CN106843359B - 半导体装置和温度传感器系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体装置和温度传感器系统。为抑制电压比较器的数量随着芯片温度检测范围的扩大而增大，半导体装置中的温度传感器包括根据芯片温度来输出电压的温度检测电路、生成多个参考电压的参考电压生成电路以及将由参考电压生成电路获得的每个参考电压与温度检测电路的输出电压进行比较并由此生成配置有多个位的芯片温度检测信号的多个电压比较器。此外，温度传感器包括基于芯片温度检测信号控制由参考电压生成电路生成的参考电压并由此改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系以使芯片温度检测范围移位的控制电路。可以在不增加电压比较器的数量的情况下通过改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系扩大芯片温度检测范围。

Description

半导体装置和温度传感器系统
本申请是申请日为2012年8月31日、申请号为201210318974.5、发明名称为“半导体装置和温度传感器系统”的中国发明专利申请的分案申请。
相关申请的交叉引用
在此通过引用全文并入2011年9月20日提交的日本专利申请No.2011-204243的公开内容，包括说明书、附图和摘要。
技术领域
本发明涉及半导体装置和温度传感器系统，并且更特别地，涉及用于抑制电压比较器的数量随温度传感器的芯片温度检测范围的扩大而增加的技术。
背景技术
日本未经审查的专利申请公开No.2009-289795(专利文献1)描述了用于将大工作电流的功能模块与用于检测芯片温度的温度检测电路合并的并且能够进行外部的温度控制或者受系统板噪声影响较少的温度监控的半导体集成电路。
日本未经审查的专利申请公开No.2004-6473(专利文献2)描述了具有在半导体基板上的功能电路、用于检测功能电路的温度的温度检测元件以及用于控制功能电路的温度的控制电路的半导体集成电路。当功能电路的温度低于功能的最小操作温度时，控制电路执行控制以便操作功能电路的部分或全部，以提高功能电路的温度并抑制功能电路的外部输出。
日本未经审查的专利申请公开No.平8(1996)-55963(专利文献3)描述了其中温度传感器所检测出的温度数据被发送给时钟/外围控制电路的集成电路，并且时钟/外围控制电路将温度数据与保持于温度设置电路内的操作温度范围的上限和下限进行比较，并且如果温度位于该范围之外则降低时钟频率并停止缓存操作。
日本未经审查的专利申请公开No.2009-152311(专利文献4)描述了其中电源电压确定电路根据由温度传感器测得的温度来估计具有最差的操作条件的性能的并且基于换算表确定半导体集成电路的新的电源电压的半导体集成电路系统。
发明内容
在作为半导体集成电路的实例的系统LSI中，当芯片温度上升至接近398K(125℃)的临界温度时，待机泄漏电流的增大以及LSI的芯片温度的升高会不断地重复，这会导致热失控(thermal runaway)。因此，温度传感器被并入系统LSI的芯片之内以监控芯片温度，并且系统LSI的操作速率会在芯片温度升高时降低。
例如，在专利文献1中，在电源电路3在芯片的温度过高时停止给中央处理单元11供应内部的操作电源电压之前，操作速率控制器14响应于芯片温度的升高而分阶段地降低中央处理单元11的操作速率(段落[0097])。中央处理单元11的操作速率的下降通过由PLL电路15供应给中央处理单元11的操作时钟CL的频率的多级降低来实现。对于中央处理单元11的操作速率的多级控制，操作速率控制器14在多个电平上识别出由温度检测电路10生成的在温度检测信号VTSEN和参考信号VREF之间的关系(段落[0098])。例如，多个参考电平VREF1、VREF2、VREF3、VREF4由单个参考信号VREF生成。操作速率控制器14在多个电平上识别出在多个参考电平VREF1、VREF2、VREF3、VREF4与温度检测信号VTSEN之间的关系。分压电阻器Rref1到Rref5被用来生成参考电平VREF1、VREF2、VREF3、VREF4，并且电压比较器CP1到CP4被用来识别在参考电平与温度检测信号之间的关系(段落[0099])。
本发明的发明人已经研究了专利文献1所描述的温度传感器在半导体集成电路内的低温检测中的应用，特别是在低温下具有大的温度依赖性的电路模块(简称为“模块”)的操作裕度的提高，使得难以确保特性裕度，以及通过根据温度依赖性动态地改变电路常数而进行的电路操作特性的校正。根据专利文献1所描述的温度传感器的配置，本发明的发明人发现了下列问题。在维持预定的检测精度的同时将温度检测范围扩大至低温区(例如，-60℃)会大量地增加电压比较器的数量，使得温度传感器的芯片占用面积不能被忽略。
专利文献2到4没有考虑以下情况：在维持预定的检测精度的同时将芯片温度检测范围扩大至低温区会大量地增加电压比较器的数量，使得温度传感器的芯片占用面积不能被忽略。
本发明的目的之一是提供一种用于在扩大芯片温度检测范围时抑制电压比较器的数量增加的技术。
本发明的以上及其他的目的和新特征根据本说明书的描述和附图将变得清楚。
在本申请中公开的本发明的一个典型方面将简要地描述如下。
一种半导体装置，包括用于检测芯片温度的温度传感器以及其操作能够基于温度传感器的输出来控制的模块。温度传感器包括用于根据芯片温度来输出电压的温度检测电路、用于生成多个参考电压的参考电压生成电路，以及用于将由参考电压生成电路获得的每个参考电压与温度检测电路的输出电压进行比较并由此生成配置有多个位的芯片温度检测信号的多个电压比较器。此外，温度传感器还包括控制电路，该控制电路用于基于芯片温度检测信号控制由参考电压生成电路生成的参考电压，并由此改变芯片温度检测信号和芯片温度之间的对应关系(correspondence)以使芯片温度检测范围移位。控制电路控制参考电压，使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位(shift)附近彼此重叠。
在本申请中公开的由本发明的一个典型方面获得的效果将简要地描述如下。
可以抑制电压比较器的数量随芯片温度检测范围的扩大而增加。
附图说明
图1是示出包含于作为根据本发明的半导体装置的实例的LSI内的温度传感器的配置实例的框图。
图2是作为根据本发明的半导体装置的实例的LSI的框图。
图3是示出在图1所示的温度传感器中的参考电压生成电路的配置实例的电路图。
图4是示出在图1所示的温度传感器中的参考电压生成电路的另一个配置实例的电路图。
图5是示出在图1所示的温度传感器中的逻辑单元的配置实例的框图。
图6是示出图1所示的LSI的主要部件的操作的流程图。
图7是用于说明在保持于图1所示的温度传感器的第一寄存器内的信息与保持于该温度传感器的第二寄存器内的信息之间的对应关系的示意图。
图8是用于说明在图1所示的温度传感器中的参考电压调整寄存器的功能的示意图。
图9是在图1所示的温度传感器的温度升高期间的操作时序图。
图10是在图1所示的温度传感器的温度降低期间的操作时序图。
图11是示出作为根据本发明的半导体装置的实例的LSI的另一种布局的框图。
具体实施方式
1.实施例的概述
首先，将对在本申请中公开的本发明的示例性实施例进行概述。在示例性实施例的概要描述中以供应到其上的括号引用的在附图中的参考编号只是在以参考编号标记的构件的概念中所包含的一个构件的例示。
[1]根据本发明的一种示例性实施例的半导体装置(半导体芯片)(200)包括用于检测芯片温度(半导体装置温度)的温度传感器(4)以及其操作能够基于温度传感器的输出来控制的模块(2，6-17)。温度传感器包括用于根据芯片温度来输出电压的温度检测电路(46)、用于生成多个参考电压的参考电压生成电路(50)以及用于将由参考电压生成电路获得的每个参考电压与温度检测电路的输出电压进行比较并由此生成配置有多个位的芯片温度检测信号的多个电压比较器(53到56)。此外，温度传感器包括用于基于芯片温度检测信号控制由参考电压生成电路而生成的参考电压并由此改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系以使芯片温度检测范围移位的控制电路(45)。控制电路控制参考电压使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠。
以上述配置，在半导体装置内的温度传感器中的控制电路控制由参考电压生成电路基于芯片温度检测信号而生成的参考电压，并由此改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系，以使芯片温度检测范围移位，由此允许扩大芯片温度检测范围。因而，可以在没有增加电压比较器的数量的情况下通过改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系来扩大芯片温度检测范围。这使得可以抑制温度传感器的芯片占用面积随着芯片温度检测范围的扩大而增大。此外，通过控制参考电压使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠，可以正常地检测出紧接在芯片温度检测范围的移位之后沿着与移位方向相反的方向改变的芯片温度(Tj)。
根据半导体装置的一个具体实施例，控制电路包括用于保持用于控制参考电压的参考电压控制信号的第一寄存器(451)以及用于保持芯片温度检测信号的第二寄存器(452)。这使得可以将参考电压控制信号暂时保持于第一寄存器内，以及将芯片温度检测信号暂时保持于第二寄存器内。这在促进控制电路的控制操作中是有效的。
根据另一个具体实施例，控制电路包括用于将参考电压控制信号和芯片温度检测信号输出到温度传感器的外部的第三寄存器(453)。由于可以通过第三寄存器将参考电压控制信号和芯片温度检测信号输出到温度传感器的外部，因而即使在芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系被改变以使芯片温度检测范围移位时，也可以基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号来正确地识别出芯片温度。
根据另一个具体实施例，参考电压生成电路包括用于对输入电压进行分压的多个电阻器(301A、301B等)以及用于从电阻器当中选择与输入电压的分压有关的电阻器(302等)的开关。由于开关从电阻器当中选择与输入电压的分压有关的电阻器，因而可以容易地对输入电压进行分压。
根据另一个具体实施例，控制电路包括开关控制电路(455)，该开关控制电路(455)使用于基于保持于第二寄存器内的芯片温度检测信号来控制开关的操作的开关控制信号递增或递减。通过提供开关控制电路，可以基于保持于第二寄存器内的芯片温度检测信号来使开关控制信号递增或递减。
根据另一个具体实施例，开关控制电路具有用于仅在预定的掩蔽时段内固定由第二寄存器发送出的信号的逻辑值的掩蔽功能，并且在掩蔽时段内使开关控制信号递增或递减。以掩蔽处理，即使保持于第二寄存器内的信息被更新，保持于第二寄存器内的信息的更新也不会反映于开关控制电路在预定的掩蔽时段内的控制上，这能够稳定参考电压控制信号。掩蔽时段能够在考虑到在第一寄存器被更新并且电压比较器的输出根据所更新的参考电压变为稳定之前的时段的情况下设定。
根据另一个具体实施例，模块包括用于通过第三寄存器来接收参考电压控制信号和芯片温度检测信号的第一模块(15，16)，并且能够基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号来微调内部电路。由于第一模块通过第三寄存器来接收参考电压控制信号和芯片温度检测信号，因而可以基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号容易地微调内部电路。
根据另一个具体实施例，控制电路包括用于基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号来生成低温操作信号的低温操作信号生成电路(456)，模块包括能够根据低温操作信号来执行用于产生热量的虚拟(dummy)操作的第二模块(17)。第二模块的虚拟操作能够提高芯片温度(Tj)。当芯片温度借组于虚拟操作而超过预定的温度时，第二模块的操作模式能够从虚拟操作转换为不同的操作(正常的操作)。因此，即使第二模块在低温下具有大的温度依赖性，也可以避免第二模块在低温下的不稳定操作。
根据另一个具体实施例，模块包括CPU(2)，该CPU(2)通过第三寄存器来接收参考电压控制信号和芯片温度检测信号，基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号来生成预定的中断信号，并且能够根据中断信号来执行用于在半导体装置中降低操作速率的控制。由于CPU基于参考电压控制信号和芯片温度检测信号生成预定的中断信号并且根据中断信号在半导体装置中降低操作速率，因而可以避免半导体装置的热失控。
根据另一个具体实施例，温度传感器包括用于根据从温度传感器的外部提供的信号精密调整(fine-adjust)由参考电压生成电路生成的参考电压的参考电压调整电路(48)。以此，半导体装置的用户能够在结合了半导体装置的用户系统中通过参考电压调整电路来精密调整参考电压。
[2]根据本发明的一种示例性实施例的温度传感器系统(4)能够检测出半导体装置的芯片温度。温度传感器系统包括用于根据芯片温度来输出电压的温度检测电路(46)以及用于生成多个参考电压的参考电压生成电路(50)。此外，温度传感器系统(4)包括用于将通过参考电压生成电路获得的每个参考电压与温度检测电路的输出电压进行比较并由此生成配置有多个位的芯片温度检测信号的多个电压比较器(53到56)。此外，温度传感器系统(4)包括用于基于芯片温度检测信号控制由参考电压生成电路生成的参考电压并由此改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系以使芯片温度检测范围移位的控制电路(45)。控制电路控制参考电压，使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠。
以上述配置，在温度传感器系统中的控制电路控制由参考电压生成电路基于芯片温度检测信号生成的参考电压，并由此改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系，以使芯片温度检测范围移位，由此允许扩大芯片温度检测范围。因而，可以通过改变芯片温度检测信号与芯片温度之间的对应关系来扩大芯片温度检测范围，而没有增加电压比较器的数量。这使得可以抑制温度传感器的芯片占用面积随着芯片温度检测范围的扩大而增大。此外，通过控制参考电压使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠，可以正常地检测出紧接在芯片温度检测范围的移位之后沿着与移位方向相反的方向改变的芯片温度(Tj)。
2.实施例的详述
实施例将在下面更详细地描述。
第一实施例
图2示出了作为根据本发明的半导体装置的实例的LSI(大规模集成电路)。
尽管没有限定，但是图2所示的LSI 200被使用于安装在车辆内的汽车导航系统中，并且使用已知的半导体集成电路的制造技术形成于单个半导体基板(例如，单晶硅基板)之上。LSI 200包括具有预定功能的多个模块，并且形成为Soc(芯片上系统)。模块包括CPU(中央处理单元)2以及作为其外围电路的多个模块6到17。CPU 2执行基于预定程序的算术处理。尽管没有示出，CPU 2能够包括用于执行相同的算术处理的一个或更多个模块。在模块6到17当中，模块11是中断控制器。中断控制器11接收来自外围电路的中断请求，并且断言(assert)供应到CPU 2的中断信号。此外，在模块6到17当中，模块15是作为高速串行接口的实例的SATA(串行高级技术附件)接口，模块16是与SATA不同的高速串行接口，而模块17是DDR-SDRAM控制器。SATA接口15是用于耦接磁盘驱动器、光盘驱动器等的接口。高速串行接口16是与例如USB 3.0、PCI Express等对应的接口。DDR-SDRAM控制器17是用于作为使数据能够在时钟信号的上升沿和下降沿交换的存储器的DDR-SDRAM(双倍数据速率同步动态随机存取存储器)的控制器。DDR-SDRAM布置于LSI 200的外部，并且其操作受DDR-SDRAM控制器17控制。
在图2所示的LSI 200中，形成了用于检测芯片温度的温度传感器4。在本实例中，温度传感器4布置于倾向于温度升高的CPU 2附近。温度传感器4的温度检测结果被发送给中断控制器11、SATA接口15、高速串行接口16和DDR-SDRAM控制器17，用于操作控制。
例如，如果温度传感器4检测到过高的温度(例如，125℃或更高)，则对中断控制器11作出预定的中断请求。当CPU 2根据中断请求执行中断处理时，布置于LSI 200的外部的电源电路被指示部分或全部停止对CPU 2供应电源电压。当停止对CPU 2供应电源电压时，CPU 2的部分或全部操作被停止，使得芯片温度逐渐降低。如果温度传感器4的温度检测结果没有指示过高的温度，则电源电压由布置于LSI 200的外部的电源电路供应到CPU 2的一部分或全部。
SATA接口15和高速串行接口16分别合并了用于调整温度依赖特性的微调电路。在SATA接口15和高速串行接口16中，所合并的微调电路基于温度传感器4的温度检测结果来执行微调，由此校正SATA接口15和高速串行接口16的温度依赖特性。微调电路以用于微调的多个电阻器和开关形成，开关用于基于温度传感器4的温度检测结果在电路操作中选择性地接合电阻器的端子，并且在电阻器之间的切换能够校正温度依赖特性。
DDR-SDRAM控制器17是对于低温操作具有小的裕度的模块的实例。所希望的是对于低温操作具有小的裕度的模块(例如，DDR-SDRAM控制器17)在诸如超过-20℃的、高于例如-40℃的外表面保证温度之类的温度下操作。因此，在本实例中，如果-40℃<Tj<-20℃，则DDR-SDRAM控制器17基于由温度传感器4输出的低温操作信号来执行用于产生热量的虚拟操作。符号“Tj”表示芯片温度。然后，当芯片温度Tj由虚拟操作而超过-20℃时，虚拟操作被停止，并且DDR-SDRAM控制器17执行初始的控制操作，以允许DDR-SDRAM的读/写。在虚拟操作中，没有信号被输入DDR-SDRAM控制器17或由DDR-SDRAM控制器17输出。例如，有效的是虚拟操作在DDR-SDRAM控制器17内生成测试模式(test pattern)并且将测试模式发送给DDR-SDRAM控制器17中的内部逻辑以产生热量。
如果温度没有仅随着DDR-SDRAM控制器17的虚拟操作而超过例如-20℃，则添加另一模块以用于具有必要热量的虚拟操作。当温度超过-20℃时，包括另一模块的虚拟操作停止，并且执行正常的操作。
然后，将描述温度传感器4的详细配置。
图1示出了温度传感器4的配置实例。
温度传感器4包括逻辑单元41和模拟单元42。
逻辑单元41包括控制信号输入电路43、参考电压调整寄存器44和控制电路45。
控制信号输入电路43接收指示空闲状态的Didle信号并生成thrftapin4。
参考电压调整寄存器44被设置用于保持来自结合了LSI 200的用户系统的参考电压调整信号thrftapin0-3。以保持于参考电压调整寄存器44内的参考电压调整信号thrftapin0-3，可以精密调整参考电压。例如，如图8所示，参考电压调整信号thrftapin0-3提供了16种组合，该16种组合在芯片温度检测中被分配了偏移调整值。通过从参考电压调整信号thrftapin0-3的16种组合当中任意地选择并且将其设置于参考电压调整寄存器44内，可以精密调整参考电压。在本实例中，通过精密调整参考电压，芯片温度检测的偏移调整能够按照1℃的单位来执行。参考电压调整信号thrftapin0-3的默认值是“0，0，0，0”。
为了抑制温度传感器的芯片占用面积随着芯片温度检测范围的扩大而增大，控制电路45具有基于芯片温度检测信号来控制参考电压，并由此改变芯片温度检测信号的位与芯片温度之间的对应关系以使芯片温度检测范围移位的功能。因而，可以通过使芯片温度检测范围移位来扩大芯片温度检测范围。
在逻辑单元41内的每个单元的详细配置将在后面详述。
模拟单元42包括温度检测电路46、模拟输出缓冲器47、参考电压调整电路48、参考输出缓冲器49及芯片温度检测信号生成电路57。
温度检测电路46根据LSI 200的芯片温度来生成温度检测信号thsen，并且生成参考电压Vref以降低噪声的影响。例如，专利文献1所描述的电路(段落[0077]到[0086])能够应用于温度检测电路46。温度检测电路46在相对于低电位侧的电源电压Vssq的高电位侧的电源电压Vddq下操作。高电位侧的电源电压Vddq和低电位侧的电源电压Vssq通过设置于LSI 200上的外部端子18和20从LSI 200的外部供应。控制信号输入电路43的输出信号thrftapin4被发送给温度检测电路46。当控制信号输入电路43的输出信号thrftapin4处于高电平时，温度检测电路46被激活。此时，温度检测信号thsen和参考电压Vref被生成。当Didle信号变为高电平时，控制信号输入电路43的输出信号thrftapin4变为低电平，并且不生成温度检测信号thsen和参考电压Vref。
模拟输出缓冲器47接收温度检测电路46的输出，并且输出温度检测结果模拟信号Vthsense。温度检测结果模拟信号Vthsense通过LSI 200的外部端子19输出到LSI 200的外部。当输出信号thrftapin4处于高电平时，模拟输出缓冲器47被激活。此时，温度检测结果模拟信号Vthsense通过外部端子19输出到LSI 200的外部。当输出信号thrftapin4处于低电平时，模拟输出缓冲器47被取消激活。此时，温度检测结果模拟信号Vthsense不被输出到LSI 200的外部。
参考电压调整电路48根据在参考电压调整寄存器44内的信息集来精密调整输入到芯片温度检测信号生成电路57的参考电压。尽管不受限定，但是参考电压调整电路48包括可变电阻电路58、运算放大器(OP)51和N沟道MOS晶体管52。运算放大器51被供应以作为操作电源电压的高电位侧的电源电压Vddq和低电位侧的电源电压Vssq。由温度检测电路46输出的参考电压Vref被供应到运算放大器51的非反相输入端子(+)。可变电阻电路58包括用于对参考电压调整电路48的输出电压进行分压的多个电阻器以及用于根据参考电压调整寄存器44内的信息集来改变电阻器的分压比的开关。由可变电阻电路58分压的电压被供应到运算放大器51的反相输入端子(-)。
参考输出缓冲器49被设置用于将由温度检测电路46输出的参考电压Vref作为Vthref输出到LSI 200的外部。当输出信号thrftapin4处于高电平时，参考输出缓冲器49被激活。此时，参考电压Vref通过LSI 200的外部端子21输出到LSI 200的外部。当输出信号thrftapin4处于低电平时，参考输出缓冲器49被取消激活。此时，参考电压Vref不输出到LSI 200的外部。
芯片温度检测信号生成电路57被设置用于生成配置有代表芯片温度的多个位的芯片温度检测信号thcpout0、thcpout5、thcpout10、thcpout15(缩写为“thcpout0-15”)。芯片温度检测信号生成电路57包括用于生成多个参考电压的参考电压生成电路50以及用于将由参考电压生成电路50获得的每个参考电压与温度检测电路46的温度检测电压thsen进行比较并由此生成配置有代表芯片温度的多个位的芯片温度检测信号thcpout0-15的多个电压比较器(CP)53到56。温度检测电路46的温度检测信号thsen被供应到电压比较器53到56的非反相输入端子(+)。参考电压生成电路50的参考电压被分别供应到电压比较器53到56的反相输入端子(-)。温度检测电路46的温度检测信号thsen和参考电压生成电路50的参考电压具有低电位侧的电源电压Vssq的共同参考电平。
温度检测信号thsen的电压随温度而变化(例如，1.7mV/℃)。假定温度检测信号thsen的噪声电平实际上在±10和±50mV之间的范围内，±5.5到±37.7℃的误差仅由温度检测信号thsen的噪声而出现，除非噪声被消除。在本实例中，由于温度检测电路46的温度检测信号thsen和参考电压生成电路50的参考电压具有低电位侧的电源电压Vssq的共同参考电平，因而噪声通过电压比较器53到56的差分放大操作的共模抑制(common moderejection)的功能来消除，可以获得高精度的温度检测结果(芯片温度检测信号thcpout0-15)。
图3示出了参考电压生成电路50的配置实例。
参考电压生成电路50包括布置为与电压比较器53到56对应的四个电压生成单元503到506。电压生成单元503到506被耦接于参考电压调整电路48的输出电压thref与低电位侧的电源电压Vssq之间，并且分别通过将参考电压调整电路48的输出电压thref相对于低电位侧的电源电压Vssq来分压而生成预定电平的参考电压。
电压生成单元503生成供应到电压比较器56的反相输入端子(-)的参考电压。电压生成单元503包括Vssq侧的分压电阻器分组301A、thref侧的分压电阻器分组301B以及通过在电路操作中选择性地接合thref侧的分压电阻器分组301B的分压电阻器来改变分压比的开关分组302。
电压生成单元504生成供应到电压比较器55的反相输入端子(-)的参考电压。电压生成单元504包括Vssq侧的分压电阻器分组303A、thref侧的分压电阻器分组303B以及用于通过在电路操作中选择性地接合thref侧的分压电阻器分组303B的分压电阻器来改变分压比的开关分组304。
电压生成单元505生成供应到电压比较器54的反相输入端子(-)的参考电压。电压生成单元505包括Vssq侧的分压电阻器分组305A、thref侧的分压电阻器分组305B以及用于通过在电路操作中选择性地接合thref侧的分压电阻器分组305B的分压电阻器来改变分压比的开关分组306。
电压生成单元506生成供应到电压比较器53的反相输入端子(-)的参考电压。电压生成单元506包括Vssq侧的分压电阻器分组307A、thref侧的分压电阻器分组307B以及用于通过在电路操作中选择性地接合thref侧的分压电阻器分组307B的分压电阻器来改变分压比的开关分组308。
假定在电压生成单元506中的Vssq侧的分压电阻器分组307A内的每个分压电阻器的值由“Ra”指示，在电压生成单元505中的Vssq侧的分压电阻器分组305A内的每个分压电阻器的值以“n×Ra”来表示，在电压生成单元504中的Vssq侧的分压电阻器分组303A内的每个分压电阻器的值以“2n×Ra”来表示，以及在电压生成单元503中的Vssq侧的分压电阻器分组301A内的每个分压电阻器的值以“3n×Ra”来表示。符号“n”表示电阻率，并且芯片温度检测信号thcpout0-15的温度差通过电阻率n来确定。在本实例中，电阻率n被确定使得芯片温度检测信号thcpout0-15的温度差是5℃。
在电压生成单元503到506中的开关分组302到308的状态受控制电路45控制。供应到电压比较器53到56的参考电压能够由开关控制来改变。芯片温度检测信号thcpout0-15的位与芯片温度之间的对应关系通过改变供应到电压比较器53到56的参考电压来改变。在本实例中，芯片温度检测范围能够根据在电压生成单元503到506中的开关分组302到308的状态以15℃为单位进行移位。开关分组302到308的操作受由控制电路45输出的参考电压控制信号thcptapin0-3控制。
图4示出了参考电压生成电路50的另一个配置实例。
图4所示的参考电压生成电路50包括分压电阻器分组310、311、312、313、314，以及串行耦接的开关分组315。分压电阻器分组310的一个端子与低电位侧的电源电压Vssq耦接。参考电压调整电路48的输出电压thref被施加到开关分组315的一个端子。供应到电压比较器53的反相输入端子(-)的参考电压从在串行耦接的分压电阻器分组310和311之间的节点处获得。供应到电压比较器54的反相输入端子(-)的参考电压从在串行耦接的分压电阻器分组311和312之间的节点处获得。供应到电压比较器55的反相输入端子(-)的参考电压从在串行耦接的分压电阻器分组312和313之间的节点处获得。供应到电压比较器56的反相输入端子(-)的参考电压从在串行耦接的分压电阻器分组313和314之间的节点处获得。
在分压电阻器分组310到313中的每个分压电阻器的值以“Rd”来表示，而在分压电阻器分组314中的每个分压电阻器的值以“Rc”来表示。在分压电阻器分组310到314中的每个分压电阻器的值被设置，使得芯片温度检测信号thcpout0-15获得的温度差为5℃。开关分组315的状态受控制电路45控制。供应到电压比较器53到56的参考电压能够通过开关控制来改变。芯片温度检测信号thcpout0-15的位与芯片温度之间的对应关系通过改变供应到电压比较器53到56的参考电压来改变。在本实例中，芯片温度检测范围能够根据开关分组315的状态以15℃为单位进行移位。开关分组315的操作受由控制电路45输出的参考电压控制信号thcptapin0-3控制。
图5示出了逻辑单元41的主要部件的配置实例。
在逻辑单元41中的控制电路45包括第一寄存器451、第二寄存器452、第三寄存器453、开关控制电路455和低温操作信号生成电路456。
第一寄存器451配置有4个位，并且保持用于控制参考电压的参考电压控制信号thcptapin0-3。参考电压控制信号thcptapin0-3被发送给参考电压生成电路50。参考电压控制信号thcptapin0-3的初始值是“0，1，0，0”。初始值根据LSI的使用环境以及为安装于LSI上的模块所必需的温度控制来改变。芯片温度检测信号thcpout0-15被发送给第二寄存器452。第二寄存器452配置有4个位。开关控制电路455使参考电压控制信号thcptapin0-3递增或递减，以基于保持于第二寄存器452内的芯片温度检测信号thcpout0-15来控制开关分组(302，304、306、308、315)的操作。在本实例中，如果芯片温度检测信号thcpout0-15是“1，1，1，1”则使参考电压控制信号thcptapin0-3递增，而如果芯片温度检测信号thcpout0-15是“0，0，0，0”则使参考电压控制信号thcptapin0-3递减。递增值和递减值是“1”。通过使参考电压控制信号thcptapin0-3递增或递减，使芯片温度检测信号thcpout0-15的位与芯片温度之间的对应关系改变，从而使芯片温度检测范围移位。
在此，将对芯片温度检测范围的移位进行详述。
图7示出了保持于第一寄存器451内的信息(thcptapin0-3)与保持于第二寄存器452内的信息(thcpout0-15)之间的对应关系。
在本实例中，第一寄存器451的初始值是“0，1，0，0”。在第一寄存器451为“0，1，0，0”的情况下，被写入第二寄存器452内的芯片温度检测信号thcpout0-15的位与芯片温度之间的对应关系如下。
也就是，在第一寄存器451为初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-35℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-30℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝-25℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝-20℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝-15℃。也就是，在保持于第一寄存器451内的信息是“0，1，0，0”的情况下，芯片温度检测范围是-35～-15℃。
在第一寄存器451为初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递增，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，1，0，0”。在保持于第一寄存器451内的信息为“1，1，0，0”(No.4)的情况下，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-20℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-15℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝-10℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝-5℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝0℃。也就是，当第一寄存器451从初始值“0，1，0，0”改变到“1，1，0，0”时，芯片温度检测范围从“-35～-15℃”移位到“-20～0℃”。
按照同样的方式，当thcpout0-15变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递增，并且保持于第一寄存器451内的信息被改变，从而使芯片温度检测范围移位。例如，当参考电压控制信号thcptapin0-3递增，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“0，1，1，1”(No.15)时，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj＝145℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝150℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝155℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝160℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝165℃。也就是，在保持于第一寄存器451内的信息为“0，1，1，1”的情况下，芯片温度检测范围是145～165℃。
此外，当参考电压控制信号thcptapin0-3递增，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，1，1，1”(No.16)时，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj＝160℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝165℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝170℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝175℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝180℃。也就是，在保持于第一寄存器451内的信息为“1，1，1，1”的情况下，温度检测范围是160～180℃。
在第一寄存器451是初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15变为“0，0，0，0”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递减，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，0，0，0”。在保持于第一寄存器451内的信息为“1，0，0，0”(No.2)的情况下，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-50℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-45℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝-40℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝-35℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝-30℃。也就是，当第一寄存器451从初始值“0，1，0，0”改变到“1，0，0，0”时，芯片温度检测范围从“-35～-15℃”移位到“-50～-30℃”。
按照同样的方式，当参考电压控制信号thcptapin0-3递减，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“0，0，0，0”(No.1)时，thcpout0-15“0，0，0，0”指示芯片温度Tj<-60℃，thcpout0-15“1，0，0，0”指示芯片温度Tj＝-60℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”指示芯片温度Tj＝-55℃。此外，thcpout0-15“1，1，1，0”指示芯片温度Tj＝-50℃，而thcpout0-15“1，1，1，1”指示芯片温度Tj＝-45℃。也就是，在保持于第一寄存器451内的信息为“0，0，0，0”的情况下，温度检测范围是-60～-45℃。
在本实例中，控制电路45控制参考电压，使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠。例如，在第一寄存器451从初始值“0，1，0，0”(No.3)改变到“1，1，0，0”(No.4)的情况下，芯片温度检测范围在芯片温度检测范围的移位附近重叠于-20℃～-15℃。类似地，在第一寄存器451从初始值“0，1，0，0”(No.3)改变至“1，0，0，0”(No.2)的情况下，芯片温度检测范围在芯片温度检测范围的移位附近重叠于-30℃～-35℃。通过这样控制参考电压，使得芯片温度检测范围的一些部分在芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠，可以处理芯片温度Tj在紧接芯片温度检测范围移位之后沿着与移位方向相反的方向改变的情形。下面将描述具体的实例。
例如，在第一寄存器451为初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15在芯片温度Tj＝-15℃下变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递增，而保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，1，0，0”。如果thcpout0-15“0，0，0，0”在保持于第一寄存器451内的信息是“1，1，0，0”(No.4)的情况下被分配给芯片温度Tj＝-15℃，则不可能检测出Tj＝-20℃的实际芯片温度。
因此，在保持于第一寄存器451内的信息为“1，1，0，0”(No.4)的情况下，thcpout0-15“0，0，0，0”被分配给芯片温度Tj＝-20℃，thcpout0-15“1，0，0，0”被分配给芯片温度Tj＝-15℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”被分配给芯片温度Tj＝-10℃。也就是，芯片温度检测范围在芯片温度检测范围的移位附近重叠于-20℃和-15℃处。因此，在第一寄存器451是初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15在芯片温度Tj＝-15℃下变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递增，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，1，0，0”，使得芯片温度检测范围从“-35～-15℃”移位到“-20～0℃”。然后，当实际的芯片温度变为Tj＝-20℃时，thcpout0-15变为“0，0，0，0”，并且参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递减；因此，可以正常地检测出芯片温度。
此外，在第一寄存器451是初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15变为“0，0，0，0”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递减，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，0，0，0”。如果thcpout0-15“1，1，1，1”在保持于第一寄存器451内的信息为“1，0，0，0”(No.2)的情况下被分配给芯片温度Tj＝-35℃，则不可能检测出Tj＝-30℃的实际芯片温度。
因此，在保持于第一寄存器451内的信息为“1，0，0，0”(No.2)的情况下，thcpout0-15“1，1，1，1”被分配给芯片温度Tj＝-30℃，thcpout0-15“1，1，1，0“被分配给芯片温度Tj＝-35℃，而thcpout0-15“1，1，0，0”被分配给芯片温度Tj＝-40℃。也就是，芯片温度检测范围在芯片温度检测范围的移位附近重叠于-30℃和-35℃处。因此，在第一寄存器451是初始值“0，1，0，0”(No.3)的情况下，当thcpout0-15在芯片温度Tj＝-35℃下变为“0，0，0，0”时，参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递减，并且保持于第一寄存器451内的信息改变为“1，0，0，0”，使得芯片温度检测范围从“-35～-15℃”移位到“-50～-30℃”。然后，当实际的芯片温度变为Tj＝-30℃时，thcpout0-15变为“1，1，1，1”，并且参考电压控制信号thcptapin0-3通过开关控制电路455来递增；因此，可以正常地检测出芯片温度。
虽然前面已经参照第一寄存器451的初始值“0，1，0，0”(No.3)进行了描述，但是对于第一寄存器451的另一个状态同样适用。
图5所示的开关控制电路455在保持于第二寄存器452内的信息(thcpout0-15)为“1，1，1，1”时使参考电压控制信号thcptapin0-3递增，并且使参考电压控制信号thcptapin0-3在保持于第二寄存器452内的信息(thcpout0-15)是“0，0，0，0”时递减。此外，开关控制电路455在保持于第二寄存器452内的信息(thcpout0-15)变为“1，1，1，1”或“0，0，0，0”时开始掩蔽处理。在掩蔽处理中，由第二寄存器452发送出的信号的逻辑值仅在预定的掩蔽时段内是固定的。因此，即使保持于第二寄存器452内的信息被更新，保持于第二寄存器452内的信息的更新也不会反映于开关控制电路455在预定的掩蔽时段内的控制上。掩蔽时段是在考虑到在第一寄存器451被更新以及电压比较器53到56的输出根据所更新的参考电压变为稳定之前的时段的情况下设置的。在本实例中，掩蔽时段被设置为100-300μsec(微秒)。以掩蔽处理，可以稳定参考电压控制信号thcptapin0-3。
图5所示的第三寄存器453保持来自开关控制电路455的参考电压控制信号thcptapin0-3和芯片温度检测信号thcpout0-15。保持于第三寄存器453内的信息被发送给低温操作信号生成电路456、SATA接口15、高速串行接口16、逻辑电路31等。当参考电压控制信号thcptapin0-3变为“0，0，1，1”并且芯片温度检测信号thcpout0-15变为“1，1，0，0”时，逻辑电路31断言对CPU 2的中断请求信号。作为请求过高温度的中断处理的中断请求信号被发送给中断控制器11。对CPU 2的中断请求信号在thcptapin0-3的左起第三位(thcptapin2)变为低电平时被置否(negate)。
图5所示的低温操作信号生成电路456接收来自第三寄存器453的参考电压控制信号thcptapin0-3和芯片温度检测信号thcpout0-15，并且基于其来生成低温操作信号。低温操作信号配置有4个位。低温操作信号的第一位在低于-25℃的温度下处于低电平，而在不低于-25℃的温度下处于高电平。低温操作信号的第二位在低于-20℃的温度下处于低电平，而在不低于-20℃的温度下处于高电平。低温操作信号的第三位在低于-15℃的温度下处于低电平，而在不低于-15℃的温度下处于高电平。低温操作信号的第四位在低于-10℃的温度下处于低电平，而在不低于-10℃的温度下处于高电平。因而，在低温操作信号的生成中，连同芯片温度检测信号thcpout0-15一起需要参考电压控制信号thcptapin0-3，以便即使芯片温度检测信号的位与芯片温度之间的对应关系通过开关控制电路455的开关控制来改变也能够通过引用参考电压控制信号thcptapin0-3来正确地识别出对应的芯片温度。由低温操作信号生成电路456获得的低温操作信号被发送给DDR-SDRAM控制器17。如果-40℃<Tj<-20℃，则DDR-SDRAM控制器17执行用于产生热量的虚拟操作。符号Tj表示芯片温度。DDR-SDRAM的读出/写入在虚拟操作期间被禁用。然后，当芯片温度Tj通过虚拟操作而超过-20℃时，虚拟操作被停止，并且DDR-SDRAM控制器17执行最初的控制操作，以允许DDR-SDRAM的读出/写入。由于DDR-SDRAM的读出/写入在芯片温度Tj超过-20℃时执行，因而可以避免DDR-SDRAM控制器17的不稳定操作。如果温度没有仅以DDR-SDRAM控制器17的虚拟操作超过例如-20℃，则另一个模块被添加用于具有必要热量的虚拟操作。当温度超过-20℃时，虚拟操作被停止，并且正常的操作被执行。
图5所示的控制信号输入电路43包括用于使所输入的Didle信号的逻辑反相的反相器432。反相器432的输出thrftapin4被发送给模拟单元42。
然后，将描述以上所配置的LSI 200的操作。
图6示出了LSI 200的主要部件的操作的流程。
在开启了LSI 200之后的加电复位之前(601)，在温度传感器4的模拟单元42中，确定参考电压调整信号thrftapin0-3和参考电压控制信号thcptapin0-3的初始值(602)。此外，在模拟单元42中，温度检测结果模拟信号Vthsense通过外部端子19从模拟输出缓冲器47输出，而参考电压Vthref通过外部端子21从参考输出缓冲器49输出。温度检测结果模拟信号Vthsense和参考电压Vthref也在LSI 200热失控时输出(603)，并且被用于控制合并了LSI 200的用户系统。
在开启了LSI 200之后的加电复位之后(601)，在温度传感器4中的逻辑单元41的操作开始(604)。例如，低温操作信号由低温操作信号生成电路456生成，并且被发送到DDR-SDRAM控制器17。如果-40℃<芯片温度Tj<-20℃，则由温度传感器4输出的低温操作信号处于高电平(605)；因此，DDR-SDRAM控制器17执行用于产生热量的虚拟操作。当芯片温度Tj超过-20℃时，低温操作信号变为低电平。由此，DDR-SDRAM控制器17从虚拟操作转变为正常的操作。
在某些情况下，用户不需要温度传感器4的操作(606)。例如，当对存储器和逻辑执行BIST(内建自测试)或者LSI 200处于空闲时，Didle信号被断言。参考电压Vthref和温度检测结果模拟信号Vthsense的外部输出被停止(607)。此时，参考电压Vthref和温度检测结果模拟信号Vthsense被固定于低电平。
在用户需要温度传感器4的操作的情况下，参考电压调整信号thrftapin0-3被设置(608)。如果参考电压调整信号thrftapin0-3没有设置，则采用默认值“0，0，0，0”。
以在温度传感器4内的逻辑单元41和模拟单元42的操作，thcptapin0-3和thcpout0-15根据芯片温度Tj而改变(609)。
图9示出了在芯片温度增加中的操作时序。
例如，在参考电压控制信号thcptapin为“0，0，0，0”的状态中，通过电压比较器53到56的电压比较操作，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递增量来更新(901)。然后，当芯片温度检测信号thcpout0-15变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin通过开关控制电路455递增至“1，0，0，0”。此时，为了稳定参考电压控制信号thcptapin0-3，第二寄存器452的输出仅在100-300μsec的时段内掩蔽(902)。在掩蔽开始之前的第二寄存器452的输出“1，1，1，1”于掩蔽时段内被保持。掩蔽在从掩蔽起经过100-300μsec之后释放。然后，在芯片温度检测范围再次通过电压比较器53到56的电压比较操作而移位+15℃(thcptapin为“1，0，0，0”)的情形中，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递增量来更新(903)。然后，当芯片温度检测信号thcpout0-15变为“1，1，1，1”时，参考电压控制信号thcptapin通过开关控制电路455递增至“0，1，0，0”。此时，为了稳定参考电压控制信号thcptapin0-3，第二寄存器452的输出仅在100-300μsec的时段内被掩蔽。在掩蔽被释放之后，在芯片温度检测范围再次通过电压比较器53到56的电压比较操作而移位+15℃(thcptapin是“0，1，0，0”)的情形中，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递增量来更新。在温度升高时，thcpout0总是处于高电平(逻辑值“1”)。
图10示出了芯片温度下降中的操作时序。
例如，在参考电压控制信号thcptapin处于“1，1，1，1”的情形中，通过电压比较器53到56的电压比较操作，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递增量来更新(101)。然后，当芯片温度检测信号thcpout0-15变为“0，0，0，0”时，参考电压控制信号thcptapin通过开关控制电路455递减至“0，1，1，1”。此时，为了稳定参考电压控制信号thcptapin0-3，第二寄存器452的输出仅在100-300μsec的时段内被掩蔽(102)。在掩蔽开始之前，第二寄存器452的输出“0，0，0，0”在掩蔽时段内被保持。掩蔽在从掩蔽起经过100-300μsec之后释放。然后，在芯片温度检测范围再次通过电压比较器53到56的电压比较操作而移位-15℃(thcptapin是“0，1，1，1”)的情形中，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递减量来更新(103)。然后，当芯片温度检测信号thcpout0-15变为“0，0，0，0”时，参考电压控制信号thcptapin通过开关控制电路455递减至“1，1，0，0”。此时，为了稳定参考电压控制信号thcptapin0-3，第二寄存器452的输出仅在100-300μsec的时段内被掩蔽。在掩蔽被释放之后，在芯片温度检测范围再次通过电压比较器53到56的电压比较操作而移位-15℃的情形中，芯片温度检测信号thcpout0-15的值按照5℃的芯片温度Tj递减量来更新。在温度下降中，thcpout15总是处于低电平(逻辑值“0”)。
当芯片温度Tj急剧升高或者芯片温度Tj在系统的操作时已经充分高时，第一寄存器451按照15℃的步长从初始值“0，1，0，0”(No.3)依次递增，直到thcptapin0-3通过thcpout0-15“1，1，1，1”达到对应的芯片温度检测范围，在电路操作中没有问题。
在LSI 200中的单元的操作被基于温度传感器4的输出信号来控制。
例如，DDR-SDRAM控制器17的操作受到由低温操作信号生成电路456生成的低温操作信号的连续控制(610)。
如果温度传感器4检测到例如125℃或更高的过高温度，则对中断控制器11提出预定的中断请求(611)。当CPU 2根据中断请求来执行中断处理时，布置于LSI 200的外部的电源电路对CPU 2(在多内核的情形中的一些或所有内核)电源电压供应被停止。当对CPU 2的电源电压供应被停止时，CPU 2(在多内核的情形中的一些或所有内核)的操作被停止，使得芯片温度逐渐降低。如果温度传感器4的温度检测结果没有指示过高的温度，则电源电压由布置于LSI 200的外部的电源电路供应到CPU 2。此外，参考电压控制信号thcptapin0-3和芯片温度检测信号thcpout0-15的位信息还能够发送给CPU 2，并且在由CPU 2执行的程序之下适当地处理(611)。
此外，各种操作控制还能够基于温度传感器4的输出信号来执行(612)。例如，由于参考电压Vthref和温度检测结果模拟信号Vthsense在LSI 200热失控时是有效的，对LSI200的电源电压供应可以通过将这些信号输出到LSI 200的外部来在LSI 200的外部关闭(614)。此外，当对LSI 200的电源电压供应在LSI 200的外部关闭时，温度传感器4的操作也被停止(615)。所希望的是合并了LSI 200的用户系统控制对LSI 200的电源电压的供应的恢复。
此外，由于参考电压Vthref和温度检测结果模拟信号Vthsense也能够在LSI 200的低温异常操作时获得，因而可以使用这些信号来执行控制以便维持LSI 200的复位状态(613)。
此外，如果能够基于温度传感器4的输出信号来确认LSI 200的正常温度操作，则可以增加在LSI 200中的时钟信号的频率，这能够提高LSI 200的处理速度。
第二实施例
图11示出了作为根据本发明的半导体装置的实例的LSI的另一个配置实例。
图11所示的LSI 200与图2所示的LSI 200的主要不同点在于：除了温度传感器4之外还具有温度传感器401和402。温度传感器401被布置于SATA接口15和高速串行接口16附近，并且温度传感器401的输出信号被发送到SATA接口15和高速串行接口16。温度传感器402被布置于DDR-SDRAM控制器17附近，并且温度传感器402的输出信号被发送到DDR-SDRAM控制器17。因而，温度传感器可以布置于主要模块附近，以分别基于温度传感器的输出信号来控制其操作。温度传感器401和402具有与温度传感器4相同的配置。仅温度传感器4将温度检测结果模拟信号Vthsense和参考电压Vref向外输出就足够了，而温度传感器401和402不需要将温度检测结果模拟信号Vthsense和参考电压Vref向外输出。
虽然以上由本发明的发明人提出的本发明已经基于所示出的实施例进行了具体描述，本发明并不仅限于此。不必说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够对实施例进行各种改变和修改。
例如，温度传感器4除了Soc(芯片上系统)的LSI之外也是可应用的。此外，在图1中，电压比较器(53到56)的数量是4个，但并不仅限于此。电压比较器的数量可以是3个或更少，或者可以是5个或更多。

Claims (11)

1.一种用于使半导体装置中的半导体芯片的温度检测范围移位的系统，所述系统包括：
根据温度传感器检测的芯片温度来输出电压信号的温度检测电路；
生成多个参考电压的参考电压生成电路；
将由所述参考电压生成电路获得的每个参考电压与所述温度检测电路的电压信号进行比较并由此生成配置有多个位的芯片温度检测信号的多个电压比较器；以及
基于具有多个位的所述芯片温度检测信号控制所述参考电压以使所述芯片的温度检测范围移位的控制电路，
其中所述控制电路控制所述参考电压使得所述芯片温度检测范围的一些部分在所述芯片温度检测范围的移位附近彼此重叠，
其中所述芯片温度由所述配置有多个位的芯片温度检测信号代表，并且所述控制电路基于代表所述芯片温度的所述芯片温度检测信号来控制所述参考电压，由此改变所述芯片温度检测信号的位和芯片温度之间的对应关系以使所述芯片的温度检测范围移位。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制电路包括：
保持用于控制所述参考电压的参考电压控制信号的第一寄存器，其中所述芯片温度检测信号的位和芯片温度之间的对应关系通过使所述参考电压控制信号递增或递减来改变；以及
保持所述芯片温度检测信号的第二寄存器。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制电路包括用于将所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号输出到所述温度传感器的外部的第三寄存器。
4.根据权利要求3所述的系统，
其中所述参考电压生成电路包括：
用于对输入电压进行分压的多个电阻器；以及
用于从所述电阻器当中选择与所述输入电压的分压有关的电阻器的开关。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述控制电路包括使开关控制信号递增或递减的开关控制电路，所述开关控制信号用于基于保持于所述第二寄存器内的所述芯片温度检测信号来控制所述开关的操作。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述开关控制电路具有仅在预定的掩蔽时段内用于固定由所述第二寄存器发送出的信号的逻辑值的掩蔽功能，并且在所述掩蔽时段内使所述开关控制信号递增或递减。
7.根据权利要求6所述的系统，所述系统还包括其操作能够基于所述温度传感器的输出来控制的模块，其中所述模块包括用于通过所述第三寄存器来接收所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号并且能够基于所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号来微调所述系统的内部电路的第一模块。
8.根据权利要求7所述的系统，
其中所述控制电路包括用于基于所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号来生成低温操作信号的低温操作信号生成电路，并且
其中所述模块包括能够根据所述低温操作信号来执行用于产生热量的虚拟操作的第二模块。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述模块包括CPU，所述CPU通过所述第三寄存器来接收所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号，基于所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号来生成预定的中断信号，并且能够根据所述中断信号来执行用于降低所述半导体装置中的操作速率的控制。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述温度传感器包括参考电压调整电路，所述参考电压调整电路用于根据从所述温度传感器的外部提供的信号来精密调整由所述参考电压生成电路生成的所述参考电压。
11.根据权利要求9所述的系统，其中
所述模块包括：基于所述参考电压控制信号和所述芯片温度检测信号来生成所述预定的中断信号的中断控制器。
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