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JP3533124B2 - Arithmetic processing chip and power consumption control method in arithmetic processing chip - Google Patents
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JP3533124B2 - Arithmetic processing chip and power consumption control method in arithmetic processing chip - Google Patents

Arithmetic processing chip and power consumption control method in arithmetic processing chip

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JP3533124B2
JP3533124B2 JP33539399A JP33539399A JP3533124B2 JP 3533124 B2 JP3533124 B2 JP 3533124B2 JP 33539399 A JP33539399 A JP 33539399A JP 33539399 A JP33539399 A JP 33539399A JP 3533124 B2 JP3533124 B2 JP 3533124B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の演算処理を
行なう演算処理手段を備えた演算処理チップにおける消
費電力制御技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power consumption control technique in an arithmetic processing chip provided with arithmetic processing means for performing a predetermined arithmetic processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】大型コンピュータシステム等において
は、図7に示すように、所定の演算処理を行なう演算処
理部(図示せず)を備えた演算処理チップ710a、
…、710nを多数個、回路基板700上に配置し、さ
らに、このような回路基板700を複数枚搭載すること
で、複雑な計算を短時間で行なうように構成されてい
る。そして、各回路基板700は、通常、図示しない電
源とハーネスによって接続されることによって、演算処
理チップ710a、…、710n内に電源供給が行われ
るようになっている。
2. Description of the Related Art In a large computer system or the like, as shown in FIG. 7, an arithmetic processing chip 710a having an arithmetic processing unit (not shown) for performing a predetermined arithmetic processing,
, 710n are arranged on the circuit board 700, and a plurality of such circuit boards 700 are mounted, so that complicated calculations are performed in a short time. Each circuit board 700 is normally connected to a power source (not shown) by a harness so that power is supplied to the arithmetic processing chips 710a, ..., 710n.

【0003】ところで、図示しない演算処理部による演
算処理が実行され、このような演算処理チップ710
a、…、710n内における消費電力の時間変化量が生
じる場合、その変化量がノイズとなって演算処理部内に
混入され、誤動作を引き起こしかねないため、回路基板
700には、通常電界コンデンサ等を適宜配置してノイ
ス対策を行なっていた。
By the way, arithmetic processing is executed by an arithmetic processing unit (not shown), and such an arithmetic processing chip 710 is used.
If a time change amount of the power consumption occurs in a, ..., 710n, the change amount may be mixed into the arithmetic processing unit as noise and cause a malfunction. Therefore, a normal electric field capacitor or the like is provided on the circuit board 700. It was arranged appropriately to take measures against noise.

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなノイズ対策にあっては、電界コンデンサの配置によ
ってコスト高になるという問題や、電界コンデンサの大
きさから回路寸法が大きくなってしまうといった問題が
あった。
However, in such noise countermeasures, there are problems that the cost increases due to the arrangement of the electrolytic capacitors and that the circuit dimensions increase due to the size of the electrolytic capacitors. there were.

【0004】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、上述したような不具合を招か
ないで、消費電力変化量が少なくなるようにした演算処
理チップおよびこれにおける消費電力制御方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve such a conventional problem, and an arithmetic processing chip and a consumption chip in which an amount of change in power consumption is reduced without causing the above-mentioned problems. It is an object to provide a power control method.

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内の請求項1に係る発明は、所定の演算処
理を行なう演算処理手段を備えた演算処理チップにおい
て、前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行する
ために電力消費を行なう場合には、電力消費を行わず、
一方、前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行せ
ずに電力消費を行わない場合には、電力消費を行なうよ
うに動作する消費電力制御手段を備え、前記演算処理手
段は、2レベルの内のいずれかのレベルになると前記所
定の演算処理の実行を指示する信号である演算制御信号
を入力し、この入力した演算制御信号のレベルに応じて
前記所定の演算を実行するように構成され、前記消費電
力制御手段は、前記演算制御信号をインバータで反転し
た信号である消費電力制御信号を入力し、この入力した
消費電力制御信号のレベルが前記演算処理の実行を指示
するレベルである場合には、D型フリップフロップの値
を保持し、一方、これとは異なるレベルである場合に
は、D型フリップフロップの値を奇数段のインバータに
よって反転するように構成され、前記奇数段のインバー
タは、そのインバータの数を調整することにより前記演
算処理チップ内での消費電力総量の変動量を抑えるよう
に構成されるようにした。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention is an arithmetic processing chip provided with arithmetic processing means for performing a predetermined arithmetic processing, wherein the arithmetic processing is performed. When the means consumes power to execute the predetermined arithmetic processing, it does not consume power,
On the other hand, when the arithmetic processing means does not execute the predetermined arithmetic processing and does not consume power , the arithmetic processing means includes power consumption control means that operates to consume power.
The stage is the above when the level reaches either of the two levels.
Calculation control signal which is a signal for instructing execution of constant calculation processing
Depending on the level of the input operation control signal.
The power consumption is configured to perform the predetermined operation.
The force control means inverts the operation control signal with an inverter.
Input the power consumption control signal, which is the signal
The level of the power consumption control signal indicates the execution of the arithmetic processing
Value of the D-type flip-flop
Hold, while at a different level
Changes the value of D-type flip-flop to an odd number of inverters
Therefore, it is configured to be inverted, and the odd-numbered invertor is used.
The performance by adjusting the number of its inverters.
To suppress fluctuations in total power consumption within the arithmetic processing chip
Was so that is configured.

【0005】この請求項1に係る発明においては、消費
電力制御手段は、演算処理手段が所定の演算処理を実行
するために電力消費を行なう場合には、電力消費を行わ
ず、一方、演算処理手段が所定の演算処理を実行せずに
電力消費を行わない場合には、電力消費を行なう。した
がって、演算処理チップ内での消費電力変化量が少なく
なり、この結果ノイズ発生等が抑制される。また、消費
電力制御手段は、演算制御信号をインバータで反転した
信号である消費電力制御信号を入力し、この入力した消
費電力制御信号のレベルが演算処理の実行を指示するレ
ベルである場合には、D型フリップフロップの値を保持
して電力消費を行わない。一方、これとは異なるレベル
である場合には、D型フリップフロップの値を奇数段の
インバータによって反転することによって電力消費を行
なうようにして、演算処理チップ内での消費電力変化量
を少なくする。したがって、消費電力制御手段を制御す
るための消費電力制御信号を、演算制御信号を入力させ
るインバータを用いた簡単な回路で生成できる。更に、
消費電力制御手段を、D型フリップフロップと奇数段の
インバータとを用いた簡素な回路構成で実現できる。ま
た、このD型フリップフロップは、演算処理手段では、
一般に多数用いられるので、演算処理手段の製造の際
に、消費電力制御手段用のD型フリップフロップを製造
しておくようにすれば、消費電力制御手段の製造プロセ
スを簡易なものにすることができる。
In the invention according to the first aspect, the power consumption control means does not consume power when the arithmetic processing means performs the predetermined arithmetic processing, but the power consumption control means does not consume the power. When the means does not execute the predetermined arithmetic processing and does not consume the power, the means consumes the power. Therefore, the amount of change in power consumption in the arithmetic processing chip is reduced, and as a result, noise generation is suppressed. Also consumption
The power control means inverted the operation control signal with the inverter.
Input the power consumption control signal, which is a signal,
The level of the power consumption control signal indicates the execution of arithmetic processing.
Holds the value of the D flip-flop if it is bell
And does not consume power. On the other hand, a different level
, The value of the D-type flip-flop is
Power consumption is achieved by reversing with an inverter.
In this way, the power consumption change amount in the arithmetic processing chip
To reduce. Therefore, the power consumption control means is controlled.
Input the power consumption control signal for
It can be generated by a simple circuit using an inverter. Furthermore,
The power consumption control means includes a D-type flip-flop and an odd number of stages.
It can be realized with a simple circuit configuration using an inverter. Well
In addition, this D-type flip-flop is
Generally used in large numbers, so when manufacturing arithmetic processing means
Manufactures D-type flip-flops for power consumption control means
The power consumption control means manufacturing process.
You can simplify the process.

【0006】[0006]

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】また、請求項に係る発明は、請求項1
記載の演算処理チップにおいて、所定形状のチップ内で
の前記演算処理手段の配置形状に適合するような形状を
持つようにした前記消費電力制御手段を前記チップ内に
配置したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the arithmetic processing chip according to the first aspect , the arithmetic processing chip has a shape adapted to the arrangement shape of the arithmetic processing means in the chip having a predetermined shape. The power consumption control means is arranged in the chip.

【0013】この請求項に係る発明においては、所定
形状のチップ内での演算処理手段の配置形状に適合する
ような形状を持つようにした消費電力制御手段をチップ
内に配置することによって、チップ内の演算処理手段を
配置した残りのエリアに消費電力制御手段を配置するこ
とができる。この結果、消費電力制御手段のための特別
なエリアを設けなくても良く、回路規模の大型化を阻止
できる。
According to the second aspect of the present invention, by disposing the power consumption control means in the chip so as to have a shape that matches the arrangement shape of the arithmetic processing means in the chip having a predetermined shape, The power consumption control means can be arranged in the remaining area in the chip where the arithmetic processing means is arranged. As a result, it is not necessary to provide a special area for the power consumption control means, and it is possible to prevent the circuit scale from increasing.

【0014】また、請求項に係る発明は、所定の演算
処理を行なう演算処理手段を備えた演算処理チップにお
ける消費電力制御方法であって、前記演算処理手段が前
記所定の演算処理を実行するために電力消費を行なう場
合には、消費電力制御手段での電力消費を行わせず、一
方、前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行せず
に電力消費を行わない場合には、前記消費電力制御手段
で電力消費を行わせ、前記演算処理手段は、2レベルの
内のいずれかのレベルになると前記所定の演算処理の実
行を指示する信号である演算制御信号を入力し、この入
力した演算制御信号のレベルに応じて前記所定の演算を
実行し、前記消費電力制御手段は、前記演算制御信号を
インバータで反転した信号である消費電力制御信号を入
力し、この入力した消費電力制御信号のレベルが前記演
算処理の実行を指示するレベルである場合には、D型フ
リップフロップの値を保持し、一方、これとは異なるレ
ベルである場合には、D型フリップフロップの値を奇数
段のインバータによって反転し、前記奇数段のインバー
タは、そのインバータの数を調整することにより前記演
算処理チップ内での消費電力総量の変動量を抑えるよう
に構成されたことを特徴とする演算処理チップにおける
消費電力制御方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power consumption control method in an arithmetic processing chip including arithmetic processing means for performing predetermined arithmetic processing, wherein the arithmetic processing means executes the predetermined arithmetic processing. when performing the power consumption in order, without performing the power consumption in the power control unit, on the other hand, if the processing means does not perform the power consumption without performing the predetermined operation processing, the line Align the power consumption in the power consumption control means, said processing means, the two-level
When any of the levels in the above
Input the operation control signal that is a signal to instruct the line
The predetermined calculation is performed according to the level of the calculation control signal applied.
And the power consumption control means outputs the arithmetic control signal.
Input the power consumption control signal which is the signal inverted by the inverter.
The input power consumption control signal level.
If it is a level that instructs execution of arithmetic processing, D-type
It keeps the value of the lip flop, while it has a different
If it is bell, set the value of D flip-flop to an odd number
Inverted by the inverter of the stage
The performance by adjusting the number of its inverters.
To suppress fluctuations in total power consumption within the arithmetic processing chip
A power consumption control method in the arithmetic processing chip, characterized in that configured.

【0015】この請求項に係る発明においては、演算
処理手段が所定の演算処理を実行するために電力消費を
行なう場合には、消費電力制御手段での電力消費を行わ
せない。その一方で、演算処理手段が所定の演算処理を
実行せずに電力消費を行わない場合には、消費電力制御
手段で電力消費を行なうようにする。したがって、演算
処理チップ内での消費電力変化量が少なくなり、その結
果、ノイズ発生等が抑制される。また、消費電力制御手
段は、演算制御信号をインバータで反転した信号である
消費電力制御信号を入力し、この入力した消費電力制御
信号のレベルが演算処理の実行を指示するレベルである
場合には、D型フリップフロップの値を保持して電力消
費を行わない。一方、これとは異なるレベルである場合
には、D型フリップフロップの値を奇数段のインバータ
によって反転することによって電力消費を行なうように
して、演算処理チップ内での消費電力変化量を少なくす
る。したがって、消費電力制御手段を制御するための消
費電力制御信号を、演算制御信号を入力させるインバー
タを用いた簡単な回路で生成できる。更に、消費電力制
御手段を、D型フリップフロップと奇数段のインバータ
とを用いた簡素な回路構成で実現できる。また、このD
型フリップフロップは、演算処理手段では、一般に多数
用いられるので、演算処理手段の製造の際に、消費電力
制御手段用のD型フリップフロップを製造しておくよう
にすれば、消費電力制御手段の製造プロセスを簡易なも
のにすることができる。
According to the third aspect of the invention, when the arithmetic processing means consumes power to execute a predetermined arithmetic processing, the power consumption control means does not consume power. On the other hand, when the arithmetic processing means does not execute the predetermined arithmetic processing and does not consume the power , the power consumption controlling means performs the power consumption. Therefore, the amount of change in power consumption in the arithmetic processing chip is reduced, and as a result, noise generation is suppressed. Also, power consumption control
The stage is a signal obtained by inverting the operation control signal with an inverter.
Input the power consumption control signal and input this power consumption control
The signal level is the level that instructs the execution of arithmetic processing.
In that case, hold the value of the D-type flip-flop and turn off the power.
Do not pay. On the other hand, if the level is different from this
The value of the D flip-flop is an odd number of inverters
So that it consumes power by inverting
To reduce the amount of power consumption change in the arithmetic processing chip.
It Therefore, the power consumption for controlling the power consumption control means is reduced.
Inverter for inputting power consumption control signal and calculation control signal
It can be generated by a simple circuit using Furthermore, power consumption
A D-type flip-flop and an odd number of inverters
It can be realized with a simple circuit configuration using and. Also, this D
Type flip-flops are generally a large number of arithmetic processing means.
Since it is used, power consumption during manufacturing of the arithmetic processing means
Make a D-type flip-flop for control means
This simplifies the manufacturing process of the power consumption control means.
It can be

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は、本発明の実施の形態の
演算処理チップ300のブロック構成図である。図1に
示すように、この実施の形態の演算処理チップ300
は、演算処理部100と、消費電力制御部200と、各
D型F/F(以下、フリップフロップを「F/F」と記
す)にクロック信号を供給するクロック供給部50と、
演算制御信号400を反転して消費電力制御信号を生成
するインバータ60とを備えている。また、各回路素子
はCMOSで構成されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block configuration diagram of an arithmetic processing chip 300 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the arithmetic processing chip 300 according to this embodiment.
Includes an arithmetic processing unit 100, a power consumption control unit 200, a clock supply unit 50 that supplies a clock signal to each D-type F / F (hereinafter, a flip-flop is referred to as “F / F”),
An inverter 60 that inverts the arithmetic control signal 400 to generate a power consumption control signal. Each circuit element is composed of CMOS.

【0016】演算処理部100は、セレクタ101、1
02と、D型F/F110、111と、加算器120
と、D型F/F130とを有している。セレクタ10
1、102は、夫々、演算制御信号400がハイレベル
の時にデータA、データBを取り込んでD型F/F11
0、111に送り、一方、演算制御信号400がローレ
ベルの時にはD型F/F110、111が保持する値を
D型F/F110、111に送り、演算処理部100に
おける演算処理が行われないようになっている。D型F
/F110は、クロック供給部50から供給されるクロ
ック信号の立上がりに同期して、セレクタ101からの
データを遅延出力し、同様に、D型F/F111は、ク
ロック供給部50から供給されるクロック信号の立上が
りに同期して、セレクタ102からのデータを遅延出力
する。また、加算器120は、D型F/F110の出力
とD型F/F111の出力とを加算して、この加算結果
を出力する。D型F/F130は、クロック供給部50
から供給されるクロック信号の立上がりに同期して、加
算器120からの加算結果をデータC(C0、C1、
…)として遅延出力する。
The arithmetic processing unit 100 includes selectors 101, 1
02, D-type F / Fs 110 and 111, and an adder 120
And a D-type F / F 130. Selector 10
Reference numerals 1 and 102 respectively take in the data A and the data B when the operation control signal 400 is at the high level, and are D-type F / F 11
0, 111, on the other hand, when the operation control signal 400 is at low level, the values held by the D-type F / Fs 110, 111 are sent to the D-type F / Fs 110, 111, and the arithmetic processing in the arithmetic processing unit 100 is not performed. It is like this. D type F
The / F110 delays and outputs the data from the selector 101 in synchronization with the rising edge of the clock signal supplied from the clock supply unit 50, and similarly, the D-type F / F111 outputs the clock supplied from the clock supply unit 50. The data from the selector 102 is delayed and output in synchronization with the rising edge of the signal. Further, the adder 120 adds the output of the D-type F / F 110 and the output of the D-type F / F 111 and outputs the addition result. The D-type F / F 130 has a clock supply unit 50.
The addition result from the adder 120 is synchronized with the rising edge of the clock signal supplied from the data C (C0, C1,
...) is output as a delay.

【0017】消費電力制御部200は、セレクタ201
と、D型F/F205と、3段のインバータ210、2
11、213とを有している。セレクタ201は、消費
電力制御信号401がハイレベルの時、インバータ21
3の出力、即ちD型F/F205の出力が奇数段のイン
バータによって反転された信号を取り込んでD型F/F
205に送り、一方、消費電力制御信号401がローレ
ベルの時には、D型F/F205が保持する値をD型F
/F205に送り消費電力制御部200での電力消費が
行われないようになっている。D型F/F205は、ク
ロック供給部50から供給されるクロック信号の立上が
りに同期して、セレクタ201からのデータを遅延出力
する。
The power consumption control unit 200 includes a selector 201.
, D-type F / F 205, and three-stage inverters 210, 2
11 and 213. When the power consumption control signal 401 is at a high level, the selector 201 operates in the inverter 21.
3 output, that is, the output of the D-type F / F 205 is inverted by the odd-numbered inverters,
When the power consumption control signal 401 is at a low level, the value held by the D-type F / F 205 is sent to the D-type F 205.
/ F205, so that the power consumption control unit 200 does not consume power. The D-type F / F 205 delays and outputs the data from the selector 201 in synchronization with the rising edge of the clock signal supplied from the clock supply unit 50.

【0018】次に図2乃至図4を参照して動作説明を行
なう。まず、図2(a)〜(f)を参照して演算処理部
100の動作説明を行なう。演算制御信号400がハイ
レベルの場合(図2(b))、セレクタ101、102
は、夫々データA(A0、A1、…)、データB(B
0、B1、…)を取り込んでD型F/F110、111
に送る。これを入力したD型F/F110、111は、
夫々クロック信号(図2(a))の立上がりに同期し
て、データA、データBを遅延出力していく(図2
(c)、(d))。そして、加算器120がデータAと
データBとの加算を行い、この加算結果をD型F/F1
30に送り、D型F/F130は、この加算結果をクロ
ック信号(図2(a))の立上がりに同期してデータC
として出力する(図2(e))。このようにして、演算
制御信号400がハイレベルの時には演算処理の実行に
よる電力消費が行われる。
Next, the operation will be described with reference to FIGS. First, the operation of the arithmetic processing unit 100 will be described with reference to FIGS. When the arithmetic control signal 400 is at high level (FIG. 2B), the selectors 101 and 102
Are data A (A0, A1, ...) And data B (B
0, B1, ...) and D-type F / F 110, 111
Send to. The D-type F / Fs 110 and 111 that input this are
Data A and data B are output in a delayed manner in synchronization with the rising edge of the clock signal (FIG. 2A) (FIG. 2A).
(C), (d)). Then, the adder 120 adds the data A and the data B, and the addition result is the D-type F / F1.
Then, the D type F / F 130 synchronizes this addition result with the data C in synchronization with the rising edge of the clock signal (FIG. 2A).
(FIG. 2 (e)). In this way, when the arithmetic control signal 400 is at the high level, power consumption is performed by executing the arithmetic processing.

【0019】一方、演算制御信号400がローレベルの
場合には(図2(b))、セレクタ101、102は、
D型F/F110、111が保持する値をD型F/F1
10、111に送るので、D型F/F110、111の
値は、夫々A5、B5のままであるので演算処理が実行
されず(図2(c)、(d)、(e))、電力消費が行
われない(図2(f))。そして、再度、演算制御信号
400がハイレベルになると演算処理が実行されて電力
消費が行われる。
On the other hand, when the operation control signal 400 is at the low level (FIG. 2B), the selectors 101 and 102 are
The values held by the D-type F / F 110 and 111 are set to the D-type F / F 1
10 and 111, the values of the D-type F / Fs 110 and 111 remain A5 and B5, respectively, so the arithmetic processing is not executed (FIGS. 2C, 2D, and 2E), and the power consumption is reduced. It is not consumed (Fig. 2 (f)). Then, when the arithmetic control signal 400 becomes high level again, arithmetic processing is executed and power consumption is performed.

【0020】次に、図2(a)、(g)〜(l)を参照
して消費電力制御部200の動作説明をする。まず、演
算制御信号400がハイレベルの時には、これがインバ
ータ60によってローレベルとなり、消費電力制御信号
401がローレベルとなる(図2(g))。この場合、
セレクタ201は、D型F/F205が保持する値をそ
のままD型F/F205に送るのでD型F/F205
は、初期値「0」を保持し続け(図2(h))、電力消
費は行われない(図2(l))。
Next, the operation of the power consumption control section 200 will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (g) to (l). First, when the operation control signal 400 is at the high level, it is brought to the low level by the inverter 60, and the power consumption control signal 401 becomes the low level (FIG. 2 (g)). in this case,
Since the selector 201 sends the value held by the D-type F / F 205 to the D-type F / F 205 as it is, the D-type F / F 205
Keeps the initial value “0” (FIG. 2 (h)) and does not consume power (FIG. 2 (l)).

【0021】一方、演算制御信号400がローレベルの
時には、これがインバータ60によってハイレベルとな
り、消費電力制御信号401がハイレベルとなる(図2
(g))。この場合、セレクタ201は、インバータ2
13の出力、即ち、D型F/F205が保持する値の反
転値をD型F/F205に送る。これによって、D型F
/F205は、この反転値をクロック信号の立上がりを
同期として(図2(a))、インバータ210に出力し
ていく。すると、インバータ210、211、212で
は、夫々、順に与えられた信号の反転出力を所定の遅延
量で出力していくため(図2(i)、(j)、
(k))、D型F/F205の保持値が交互に変化する
(図2(h))。なお、消費電力制御信号401が、ロ
ーレベルになると(図2(g))、再度、D型F/F2
05の値は、保持されたままとなる(図2(h))。
On the other hand, when the operation control signal 400 is at the low level, this becomes the high level by the inverter 60, and the power consumption control signal 401 becomes the high level (FIG. 2).
(G)). In this case, the selector 201 is the inverter 2
The output of No. 13, that is, the inverted value of the value held by the D-type F / F 205 is sent to the D-type F / F 205. By this, D type F
The / F 205 outputs the inverted value to the inverter 210 with the rising edge of the clock signal as synchronization (FIG. 2A). Then, the inverters 210, 211, and 212 respectively output the inverted outputs of the signals sequentially given with a predetermined delay amount (FIGS. 2 (i) and 2 (j),
(K)), the holding value of the D-type F / F 205 changes alternately (FIG. 2 (h)). When the power consumption control signal 401 goes low (FIG. 2 (g)), the D-type F / F2
The value of 05 remains held (FIG. 2 (h)).

【0022】ところで、図3にはCMOSによるインバ
ータの一例を示してあり、これは、電源(Vcc)に一
端を接続されたP型MOSFET600と、接地電位
(gnd)に一端を接続されたN型MOSFET601
からなっていて、ローレベルからハイレベルに変化する
信号(Vin)が入力されると、出力信号(Vout)
は、これに応答して電源電圧レベルからローレベルまで
変化するが(図4(a)、(b))、この際、必ず一方
のMOSFETがOFF状態となっていて、その電力消
費は、出力信号(Vout)のレベルが変化する場合の
みである(図4(c))。
By the way, FIG. 3 shows an example of a CMOS inverter, which includes a P-type MOSFET 600 having one end connected to a power source (Vcc) and an N-type MOSFET having one end connected to a ground potential (gnd). MOSFET 601
When a signal (Vin) that changes from low level to high level is input, the output signal (Vout)
Changes from the power supply voltage level to the low level in response to this (FIGS. 4 (a) and 4 (b)), but at this time, one MOSFET is always in the OFF state, and its power consumption is This is only when the level of the signal (Vout) changes (FIG. 4 (c)).

【0023】したがって、消費電力制御信号401がハ
イレベルの場合には、D型F/F205やインバータ2
10、212、212の値が交互に変化するので、電力
消費が行われ、一方、消費電力制御信号401がローレ
ベルの場合には、電力消費は行われない。
Therefore, when the power consumption control signal 401 is at a high level, the D-type F / F 205 and the inverter 2
Since the values of 10, 212 and 212 change alternately, power consumption is performed, while when the power consumption control signal 401 is at the low level, power consumption is not performed.

【0024】以上説明してきたように、この実施の形態
によれば、消費電力制御部200は、演算処理部100
が加算を実行するために電力消費を行なう場合には、電
力消費を行わず、一方、演算処理部100が加算を実行
せずに電力消費を行わない場合には、電力消費を行な
う。したがって、演算処理チップ300における消費電
力は、図5の符号501、502、503に示すように
なり、従来(符号504で示す)に比べて、演算処理チ
ップ300内での消費電力変化量が少なくなることが分
かる。この結果ノイズ発生等が抑制されることになる。
As described above, according to this embodiment, the power consumption control unit 200 includes the arithmetic processing unit 100.
Does not consume power in order to perform addition, power consumption is performed if the arithmetic processing unit 100 does not perform power consumption without performing addition. Therefore, the power consumption in the arithmetic processing chip 300 is as shown by reference numerals 501, 502, and 503 in FIG. 5, and the amount of change in the power consumption in the arithmetic processing chip 300 is smaller than that in the conventional case (shown by the reference numeral 504). I see. As a result, noise generation and the like are suppressed.

【0025】なお、演算処理部100が加算を実行せず
に電力消費を行わない場合には、演算処理部100が加
算を実行するために消費する消費電力に相当する電力消
費を行なうようにすれば、演算処理チップ300内での
消費電力総量が一定の値となり、その結果、消費電力変
化がなくなり、ノイズ発生等が一層抑制される。このた
めには、消費電力制御部200内のインバータの数を増
加するなどして調整すれば良い。また、この実施の形態
では、消費電力制御部200は、演算制御信号400を
インバータ60で反転した信号である消費電力制御信号
401を入力し、この入力した消費電力制御信号401
のレベルが加算の実行を指示するレベル(ローレベル)
である場合には、電力消費を行わなず、一方、これとは
異なるレベルである場合(ハイレベル)には、電力消費
を行なうことによって、消費電力変化量が少なくなるよ
うにしている。このため、消費電力制御部200を制御
するための消費電力制御信号401を、演算制御信号4
00を入力させるインバータ60を用いた簡単な回路で
生成できる。
When the arithmetic processing unit 100 does not perform power addition without performing addition, the arithmetic processing unit 100 may perform power consumption corresponding to the power consumption for performing addition. For example, the total amount of power consumption in the arithmetic processing chip 300 becomes a constant value, and as a result, there is no change in power consumption, and noise generation is further suppressed. For this purpose, the adjustment may be made by increasing the number of inverters in the power consumption control unit 200. Further, in this embodiment, the power consumption control unit 200 inputs a power consumption control signal 401 which is a signal obtained by inverting the operation control signal 400 by the inverter 60, and the input power consumption control signal 401.
Level that instructs addition execution (low level)
If the level is different from the above, power consumption is not performed. On the other hand, if the level is different from this (high level), the power consumption is reduced to reduce the power consumption change amount. Therefore, the power consumption control signal 401 for controlling the power consumption control unit 200 is set to the calculation control signal 4
It can be generated by a simple circuit using the inverter 60 for inputting 00.

【0026】また、この実施の形態では、消費電力制御
信号401のレベルが加算の実行を指示するレベル(ロ
ーレベル)である場合には、D型F/F202の値を保
持して電力消費を行わなず、一方、これとは異なるレベ
ル(ハイレベル)である場合には、D型F/F205の
値を3段(奇数段)のインバータ210、211、21
2によって反転することによって電力消費を行なうよう
にして、演算処理チップ300内での消費電力変化量を
少なくしている。したがって、消費電力制御部200
を、D型F/F205と奇数段のインバータ210、2
11,213等を用いた簡素な回路構成で実現できる。
また、このD型F/Fは、演算処理部100では、一般
に多数用いられるので、演算処理部100の製造の際
に、消費電力制御部200用のD型F/Fを製造してお
くようにすれば、消費電力制御部200の製造プロセス
を簡易なものにすることができる。
Further, in this embodiment, when the level of the power consumption control signal 401 is a level (low level) instructing the execution of addition, the value of the D-type F / F 202 is held and power consumption is reduced. On the other hand, if the level is different (high level), the value of the D-type F / F 205 is set to three stages (odd stages) of the inverters 210, 211, 21.
The power consumption is changed by reversing by 2 to reduce the power consumption change amount in the arithmetic processing chip 300. Therefore, the power consumption control unit 200
To the D-type F / F 205 and odd-numbered inverters 210, 2
It can be realized with a simple circuit configuration using 11, 213 and the like.
Since many D-type F / Fs are generally used in the arithmetic processing unit 100, the D-type F / F for the power consumption control unit 200 should be manufactured before manufacturing the arithmetic processing unit 100. By doing so, the manufacturing process of the power consumption control unit 200 can be simplified.

【0027】さらに、消費電力制御部200を、所定形
状のチップ内での演算処理部100の配置形状に適合す
るような形状を持つようにして、チップ内に配置するこ
とによって、チップ内の演算処理部100を配置した残
りのエリアに消費電力制御部200を配置することがで
きる。この結果、消費電力制御部200のための特別な
エリアを設けなくても良く、回路規模の大型化を阻止で
きる。図6に示す例では、四角形状の演算処理チップ3
00内において配置した演算処理部100の形状は、全
体が四角形形状で、その右下側部分が横長の長方形状と
なってで欠けている。この場合、この長方形状のエリア
に、全体が横長の長方形状とした消費電力制御部200
を配置することによって、空エリアを利用して本発明の
演算処理チップ300を実現することができる。
Further, by arranging the power consumption control unit 200 in the chip so as to have a shape that matches the arrangement shape of the arithmetic processing unit 100 in the chip having a predetermined shape, the calculation in the chip is performed. The power consumption control unit 200 can be arranged in the remaining area where the processing unit 100 is arranged. As a result, it is not necessary to provide a special area for the power consumption control unit 200, and it is possible to prevent the circuit scale from increasing. In the example shown in FIG. 6, the rectangular arithmetic processing chip 3 is used.
The arithmetic processing unit 100 arranged in 00 has a quadrangular shape as a whole, and the lower right side portion thereof has a horizontally long rectangular shape and is lacking. In this case, the rectangular power consumption control unit 200 has a horizontally long rectangular shape in the rectangular area.
By arranging, the arithmetic processing chip 300 of the present invention can be realized by utilizing the empty area.

【0028】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、上記実施
形態に対する種々に変形等が可能であり、例えば、消費
電力制御部200の数等は奇数段の条件の基で適宜選択
しうることや、演算処理の種類は加算以外の減算や乗算
にしても良いことは言うまでもない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and the like can be made to the above embodiments without departing from the gist of the present invention. For example, the number of power consumption control units 200, etc. Needless to say, can be appropriately selected based on the conditions of odd-numbered stages, and the type of arithmetic processing can be subtraction or multiplication other than addition.

【発明の効果】以上説明したきたように、本発明によれ
ば、演算処理手段が所定の演算処理を実行するために電
力消費を行なう場合には、電力消費を行わず、一方、演
算処理手段が所定の演算処理を実行せずに電力消費を行
わない場合には、電力消費を行なうようにしたので、演
算処理チップ内での消費電力変化量が少なくなり、その
結果、ノイズ発生等が抑制されるという効果が得られ
る。
As described above, according to the present invention, when the arithmetic processing means consumes electric power to execute a predetermined arithmetic processing, the arithmetic processing means does not consume the electric power, while the arithmetic processing means. Since the power consumption is performed when the power consumption is not performed without executing the predetermined calculation processing, the power consumption change amount in the calculation processing chip is reduced, and as a result, the occurrence of noise is suppressed. The effect is obtained.

【0029】特に、消費電力制御動作を行なう消費電力
制御手段を、D型F/Fと奇数段のインバータとを用い
た簡素な回路構成で実現した場合には、演算処理手段に
おいても、一般に、D型F/Fは多数用いられるので、
演算処理手段の製造の際に、消費電力制御手段用のD型
F/Fを製造しておくようにすれば、消費電力制御手段
の製造プロセスを簡易なものにすることができるという
効果が得られる。
In particular, when the power consumption control means for performing the power consumption control operation is realized by a simple circuit configuration using a D type F / F and an odd number of stages of inverters, the arithmetic processing means generally also Since many D-type F / Fs are used,
If the D-type F / F for the power consumption controlling means is manufactured at the time of manufacturing the arithmetic processing means, an effect that the manufacturing process of the power consumption controlling means can be simplified can be obtained. To be

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態の演算処理チップ300の
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block configuration diagram of an arithmetic processing chip 300 according to an embodiment of the present invention.

【図2】演算処理チップ300の動作を説明するための
タイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the arithmetic processing chip 300.

【図3】CMOS回路の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a CMOS circuit.

【図4】CMOS回路の電力消費の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of power consumption of a CMOS circuit.

【図5】本発明の実施の形態の効果の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of effects of the embodiment of the present invention.

【図6】演算処理部100と消費電力制御部200のレ
イアウト例の説明図である。
6 is an explanatory diagram of a layout example of the arithmetic processing unit 100 and the power consumption control unit 200. FIG.

【図7】従来技術の模式的説明図である。FIG. 7 is a schematic explanatory view of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 クロック供給部 60 インバータ 100 演算処理部 101 セレクタ 102 セレクタ 110 D型F/F 111 D型F/F 120 加算器 130 D型F/F 200 消費電力制御部 201 セレクタ 210 インバータ 211 インバータ 212 インバータ 300 演算処理チップ 400 演算制御信号 401 消費電力制御信号 600 P型MOSFET 601 N型MOSFET 50 clock supply unit 60 inverter 100 arithmetic processing unit 101 selector 102 selector 110 D type F / F 111 D type F / F 120 adder 130 D type F / F 200 Power consumption controller 201 selector 210 inverter 211 inverter 212 inverter 300 arithmetic processing chip 400 arithmetic control signal 401 Power consumption control signal 600 P-type MOSFET 601 N-type MOSFET

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所定の演算処理を行なう演算処理手段を
備えた演算処理チップにおいて、 前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行するため
に電力消費を行なう場合には、電力消費を行わず、一
方、前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行せず
に電力消費を行わない場合には、電力消費を行なうよう
に動作する消費電力制御手段を備え 前記演算処理手段は、 2レベルの内のいずれかのレベルになると前記所定の演
算処理の実行を指示する信号である演算制御信号を入力
し、この入力した演算制御信号のレベルに応じて前記所
定の演算を実行するように構成され、 前記消費電力制御手段は、 前記演算制御信号をインバータで反転した信号である消
費電力制御信号を入力し、この入力した消費電力制御信
号のレベルが前記演算処理の実行を指示するレベルであ
る場合には、D型フリップフロップの値を保持し、一
方、これとは異なるレベルである場合には、D型フリッ
プフロップの値を奇数段のインバータによって反転する
ように構成され、 前記奇数段のインバータは、そのインバータの数を調整
することにより前記演算処理チップ内での消費電力総量
の変動量を抑えるように構成され たことを特徴とする演
算処理チップ。
1. An arithmetic processing chip comprising arithmetic processing means for performing a predetermined arithmetic processing, wherein when the arithmetic processing means consumes power to execute the predetermined arithmetic processing, no power consumption is performed. On the other hand, when the arithmetic processing means does not perform power consumption without executing the predetermined arithmetic processing, the arithmetic processing means includes power consumption control means that operates to consume power , and the arithmetic processing means has two levels. When one of the levels becomes
Input a calculation control signal that is a signal to instruct execution of arithmetic processing
Depending on the level of this input operation control signal,
The power consumption control means is a signal obtained by inverting the operation control signal by an inverter.
Input the power consumption control signal and input this power consumption control signal.
Is the level that instructs the execution of the arithmetic processing.
If the value of the D-type flip-flop is held,
On the other hand, if the level is different from this,
Invert the flip-flop value by an odd number of inverters
The odd-numbered inverters are configured to adjust the number of the inverters.
The total amount of power consumption in the arithmetic processing chip
An arithmetic processing chip that is configured to suppress the fluctuation amount of .
【請求項2】 請求項1に記載の演算処理チップにおい
て、所定形状のチップ内での前記演算処理手段の配置形状に
適合するような形状を持つようにした前記消費電力制御
手段を前記チップ内に配置した ことを特徴とする演算処
理チップ。
2. The arithmetic processing chip according to claim 1, wherein an arrangement shape of the arithmetic processing means in a chip having a predetermined shape is adopted.
The power consumption control having a conforming shape
An arithmetic processing chip, characterized in that the means is arranged in the chip.
【請求項3】 所定の演算処理を行なう演算処理手段を
備えた演算処理チップにおける消費電力制御方法であっ
て、前記演算処理手段が前記所定の演算処理を実行するため
に電力消費を行なう場合には、消費電力制御手段での電
力消費を行わせず、一方、前記演算処理手段が前記所定
の演算処理を実行せずに電力消費を行わない場合には、
前記消費電力制御手段で電力消費を行わせ、 前記演算処理手段は、 2レベルの内のいずれかのレベルになると前記所定の演
算処理の実行を指示する信号である演算制御信号を入力
し、この入力した演算制御信号のレベルに応じて前記所
定の演算を実行し、 前記消費電力制御手段は、 前記演算制御信号をインバータで反転した信号である消
費電力制御信号を入力し、この入力した消費電力制御信
号のレベルが前記演算処理の実行を指示するレベルであ
る場合には、D型フリップフロップの値を保持し、
方、これとは異なるレベルである場合には、D型フリッ
プフロップの値を奇数段のインバータによって反転し、 前記奇数段のインバータは、そのインバータの数を調整
することにより前記演算処理チップ内での消費電力総量
の変動量を抑えるように構成され たことを特徴とする演
算処理チップにおける消費電力制御方法。
3. An arithmetic processing means for performing a predetermined arithmetic processing.
A method for controlling power consumption in a provided arithmetic processing chip , wherein the arithmetic processing means executes the predetermined arithmetic processing.
Power consumption by the power consumption control means.
Power consumption is not performed, while the arithmetic processing unit
If you do not perform power calculation without executing
The power consumption control means performs power consumption, and the arithmetic processing means inputs an arithmetic control signal which is a signal for instructing execution of the predetermined arithmetic processing at any one of two levels. The predetermined operation is executed according to the level of the input operation control signal, and the power consumption control unit inputs a power consumption control signal which is a signal obtained by inverting the operation control signal by an inverter, and the input power consumption when the level of the control signal is a level for instructing the execution of the calculation process, when holding the value of the D-type flip-flop, whereas a level different from this is, D-type flip
The number of inverters is adjusted by the odd-numbered inverters, and the odd-numbered inverters adjust the number of the inverters.
The total amount of power consumption in the arithmetic processing chip
A power consumption control method in an arithmetic processing chip, which is configured to suppress the fluctuation amount of
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