半导体装置以及半导体装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置以及半导体装置的控制方法。关于来自作为发热控制的触发器的温度传感器的温度信息，由于包括温度传感器的多个核邻接配置，因此会产生温度干扰，无法确定成为发热源的核(模块)。半导体装置具有多个核、检测温度的传感器、以及控制电路，该控制电路根据所述传感器检测出的温度而求出所述多个核各自的消耗功率，并根据求出的消耗功率来选择作为控制对象的核。

Control Method of Semiconductor Device and Semiconductor Device

The invention provides a semiconductor device and a control method of a semiconductor device. As for the temperature information of the temperature sensor from the trigger used as the heating control, because of the multiple nuclear adjacent configurations of the temperature sensor, the temperature interference will occur and the core (module) that becomes the heating source can not be determined. The semiconductor device has a plurality of cores, a temperature sensor and a control circuit. The control circuit calculates the respective consumption power of the cores according to the temperature detected by the sensor, and selects the core as the control object according to the calculated consumption power.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及半导体装置的控制方法
本专利技术涉及一种半导体装置，例如能够适用于具有发热控制功能的半导体装置。
技术介绍
在半导体集成电路装置中，近年来，为了响应大电容化、高性能化、低成本化等的市场需求，半导体工艺迅速地加速。另一方面，伴随着半导体工艺的提高，消耗功率具有增加趋势，发热控制的重要度增大。在多个核分别配置温度传感器，基于来自温度传感器的温度信息来进行核的发热控制(例如日本特开2005-71364号公报、日本特表2013-546070号公报)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-71364号公报专利文献2：日本特表2013-546070号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题关于来自成为发热控制的触发器的温度传感器的温度信息，由于分别包括温度传感器的多个核邻接配置，因此在核之间会产生彼此的温度干扰，无法确定出成为发热源的核(模块)。因温度干扰而上升时的发热控制不必要地进行功能限制，难以进行适当的发热控制。此外的课题与新颖的特征由本说明书的记载以及添加的附图得以明确。用于解决课题的技术方案若简单说明本专利技术中的代表性内容的概要，则如下所述。即，半导体装置根据传感器检测到的温度而求出多个核各自的消耗功率，根据求出的消耗功率来选择作为控制对象的核。专利技术效果根据上述半导体装置，能够进行适当的发热控制。附图说明图1是说明进行发热控制的半导体装置的图。图2是说明图1的半导体装置的结构例的图。图3是说明图2的半导体装置的发热控制选择功能的工作的图。图4是说明图2的半导体装置的发热控制的开始温度与发热控制的图。图5是说明基于温度传感器的位置而产生的达到预定温度为止所需的消耗功率的差异的图。图6是说明基于温度传感器的位置而产生的达到预定温度为止所需的消耗功率的差异的图。图7是说明图1的半导体装置的结构的变形例的图。图8是说明图7的半导体装置的发热控制选择功能的工作的图。具体实施方式本申请专利技术人对在完成本申请专利技术之前研究的进行使用了多个温度传感器的温度控制的技术(比较例)进行说明。图1是进行发热控制的半导体装置的框图。半导体装置1在一个半导体芯片中具备第一模块10、第一温度传感器(THS1)61、第二模块20、第二温度传感器(THS2)62、存储器30、AD转换器(ADC)40、总线50。第一模块10是中央处理装置(CPU)，第二模块20是图形处理装置(GPU)。第一温度传感器(THS1)61靠近第一模块10而配置，第二温度传感器(THS2)62靠近第二模块20而配置。AD转换器(ADC)40例如将第一温度传感器(THS1)61以及第二温度传感器(THS2)62的温度信息转换为数字信息。基于第一温度传感器(THS1)61的温度信息而进行第一模块10的发热控制，基于第二温度传感器(THS2)62的温度信息而进行第二模块20的发热控制。发热控制通过使时钟频率、电源电压降低而抑制发热。在图形应用进行工作时等，存在有GPU20成为高负载(例如运转率为90～95％)，而另一方面CPU10为低负载(例如运转率为15％以下)的情况。通过GPU20的发热HA，不仅是GPU20的附近的第二温度传感器(THS2)62温度会上升，CPU10的附近的第一温度传感器(THS1)61的温度也会上升，产生温度干扰。基于第一温度传感器(THS1)61的温度信息进行CPU10的发热控制，但在存在于第一温度传感器(THS1)61的附近的CPU10并非发热源的情况下，也会因CPU10附近的第一温度传感器(THS1)61的温度升高而对CPU10应用发热控制。由此，由于不必要地降低CPU10的性能，因此对于CPU10的中断控制等也造成影响。本申请专利技术人发现了如下课题：存在这样的以由外部原因而导致的热传播为触发的非高效的发热控制。对此，在实施方式中，每次实际进行发热控制时，进行检测到的温度异常是否为作为控制对象的模块自身的发热的判断。为了确定出应进行发热控制的模块，而计算发热控制对象模块的消耗功率，根据与预先准备的基准功率的关系来适当地选择应进行发热控制的模块。对于多个作为发热控制对象的模块，适当地选择应进行发热控制的模块，由此能够适当地进行发热控制。以下，使用附图对实施例以及变形例进行说明。其中，在以下的说明中，有时对于相同的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。实施例首先，使用图1、2对实施例所涉及的半导体装置进行说明。图2是表示图1的半导体装置的构成例的框图。如图1所示，半导体装置1在一个半导体芯片中具备第一模块10、第一温度传感器(THS1)61、第二模块20、第二温度传感器(THS2)62、存储器30、AD转换器(ADC)40、总线50以及控制电路11。第一模块10是中央处理装置(CPU)，第二模块20是图形处理装置(GPU)。如图1所示，第一温度传感器(THS1)61被靠近第一模块10而配置，第二温度传感器(THS2)62被靠近第二模块20而配置。AD转换器(ADC)40例如将第一温度传感器(THS1)61以及第二温度传感器(THS2)62的温度信息转换为数字信息。如图2所示，控制电路11具备温度检测部12、控制对象选择部13以及发热控制部14。控制对象选择部13具有用于判断是否需要温度控制的温度判断部131、基于用于选择发热控制对象的基础数据15而计算消耗功率的功率计算部132、以及基于上述的数据而选择发热控制对象的比较部133。温度检测部12取得来自第一温度传感器(THS1)61的温度数据。作为第一温度传感器(THS1)61以及第二温度传感器(THS2)62的传感器，例如使用二极管。流有固定的电流的二极管的端子间电压伴随着温度而变化。通过在二极管中流有固定的电流并测定二极管的两端的电压，由此根据伴随着温度的变化而变化的电压来测定温度。模拟的电压值通过由ADC40进行AD转换而实现数字化。温度检测部12根据数字化的电压值，使用表示温度与电压的关系的对应表、计算式而求出对应的温度。温度判断部131对所取得的温度数据与预先设定的温度阈值进行比较，进行温度控制的开始判断。功率计算部132基于后述的动态要素功率、泄漏功率等基础数据15与由实时处理取得的负载信息(运转率)等而计算作为发热控制对象的模块的消耗功率。比较部133根据由功率计算部132计算出的消耗功率与预先设定的基准功率的关系，从发热控制对象模块之中选择应进行发热控制的模块。发热控制部14对于由控制对象选择部13选择出的发热控制对象模块应用功能限制而进行发热控制。发热控制部14具有电源控制部142和时钟频率控制部141。电源控制部142进行应进行发热控制的模块的电源控制(电源电压的升降)。时钟频率控制部141进行应进行发热控制的模块的时钟频率控制(工作频率的升降)。控制电路11能够由CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、储存程序的存储器、以及/或者其它的电路构成，因而，控制电路11能够仅通过硬件、仅通过软件、或者通过它们的组合而以各种各样的形式来实现。控制电路11例如能够由CPU10与存储器30构成。使用图3～6对图2的半导体装置的发热控制进行说明。图3是表示图2的半导体装置的发热控制选择功能的工作的流程图。图4是表示图2的半导体装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其中，所述半导体装置具有：多个核；传感器，检测温度；以及控制电路，根据所述传感器检测出的温度而求出所述多个核各自的消耗功率，并根据求出的消耗功率来选择作为控制对象的核。

【技术特征摘要】
2017.06.30 JP 2017-1281591.一种半导体装置，其中，所述半导体装置具有：多个核；传感器，检测温度；以及控制电路，根据所述传感器检测出的温度而求出所述多个核各自的消耗功率，并根据求出的消耗功率来选择作为控制对象的核。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述控制电路基于对所述传感器检测出的温度与预先设定的温度的阈值进行比较的结果而求出所述多个核各自的消耗功率。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述控制电路对选择出的作为控制对象的核的工作频率与电源电压中的至少一者进行控制。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述控制电路基于对所求出的多个核各自的消耗功率与对于所述多个核预先设定的各自的消耗功率的基准值进行比较的结果而选择作为控制对象的核。5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述传感器是与所述多个核中的一个核靠近配置的一个传感器。6.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述控制电路基于对所求出的多个核各自的消耗功率与对于所述多个核预先设定的各自的消耗功率的基准值进行比较的结果而选择作为控制对象的核。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述控制电路对选择出的作为控制对象的核的工作频率与电源电压中的至少一者进行控制。8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，所述传感器是与所述多个核中的一个核靠近配置的一个传感器。9.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置还具有存储器，所述多个核中的一个核是CPU，所述控制电路由所述CPU与所述存储器构成。10.一种半导体装置的控制方法，其中，检测多个核中的至少一个核的温度，对检测出的所述至少一个核的温度与预先设定的温度的阈值进行比较，基于比较的结果而求出所述多个核各自的消耗功率，对所求出的所述多个核各自的消耗功率与对于所述多个核预先设定的各自的基准功率进行比较，基于所述消耗功率与所述基准功率的各个比较结...

【专利技术属性】
技术研发人员：五味贤彦，长泽龙，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP