デジタルICのコア電圧向け高精度ウィンドウ電圧監視ICで電源用ウィンドウの最大化を図る方法

はじめに

技術の進歩に伴い、高速かつ大規模なICのコア部では、より低い電源電圧が使用されるようになりました。そうしたICの例としては、FPGAやマイクロプロセッサ、DSP、ASICなどが挙げられます。

では、なぜ低いコア電圧が使用されるのでしょうか。その目的は消費電力を低く抑えることです。また、消費電力の削減は、高速かつ大規模なICの性能に影響を及ぼす熱の課題に対処することにも直結します。ただ、コア電圧を下げると、その許容範囲も小さくなります。つまり、その種のICの動作電圧範囲が狭くなるということです。コア電圧を下げることが大きなトレンドになった結果、ICの適切な動作を確保するために精度の高い電源回路が求められるようになりました¹⁾。この種の用途に用いる電源回路では、主にスイッチング・レギュレータが使われます。しかし、完璧なスイッチング・レギュレータというものは存在しません。この理想と現実のギャップを埋めるために利用されるようになったのがウィンドウ電圧監視ICです。ウィンドウ電圧監視ICは、高速かつ大規模なICを適切なコア電圧によって安定した状態で動作させることに役立ちます。ただし、コア電圧のウィンドウを適切に設定するためには、ウィンドウ電圧監視ICで使用するしきい値(スレッショルド)の精度に十分な注意を払う必要があります²)。

本稿では、大規模かつ高速なデジタルICのコア電圧を対象とするウィンドウ電圧監視ICの使い方を紹介します。高精度のウィンドウ電圧監視ICを使用すれば、デジタルICに適用する電源用のウィンドウを最大化することができます。そうすれば、コア電圧の有効範囲をより広く確保し、その範囲内におけるICの適切な動作を保証することが可能になります。