半導体装置及び非接触通信媒体
【課題】動作可能な供給電力の範囲を広くできる半導体装置及び非接触通信媒体を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、機能回路と、電流測定回路と、制御回路と、を備える。前記機能回路は、供給された電力で動作する。前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流を測定する。前記制御回路は、前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する。
【解決手段】実施形態によれば、半導体装置は、機能回路と、電流測定回路と、制御回路と、を備える。前記機能回路は、供給された電力で動作する。前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流を測定する。前記制御回路は、前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及び非接触通信媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線電波からの供給電力を用いて動作する無線型ＩＣカード（非接触型ＩＣカード）と称される非接触通信媒体が知られている。このような無線型ＩＣカードは、例えば、定期券等に用いられている。
【０００３】
従来の無線型ＩＣカードでは、上記供給電力に基づいてレギュレータで電源電圧を生成し、この電圧を測定することで、測定された電圧に応じて回路動作を制御している。レギュレータの特性により、回路動作に十分とは言えない程度の供給電力（つまり電流が小さい）であっても、電源電圧は回路動作に十分な電圧まで高くなる。また、生成された電源電圧は、通常、ある程度以上の供給電力では変化量は小さくなる。よって、測定された電圧では、供給電力を正確に把握することができない。従って、電圧だけの判断で回路動作を制御する場合、供給電力によっては無線型ＩＣカード自体の消費電力が供給電力を超えてしまい、正常な回路動作が行えなくなることがある。
【０００４】
また、無線型ＩＣカードは、無線電波から供給される電力を用いて動作するので、正常動作中でも環境の変化によって供給電力が不十分になり正常動作が行われなくなる可能性がある。
【０００５】
これらの理由から、無線型ＩＣカードが確実に動作可能な供給電力の範囲が狭くなるので、無線型ＩＣカードが動作可能な電力供給源からの距離は大幅に制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、動作可能な供給電力の範囲を広くできる半導体装置及び非接触通信媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、機能回路と、電流測定回路と、制御回路と、を備える半導体装置が提供される。前記機能回路は、供給された電力で動作する。前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流を測定する。前記制御回路は、前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。
【図４】比較例に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【図５】比較例に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。
【図６】比較例に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態についての説明に先立ち、図４から図６を参照して、発明者が知得する比較例の無線型ＩＣカードについて説明する。
【００１１】
図４は、比較例に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【００１２】
図４に示すように、一般的に、無線型ＩＣカードでは、アンテナ１１で受信された電波により供給された電力を整流回路１２が整流し、整流された電力に基づいてシャントレギュレータ１３が目標の電源電圧Ｖｏｕｔと電源電流Ｉｏｕｔとを出力する。電源電圧Ｖｏｕｔ及び電源電流Ｉｏｕｔは、シリーズレギュレータ１４を介して機能回路１５ａ等に供給される。電波は、電力供給源としての外部装置（図示せず）から供給される。
【００１３】
無線型ＩＣカードは、電力の供給状態を判断し、電力の供給が十分であると判断した場合、機能回路１５ａを起動する。十分な供給電力の判断は、電源電圧Ｖｏｕｔが図５の十分な電圧範囲（環境判断用検出電圧（例えば電圧Ｖ３）以上）となったことを基準として行っている。そのため、電圧検知回路１６は、電源電圧Ｖｏｕｔの大きさにより電力状態の判断を行う。電圧検知回路１６により電源電圧Ｖｏｕｔが環境判断用検出電圧以上であると判断された場合、システム制御回路１５１は、機能回路１５ａの処理回路（ＣＰＵ等）１５２等のリセット解除を行う。これにより、機能回路１５ａの動作による電力の消費が始まる。
【００１４】
図５は、シャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。図５の横軸は、供給された電力に基づいてシャントレギュレータ１３に供給される電流Ｉｉｎを表し、縦軸は出力される電源電圧Ｖｏｕｔを表す。電流Ｉｉｎは、電源電流Ｉｏｕｔとして出力可能な最大値である。
【００１５】
範囲Ａは、ある程度以上の電源電圧Ｖｏｕｔが得られ、電源電圧Ｖｏｕｔの変化量が小さい範囲を表す。変化量が小さい理由は、シャントレギュレータ１３により電源電圧Ｖｏｕｔが一定値となるように制御されるためである。範囲Ｂは、回路動作限界電圧ＶＬ以上の、回路動作可能な供給電圧範囲を表す。範囲Ｃは、回路動作に十分な供給電流範囲を表す。
【００１６】
比較例の無線型ＩＣカードにおいて、環境判断用検出電圧の設定として以下の３つが考えられる。
【００１７】
（設定１）環境判断用検出電圧を回路動作限界電圧ＶＬの近くの電圧Ｖ１に設定した場合、自己動作による電力消費で供給電力が不足して、動作不能になる。
【００１８】
つまり、この設定では、低い供給電力となる電力供給源から離れた場所であっても機能回路１５ａを起動できる。しかし、消費電力が供給電力を超えてしまい、正常な回路動作が行えない場合が多い。
【００１９】
（設定２）環境判断用検出電圧を回路動作限界電圧ＶＬに対し余裕を持たせる場合、電圧の変化量が小さい範囲での判断となるため、多くの供給電力がない限り動作可能と判断できない（電圧Ｖ２）。
【００２０】
つまり、この設定では、高い供給電力が得られる電力供給源に近い場所でないと起動できない。
【００２１】
（設定３）環境判断用検出電圧を電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との間の電圧Ｖ３に設定した場合、上記（設定２）より少ない供給電力でも動作可能であるが、電圧の変化量が小さい範囲であるため電圧のみでは供給電力の判断が困難である。
【００２２】
つまり、この設定では、電力供給源からの距離が（設定２）より離れた場所で起動でき、正常動作が可能であるが、電圧で判断するには高い測定精度が要求される。
【００２３】
このように、比較例の無線型ＩＣカードは、電圧では供給電力を正確に把握することができないので、環境判断用検出電圧を本来動作可能な下限の電圧よりも高く設定する必要があり、範囲Ａの全てで動作することが困難である。
【００２４】
ここで、機能回路１５ａが動作する上での消費電力は、処理に応じて異なる。たとえば、機能回路１５ａが高速の暗号演算処理モードなどで動作する場合、多くの電力を消費する。一方、機能回路１５ａが演算を実行していない場合（例えば、無線型ＩＣカード内でデータ転送を行っている場合）などでは、それほど電力は消費されない。
【００２５】
供給された電力のうち機能回路１５ａで消費されない電力は、シャントレギュレータ１３で熱などとして消費される。このことについて、図６を参照して説明する。
【００２６】
図６は、比較例に係る無線型ＩＣカードにおける供給された電力と消費電力との関係を説明する概念図である。
【００２７】
図６に示すように、シャントレギュレータ１３に供給された電力Ｐｉｎは、機能回路１５ａ（負荷１５Ｘ）の動作で消費される電力（消費電力Ｐ）と、機能回路１５ａ（負荷１５Ｘ）の動作で消費されない不要な電力（余剰消費電力Ｐｗ）とに分類される。不要な電力は、シャントレギュレータ１３で破棄（消費）される。電流で考えると、整流器１２からシャントレギュレータ１３に流れる全体電流Ｉｉｎは、機能回路１５ａに流れる電流Ｉｏｕｔと、シャントレギュレータ１３で破棄される電流Ｉｗと、に分かれる。
【００２８】
本発明者は、シャントレギュレータ１３で破棄される電流が小さい場合として、以下の２つの状態が考えられることを独自に知得した。
状態１．供給された電力Ｐｉｎは十分多いが、機能回路１５ａが動作する上で電力は消費され、そのためシャントレギュレータ１３で破棄される電流が小さい。
状態２．供給された電力Ｐｉｎ自体が少ない。
【００２９】
以下に説明する本発明の実施形態は、上記状態２の場合において、無線型ＩＣカードの機能回路１５ａで自己消費される消費電力Ｐを抑えることで、供給された電力Ｐｉｎ内で動作を行うものである。ただし、状態１の場合と状態２の場合との区別が出来なければならない。従って、無線型ＩＣカードは供給された電力Ｐｉｎの状態を複数レベルで判断できると共に、機能回路１５ａは複数の動作モードを持つ必要がある。
【００３０】
発明者は、上述した独自の知得に基づいて本発明をなすに至った。
【００３１】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００３２】
（第１の実施形態）
本実施形態は、シャントレギュレータで破棄される電流と、機能回路の動作モードと、に応じて、機能回路の動作モードを変更することを特徴の１つとする。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【００３４】
この無線型ＩＣカードは、図４の比較例に加え、破棄される電流Ｉｗを測定する電流測定回路２０をさらに備える。そして、無線型ＩＣカードは、電流測定回路２０で測定された電流に応じて、負荷１５Ｘとしての機能回路の動作モード（消費電力）を変更する。つまり、図１に示すように、無線型ＩＣカードは、測定された電流に応じて負荷１５Ｘのインピーダンスを変化させるように動作する。このことについて、以下に詳しく説明する。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【００３６】
図２に示すように、この無線型ＩＣカードは、アンテナ（電力生成回路）１１と、整流回路（電力生成回路）１２と、シャントレギュレータ１３と、シリーズレギュレータ１４と、機能回路１５と、クロック抽出回路１７と、電流測定回路２０と、を備える。機能回路１５は、第１システム制御回路１５１と、処理回路１５２と、ＲＯＭ／ＲＡＭ１５３と、不揮発性メモリ１５４と、第２システム制御回路（制御回路）１５５と、を備える。処理回路１５２は、ＣＰＵ、暗号回路、通信回路および制御回路などを備える。
【００３７】
つまり、この無線型ＩＣカードは、図５の比較例の構成に加えて、電流測定回路２０と、第２システム制御回路１５５と、を備える。また、比較例の電圧検知回路１６は備えていない。
【００３８】
無線型ＩＣカード（例えば、定期券）は、外部装置（例えば、自動改札機）（図示せず）から供給される電波により得られる電力で動作する。
【００３９】
アンテナ１１は、外部装置から電波を受信する。整流回路１２は、受信された電波により供給された電力を整流する。ここでは、整流回路１２の一例として、４つのダイオードが接続されたブリッジダイオードが用いられている。
【００４０】
シャントレギュレータ１３は、整流回路１２から供給された電力Ｐｉｎ（電圧Ｖｉｎ、電流Ｉｉｎ）に基づいて、所定値に制御した電源電圧Ｖｏｕｔと電源電流Ｉｏｕｔとを、シリーズレギュレータ１４を介して機能回路１５に供給する。シリーズレギュレータ１４は、入力された電源電圧Ｖｏｕｔをより安定させて出力すると共に、入力された電源電流Ｉｏｕｔをそのまま出力する。
【００４１】
シャントレギュレータ１３は、電流Ｉｉｎのうち、機能回路１５に供給されない電流を破棄する。破棄される電流Ｉｗは、電流測定回路２０を介して接地点（グランド）に流れる。
【００４２】
電流測定回路２０は、供給された電力Ｐｉｎの量を判断するために、シャントレギュレータ１３において破棄される電流（供給された電力に基づく電流）Ｉｗを測定する。電流測定回路２０は、破棄される電流Ｉｗのレベルを複数の状態として第２のシステム制御回路１５５に与えることが出来る。
【００４３】
電流で電力を判断する理由は、図５を参照して前述した様に、通常、動作可能な電力の範囲では電圧の差分が小さいため、十分な電力供給の有無の判断程度であれば電圧で判断できるが、細かい電力供給レベルの判断は難しいためである。
【００４４】
クロック抽出回路１７は、アンテナ１１で受信された電波に含まれているクロック信号を抽出し、機能回路１５に供給する。
【００４５】
機能回路１５は、シャントレギュレータ１３からの電源電圧Ｖｏｕｔ及び電源電流Ｉｏｕｔ（アンテナ１１及び整流回路１２で生成された電力）に基づいて動作し、無線型ＩＣカードと外部装置との情報伝達に伴う処理を行う。機能回路１５は、例えば、クロック抽出回路１７から供給されるクロック信号、又は、機能回路１５の内部で生成されるクロック信号等に同期して各処理を行う。
【００４６】
機能回路１５は、互いに消費電力が異なる複数の動作モード（低速動作モードと高速動作モード）を有する。高速動作モードは低速動作モードより消費電力が高い。
【００４７】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５の動作情報（低速／高速動作モード）と、電流測定回路２０で測定された電流と、に応じて、機能回路１５を低速動作モードと高速動作モードとの何れかで動作するように制御する。つまり、第２システム制御回路１５５は、電力供給レベルから動作可能な動作モードを判断し、機能回路１５の動作モードを最適なものに設定する。
【００４８】
高速動作モードは、例えば、高速の暗号演算処理モード、認証処理モードなどを有する。低速動作モードは、例えば、低速の暗号演算処理モード、データ転送モードなどを有する。低速の暗号演算処理モードは、高速の暗号演算処理モードで用いられる周波数よりも低い周波数のクロック信号により処理が行われる。データ転送モードでは、機能回路１５内部でのデータ転送（例えば、ＲＯＭ／ＲＡＭ１５３と、不揮発性メモリ１５４との間のデータ転送など）が行われる。
【００４９】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が低速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第１の値以上の場合に、高速動作モードに切り替える。
【００５０】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が高速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第２の値より小さい場合に、低速動作モードに切り替える。第１の値は第２の値より大きい。
【００５１】
本実施形態では、第２システム制御回路１５５は、動作モードに応じて検出レベル（上記第１の値又は第２の値）を電流測定回路２０に設定する。電流測定回路２０は、破棄される電流Ｉｗが設定された検出レベル以上か否かを第２システム制御回路１５５に出力する。
【００５２】
次に、図３を参照して無線型ＩＣカードの動作をより詳しく説明する。
【００５３】
図３は、本実施形態に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。図３の横軸は、供給された電力に基づいてシャントレギュレータ１３に供給される電流Ｉｉｎを表し、縦軸は出力される電源電圧Ｖｏｕｔを表す。電流Ｉｉｎは、電源電流Ｉｏｕｔとして出力可能な最大値である。この電流−電圧特性は、比較例の図５と同一である。
【００５４】
まず、無線型ＩＣカードが外部装置に近づくと、無線型ＩＣカードのアンテナ１１は外部装置からの微弱な電波を受信する。整流回路１２は、受信された電波により供給された電力を整流する。シャントレギュレータ１３は、整流回路１２から供給された電力に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔを生成する。この時点では機能回路１５は動作していないので、電源電流Ｉｏｕｔは機能回路１５に流れず、ほぼ全ての電流Ｉｉｎは、廃棄される電流Ｉｗとして電流測定回路２０を介して接地点に流れる。電流測定回路２０は、この廃棄される電流Ｉｗを測定する。無線型ＩＣカードが外部装置に更に近づいていくと、受信される電波は強くなっていき、廃棄される電流Ｉｗも増加する。廃棄される電流Ｉｗが所定値ＩｗＬ以上になる（つまり、電流Ｉｉｎが図３の値ＩＬ以上になる）と、第２のシステム制御回路１５５の制御により第１システム制御回路１５１が機能回路１５の処理回路１５２等のリセットを解除する。これにより、電源電流Ｉｏｕｔが機能回路１５に流れ、機能回路１５は起動処理などを行う。
【００５５】
無線型ＩＣカードの動作モードは供給された電力に応じて設定される。動作中の電力の供給状態として、下記の４つのケースが考えられる。
【００５６】
ケース１：電力の供給が少ない場合（図３のＣ１）
電力の供給が少なく、且つ、機能回路１５がそれほど電力を消費していない状態では、破棄される電流Ｉｗは小さい。従って、第２システム制御回路１５５は、消費電力の高い高速動作モードを禁止し、消費電力の低い低速動作モードに機能回路１５を設定して、演算や処理を仕様上の最低限の動作とする。これにより、無線型ＩＣカードは正常動作状態を維持することが出来る。
【００５７】
例えば起動時には、前述のように、リセット解除後に低速動作モードで起動されるので、破棄される電流Ｉｗが小さい場合に、第２システム制御回路１５５はこのケース１の状態であることを判断できる。
【００５８】
なお、図３において、矢印Ｃ１〜Ｃ４の破線部分では低速動作モードに設定され、実線部分では高速動作モードに設定される。
【００５９】
ケース２：電力の供給が少ない状態から十分な状態に移行する場合（図３のＣ２）
第２システム制御回路１５５が消費電力の高い高速動作モードを禁止した状態、つまり、機能回路１５の動作にそれほど電力を消費していない状態で、電力の供給量が増加する。そのため、破棄される電流Ｉｗは増加する。破棄される電流Ｉｗが第１の値Ｉｗ１以上になる（つまり、電流Ｉｉｎが値Ｉ１以上になる）と、第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードの許可に移行し、機能回路１５は消費電力の高い演算や高速処理を行うことが出来る。
【００６０】
ケース３：電力が十分供給されている場合（図３のＣ３）
第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードを許可しているので、機能回路１５は消費電力の大きい演算や高速処理を行うことが出来る。このとき、第２システム制御回路１５５は、消費電力が高い高速動作モードで動作しているという情報を管理している。このことにより、破棄される電流Ｉｗが次のケース４の第２の値Ｉｗ２に減るまでは、機能回路１５自体が電力を消費していると判断することが出来る（図３のＣ３ａ）。
【００６１】
ケース４：電力の供給が十分な状態から少ない状態に移行する場合（図３のＣ４）
第２システム制御回路１５５が消費電力の高い動作モードを許可した状態で、電力の供給量が減少するため、破棄される電流Ｉｗは減少し、第２の値Ｉｗ２より小さくなる（つまり、電流Ｉｉｎは値Ｉ２より小さくなる）。これにより、第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードの禁止に移行し、低速動作モードに設定して演算や処理を仕様上の最低限の動作とすることで正常動作状態を維持出来る。つまり、ケース１の状態に戻る。
【００６２】
ただし、消費電力が高い高速動作モードで動作中に供給電力が減少するため、低速動作モードへの移行に必要な時間が電力供給の減少時間より長い場合、正常動作を維持できない可能性が高い。このような場合、破棄される電流Ｉｗがある程度残っているところで動作モードを移行するように設定すれば、正常動作を維持することが出来る。
【００６３】
以上のケース１からケース４で説明したように、第２システム制御回路１５５は、動作モードと電流Ｉｉｎとの関係がヒステリシスを持つように動作モードを切り替える。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、電流測定回路２０が破棄される電流Ｉｗを測定し、第２システム制御回路１５５が、測定された電流と機能回路１５の動作モードとに応じて、機能回路１５を高速動作モード又は低速動作モードに制御するようにしたので、供給された電力Ｐｉｎに適した動作モードを選択できる。つまり、供給された電力Ｐｉｎが減少しても消費電力が低い低速動作モードで動作させることができるので、供給された電力Ｐｉｎ内で正常動作状態の維持が可能となる。これにより、リブートせずに処理を続けることができ、動作可能な供給電力の範囲を比較例より広くすることが出来る。従って、無線型ＩＣカードが動作可能な電力供給源からの距離の範囲は、比較例より広くなる。また、比較例では利用されていなかった破棄される電流Ｉｗを有効に活用できる。
【００６５】
ただし、低速動作モードによる処理速度の犠牲は伴うことになる。
【００６６】
なお、第１の値Ｉｗ１と第２の値Ｉｗ２との間に他の複数の値を設定し、これらの値を基準として中間の消費電力の動作モードに切り替えるようにしても良い。
【００６７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態ではシャントレギュレータで破棄される電流の測定を行っているが、本実施形態では無線電波により供給された全電流を測定するようにしている。
【００６８】
本実施形態の無線型ＩＣカードは、電流測定回路２０が接続される位置が第１の実施形態と異なる。電流測定回路２０は、図２におけるブリッジダイオード１２と、シャントレギュレータ１３との間の電流Ｉｉｎを測定する。つまり、電流測定回路２０は、電力に基づく電流として、シャントレギュレータ（定電圧回路）１３に供給された電流Ｉｉｎを測定する。その他の構成は図２の第１の実施形態と同一であるため、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、測定された電流Ｉｉｎは供給電力Ｐｉｎに比例するので、単に測定された全電流Ｉｉｎから機能回路１５の動作モードを制御すればよい。従って、第１の実施形態とは異なり、機能回路１５の動作状態（動作モード）と破棄される電流Ｉｗとの関係を考慮する必要はない。
【００７０】
第１の実施形態で説明した様に、第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が低速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第１の値以上の場合に、高速動作モードに切り替える。本実施形態では、第１の値として、図３の値Ｉ１を用いる。
【００７１】
また、第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が高速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第２の値より小さい場合に、低速動作モードに切り替える。本実施形態では、第２の値として、図３の値Ｉ２を用いる。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
ただし、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、機能回路１５等の動作に用いられない廃棄される電流Ｉｗを測定していない。第１の実施形態では、電流の測定による電力のロスがあっても、本来廃棄されるべき電力のロスなので、電力の無駄にはならない。本実施形態では、電流Ｉｉｎの測定により、本来使用可能であるはずの電力のロスが発生することになる。
【００７４】
以上で説明した各実施形態によれば、動作可能な供給電力の範囲を広くできる半導体装置及び非接触通信媒体を提供できる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００７６】
例えば、比較例のように電圧検知回路１６を備え、電圧検知回路１６により機能回路１５の処理回路１５２等のリセット解除を行っても良い。
【００７７】
また、前述の電流測定回路２０と第２システム制御回路１５５の機能は一例であり、破棄される電流Ｉｗが動作モードに応じた検出レベル（上記第１の値又は第２の値）以上か否かを判断できれば良い。例えば、電流測定回路２０により、破棄される電流Ｉｗの値の情報を第２システム制御回路１５５に出力して、第２システム制御回路１５５により、破棄される電流Ｉｗが動作モードに応じた検出レベル以上か否かを判断するようにしても良い。
【００７８】
また、無線型ＩＣカードはシリーズレギュレータ１４を備えなくとも良い。
【符号の説明】
【００７９】
１１ アンテナ（電力生成回路）
１２ 整流回路（電力生成回路）
１３ シャントレギュレータ（定電圧回路）
１４ シリーズレギュレータ
１５ 機能回路
１７ クロック抽出回路
２０ 電流測定回路
１５１ 第１システム制御回路
１５２ 処理回路
１５３ ＲＯＭ／ＲＡＭ
１５４ 不揮発性メモリ
１５５ 第２システム制御回路（制御回路）
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及び非接触通信媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線電波からの供給電力を用いて動作する無線型ＩＣカード（非接触型ＩＣカード）と称される非接触通信媒体が知られている。このような無線型ＩＣカードは、例えば、定期券等に用いられている。
【０００３】
従来の無線型ＩＣカードでは、上記供給電力に基づいてレギュレータで電源電圧を生成し、この電圧を測定することで、測定された電圧に応じて回路動作を制御している。レギュレータの特性により、回路動作に十分とは言えない程度の供給電力（つまり電流が小さい）であっても、電源電圧は回路動作に十分な電圧まで高くなる。また、生成された電源電圧は、通常、ある程度以上の供給電力では変化量は小さくなる。よって、測定された電圧では、供給電力を正確に把握することができない。従って、電圧だけの判断で回路動作を制御する場合、供給電力によっては無線型ＩＣカード自体の消費電力が供給電力を超えてしまい、正常な回路動作が行えなくなることがある。
【０００４】
また、無線型ＩＣカードは、無線電波から供給される電力を用いて動作するので、正常動作中でも環境の変化によって供給電力が不十分になり正常動作が行われなくなる可能性がある。
【０００５】
これらの理由から、無線型ＩＣカードが確実に動作可能な供給電力の範囲が狭くなるので、無線型ＩＣカードが動作可能な電力供給源からの距離は大幅に制限されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−９９８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、動作可能な供給電力の範囲を広くできる半導体装置及び非接触通信媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、機能回路と、電流測定回路と、制御回路と、を備える半導体装置が提供される。前記機能回路は、供給された電力で動作する。前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流を測定する。前記制御回路は、前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。
【図４】比較例に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【図５】比較例に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。
【図６】比較例に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態についての説明に先立ち、図４から図６を参照して、発明者が知得する比較例の無線型ＩＣカードについて説明する。
【００１１】
図４は、比較例に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【００１２】
図４に示すように、一般的に、無線型ＩＣカードでは、アンテナ１１で受信された電波により供給された電力を整流回路１２が整流し、整流された電力に基づいてシャントレギュレータ１３が目標の電源電圧Ｖｏｕｔと電源電流Ｉｏｕｔとを出力する。電源電圧Ｖｏｕｔ及び電源電流Ｉｏｕｔは、シリーズレギュレータ１４を介して機能回路１５ａ等に供給される。電波は、電力供給源としての外部装置（図示せず）から供給される。
【００１３】
無線型ＩＣカードは、電力の供給状態を判断し、電力の供給が十分であると判断した場合、機能回路１５ａを起動する。十分な供給電力の判断は、電源電圧Ｖｏｕｔが図５の十分な電圧範囲（環境判断用検出電圧（例えば電圧Ｖ３）以上）となったことを基準として行っている。そのため、電圧検知回路１６は、電源電圧Ｖｏｕｔの大きさにより電力状態の判断を行う。電圧検知回路１６により電源電圧Ｖｏｕｔが環境判断用検出電圧以上であると判断された場合、システム制御回路１５１は、機能回路１５ａの処理回路（ＣＰＵ等）１５２等のリセット解除を行う。これにより、機能回路１５ａの動作による電力の消費が始まる。
【００１４】
図５は、シャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。図５の横軸は、供給された電力に基づいてシャントレギュレータ１３に供給される電流Ｉｉｎを表し、縦軸は出力される電源電圧Ｖｏｕｔを表す。電流Ｉｉｎは、電源電流Ｉｏｕｔとして出力可能な最大値である。
【００１５】
範囲Ａは、ある程度以上の電源電圧Ｖｏｕｔが得られ、電源電圧Ｖｏｕｔの変化量が小さい範囲を表す。変化量が小さい理由は、シャントレギュレータ１３により電源電圧Ｖｏｕｔが一定値となるように制御されるためである。範囲Ｂは、回路動作限界電圧ＶＬ以上の、回路動作可能な供給電圧範囲を表す。範囲Ｃは、回路動作に十分な供給電流範囲を表す。
【００１６】
比較例の無線型ＩＣカードにおいて、環境判断用検出電圧の設定として以下の３つが考えられる。
【００１７】
（設定１）環境判断用検出電圧を回路動作限界電圧ＶＬの近くの電圧Ｖ１に設定した場合、自己動作による電力消費で供給電力が不足して、動作不能になる。
【００１８】
つまり、この設定では、低い供給電力となる電力供給源から離れた場所であっても機能回路１５ａを起動できる。しかし、消費電力が供給電力を超えてしまい、正常な回路動作が行えない場合が多い。
【００１９】
（設定２）環境判断用検出電圧を回路動作限界電圧ＶＬに対し余裕を持たせる場合、電圧の変化量が小さい範囲での判断となるため、多くの供給電力がない限り動作可能と判断できない（電圧Ｖ２）。
【００２０】
つまり、この設定では、高い供給電力が得られる電力供給源に近い場所でないと起動できない。
【００２１】
（設定３）環境判断用検出電圧を電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との間の電圧Ｖ３に設定した場合、上記（設定２）より少ない供給電力でも動作可能であるが、電圧の変化量が小さい範囲であるため電圧のみでは供給電力の判断が困難である。
【００２２】
つまり、この設定では、電力供給源からの距離が（設定２）より離れた場所で起動でき、正常動作が可能であるが、電圧で判断するには高い測定精度が要求される。
【００２３】
このように、比較例の無線型ＩＣカードは、電圧では供給電力を正確に把握することができないので、環境判断用検出電圧を本来動作可能な下限の電圧よりも高く設定する必要があり、範囲Ａの全てで動作することが困難である。
【００２４】
ここで、機能回路１５ａが動作する上での消費電力は、処理に応じて異なる。たとえば、機能回路１５ａが高速の暗号演算処理モードなどで動作する場合、多くの電力を消費する。一方、機能回路１５ａが演算を実行していない場合（例えば、無線型ＩＣカード内でデータ転送を行っている場合）などでは、それほど電力は消費されない。
【００２５】
供給された電力のうち機能回路１５ａで消費されない電力は、シャントレギュレータ１３で熱などとして消費される。このことについて、図６を参照して説明する。
【００２６】
図６は、比較例に係る無線型ＩＣカードにおける供給された電力と消費電力との関係を説明する概念図である。
【００２７】
図６に示すように、シャントレギュレータ１３に供給された電力Ｐｉｎは、機能回路１５ａ（負荷１５Ｘ）の動作で消費される電力（消費電力Ｐ）と、機能回路１５ａ（負荷１５Ｘ）の動作で消費されない不要な電力（余剰消費電力Ｐｗ）とに分類される。不要な電力は、シャントレギュレータ１３で破棄（消費）される。電流で考えると、整流器１２からシャントレギュレータ１３に流れる全体電流Ｉｉｎは、機能回路１５ａに流れる電流Ｉｏｕｔと、シャントレギュレータ１３で破棄される電流Ｉｗと、に分かれる。
【００２８】
本発明者は、シャントレギュレータ１３で破棄される電流が小さい場合として、以下の２つの状態が考えられることを独自に知得した。
状態１．供給された電力Ｐｉｎは十分多いが、機能回路１５ａが動作する上で電力は消費され、そのためシャントレギュレータ１３で破棄される電流が小さい。
状態２．供給された電力Ｐｉｎ自体が少ない。
【００２９】
以下に説明する本発明の実施形態は、上記状態２の場合において、無線型ＩＣカードの機能回路１５ａで自己消費される消費電力Ｐを抑えることで、供給された電力Ｐｉｎ内で動作を行うものである。ただし、状態１の場合と状態２の場合との区別が出来なければならない。従って、無線型ＩＣカードは供給された電力Ｐｉｎの状態を複数レベルで判断できると共に、機能回路１５ａは複数の動作モードを持つ必要がある。
【００３０】
発明者は、上述した独自の知得に基づいて本発明をなすに至った。
【００３１】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００３２】
（第１の実施形態）
本実施形態は、シャントレギュレータで破棄される電流と、機能回路の動作モードと、に応じて、機能回路の動作モードを変更することを特徴の１つとする。
【００３３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードの動作原理を説明する概念図である。
【００３４】
この無線型ＩＣカードは、図４の比較例に加え、破棄される電流Ｉｗを測定する電流測定回路２０をさらに備える。そして、無線型ＩＣカードは、電流測定回路２０で測定された電流に応じて、負荷１５Ｘとしての機能回路の動作モード（消費電力）を変更する。つまり、図１に示すように、無線型ＩＣカードは、測定された電流に応じて負荷１５Ｘのインピーダンスを変化させるように動作する。このことについて、以下に詳しく説明する。
【００３５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る無線型ＩＣカードのブロック図である。
【００３６】
図２に示すように、この無線型ＩＣカードは、アンテナ（電力生成回路）１１と、整流回路（電力生成回路）１２と、シャントレギュレータ１３と、シリーズレギュレータ１４と、機能回路１５と、クロック抽出回路１７と、電流測定回路２０と、を備える。機能回路１５は、第１システム制御回路１５１と、処理回路１５２と、ＲＯＭ／ＲＡＭ１５３と、不揮発性メモリ１５４と、第２システム制御回路（制御回路）１５５と、を備える。処理回路１５２は、ＣＰＵ、暗号回路、通信回路および制御回路などを備える。
【００３７】
つまり、この無線型ＩＣカードは、図５の比較例の構成に加えて、電流測定回路２０と、第２システム制御回路１５５と、を備える。また、比較例の電圧検知回路１６は備えていない。
【００３８】
無線型ＩＣカード（例えば、定期券）は、外部装置（例えば、自動改札機）（図示せず）から供給される電波により得られる電力で動作する。
【００３９】
アンテナ１１は、外部装置から電波を受信する。整流回路１２は、受信された電波により供給された電力を整流する。ここでは、整流回路１２の一例として、４つのダイオードが接続されたブリッジダイオードが用いられている。
【００４０】
シャントレギュレータ１３は、整流回路１２から供給された電力Ｐｉｎ（電圧Ｖｉｎ、電流Ｉｉｎ）に基づいて、所定値に制御した電源電圧Ｖｏｕｔと電源電流Ｉｏｕｔとを、シリーズレギュレータ１４を介して機能回路１５に供給する。シリーズレギュレータ１４は、入力された電源電圧Ｖｏｕｔをより安定させて出力すると共に、入力された電源電流Ｉｏｕｔをそのまま出力する。
【００４１】
シャントレギュレータ１３は、電流Ｉｉｎのうち、機能回路１５に供給されない電流を破棄する。破棄される電流Ｉｗは、電流測定回路２０を介して接地点（グランド）に流れる。
【００４２】
電流測定回路２０は、供給された電力Ｐｉｎの量を判断するために、シャントレギュレータ１３において破棄される電流（供給された電力に基づく電流）Ｉｗを測定する。電流測定回路２０は、破棄される電流Ｉｗのレベルを複数の状態として第２のシステム制御回路１５５に与えることが出来る。
【００４３】
電流で電力を判断する理由は、図５を参照して前述した様に、通常、動作可能な電力の範囲では電圧の差分が小さいため、十分な電力供給の有無の判断程度であれば電圧で判断できるが、細かい電力供給レベルの判断は難しいためである。
【００４４】
クロック抽出回路１７は、アンテナ１１で受信された電波に含まれているクロック信号を抽出し、機能回路１５に供給する。
【００４５】
機能回路１５は、シャントレギュレータ１３からの電源電圧Ｖｏｕｔ及び電源電流Ｉｏｕｔ（アンテナ１１及び整流回路１２で生成された電力）に基づいて動作し、無線型ＩＣカードと外部装置との情報伝達に伴う処理を行う。機能回路１５は、例えば、クロック抽出回路１７から供給されるクロック信号、又は、機能回路１５の内部で生成されるクロック信号等に同期して各処理を行う。
【００４６】
機能回路１５は、互いに消費電力が異なる複数の動作モード（低速動作モードと高速動作モード）を有する。高速動作モードは低速動作モードより消費電力が高い。
【００４７】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５の動作情報（低速／高速動作モード）と、電流測定回路２０で測定された電流と、に応じて、機能回路１５を低速動作モードと高速動作モードとの何れかで動作するように制御する。つまり、第２システム制御回路１５５は、電力供給レベルから動作可能な動作モードを判断し、機能回路１５の動作モードを最適なものに設定する。
【００４８】
高速動作モードは、例えば、高速の暗号演算処理モード、認証処理モードなどを有する。低速動作モードは、例えば、低速の暗号演算処理モード、データ転送モードなどを有する。低速の暗号演算処理モードは、高速の暗号演算処理モードで用いられる周波数よりも低い周波数のクロック信号により処理が行われる。データ転送モードでは、機能回路１５内部でのデータ転送（例えば、ＲＯＭ／ＲＡＭ１５３と、不揮発性メモリ１５４との間のデータ転送など）が行われる。
【００４９】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が低速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第１の値以上の場合に、高速動作モードに切り替える。
【００５０】
第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が高速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第２の値より小さい場合に、低速動作モードに切り替える。第１の値は第２の値より大きい。
【００５１】
本実施形態では、第２システム制御回路１５５は、動作モードに応じて検出レベル（上記第１の値又は第２の値）を電流測定回路２０に設定する。電流測定回路２０は、破棄される電流Ｉｗが設定された検出レベル以上か否かを第２システム制御回路１５５に出力する。
【００５２】
次に、図３を参照して無線型ＩＣカードの動作をより詳しく説明する。
【００５３】
図３は、本実施形態に係るシャントレギュレータに供給される電流と、シャントレギュレータから出力される電圧の特性を表す図である。図３の横軸は、供給された電力に基づいてシャントレギュレータ１３に供給される電流Ｉｉｎを表し、縦軸は出力される電源電圧Ｖｏｕｔを表す。電流Ｉｉｎは、電源電流Ｉｏｕｔとして出力可能な最大値である。この電流−電圧特性は、比較例の図５と同一である。
【００５４】
まず、無線型ＩＣカードが外部装置に近づくと、無線型ＩＣカードのアンテナ１１は外部装置からの微弱な電波を受信する。整流回路１２は、受信された電波により供給された電力を整流する。シャントレギュレータ１３は、整流回路１２から供給された電力に基づいて電源電圧Ｖｏｕｔを生成する。この時点では機能回路１５は動作していないので、電源電流Ｉｏｕｔは機能回路１５に流れず、ほぼ全ての電流Ｉｉｎは、廃棄される電流Ｉｗとして電流測定回路２０を介して接地点に流れる。電流測定回路２０は、この廃棄される電流Ｉｗを測定する。無線型ＩＣカードが外部装置に更に近づいていくと、受信される電波は強くなっていき、廃棄される電流Ｉｗも増加する。廃棄される電流Ｉｗが所定値ＩｗＬ以上になる（つまり、電流Ｉｉｎが図３の値ＩＬ以上になる）と、第２のシステム制御回路１５５の制御により第１システム制御回路１５１が機能回路１５の処理回路１５２等のリセットを解除する。これにより、電源電流Ｉｏｕｔが機能回路１５に流れ、機能回路１５は起動処理などを行う。
【００５５】
無線型ＩＣカードの動作モードは供給された電力に応じて設定される。動作中の電力の供給状態として、下記の４つのケースが考えられる。
【００５６】
ケース１：電力の供給が少ない場合（図３のＣ１）
電力の供給が少なく、且つ、機能回路１５がそれほど電力を消費していない状態では、破棄される電流Ｉｗは小さい。従って、第２システム制御回路１５５は、消費電力の高い高速動作モードを禁止し、消費電力の低い低速動作モードに機能回路１５を設定して、演算や処理を仕様上の最低限の動作とする。これにより、無線型ＩＣカードは正常動作状態を維持することが出来る。
【００５７】
例えば起動時には、前述のように、リセット解除後に低速動作モードで起動されるので、破棄される電流Ｉｗが小さい場合に、第２システム制御回路１５５はこのケース１の状態であることを判断できる。
【００５８】
なお、図３において、矢印Ｃ１〜Ｃ４の破線部分では低速動作モードに設定され、実線部分では高速動作モードに設定される。
【００５９】
ケース２：電力の供給が少ない状態から十分な状態に移行する場合（図３のＣ２）
第２システム制御回路１５５が消費電力の高い高速動作モードを禁止した状態、つまり、機能回路１５の動作にそれほど電力を消費していない状態で、電力の供給量が増加する。そのため、破棄される電流Ｉｗは増加する。破棄される電流Ｉｗが第１の値Ｉｗ１以上になる（つまり、電流Ｉｉｎが値Ｉ１以上になる）と、第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードの許可に移行し、機能回路１５は消費電力の高い演算や高速処理を行うことが出来る。
【００６０】
ケース３：電力が十分供給されている場合（図３のＣ３）
第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードを許可しているので、機能回路１５は消費電力の大きい演算や高速処理を行うことが出来る。このとき、第２システム制御回路１５５は、消費電力が高い高速動作モードで動作しているという情報を管理している。このことにより、破棄される電流Ｉｗが次のケース４の第２の値Ｉｗ２に減るまでは、機能回路１５自体が電力を消費していると判断することが出来る（図３のＣ３ａ）。
【００６１】
ケース４：電力の供給が十分な状態から少ない状態に移行する場合（図３のＣ４）
第２システム制御回路１５５が消費電力の高い動作モードを許可した状態で、電力の供給量が減少するため、破棄される電流Ｉｗは減少し、第２の値Ｉｗ２より小さくなる（つまり、電流Ｉｉｎは値Ｉ２より小さくなる）。これにより、第２システム制御回路１５５は消費電力の高い高速動作モードの禁止に移行し、低速動作モードに設定して演算や処理を仕様上の最低限の動作とすることで正常動作状態を維持出来る。つまり、ケース１の状態に戻る。
【００６２】
ただし、消費電力が高い高速動作モードで動作中に供給電力が減少するため、低速動作モードへの移行に必要な時間が電力供給の減少時間より長い場合、正常動作を維持できない可能性が高い。このような場合、破棄される電流Ｉｗがある程度残っているところで動作モードを移行するように設定すれば、正常動作を維持することが出来る。
【００６３】
以上のケース１からケース４で説明したように、第２システム制御回路１５５は、動作モードと電流Ｉｉｎとの関係がヒステリシスを持つように動作モードを切り替える。
【００６４】
このように、本実施形態によれば、電流測定回路２０が破棄される電流Ｉｗを測定し、第２システム制御回路１５５が、測定された電流と機能回路１５の動作モードとに応じて、機能回路１５を高速動作モード又は低速動作モードに制御するようにしたので、供給された電力Ｐｉｎに適した動作モードを選択できる。つまり、供給された電力Ｐｉｎが減少しても消費電力が低い低速動作モードで動作させることができるので、供給された電力Ｐｉｎ内で正常動作状態の維持が可能となる。これにより、リブートせずに処理を続けることができ、動作可能な供給電力の範囲を比較例より広くすることが出来る。従って、無線型ＩＣカードが動作可能な電力供給源からの距離の範囲は、比較例より広くなる。また、比較例では利用されていなかった破棄される電流Ｉｗを有効に活用できる。
【００６５】
ただし、低速動作モードによる処理速度の犠牲は伴うことになる。
【００６６】
なお、第１の値Ｉｗ１と第２の値Ｉｗ２との間に他の複数の値を設定し、これらの値を基準として中間の消費電力の動作モードに切り替えるようにしても良い。
【００６７】
（第２の実施形態）
第１の実施形態ではシャントレギュレータで破棄される電流の測定を行っているが、本実施形態では無線電波により供給された全電流を測定するようにしている。
【００６８】
本実施形態の無線型ＩＣカードは、電流測定回路２０が接続される位置が第１の実施形態と異なる。電流測定回路２０は、図２におけるブリッジダイオード１２と、シャントレギュレータ１３との間の電流Ｉｉｎを測定する。つまり、電流測定回路２０は、電力に基づく電流として、シャントレギュレータ（定電圧回路）１３に供給された電流Ｉｉｎを測定する。その他の構成は図２の第１の実施形態と同一であるため、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本実施形態では、測定された電流Ｉｉｎは供給電力Ｐｉｎに比例するので、単に測定された全電流Ｉｉｎから機能回路１５の動作モードを制御すればよい。従って、第１の実施形態とは異なり、機能回路１５の動作状態（動作モード）と破棄される電流Ｉｗとの関係を考慮する必要はない。
【００７０】
第１の実施形態で説明した様に、第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が低速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第１の値以上の場合に、高速動作モードに切り替える。本実施形態では、第１の値として、図３の値Ｉ１を用いる。
【００７１】
また、第２システム制御回路１５５は、機能回路１５が高速動作モードで動作していると共に、電流測定回路２０で測定された電流が第２の値より小さい場合に、低速動作モードに切り替える。本実施形態では、第２の値として、図３の値Ｉ２を用いる。
【００７２】
このように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
ただし、本実施形態では、第１の実施形態と異なり、機能回路１５等の動作に用いられない廃棄される電流Ｉｗを測定していない。第１の実施形態では、電流の測定による電力のロスがあっても、本来廃棄されるべき電力のロスなので、電力の無駄にはならない。本実施形態では、電流Ｉｉｎの測定により、本来使用可能であるはずの電力のロスが発生することになる。
【００７４】
以上で説明した各実施形態によれば、動作可能な供給電力の範囲を広くできる半導体装置及び非接触通信媒体を提供できる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
【００７６】
例えば、比較例のように電圧検知回路１６を備え、電圧検知回路１６により機能回路１５の処理回路１５２等のリセット解除を行っても良い。
【００７７】
また、前述の電流測定回路２０と第２システム制御回路１５５の機能は一例であり、破棄される電流Ｉｗが動作モードに応じた検出レベル（上記第１の値又は第２の値）以上か否かを判断できれば良い。例えば、電流測定回路２０により、破棄される電流Ｉｗの値の情報を第２システム制御回路１５５に出力して、第２システム制御回路１５５により、破棄される電流Ｉｗが動作モードに応じた検出レベル以上か否かを判断するようにしても良い。
【００７８】
また、無線型ＩＣカードはシリーズレギュレータ１４を備えなくとも良い。
【符号の説明】
【００７９】
１１ アンテナ（電力生成回路）
１２ 整流回路（電力生成回路）
１３ シャントレギュレータ（定電圧回路）
１４ シリーズレギュレータ
１５ 機能回路
１７ クロック抽出回路
２０ 電流測定回路
１５１ 第１システム制御回路
１５２ 処理回路
１５３ ＲＯＭ／ＲＡＭ
１５４ 不揮発性メモリ
１５５ 第２システム制御回路（制御回路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された電力で動作する機能回路と、
前記電力に基づく電流を測定する電流測定回路と、
前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する制御回路と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
前記機能回路は、互いに消費電力が異なる複数の動作モードを有し、
前記制御回路は、前記機能回路の前記動作情報として前記各動作モードを用い、前記機能回路が前記複数の動作モードの何れかで動作するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の動作モードは低速動作モードと高速動作モードとを含み、
前記高速動作モードは前記低速動作モードより消費電力が高く、
前記制御回路は、
前記機能回路が前記低速動作モードで動作していると共に、測定された前記電流が第１の値以上の場合に、前記高速動作モードに切り替え、
前記機能回路が前記高速動作モードで動作していると共に、測定された前記電流が第２の値より小さい場合に、前記低速動作モードに切り替える、ように構成され、
前記第１の値は前記第２の値より大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
供給された前記電力に基づいて電源電圧と電源電流とを前記機能回路に供給し、前記機能回路に供給されない電流を破棄する、シャントレギュレータを更に備え、
前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流として、前記シャントレギュレータにおいて破棄される電流を測定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
供給された前記電力に基づいて電源電圧と電源電流とを前記機能回路に供給する定電圧回路を更に備え、
前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流として、前記定電圧回路に供給された電流を測定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項６】
外部装置から供給される電波により得られる電力で動作する非接触通信媒体であって、
前記外部装置から前記電波を受信し、前記電波から電力を生成する電力生成回路と、
前記電力生成回路で生成された前記電力で動作し、前記外部装置との情報伝達に伴う処理を行う機能回路と、
前記電力に基づく電流を測定する電流測定回路と、
前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する制御回路と、
を備える非接触通信媒体。
【請求項１】
供給された電力で動作する機能回路と、
前記電力に基づく電流を測定する電流測定回路と、
前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する制御回路と、
を備える半導体装置。
【請求項２】
前記機能回路は、互いに消費電力が異なる複数の動作モードを有し、
前記制御回路は、前記機能回路の前記動作情報として前記各動作モードを用い、前記機能回路が前記複数の動作モードの何れかで動作するように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記複数の動作モードは低速動作モードと高速動作モードとを含み、
前記高速動作モードは前記低速動作モードより消費電力が高く、
前記制御回路は、
前記機能回路が前記低速動作モードで動作していると共に、測定された前記電流が第１の値以上の場合に、前記高速動作モードに切り替え、
前記機能回路が前記高速動作モードで動作していると共に、測定された前記電流が第２の値より小さい場合に、前記低速動作モードに切り替える、ように構成され、
前記第１の値は前記第２の値より大きい
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
供給された前記電力に基づいて電源電圧と電源電流とを前記機能回路に供給し、前記機能回路に供給されない電流を破棄する、シャントレギュレータを更に備え、
前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流として、前記シャントレギュレータにおいて破棄される電流を測定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
供給された前記電力に基づいて電源電圧と電源電流とを前記機能回路に供給する定電圧回路を更に備え、
前記電流測定回路は、前記電力に基づく電流として、前記定電圧回路に供給された電流を測定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の半導体装置。
【請求項６】
外部装置から供給される電波により得られる電力で動作する非接触通信媒体であって、
前記外部装置から前記電波を受信し、前記電波から電力を生成する電力生成回路と、
前記電力生成回路で生成された前記電力で動作し、前記外部装置との情報伝達に伴う処理を行う機能回路と、
前記電力に基づく電流を測定する電流測定回路と、
前記機能回路の動作情報と、測定された前記電流と、に応じて前記機能回路の動作を制御する制御回路と、
を備える非接触通信媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５３５４０（Ｐ２０１２−５３５４０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９３７７１（Ｐ２０１０−１９３７７１）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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