特開 2023-73158 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023073158

(43)【公開日】2023-05-25

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 1/30 20060101AFI20230518BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20230518BHJP

   G06F 1/32 20190101ALI20230518BHJP

【ＦＩ】

G06F1/30 305

H01L27/04 F

G06F1/32

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021186023

(22)【出願日】2021-11-15

(71)【出願人】

【識別番号】302062931

【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】田所 宗晃

(72)【発明者】

【氏名】近藤 隆生

【テーマコード（参考）】

5B011

5F038

【Ｆターム（参考）】

5B011EA08

5B011GG13

5B011LL11

5F038BB08

5F038BE09

5F038BH12

5F038CD16

(57)【要約】

【課題】通常の動作状態からスタンバイモードへの遷移時またはスタンバイモードから通常の動作状態への復帰時において、電流変動量を最適な幅（値）かつ、最短時間で制御することが可能な技術を提供する。
【解決手段】半導体装置は、スタンバイモードへの遷移時において、定電流源をオンまたはオフしての電流変動を抑制する制御回路を有する。制御回路は、レジスタ情報と、電流プロファイルの情報から電流変動値を予測する機能を有する。制御回路は、予測した電流変動値に基づいて、定電流源の一度の制御量と制御回数を最適化する機能を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スタンバイモードへの遷移時において、電流源をオンまたはオフして電流変動を抑制する制御回路を有し、
前記制御回路は、レジスタ情報と、電流プロファイルの情報から電流変動値を予測する機能を有し、
前記制御回路は、予測した電流変動値に基づいて、電流源の一度の制御量と制御回数を最適化する機能を有する、半導体装置。

【請求項2】

請求項１の半導体装置において、
前記レジスタ情報は、周波数設定に関するクロック設定情報と、スタンバイ中の活性化有無に関するスタンバイ設定情報と、を含む、半導体装置。

【請求項3】

請求項１の半導体装置において、
前記電流プロファイルの情報は、前記半導体装置内に設けられた複数のＩＰごとのテーブルデータから構成される、半導体装置。

【請求項4】

請求項３の半導体装置において、
前記電流プロファイルの情報を格納する電気的に書き換え可能な不揮発性メモリを有する、半導体装置。

【請求項5】

請求項１の半導体装置において、
前記制御回路は、許容電流値や電流源の性能に合わせた調整機能を有する、半導体装置。

【請求項6】

電流源を含む複数の回路ブロックと、
スタンバイモードへの遷移時において、前記電流源をオンまたはオフして電流変動を抑制する制御回路と、を含み、
前記制御回路は、
前記複数の回路ブロックのおのおのの電流プロファイルの情報を格納するメモリ装置と、
前記複数の回路ブロックのおのおののレジスタ情報を格納する設定レジスタと、
前記レジスタ情報と、前記電流プロファイルの情報から電流変動値を予測し、前記電流源の一度の制御量と制御回数とをシーケンス情報として算出する演算回路と、
前記シーケンス情報に基づいて、任意の電流源の個数およびステップ数で、前記複数の回路ブロックに設けられた前記電流源のオンやオフを制御するシーケンサと、を有する、半導体装置。

【請求項7】

請求項６において、
前記メモリ装置は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリから構成される、半導体装置。

【請求項8】

請求項６において、
前記レジスタ情報は、
前記複数の回路ブロックのおのおのの動作クロックソースおよび分周比の情報と、
前記複数の回路ブロックのおのおののスタンバイ中の活性化有無に関するスタンバイ設定情報と、
前記複数の回路ブロックのおのおのの動作モードの情報と、を含む、半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体装置に関し、スタンバイモードを有する半導体装置に適用して有効な技術である。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の消費電流を制御して内部電圧を安定化させる技術が提案されている。この種の提案として、例えば、米国特許出願公開第２００３／８６２７８号明細書、米国特許出願公開第２０１９／１９８０６２号明細書等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００３／８６２７８号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０１９／１９８０６２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示者は、スタンバイモードを有する半導体装置において、通常の動作状態からスタンバイモードへの遷移時またはスタンバイモードから通常の動作状態への復帰時において、電流変動量(電流変動値）が所定の規定値を超えてしまう場合があることを見出した。つまり、例えば、スタンバイモードへの遷移時において、電流変動をある決まった設定で制御するため、スタンバイモードの前（通常の動作状態）に動作していたアプリケーションによっては、無駄な電流源によって無駄な電流を流す場合があり、また、スタンバイモードへの遷移の開始からスタンバイモードへの遷移の完了までの時間も無駄があることが分かった。

【0005】

本開示の課題は、通常の動作状態からスタンバイモードへの遷移時またはスタンバイモードから通常の動作状態への復帰時において、電流変動量（電流変動値）を最適な幅（値）かつ、最短時間で制御することが可能な技術を提供することにある。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0008】

一実施の形態によれば、半導体装置は、スタンバイモードへの遷移時において、定電流源をオンまたはオフして電流変動を抑制する制御回路を有する。前記制御回路は、レジスタ情報と、電流プロファイルの情報から電流変動値を予測する機能を有する。前記制御回路は、予測した電流変動値に基づいて、定電流源の一度の制御量と制御回数を最適化する機能を有する。

【発明の効果】

【0009】

上記一実施の形態に係る半導体装置によれば、モニタ回路のような専用のハードウエア回路を用いることなく、スタンバイ遷移前のアプリケーション設定から事前に精度の高い電流変動量（電流変動値）を予測し、通常の動作状態からスタンバイモードへの遷移時またはスタンバイモードから通常の動作状態への復帰時において、電流変動量（電流変動値）を最適な幅（値）かつ、最短時間で制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、比較例に係る半導体装置の電流変動を説明する図である。

【図2】図２は、実施形態に係る半導体装置の電流変動を説明する図である。

【図3】図３は、実施形態に係る半導体装置の構成例を示すブロック図である。

【図4】図４は、図３の制御回路の構成例を説明する図である。

【図5】図５は、図３の制御回路の構成例を説明する他の図である。

【図6】図６は、実施例に係る半導体装置の構成例を説明する他の図である。

【図7】図７は、図６のステップＳ３の制御方法を説明する図である。

【図8】図８は、実施例に係る半導体装置のスタンバイモードへの遷移時およびスタンバイモードからの復帰時に電流変動を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態および実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0012】

本開示に係る実施形態の説明前に、本開示の理解を容易とするために、図１を用いて本開示者らによって検討された技術（以下、比較例という。）に係る半導体装置について説明する。図１は、比較例に係る半導体装置の電流変動を説明する図である。図１には、半導体装置１０Ｓが通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモード（スタンバイ状態とも言う）ＳＴＢへ遷移する場合の半導体装置１０Ｓの電流変動が示されている。縦軸は、電流（Ｉ（Ａ）)を示し、横軸は時間（ｔ）を示す。図１では、半導体装置１０Ｓは、通常の動作状態ＯＰＭから、第１状態ＳＴ１～第６状態ＳＴ６の６つの動作状態を経由して、スタンバイモードＳＴＢへ遷移する。半導体装置１０Ｓが通常の動作状態ＯＰＭの時の消費電流はＩｏｐとして示され、半導体装置１０Ｓがスタンバイ状態ＳＴＢとされた時の消費電流がＩｓｔｂとして示される。ＳＩＮＫは、オン状態の電流源を示している。

【0013】

図１に示すように、比較例の半導体装置１０Ｓでは、通常の動作状態ＯＰＭから第１状態ＳＴ１へ遷移すると、４個の電流源ＳＩＮＫがＯＮし、半導体装置１０Ｓの消費電流は通常の動作状態ＯＰＭの時の消費電流Ｉｏｐより、ＳＩＮＫ１個分多い消費電流となる。その後、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２へ遷移すると、５個の電流源ＳＩＮＫがＯＮし、半導体装置１０Ｓの消費電流は通常の動作状態ＯＰＭの時の消費電流Ｉｏｐとほぼ同じになる。その後、半導体装置１０Ｓの状態は、第２状態ＳＴ２から、第３状態ＳＴ３、第４状態ＳＴ４、第５状態ＳＴ５、第６状態ＳＴ６へと順次へ変化して、スタンバイ状態ＳＴＢへ遷移する。ここでは、オン状態の電流源ＳＩＮＫの個数が、４個から０個へ、１つずつ減っていく。

【0014】

このように、比較例の半導体装置１０Ｓでは、電流変動を決まった設定で制御するので、アプリケーションによっては、無駄な電流源ＳＩＮＫによって電流を流してしまう。また、通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへの遷移時間も無駄がある。図１では、矩形の点線１１によって囲まれた状態ＳＴ１，ＳＴ２が無駄な状態および無駄な時間ということができる。

【0015】

(実施態様）
図２は、実施形態に係る半導体装置の電流変動を説明する図である。図２には、実施形態に係る半導体装置１０が通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合の半導体装置１０の電流変動が示されている。縦軸は、電流（Ｉ（Ａ）)を示し、横軸は時間（ｔ）を示す。図２では、半導体装置１０は、通常の動作状態ＯＰＭから、第１状態ＳＴ１～第４状態ＳＴ４の４つの動作状態を経由して、スタンバイモードＳＴＢへ遷移する。半導体装置１０が通常の動作状態ＯＰＭの時の消費電流はＩｏｐとして示され、半導体装置１０がスタンバイ状態ＳＴＢとされた時の消費電流がＩｓｔｂとして示される。ＳＩＮＫは、オン状態の電流源を示している。

【0016】

図２に示すように、半導体装置１０では、通常の動作状態ＯＰＭから第１状態ＳＴ１へ遷移すると、２個の電流源ＳＩＮＫがＯＮし、半導体装置１０の消費電流は通常の動作状態ＯＰＭの時の消費電流Ｉｏｐより低い消費電流となる。その後、第１状態ＳＴ１から第２状態ＳＴ２へ遷移すると、３個の電流源ＳＩＮＫがＯＮするが、半導体装置１０の第２状態ＳＴ２時の消費電流は第１状態ＳＴ１時の消費電流より、例えば、電流源ＳＩＮＫの１個分だけ低い消費電流となる。その後、半導体装置１０の状態は、第２状態ＳＴ２から、第３状態ＳＴ３、第４状態ＳＴ４へと順次へ変化して、スタンバイ状態ＳＴＢへ遷移する。ここでは、オン状態の電流源ＳＩＮＫの個数が、３個から０個へ、１つずつ減っていく。

【0017】

このように、実施形態に係る半導体装置１０では、一回の処理で制御する電流源ＳＩＮＫの個数とステップ数を変動予測し、制御を行うように構成されている。また、実施形態に係る半導体装置１０では、通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへの遷移時間にも無駄がない構成とされている。

【0018】

（半導体装置の構成例）
図３は、実施形態に係る半導体装置の構成例を示すブロック図である。半導体装置１０は、単結晶シリコンから構成された矩形の半導体チップ３０に形成されている。半導体装置１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）３１と、スタティック型ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）のような揮発性メモリ（ＲＡＭ）３２と、フラッシュメモリやリードオンリメモリのような不揮発性メモリ（ＲＯＭ）３３を含む。半導体装置１０は、また、複数の周辺回路（ＲＥＲＩ１、ＰＥＲＩ２，ＰＥＲＩｎ）３４、３５，３６および制御回路（ＣＮＴ）３７と、バス３９とを含む。バス３９は、中央処理装置３１、揮発性メモリ３２、不揮発性メモリ３３、周辺回路３４、３５、３６および制御回路３７を相互に接続する。

【0019】

中央処理装置３１は、不揮発性メモリ３３に格納された動作制御プログラムを実行し、所望の制御を実施する。揮発性メモリ３２は、中央処理装置３１の一時的なデータの格納場所に利用される。周辺回路３４、３５、３６は、タイマ回路、通信回路、アナログデジタル変換回路、デジタルアナログ変換回路などのとすることができる。

【0020】

制御回路３７は、図２で説明した通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合の半導体装置１０の電流変動を制御または抑制する制御回路である。

【0021】

次に、図４，図５を用いて、制御回路３７の構成例および動作例を説明する。図４は、図３の制御回路の構成例を説明する図である。図５は、図３の制御回路の構成例を説明する他の図である。

【0022】

図４、図５に示すように、制御回路３７は、電流プロファイルＩＰＦの情報を格納するメモリ装置４１と、設定レジスタ（ＲＥＧ）４２と、電流変動値を予測する演算回路（ＯＰＵ）４３と、電流源ＳＩＮＫのオン・オフを制御するシーケンサ（ＳＥＱ）４４と、を含む。演算回路４３は電流変動予測制御装置と、シーケンサ４４は電流源制御装置と、言うこともできる。

【0023】

メモリ装置４１は、中央処理装置３１、揮発性メモリ３２、不揮発性メモリ３３、周辺回路３４、３５、３６などの半導体装置１０に搭載された複数の回路ブロック（ここでは、回路ブロックをＩＰと言うことにする）について、そのＩＰの設計時の電流評価結果よりテーブル化された電流プロファイルＩＰＦ、保証可能な電流変動幅、各ＩＰ（３１，３４－３６）の電流源ＳＩＮＫの搭載個数情報などの第１情報を格納する。つまり、メモリ装置４１には、各ＩＰの電流プロファイルＩＰＦの情報が格納されている。電流プロファイルＩＰＦの情報は、テーブルデータと言い換えることも可能である。

【0024】

電流プロファイルＩＰＦは製品により変更または変化するので、メモリ装置４１は、例えばフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発メモリにより構成するのが好ましい。これにより、電気的に書き換え可能な不揮発メモリに格納された電流プロファイルＩＰＦの情報は、例えば、読み出しが可能な情報および書き換えが可能な情報とすることができる。

【0025】

図５には、例示的に、メモリ装置４１が４つのＩＰ（ＩＰ１－ＩＰ４）の電流プロファイルＩＰＦを格納する状態を示している。各ＩＰ１－ＩＰ４の電流プロファイルＩＰＦは、ＩＰＦ＿ＩＰ１，ＩＰＦ＿ＩＰ２，ＩＰＦ＿ＩＰ３，ＩＰＦ＿ＩＰｎとして示されている。電流プロファイルＩＰＦ＿ＩＰ１，ＩＰＦ＿ＩＰ２，ＩＰＦ＿ＩＰ３，ＩＰＦ＿ＩＰｎは、ＩＰ１－ＩＰ４の電流プロファイルＩＰＦ＿ＩＰ１に代表的に示すように、スタンバイ状態のＩＰ１の電流値Ｉ１(または電流範囲）、一部動作ＰＯＰ２時のＩＰ１の電流値Ｉ２(または電流範囲）、一部動作ＰＯＰ１時のＩＰ１の電流値Ｉ３(または電流範囲）、フル動作ＯＰＦ時のＩＰ１の電流値Ｉ４(または電流範囲）の情報を備えるテーブルとすることができる。図５の電流プロファイルＩＰＦ＿ＩＰ１では、例示的に、縦軸がＩＰの電流Ｉ（Ａ）、横軸がＩＰの動作率ＯＰＲのグラフが示されている。

【0026】

設定レジスタ４２は、中央処理装置３１や周辺回路３４、３５、３６の各動作クロックソースおよび分周比などの情報（周波数設定に関するクロック設定情報とも言う）、各ＩＰ（３１，３４－３６）がスタンバイ中に動作を継続するか否かなどの情報（スタンバイ中の活性化有無に関するスタンバイ設定情報とも言う）、および、各ＩＰの動作モードの情報などのレジスタ情報が格納されている。設定レジスタ４２に格納されるレジスタ情報は、第２情報と言い換えることも可能である。設定レジスタ４２は、メモリ装置４１と同様に、例えばフラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発メモリにより構成されても、もちろんよい。

【0027】

なお、図４には、揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３が記載されていないが、揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３をスタンバイモードに遷移させる場合には、揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３の電流プロファイルＩＰＦをメモリ装置４１に格納し、設定レジスタ４２に揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３の動作クロックソースおよび分周比などの情報、揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３のスタンバイ中に動作を継続するか否かなどの情報、および、揮発性メモリ３２と不揮発性メモリ３３の動作モードの情報など格納すればよい。

【0028】

演算回路４３は、メモリ装置４１の各電流プロファイルＩＰＦおよび設定レジスタ４２の内容などの入力情報に基づいて、通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合の一連のシーケンス中における電流変動幅を予測してシーケンス情報を決定する。ここで、シーケンス情報とは、オン状態（またはオフ状態）とさせる電流源ＳＩＮＫの個数（電流源ＳＩＮＫの一度の制御量とも言う）、および、通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合のステップ数（制御回数または状態数：ＳＴ１－ＳＴ４、図２参照）を決定する。

【0029】

シーケンサ４４は、演算回路４３によって演算されたシーケンス情報に従って、任意の電流源ＳＩＮＫの個数やステップ数で、図５に示すように、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰ４）に設けられた電流源ＳＩＮＫの電流のオンやオフを制御する。図５では、各ＩＰに１つの電流源ＳＩＮＫが設けられているように示されているが、電流源ＳＩＮＫの数は２個、３個など複数個の場合もあり得る。

【0030】

これにより、図２に示すように、半導体装置１０が通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合の電流変動を実現することができる。

【0031】

（半導体装置の制御方法）
次に、図６、図７を用いて、実施形態に係る半導体装置１０の制御方法を説明する。図６は、実施形態に係る半導体装置の制御方法を説明する図である。図７は、図６のステップＳ３の制御方法を説明する図である。

【0032】

(ステップＳ１）
制御回路３７のメモリ装置４１に第１情報が格納される。メモリ装置４１は、製品によって変わるのでフラッシュメモリ等に第１情報を格納し、柔軟に対応できるようするのが良い。メモリ装置４１に格納される第１情報は、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ：３１，３４－３６）の電流プロファイルＩＰＦのテーブル化された情報、保証可能な電流変動幅、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ）の電流源ＳＩＮＫの搭載個数情報などである。

【0033】

(ステップＳ２）
次に、設定レジスタ４２にレジスタ情報（第２情報）が格納される。第２情報は、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ）のクロックの情報、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ）の通常の動作時（ＯＰＭ）およびスタンバイ時（ＳＴＢ）の動作許可情報、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ）の動作モードの情報などである。

【0034】

(ステップＳ３）
次に、演算回路４３は、メモリ装置４１の第１情報と設定レジスタ４２の第２情報とを元に最適な制御を演算する。演算回路４３は、オン状態（またはオフ状態）とさせる電流源ＳＩＮＫの個数、および、通常の動作状態ＯＰＭからスタンバイモードＳＴＢへ遷移する場合のステップ数（状態数：ＳＴ１－ＳＴ４、図２参照）を決定する。

【0035】

ステップＳ３は、図７に示すように、ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３を含む。

【0036】

(ステップＳ３１）
演算回路４３は、設定レジスタ４２に格納した各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ：３１，３４－３６）の電流プロファイルＩＰＦのテーブル化された情報を使って、通常の動作状態（ＯＰＭ）およびスタンバイ状態（ＳＴＢ）の電流予測を算出する。

【0037】

例えば、テーブル化された情報(テーブルデータ）は、この例では、中央処理装置ＣＰＵは、通常の動作時（ＯＰＭ）の消費電流は４００ｍＡ，スタンバイ時（ＳＴＢ）の消費電流は１０ｍＡである。周辺回路１（ＰＥＲＩ１）は、通常の動作時（ＯＰＭ）の消費電流は２００ｍＡ，スタンバイ時（ＳＴＢ）の消費電流は２００ｍＡである。周辺回路２（ＰＥＲＩ２）は、通常の動作時（ＯＰＭ）の消費電流は１００ｍＡ，スタンバイ時（ＳＴＢ）の消費電流は５０ｍＡである。また、周辺回路２（ＰＥＲＩ２）は、クロック設定により動作率ＯＰＲが変動する構成とされている。

【0038】

(ステップＳ３２）
演算回路４３は、ステップＳ３１により、２つの予想した電流（通常の動作状態（ＯＰＭ）の電流とスタンバイ状態（ＳＴＢ）の電流）の差分の値（Δ値）から時間および電流変化の最適化を実施する。図７のステップＳ３２の部分に、演算回路４３により最適化された制御順が示されている。ここでは、電流源ＳＩＮＫの１個分の電流は、例えば、１２５ｍＡとし、許容電流幅は、例えば、１５０ｍＡとする。

【0039】

制御順が１の部分は、通常の動作状態（ＯＰＭ）であり、消費電流は７００ｍＡである。

【0040】

制御順が２の部分は、通常の動作状態（ＯＰＭ）からの第１ステップとされ、例えば、中央処理装置ＣＰＵを通常の動作状態（ＯＰＭ）からスタンバイ状態（４００ｍＡ－３９０ｍＡ＝１０ｍＡ）とする。この場合、この第１ステップにおける半導体装置１０の消費電流値は３１０ｍＡであり、半導体装置１０の通常の動作状態（ＯＰＭ）消費電流値７００ｍＡから－３９０ｍＡの電流値が低減される。電流値の変化は３９０ｍＡであり、許容電流幅は１５０ｍＡなので、電流値の変化幅（３９０ｍＡ）は許容電流幅（１５０ｍＡ）より大きい（３９０ｍＡ＞１５０ｍＡ）。したがって、中央処理装置ＣＰＵ内（ＩＰ内）の電流源ＳＩＮＫまたは半導体装置１０内の電流源ＳＩＮＫを２個だけオン状態とする。２個の電流源ＳＩＮＫをオンさせた時の電流は１２５ｍＡ×２＝２５０ｍＡなので、３９０ｍＡ－２５０ｍＡ＝１４０ｍＡ＜１５０ｍＡである。したがって、制御順が２の部分では、中央処理装置ＣＰＵをスタンバイ状態としつつ、２個の電流源ＳＩＮＫをオンさせる構成とするのが良い。

【0041】

制御順が３の部分は、通常の動作状態（ＯＰＭ）からの第２ステップとされ、例えば、周辺回路２（ＰＥＲＩ２）を通常の動作状態（ＯＰＭ）からスタンバイ状態とする。ここで、周辺回路２（ＰＥＲＩ２）を通常の動作状態（ＯＰＭ）からスタンバイ状態とすると、第１ステップの消費電流値３１０ｍＡから、－１７０ｍＡの電流が低減されるものとする。この第２ステップでの半導体装置１０の消費電流を２５０ｍＡとする。電流値の変化は１７０ｍＡであり、許容電流幅は１５０ｍＡなので、電流値の変化幅（１７０ｍＡ）は許容電流幅（１５０ｍＡ）より大きい（１７０ｍＡ＞１５０ｍＡ）。したがって、ＰＥＲＩ２内（ＩＰ内）の電流源ＳＩＮＫまたは半導体装置１０内の電流源ＳＩＮＫを１個だけオン状態とする。１個の電流源ＳＩＮＫをオンさせた時の電流は１２５ｍＡなので、１７０ｍＡ－１２５ｍＡ＝４５ｍＡ＜１５０ｍＡである。したがって、制御順が３の部分では、ＣＰＵとＰＥＲＩ２とをスタンバイ状態としつつ、１個の電流源ＳＩＮＫをオンさせる構成とするのが良い。

【0042】

(ステップＳ３３）
演算回路４３は、ステップＳ３２の結果から、電流源ＳＩＮＫの制御量と回数（ステップ数）とを制御順１，２，３に従うシーケンス情報として算出する。そして、演算回路４３は、算出したシーケンス情報に基づいて、シーケンサ４４を制御する。つまり、制御回路３７の演算回路４３は、許容電流値や電流源ＳＩＮＫの性能に合わせた調整機能を有する。

【0043】

（ステップＳ４）
シーケンサ４４は、演算回路４３によって演算されたシーケンス情報に従って、任意の電流源ＳＩＮＫの個数やステップ数で、各ＩＰ（ＩＰ１－ＩＰｎ）に設けられた電流源ＳＩＮＫの電流のオン状態およびオフ状態を制御する。

【0044】

図８は、実施形態に係る半導体装置の電流変動を説明する図である。図８には、通常の動作状態ＯＰＭから状態ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４を経てスタンバイモードＳＴＢへ遷移し、その後、スタンバイモードＳＴＢから状態ＳＴ５，ＳＴ６，ＳＴ７，ＳＴ８を経て通常の動作状態ＯＰＭへの復帰する場合の半導体装置１０の電流変動を示している。

【0045】

このように、実施形態に係る半導体装置１０の電流変動では、スタンバイモードＳＴＢへの遷移前のアプリケーション設定（メモリ装置４１の第１情報、設定レジスタ４２の第２情報）から、ユーザが意識する必要なく、演算回路４３が事前に精度の高い電流変動量（電流変動値）の予測を行う。これにより、専用のモニタ・クロック回路が不要であり、かつ、スタンバイモードＳＴＢへの遷移時およびスタンバイモードＳＴＢへの復帰時の電流変動量を最適な幅かつ、最短時間で制御することができる。

【0046】

自動車向けＭＣＵ（マイクロコントローラ）などの半導体装置１０はクロスドメイン対応や、上位システム統合により大規模化の一途をたどっており、消費電流増加とともに、電流変動に対する重要性も高まってきている。電流変動に対応するには、一般的には半導体装置の外部に電流変動に強い高価な電源制御システムや大容量のキャパシタを必要とする。もしくは、特許文献１，２のように、半導体装置の内部に専用のモニタ部品を搭載した制御が必要となっている。

【0047】

実施形態に係る半導体装置１０では、その内部に専用のモニタ回路を必要とせず、電流調整のための電流源ＳＩＮＫの仕様および個数も最適化できるため、半導体装置１０の製造コストを最低限に抑えるとともに、安価な外部電源部品による制御が可能となるため、半導体装置１０を採用する自動車向け電子制御装置（ＥＣＵ）トータルでのコスト低減が可能となる。

【0048】

また、実施形態に係る半導体装置１０では、制御回路３７が事前に精度の高い電流変動量が予測を行い、スタンバイモードＳＴＢへの遷移時およびスタンバイモードＳＴＢへの復帰時の電流変動量を最適な幅かつ、最短時間で制御する。そのため、電子制御装置（ＥＣＵ）を設計する顧客が電流変動量などをチューニングする必要がないので、顧客の電子制御装置（ＥＣＵ）の開発コストにも影響しない。

【0049】

以上、本開示者によってなされた開示を実施形態および実施例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0050】

１０：半導体装置
３７：制御回路
４１：メモリ装置
４２：設定レジスタ（ＲＥＧ）
４３：演算回路（ＯＰＵ）
４４：シーケンサ（ＳＥＱ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】