部を動作させる数を決定する動作数決定手段とを備え、前記制御手段により与えられる制御指令に応じて、前記動作数決定手段の設定値を変更するように構成されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の回路システム。 The power consumption adjustment unit is
A plurality of dummy circuit portions that perform logic operation in synchronization with an operation clock of a corresponding logic circuit block ;
An operation number determining means for determining the number of operating the plurality of dummy circuit sections, and configured to change a set value of the operation number determining means in accordance with a control command given by the control means. The circuit system according to any one of claims 1 to 3 .
動作クロックの供給を制御するクロックゲート回路と、
奇数個の論理反転ゲートを含んでループ状に構成されるクロック2分周回路とを備え、
前記クロックゲート回路を介して、前記クロック2分周回路に前記動作クロックを供給するように構成されることを特徴とする請求項5記載の回路システム。 The dummy circuit section is
A clock gate circuit for controlling the supply of the operation clock; and
A clock divide-by-2 circuit configured in a loop including an odd number of logic inversion gates,
6. The circuit system according to claim 5, wherein the operation clock is supplied to the clock divide-by-2 circuit via the clock gate circuit .
前記複数の論理回路ブロックのうち、最上段に配置されるもの以外について、電源端子の電位を監視し、その監視結果に応じて前記複数の論理回路ブロックの消費電力調整部にそれぞれ消費電力調整指令を与えて、各論理回路ブロックの電源端子電位を制御する際に、
前記複数の論理回路ブロックのうち、最上段に配置されるものについては、その直下の論理回路ブロックの電源端子電位が基準値を超える場合には消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が前記基準値以下である場合には消費電力を減少させるように電力調整指令を与えると共に、
前記最上段に配置されるもの以外については、当該論理回路ブロックの電源端子電位が基準値以下である場合には消費電力を増加させるように電力調整指令を与え、前記電位が基準値よりも高い場合は消費電力を減少させるように電力調整指令を与えることを特徴とする回路システムの電源電圧制御方法。 A plurality of logic circuit blocks each having a power consumption adjustment unit that adjusts its own power consumption are connected in series between the output terminal of the series regulator that steps down the input voltage and controls the output voltage and the ground.
Among the plurality of logic circuit blocks, those other than those arranged at the uppermost stage are monitored for the potential of the power supply terminal, and the power consumption adjustment commands are respectively sent to the power consumption adjustment units of the plurality of logic circuit blocks according to the monitoring result. To control the power supply terminal potential of each logic circuit block,
Among the plurality of logic circuit blocks, those arranged in the uppermost stage, when the power supply terminal potential of the logic circuit block immediately below it exceeds the reference value, gives a power adjustment command to increase the power consumption, When the potential is less than or equal to the reference value, giving a power adjustment command to reduce power consumption,
For those other than those arranged at the uppermost stage, when the power supply terminal potential of the logic circuit block is equal to or lower than a reference value, a power adjustment command is given to increase power consumption, and the potential is higher than the reference value. A power supply voltage control method for a circuit system , wherein a power adjustment command is given so as to reduce power consumption .
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