13和214用于向/从外围设备(例如，显示器23和外部存储器28)传输/接收信号。连接功能块的总线212位于第二低的电源层V4上。图像处理器202和另一 IP核211分别位于第三低的电源层V3-1和V3-2上。应用处理器(CPU) 201位于电源层Vl和V2上。因此，CPU 1201被划分为具有嵌套关系的多个电源区域。CPU 201中的电源区域2011、2012、…、201N分别对应于最高的电源层Vl-1至V1-N。
[0090]为了在温度传感器208设置在如图12所示总是通电的电源区域(V5)中的情况下间歇测量芯片温度，电源开关(例如，开关Ml至M4)可以如图7和图8所示设置在温度传感器208的模拟电路62的电流路径上。
[0091]<包括温度传感器的SoC器件的总体操作的描述>
[0092]下面描述SoC器件20的第二操作状态(例如，待机状态)期间的热耗散防止控制的一个示例。如前所述，在SoC器件20的第二操作状态期间，温度传感器208间歇测量半导体芯片200的芯片温度。然后，当通过温度传感器208测量到超过指定的阈值温度的芯片温度时，SoC器件20从第二操作状态(例如，待机状态)转变为仍然具有较低功耗的第三操作状态(例如，最小操作状态)。阈值温度可以基于对SoC器件20的热分析仿真的结果近似设置为在第二操作状态(例如，待机状态)期间会发生热耗散的温度。在第三操作状态(例如，最小操作状态)下，可以降低在第二操作状态下进行操作的功能块的时钟频率，从而与第二操作状态相比可以降低操作电流。此外或可选地，在第三操作状态(例如，最小操作状态)下，可以停止在第二操作状态期间操作的功能块的电源供给(或者电源区域)，从而与第二操作状态相比也可以降低漏电流。
[0093]可通过从温度传感器208接收到中断请求的应用处理器201 (和系统软件(OS))来控制SoC器件20向第三操作状态的转换。可选地，可以通过接收温度传感器208的模拟输出V_THSNS的外部IC(例如，电源管理IC 21)来控制SoC器件20向第三操作状态的转换。在停止向包括应用处理器201的SoC器件20的主要部分供应电源的情况下，后一种控制是有效的。
[0094]图13是示出SoC器件20的第二和第三操作状态期间的功耗和结温度(沟道温度)Tj之间的关系的一个示例的曲线图。图13中的实线L5表示处于待机状态(第二操作状态)的SoC器件20的功耗，以及图13中的实线L8表示处于最小操作状态(第三操作状态)的SoC器件20的功耗。注意，图13中的实线L5与图3中的实线L5是相同的。因此，在图13的示例中，当室温Ta达到大约90°C时，SoC器件20即使在待机状态也会进行热耗散。因此，例如，通过温度传感器208测量的芯片温度的阈值温度可以被设置为90°C或者设置为105°C。当检测到超过105°C的芯片温度时，SoC器件20转换为最小操作状态(图13中的L8)。因此，即使在室温Ta为90°C的环境下，半导体芯片200的芯片温度(结温度)也汇集为与直线L7(即，95°C )相交，因此不会发生热耗散。
[0095]图14是示出当从第二操作状态转换为第三操作状态时的SoC器件20的操作的一个示例的概念图。首先，如图14中的虚箭头A所表示的，间歇操作期间的温度传感器208检测到超过阈值温度的芯片温度并向应用处理器(CPU)201发送中断请求。应用处理器(CPU) 201接收来自温度传感器208的中断请求，然后读取存储在外部存储器28(或者SoC器件20的内部存储器207)中的系统软件281并开始中断处理(图14中的虚线头B)。通过执行中断处理，如图14中的虚箭头C所示，系统控制逻辑210降低提供给由应用处理器(CPU) 201指定的功能块的操作时钟的频率。此外，如图14中的虚箭头D所示，系统控制逻辑210可停止向应用处理器(CPU) 201指定的功能块(电源区域)供应电源。例如，在比其他功能块相比消耗更多功率的应用处理器(CPU) 201中，除电源区域2011外，停止向电源区域2012至20IN提供电源。例如，SoC器件20可设置两个阈值温度THl和TH2(其中THKTH2)，当芯片温度超过THl时降低操作时钟频率(图14中的虚箭头C)，以及当芯片温度超过TH2时，进一步切断电源(图14中的虚箭头D)。
[0096]图15A和图15B是示出SoC器件20从第二操作状态向第三操作状态的状态转换与芯片温度之间的概念关系的曲线图。如图15A所示，当温度传感器208检测到的芯片温度达到第一阈值温度THl时(图中的时间Tl)，SoC器件20可降低操作时钟频率。从而减小SoC器件20的操作电流，并且还降低了 SoC器件20的热生成率，因而预期降低半导体芯片200的芯片温度。然而，在一些情况下，如图15B所示，SoC器件20的热生成率不足以仅通过降低操作时钟频率来降低且芯片温度持续增加。在这种情况下，当温度传感器208检测到的芯片温度达到第二阈值温度TH2(图15B中的时间T2)时，停止向SoC器件20的主要部分供电。从而进一步减小SoC器件20的操作电流和热生成率，因而预期降低半导体芯片200的芯片温度。
[0097]如上所述，在根据该实施例的SoC器件20中，温度传感器208在第二操作状态期间执行间歇操作。因此，根据该实施例的SoC器件20可在第二操作状态期间通过芯片上温度传感器测量温度的同时抑制功耗的增加。例如，在VDDQ为1.05V且时钟RCLK的频率为32kHz的条件下，温度传感器208的功耗如下:
[0098](I)连续操作(占空比=I):温度传感器208的功耗PO大约为IyW;
[0099](2)间歇操作I (占空比=500ms/ls = 0.500):温度传感器208的功耗Pl大约为500 yff ；
[0100](3)间歇操作2 (占空比=250ms/ls = 0.250):温度传感器208的功耗P2大约为250 yff ；
[0101](4)间歇操作3 (占空比=125ms/ls = 0.125):温度传感器208的功耗P3大约为125yW;以及
[0102](5)间歇操作4(占空比=Wls = 0.001):温度传感器208的功耗P4大约为I μ?
[0103]第二实施例
[0104]在该实施例中，描述在第一实施例中描述的芯片上温度传感器208的修改不例。类似于温度传感器208，根据该实施例的芯片上温度传感器308包括控制逻辑单元和模拟电路。模拟电路包括模拟电路元件，其包括生成传感器信号的温度传感器元件(例如，热二极管，BGR)和输出缓冲器。此外，类似于第一实施例，模拟电路具有用于降低那些模拟电路元件的功耗的结构(例如，电源开关)。此外，根据该实施例的温度传感器308被配置为能够独立于温度传感器元件停止输出缓冲器的操作。例如，独立于设置在温度传感器元件的电流路径上的电源开关，控制逻辑单元控制设置在输出缓冲器的电流路径上的电源开关的开和关。如前所述，当不需要将温度传感器308的传感器信号输出到SoC器件20的外部时，包括在温度传感器308中的输出缓冲器是多余的元件。在该实施例中，可以独立于其他模拟电路元件(例如，温度传感器元件)停止对输出缓冲器的电源供应，因此即使在其他模拟电路元件正在执行用于测量芯片温度的间歇操作的同时也可以总是停止对输出缓冲器供电。从而，与根据第一实施例的温度传感器208相比，根据该实施例的温度传感器308可以执行间歇操作时的降低功耗。
[0105]图16是示出根据该实施例的芯片上温度传感器308的结构示例的示图。图14所示温度传感器308包括控制逻辑单元71和模拟电路72。图16所示模拟电路72的结构可以与图7和图8所示模拟电路62的结构相同。然而，注意，在图16的模拟电路72中，通过第二使能信号ΕΝΒ2来控制输出缓冲器624中设置的电源开关Μ4的开/关，其中第二使能信号ΕΝΒ2不同于提供给设置在其他模拟电路元件中的电源开关Ml至M3的第一使能信号ENBlo当不使用输出缓冲器624时，截断控制逻辑712保持第二使能信号ΕΝΒ2处于低电平。从而，即使在BGR 621、运算放大器622和比较器623正在执行间歇操作的同时，截断控制逻辑712也可以总是断开电源开关Μ4，以总是停止输出缓冲器624的操作。
[0106]可通过空闲控制信号(IDLE_CTRL)来指定是否使用输出缓冲器624。例如，该空闲控制信号可以是2比特信号。空闲控制信号的第一个比特可以指定温度传感器308的操作模式(例如，连续操作或间歇操作)，以及第二个比特可以指定是否需要操作输出缓冲器624。
[0107]第三实施例
[0108]在该实施例中，描述在第一实施例中描述的温度传感器208的操作模式切换的修改示例。在第一实施例中，描述了响应于SoC器件20的操作状态的改变切换温度传感器208的操作模式(例如，在连续操作和间歇操作之间切换，或者在不同时间间隔的间歇操作之间切换)的示例。然而，可以基于其他条件来进行温度传感器208的操作模式切换。在该实施例中，描述根据芯片温度改变的时间变化率切换温度传感器208的操作模式的示例。具体地，根据芯片温度改变的时间变化率，根据该实施例的温度传感器208从连续测量芯片温度的连续操作切换到间歇测量芯片温度的连续操作，或者改变用于间歇测量芯片温度的时间间隔。注意，根据该实施例的温度传感器、SoC器件和无线通信终端的结构示例可以与第一实施例的结构示例相同。因此，在该实施例中省略对它们的描述。此外，在该实施例的描述中使用与第一实施例相同的参考符合。
[0109]图17是示出根据该实施例的温度传感器208的操作模式切换处理的一个示例的流程图。在步骤Sll中，应用处理器(CPU) 201监控通过温度传感器208测量的半导体芯片200的芯片温度改变的时间变化率。在步骤S12中，应用处理器201确定芯片温度随时间的改变量(改变率)是否低于指定的阈值。当芯片温度的改变率等于或大于阈值(步骤S12中为否)时，应用处理器将温度传感器208的操作模式设置为“连续操作”(步骤S13)。另一方面，当芯片温度的改变率小于阈值(步骤S12中为是)时，应用处理器将温度传感器208的操作模式设置为“间歇操作”(步骤S14)。
[0110]注意，代替连续操作，在图17的步骤S13中确定的温度传感器208的操作模式可以为间歇操作，其具有比步骤S14中更短的时间间隔。此外，在图17的步骤S102中，可以确定芯片温度是否基本处于稳定状态。基本稳定的状态可以是芯片温度在温度传感器208的测量精度的范围内汇聚的状态。此外，尽管在图17的示例中，应用处理器201确定芯片温度的改变率并确定温度传感器208的操作模式改变，但该处理可以通过温度传感器208自动执行。具体地，温度传感器208的控制逻辑单元61可以根据芯片温度的改变率自动地切换模拟电路62的操作间隔。
[0111]芯片温度的较大时间变化是指由于芯片温度的剧烈增加而产生的较高的热耗散可能性。另一方面，芯片温度的小时间变化是指不太可能发生芯片温度的剧烈增加。因此，根据该实施例的芯片上温度传感器208根据芯片温度改变的时间变化率动态地改变模拟电路62用于测量芯片温度的操作间