JP2005250850A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
本発明は、それぞれ特定の機能を実現する回路を有する複数の周辺機能モジュールを備えた半導体集積回路装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device including a plurality of peripheral function modules each having a circuit for realizing a specific function.
従来のマイクロコンピュータなどの半導体集積回路装置においては、例えばシリアル通信機能やAD変換機能等の複数の周辺機能モジュールから構成されている場合、全ての周辺機能モジュールへのクロックの供給を一か所で行っていた。このため、各周辺機能モジュールが動作しているか否かにかかわらず、常に全ての周辺機能モジュールに対してクロックの供給を行っていた。 In a conventional semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer, when it is composed of a plurality of peripheral function modules such as a serial communication function and an AD conversion function, the clock is supplied to all the peripheral function modules in one place. I was going. For this reason, the clock is always supplied to all the peripheral function modules regardless of whether or not each peripheral function module is operating.
また、ある半導体集積回路装置では、消費電力を削減するために、ワンチップ上にクロックの供給を行う/行わないを制御する制御用レジスタを設け、このレジスタの設定をプログラムで変更することによって低消費電力にしたいときには半導体集積回路装置の全ての機能モジュールへのクロックの供給を停止していた。 In some semiconductor integrated circuit devices, in order to reduce power consumption, a control register for controlling whether or not to supply a clock is provided on one chip, and the setting of this register is changed by a program. When power consumption is desired, supply of clocks to all functional modules of the semiconductor integrated circuit device is stopped.
また、機能モジュールを使用する/使用しないを制御するレジスタを各機能モジュール内に設け、使用しない機能モジュールはこのレジスタをプログラムで設定することによって動作を停止するなどの対策を行っていた。
多くの周辺機能モジュールを集積した半導体集積回路装置においては、半導体集積回路装置の隅々までクロックを供給する必要があるため、半導体集積回路装置内部のクロックの配線長が長くなり、駆動する必要があるトランジスタの数が増加し負荷が大きくなる問題があった。このためクロック供給回路を非常に駆動能力の高い、消費電力の大きいトランジスタを用いて構成する必要が生じてきた。また、各モジュールへのクロック供給経路での遅延時間差を調整するためのバッファの挿入などによる新たな消費電力増大の問題も発生している。 In a semiconductor integrated circuit device in which many peripheral function modules are integrated, it is necessary to supply a clock to every corner of the semiconductor integrated circuit device, so that the clock wiring length inside the semiconductor integrated circuit device becomes long and needs to be driven. There is a problem that the number of certain transistors increases and the load increases. For this reason, it has become necessary to configure the clock supply circuit using a transistor with very high driving capability and high power consumption. In addition, there is a problem of a new increase in power consumption due to insertion of a buffer for adjusting a delay time difference in the clock supply path to each module.
上記のような理由により、半導体集積回路装置の消費電力の増大を招いていた。そして、従来の半導体集積回路装置において、一か所のクロック供給回路から全ての周辺機能モジュールへ常にクロックを供給していた場合、動作させる必要がない周辺機能モジュールへもクロックを供給することとなり、無駄な電力が消費されていた。 For the above reasons, the power consumption of the semiconductor integrated circuit device has been increased. In the conventional semiconductor integrated circuit device, when a clock is always supplied from one clock supply circuit to all peripheral function modules, the clock is supplied to peripheral function modules that do not need to be operated. Wasteful power was consumed.
また、従来の半導体集積回路装置において、周辺機能モジュールを使用する/使用しないをレジスタによって制御していた場合、ユーザーがプログラム作成時に明示的にこれらのレジスタを設定するソフトウェアを作成する必要があった。 Further, in the conventional semiconductor integrated circuit device, when the use / non-use of the peripheral function module is controlled by the register, it is necessary for the user to create software for explicitly setting these registers when creating the program. .
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、プログラムの介在なしに、動作する必要がない周辺機能モジュールにはクロックが供給されないようにしたり動作させないようにして消費電力の低減を図ることができる半導体集積回路装置を提供することを目的としている。 The present invention solves such a conventional problem, and aims to reduce power consumption by preventing a peripheral function module that does not need to operate from being supplied with a clock or from being operated without the intervention of a program. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device that can be used.
本発明の第1の半導体集積回路装置は、CPUと、それぞれ特定の機能を実現する回路を有した複数の周辺機能モジュールと、周辺機能モジュールへ供給するクロックを出力するクロック供給回路と、CPUから出力されるアドレス信号を入力し、複数の周辺機能モジュールのそれぞれがアドレス信号に対応する周辺機能モジュールであるか否かを判定するアドレス判定回路と、クロック供給回路からクロックを入力し、アドレス判定回路の判定結果に基づいて、アドレス信号に対応する周辺機能モジュールに対してクロックを出力し、アドレス信号に対応しない周辺機能モジュールに対してはクロックを出力しないクロック制御回路とを備えている。 A first semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a CPU, a plurality of peripheral function modules each having a circuit that realizes a specific function, a clock supply circuit that outputs a clock supplied to the peripheral function module, and a CPU. An address determination circuit for inputting an output address signal and determining whether each of the plurality of peripheral function modules is a peripheral function module corresponding to the address signal, and a clock from the clock supply circuit, and an address determination circuit And a clock control circuit that outputs a clock to the peripheral function module corresponding to the address signal and does not output a clock to the peripheral function module not corresponding to the address signal.
この構成によれば、アドレス信号に対応する周辺機能モジュール、すなわちアクセスされる周辺機能モジュールにはクロックが供給されるが、アクセスされない周辺機能モジュールにはクロックが供給されない。このため、クロック制御回路からアクセスされない周辺機能モジュールにいたるクロック経路上での消費電力を削減することができる。この効果をより大きいものとするためには、クロック制御回路をクロック供給回路と一体的にあるいはクロック供給回路の近傍に設けておくことが好ましい。 According to this configuration, the clock is supplied to the peripheral function module corresponding to the address signal, that is, the accessed peripheral function module, but the clock is not supplied to the peripheral function module that is not accessed. Therefore, it is possible to reduce power consumption on the clock path leading to the peripheral function module that is not accessed from the clock control circuit. In order to increase this effect, it is preferable to provide the clock control circuit integrally with the clock supply circuit or in the vicinity of the clock supply circuit.
本発明の第2の半導体集積回路装置は、CPUと、それぞれ特定の機能を実現する回路を有した複数の周辺機能モジュールと、周辺機能モジュールへ供給するクロックを出力するクロック供給回路と、CPUから出力されるアドレス信号を入力し、複数の周辺機能モジュールのそれぞれがアドレス信号に対応する周辺機能モジュールであるか否かを判定するアドレス判定回路とを備え、複数の周辺機能モジュールはアドレス判定回路の判定結果を入力し、判定結果に基づいて、アドレス信号に対応する周辺機能モジュールは当該周辺機能モジュール内の回路の動作を可能とする制御を行い、アドレス信号に対応しない周辺機能モジュールは当該周辺機能モジュール内の回路の動作が不可能であるようにしている。 A second semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a CPU, a plurality of peripheral function modules each having a circuit that implements a specific function, a clock supply circuit that outputs a clock supplied to the peripheral function module, and a CPU. An address determination circuit that inputs an output address signal and determines whether each of the plurality of peripheral function modules is a peripheral function module corresponding to the address signal. Based on the determination result, the peripheral function module corresponding to the address signal performs control to enable the operation of the circuit in the peripheral function module, and the peripheral function module not corresponding to the address signal is input to the peripheral function. The operation of the circuit in the module is made impossible.
この構成によれば、アクセスが発生している周辺機能モジュール内のアドレスデコード等の内部回路の動作が開始されるが、アクセスが発生していない周辺機能モジュール内のアドレスデコード等の内部回路は停止状態となるため、消費電力を削減することができる。 According to this configuration, the operation of internal circuits such as address decoding in the peripheral function module in which access has occurred is started, but the internal circuits such as address decoding in peripheral function modules in which access has not occurred is stopped. Therefore, power consumption can be reduced.
本発明の第3の半導体集積回路装置は、CPUと、それぞれ特定の機能を実現する回路を有した複数の周辺機能モジュールと、周辺機能モジュールへ供給するクロックを出力するクロック供給回路と、CPUから出力されるアドレス信号を入力し、複数の周辺機能モジュールのそれぞれがアドレス信号に対応する周辺機能モジュールであるか否かを判定するアドレス判定回路と、クロック供給回路からクロックを入力し、アドレス判定回路の判定結果に基づいて、アドレス信号に対応する周辺機能モジュールに対してクロックを出力し、アドレス信号に対応しない周辺機能モジュールに対してはクロックを出力しないクロック制御回路とを備え、複数の周辺機能モジュールはアドレス判定回路の判定結果を入力し、判定結果に基づいて、アドレス信号に対応する周辺機能モジュールは当該周辺機能モジュール内の回路の動作を可能とする制御を行い、アドレス信号に対応しない周辺機能モジュールは当該周辺機能モジュール内の回路の動作が不可能であるようにしている。 A third semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a CPU, a plurality of peripheral function modules each having a circuit that realizes a specific function, a clock supply circuit that outputs a clock supplied to the peripheral function module, and a CPU. An address determination circuit for inputting an output address signal and determining whether each of the plurality of peripheral function modules is a peripheral function module corresponding to the address signal, and a clock from the clock supply circuit, and an address determination circuit A clock control circuit that outputs a clock to the peripheral function module corresponding to the address signal and does not output a clock to the peripheral function module not corresponding to the address signal based on the determination result of the plurality of peripheral functions. The module inputs the determination result of the address determination circuit, and based on the determination result, the module Peripheral function module corresponding to the source signal performs control to enable operation of the circuit in the peripheral function module, and peripheral function module not corresponding to the address signal seems to be unable to operate the circuit in the peripheral function module. I have to.
この構成によれば、第1と第2の半導体集積回路装置の両方の効果が得られる。すなわち、アクセスが発生している周辺機能モジュールのみにクロック供給が開始されるとともに当該周辺機能モジュール内のアドレスデコード等の内部回路の動作が開始され、アクセスが発生していない周辺機能モジュールにはクロックは供給されず、その周辺機能モジュール内のアドレスデコード等の内部回路は停止状態となり消費電力を大幅に低減できる。 According to this configuration, the effects of both the first and second semiconductor integrated circuit devices can be obtained. That is, the clock supply is started only to the peripheral function module in which access has occurred, and the operation of internal circuits such as address decoding in the peripheral function module is started. Is not supplied, and internal circuits such as address decoding in the peripheral function module are stopped and power consumption can be greatly reduced.
本発明によれば、ユーザーが作成するプログラムの介在なしにアドレス判定回路を設けることによってアクセスされる周辺機能モジュールを特定できるため、アクセスされる周辺機能モジュール以外の周辺機能モジュールへのクロックの供給を行わないようにすることで、従来はクロック供給回路から各周辺機能モジュールへのクロック経路上で消費していた電力を削減することができる。 According to the present invention, a peripheral function module to be accessed can be specified by providing an address determination circuit without intervention of a program created by a user, and therefore, a clock is supplied to peripheral function modules other than the accessed peripheral function module. By avoiding this, it is possible to reduce the power consumed on the clock path from the clock supply circuit to each peripheral function module.
また、アクセスされる周辺機能モジュール以外の周辺機能モジュールのアドレスデコード等の回路動作を停止させることで、ここで消費していた電力も削減することができる。 Further, by stopping the circuit operation such as address decoding of peripheral function modules other than the accessed peripheral function module, the power consumed here can be reduced.
以上のように低消費電力を望むユーザーのプログラム作成上の負担を軽減しながら、低消費電力を実現することが可能となる。 As described above, it is possible to realize low power consumption while reducing the burden of creating a program for a user who desires low power consumption.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態の半導体集積回路装置の基本的な構成を示すブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.
この半導体集積回路装置は、CPU1と、タイマー機能やシリアルインターフェース機能など様々な周辺機能を実現する複数の周辺機能モジュール6a〜6cと、クロック供給回路3と、アドレス判定回路2と、クロック制御回路4などで構成されている。図示していないが、CPU1にはクロック供給回路3から直接クロック(クロック源信号7)が供給されている。
The semiconductor integrated circuit device includes a CPU 1, a plurality of
CPU1からは、アドレス信号がアドレス判定回路2及び各周辺機能モジュール6a〜cに入力されている。このアドレス信号によって、CPU1は各周辺機能モジュール6a〜cに対してその所望の周辺機能を動作させるための各周辺機能モジュール内の動作制御用レジスタ(図示せず)を特定している。アドレス判定回路2では各周辺機能モジュールに対するCPU1からのアクセスをアドレス信号をモニターすることにより常時監視している。このアドレス判定回路2は、各周辺機能モジュール6a〜cのアドレスを予め記憶しており、それに基づいて、CPU1の出力するアドレス信号がどの周辺機能モジュールにアクセスするためのアドレス信号であるかを判定し、その判定結果を制御信号8(8a〜c)として出力する。例えば、周辺機能モジュール6aにアクセスするアドレス信号である場合には、制御信号8aをアクティブ状態(例えばハイレベル)、制御信号8bと8cを非アクティブ状態(例えばローレベル)として、周辺機能モジュール6a〜cとクロック制御回路4へ出力する。
An address signal is input from the CPU 1 to the
クロック制御回路4の一構成例を図2に示す。クロック制御回路4では、クロック供給回路からクロック源信号7を入力し、制御信号8(8a〜c)に基づいてアクセスされる周辺機能モジュールにのみクロック(クロック源信号7)が供給される。 One configuration example of the clock control circuit 4 is shown in FIG. In the clock control circuit 4, the clock source signal 7 is input from the clock supply circuit, and the clock (clock source signal 7) is supplied only to the peripheral function module accessed based on the control signal 8 (8a to 8c).
図3は同半導体集積回路装置の動作を示すフローチャートである。まず、マイクロコントローラのリセット直後には、図3のフローチャートのリセットスタート後の状態となり、初期状態として各モジュールは使用しないとして動作停止状態(S1)とするため、クロック制御回路4に対して全モジュールに対してクロックの供給を停止状態とする。そのためアドレス判定回路2から出力される全ての制御信号8(8a〜c)を非アクティブ状態とする。これによってクロック供給回路3から出力されるクロック源信号7はクロック制御回路4でストップする。これによってクロック制御回路4から各周辺機能モジュール6a〜cにいたるクロック経路上での配線や遅延制御用バッファ5a〜eでの電力消費が削減される。また、各周辺機能モジュール6a〜cにも制御信号8a〜cが入力され各周辺機能モジュール内のアドレスデコード回路等は停止状態となりここでも電力消費が削減される。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the semiconductor integrated circuit device. First, immediately after the resetting of the microcontroller, the state after the reset start of the flowchart of FIG. 3 is entered, and as an initial state, each module is not used, and the operation is stopped (S1). The supply of the clock is stopped. Therefore, all the control signals 8 (8a to 8c) output from the
次に図3のフローチャート中のプログラム実行中(S2)では、ユーザープログラムの実行が開始され、ユーザープログラム内で使用したい周辺機能モジュールに対して、所望の動作をするように当該周辺機能モジュール内の動作制御用レジスタに対してアクセスを行う。この時、CPU1からは当該周辺機能モジュールの動作制御用レジスタにアクセスするために、アドレス信号には当該周辺機能モジュールの動作制御用レジスタのアドレスが出力されている。アドレス判定回路2はこのアドレス値を常時監視し、当該周辺機能モジュールを使用すると自動的に判断し、クロック制御回路4に対して当該周辺機能モジュールへのクロック供給を開始するように制御信号8を送る(S3)。
Next, during the program execution (S2) in the flowchart of FIG. 3, the execution of the user program is started, and the peripheral function module in the peripheral function module is operated so as to perform a desired operation with respect to the peripheral function module desired to be used in the user program. Accesses the operation control register. At this time, in order to access the operation control register of the peripheral function module from the CPU 1, the address of the operation control register of the peripheral function module is output as the address signal. The
クロック制御回路4はこの制御信号8を受け取り、当該周辺機能モジュールへのクロック供給を開始する。一方アクセスが発生していない周辺機能モジュールへのクロック供給については停止したままとなっている。また、クロック供給の開始を指示する制御信号8は当該周辺機能モジュールにも入力され、当該周辺機能モジュールはモジュール内のアドレスデコード等の回路を停止状態から動作状態へと状態を変更する。これによって当該周辺機能モジュール内のアドレスデコード回路は正しくアドレスデコードを開始し、モジュール内の動作制御用レジスタに対して所望の設定を行うことが可能になる(S4)。 The clock control circuit 4 receives this control signal 8 and starts supplying the clock to the peripheral function module. On the other hand, the clock supply to the peripheral function module that has not been accessed remains stopped. The control signal 8 for instructing the start of clock supply is also input to the peripheral function module, and the peripheral function module changes the state of the circuit such as address decoding in the module from the stopped state to the operating state. As a result, the address decoding circuit in the peripheral function module starts address decoding correctly, and it becomes possible to make a desired setting to the operation control register in the module (S4).
以上によりユーザープログラムによる特定の周辺機能モジュールへのアクセスによって当該周辺機能モジュールのみへクロックが供給され、また、当該周辺機能モジュール内のアドレスデコード回路等が動作を開始することになる。 As described above, the clock is supplied only to the peripheral function module by accessing the specific peripheral function module by the user program, and the address decoding circuit or the like in the peripheral function module starts operation.
本実施の形態によれば、ユーザーが作成するプログラムの介在なしに、アドレス判定回路2を設けることによってアクセスされる周辺機能モジュールを特定できるため、アドレス判定回路2の判定結果である制御信号8に基づいて、クロック制御回路4が、アクセスされる周辺機能モジュール以外の周辺機能モジュールへのクロックの供給を行わないようにすることで、従来はクロック供給回路から各周辺機能モジュールへのクロック経路上で消費していた電力を削減することができる。この効果をより大きいものとするためには、クロック制御回路4を、クロック供給回路3と一体的にあるいはクロック供給回路3の近傍に設けておくことが好ましい。
According to the present embodiment, since the peripheral function module to be accessed can be specified by providing the
また、アドレス判定回路2の判定結果である制御信号8を各周辺機能モジュール6a〜cへも入力し、アクセスされる周辺機能モジュール以外の周辺機能モジュールのアドレスデコード等の回路動作を停止させることで、ここで消費していた電力も削減することができる。
Further, the control signal 8 which is the determination result of the
本発明にかかる半導体集積回路装置は、ユーザーのプログラム作成上の負担を軽減しながら、低消費電力を実現することが可能となり、複数の周辺機能モジュールを備えた半導体集積回路装置等として有用である。 The semiconductor integrated circuit device according to the present invention can realize low power consumption while reducing the burden on the user's program creation, and is useful as a semiconductor integrated circuit device including a plurality of peripheral function modules. .
1 中央演算処理装置(CPU)
2 アドレス判定回路
3 クロック供給回路
4 クロック制御回路
5a〜e クロック遅延制御用バッファ
6a〜c 周辺機能モジュール
7 クロック源信号
8 制御信号
1 Central processing unit (CPU)
2 Address determination circuit 3 Clock supply circuit 4
Claims (3)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004060314A JP2005250850A (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | Semiconductor integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004060314A JP2005250850A (en) | 2004-03-04 | 2004-03-04 | Semiconductor integrated circuit device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011048511A (en) * | 2009-08-25 | 2011-03-10 | Ricoh Co Ltd | Semiconductor integrated circuit and power-saving control method |
-
2004
- 2004-03-04 JP JP2004060314A patent/JP2005250850A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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