KR100835088B1

KR100835088B1 - 시스템 온 칩(ｓｏｃ)의 슬립전류 조절회로

Info

Publication number: KR100835088B1
Application number: KR1020070044255A
Authority: KR
Inventors: 권용일; 김명수; 임준형; 조군식; 박타준
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-06-03
Anticipated expiration: 2027-05-07
Also published as: US20080278139A1

Abstract

본 발명은 시스템 온 칩(System on Chip)의 전원장치에 적용될 수 있는 슬립전류 조절회로에 관한 것으로,

본 발명에 따른 시스템 온 칩의 슬립전류 조절회로는, 모드 선택이 정상모드일때는 턴온 전압 및 정상 전류를 공급하고, 상기 모드 선택이 슬립모드일때는 턴오프 전압을 공급하는 레귤레이터; 상기 레귤레이터의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터로부터의 정상전류를 메인 회로부 및 슬립동작 회로부로 공급하고, 상기 레귤레이터의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부로의 전류공급을 차단하고, 상기 슬립동작 회로부에 슬립전류를 공급하는 스위칭 소자; 및 상기 동작전압에 의해 흐르는 전류를 제한하여 슬립전류를 상기 슬립동작 회로부에 공급하는 전류 제한 소자를 포함한다.

이러한 본 발명에 의하면, 시스템 온 칩에서 필요로 하는 정상 전류와 슬립 전류를 간단한 회로로 정확하게 조절할 수 있도록 함으로써, 보다 안정된 동작을 보장할 수 있다.

시스템 온 칩, SoC. system on chip, 슬립, 전류

Description

시스템 온 칩(ＳＯＣ)의 슬립전류 조절회로{SLEEP CURRENT ADJUSTING CIRCUIT OF SYSTEM ON CHIP}

도 1은 시스템온칩의 동작 전류 설명도.

도 2는 종래 슬립전류 조절회로도.

도 3은 본 발명에 따른 슬립전류 조절회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 메인 회로부 20 : 슬립동작 회로부

50 : 레귤레이터 100 : 스위칭 소자

200 : 전류 제한 소자 I1 : 정상전류

I2 : 슬립전류 MS : 모드 선택

N1 : 접속노드 VB : 동작전압

D10 : 다이오드 R10 : 저항

본 발명은 시스템 온 칩(System on Chip)의 전원장치에 적용될 수 있는 슬립전류 조절회로에 관한 것으로, 특히 시스템 온 칩에서 필요로 하는 정상 전류와 슬립 전류를 간단한 회로로 정확하게 조절할 수 있도록 함으로써, 보다 안정된 동작을 보장할 수 있는 시스템 온 칩(SoC)의 슬립전류 조절회로에 관한 것이다.

일반적으로, 시스템 온 칩(System on Chip)은, RF 회로부, 모뎀부 및 중앙처리장치(CPU) 등과 같은 여러 가지 기능을 가진 시스템을 하나의 칩으로 구현한 무선 통신에 관련된 기술집약적 반도체로, 이제까지 무선 단말기는 통신 모뎀 기능과 컴퓨터 기능이 서로 분리되어 있었다. 즉 서로 다른 여러 개의 프로세서들이 다른 목적으로 분리되어 있어서 세계 각국에서는 2000년을 전후해 여러 가지 기능을 가진 시스템을 하나의 칩으로 통합하려는 연구를 경쟁적으로 진행해 왔다.

이와 같이 단일 칩을 사용해 여러 가지 관련된 기능을 포함하거나, 여러 기능을 가진 시스템(회로)을 하나의 칩에 집적하는 기술집약적 반도체 기술을 가리켜 시스템온칩이라고 한다.

도 1은 일반 시스템온칩의 동작 전류 설명도이다.

도 1을 참조하면, 일반 시스템온칩에서, 정상 동작시에 필요로 하는 전류를 동작 전류(I1)라고 하고, 슬립모드시에 필요로 하는 전류를 슬립 전류(I2)라고 하면, 시스템온칩은 정상 동작시에 동작 전류(I1)를 필요로 하고, 슬립모드시에는 전류를 필요로 하지 않는 메인 회로부(10)와, 정상 동작시에 동작 전류(I1)를 필요로 하고, 슬립모드시에는 슬립전류(I2)를 필요로 하는 슬립동작 회로부(20)를 포함한다.

여기서, 상기 동작 전류(I1)는 대략 수십 mA이고, 상기 슬립 전류(I2)는 대략 수 μA이다.

또한, 상기 슬립동작 회로부(20)에는 SRAM가 포함될 수 있으며, 이러한 SRAM은 정상모드시에는 대략 12mA의 동작전류(I1)를 필요로 하고, 슬립모드시에는 대략 2μA의 슬립전류(I2)를 필요로 한다.

이러한 동작전류(I1)와 슬립전류(I2)를 조절하는 종래 슬립전류 조절회로중의 하나를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 종래 슬립전류 조절회로도이다.

도 2에서, 종래 슬립전류 조절회로는, 동작전압(VDD)과 상기 슬립동작 회로(20) 사이에 연결된 제1 MOS 트랜지스터(M1)와, 상기 슬립동작 회로(20)와 접지 사이에 연결된 제2 MOS 트랜지스터(M2)를 포함한다.

상기 제1 및 제2 MOS 트랜지스터(M1,M2)는 슬립모드 전압(Vsleep)에 따라 내부 저항값이 가변되므로 흐르는 전류를 조절할 수 있다.

예를 들어, 상기 슬립모드 전압(Vsleep)을 높게 하면 상기 제1 및 제2 MOS 트랜지스터(M1,M2)의 내부 저항이 감소하여 큰 동작전류가 흐르게 되고, 상기 슬립모드 전압(Vsleep)을 낮게 하면 상기 제1 및 제2 MOS 트랜지스터(M1,M2)의 내부 저 항이 증가하여 작은 슬립전류가 흐르게 된다.

그런데, 도 1에 도시된 종래 슬립전류 조절회로에서는, 전압을 이용하여 저항을 조절하여 결국 전류를 조절하는 방식이므로, 정확한 전류 조절이 어렵다는 문제점이 있고, 이에 따라 안정된 동작을 보장할 수 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 시스템 온 칩에서 필요로 하는 정상 전류와 슬립 전류를 간단한 회로로 정확하게 조절할 수 있도록 함으로써, 보다 안정된 동작을 보장할 수 있는 시스템 온 칩(SoC)의 슬립전류 조절회로를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 시스템 온 칩(SoC)의 슬립전류 조절회로는, 정상전류를 필요로 하는 메인 회로부와 정상전류 및 슬립전류를 필요로 하는 슬립동작 회로부를 포함하는 시스템 온 칩에서의 슬립전류 조절회로에 있어서, 모드 선택이 정상모드일때는 턴온 전압 및 정상 전류를 공급하고, 상기 모드 선택이 슬립모드일때는 턴오프 전압을 공급하는 레귤레이터; 상기 슬립동작 회로부의 전류 입력단에 연결된 접속노드와 상기 레귤레이터의 출력단과 사이에 연결되어, 상기 레귤레이터의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레 이터로부터의 정상전류를 상기 메인 회로부 및 슬립동작 회로부로 공급하고, 상기 레귤레이터의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부로의 전류공급을 차단하고, 상기 슬립동작 회로부에 슬립전류를 공급하는 스위칭 소자; 및 동작전압단과 상기 스위칭 소자의 타단 사이에 연결되어, 상기 동작전압에 의해 흐르는 전류를 제한하여 슬립전류를 상기 슬립동작 회로부에 공급하는 전류 제한 소자를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 스위칭 소자는, 상기 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 접속노드에 연결된 캐소드를 갖는 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 전류 제한 소자는, 상기 슬립동작 회로부에서 요구하는 슬립 전류로 전류를 제한하는 저항값을 갖는 저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다이오드는, 상기 레귤레이터의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터로부터의 정상전류를 상기 메인 회로부 및 슬립동작 회로부로 공급하고, 상기 레귤레이터의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부로의 전류공급을 차단하고, 상기 슬립동작 회로부에 슬립전류를 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 슬립전류 조절회로도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 슬립전류 조절회로는, 정상전류(I1)를 필요로 하는 메인 회로부(10)와 정상전류(I1) 및 슬립전류(I2)를 필요로 하는 슬립동작 회로부(20)를 포함하는 시스템 온 칩에 적용된다.

상기 슬립전류 조절회로는, 레귤레이터(50), 스위칭 소자(100) 및 전류 제한 소자(200)를 포함하고, 상기 레귤레이터(50)는, 모드 선택(MS)이 정상모드일때는 턴온 전압 및 정상 전류(I1)를 공급하고, 상기 모드 선택(MS)이 슬립모드일때는 턴오프 전압을 공급한다.

상기 스위칭 소자(100)는, 상기 슬립동작 회로부(20)의 전류 입력단에 연결된 접속노드(N1)와 상기 레귤레이터(50)의 출력단과 사이에 연결되어, 상기 레귤레이터(50)의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터(50)로부터의 정상전류(I1)를 상기 메인 회로부(10) 및 슬립동작 회로부(20)로 공급하고, 상기 레귤레이터(50)의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부(10)로의 전류공급을 차단하고, 이때, 하기에 설명되는 바와같이, 상기 슬립동작 회로부(20)에 슬립전류(I2)가 공급된다.

즉, 상기 전류 제한 소자(200)는, 동작전압(VB)단과 상기 스위칭 소자(100)의 타단 사이에 연결되어, 상기 동작전압(VB)에 의해 흐르는 전류를 제한하여 슬립전류(I2)를 상기 슬립동작 회로부(20)에 공급한다.

상기 스위칭 소자(100)는, 상기 레귤레이터(50)의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 접속노드(N1)에 연결된 캐소드를 갖는 다이오드(D10)로 이루어질 수 있다.

구체적으로는, 상기 다이오드(D10)는, 상기 레귤레이터(50)의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터(50)로부터의 정상전류(I1)를 상기 메인 회로부(10) 및 슬립동작 회로부(20)로 공급하고, 상기 레귤레이터(50)의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 정상전류(I2)의 공급을 차단한다.

상기 전류 제한 소자(200)는, 상기 슬립동작 회로부(20)에서 요구하는 슬립 전류(I1)로 전류를 제한하는 저항값을 갖는 저항(R10)을 포함한다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 슬립전류 조절회로는, 정상전류(I1)를 필요로 하는 메인 회로부(10)와 정상전류(I1) 및 슬립전류(I2)를 필요로 하는 슬립동작 회로부(20)를 포함하는 시스템 온 칩에 적용되어, 상기 정상전류(I1)와 슬립전류(I2)를 조절한다.

즉, 본 발명의 슬립전류 조절회로가 적용되는 시스템 온 칩(SoC)에서, 정상모드일 경우에는 정상전류(I1)를 공급하고, 슬립모드일 경우에는 슬립전류(I2)를 공급하도록 조절하며, 이에 대해 설명한다.

먼저, 상기 슬립전류 조절회로는, 레귤레이터(50), 스위칭 소자(100) 및 전류 제한 소자(200)를 포함한다.

상기 레귤레이터(50)는, 예를 들어, 사용자의 모드 선택에 따라, 또는 시스템에서의 자동 절전모드 수행 등에 따른 모드 선택(MS)이 정상모드일때는 상기 스위치 소자(100)를 턴온시킬 수 있는 턴온 전압과 정상 전류(I1)를 상기 스위치 소자(100)로 공급한다.

이때, 상기 스위치 소자(100)는, 상기 레귤레이터(50)로부터의 턴온전압에 의해서 턴온되어, 상기 스위치 소자(100)에 의해 상기 레귤레이터(50)로부터의 정상 전류(I1)가 상기 메인 회로부(10)와 상기 슬립동작 회로부(20)로 전달된다.

이와 달리, 본 발명이 적용되는 시스템 온 칩에서, 절전을 위해서 슬립모드로 동작하는 경우에, 상기 모드 선택(MS)이 슬립모드로 되고, 이때 상기 레귤레이터(50)는, 턴오프전압을 상기 스위치 소자(100)에 공급하여 상기 스위치 소자(100)를 턴오프시킨다.

구체적으로, 상기 스위칭 소자(100)가 도 3에 도시된 바와같이 다이오드(D10)로 이루어지는 경우, 먼저, 정상모드시, 상기 레귤레이터(50)의 턴온전압에 의해 상기 다이오드(D10)가 턴온되면, 상기 레귤레이터(50)에서의 정상전류(I1)가 상기 메인 회로부(10)로 공급됨과 동시에 상기 다이오드(D10)를 통해 상기 슬립동작 회로부(20)로 공급된다.

이와 달리, 슬립모드시, 상기 레귤레이터(50)의 턴오프전압에 의해 상기 다이오드(d10)가 턴오프되면, 상기 전류 제한 소자(200)인 저항(R10)에 의해 제한된 슬립전류(I2)가 상기 슬립동작 회로부(20)에 공급된다. 그리고, 오프상태인 상기 스위칭 소자(100)에 의해 상기 메인 회로부(10)에 슬립전류가 공급되지 못한다. 즉, 상기 스위칭 소자(100)에 의해 상기 슬립전류가 블록킹된다.

이와 동시에, 상기 스위치 소자(100)인 다이오드(D10)가 오프상태이므로, 상기 레귤레이터(50)에서 전류가 발생되더라도, 상기 스위치 소자(100)에 의해 차단되어, 상기 슬립동작 회로부(20)에 공급되지 못한다.

한편, 상기 스위치 소자(100)가 온상태인 경우에는, 전술한 바와같이 상기 스위치 소자(100)를 통해 정상전류(I1)가 상기 메인 회로부(10) 및 슬립동작 회로부(20)로 공급되므로, 상기 전류 제한 소자(200)에 의해 제한되는 전류는 상기 정상전류(I1)에 비해 상대적으로 훨씬 작은 전류이므로 상기 정상전류(I1)와 합쳐져서 상기 슬립동작 회로부(20)로 공급된다.

상기 스위치 소자(100)가 오프된 상태에서는, 상기 동작전압(VB)에 의해 흐르는 전류는 상기 전류 제한 소자(200)에 의해 제한되어서 상기 전류 제한 소 자(200)를 통해 제공되는 슬립전류(I2)는 상기 슬립동작 회로부(20)에 공급된다.

전술한 바와 같은 본 발명에서, 트랜지스터를 사용하지 않고서도, 동작모드에 따라 정상 전류와 슬립전류를 조절하여 공급할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 시스템 온 칩에서 필요로 하는 정상 전류와 슬립 전류를 간단한 회로로 정확하게 조절할 수 있도록 함으로써, 보다 안정된 동작을 보장할 수 있는 시스템 온 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 장치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다.

Claims

정상전류를 필요로 하는 메인 회로부와 정상전류 및 슬립전류를 필요로 하는 슬립동작 회로부를 포함하는 시스템 온 칩에서의 슬립전류 조절회로에 있어서,

모드 선택이 정상모드일때는 턴온 전압 및 정상 전류를 공급하고, 상기 모드 선택이 슬립모드일때는 턴오프 전압을 공급하는 레귤레이터;

상기 슬립동작 회로부의 전류 입력단에 연결된 접속노드와 상기 레귤레이터의 출력단과 사이에 연결되어, 상기 레귤레이터의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터로부터의 정상전류를 상기 메인 회로부 및 슬립동작 회로부로 공급하고, 상기 레귤레이터의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부로의 전류공급을 차단하고, 상기 슬립동작 회로부에 슬립전류를 공급하는 스위칭 소자; 및

동작전압단과 상기 스위칭 소자의 타단 사이에 연결되어, 상기 동작전압에 의해 흐르는 전류를 제한하여 슬립전류를 상기 슬립동작 회로부에 공급하는 전류 제한 소자

를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩의 슬립전류 조절회로.
제1 항에 있어서, 상기 스위칭 소자는,

상기 레귤레이터의 출력단에 연결된 애노드와, 상기 접속노드에 연결된 캐소드를 갖는 다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩의 슬립전류 조절회로.
제2 항에 있어서, 상기 전류 제한 소자는,

상기 슬립동작 회로부에서 요구하는 슬립 전류로 전류를 제한하는 저항값을 갖는 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩의 슬립전류 조절회로.
제2항에 있어서, 상기 다이오드는,

상기 레귤레이터의 턴온 전압에 의해 턴온되어 상기 레귤레이터로부터의 정상전류를 상기 메인 회로부 및 슬립동작 회로부로 공급하고, 상기 레귤레이터의 턴오프전압에 의해 턴오프되어 상기 메인 회로부로의 전류공급을 차단하고, 상기 슬립동작 회로부에 슬립전류를 공급하는 것을 특징으로 하는 시스템 온 칩의 슬립전류 조절회로.