JP2002091789A - ノイズ検出回路 - Google Patents

ノイズ検出回路

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JP2002091789A
JP2002091789A JP2000281562A JP2000281562A JP2002091789A JP 2002091789 A JP2002091789 A JP 2002091789A JP 2000281562 A JP2000281562 A JP 2000281562A JP 2000281562 A JP2000281562 A JP 2000281562A JP 2002091789 A JP2002091789 A JP 2002091789A
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JP
Japan
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noise
semiconductor device
wiring
noise detection
inverter
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JP2000281562A
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Inventor
Tsuneyuki Suzuki
常之 鈴木
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、半導体装置内に発生するノイズの検出
方法として半導体装置内に配置したアンテナ配線にのっ
たノイズをラッチ等で取り込む方法を行っていたが、こ
の方法ではリアルタイムにノイズの発生場所を検出する
ことができなかった。 【解決手段】 目的の半導体装置内の電源配線に並行し
てノイズ検出用のアンテナ配線を配置し、アンテナ配線
にのったクロストークノイズによりON/OFFするノイズ検
出用インバータに接続したプルアップ抵抗、プルダウン
抵抗部分に電流が流れるようにする。さらに、この抵抗
部分以外を第2の配線層マスクで覆い、電流解析装置が
不必要な回路の電流を検出しないようにし、リアルタイ
ムにノイズの発生源を解析できるようにする。また、ノ
イズ検出用インバータの出力を計測するカウンタを備
え、ある回数以上ノイズが発生した場合、割り込みをか
けて半導体装置の誤動作を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置内で発
生したノイズレベル、および半導体装置外から受けたノ
イズレベルを計測し、半導体装置内のノイズに敏感な部
分を特定するために使用され、また、ノイズによる誤動
作が発生する前に割り込みを発生させ、もしくはノイズ
発生回数を確認することにより半導体装置の安定した動
作を行うことができるノイズ検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のノイズ検出回路は、ノイズ検出用
配線を電源レベル、もしくはGNDレベルに設定し、この
ノイズ検出用配線にのったノイズをラッチ等の素子によ
り検出していた。
【0003】図4は従来のノイズ検出回路のブロック図
を示す。
【0004】同図において、アンテナ配線20は電源レ
ベルに固定され、ラッチ21のデータ入力22に接続さ
れている。ラッチ21はクロック信号23によりデータ
入力22に入力された信号を取り込みデータ出力24に
出力する。データ出力24から出力されたノイズ検出信
号25は、CPU26に対して割り込み発生を通知する
か、外部端子から半導体装置外部に出力される。
【0005】以上の構成を持つ従来のノイズ検出回路に
ついて説明する。
【0006】半導体装置内でノイズが発生するとノイズ
発生源に近接した電源レベルに固定されたアンテナ配線
20にクロストークノイズとしてノイズが発生する。こ
のノイズをクロック信号23に入力される定期的なタイ
ミングでラッチする。ラッチ21はCPU26に対してノ
イズ発生があったことをノイズ検出信号25を通して通
知するか、外部端子を通して半導体装置外部にノイズが
発生したことを通知する。また、半導体装置内に複数の
従来のノイズ検出回路を設置しノイズに敏感な部分を特
定する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、リアルタイムに発生したノイズを検出す
ることができず、また、ノイズレベルの大きさの区別や
立ち上がりノイズの発生か立下りノイズの発生かの区別
ができなかった。また、半導体装置内のノイズに敏感な
部分を特定するための方法としては、検出したノイズ信
号をいったんラッチして半導体装置外部に出力したり、
割り込み発生といった方法で行っており、リアルタイム
に半導体装置内のどの部分でノイズが発生しているかを
特定することができなかった。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、リアルタイムに目的の半導体装置内のどの部分でノ
イズが発生しているかを確認することができ、また、ノ
イズの発生頻度により半導体装置が誤動作する前に割り
込みを発生し、もしくは、ノイズの発生頻度を確認する
ことにより、動作を安定化させることを目的としてい
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のノイズ検出回路は、目的の半導体装置内の
信号配線、電源配線に並行してノイズ検出用のある電圧
にバイアスされたアンテナ配線を配置し、ノイズが発生
した場合、アンテナ配線にのったクロストークノイズに
よりON/OFFするノイズ検出用インバータを通して負荷部
分に電流が流れるように接続し、半導体装置外部の解析
装置がノイズ検出に不必要な回路の電流を検出しないよ
うにするための半導体装置全体を覆う第2の配線層を備
え、この第2の配線層に開いた窓を通して負荷部分に流
れた電流のみ検知できるようにし、また、ノイズ検出用
インバータを通して出力された信号をカウンタで計測
し、あらかじめ決めた回数以上になった時にCPUに対し
て割り込みを発生させ目的の半導体装置が誤動作するこ
とを防ぐことを目的とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図1及び図2を用いて説明する。
【0011】図1及び図2は本発明の一実施形態につい
てのブロック図である。1は目的の半導体装置19内の
電源配線である。2は前記電源配線1の両側、もしくは
片側に並行して配置される適当な長さのアンテナ配線で
ある。3は前記アンテナ配線2にバイアス電圧を供給す
る複数のバイアス用インバータであり、それぞれ出力能
力の違うインバータで構成されておりバイアス感度セレ
クタ6によりどれか1つが選択される。前記バイアス用
インバータ3の出力は帰還ループセレクタ5及び帰還抵
抗4を通して再び前記バイアス用インバータ3の入力に
接続される。帰還ループセレクタ5は本ノイズ検出回路
を動作させない場合、帰還ループを切断し、電源レベル
を出力することによりバイアス用インバータ3及び抵抗
4で構成される帰還ループ回路の消費電流を下げる。ま
た、この場合、バイアス感度セレクタ6はGNDレベルを
出力し、以降の回路の消費電流を最小限に抑える役割を
もつ。アンテナ配線2は複数の入力シュレッショルド電
圧の違う立ち上がりノイズ検出用インバータ7及び複数
の入力シュレッショルド電圧の違う立下りノイズ検出用
インバータ8に接続されている。立ち上がりノイズ検出
用インバータ7は立ち上がりレベルセレクタ9により1
つだけ選択されてプルアップ抵抗11および立ち上がり
ノイズカウンタ12に接続される。同様に立下りノイズ
検出用インバータ8は立下りレベルセレクタ10により
1つだけ選択されてプルダウン抵抗13および立下りノ
イズカウンタ14に接続される。立ち上がりノイズ比較
器15は立ち上がりノイズ比較器15内にあらかじめ設
定された値と立ち上がりノイズカウンタ12の値と比較
し、立ち上がりノイズカウンタ12の値の方が大きくな
った場合CPU17に対して割り込み信号を通知する。同
様に立下りノイズ比較器16は立下りノイズ比較器16
内にあらかじめ設定された値と立下りノイズカウンタ1
4の値と比較し、立下りノイズカウンタ14の値の方が
大きくなった場合CPU17に対して割り込み信号を通知
する。CPU17は立ち上がりノイズカウンタ12及び立
下りノイズカウンタ14に対しリセット信号を出力し、
各カウンタをクリアする。また、CPU17はデータバス
を通して立ち上がりノイズカウンタ12及び立下りノイ
ズカウンタ14の内容を確認する事ができる。また、CP
U17は立ち上がりノイズ比較器15及び立下りノイズ
比較器16に対し、データバスを通して比較値を設定す
ることができる。配線層マスク18は目的の半導体装置
19上の前記プルアップ抵抗11及びプルダウン抵抗1
3の配置される部分のみに窓を開けた半導体装置19全
体を覆う配線層マスクである。
【0012】以上のように構成された本実施形態のノイ
ズ検出回路について、以下その動作を説明する。
【0013】まず、複数のバイアス用インバータ3は、
バイアス感度セレクタ6で1つを選択し、抵抗4との間
で帰還ループを形成する。帰還ループで生成されたバイ
アス電圧はアンテナ配線2に供給される。出力能力の大
きいバイアスインバータ3を選択した場合、検出できる
ノイズの感度はより鈍感になる。電源1にのるノイズは
並行に配置されるアンテナ配線2に対し、クロストーク
ノイズを発生させる。アンテナ配線2にのったノイズは
入力シュレッショルド電圧の違う立ち上がりノイズ検出
用インバータ7及び立下りノイズ検出用インバータ8に
入力される。ここで、図3を用いて立ち上がりノイズ検
出用インバータ7及び立下りノイズ検出用インバータ8
の特性を説明する。立ち上がりノイズ検出用インバータ
7はアンテナ配線2に供給されているバイアス電圧より
高い電圧でON/OFFするシュレッショルド特性を持つイン
バータで、通常はHレベルを出力しており、この実施形
態ではInv1〜Inv3までの3種類の特性をもつインバー
タで構成されている。バイアス電圧に保持されているア
ンテナ配線2に立ち上がりノイズがのった場合、入力さ
れるノイズレベルが高ければ、より高いシュレッショル
ド特性を持つインバータがONしLレベルを出力する。立
下りノイズ検出用インバータ8はアンテナ配線2に供給
されているバイアス電圧より低い電圧でON/OFFするシュ
レッショルド特性を持つインバータで通常Lレベルを出
力しており、この実施形態ではInv4〜Inv6までの3種
類の特性をもつインバータで構成されている。バイアス
電圧に保持されているアンテナ配線2に立下りノイズが
のった場合、入力されるノイズレベルが低ければ、より
低いシュレッショルド特性を持つインバータがONしHレ
ベルを出力する。立ち上がりレベルセレクタ9は、所望
のノイズレベルを得るために複数の立ち上がりノイズ検
出用インバータ7のうち1つを選択する。同様に立下り
レベルセレクタ10は、所望のノイズレベルを得るため
に複数の立下りノイズ検出用インバータ8のうち1つを
選択する。選択された立ち上がりノイズ検出用インバー
タ7は立ち上がりノイズを検出するとLレベルを出力
し、プルアップ抵抗11に電流を流す。同様に選択され
た立下りノイズ検出用インバータ8は立ち下がりノイズ
を検出するとHレベルを出力し、プルダウン抵抗13に
電流を流す。ここで流れた電流は、配線層マスク18の
窓を通して半導体装置19を上部から半導体装置外部の
電流解析装置により観測することによって、リアルタイ
ムに電流の流れている箇所を測定することが可能にな
る。配線層マスク18は本ノイズ検出回路で流れる電流
以外の電流を、半導体装置外部の電流解析装置に見せな
いようにし、電流検出感度を上げる役割を持つ。また、
立ち上がりレベルセレクタ9により選択された立ち上が
りノイズ検出用インバータ7の出力は立ち上がりノイズ
カウンタ12に入力され、立ち上がりノイズを1回検出
するたびに1だけカウントアップする。CPU17はカウ
ント開始に先駆けて立ち上がりノイズカウンタ12にリ
セット信号を出力し立ち上がりノイズカウンタ12をク
リアする。ある時間後に、CPU17より立ち上がりノイ
ズカウンタ12の内容を読み出すことにより、ノイズの
発生頻度を確認することができる。立ち上がりノイズ比
較器15にはCPU17よりあらかじめ比較値を設定して
おき、立ち上がりノイズカウンタ12がこの値以上にな
った場合、割り込み信号をCPU17に通知する。同様
に、立下りレベルセレクタ10により選択された立下り
ノイズ検出用インバータ8の出力は立下りノイズカウン
タ14に入力され、立下りノイズを1回検出するたびに
1だけカウントアップする。CPU17はカウント開始に
先駆けて立下りノイズカウンタ14にリセット信号を出
力し立下りノイズカウンタ14をクリアする。ある時間
後に、CPU17より立下りノイズカウンタ14の内容を
読み出すことにより、ノイズの発生頻度を確認すること
ができる。立下りノイズ比較器16にはCPU17よりあ
らかじめ比較値を設定しておき、立下りノイズカウンタ
14がこの値以上になった場合、割り込み信号をCPU1
7に通知する。
【0014】
【発明の効果】本発明は、電源配線にのる立ち上がりノ
イズ、立下りノイズを検出し、電流解析装置でリアルタ
イムにノイズの発生している箇所を特定でき、ノイズの
大きさや発生頻度を決めることにより、半導体装置の誤
動作を未然に防ぐことができる優れたノイズ検出回路を
実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるノイズ検出回路の
ブロック図
【図2】本発明の一実施形態におけるノイズ検出回路の
ブロック図
【図3】本発明の一実施形態における立ち上がりノイズ
及び立下りノイズ検出用インバータ特性図
【図4】従来のノイズ検出回路のブロック図
【符号の説明】
1 電源配線 2 アンテナ配線 3 バイアス用インバータ 4 抵抗 5 帰還ループセレクタ 6 バイアス感度セレクタ 7 立ち上がりノイズ検出用インバータ 8 立下りノイズ検出用インバータ 9 立ち上がりノイズセレクタ 10 立下りノイズセレクタ 11 プルアップ抵抗 12 立ち上がりノイズカウンタ 13 プルダウン抵抗 14 立下りノイズカウンタ 15 立ち上がりノイズ比較器 16 立下りノイズ比較器 17 CPU 18 配線層マスク 19 半導体装置 20 アンテナ配線 21 ラッチ 22 データ入力 23 クロック信号 24 データ出力 25 ノイズ検出信号 26 CPU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置内の信号配線、電源配線にお
    いて、信号配線、電源配線に並行して配置されるノイズ
    検出用配線と、前記ノイズ検出用配線に可変のバイアス
    電圧を与える手段と、前記ノイズ検出用配線にのったノ
    イズを検出するための複数のノイズ検出用インバータ
    と、前記ノイズ検出用インバータの出力によって電流を
    流す複数の負荷部分と、前記複数の負荷部分以外の半導
    体装置全体を上部から覆う第2の配線層を備えたノイズ
    検出回路。
  2. 【請求項2】 半導体装置内の信号配線、電源配線にお
    いて、信号配線、電源配線に並行して配置されるノイズ
    検出用配線と、前記ノイズ検出用配線に可変のバイアス
    電圧を与える手段と、前記ノイズ検出用配線にのったノ
    イズを検出するための複数のノイズ検出用インバータ
    と、前記ノイズ検出用インバータの出力パルスを計測す
    る複数のカウンタと、カウンタがある一定以上の値にな
    ったときに割り込みを発生させる比較器を備えたノイズ
    検出回路。
JP2000281562A 2000-09-18 2000-09-18 ノイズ検出回路 Pending JP2002091789A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008123059A (ja) * 2006-11-08 2008-05-29 Ricoh Co Ltd 情報装置及び制御装置
JP2008122378A (ja) * 2006-11-11 2008-05-29 Mettler-Toledo Ag 力計の状態の監視及び/又は計測を行うための方法及び力計
US7734433B2 (en) 2007-02-14 2010-06-08 Fujitsu Limited Semiconductor integrated circuit
US10277221B2 (en) 2014-10-21 2019-04-30 Denso Corporation Protection circuit

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