DE19603087A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Taktsignals in einer Halbleiterschaltung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Taktsignals in einer HalbleiterschaltungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Halbleiterschaltung und insbesondere die Steuerung
eines Taktsignals in einem Taktsignal-Steuerkreis, der in einer Halbleiterschaltung
enthalten ist.
Im Stand der Technik gibt es eine Halbleiterschaltung, die einen Taktsignal-Steuer
kreis enthält, der die Funktionen aufweist, unter Verwendung eines extern ange
brachten Schwingteils ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz zu erzeu
gen sowie ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz aus einer externen
Schaltung einzulesen. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Teils so einer Halbleiter
schaltung, wenn ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz unter Ver
wendung eines extern angeschlossenen Schwingteils erzeugt und dem internen
Schaltkreis der Halbleiterschaltung zugeführt wird. In Fig. 1 sind ein Taktsignal-
Steuerkreis 52 einer konventionellen Halbleiterschaltung 51 sowie ein extern
angebrachter Schwingkreis, aber nicht der interne Schaltkreis der Halbleiterschal
tung 51 gezeigt. Der Taktsignal-Steuerkreis 52 besteht aus einem Inverter 53, der
zwischen einem Schwing-Eingangsanschluß 78 und einem Schwing-Ausgangsan
schluß 79 angeordnet ist, einem P-Kanal-Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor
54 (nachstehend als "PMOS-Transistor" bezeichnet) und einem N-Kanal-
Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor 55 (nachstehend als "NMOS-Transistor"
bezeichnet), die beide parallel mit dem Inverter 53 verbunden sind und als ein
selbstvorspannender Widerstand arbeiten, einem weiteren Inverter 56, einem
Inverter 57 vom Typ Schmitt-Trigger (nachstehend als "Schmitt-Trigger-Inverter"
bezeichnet) und einem NMOS-Transistor 58. Der Schwingkreis ist außen zwischen
den Anschlüssen 78 und 79 an die Halbleiterschaltung 51 angeschlossen. Mit
Hilfe des Schmitt-Trigger-Inverters 57 wird ein Taktsignal an den internen Schalt
kreis übertragen. Der Schwingkreis besteht aus einem Schwingelement 59, das
zwischen dem Schwing-Eingangsanschluß 78 und dem Schwing-Ausgangs
anschluß 79 angeordnet ist, und Kondensatoren 60 und 61, die zwischen dem
Erdanschluß und dem Schwing-Eingangsanschluß 78 bzw. dem Schwing-
Ausgangsanschluß 79 angeordnet sind.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des erwähnten Taktsignal-Steuerkreises 52 der
Halbleiterschaltung 51, dem extern ein Taktsignal zugeführt wird. In Fig. 2 wird
das Taktsignal extern von einem Taktsignalgenerator 62 dem Schwing-Eingangs
anschluß 78 zugeführt. Außerdem wird das Taktsignal durch einen Inverter 63
invertiert und dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zugeführt. Aus beiden Taktsig
nalen wird ein internes Taktsignal erzeugt, das durch den Schmitt-Trigger-Inverter
57 invertiert und dem internen Schaltkreis zugeführt wird.
Falls das externe Taktsignal nur dem Schwing-Eingangsanschluß 78 und nicht
dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zugeführt wird, wird die Halbleiterschaltung
51 durch am Schwing-Eingangsanschluß 78 aufgenommenes Rauschen extrem
beeinflußt, da der Inverter 53 nicht vom Typ Schmitt-Trigger ist. Falls andererseits
das externe Taktsignal nur dem Schwing-Ausgangsanschluß 79, nicht aber dem
Schwing-Eingangsanschluß 78 zugeführt wird, wird das dem Schwing-Ausgangs
anschluß 79 zugeführte externe Taktsignal dem Inverter 53 zugeführt, wobei es
durch den PMOS-Transistor 54 und den NMOS-Transistor 55 fließt und durch den
Inverter 53 invertiert wird. Als Folge kollidiert das invertierte Signal mit dem
Taktsignal, das dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zugeführt wird, und das
extern zugeführte Taktsignal wird in einer verzerrten Form ausgegeben. Um diese
Probleme zu vermeiden, ist es notwendig, aus dem externen Taktsignal ein Signal
mit zwei Phasen zu erzeugen und diese dem Schwing-Eingangsanschluß 78 und
dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zuzuführen, wie oben beschrieben.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises 52 in einem Schwing
stopmodus beschrieben, der eine Hauptfunktion der Halbleiterschaltung 51 ist.
Eine Halbleiterschaltung ist im allgemeinen mit einem Schwingstopmodus als
Modus zur starken Unterdrückung des Stromverbrauchs versehen, wobei die
Funktion des internen Schaltkreises der Halbleiterschaltung angehalten wird,
indem das Taktsignal angehalten wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird in einem Fall, in
dem extern der Schwingkreis angeschlossen ist, um ein Taktsignal mit einer
vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, im Schwingstopmodus ein Schwingstop
signal STOP 106 auf einen Pegel "1" oder Hochpegel gesetzt. Als Folge werden
der PMOS-Transistor 54 und der NMOS-Transistor 55 unter Verwendung des
Inverters 56 beide in den Zustand AUS versetzt. Außerdem wird der NMOS-Tran
sistor 58 in den Zustand EIN versetzt. Infolgedessen wird der Schwing-Eingangs
anschluß 78 fest auf den Pegel "0" oder Tiefpegel gesetzt und wird der Schwing-
Ausgangsanschluß 79 auf den Pegel "1" gesetzt, so daß die Oszillation des
Taktsignals angehalten wird. Dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 51
wird daher durch den Schmitt-Trigger-Inverter 57 der feste Pegel "0" zugeführt.
Auch in einem Fall, in dem extern das Taktsignal mit einer vorbestimmten
Frequenz zugeführt wird, kann der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises 52 im
Schwingstopmodus wie in Fig. 1 beschrieben werden. In diesem Fall wird das
Schwingstopsignal STOP 106 in Fig. 2 ebenfalls auf einen Pegel "1" oder
Hochpegel gesetzt. Als Folge werden der PMOS-Transistor 54 und der NMOS-
Transistor 55 unter Verwendung des Inverters 56 beide in den Zustand AUS
versetzt. Außerdem wird der NMOS-Transistor 58 in den Zustand EIN versetzt.
Infolgedessen wird der Schwing-Eingangsanschluß 78 fest auf den Pegel "0" oder
Tiefpegel gesetzt und wird der Schwing-Ausgangsanschluß 79 auf den Pegel "1"
gesetzt. Dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 51 wird daher durch
den Schmitt-Trigger-Inverter 57 der feste Pegel "0" zugeführt. Dieser Betrieb ist
genau der gleiche wie in Fig. 1.
Aber selbst wenn der Taktsignal-Steuerkreis 52 in den Schwingstopmodus
versetzt wird, befindet sich die gesamte Halbleiterschaltung 51 einschließlich des
Taktsignal-Steuerkreises 52 nicht notwendigerweise im Schwingstopmodus.
Ferner wird das Taktsignal häufig weiter von dem externen Taktsignalgenerator
62 zugeführt. Da in diesem Fall im Schwingstopmodus von dem Inverter 53 das
Ausgangssignal mit dem Pegel "1" zugeführt wird, befindet sich ein (nicht
gezeigter) PMOS-Transistor, der den Inverter 53 bildet, im Zustand EIN. Da der
NMOS-Transistor 58 eingeschaltet ist und das Ausgangssignal des Inverters 53
mit dem externen Taktsignal kollidiert, wird somit in einem Fall, in dem der Pegel
"1" des Taktsignals dem Schwing-Eingangsanschluß 78 zugeführt wird und der
Pegel "0" des Taktsignals dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zugeführt wird, ein
großer Strombetrag von einer Stromversorgung nach Erde geleitet. Aus diesem
Grunde kann in einem Fall, in dem der externe Taktsignalgenerator 62 verwendet
wird, im Schwingstopmodus nicht immer ein zuverlässiger Steuerbetrieb in dem
konventionellen Taktsignal-Steuerkreis 52 gewährleistet werden.
Da die Stromsparfunktion einer integrierten Halbleiterschaltung neuerdings von
Anwendern nachdrücklich gefordert wird, ist es unbedingt notwendig, den großen
Durchgangsstrombetrag zu unterdrücken und den Betrieb im Schwingstopmodus
selbst in einem Fall zu gewährleisten, daß in dem in der Halbleiterschaltung einge
bauten Taktsignal-Steuerkreis ein externes Taktsignal verwendet wird.
Ferner gibt es nachdrückliche Forderungen, einen fehlerhaften Betrieb der Halb
leiterschaltung infolge von Rauschen zu vermeiden, das auf Grund des internen
Stroms über Stromversorgungsleitungen und Erdleitungen der Halbleiterschaltung
erzeugt wird. In einem Fall, in dem das externe Taktsignal verwendet wird, ist der
Inverter 53 in Fig. 2 unnötig. Da der Inverter jedoch vorgesehen ist und immer
arbeitet, so daß er auf dem Pegel "1", "0", "1" usw. ist, fließt ein Leerlaufstrom
durch den Inverter 53, so daß Rauschen erzeugt wird.
In einem Fall, in dem das externe Taktsignal verwendet wird, muß außerdem
sowohl das invertierte Taktsignal dem Schwing-Ausgangsanschluß 79 zugeführt
werden als auch das Taktsignal selbst dem Schwing-Eingangsanschluß 78 zuge
führt werden. Zwischen dem Schwing-Eingangsanschluß 78 und dem Schwing-
Ausgangsanschluß 79 muß daher extern ein Inverter 63 angeschlossen werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Halbleiterschaltung mit einem Taktsignal-
Steuerkreis zu schaffen, bei der ein betriebssicherer Schwingstopmodus gewähr
leistet ist, wenn ein externes Taktsignal verwendet wird.
Weiterhin soll mit der Erfindung eine Halbleiterschaltung mit einem Taktsignal-
Steuerkreis geschaffen werden, bei welcher der Stromverbrauch gesenkt und
außerdem das Rauschen verringert werden kann.
Ferner soll mit der Erfindung eine Halbleiterschaltung mit einem Taktsignal-Steuer
kreis geschaffen werden, bei der es nicht erforderlich ist, extern einen Inverter
anzuschließen, wenn das externe Taktsignal verwendet wird.
Außerdem soll mit der Erfindung ein Verfahren für die erwähnten Halbleiterschal
tungen geschaffen werden, die einen Taktsignal-Steuerkreis enthalten.
Was eine entsprechende Vorrichtung betrifft, so wird dies durch eine Halbleiter
schaltung gelöst, die folgendes enthält: einen ersten und einen zweiten Anschluß,
wobei dem zweiten Anschluß extern ein erstes Taktsignal zugeführt werden kann,
einen Taktsignal-Generatorteil, der zwischen dem ersten und dem zweiten
Anschluß verbunden ist, zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals an dem zweiten
Anschluß unter Verwendung von Elementen, die extern zwischen dem ersten und
dem zweiten Anschluß verbunden sind, eine Steuereinrichtung zum Ausschalten
des Taktsignal-Generatorteils als Antwort auf ein eingegebenes Steuersignal und
einen Versorgungsteil, der so betreibbar ist, daß das Taktsignal an dem zweiten
Anschluß einem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung als internes Takt
signal zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel enthält der Taktsignal-Generatorteil
einen getakteten Inverter, der zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß
vorgesehen ist, und einen P-Kanal-MOS-Transistor und einen N-Kanal-MOS-
Transistor, die als ein selbstvorspannender Widerstand wirken. Ferner enthält der
Versorgungsteil ein Gatter vom Typ Schmitt-Trigger. Weiterhin kann der Taktsig
nal-Steuerkreis einen Taktsignal-Versorgungsteil enthalten, zur Erzeugung eines
dritten Taktsignals, wenn das erste Taktsignal nicht zugeführt wird und das
zweite Taktsignal nicht erzeugt wird, und um dem internen Schaltkreis der Halb
leiterschaltung das dritte Taktsignal als das interne Taktsignal zuzuführen.
In dem Taktsignal-Steuerkreis ist ferner ein Auswahlsignal-Versorgungsteil vor
gesehen, um dem Steuerteil ein Auswahlsignal als das Steuersignal zuzuführen,
wobei das Auswahlsignal anzeigt, daß das Taktsignal dem zweiten Anschluß zu
geführt wird. Das Auswahlsignal kann von einem dritten Anschluß der Halbleiter
schaltung, von einem Schaltersatz zum Anzeigen des Auswahlsignals oder von
einem Register zum Speichern von Daten zugeführt werden, die das Auswahl
signal anzeigen.
Zur Unterdrückung des Stromverbrauchs wird vorzugsweise ein Taktstopsignal-
Versorgungsteil vorgesehen, um die Versorgung des internen Schaltkreises der
Halbleiterschaltung mit dem Taktsignal anzuhalten. In diesem Fall kann das Takt
stopsignal dem Steuerteil über einen vierten Anschluß extern zugeführt werden
oder von dem internen Schaltkreis erzeugt werden. Der Steuerteil verhindert auf
das Taktstopsignal hin, daß der Versorgungsteil dem internen Schaltkreis der
Halbleiterschaltung das interne Taktsignal zuführt.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung der Erzeugung eines Taktsignals
und der Versorgung eines internen Schaltkreises einer Halbleiterschaltung mit dem
Taktsignal umfaßt die Verfahrensschritte:
in einem Modus für ein externes Taktsignal einem ersten Anschluß der Halb leiterschaltung ein erstes Taktsignal extern zuzuführen;
in einem Modus zur Verwendung von externen Elementen, in dem zwischen dem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß der Halbleiterschaltung Elemente extern verbunden sind, ein zweites Taktsignal an dem ersten Anschluß zu erzeugen;
in dem Modus für ein externes Taktsignal oder in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen das Taktsignal an dem zweiten Anschluß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung zuzuführen; und
als Antwort auf ein Steuersignal in dem Modus für ein externes Taktsignal zu verhindern, daß das zweite Taktsignal erzeugt wird.
in einem Modus für ein externes Taktsignal einem ersten Anschluß der Halb leiterschaltung ein erstes Taktsignal extern zuzuführen;
in einem Modus zur Verwendung von externen Elementen, in dem zwischen dem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß der Halbleiterschaltung Elemente extern verbunden sind, ein zweites Taktsignal an dem ersten Anschluß zu erzeugen;
in dem Modus für ein externes Taktsignal oder in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen das Taktsignal an dem zweiten Anschluß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung zuzuführen; und
als Antwort auf ein Steuersignal in dem Modus für ein externes Taktsignal zu verhindern, daß das zweite Taktsignal erzeugt wird.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf
die Bezug genommen wird. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines konventionellen Taktsignal-Steuerkreises einer
Halbleiterschaltung, wenn an dem Taktsignal-Steuerkreis extern ein Schwing
element angeschlossen ist;
Fig. 2 ein Blockdiagramm des in Fig. 1 gezeigten konventionellen Taktsignal-
Steuerkreises, wenn an dem Taktsignal-Steuerkreis ein externer Taktsignalgene
rator angeschlossen ist;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines Taktsignal-Steuerkreises einer Halbleiterschaltung
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Auswahlsignal
extern zugeführt wird;
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Taktsignal-Steuerkreises einer Halbleiterschaltung
gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei das Auswahlsignal
von einem Schalter zugeführt wird;
Fig. 5 ein Blockdiagramm eines Taktsignal-Steuerkreises einer Halbleiterschaltung
gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, wobei ein interner Taktgene
rator vorgesehen ist und das Auswahlsignal von einem Registerteil zugeführt wird;
und
Fig. 6 ein Blockdiagramm einer Modifizierung des Taktsignal-Steuerkreises einer
Halbleiterschaltung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
Ein in einer Halbleiterschaltung eingebauter Taktsignal-Steuerkreis wird nun im
Detail beschrieben.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm des Taktsignal-Steuerkreises 12 einer Halbleiter
schaltung 11 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein interner
Schaltkreis und ein Teil zur Erzeugung eines Schwingstopsignals STOP sind in der
Figur zwar nicht gezeigt, aber aus der Technik bekannt. In Fig. 3 ist in dem
Taktsignal-Steuerkreis zwischen einem Schwing-Eingangsanschluß 72 und einem
Schwing-Ausgangsanschluß 73 ein getakteter Inverter 13 vorgesehen. Parallel zu
dem getakteten Inverter 13 sind ein PMOS-Transistor 14 und ein NMOS-Transistor
15 vorgesehen. Der getaktete Inverter 13, der PMOS-Transistor 14 und der
NMOS-Transistor 15 wirken zusammen mit dem Schwingelement 59, das zwi
schen dem Schwing-Eingangsanschluß 72 und dem Schwing-Ausgangsanschluß
73 angeschlossen ist, und zwei Kondensatoren 60 bzw. 61, die zwischen der
Erde und diesen Anschlüssen verbunden sind, wie in Fig. 1 gezeigt, als ein Takt
signal-Generatorteil. Ein Anschluß 71, dem ein Auswahlsignal 101 zugeführt wird,
das anzeigt, ob ein externes Taktsignal verwendet wird, ist mit einem Eingang
eines NOR-Gatters 16 verbunden. Das Auswahlsignal 101 wird auf einen Pegel
"0" oder Tiefpegel gesetzt, wenn kein externes Taktsignal verwendet wird, und
auf einen Pegel "1" oder Hochpegel gesetzt, wenn ein externes Taktsignal
verwendet wird. Das Schwingstopsignal STOP 102 wird dem anderen Eingang
des NOR-Gatters 16 zugeführt, das als Steuerteil wirkt. Das Schwingstopsignal
wird in einem Schwingstopmodus auf einen Pegel "1" oder Hochpegel und im
übrigen, z. B. in einem Normalmodus, auf einen Pegel "0" oder Tiefpegel gesetzt.
Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 16 wird direkt einem Gate des NMOS-
Transistors 15 und einem Steueranschluß des getakteten Inverters 13 zugeführt,
d. h. einem (nicht gezeigten) NMOS-Transistor, der den getakteten Inverter 13
bildet. Außerdem wird das Ausgangssignal des NOR-Gatters 16 einem
invertierenden Gate des PMOS-Transistors 14 und über einen Inverter 17 einem
invertierenden Steueranschluß des getakteten Inverters 13 zugeführt, d. h. einem
(nicht gezeigten) PMOS-Transistor, der den getakteten Inverter 13 bildet. Mit dem
Schwingstopsignal STOP 102 ist ein Inverter 18 verbunden, und das Ausgangs
signal des Inverters 18 wird einem Eingang eines NAND-Gatters 19 vom Typ
Schmitt-Trigger zugeführt (nachstehend als "Schmitt-Trigger-NAND-Gatter"
bezeichnet). Der andere Eingang des Schmitt-Trigger-NAND-Gatters 19 ist mit
dem Schwing-Ausgangsanschluß 73 verbunden.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises gemäß der ersten Aus
führungsform beschrieben. Zuerst wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises in
einem Modus zur Verwendung von externen Elementen in einem Normalmodus
beschrieben, wobei das Schwingelement 59 zwischen dem Schwing-Eingangsan
schluß 72 und dem Schwing-Ausgangsanschluß 73 angeschlossen ist und zwei
Kondensatoren 60 bzw. 61 zwischen der Erde und diesen Anschlüssen verbunden
sind, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschal
tung 11 ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz zugeführt wird. In dem
Modus zur Verwendung von externen Elementen im Normalmodus wird das
Schwingstopsignal auf den Tiefpegel gesetzt. Außerdem wird das Auswahlsignal
am Eingangsanschluß 71 auf einen Tiefpegel gesetzt. Dementsprechend ist das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 16 auf einem Hochpegel, so daß der Inverter 17
ein Ausgangssignal mit einem Tiefpegel aufweist. Der getaktete Inverter 13, der
PMOS-Transistor 14 und der NMOS-Transistor 15 werden somit alle in den Zu
stand EIN versetzt. Da das externe Schwingelement 59 und die Kondensatoren 60
und 61 mit den Anschlüssen 72 und 73 verbunden sind, wird ein Taktsignal mit
einer vorbestimmten Frequenz erzeugt, und da das Ausgangssignal des Inverters
18 auf den Hochpegel gesetzt wird, wird das erzeugte Taktsignal durch das
Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 19 dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung
11 zugeführt.
In einem Fall, in dem ein externes Taktsignal in einem Normalmodus verwendet
wird, d. h. in einem Modus für ein externes Taktsignal im Normalmodus, wird dem
Anschluß 71 das Auswahlsignal mit dem Hochpegel zugeführt. Als Folge ist das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 16 auf dem Tiefpegel und weist der Inverter ein
Ausgangssignal mit einem Hochpegel auf. Dementsprechend werden der getak
tete Inverter 13, der PMOS-Transistor 14 und der NMOS-Transistor 15 alle in den
Zustand AUS versetzt. Falls dem Anschluß 73 in dieser Situation das externe
Taktsignal zugeführt wird, wird das externe Taktsignal durch das Schmitt-Trigger-
NAND-Gatter 19 dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 11 zugeführt,
da das Ausgangssignal des Inverters 18 auf dem Hochpegel ist. Da der getaktete
Inverter 13, der PMOS-Transistor 14 und der NMOS-Transistor 15 in diesem Fall
alle in den Zustand AUS versetzt werden, kollidiert das dem Anschluß 73 zuge
führte Taktsignal niemals mit dem Ausgangssignal des getakteten Inverters 13,
selbst wenn dem Anschluß 72 das externe Taktsignal zugeführt wird.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises 12 im Schwingstop
modus beschrieben. Im Schwingstopmodus wird das Schwingstopsignal STOP
102 auf den Hochpegel gesetzt. Als Folge wird das Ausgangssignal des NOR-
Gatters 16 auf den Tiefpegel gesetzt und wird das Ausgangssignal des Inverters
17 auf den Hochpegel gesetzt. Ähnlich wie im Falle der Verwendung des externen
Taktsignals im Normalmodus werden dementsprechend der getaktete Inverter 13,
der PMOS-Transistor 14 und der NMOS-Transistor 15 alle ausgeschaltet. Da das
Ausgangssignal des Inverters 18 auf den Tiefpegel gesetzt wird, wird ferner das
Ausgangssignal des Schmitt-Trigger-NAND-Gatters 19 auf dem Hochpegel fest
gehalten. In einem Fall, in dem das externe Schwingelement angeschlossen ist,
wird die Erzeugung des Taktsignals angehalten, so daß dem internen Schaltkreis
der Halbleiterschaltung 11 über das Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 19 der feste
Hochpegel zugeführt wird. In einem Fall, in dem das externe Taktsignal dem
Schwing-Ausgangsanschluß 73 zugeführt wird, kollidiert andererseits das externe
Taktsignal nicht mit dem Ausgangssignal des getakteten Inverters 13, da der
Ausgang des getakteten Inverters 13 in den hochohmigen Zustand versetzt wird.
Wie in dem Fall des extern angeschlossenen Schwingelements wird dem internen
Schaltkreis der Halbleiterschaltung 11 über das Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 19
der feste Hochpegel zugeführt.
Als nächstes wird der Taktsignal-Steuerkreis einer Halbleiterschaltung gemäß der
zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 4 ist ein Blockdiagramm
des Taktsignal-Steuerkreises 22 einer Halbleiterschaltung 21 gemäß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung. In der Figur sind ein interner Schaltkreis und ein
Teil zur Erzeugung eines Schwingstopsignals STOP zwar nicht gezeigt, aber aus
der Technik bekannt. In Fig. 4 ist in dem Taktsignal-Steuerkreis 22 zwischen
einem Schwing-Eingangsanschluß 74 und einem Schwing-Ausgangsanschluß 75
ein getakteter Inverter 23 vorgesehen. Parallel zu dem getakteten Inverter 23 sind
ein PMOS-Transistor 24 und ein NMOS-Transistor 25 vorgesehen, um einen
selbstvorspannenden Widerstand zu bilden, wie in der ersten Ausführungsform.
Anders als in der ersten Ausführungsform ist der in Fig. 3 gezeigte Anschluß 71
nicht vorgesehen, und statt dessen ist eine Maskierungsoption 30 vorgesehen, die
ein Auswahlsignal 103 liefert, das anzeigt, ob ein externes Taktsignal verwendet
wird. Die Maskierungsoption 30 umfaßt einen Schalter SW. Ein Kontakt des
Schalters ist mit Erde verbunden, und der andere Kontakt ist mit der Stromver
sorgungsspannung VDD des Taktsignal-Steuerkreises 22 verbunden. Ein gemein
samer Anschluß des Schalters SW ist mit dem Auswahlsignal 103 verbunden. Das
Auswahlsignal 103 wird auf einen Pegel "0" oder Tiefpegel gesetzt, wenn kein
externes Taktsignal verwendet wird, und auf einen Pegel "1" oder Hochpegel
gesetzt, wenn ein externes Taktsignal verwendet wird. Das Auswahlsignal 103
wird einem Eingang des NOR-Gatters 26 zugeführt. Das Schwingstopsignal STOP
104 wird dem anderen Eingang des NOR-Gatters 26 zugeführt. Das Schwingstop
signal wird in einem Schwingstopmodus auf einen Pegel "1" oder Hochpegel und
im übrigen auf einen Pegel "0" oder Tiefpegel gesetzt. Das Ausgangssignal des
NOR-Gatters 26 wird direkt einem Gate des NMOS-Transistors 25 und einem
Steueranschluß des getakteten Inverters 23 zugeführt, d. h. einem (nicht gezeig
ten) NMOS-Transistor, der den getakteten Inverter 23 bildet. Außerdem wird das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 26 einem invertierenden Gate des PMOS-Tran
sistors 24 und über einen Inverter 27 einem invertierenden Steueranschluß des
getakteten Inverters 23 zugeführt, d. h. einem (nicht gezeigten) PMOS-Transistor,
der den getakteten Inverter 23 bildet. Mit dem Schwingstopsignal STOP 104 ist
ein Inverter 28 verbunden, und das Ausgangssignal des Inverters 28 wird einem
Eingang eines NAND-Gatters 29 vom Typ Schmitt-Trigger zugeführt (nachstehend
als "Schmitt-Trigger-NAND-Gatter" bezeichnet). Der andere Eingang des Schmitt-
Trigger-NAND-Gatters 29 ist mit dem Schwing-Ausgangsanschluß 75 verbunden.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises gemäß der zweiten
Ausführungsform beschrieben. Zuerst wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkrei
ses 22 in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen im Normalmodus
beschrieben, wobei das Schwingelement 59 zwischen dem Schwing-Eingangs
anschluß 74 und dem Schwing-Ausgangsanschluß 75 angeschlossen ist und zwei
Kondensatoren 60 bzw. 61 zwischen der Erde und diesen Anschlüssen verbunden
sind, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschal
tung 21 ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz zugeführt wird. In dem
Modus zur Verwendung von externen Elementen im Normalmodus wird das
Schwingstopsignal auf den Tiefpegel gesetzt. Der Schalter SW der Maskierungs
option 30 wird geschaltet, den gemeinsamen Anschluß mit Erde zu verbinden, so
daß dem NOR-Gatter 26 das Auswahlsignal mit dem Tiefpegel zugeführt wird. Der
Betrieb ist in diesem Fall ähnlich wie in der ersten Ausführungsform und wird
daher nicht nochmals beschrieben. In einem Fall, in dem ein externes Taktsignal
im Normalmodus verwendet wird, wird andererseits der Schalter SW der
Maskierungsoption 30 geschaltet, den gemeinsamen Anschluß mit der Stromver
sorgungsspannung VDD zu verbinden, so daß dem NOR-Gatter 26 das Auswahl
signal 103 mit dem Hochpegel zugeführt wird. Der Betrieb ist in diesem Fall der
gleiche wie in dem Fall in der ersten Ausführungsform, daß dem Schwing-Aus
gangsanschluß 73 das externe Taktsignal zugeführt wird, und wird daher nicht
nochmals beschrieben. Ferner ist der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises 22 im
Schwingstopmodus der gleiche wie in der ersten Ausführungsform und wird daher
nicht nochmals beschrieben.
In der zweiten Ausführungsform wird anders als in der ersten Ausführungsform
der Anschluß 71 nicht benötigt, um anzuzeigen, ob das externe Taktsignal
verwendet wird. Daher kann die Zahl der Anschlüsse der Halbleiterschaltung 21
verringert werden, oder der Anschluß 71 in der ersten Ausführungsform kann als
Anschluß mit anderer Funktion verwendet werden.
Als nächstes wird der Taktsignal-Steuerkreis 32 der Halbleiterschaltung 31 gemäß
der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 5 ist ein Blockdia
gramm des Taktsignal-Steuerkreises 32 einer Halbleiterschaltung 31 gemäß der
dritten Ausführungsform der Erfindung. Ein interner Schaltkreis und ein Teil zur
Erzeugung eines Schwingstopsignals STOP sind in der Figur zwar nicht gezeigt,
aber aus der Technik bekannt. In Fig. 5 ist im Taktsignal-Steuerkreis 32 zwischen
einem Schwing-Eingangsanschluß 76 und einem Schwing-Ausgangsanschluß 77
ein getakteter Inverter 33 vorgesehen. Parallel zu dem getakteten Inverter 33 sind
ein PMOS-Transistor 34 und ein NMOS-Transistor 35 vorgesehen. Um
anzuzeigen, ob ein externes Taktsignal verwendet wird, ist ein Registerteil 41
vorgesehen, der aus einem 1-Bit-Register 41-1 und einem 1-Bit-Register 41-2
besteht. In den Registerteil 41 werden auf eine bekannte Art und Weise Daten
geschrieben. Beide Register 41-1 und 41-2 werden am Anfang auf "0" oder einen
Tiefpegel gesetzt. In einem Fall, in dem das externe Taktsignal verwendet wird,
werden in das Register 41-1 Daten mit einer "1" oder einem Hochpegel geschrie
ben, während in einem Fall, in dem das externe Taktsignal nicht verwendet wird,
das Register 41-1 auf "0" bleibt. In einem Fall, in dem das extern angeschlossene
Schwingelement verwendet wird, werden andererseits in das Register 41-2 Daten
mit einer "1" oder einem Hochpegel geschrieben, während in einem Fall, daß das
Schwingelement nicht verwendet wird, das Register 41-2 auf "0" bleibt. In einem
Fall, in dem weder das externe Taktsignal noch das externe Schwingelement
verwendet wird, das heißt, daß in die Register 41-1 und 41-2 Daten "0" geschrie
ben werden, wird daher ein Taktsignal von einem internen Oszillator angezeigt,
der später beschrieben wird.
Von dem Register 41-1 wird einem Eingang des NOR-Gatters 36 ein Auswahl
signal zugeführt, um anzuzeigen, ob das externe Taktsignal verwendet wird. Das
Schwingstopsignal STOP 105 wird dem anderen Eingang des NOR-Gatters 36
zugeführt. Das Schwingstopsignal wird in einem Schwingstopmodus auf einen
Pegel "1" oder Hochpegel und im übrigen, z. B. in einem Normalmodus, auf einen
Pegel "0" oder Tiefpegel gesetzt. Das Ausgangssignal des NOR-Gatters 36 wird
direkt einem Gate des NMOS-Transistors 35 und einem Steueranschluß des
getakteten Inverters 33 zugeführt, d. h. einem (nicht gezeigten) NMOS-Transistor,
der den getakteten Inverter 33 bildet. Außerdem wird das Ausgangssignal des
NOR-Gatters 36 einem invertierenden Gate des PMOS-Transistors 34 und über
einen Inverter 37 einem invertierenden Steueranschluß des getakteten Inverters
33 zugeführt, d. h. einem (nicht gezeigten) PMOS-Transistor, der den getakteten
Inverter 33 bildet. Mit dem Schwingstopsignal STOP 105 ist ein Inverter 38
verbunden, und das Ausgangssignal des Inverters 38 wird einem Eingang eines
NAND-Gatters 39 vom Typ Schmitt-Trigger zugeführt (nachstehend als "Schmitt-
Trigger-NAND-Gatter" bezeichnet). Der andere Eingang des Schmitt-Trigger-
NAND-Gatters 39 ist mit dem Schwing-Ausgangsanschluß 77 verbunden.
Die Register 41-1 und 41-2 sind mit zwei Eingängen eines NOR-Gatters 40
verbunden, dessen Ausgangssignal einem Ringoszillator 42, einem Eingang eines
AND-Gatters 47 und einem Inverter 46 zugeführt wird. Der Ringoszillator 42
besteht aus einem NAND-Gatter 43 und Invertern 44 und 45, die in Reihe ge
schaltet sind, so daß das Ausgangssignal des NOR-Gatters 40 einem Eingang des
NAND-Gatters 43 zugeführt wird und das Ausgangssignal des Inverters 45 an den
anderen Eingang des NAND-Gatters 43 rückgekoppelt wird. Das Ausgangssignal
des Ringoszillators 42, d. h. das Ausgangssignal des Inverters 45, wird dem ande
ren Eingang des AND-Gatters 47 zugeführt. Das Ausgangssignal des Inverters 46
wird sowohl einem AND-Gatter 48 als auch dem Ausgang des Schmitt-Trigger-
NAND-Gatters 39 zugeführt. Das Ausgangssignal des AND-Gatters 47 und das
Ausgangssignal des AND-Gatters 48 werden einem NOR-Gatter 49 zugeführt,
dessen Ausgang mit einem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 verbun
den ist, um ihr das Taktsignal zuzuführen.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises gemäß der dritten
Ausführungsform beschrieben. Zuerst befindet sich der Taktsignal-Steuerkreis 32
in einem Anfangszustand, das heißt dem Zustand, in dem in die Register 41-1 und
41-2 des Registerteils 41 Daten "0" geschrieben sind. In diesem Fall wird das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 40 auf "1" oder den Hochpegel gesetzt, so daß
der Ringoszillator 42 den Betrieb beginnt. Das Ausgangssignal des Inverters 45
wechselt mit einem vorbestimmten Zeitintervall nach "1", "0", "1" usw., um ein
internes Taktsignal zu erzeugen, und wird an den Eingang des NAND-Gatters 43
rückgekoppelt. Da das Ausgangssignal des NOR-Gatters 40 auf dem Hochpegel
ist, wird das interne Taktsignal durch das AND-Gatter 47 dem NOR-Gatter 49
zugeführt. Da das invertierte Ausgangssignal des NOR-Gatters 40 durch den
Inverter 46 dem AND-Gatter 48 zugeführt wird, bleibt das Ausgangssignal des
AND-Gatters 48 selbst dann auf einem Tiefpegel, wenn zwischen dem Schwing-
Eingangsanschluß 76 und dem Schwing-Ausgangsanschluß 77 ein Schwing
element und Kondensatoren verbunden sind, den Anschlüssen 76 und 77 ein
extern es Taktsignal zugeführt wird oder das Schwingstopsignal STOP auf dem
Tiefpegel oder dem Hochpegel ist. Auf diese Weise wird das interne Taktsignal
von dem Ringoszillator 42 über das NOR-Gatter 49 dem internen Schaltkreis der
Halbleiterschaltung 31 zugeführt, wenn in die Register 41-1 und 41-2 die Daten
"0" geschrieben werden.
In einem Fall, in dem an den Taktsignal-Steuerkreis 32 extern ein Schwingelement
angeschlossen ist, so daß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 ein
Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz zugeführt wird, ist das Schwing
element 59 zwischen dem Schwing-Eingangsanschluß 76 und dem Schwing-
Ausgangsanschluß 77 angeschlossen und sind zwei Kondensatoren 60 bzw. 61
zwischen der Erde und diesen Anschlüssen verbunden, wie in Fig. 1 gezeigt. In
diesem Fall werden auf eine dem Fachmann bekannte Weise Daten "1" in das
Register 41-2 geschrieben. Das Register 41-1 bleibt auf dem Tiefpegel. Im
Normalmodus wird das Schwingstopsignal auf den Tiefpegel gesetzt. Das
Ausgangssignal des Registers 41-1 als das Auswahlsignal ist ebenfalls auf dem
Tiefpegel. Dementsprechend ist das Ausgangssignal des NOR-Gatters 36 auf dem
Hochpegel, so daß das Ausgangssignal des Inverters 37 auf dem Tiefpegel ist.
Der getaktete Inverter 33, der PMOS-Transistor 34 und der NMOS-Transistor 35
werden somit alle in den Zustand EIN versetzt. Da mit den Anschlüssen 76 und
77 das externe Schwingelement 59 und die Kondensatoren 60 und 61 verbunden
sind und das Ausgangssignal des Inverters 38 auf den Hochpegel gesetzt ist, wird
ein Taktsignal mit einer vorbestimmten Frequenz erzeugt und durch das Schmitt-
Trigger-NAND-Gatter 39 dem AND-Gatter 48 zugeführt. Da das Ausgangssignal
des Registers 41-2 auf dem Hochpegel ist, wird das Ausgangssignal des NOR-
Gatters 40 auf den Tiefpegel gesetzt. Dementsprechend arbeitet der Ringoszillator
42 nicht und wird das AND-Gatter 47 in den Sperrzustand versetzt. Andererseits
wird das AND-Gatter 48 in den Freigabezustand versetzt, so daß das Taktsignal
von dem Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 39 dem internen Schaltkreis der Halbleiter
schaltung 31 zugeführt wird.
In einem Fall, in dem ein externes Taktsignal in einem Normalmodus verwendet
wird, so daß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 ein Taktsignal
mit einer vorbestimmten Frequenz zugeführt wird, werden auf eine dem Fach
mann bekannte Weise Daten "1" in das Register 41-1 geschrieben. Das Register
41-2 bleibt auf dem Tiefpegel. Im Normalmodus wird das Schwingstopsignal auf
den Tiefpegel gesetzt. Ferner ist das Ausgangssignal des Registers 41-1 als das
Auswahlsignal auf dem Hochpegel. Als Folge ist das Ausgangssignal des NOR-
Gatters 36 auf dem Tiefpegel und ist das Ausgangssignal des Inverters 37 auf
dem Hochpegel. Dementsprechend werden der getaktete Inverter 33, der PMOS-
Transistor 34 und der NMOS-Transistor 35 alle in den Zustand AUS versetzt. Falls
in dieser Situation dem Anschluß 77 das externe Taktsignal zugeführt wird, wird
das externe Taktsignal durch das Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 39 dem AND-
Gatter 48 zugeführt, da das Ausgangssignal des Inverters 38 auf dem Hochpegel
ist. Da der getaktete Inverter 33, der PMOS-Transistor 34 und der NMOS-Tran
sistor 35 alle in den Zustand AUS versetzt sind, kollidiert das dem Anschluß 77
zugeführte Taktsignal in diesem Fall niemals mit dem Ausgangssignal des getakte
ten Inverters 33, selbst wenn dem Anschluß 76 das externe Taktsignal zugeführt
wird. Da das Ausgangssignal des Registers 41-1 auf dem Hochpegel ist, wird das
Ausgangssignal des NOR-Gatters 40 auf den Tiefpegel gesetzt. Dementsprechend
arbeitet der Ringoszillator 42 nicht und wird das AND-Gatter 47 in den Sperr
zustand versetzt. Andererseits wird das AND-Gatter 48 in den Freigabezustand
versetzt, so daß das Taktsignal von dem Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 39 über
das NOR-Gatter 49 dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 zugeführt
wird.
Als nächstes wird der Betrieb des Taktsignal-Steuerkreises 32 im Schwingstop
modus beschrieben. Im Schwingstopmodus weist das Schwingstopsignal STOP
den Hochpegel auf. Als Folge wird das Ausgangssignal des NOR-Gatters 36 auf
den Tiefpegel gesetzt und wird das Ausgangssignal des Inverters 37 auf den
Hochpegel gesetzt. Anders als im Falle der Verwendung des externen Taktsignals
im Normalmodus werden dementsprechend der getaktete Inverter 33, der PMOS-
Transistor 34 und der NMOS-Transistor 35 alle ausgeschaltet. Da das Ausgangs
signal des Inverters 38 auf den Tiefpegel gesetzt wird, wird ferner das Ausgangs
signal des Schmitt-Trigger-NAND-Gatters 39 auf dem Hochpegel festgehalten. In
einem Fall, in dem das externe Schwingelement angeschlossen ist, wird die
Erzeugung des Taktsignals angehalten, so daß dem internen Schaltkreis der
Halbleiterschaltung 31 über das Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 39 der feste
Hochpegel zugeführt wird. In einem Fall, in dem das externe Taktsignal dem
Schwing-Ausgangsanschluß 77 zugeführt wird, kollidiert andererseits das externe
Taktsignal nicht mit dem Ausgangssignal des getakteten Inverters 33, da der
Ausgang des getakteten Inverters 33 in den hochohmigen Zustand versetzt ist.
Wie in dem Fall des extern angeschlossenen Schwingelements wird der feste
Hochpegel über das Schmitt-Trigger-NAND-Gatter 39, das AND-Gatter 48 und das
NOR-Gatter 49 dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 zugeführt.
Als nächstes wird eine Modifizierung der dritten Ausführungsform beschrieben. In
der Modifizierung ist die Halbleiterschaltung 31 mit einem Anschluß 80 versehen,
der mit dem Schwingstopsignal STOP verbunden ist. Das heißt, das Schwingstop
signal kann extern zugeführt werden. Ferner ist zwischen dem Anschluß 76 und
der Erde ein NMOS-Transistor 44 vorgesehen und ist das Gate des NMOS-Transis
tors 44 mit dem Register 41-1 verbunden. Das heißt, wenn dem Anschluß 77 das
externe Taktsignal zugeführt wird, wird der NMOS-Transistor 44 eingeschaltet,
um zu verhindern, daß der Anschluß 76 schwebt. Wenn das Schwingelement
verbunden ist, wird die Erzeugung eines Taktsignals problemlos durchgeführt, da
der NMOS-Transistor ausgeschaltet ist. Zusätzlich ist zwischen dem AND-Gatter
47 und dem NOR-Gatter 49 ein AND-Gatter 43 vorgesehen. Ein Eingang des AND-
Gatters 43 ist mit dem Ausgang des AND-Gatters 47 verbunden, und der andere
Eingang des AND-Gatters 43 ist mit dem Ausgang des Inverters 38 verbunden.
Als Folge wird im Schwingstopmodus verhindert, daß das Taktsignal von dem
Ringoszillator 42 dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung 31 zugeführt
wird.
Wie oben beschrieben, kann mit der Erfindung eine Kollision des externen
Taktsignals mit dem Ausgangssignal des getakteten Inverters verhindert werden,
selbst wenn der Schwingstopmodus bei Verwendung des externen Taktsignals
eingestellt ist, da der Ausgang des getakteten Inverters im hochohmigen Zustand
gehalten wird. Daher kann ein betriebssicherer Schwingstopmodus gewährleistet
werden, selbst wenn das externe Taktsignal verwendet wird.
Da der Inverter in dem konventionellen Taktsignal-Steuerkreis durch einen getak
teten Inverter ersetzt wird und der getaktete Inverter in den Zustand AUS versetzt
wird, wenn das externe Taktsignal verwendet wird, kann ferner der Strom
vermieden werden, der in dem konventionellen Taktsignal-Steuerkreis durch den
Inverter fließt, wenn das externe Taktsignal verwendet wird, so daß der Leerlauf
stromverbrauch beseitigt werden kann. Außerdem kann das Rauschen infolge des
fließenden Stroms verringert werden.
Zusätzlich reicht es gemäß der Erfindung aus, das externe Taktsignal dem
Schwing-Ausgangsanschluß zuzuführen. Daher kann ein Inverter weggelassen
werden, der herkömmlicherweise für den externen Taktsignalgenerator benötigt
wird.
Claims (20)
1. Halbleiterschaltung, gekennzeichnet durch:
einen ersten und einen zweiten Anschluß (72, 73; 74, 75; 76, 77), wobei dem zweiten Anschluß extern ein erstes Taktsignal zugeführt werden kann;
eine Taktsignal-Generatoreinrichtung (13, 14, 15; 23, 24, 25; 33, 34, 35), die zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß verbunden ist, zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals an dem zweiten Anschluß unter Verwendung von Elementen (59, 60, 61), die extern zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß verbunden sind;
eine Steuereinrichtung (16; 26; 36) zum Ausschalten der Taktsignal- Generatoreinrichtung als Antwort auf ein eingegebenes Steuersignal; und
eine Versorgungseinrichtung (19; 29; 39), die so betreibbar ist, daß das Taktsignal an dem zweiten Anschluß einem internen Schaltkreis der Halbleiter schaltung (11; 21; 31) als internes Taktsignal zugeführt wird.
einen ersten und einen zweiten Anschluß (72, 73; 74, 75; 76, 77), wobei dem zweiten Anschluß extern ein erstes Taktsignal zugeführt werden kann;
eine Taktsignal-Generatoreinrichtung (13, 14, 15; 23, 24, 25; 33, 34, 35), die zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß verbunden ist, zur Erzeugung eines zweiten Taktsignals an dem zweiten Anschluß unter Verwendung von Elementen (59, 60, 61), die extern zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß verbunden sind;
eine Steuereinrichtung (16; 26; 36) zum Ausschalten der Taktsignal- Generatoreinrichtung als Antwort auf ein eingegebenes Steuersignal; und
eine Versorgungseinrichtung (19; 29; 39), die so betreibbar ist, daß das Taktsignal an dem zweiten Anschluß einem internen Schaltkreis der Halbleiter schaltung (11; 21; 31) als internes Taktsignal zugeführt wird.
2. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Taktsignal-Generatoreinrichtung folgendes aufweist:
einen getakteten Inverter (13; 23; 33), der zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß vorgesehen ist; und
einen P-Kanal-MOS-Transistor (14; 24; 34) und einen N-Kanal-MOS-Transistor (15; 25; 35), die als ein selbstvorspannender Widerstand wirken.
einen getakteten Inverter (13; 23; 33), der zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluß vorgesehen ist; und
einen P-Kanal-MOS-Transistor (14; 24; 34) und einen N-Kanal-MOS-Transistor (15; 25; 35), die als ein selbstvorspannender Widerstand wirken.
3. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Versorgungseinrichtung ein Gatter (19; 29; 39) vom Typ Schmitt-Trigger
enthält.
4. Halbleiterschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie weiterhin eine Taktsignal-Versorgungseinrichtung (40, 42, 43,
47, 48, 49) aufweist, zur Erzeugung eines dritten Taktsignals, wenn das erste
Taktsignal nicht zugeführt wird und das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird, und
um dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung das dritte Taktsignal als das
interne Taktsignal zuzuführen.
5. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Taktsignal-Versorgungseinrichtung folgendes aufweist:
eine Generatoreinrichtung (42) zur Erzeugung eines dritten Taktsignals, wenn das erste Taktsignal nicht zugeführt wird und das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
eine dritte Taktsignal-Versorgungseinrichtung (43, 47, 48, 49), um dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung das dritte Taktsignal als das interne Taktsignal zuzuführen.
eine Generatoreinrichtung (42) zur Erzeugung eines dritten Taktsignals, wenn das erste Taktsignal nicht zugeführt wird und das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
eine dritte Taktsignal-Versorgungseinrichtung (43, 47, 48, 49), um dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung das dritte Taktsignal als das interne Taktsignal zuzuführen.
6. Halbleiterschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie weiterhin eine Auswahlsignal-Versorgungseinrichtung (71; 30;
41) aufweist, um der Steuereinrichtung ein Auswahlsignal als das Steuersignal
zuzuführen, wobei das Auswahlsignal anzeigt, daß das Taktsignal dem zweiten
Anschluß zugeführt wird.
7. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswahlsignal-Versorgungseinrichtung einen dritten Anschluß (71) enthält, mit
dem die Halbleiterschaltung versehen ist, so daß das Auswahlsignal der Steuer
einrichtung über den dritten Anschluß extern zugeführt wird.
8. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswahlsignal-Versorgungseinrichtung einen Schalter (30) enthält, um der Steuer
einrichtung das Auswahlsignal als das Steuersignal wahlweise zuzuführen.
9. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswahlsignal-Versorgungseinrichtung ein Register (41) enthält, zum Speichern
von Daten, die das Auswahlsignal anzeigen, so daß das Auswahlsignal der
Steuereinrichtung zugeführt wird.
10. Halbleiterschaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie weiterhin eine Taktstopsignal-Versorgungseinrichtung (102;
104; 105) aufweist, um der Steuereinrichtung ein Taktstopsignal als das Steuer
signal zuzuführen, wobei das Taktstopsignal anzeigt, daß die Versorgung des
internen Schaltkreises der Halbleiterschaltung mit dem Taktsignal anzuhalten ist.
11. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Taktstopsignal-Versorgungseinrichtung einen vierten Anschluß (80) enthält, mit
dem die Halbleiterschaltung versehen ist, so daß das Taktstopsignal der Steuer
einrichtung über den vierten Anschluß extern zugeführt wird.
12. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Taktstopsignal-Versorgungseinrichtung in dem internen Schaltkreis der Halbleiter
schaltung enthalten ist.
13. Halbleiterschaltung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinrichtung weiterhin eine Einrichtung (18; 28; 38) enthält, die auf das
Taktstopsignal anspricht, um zu verhindern, daß die Versorgungseinrichtung dem
internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung das interne Taktsignal zuführt.
14. Verfahren zur Steuerung der Erzeugung eines Taktsignals und der Versorgung
eines internen Schaltkreises einer Halbleiterschaltung mit dem Taktsignal, gekenn
zeichnet durch die Verfahrensschritte:
in einem Modus für ein externes Taktsignal einem ersten Anschluß der Halb leiterschaltung ein erstes Taktsignal extern zuzuführen;
in einem Modus zur Verwendung von externen Elementen, in dem zwischen dem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß der Halbleiterschaltung Elemente extern verbunden sind, ein zweites Taktsignal an dem ersten Anschluß zu erzeugen;
in dem Modus für ein externes Taktsignal oder in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen das Taktsignal an dem zweiten Anschluß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung zuzuführen; und
als Antwort auf ein Steuersignal in dem Modus für ein externes Taktsignal zu verhindern, daß das zweite Taktsignal erzeugt wird.
in einem Modus für ein externes Taktsignal einem ersten Anschluß der Halb leiterschaltung ein erstes Taktsignal extern zuzuführen;
in einem Modus zur Verwendung von externen Elementen, in dem zwischen dem ersten Anschluß und einem zweiten Anschluß der Halbleiterschaltung Elemente extern verbunden sind, ein zweites Taktsignal an dem ersten Anschluß zu erzeugen;
in dem Modus für ein externes Taktsignal oder in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen das Taktsignal an dem zweiten Anschluß dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung zuzuführen; und
als Antwort auf ein Steuersignal in dem Modus für ein externes Taktsignal zu verhindern, daß das zweite Taktsignal erzeugt wird.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin
den Verfahrensschritt aufweist, als das Steuersignal in dem Modus für ein exter
nes Taktsignal ein Auswahlsignal vorzusehen, das anzeigt, daß das Taktsignal
dem ersten Anschluß zugeführt wird.
16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß es
weiterhin den Verfahrensschritt aufweist, als das Steuersignal ein Taktstopsignal
vorzusehen, das anzeigt, daß die Versorgung des internen Schaltkreises der Halb
leiterschaltung mit dem Taktsignal anzuhalten ist.
17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß es weiterhin die Verfahrensschritte aufweist:
ein drittes Taktsignal zu erzeugen, wenn das erste Taktsignal nicht zugeführt wird und das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
das dritte Taktsignal dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung als das interne Taktsignal zuzuführen.
ein drittes Taktsignal zu erzeugen, wenn das erste Taktsignal nicht zugeführt wird und das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
das dritte Taktsignal dem internen Schaltkreis der Halbleiterschaltung als das interne Taktsignal zuzuführen.
18. Verfahren gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung
eines dritten Taktsignals die Verfahrensschritte umfaßt:
als das Steuersignal ein Auswahlsignal zu erzeugen, das anzeigt, daß das Taktsignal dem ersten Anschluß zugeführt wird;
in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen ein Signal für externe Elemente zu erzeugen, das anzeigt, daß die externen Elemente verwendet werden;
anhand des Auswahlsignals zu ermitteln, daß das erste Taktsignal nicht zugeführt wird, und anhand des Signals für externe Elemente zu ermitteln, daß das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
das dritte Taktsignal in Übereinstimmung mit dem Ermittlungsergebnis zu erzeugen.
als das Steuersignal ein Auswahlsignal zu erzeugen, das anzeigt, daß das Taktsignal dem ersten Anschluß zugeführt wird;
in dem Modus zur Verwendung von externen Elementen ein Signal für externe Elemente zu erzeugen, das anzeigt, daß die externen Elemente verwendet werden;
anhand des Auswahlsignals zu ermitteln, daß das erste Taktsignal nicht zugeführt wird, und anhand des Signals für externe Elemente zu ermitteln, daß das zweite Taktsignal nicht erzeugt wird; und
das dritte Taktsignal in Übereinstimmung mit dem Ermittlungsergebnis zu erzeugen.
19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß es weiterhin den Verfahrensschritt umfaßt, als das Steuersignal ein Taktstop
signal vorzusehen, das anzeigt, daß die Versorgung des internen Schaltkreises der
Halbleiterschaltung mit dem ersten oder dem zweiten Taktsignal anzuhalten ist.
20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß es weiterhin den Verfahrensschritt umfaßt, als das Steuersignal ein Taktstop
signal vorzusehen, das anzeigt, daß die Versorgung des internen Schaltkreises der
Halbleiterschaltung mit dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Taktsignal
anzuhalten ist.
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