最適制御システム、ＬＳＩ最適制御回路及びそれに用いるＬＳＩ最適制御方法
【課題】 ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながらを動作可能とし、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることを可能とするとともに、ＬＩＳを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作可能な最適制御システムを提供する。
【解決手段】 クリティカルパスマージン測定機能１０２は予めＬＳＩ１０１の内部のクリティカルパスの限界値を測定し、その測定結果を遅延モニタ結果記憶用メモリ１１４に保持する。クリティカルパスマージン測定機能１０２は、ＬＳＩ１０１の実動作時に、内部モニタ回路１１３にてクリティカルパス回路１０３の動作状態を測定し、ＬＳＩ１０１内部の温度を温度測定機能１１５にて測定する。外部の全体最適制御回路はそのＬＳＩ１０１に与えるパラメータを変化させ、ＬＳＩ１０１に与えるパラメータを最適に制御する。
【解決手段】 クリティカルパスマージン測定機能１０２は予めＬＳＩ１０１の内部のクリティカルパスの限界値を測定し、その測定結果を遅延モニタ結果記憶用メモリ１１４に保持する。クリティカルパスマージン測定機能１０２は、ＬＳＩ１０１の実動作時に、内部モニタ回路１１３にてクリティカルパス回路１０３の動作状態を測定し、ＬＳＩ１０１内部の温度を温度測定機能１１５にて測定する。外部の全体最適制御回路はそのＬＳＩ１０１に与えるパラメータを変化させ、ＬＳＩ１０１に与えるパラメータを最適に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は最適制御システム、ＬＳＩ最適制御回路及びそれに用いるＬＳＩ最適制御方法に関し、特にＬＳＩ（大規模集積回路）の電源を最適化するための制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御方法としては、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にて等価的にモニタし、電源電圧を限界まで下げて低消費電力化を図る方式が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この方式では、モニタ回路のクリティカルパスを含む実回路の相関が必ずしも保証されるものではなく、また、消費電力の低減には一定の効果を出せるが、デバイスの性能を積極的に引き出す類の発明ではなかったため、これを解決するための技術が望まれている。
【０００４】
また、近年のデバイスプロセス微細化に伴い、リーク電流が支配的になり、かつ個体による偏差が大きくなる傾向にあるので、これを抑えるための技術が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０４５１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の制御方法では、上記の特許文献１に記載の技術のように、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にて等価的にモニタし、電源電圧を限界まで下げて低消費電力化を図る方式が存在するが、モニタ回路のクリティカルパスを含む実回路の相関が必ずしも保証されるものではなく、また、消費電力の低減には一定の効果を出せるが、デバイスの性能を積極的に引き出す類の発明ではないため、これらの問題を解決する技術が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながらを動作させることができ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができるとともに、ＬＩＳを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることができる最適制御システム、ＬＳＩ最適制御回路及びそれに用いるＬＳＩ最適制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による最適制御システムは、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する最適制御システムであって、
前記ＬＳＩは、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを備え、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを含む周辺システムを備えている。
【０００９】
本発明によるＬＳＩ最適制御回路は、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御するＬＳＩ最適制御回路であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを備えている。
【００１０】
本発明によるＬＳＩ最適制御方法は、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する制御回路を含むシステムに用いるＬＳＩ最適制御方法であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記制御回路が、前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる処理と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する処理とを実行している。
【００１１】
すなわち、本発明のＬＳＩ（大規模集積回路）最適制御回路は、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を測定するためのクリティカルパスマージン測定機能と、その測定結果を保持する機能と、実動作時に内部のクリティカルパスの動作状態を測定する機能と、ＬＳＩ内部の温度を測定する機能とをＬＳＩに具備し、そのＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させる機能と、ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを周辺システムに具備し、これらＬＳＩと周辺システムとの組み合わせによって、クリティカルパスの動作マージンを確実に把握し、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１２】
本発明のＬＳＩ最適制御回路は、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を測定するためのクリティカルパスマージン測定機能と、その測定結果を保持する機能と、実動作時に内部のクリティカルパスの動作状態を測定する機能と、ＬＳＩ内部の温度を測定する機能とをＬＳＩに具備し、そのＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させる機能と、ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを周辺システムに具備し、これらＬＳＩと周辺システムとの組み合わせによって、クリティカルパスの動作マージンを確実に把握し、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１３】
本発明のＬＳＩ最適制御回路では、基準のクロック信号によって動作して処理を行うＬＳＩにおいて、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を、ＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させながら、その回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果をＬＳＩ内部に保持している。
【００１４】
また、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、実動作時に、内部のクリティカルパスの動作状態をその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路の状態を測定することによって把握し、ＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を最適に制御することによって、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１５】
特に、複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合には、予めＬＳＩ内部に保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定することによって、動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時にデバイスの温度を観測することによって温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、デバイスの能力の偏差に応じ、能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる等の制御を行うことによって、システム全体の処理能力を限界まで高めることが可能となる。
【００１６】
本発明のＬＳＩ最適制御回路は、通常、リークの大きなデバイスにおいて、動作速度が速く、電圧を下げても同等の性能を得ることが可能であるため、この性質を利用して、動作速度（性能）が一定になることを目的として電圧を制御するようなシステムに応用することが可能となる。
【００１７】
上記のように、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、各デバイス毎にＬＳＩの動作速度の限界値を測定してそのデータ列を記憶させるので、そのＬＳＩを含むシステムを制御する機能がそのデータ列を読み出すことによって、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながら動作させることが可能となるため、目的に応じ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることが可能となる。また、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、ＬＳＩを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながらを動作させることができ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができるとともに、ＬＩＳを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の第１の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施例による最適制御システムは、複数のＬＳＩ（大規模集積回路）（本実施例では、ＬＳＩ１及びＬＳＩ３）と、クリティカルパスマージン測定機能２，４と、全体最適制御機能５と、処理負荷制御機能６と、電源制御機能７，１１と、電圧可変電源機能８，１２と、発振器制御機能９，１３と、周波数可変発振器１０，１４とから構成されている。
【００２１】
クリティカルパスマージン測定機能２，４はそれぞれのＬＳＩ１，３に実装され、全体最適制御機能５はＬＳＩ１，３からの情報を受取って全体を最適に制御する。処理負荷制御機能６は外部からの処理指示を受取り、全体最適制御機能５に指示を出す。
【００２２】
電源制御機能７，１１は全体最適制御機能５からの指示によって電源を制御する。電圧可変電源機能８，１２は電源制御機能７，１１からの信号を受け、出力電圧を変化させることが可能となっている。同様に、発振器制御機能９，１３は全体最適制御機能５からの指示によって周波数可変発振器１０，１４を制御する。周波数可変発振器１０，１４は発振器制御機能９，１３からの信号を受け、発振周波数を変化させることが可能となっている。
【００２３】
図２は図１のクリティカルパスマージン測定機能２，４を含むＬＳＩ１，３の内部構成を示す図である。図２において、ＬＳＩ１０１（ＬＳＩ１，３）はクリティカルパスマージン測定機能１０２（クリティカルパスマージン測定機能２，４）と、クリティカルパス回路１０３と、試験信号発生回路１０４と、選択回路１０５と、同期回路１０６とから構成されている。
【００２４】
クリティカルパスマージン測定機能１０２は遅延回路１１１−１〜１１１−ｎと、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎと、遅延モニタ回路１１３と、遅延モニタ結果記憶回路１１４と、温度測定機能１１５とから構成されている。
【００２５】
遅延回路１１１−１〜１１１−ｎは多段接続されており、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎはそれら遅延回路１１１−１〜１１１−ｎの入力信号をラッチする。遅延モニタ回路１１３はクリティカルパス回路１０３からの信号と、多数のラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎとをモニタする。
【００２６】
遅延モニタ結果記憶回路１１４は試験時の遅延モニタ回路１１３からの出力を書込みパルスによって記憶する。温度測定機能１１５はＬＳＩ１０１の内部温度を測定して出力する。尚、選択回路１０５は試験信号と運用信号との切替えを行い、同期回路１０６は選択回路１０５で発生した遅延が測定に影響しないようにする。
【００２７】
図３及び図４は本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作について説明する。尚、図３及び図４に示す処理は全体最適制御機能５［例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）］がプログラムを実行することで実現することができる。
【００２８】
まず、全体最適制御機能５はシステム立ち上げ時に（図３ステップＳ１，図４ステップＳ１１）、ＬＳＩ１，３からそれぞれ限界値データ列を読込み、リファレンスとして記憶する（図３ステップＳ２，図４ステップＳ１２）。続けて、全体最適制御機能５は、動作を開始し（図３ステップＳ３，図４ステップＳ１３）、周期的に現在値を読込む。限界値と現在値との差分が各々のＬＳＩ１，３の動作マージンとなり、マージンが大きければそれだけ大きく電圧を上昇させることができ、低下あるいはクロック周波数を上昇させることができる。
【００２９】
以下、２つの典型的なケースに関して説明する。初めに、外部から処理負荷制御機能６に対する処理要求が少なく、消費電力をできる限り抑えようとする場合について説明する。
【００３０】
全体最適制御機能５はそれぞれのＬＳＩ１，３のマージンに合わせて電源制御機能７，１１に対して電圧低下の指示を出す（図３ステップＳ４）。電源制御機能７，１１はこの指示を受けると、電圧可変電源機能８，１２を制御し、電圧可変電源機能８，１２からの出力電圧を下げて行く。
【００３１】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので（図３ステップＳ５，Ｓ６）、電源電圧低下に伴って現在値と限界値との差分は小さくなって行く。現在値と限界値との差分が予め決められた値より小さくなった場合（図３ステップＳ７）、全体最適制御機能５はそれ以上電圧を下げるよう指示するのを止め、定常状態に入る（図３ステップＳ８）。その後、全体最適制御機能５では温度条件等の環境条件の変化に従い（図３ステップＳ９）、一定の差分を保つようにフィードバックが掛かり、どのような状況下においても消費電力が最低かつ安定して動作する。
【００３２】
次に、外部から処理負荷制御機能６に対する処理要求が多く、処理能力を最大限に発揮したい場合に関して説明する。この場合には、上記で述べたパラメータに加え、ＬＳＩ１，３から出力される温度情報が重要なパラメータとなってくる。
【００３３】
先ず、全体最適制御機能５はそれぞれのＬＳＩ１，３のマージンに合わせて発振器制御機能９，１３に対して発振周波数上昇の指示を出す（図４ステップＳ１４）。発振器制御機能９，１３はこの指示を受けると、周波数可変発振器１０，１４を制御し、周波数可変発振器１０，１４からの出力周波数を上げて行く。
【００３４】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので（図４ステップＳ１５，Ｓ１６）、発振周波数上昇に伴い、現在値と限界値との差分は小さくなって行く。同時に、ＬＳＩ１，３の処理能力は上がって行く。
【００３５】
現在値と限界値との差分が予め決められた値より小さくなった場合（図４ステップＳ１７）、全体最適制御機能５はそれ以上周波数を上げるように指示するのを止めるが、同時に処理負荷制御機能６からの要求する処理が完全に実行されているかを確認する（図４ステップＳ１８）。
【００３６】
全体最適制御機能５は処理能力不足が確認された場合（図４ステップＳ１９）、電源制御機能７，１１に対して電圧上昇の指示を出す（図４ステップＳ２０）。電源制御機能７及び電源制御機能１１はこの指示を受けると、電圧可変電源機能８，１２を制御し、電圧可変電源機能８，１２からの出力電圧を上げて行く。
【００３７】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので、電圧上昇に伴い、現在値と限界値との差分は大きくなって行く。これによって、再び全体最適制御機能５は周波数上昇の指示が出せることになる。勿論、電圧上昇の上限値は予め決めておき、上限値以上の指示は出さないように制御を行う。また、ＬＳＩ１，３の限界は電圧上昇の上限値だけでなく、ＬＳＩ１，３に与える電源電圧、クロック周波数、処理負荷で決まる内部の温度にも依存するため、この限界も超えないように考慮する。このようにして、高負荷時には電圧、周波数ともＬＳＩ１，３の限界まで上昇させ、最大限の処理能力を発揮することができる。
【００３８】
次に、図２を参照してＬＳＩ１０１内部の動作について説明する。ここでは、一例としてＬＳＩ１０１の製造工程において検査を実施する際に、限界値を書込む例について説明する。
【００３９】
ＬＳＩ１０１は検査時に試験信号発生回路１０４を動作させ、クリティカルパスマージン測定機能１０２に試験信号を供給するとともに、試験指示信号にしたがって選択回路１０５にて試験信号を選択し、同期回路１０６にてタイミングを取り直した後にクリティカルパス回路１０３に試験信号を供給する。
【００４０】
次に、その状態でクロック周波数及び電源電圧をマトリクス状にクリティカルパス回路１０３が誤動作するまで変化させる。この時、クリティカルパスマージン測定機能１０２内のラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎの出力は、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｍ（ｍ＜ｎ）が正常動作、ラッチ回路１１２−（ｍ＋１）〜１１２−ｎが誤動作という状態となる。
【００４１】
遅延モニタ回路１１３はこれらの結果をエンコードし、クリティカルパスマージン値として出力する。同時に、遅延モニタ回路１１３はクリティカルパス回路１０３が初めて誤動作を起こした際に書込みパルスを発生させ、その際のクリティカルパスマージン値を限界値として遅延モニタ結果記憶回路１１４に記憶する。
【００４２】
検査を行う際に、例えば与える電源電圧毎に周波数を変化させ、各々の電圧値に対する限界値を測定し、その時の温度とセットで遅延モニタ結果記憶回路１１４に記憶させることもできる。ＬＳＩ１０１は出荷後、実運用状態で、クリティカルパス回路１０３が運用信号にて動作を行い、クリティカルパスマージン測定回路１０２が試験信号にて動作することによって、リアルタイムにＬＳＩ１０１の動作マージンを現在値として外部に出力する。
【００４３】
以上のように、本実施例では、各デバイス毎にＬＳＩ１，３の動作速度の限界値を測定し、そのデータ列を記憶させるので、そのＬＳＩ１，３を含むシステムを制御する機能がこのデータ列を読出すことによって、ＬＳＩ１，３の動作限界点を知り、常にＬＳＩ１，３のマージンを知りながら動作させることが可能となる。
【００４４】
このため、本実施例では、目的に応じ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができ、ＬＩＳ１，３を含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることが可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図５は本発明の第２の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。図５において、本発明の第２の実施例による最適制御システムは、全体最適制御機能５に記憶機能１５を接続した以外は図１に示す本発明の第１の実施例による最適制御システムと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００４６】
本発明の第１の実施例による最適制御システムでは、消費電力を限界まで下げる、あるいは処理能力を限界まで高めることに主眼をおいているが、本発明の第２の実施例による最適制御システムでは、ＬＳＩの製造偏差を吸収することを目的とした用途に応用することに主眼をおいている。
【００４７】
特に、ＬＳＩではデバイスのプロセスが微細化するにつれ、リーク電流が支配的になり、かつ個体による偏差が大きくなる傾向にある。但し、通常、リークの大きなデバイスは動作速度が速く、電圧を下げても同等の性能を得ることが可能である。したがって、本実施例では、この性質を利用して、動作速度（性能）が一定になることを目的として電圧を制御するようなシステムにも応用可能としている。
【００４８】
また、本実施例では、図５に示すように、全体最適制御機能５に記憶機能１５を接続することによって、過去にＬＳＩ１，３各々を動作させた電圧、周波数、その際の温度の情報を記憶機能１５に蓄積することが可能となり、過去にどのＬＳＩに負担が掛かったかが追跡可能となる。したがって、本実施例では、この情報を基に新規の処理要求がきた際に、より過去に負荷が掛かっていないＬＳＩ１，３に処理をさせ、システム全体の寿命を最大限まで延ばすことがが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明はＬＳＩを使用したシステムに広く適用可能である。特に、太陽電池やバッテリで動作する無線通信機器等の電源事情の劣悪な環境では、消費電力を極限まで絞って使用する方法での利用が考えられる。
【００５０】
一方、電源事情や放熱対策が良好、かつパフォーマンスが求められるような分野では、電源電圧及びクロック周波数を極限まで上げて使用する方法での利用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のクリティカルパスマージン測定機能２，４を含むＬＳＩ１，３の内部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，３，１０１ ＬＳＩ
２，４，１０２ クリティカルパスマージン測定機能
５ 全体最適制御機能
６ 処理負荷制御機能
７，１１ 電源制御機能
８，１２ 電圧可変電源機能
９，１３ 発振器制御機能
１０，１４ 周波数可変発振器
１５ 記憶機能
１０３ クリティカルパス回路
１０４ 試験信号発生回路
１０５ 選択回路
１０６ 同期回路
１１１−１〜１１１−ｎ 遅延回路
１１２−１〜１１２−ｎ ラッチ回路
１１３ 遅延モニタ回路
１１４ 遅延モニタ結果記憶回路
１１５ 温度測定機能
【技術分野】
【０００１】
本発明は最適制御システム、ＬＳＩ最適制御回路及びそれに用いるＬＳＩ最適制御方法に関し、特にＬＳＩ（大規模集積回路）の電源を最適化するための制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の制御方法としては、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にて等価的にモニタし、電源電圧を限界まで下げて低消費電力化を図る方式が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この方式では、モニタ回路のクリティカルパスを含む実回路の相関が必ずしも保証されるものではなく、また、消費電力の低減には一定の効果を出せるが、デバイスの性能を積極的に引き出す類の発明ではなかったため、これを解決するための技術が望まれている。
【０００４】
また、近年のデバイスプロセス微細化に伴い、リーク電流が支配的になり、かつ個体による偏差が大きくなる傾向にあるので、これを抑えるための技術が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０４５１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の制御方法では、上記の特許文献１に記載の技術のように、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にて等価的にモニタし、電源電圧を限界まで下げて低消費電力化を図る方式が存在するが、モニタ回路のクリティカルパスを含む実回路の相関が必ずしも保証されるものではなく、また、消費電力の低減には一定の効果を出せるが、デバイスの性能を積極的に引き出す類の発明ではないため、これらの問題を解決する技術が望まれている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながらを動作させることができ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができるとともに、ＬＩＳを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることができる最適制御システム、ＬＳＩ最適制御回路及びそれに用いるＬＳＩ最適制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による最適制御システムは、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する最適制御システムであって、
前記ＬＳＩは、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを備え、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを含む周辺システムを備えている。
【０００９】
本発明によるＬＳＩ最適制御回路は、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御するＬＳＩ最適制御回路であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを備えている。
【００１０】
本発明によるＬＳＩ最適制御方法は、ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する制御回路を含むシステムに用いるＬＳＩ最適制御方法であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記制御回路が、前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる処理と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する処理とを実行している。
【００１１】
すなわち、本発明のＬＳＩ（大規模集積回路）最適制御回路は、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を測定するためのクリティカルパスマージン測定機能と、その測定結果を保持する機能と、実動作時に内部のクリティカルパスの動作状態を測定する機能と、ＬＳＩ内部の温度を測定する機能とをＬＳＩに具備し、そのＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させる機能と、ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを周辺システムに具備し、これらＬＳＩと周辺システムとの組み合わせによって、クリティカルパスの動作マージンを確実に把握し、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１２】
本発明のＬＳＩ最適制御回路は、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を測定するためのクリティカルパスマージン測定機能と、その測定結果を保持する機能と、実動作時に内部のクリティカルパスの動作状態を測定する機能と、ＬＳＩ内部の温度を測定する機能とをＬＳＩに具備し、そのＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させる機能と、ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを周辺システムに具備し、これらＬＳＩと周辺システムとの組み合わせによって、クリティカルパスの動作マージンを確実に把握し、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１３】
本発明のＬＳＩ最適制御回路では、基準のクロック信号によって動作して処理を行うＬＳＩにおいて、予めＬＳＩの内部のクリティカルパスの限界値を、ＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を変化させながら、その回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果をＬＳＩ内部に保持している。
【００１４】
また、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、実動作時に、内部のクリティカルパスの動作状態をその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路の状態を測定することによって把握し、ＬＳＩに与えるパラメータ（クロック周波数、電源電圧等）を最適に制御することによって、必要に応じ、限界まで低消費電力化あるいは限界処理能力を発揮させることが可能となる。
【００１５】
特に、複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合には、予めＬＳＩ内部に保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定することによって、動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時にデバイスの温度を観測することによって温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、デバイスの能力の偏差に応じ、能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる等の制御を行うことによって、システム全体の処理能力を限界まで高めることが可能となる。
【００１６】
本発明のＬＳＩ最適制御回路は、通常、リークの大きなデバイスにおいて、動作速度が速く、電圧を下げても同等の性能を得ることが可能であるため、この性質を利用して、動作速度（性能）が一定になることを目的として電圧を制御するようなシステムに応用することが可能となる。
【００１７】
上記のように、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、各デバイス毎にＬＳＩの動作速度の限界値を測定してそのデータ列を記憶させるので、そのＬＳＩを含むシステムを制御する機能がそのデータ列を読み出すことによって、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながら動作させることが可能となるため、目的に応じ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることが可能となる。また、本発明のＬＳＩ最適制御回路では、ＬＳＩを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記のような構成及び動作とすることで、ＬＳＩの動作限界点を知り、常にＬＳＩのマージンを知りながらを動作させることができ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができるとともに、ＬＩＳを含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は本発明の第１の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の第１の実施例による最適制御システムは、複数のＬＳＩ（大規模集積回路）（本実施例では、ＬＳＩ１及びＬＳＩ３）と、クリティカルパスマージン測定機能２，４と、全体最適制御機能５と、処理負荷制御機能６と、電源制御機能７，１１と、電圧可変電源機能８，１２と、発振器制御機能９，１３と、周波数可変発振器１０，１４とから構成されている。
【００２１】
クリティカルパスマージン測定機能２，４はそれぞれのＬＳＩ１，３に実装され、全体最適制御機能５はＬＳＩ１，３からの情報を受取って全体を最適に制御する。処理負荷制御機能６は外部からの処理指示を受取り、全体最適制御機能５に指示を出す。
【００２２】
電源制御機能７，１１は全体最適制御機能５からの指示によって電源を制御する。電圧可変電源機能８，１２は電源制御機能７，１１からの信号を受け、出力電圧を変化させることが可能となっている。同様に、発振器制御機能９，１３は全体最適制御機能５からの指示によって周波数可変発振器１０，１４を制御する。周波数可変発振器１０，１４は発振器制御機能９，１３からの信号を受け、発振周波数を変化させることが可能となっている。
【００２３】
図２は図１のクリティカルパスマージン測定機能２，４を含むＬＳＩ１，３の内部構成を示す図である。図２において、ＬＳＩ１０１（ＬＳＩ１，３）はクリティカルパスマージン測定機能１０２（クリティカルパスマージン測定機能２，４）と、クリティカルパス回路１０３と、試験信号発生回路１０４と、選択回路１０５と、同期回路１０６とから構成されている。
【００２４】
クリティカルパスマージン測定機能１０２は遅延回路１１１−１〜１１１−ｎと、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎと、遅延モニタ回路１１３と、遅延モニタ結果記憶回路１１４と、温度測定機能１１５とから構成されている。
【００２５】
遅延回路１１１−１〜１１１−ｎは多段接続されており、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎはそれら遅延回路１１１−１〜１１１−ｎの入力信号をラッチする。遅延モニタ回路１１３はクリティカルパス回路１０３からの信号と、多数のラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎとをモニタする。
【００２６】
遅延モニタ結果記憶回路１１４は試験時の遅延モニタ回路１１３からの出力を書込みパルスによって記憶する。温度測定機能１１５はＬＳＩ１０１の内部温度を測定して出力する。尚、選択回路１０５は試験信号と運用信号との切替えを行い、同期回路１０６は選択回路１０５で発生した遅延が測定に影響しないようにする。
【００２７】
図３及び図４は本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参照して本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作について説明する。尚、図３及び図４に示す処理は全体最適制御機能５［例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）］がプログラムを実行することで実現することができる。
【００２８】
まず、全体最適制御機能５はシステム立ち上げ時に（図３ステップＳ１，図４ステップＳ１１）、ＬＳＩ１，３からそれぞれ限界値データ列を読込み、リファレンスとして記憶する（図３ステップＳ２，図４ステップＳ１２）。続けて、全体最適制御機能５は、動作を開始し（図３ステップＳ３，図４ステップＳ１３）、周期的に現在値を読込む。限界値と現在値との差分が各々のＬＳＩ１，３の動作マージンとなり、マージンが大きければそれだけ大きく電圧を上昇させることができ、低下あるいはクロック周波数を上昇させることができる。
【００２９】
以下、２つの典型的なケースに関して説明する。初めに、外部から処理負荷制御機能６に対する処理要求が少なく、消費電力をできる限り抑えようとする場合について説明する。
【００３０】
全体最適制御機能５はそれぞれのＬＳＩ１，３のマージンに合わせて電源制御機能７，１１に対して電圧低下の指示を出す（図３ステップＳ４）。電源制御機能７，１１はこの指示を受けると、電圧可変電源機能８，１２を制御し、電圧可変電源機能８，１２からの出力電圧を下げて行く。
【００３１】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので（図３ステップＳ５，Ｓ６）、電源電圧低下に伴って現在値と限界値との差分は小さくなって行く。現在値と限界値との差分が予め決められた値より小さくなった場合（図３ステップＳ７）、全体最適制御機能５はそれ以上電圧を下げるよう指示するのを止め、定常状態に入る（図３ステップＳ８）。その後、全体最適制御機能５では温度条件等の環境条件の変化に従い（図３ステップＳ９）、一定の差分を保つようにフィードバックが掛かり、どのような状況下においても消費電力が最低かつ安定して動作する。
【００３２】
次に、外部から処理負荷制御機能６に対する処理要求が多く、処理能力を最大限に発揮したい場合に関して説明する。この場合には、上記で述べたパラメータに加え、ＬＳＩ１，３から出力される温度情報が重要なパラメータとなってくる。
【００３３】
先ず、全体最適制御機能５はそれぞれのＬＳＩ１，３のマージンに合わせて発振器制御機能９，１３に対して発振周波数上昇の指示を出す（図４ステップＳ１４）。発振器制御機能９，１３はこの指示を受けると、周波数可変発振器１０，１４を制御し、周波数可変発振器１０，１４からの出力周波数を上げて行く。
【００３４】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので（図４ステップＳ１５，Ｓ１６）、発振周波数上昇に伴い、現在値と限界値との差分は小さくなって行く。同時に、ＬＳＩ１，３の処理能力は上がって行く。
【００３５】
現在値と限界値との差分が予め決められた値より小さくなった場合（図４ステップＳ１７）、全体最適制御機能５はそれ以上周波数を上げるように指示するのを止めるが、同時に処理負荷制御機能６からの要求する処理が完全に実行されているかを確認する（図４ステップＳ１８）。
【００３６】
全体最適制御機能５は処理能力不足が確認された場合（図４ステップＳ１９）、電源制御機能７，１１に対して電圧上昇の指示を出す（図４ステップＳ２０）。電源制御機能７及び電源制御機能１１はこの指示を受けると、電圧可変電源機能８，１２を制御し、電圧可変電源機能８，１２からの出力電圧を上げて行く。
【００３７】
ＬＳＩ１，３からの現在値は周期的に観測されているので、電圧上昇に伴い、現在値と限界値との差分は大きくなって行く。これによって、再び全体最適制御機能５は周波数上昇の指示が出せることになる。勿論、電圧上昇の上限値は予め決めておき、上限値以上の指示は出さないように制御を行う。また、ＬＳＩ１，３の限界は電圧上昇の上限値だけでなく、ＬＳＩ１，３に与える電源電圧、クロック周波数、処理負荷で決まる内部の温度にも依存するため、この限界も超えないように考慮する。このようにして、高負荷時には電圧、周波数ともＬＳＩ１，３の限界まで上昇させ、最大限の処理能力を発揮することができる。
【００３８】
次に、図２を参照してＬＳＩ１０１内部の動作について説明する。ここでは、一例としてＬＳＩ１０１の製造工程において検査を実施する際に、限界値を書込む例について説明する。
【００３９】
ＬＳＩ１０１は検査時に試験信号発生回路１０４を動作させ、クリティカルパスマージン測定機能１０２に試験信号を供給するとともに、試験指示信号にしたがって選択回路１０５にて試験信号を選択し、同期回路１０６にてタイミングを取り直した後にクリティカルパス回路１０３に試験信号を供給する。
【００４０】
次に、その状態でクロック周波数及び電源電圧をマトリクス状にクリティカルパス回路１０３が誤動作するまで変化させる。この時、クリティカルパスマージン測定機能１０２内のラッチ回路１１２−１〜１１２−ｎの出力は、ラッチ回路１１２−１〜１１２−ｍ（ｍ＜ｎ）が正常動作、ラッチ回路１１２−（ｍ＋１）〜１１２−ｎが誤動作という状態となる。
【００４１】
遅延モニタ回路１１３はこれらの結果をエンコードし、クリティカルパスマージン値として出力する。同時に、遅延モニタ回路１１３はクリティカルパス回路１０３が初めて誤動作を起こした際に書込みパルスを発生させ、その際のクリティカルパスマージン値を限界値として遅延モニタ結果記憶回路１１４に記憶する。
【００４２】
検査を行う際に、例えば与える電源電圧毎に周波数を変化させ、各々の電圧値に対する限界値を測定し、その時の温度とセットで遅延モニタ結果記憶回路１１４に記憶させることもできる。ＬＳＩ１０１は出荷後、実運用状態で、クリティカルパス回路１０３が運用信号にて動作を行い、クリティカルパスマージン測定回路１０２が試験信号にて動作することによって、リアルタイムにＬＳＩ１０１の動作マージンを現在値として外部に出力する。
【００４３】
以上のように、本実施例では、各デバイス毎にＬＳＩ１，３の動作速度の限界値を測定し、そのデータ列を記憶させるので、そのＬＳＩ１，３を含むシステムを制御する機能がこのデータ列を読出すことによって、ＬＳＩ１，３の動作限界点を知り、常にＬＳＩ１，３のマージンを知りながら動作させることが可能となる。
【００４４】
このため、本実施例では、目的に応じ、徹底的な低消費電力化あるいは限界まで処理能力を高めることができ、ＬＩＳ１，３を含むシステムを高品質かつ最適なパフォーマンスで動作させることが可能となる。
【実施例２】
【００４５】
図５は本発明の第２の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。図５において、本発明の第２の実施例による最適制御システムは、全体最適制御機能５に記憶機能１５を接続した以外は図１に示す本発明の第１の実施例による最適制御システムと同様の構成となっており、同一構成要素には同一符号を付してある。
【００４６】
本発明の第１の実施例による最適制御システムでは、消費電力を限界まで下げる、あるいは処理能力を限界まで高めることに主眼をおいているが、本発明の第２の実施例による最適制御システムでは、ＬＳＩの製造偏差を吸収することを目的とした用途に応用することに主眼をおいている。
【００４７】
特に、ＬＳＩではデバイスのプロセスが微細化するにつれ、リーク電流が支配的になり、かつ個体による偏差が大きくなる傾向にある。但し、通常、リークの大きなデバイスは動作速度が速く、電圧を下げても同等の性能を得ることが可能である。したがって、本実施例では、この性質を利用して、動作速度（性能）が一定になることを目的として電圧を制御するようなシステムにも応用可能としている。
【００４８】
また、本実施例では、図５に示すように、全体最適制御機能５に記憶機能１５を接続することによって、過去にＬＳＩ１，３各々を動作させた電圧、周波数、その際の温度の情報を記憶機能１５に蓄積することが可能となり、過去にどのＬＳＩに負担が掛かったかが追跡可能となる。したがって、本実施例では、この情報を基に新規の処理要求がきた際に、より過去に負荷が掛かっていないＬＳＩ１，３に処理をさせ、システム全体の寿命を最大限まで延ばすことがが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明はＬＳＩを使用したシステムに広く適用可能である。特に、太陽電池やバッテリで動作する無線通信機器等の電源事情の劣悪な環境では、消費電力を極限まで絞って使用する方法での利用が考えられる。
【００５０】
一方、電源事情や放熱対策が良好、かつパフォーマンスが求められるような分野では、電源電圧及びクロック周波数を極限まで上げて使用する方法での利用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１のクリティカルパスマージン測定機能２，４を含むＬＳＩ１，３の内部構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施例による最適制御システムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例による最適制御システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５２】
１，３，１０１ ＬＳＩ
２，４，１０２ クリティカルパスマージン測定機能
５ 全体最適制御機能
６ 処理負荷制御機能
７，１１ 電源制御機能
８，１２ 電圧可変電源機能
９，１３ 発振器制御機能
１０，１４ 周波数可変発振器
１５ 記憶機能
１０３ クリティカルパス回路
１０４ 試験信号発生回路
１０５ 選択回路
１０６ 同期回路
１１１−１〜１１１−ｎ 遅延回路
１１２−１〜１１２−ｎ ラッチ回路
１１３ 遅延モニタ回路
１１４ 遅延モニタ結果記憶回路
１１５ 温度測定機能
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する最適制御システムであって、
前記ＬＳＩは、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを有し、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを含む周辺システムを有することを特徴とする最適制御システム。
【請求項２】
前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持することを特徴とする請求項１記載の最適制御システム。
【請求項３】
複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の最適制御システム。
【請求項４】
前記パラメータは、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の最適制御システム。
【請求項５】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御するＬＳＩ最適制御回路であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを有することを特徴とするＬＳＩ最適制御回路。
【請求項６】
前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持することを特徴とする請求項５記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項７】
複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項５または請求項６記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項８】
前記パラメータは、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項９】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する制御回路を含むシステムに用いるＬＳＩ最適制御方法であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記制御回路が、前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる処理と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する処理とを実行することを特徴とするＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１０】
前記制御回路が、前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持するよう制御することを特徴とする請求項９記載のＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１１】
前記制御回路が、複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項９または請求項１０記載のＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１２】
前記パラメータが、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか記載のＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する最適制御システムであって、
前記ＬＳＩは、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを有し、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを含む周辺システムを有することを特徴とする最適制御システム。
【請求項２】
前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持することを特徴とする請求項１記載の最適制御システム。
【請求項３】
複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項１または請求項２記載の最適制御システム。
【請求項４】
前記パラメータは、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の最適制御システム。
【請求項５】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御するＬＳＩ最適制御回路であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる機能と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する機能とを有することを特徴とするＬＳＩ最適制御回路。
【請求項６】
前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持することを特徴とする請求項５記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項７】
複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項５または請求項６記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項８】
前記パラメータは、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載のＬＳＩ最適制御回路。
【請求項９】
ＬＳＩのクリティカルパスをモニタ回路にてモニタして電源電圧を制御する制御回路を含むシステムに用いるＬＳＩ最適制御方法であって、
前記ＬＳＩに、内部のクリティカルパスの限界値を測定するクリティカルパスマージン測定機能と、前記クリティカルパスマージン測定機能の測定結果を保持する保持機能と、実動作時に前記内部のクリティカルパスの動作状態を測定する測定機能と、内部の温度を測定する機能とを設け、
前記制御回路が、前記ＬＳＩに与えるパラメータを変化させる処理と、前記ＬＳＩに与えるパラメータを最適に制御する処理とを実行することを特徴とするＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１０】
前記制御回路が、前記内部のクリティカルパスの限界値を前記パラメータを変化させながらその回路を模擬したクリティカルパスマージン測定回路と対比させて測定し、その測定結果を前記ＬＳＩ内部に保持するよう制御することを特徴とする請求項９記載のＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１１】
前記制御回路が、複数のＬＳＩの状態を監視して制御する場合、前記ＬＳＩ内部に予め保持しているクリティカルパス限界値との差をデバイス毎に測定して動作速度という観点でのデバイスの能力を把握し、同時に前記デバイスの温度を観測して温度マージンという観点でのデバイスの能力を把握し、少なくとも前記デバイスの能力の偏差に応じて能力の高いＬＳＩにより多くの処理をさせる制御を行うことを特徴とする請求項９または請求項１０記載のＬＳＩ最適制御方法。
【請求項１２】
前記パラメータが、少なくともクロック周波数、電源電圧を含むことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか記載のＬＳＩ最適制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−９８３２２（Ｐ２００８−９８３２２Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７７０５４（Ｐ２００６−２７７０５４）
【出願日】平成１８年１０月１１日（２００６．１０．１１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１１日（２００６．１０．１１）
【出願人】（０００００４２３７）日本電気株式会社 (19,353)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]