KR19980026275A - Low Power Consumption CPU - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시스템 클럭에 동기되어 구동되는 데이터 패쓰(Path) 장치에서의 전력 소모를 줄일 수 있는 저소비 전력형 CPU(DSP Core,Microprocessor Core)에 관한 것으로서, 본 발명의 저소비 전력형 CPU는 데이터를 전달하기 위한 데이터 버스; 제어신호에 응답하여 상기 데이터 버스로부터 데이터를 전달 받고, 시스템 클럭신호에 동기되어 데이터 처리를 하며, 처리된 데이터의 결과를 상기 버스에 전달하는 복수의 데이터 패스 장치들; 데이터 버스와 상기 데이터 패쓰 장치들 간의 데이터 전송을 제어하기 위한 제어신호와 명령에 따른 동작을 수행하기 위한 데이터 패쓰 장치들 외에는 시스템 클럭신호가 공급되지 않도록 시스템 클럭 제어신호를 출력하는 제어신호 발생기; 및 시스템 클럭 제어신호에 응답하여 시스템 클럭신호를 제한하는 시스템 클럭 게이트 수단을 구비한 것을 특징으로 하여 명령에 따른 데이터 패쓰 장치들 외의 다른 데이터 패쓰 장치들에는 시스템 클럭신호가 공급되지 않도록 하여 불필요한 데이터 패스 장치들의 동작에 따른 전력소모를 방지할 수 있다.The present invention relates to a low power type CPU (DSP Core, Microprocessor Core) capable of reducing power consumption in a data path device driven in synchronization with a system clock. The low power type CPU of the present invention transfers data. A data bus for; A plurality of data path devices receiving data from the data bus in response to a control signal, performing data processing in synchronization with a system clock signal, and transferring a result of the processed data to the bus; A control signal generator configured to output a system clock control signal such that a system clock signal is not supplied except a control signal for controlling data transmission between a data bus and the data path devices and data path devices for performing an operation according to a command; And system clock gate means for limiting the system clock signal in response to the system clock control signal, so that the system clock signal is not supplied to the data path devices other than the data path devices according to the command, thereby preventing unnecessary data paths. Power consumption due to the operation of the devices can be prevented.
Description
본 발명은 CPU(DSP Core,Microprocessor Core)에 관한 것으로서, 특히 시스템 클럭에 동기되어 구동되는 데이터 패쓰(Path) 장치에서의 전력 소모를 줄일 수 있는 저소비 전력형 CPU에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CPU (DSP Core, Microprocessor Core), and more particularly, to a low power type CPU that can reduce power consumption in a data path device driven in synchronization with a system clock.
휴대용 전자제품의 요구와 그러한 휴대용품의 장시간 사용등의 요구에 부응하여 최근 추세로는 저소비 전력형 CPU에 대한 요구가 크게 대두되고 있다. 그리고 이러한 추세에 발맞추어 CPU(DSP Core 및 Microprocessor)를 설계하는 제조업체들은 저소비 전력형 코어(Core)의 제작에 많은 노력을 기울이고 있다.In response to the demands of portable electronic products and the long-term use of such portable products, the demand for low power type CPUs has risen in recent trends. In line with this trend, manufacturers who design CPUs (DSP Core and Microprocessor) are putting a lot of effort into making low-power cores.
보통 CPU는 설계시의 아키텍쳐(Architecture)에 따라 달라질 수 있지만, CPU 내의 데이터 패쓰 블록에는 연산장치와 어드레스 발생장치 등이 있으며, 특히 연산장치에는 데이터 패스를 위한 장치가 많이 포함되게 된다. 즉, ALU(Arithmetic Logical Unit),승산기(Multiplier),배럴 쉬프터(Barrel Shifter) 등이 여기에 속한다. 그리고 어드레스 발생장치에는 CPU 설게시 사용되는 몇개의 메모리 어드레스를 발생하는 블록과 반복기능 등과 같은 특별한 기능을 지원하는 블록들이 데이터 패쓰 블록에 속한다. 또한 CPU 설게시 아키텍쳐의 기준안에 따라 여러개의 데이터 패쓰 블록들이 생겨날 수 있다.In general, the CPU may vary depending on the architecture at the time of design, but the data path block in the CPU includes an operation unit and an address generator, and in particular, the operation unit includes many devices for data paths. That is, an Arithmetic Logical Unit (ALU), a multiplier, a barrel shifter, and the like belong to this. In the address generator, the data path block includes blocks that generate some memory addresses used in CPU installation and blocks that support special functions such as a repeat function. In addition, multiple data path blocks can be generated according to the CPU design architecture standard.
도 1 은 종래의 CPU에서 시스템 클럭에 동기되어 구동되는 데이터 패스 장치들에서의 전력소모를 설명하기 위한 도면으로서, 데이터를 전달하기 위한 제 1 및 제 2 데이터 버스(Bus1, Bus2)와, 시스템 클럭신호(System clock)에 공통으로 구동되면서 제어신호(B_to_D)에 응답하여 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)로부터 데이터를 입력받아 데이터 처리를 하고, 발생되는 데이터를 제어신호(D_to_B)에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)에 출력하는 n개의 데이터 패쓰 장치들(Unit 1-n)과, 상기 데이터 패쓰 장치들(Unit 1 - Unit n)과 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2) 사이의 데이터 전송을 제어하기 위한 제어신호(B_to_D,D_to_B,D_O_I)를 출력하는 제어신호 발생기(100)를 보인다.FIG. 1 is a diagram illustrating power consumption in data path devices driven in synchronization with a system clock in a conventional CPU. The first and second data buses Bus1 and Bus2 for transferring data and a system clock are shown in FIG. In response to the control signal B_to_D while being driven in common with the system clock, data is received from the first and second buses Bus1 and Bus2 to process data, and the generated data is responded to the control signal D_to_B. N data pass units (Unit 1-n), the data pass units (Unit 1-Unit n) and the first and second bus (n) output to the first and second buses (Bus1, Bus2) A control signal generator 100 for outputting control signals B_to_D, D_to_B, D_O_I for controlling data transfer between Bus1 and Bus2 is shown.
도면에서 제어신호 발생기(100)는 다음과 같은 제어신호를 출력하는데, DN_O_I는 제 1 데이터 패쓰 장치에서 이전의 결과값이 입력되도록 제어하는 신호이고, DN_to_B1은 제 n 데이터 패쓰 장치에서 제 1 버스로 데이터가 이동하도록 제어하는 신호이며, DN_to_B2는 제 n 데이터 패쓰 장치에서 제 2 버스로 데이터가 이동하도록 제어하는 신호이다. 또한 B1_to_DN은 제 1 버스에서 제 n 데이터 패쓰 장치로 데이터가 이동하도록 제어하는 신호이며, B2_to_DN은 제 2 버스에서 제 n 데이터 패쓰 장치로 데이터가 이동하도록 제어하는 신호이다.In the drawing, the control signal generator 100 outputs a control signal as follows. DN_O_I is a signal for controlling a previous result value to be input from the first data path device, and DN_to_B1 is a signal from the nth data path device to the first bus. The signal controls to move the data, and DN_to_B2 is a signal to control the data to move from the n-th data path device to the second bus. In addition, B1_to_DN is a signal for controlling data to move from the first bus to the n-th data path device, and B2_to_DN is a signal for controlling data to move from the second bus to the n-th data path device.
상기와 같은 구성에서 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)로부터 각각 데이터를 받아들인 제 1 데이터 패스 장치(Unit 1)와 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 2)의 결과가 제 n-1 데이터 패스 장치(Unit n-1)의 입력이 되도록 하는 명령의 경우에는 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)로부터 제 1 데이터 패쓰 장치 및 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2)로 제어신호(B1_to_D1,D1_O_I)에 응답하여 데이터가 입력되며, 시스템 클럭(System Clock)에 의해 제 1 및 제 2 데이터 패스 장치(Unit 1, Unit 2)의 동작을 수행하여 그 결과를 가지게 되고, 다시 시스템 클럭(System Clock)에 의해 제 1 및 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2)의 결과가 제 n-1 패스 장치(Unit n-1)의 입력이 되도록 한다.In the above configuration, the result of the first data path device Unit 1 and the second data path device Unit 2, which receives data from the first and second buses Bus1 and Bus2, respectively, is the n-1 data path. In the case of a command to be input to the unit n-1, a control signal from the first and second buses Bus1 and Bus2 to the first data path device and the second data path device Unit 1 and Unit 2 may be used. Data is input in response to B1_to_D1, D1_O_I, and the first and second data path devices (Unit 1, Unit 2) are operated by the system clock to have the result. The system clock allows the results of the first and second data path devices Unit 1 and Unit 2 to be input to the n-th pass device Unit n-1.
그러나 이 때 시스템 클럭(System Clock)에 동기하여 제 1 및 제 2 데이터 패스 장치(Unit 1, Unit 2)가 동작을 수행할 때나 제 1 및 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2)의 결과가 제 n-1 데이터 패스 장치(Unit n-1)로 입력이 될 때 제 1, 제 2, 제 n-1 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2, Unit n-1) 외에 다른 데이터 패쓰 장치들(Unit 3, 4,···)도 시스템 클럭(System Clock)에 의해 동작을 수행하게 되므로 불필요한 전력 소모가 발생하게 된다.However, at this time, when the first and second data path devices (Unit 1, Unit 2) perform the operation in synchronization with the system clock (System Clock) or as a result of the first and second data path devices (Unit 1, Unit 2) Data path devices other than the first, second, and n-1 data path devices (Unit 1, Unit 2, Unit n-1) when is input to the n-1 data path device (Unit n-1) (Units 3, 4, ...) also operate by the system clock (System Clock), causing unnecessary power consumption.
본 발명의 목적은 상기와 같이 시스템 클럭에 동기하여 모든 데이터 패쓰 장치가 동작하므로 전력 소모가 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 하나의 명령에 대해서 필요한 데이터 패쓰 장치만 동작을 하도록 하여 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있는 저소비 전력형 CPU를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to operate all data path devices in synchronization with the system clock as described above to reduce the unnecessary power consumption by operating only the data path device necessary for one command to solve the problem of power consumption. It is to provide a low power consumption CPU.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저소비 전력형 CPU는 데이터를 전달하기 위한 데이터 버스; 제어신호에 응답하여 상기 데이터 버스로부터 데이터를 전달 받고, 시스템 클럭신호에 동기되어 데이터 처리를 하며, 처리된 데이터의 결과를 상기 버스에 전달하는 복수의 데이터 패스 장치들; 데이터 버스와 상기 데이터 패쓰 장치들 간의 데이터 전송을 제어하기 위한 제어신호와 명령에 따른 동작을 수행하기 위한 데이터 패쓰 장치들 외에는 시스템 클럭신호가 공급되지 않도록 시스템 클럭 제어신호를 출력하는 제어신호 발생기; 및 시스템 클럭 제어신호에 응답하여 시스템 클럭신호를 제한하는 시스템 클럭 게이트 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.A low power consumption CPU of the present invention for achieving the above object includes a data bus for transferring data; A plurality of data path devices receiving data from the data bus in response to a control signal, performing data processing in synchronization with a system clock signal, and transferring a result of the processed data to the bus; A control signal generator configured to output a system clock control signal such that a system clock signal is not supplied except a control signal for controlling data transmission between a data bus and the data path devices and data path devices for performing an operation according to a command; And system clock gate means for limiting the system clock signal in response to the system clock control signal.
도 1 은 종래 CPU에서 시스템 클럭에 동기되어 구동되는 데이터 패스 장치에서의 전력소모를 설명하기 위한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram for explaining power consumption in a data path device driven in synchronization with a system clock in a conventional CPU.
도 2 는 본 발명에 따른 저소비 전력형 CPU의 블록도.2 is a block diagram of a low power type CPU in accordance with the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 저소비 전력형 CPU의 블록도로서, 데이터를 전달하는 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)와, 제어신호(B_to_D, D_O_I)에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)로부터 데이터를 전달 받고, 시스템 클럭신호(System Clock)에 동기되어 동작을 수행하며 그 결과를 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)에 전달하는 n개의 데이터 패쓰 장치들(Unit 1 - Unit n)과, 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)와 상기 데이터 패쓰 장치들(Unit 1 - Unit n) 사이의 데이터 전송을 제어하기 위한 제어신호(B_to_D, D_to_B, D_O_I) 및 시스템 클럭신호(System Clock)가 명령에 따른 동작을 수행하는 데이터 패쓰 장치들(Unit 1, Unit 2, Unit n-1) 외에는 공급되지 않도록 시스템 클럭 제어신호(DP_N_enable)를 발생하는 제어신호 발생기(200)와, 상기 시스템 클럭 제어신호(DP_1_enable - DP_N_enable)에 응답하여 시스템 클럭신호(System Clock)를 제한하는 n개의 앤드게이트들(A1-An)로 구성된 시스템 클럭 게이트 수단(300)으로 구성된다.2 is a block diagram of a low power consumption CPU according to the present invention, in which the first and second buses Bus1 and Bus2 transfer data and the control signals B_to_D and D_O_I in response to the first and second buses. N data path devices that receive data from Bus1 and Bus2, perform operations in synchronization with a system clock signal, and transfer the result to first and second buses Bus1 and Bus2 1-Unit n), and control signals (B_to_D, D_to_B, D_O_I) and system for controlling data transmission between the first and second buses Bus1 and Bus2 and the data path devices Unit 1-Unit n. The control signal generator 200 which generates a system clock control signal DP_N_enable so that the clock signal System Clock is not supplied except the data path devices Unit 1, Unit 2, and Unit n-1 that perform an operation according to a command. And a system clock signal S in response to the system clock control signal DP_1_enable-DP_N_enable. It consists of a system clock gate means 300 composed of n AND gates A1 -An which limit the ystem clock.
상기와 같은 구성으로 제 1 및 제 2 데이터 패스 장치(Unit 1, Unit2)의 결과를 제 n-1 데이터 패쓰 장치(Unit n-1)의 입력으로 사용하는 명령이 주어지는 경우에는 제어신호(B_to_D)에 의해 제 1 버스(Bus1)로부터 제 1 데이터 패쓰 장치(Unit 1)에 데이터가 입력되고, 제 2 버스(Bus2)로부터 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 2)에 데이터가 입력이 되며, 시스템 클럭신호(System Clock)에 둥기되어 제 1 및 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2)가 각각 동작을 수행하여 그 결과를 얻은 후, 다음 시스템 클럭신호(System Clock)에 동기되어 제 1 및 제 2 버스(Bus1, Bus2)에 데이터를 전달하고, 제어신호(B1_to_Dn-1)에 응답하여 제 n-1 데이터 패쓰 장치(Unit n-1)에 입력이 되도록 한다.In the above configuration, when a command to use the results of the first and second data path devices Unit 1 and Unit 2 as an input of the n-1 data path device Unit n-1 is given, the control signal B_to_D Data is input from the first bus Bus1 to the first data path device Unit 1, data is input from the second bus Bus2 to the second data path device Unit 2, and the system clock signal is input. The first and second data path devices (Unit 1, Unit 2) perform the operation, respectively, to obtain a result, and then synchronize the first and second data clock signals (System Clock). Data is transferred to the buses Bus1 and Bus2 and input to the n-th data path device Unit n-1 in response to the control signal B1_to_Dn-1.
이때, 상기 제 1, 제 2 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2) 및 제 n-1 데이터 패쓰 장치(Unit n-1)가 동작을 수행하는 동안 다른 데이터 패쓰 장치들(Unit 3, 4, 5· · ·)은 상기 제어신호 발생기(200)로부터 출력되는 시스템 클럭 제어신호(DP_3_enable,DP_4_enable,DP_5_enable ··· DP_N_enable)에 의해 제한이 되어 시스템 클럭(System Clock)을 공급받지 못하게 된다. 즉 앤드 게이트(A1-An)의 동작 특성에 따라 제어신호 발생기(200)로부터 시스템 클럭 제어신호(DP_1_enable - DP_N_enable)가 하이가 입력되지 않으면 항상 시스템 클럭신호(System Clock)는 상기 데이터 패스 장치들(Unit 1 - Unit n)에 공급되지 않도록 하는 것이다.In this case, while the first and second data path devices Unit 1 and Unit 2 and the n-1 data path device Unit n-1 perform operations, other data path devices Unit 3, 4, and 5 may be used. ...) is limited by the system clock control signals DP_3_enable, DP_4_enable, DP_5_enable ... DP_N_enable output from the control signal generator 200, thereby preventing the system clock from being supplied. That is, when the system clock control signal DP_1_enable-DP_N_enable is not input high from the control signal generator 200 according to the operation characteristics of the AND gates A1-An, the system clock signal is always the data path devices ( It is not supplied to Unit 1-Unit n).
이와 같이 시스템 클럭신호(System Clock)에 동작하는 데이터 패스 장치들(Unit 1 - Unit n)중 명령에 따른 데이터 패쓰 장치(Unit 1, Unit 2, Unit n-1) 이외에는 시스템 클럭 제어신호(DP_1_enable - DP_N_enable)에 응답하는 앤드게이트(A1 - An)를 통하여 시스템 클럭신호(System Clock)가 공급되지 않도록 함으로써 불필요한 데이터 패쓰 장치들(Unit 3,4,5···)은 동작하지 않도록 할 수가 있다.The system clock control signal DP_1_enable − except for the data path devices (Unit 1, Unit 2, Unit n-1) according to the command among the data path devices (Unit 1 to Unit n) operating on the system clock signal as described above. By not allowing the system clock signal to be supplied through the AND gates A1-An corresponding to DP_N_enable, unnecessary data path devices Units 3, 4, 5... Can not be operated.
본 발명은 상기와 같이 명령에 따른 데이터 패쓰 장치들 외의 다른 데이터 패쓰 장치들에는 시스템 클럭신호가 공급되지 않도록 하여 불필요한 데이터 패스 장치들의 동작에 따른 전력소모를 방지할 수 있다.As described above, the system clock signal is not supplied to other data path devices other than the data path devices according to the command, thereby preventing power consumption due to unnecessary data path devices.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960044649A KR19980026275A (en) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Low Power Consumption CPU |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019960044649A KR19980026275A (en) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Low Power Consumption CPU |
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KR1019960044649A KR19980026275A (en) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Low Power Consumption CPU |
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KR (1) | KR19980026275A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20020010558A (en) * | 2001-11-22 | 2002-02-04 | (주)동명전자 | DSP Based Data Acquisition System |
-
1996
- 1996-10-08 KR KR1019960044649A patent/KR19980026275A/en not_active Application Discontinuation
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KR20020010558A (en) * | 2001-11-22 | 2002-02-04 | (주)동명전자 | DSP Based Data Acquisition System |
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