JP2002353799A - Semiconductor integrated circuit and its drive method - Google Patents

Semiconductor integrated circuit and its drive method

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JP2002353799A JP2001152858A JP2001152858A JP2002353799A JP 2002353799 A JP2002353799 A JP 2002353799A JP 2001152858 A JP2001152858 A JP 2001152858A JP 2001152858 A JP2001152858 A JP 2001152858A JP 2002353799 A JP2002353799 A JP 2002353799A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit that prevents malfunction and is operated at a high-speed even when the operating characteristics of the circuit are changed and to provide its drive method. SOLUTION: The semiconductor integrated circuit is provided with a flip-flop 14a, a combination logic circuit 16a, a combination logic circuit 16v, a clock signal generating circuit 20 and a malfunction detection circuit 15a, and the clock signal generating circuit 20 has a mechanism of generating a check signal Sch. The malfunction detection circuit 15a compares an input signal Sin1 to the flip-flop 14a with an output signal Sou1 from the flip-flop 14a, generates a malfunction signal Ser1 when the both differ from each other and delays the clock signal by one clock period. Thus, the malfunction of semiconductor integrated circuit is prevented and high-speed operations can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路及び
その駆動方法に関し、特に誤動作検出器を備えた半導体
集積回路及びその駆動方法に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a method of driving the same, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a malfunction detector and a method of driving the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電池によって電源を供給される携
帯機器が多く普及しており、これらの機器に用いられて
いる半導体集積回路では、電池の駆動時間を長くするた
めに一層の低消費電力化が強く求められている。また、
携帯機器の機能向上につながる半導体集積回路の高性能
化への要求が年々強まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, a large number of portable devices powered by batteries have become widespread, and semiconductor integrated circuits used in these devices have been required to have lower power consumption in order to extend the operation time of batteries. Is strongly required. Also,
The demand for higher performance of semiconductor integrated circuits that leads to improved functions of portable devices is increasing year by year.

【0003】半導体集積回路の処理性能は、クロック信
号に同期させてラッチ回路へのデータの格納を行なう同
期設計を行なった回路においてはクロック信号の動作周
波数に依存する。つまり、半導体集積回路の処理性能を
向上させるためには、クロック信号の動作周波数を上げ
ればよい。
[0003] The processing performance of a semiconductor integrated circuit depends on the operating frequency of a clock signal in a circuit designed to store data in a latch circuit in synchronization with the clock signal. That is, in order to improve the processing performance of the semiconductor integrated circuit, the operating frequency of the clock signal may be increased.

【0004】一方、回路が正しく動作するためには、ラ
ッチ回路間にデータが伝わる際の遅延時間の最も大きい
ものが、動作周波数の逆数であるクロック周期よりも小
さくなる必要がある。但し、ここではラッチ回路のセッ
トアップタイム、ホールドタイムは考えないものとす
る。
On the other hand, in order for the circuit to operate properly, the one with the largest delay time when data is transmitted between the latch circuits needs to be smaller than the clock cycle which is the reciprocal of the operating frequency. However, the setup time and the hold time of the latch circuit are not considered here.

【0005】ところが、半導体集積回路でのデータの伝
達速度はさまざまな要因により変化する。その要因の主
なものは、半導体チップの温度や電源電圧の変化、製造
時のばらつきなどである。通常の設計においては、これ
ら特性のばらつきが最悪の場合を想定して回路設計を行
なう。
However, the data transmission speed in a semiconductor integrated circuit varies depending on various factors. The main factors are changes in the temperature and power supply voltage of the semiconductor chip, and variations during manufacturing. In a normal design, a circuit is designed on the assumption that the variation in these characteristics is the worst.

【0006】また、近年チップ上に温度検出機能を搭載
してそれらの変化に応じてクロック周期や電源電圧を変
化させる手法や、ラッチ回路とラッチ回路との間で最大
の遅延時間を生じさせる回路と同等の回路を別に作り、
その回路の動作速度を検出して、クロック周期に適した
電源電圧に変化させる構成などが提案されている。
In recent years, a method of mounting a temperature detecting function on a chip to change a clock cycle or a power supply voltage in accordance with the change, or a circuit for generating a maximum delay time between a latch circuit and a latch circuit. Create a circuit equivalent to
There has been proposed a configuration in which the operation speed of the circuit is detected and the power supply voltage is changed to a power supply voltage suitable for the clock cycle.

【0007】図9は、特開平11−234113号公報
にて公開されている半導体集積回路のブロック回路図で
ある。同図において、組み合わせ回路106aに信号1
09c及び109dが入力されると、信号108aが出
力され、この信号108aはフリップフロップ105a
に入力される。フリップフロップ105aには内部クロ
ック107も入力されており、このフリップフロップ1
05aからは信号110aが出力される。次いで、信号
110aと信号109aが組み合わせ回路106bに入
力されると、信号108bが出力される。そして、フリ
ップフロップ105bに信号108bと内部クロック1
07とが入力されると、信号110bが出力される。こ
の信号110bと信号109bが組み合わせ回路106
cに入力されると、信号108cが出力され、この信号
108cと内部クロック107がフリップフロップ10
5cに入力されると、信号110cが出力される。次い
で、この信号110cと出力クロック112とが出力装
置111に入力されると、信号113が出力される。
FIG. 9 is a block circuit diagram of a semiconductor integrated circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-234113. In the figure, signal 1 is applied to combinational circuit 106a.
When the signals 09c and 109d are input, a signal 108a is output.
Is input to The internal clock 107 is also input to the flip-flop 105a.
The signal 110a is output from 05a. Next, when the signal 110a and the signal 109a are input to the combination circuit 106b, the signal 108b is output. Then, the signal 108b and the internal clock 1 are supplied to the flip-flop 105b.
When 07 is input, a signal 110b is output. The signal 110b and the signal 109b are combined with the combinational circuit 106.
c, the signal 108c is output, and the signal 108c and the internal clock 107 are output from the flip-flop 10c.
5c, the signal 110c is output. Next, when the signal 110c and the output clock 112 are input to the output device 111, the signal 113 is output.

【0008】また、クロック102が遅延測定装置10
1に入力されると、クロック補正信号104が出力さ
れ、このクロック補正信号104とクロック102とが
クロック補正装置103に入力されると、内部クロック
107と出力クロック112とが出力される。
Further, the clock 102 is used for the delay measuring device 10.
1, the clock correction signal 104 is output. When the clock correction signal 104 and the clock 102 are input to the clock correction device 103, the internal clock 107 and the output clock 112 are output.

【0009】この発明によれば、予め設計された組み合
わせ回路106a,106b及び106cの回路遅延を
遅延測定装置101により自ら判定し、これに基づく回
路の動作速度に適した内部クロック107でこの回路を
動作させることができる。これにより、回路の誤動作を
防止すると共に動作速度の高速化と回路数の削減が図ら
れ、その結果、半導体装置の製造コストを下げることを
可能としている。これら従来の手法は実際の動作回路の
環境が、外部に備えた回路から推測可能なときに用いる
ことができる。
According to the present invention, the delay of the combinational circuits 106a, 106b, and 106c designed in advance is determined by the delay measuring device 101, and the internal clock 107 suitable for the operation speed of the circuit based on the determination is used. Can work. As a result, malfunction of the circuit is prevented, the operation speed is increased, and the number of circuits is reduced. As a result, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced. These conventional techniques can be used when the actual operating circuit environment can be inferred from an externally provided circuit.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、回路の
動作速度がその回路の履歴によって変化し、外部からは
推測不可能な場合がある。一例として、近年開発が行な
われているSOI(Silicon on Insulator)基板を用い
たMOSFETを用いて回路設計を行った場合が挙げら
れる。SOI MOSFETはMOSFETが厚い絶縁
膜上に形成され、ソース、ドレインの底面が絶縁膜に接
しているため接合容量が通常のバルクMOSFETに比
べ小さくなるという特徴がある。また、MOSFETど
うしが完全に絶縁分離されるためラッチアップが起き
ず、より高集積化できるという利点があり、次代のデバ
イスとして注目されている。SOI MOSFETには
チャネル下の領域が完全に空乏化されるFD(Fully-Dep
leted)型と空乏化されないボディと呼ばれる領域の存在
するPD(Partially-Depleted)型があり、PD型MOS
FETでは、電気的に浮いているチャネル下のボディ領
域の電位が回路動作中に変化して閾値電圧が変化する。
そのため、それまでの回路の動作履歴によって動作特性
が変化する。
However, there are cases where the operating speed of a circuit varies with the history of the circuit and cannot be estimated from the outside. As an example, there is a case where a circuit is designed using a MOSFET using an SOI (Silicon on Insulator) substrate which has been developed in recent years. The SOI MOSFET is characterized in that the MOSFET is formed on a thick insulating film and the source and drain bottom surfaces are in contact with the insulating film, so that the junction capacitance is smaller than that of a normal bulk MOSFET. In addition, since the MOSFETs are completely insulated and separated from each other, there is an advantage that latch-up does not occur and higher integration can be achieved. FD (Fully-Dep) in which the region under the channel is completely depleted in SOI MOSFET
Let-type) and PD (Partially-Depleted) type where there is an area called body that is not depleted.
In the FET, the potential of the body region below the electrically floating channel changes during circuit operation, and the threshold voltage changes.
Therefore, the operation characteristics change depending on the operation history of the circuit up to that time.

【0011】従来の同期設計においては、この動作履歴
による特性変動の変化幅をタイミングマージンとして与
える必要があり、動作速度が遅くなるという不具合があ
った。
In the conventional synchronous design, it is necessary to give the change width of the characteristic variation due to the operation history as a timing margin, and there is a problem that the operation speed is reduced.

【0012】これに対応可能な従来技術として、組み合
わせ論理回路部の動作の静止を検出して次のクロックを
発生させるという技術(特開平08-288822号公報)があ
る。しかし、静止状態を完全に検出するためには、組み
合わせ論理回路部の全ての内部ノードに静止検出回路を
つける必要があり、回路規模が極端に増大するため実現
は困難であった。
As a prior art which can cope with this, there is a technique of detecting the stillness of the operation of the combinational logic circuit unit and generating the next clock (Japanese Patent Laid-Open No. 08-288822). However, in order to completely detect a quiescent state, it is necessary to attach a quiescent detection circuit to all internal nodes of the combinational logic circuit unit.

【0013】本発明の目的は、外部の回路から予測不可
能な遅延時間の変動がある場合においても動作速度が向
上され、且つ消費電力の小さい半導体集積回路及びその
駆動方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit whose operating speed is improved and power consumption is small even when there is an unpredictable variation in delay time from an external circuit, and a driving method thereof. .

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、クロック信号を生成するクロック生成回路と、組み
合わせ論理回路と、上記組み合わせ論理回路の出力を上
記クロック信号に応じてラッチして出力するラッチ回路
と、上記ラッチ回路にクロック信号が加わってから一定
期間であるチェック期間が経過したときに上記ラッチ回
路への入力信号と上記ラッチ回路からの出力信号とを検
出し、両信号の論理値が一致していなければ誤動作信号
を出力する誤動作検出回路とを有する半導体集積回路で
あって、上記ラッチ回路は、上記誤動作信号が出力され
るとき、入力信号を再びラッチして出力信号を出力し、
上記クロック信号生成回路は、上記誤動作信号が出力さ
れないときは一定のクロック周期でクロック信号を生成
し、上記誤動作信号が出力されたときには上記クロック
信号を上記チェック期間以上遅らせて生成する。
A semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a clock generation circuit for generating a clock signal, a combinational logic circuit, and an output of the combinational logic circuit latched and output according to the clock signal. A latch circuit, which detects an input signal to the latch circuit and an output signal from the latch circuit when a check period, which is a fixed period, has elapsed since the clock signal was applied to the latch circuit, and a logical value of both signals was detected. And a malfunction detection circuit that outputs a malfunction signal if the two do not match, wherein the latch circuit latches the input signal again and outputs an output signal when the malfunction signal is output. ,
The clock signal generation circuit generates a clock signal at a fixed clock cycle when the malfunction signal is not output, and generates the clock signal after delaying the clock signal by the check period or more when the malfunction signal is output.

【0015】これにより、回路の遅延時間がクロック周
期より長くなった場合でも回路の誤動作を防ぐことがで
きる。また、信号が組み合わせ論理回路を伝わる時間の
うち、最も遅い時間(最大パス遅延時間)よりもクロッ
ク周期を短く設定できるので、回路を高速に動作させる
ことができる。
Thus, even if the delay time of the circuit becomes longer than the clock cycle, malfunction of the circuit can be prevented. In addition, the clock cycle can be set shorter than the latest time (maximum path delay time) among the times when the signal travels through the combinational logic circuit, so that the circuit can be operated at high speed.

【0016】また、上記クロック信号生成回路は、クロ
ック周期ごとにクロック信号よりもチェック期間だけ遅
れてチェック信号を出力することにより、各フリップフ
ロップで確実に同じタイミングで入力と出力の比較を行
なうことができ、確実に回路の誤動作を防ぐことができ
る。
Further, the clock signal generation circuit outputs the check signal with a delay of the check period from the clock signal for each clock cycle, so that each flip-flop reliably compares the input and the output at the same timing. Therefore, malfunction of the circuit can be reliably prevented.

【0017】また、上記クロック信号の立ち上がりまた
は立ち下がり時に上記ラッチ回路に上記組み合わせ論理
回路からの出力信号がラッチされ、上記ラッチ回路がラ
ッチ動作を行なうときと逆方向に上記クロック信号が遷
移するときに、誤動作検出回路が上記ラッチ回路への入
力信号と上記ラッチ回路からの出力信号とを比較し、両
信号の論理値が一致していなければ誤動作信号を出力す
ることにより、チェック信号を生成する必要がなくなる
ため、回路構成構成の簡素化を図ることができ、ひいて
は製造コストの削減につながる。
When the output signal from the combinational logic circuit is latched by the latch circuit at the time of rising or falling of the clock signal, and when the clock signal transits in the opposite direction to when the latch circuit performs a latch operation. The malfunction detection circuit compares the input signal to the latch circuit with the output signal from the latch circuit, and outputs a malfunction signal if the logical values of both signals do not match, thereby generating a check signal. Since there is no need, the circuit configuration can be simplified, which leads to a reduction in manufacturing cost.

【0018】また、本発明の半導体集積回路は、上記誤
動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定の誤動
作上限頻度よりも高ければ上記組み合わせ論理回路と上
記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給する動作電
圧を上げ、一定の誤動作下限頻度よりも上記誤動作信号
の時間あたりの頻度が低ければ上記組み合わせ論理回路
と上記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給する動
作電圧を下げる機能を持つ電源電圧制御回路をさらに備
えている。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is higher than a certain malfunction upper limit frequency, the combinational logic circuit, the latch circuit, and the malfunction detection circuit can be used. A power supply having a function of increasing an operating voltage to be supplied and decreasing an operating voltage to be supplied to the combinational logic circuit, the latch circuit, and the malfunction detecting circuit if the frequency of the malfunction signal per time is lower than a certain malfunction lower limit frequency. A voltage control circuit is further provided.

【0019】これにより、最適な電源電圧を設定するこ
とができるため、消費電力を効果的に削減することがで
きる。回路の消費電力は電源電圧の2乗に比例するた
め、半導体集積回路を利用する機器の省電力化に有効で
ある。
As a result, an optimum power supply voltage can be set, so that power consumption can be effectively reduced. Since the power consumption of the circuit is proportional to the square of the power supply voltage, it is effective for power saving of a device using the semiconductor integrated circuit.

【0020】また、本発明の半導体集積回路は、上記誤
動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定の誤動
作上限頻度よりも高ければ上記クロック周期を長くし、
上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が一定の
誤動作下限頻度よりも小さければ上記クロック周期を短
くする機能を持つクロック周期制御回路をさらに備えて
いる。
Further, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention, if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is higher than a certain malfunction upper limit frequency, the clock cycle is lengthened,
A clock cycle control circuit having a function of shortening the clock cycle if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is smaller than a certain malfunction lower limit frequency.

【0021】これにより、回路を最適なクロック周期で
動作させることができるようになるとともに、回路の誤
作動を防ぐことができるようになる。また、最適なクロ
ック周期で回路を動作できるため、回路の動作速度を向
上させることができる。
As a result, the circuit can be operated at the optimum clock cycle, and malfunction of the circuit can be prevented. Further, since the circuit can be operated at an optimum clock cycle, the operation speed of the circuit can be improved.

【0022】本発明の半導体集積回路の駆動方法は、第
1の組み合わせ回路と第2の組み合わせ回路の間でラッ
チ回路を介して信号を送るよう構成された半導体集積回
路の駆動方法であって、クロック信号生成回路から一定
のクロック周期を有するクロック信号を出力するステッ
プ(a)と、上記ラッチ回路へ入力される信号と上記ラ
ッチ回路から出力される信号とを比較して、両信号が異
なる場合には誤動作信号を出力するステップ(b)と、
上記誤動作信号を受けて、上記ラッチ回路に上記第1の
組み合わせ回路からの信号を再びラッチさせて上記第2
の組み合わせ回路に出力するステップ(c)と、上記誤
動作信号が出力された場合には上記クロック信号をチェ
ック期間以上遅らせてから出力するステップ(d)とを
含んでいる。
A method for driving a semiconductor integrated circuit according to the present invention is a method for driving a semiconductor integrated circuit configured to transmit a signal between a first combinational circuit and a second combinational circuit via a latch circuit, Step (a) of outputting a clock signal having a fixed clock cycle from the clock signal generation circuit, and comparing the signal input to the latch circuit with the signal output from the latch circuit to determine whether the two signals are different. (B) outputting a malfunction signal;
In response to the malfunction signal, the latch circuit latches the signal from the first combinational circuit again, and
(C) outputting the clock signal to the combinational circuit after the above operation, and (d) outputting the clock signal after delaying the clock signal by a check period or more when the malfunction signal is output.

【0023】この方法により、回路の遅延時間がクロッ
ク周期より長くなった場合でも回路の誤動作を防ぐこと
ができる。また、信号が組み合わせ論理回路を伝わる時
間のうち、最も遅い時間(最大パス遅延時間)よりもク
ロック周期を短く設定できるので、回路を高速に動作さ
せることができる。
According to this method, malfunction of the circuit can be prevented even when the delay time of the circuit becomes longer than the clock cycle. In addition, the clock cycle can be set shorter than the latest time (maximum path delay time) of the time that the signal travels through the combinational logic circuit, so that the circuit can operate at high speed.

【0024】上記ステップ(a)の後、上記ステップ
(b)の前に上記クロック信号からチェック期間だけ遅
れて上記クロック信号生成回路からチェック信号が出力
されるステップ(e)をさらに含むことにより、各フリ
ップフロップで確実に同じタイミングで入力と出力の比
較を行なうことができ、確実に回路の誤動作を防ぐこと
ができる。
After the step (a) and before the step (b), the method further comprises a step (e) of outputting a check signal from the clock signal generation circuit with a delay of a check period from the clock signal. Input and output can be reliably compared at the same timing in each flip-flop, and malfunction of the circuit can be reliably prevented.

【0025】また、上記ステップ(b)の前であって、
上記クロック信号の立ち上がりまたは立ち下がり時に上
記ラッチ回路に組み合わせ論理回路からの出力信号がラ
ッチされ、上記ラッチ回路がラッチ動作を行なうときと
逆の方向に上記クロック信号が遷移するステップ(e)
をさらに含むことにより、チェック信号を生成する必要
がなくなるため、回路構成を簡素化することができ、ひ
いては製造コストの削減につながる。
Before step (b),
An output signal from a combinational logic circuit is latched by the latch circuit at the time of rising or falling of the clock signal, and the clock signal transits in a direction opposite to that when the latch circuit performs a latch operation (e).
, It is not necessary to generate a check signal, so that the circuit configuration can be simplified, which leads to a reduction in manufacturing cost.

【0026】また、上記誤動作信号が検出される時間あ
たりの頻度が、一定の誤動作上限頻度よりも高ければ組
み合わせ論理回路と上記ラッチ回路と上記誤動作検出回
路とに供給する動作電圧を上げ、一定の誤動作下限頻度
よりも上記誤動作信号の時間あたりの頻度が低ければ上
記組み合わせ論理回路と上記ラッチ回路と上記誤動作検
出回路とに供給する動作電圧を下げるステップ(f)を
さらに含んでいる。
If the frequency of detection of the malfunction signal per time is higher than a certain malfunction upper limit frequency, the operating voltage supplied to the combinational logic circuit, the latch circuit and the malfunction detection circuit is increased, If the frequency of the malfunction signal per unit time is lower than the malfunction lower limit frequency, the method further includes the step (f) of reducing the operating voltage supplied to the combinational logic circuit, the latch circuit, and the malfunction detection circuit.

【0027】この方法により、最適な電源電圧を設定す
ることができるため、回路の消費電力を効果的に削減す
ることができる。回路の消費電力は電源電圧の2乗に比
例するため、半導体集積回路を利用する機器の省電力化
に大変有効である。
According to this method, the optimum power supply voltage can be set, so that the power consumption of the circuit can be effectively reduced. Since the power consumption of the circuit is proportional to the square of the power supply voltage, it is very effective for power saving of a device using the semiconductor integrated circuit.

【0028】また、本発明の半導体集積回路の駆動方法
は、上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が、
一定の誤動作上限頻度よりも高ければ上記クロック周期
を長くし、上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻
度が一定の誤動作下限頻度よりも小さければ上記クロッ
ク周期を短くするステップ(g)をさらに含むんでい
る。
Further, in the method of driving a semiconductor integrated circuit according to the present invention, the frequency per time at which the malfunction signal is detected is as follows:
The method further includes a step (g) of lengthening the clock cycle if the frequency is higher than a certain malfunction upper limit frequency, and shortening the clock cycle if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is smaller than the certain malfunction lower limit frequency. It is.

【0029】この方法により、回路を最適なクロック周
期で動作させることができるようになるため、動作の高
速化が図られるとともに、回路の誤作動を防ぐことがで
きる。
According to this method, the circuit can be operated at the optimum clock cycle, so that the operation can be speeded up and the circuit can be prevented from malfunctioning.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、本発明
の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0031】図1は、本実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。同図を参照する
と、14a,14bはラッチ回路であるフリップフロッ
プ、15a,15bは誤動作検出回路、16a,16b
は組み合わせ論理回路、Ser1,Ser2は誤動作信
号、18はチェック信号線、19はクロック信号線、チ
ェック信号はSch、クロック信号はSck、20はク
ロック信号生成回路、S1は入力信号、S2は組み合わ
せ回路16bからの出力信号、Sin1はフリップフロ
ップ14aへの入力信号、Sin2はフリップフロップ
14bへの入力信号、Sou1はフリップフロップ14
aからの出力信号、Sou2はフリップフロップ14b
からの出力信号である。
FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the present embodiment. Referring to FIG. 1, reference numerals 14a and 14b denote flip-flops serving as latch circuits, 15a and 15b denote malfunction detection circuits, and 16a and 16b.
Is a combinational logic circuit, Ser1 and Ser2 are malfunction signals, 18 is a check signal line, 19 is a clock signal line, a check signal is Sch, a clock signal is Sck, 20 is a clock signal generation circuit, S1 is an input signal, and S2 is a combination circuit. Sin1 is an input signal to the flip-flop 14b, Sin1 is an input signal to the flip-flop 14b, and Sou1 is an input signal to the flip-flop 14b.
The output signal Sou2 from the flip-flop 14b
This is the output signal from.

【0032】本実施形態の半導体集積回路は、組み合わ
せ論理回路16aと組み合わせ論理回路16bとの間に
フリップフロップ14a,フリップフロップ14bが配
置され、フリップフロップ14aには誤動作検出回路1
5aが、フリップフロップ14bには誤動作検出回路1
5bがそれぞれ接続されている。また、フリップフロッ
プ14aと誤動作検出回路15aとから構成される第1
の回路Aと、フリップフロップ14bと誤動作検出回路
15bとから構成される第2の回路Bとは同様の構成で
あり、本実施形態の半導体集積回路においては、これと
同様の回路が複数個並列に配置され、それぞれが組み合
わせ論理回路16a,16b及びクロック生成回路20
と互いに接続されている。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, a flip-flop 14a and a flip-flop 14b are arranged between a combinational logic circuit 16a and a combinational logic circuit 16b.
5a has the malfunction detection circuit 1 in the flip-flop 14b.
5b are respectively connected. Further, a first circuit composed of a flip-flop 14a and a malfunction detection circuit 15a
And the second circuit B composed of the flip-flop 14b and the malfunction detection circuit 15b have the same configuration. In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, a plurality of similar circuits are connected in parallel. , Each of which is provided with a combinational logic circuit 16a, 16b and a clock generation circuit 20.
And are connected to each other.

【0033】本実施形態の半導体集積回路は、通常の同
期回路の構成(フリップフロップ14a、組み合わせ論
理回路16a,組み合わせ論理回路16b、クロック信
号生成回路20など)の他に誤動作検出回路15aを備
えており、クロック信号生成回路20はチェック信号S
chを生成する機構を併せ持っている。誤動作検出回路
15aは、フリップフロップ14aへの入力信号Sin
1と出力信号Sou1とをチェック信号Schの遷移時
(ここでは立ち上がり遷移時とする)に比較し、両者が
互いに異なるときは誤動作信号Ser1を生成する。
The semiconductor integrated circuit of the present embodiment includes a malfunction detection circuit 15a in addition to the configuration of a normal synchronous circuit (flip-flop 14a, combination logic circuit 16a, combination logic circuit 16b, clock signal generation circuit 20, etc.). The clock signal generation circuit 20 outputs the check signal S
It also has a mechanism for generating channels. The malfunction detection circuit 15a outputs the input signal Sin to the flip-flop 14a.
1 and the output signal Sou1 are compared at the time of transition of the check signal Sch (here, at the time of rising transition), and when they are different from each other, a malfunction signal Ser1 is generated.

【0034】次に、図を参照して本実施形態の半導体集
積回路の動作(駆動方法)を説明する。以下ではフリッ
プフロップ14aと誤動作検出回路15aとからなる第
1の回路Aを例に取って説明する。
Next, the operation (driving method) of the semiconductor integrated circuit of this embodiment will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the first circuit A including the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a will be described as an example.

【0035】図2(a),(b)は、本実施形態の半導
体集積回路の動作を示すタイミング図である。同図に示
されるように、チェック信号Schはクロック信号Sc
kよりチェック期間tcだけ遅れて生成される。
FIGS. 2A and 2B are timing charts showing the operation of the semiconductor integrated circuit of this embodiment. As shown in the figure, the check signal Sch is a clock signal Sc.
It is generated later than k by the check period tc.

【0036】ここで、フリップフロップ14aは誤動作
信号Ser1が生成されたときにフリップフロップ14
aへの入力信号Sin1のデータを再び記憶しなおし
て、フリップフロップ14aからの出力信号Sou1を
出力する機能を有する。
Here, the flip-flop 14a operates when the malfunction signal Ser1 is generated.
The function of re-storing the data of the input signal Sin1 to a and outputting the output signal Sou1 from the flip-flop 14a.

【0037】また、クロック信号Sckとチェック信号
Schとを生成する機構は、誤動作信号Ser1が生成
されたとき、次に生成されるクロック信号Sckとチェ
ック信号Schの両方のパルスを通常よりチェック期間
tc以上遅らせて生成する。ここでは1クロック周期分
遅らせる。
Further, the mechanism for generating the clock signal Sck and the check signal Sch is such that when the malfunction signal Ser1 is generated, both of the next generated pulse of the clock signal Sck and the pulse of the check signal Sch are compared with the normal period of the check period tc. Generated with a delay above. Here, it is delayed by one clock cycle.

【0038】また、組み合わせ論理回路16aの最小遅
延パスの遅延時間は、前述のtc(クロックスキューと
ホールド時間を考慮した場合は“tc+クロックスキュ
ー+フリップフロップ14aのホールド時間”に対し
て)より長くなるように設計されるものとする。
Further, the delay time of the minimum delay path of the combinational logic circuit 16a is longer than the above-mentioned tc ("tc + clock skew + hold time of flip-flop 14a when clock skew and hold time are considered"). Shall be designed to be

【0039】図2(a)に示すように、最大パス遅延時
間がクロック周期より短かい場合は、通常の同期回路と
同様に定められたクロック周期ごとにクロック信号が生
成される。
As shown in FIG. 2A, when the maximum path delay time is shorter than the clock cycle, a clock signal is generated for each predetermined clock cycle as in a normal synchronous circuit.

【0040】これに対し、図2(b)に示すように、最
大パス遅延時間がクロック周期より長くなった場合、ま
ず誤動作信号Ser1がロー(低電圧)からハイ(高電
圧)に変化し、続いてフリップフロップ14aにフリッ
プフロップ14aへの入力信号Sin1が記憶された
後、フリップフロップ14aからの出力信号Sou1が
出力される。これに続いて次回のクロック信号18とチ
ェック信号19のパルスが1クロック周期分遅れて生成
される。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the maximum path delay time is longer than the clock cycle, first, the malfunction signal Ser1 changes from low (low voltage) to high (high voltage). Subsequently, after the input signal Sin1 to the flip-flop 14a is stored in the flip-flop 14a, the output signal Sou1 from the flip-flop 14a is output. Subsequently, pulses of the next clock signal 18 and check signal 19 are generated with a delay of one clock cycle.

【0041】このように、本実施形態の半導体集積回路
では、通常時のクロック周期を絶対的な最大パス遅延時
間よりも短く設定することができるので、クロック周期
が絶対的な最大パス遅延時間より長く設定されていた従
来の半導体集積回路に比べて高速に動作することができ
る。また、本実施形態の半導体集積回路では、クロック
周期より長いパス遅延が起きてタイミングのズレが起こ
った場合でも、回路全体の誤動作を回避することができ
る。但し、最大パス遅延時間がクロック周期+チェック
期間tcより長くなると、誤動作を回避することが困難
である。
As described above, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the clock cycle at normal time can be set shorter than the absolute maximum path delay time. It can operate at a higher speed than a conventional semiconductor integrated circuit that has been set long. Further, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, even when a path delay longer than the clock cycle occurs and a timing shift occurs, a malfunction of the entire circuit can be avoided. However, if the maximum path delay time is longer than the clock period + the check period tc, it is difficult to avoid malfunction.

【0042】このように、本実施形態の半導体集積回路
によれば、従来の半導体集積回路に比べて動作速度を向
上させることができるとともに、半導体集積回路の誤作
動を抑制することができる。特に、SOIなどを基板と
して用いた半導体装置から構成される、動作履歴によっ
て動作速度が変動するような回路においては、上述の効
果が顕著である。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the operation speed can be improved as compared with the conventional semiconductor integrated circuit, and malfunction of the semiconductor integrated circuit can be suppressed. In particular, the above-described effect is remarkable in a circuit including an semiconductor device using SOI or the like as a substrate and in which the operation speed varies depending on the operation history.

【0043】なお、本実施形態ではフリップフロップ1
4aと誤動作検出回路15aからなる第1の回路Aを例
に取って説明したが、これらの回路と並列に接続されて
いる第2の回路Bなどの他のフリップフロップ及び誤動
作検出回路についてもフリップフロップ14a及び誤動
作検出回路15aと同様に動作する。
In this embodiment, the flip-flop 1
Although the first circuit A including the first circuit 4a and the malfunction detection circuit 15a has been described as an example, other flip-flops such as the second circuit B connected in parallel with these circuits and the malfunction detection circuit are also described. The operation is similar to that of the loop 14a and the malfunction detection circuit 15a.

【0044】また、本実施形態において示される誤動作
検出回路は、クロック周期より遅く入力信号が到着する
可能性があるフリップフロップ回路にのみ接続されるこ
とが好ましい。すなわち、入力に接続された組み合わせ
回路中を伝わる信号が動作変動により最大限遅く到着し
ても、クロック周期内に到着するフリップフロップには
はじめから誤動作検出装置を接続しない。これにより、
全てのフリップフロップ回路に誤動作検出回路を接続す
る場合に比べて回路数を減らすことができ、製造コスト
を下げることができる。
It is preferable that the malfunction detection circuit shown in this embodiment is connected only to a flip-flop circuit in which an input signal may arrive later than the clock cycle. That is, even if a signal transmitted through the combinational circuit connected to the input arrives as late as possible due to operation fluctuation, the malfunction detection device is not connected to the flip-flop arriving within the clock cycle from the beginning. This allows
The number of circuits can be reduced as compared with the case where a malfunction detection circuit is connected to all flip-flop circuits, and the manufacturing cost can be reduced.

【0045】(第2の実施形態)図3は、本発明の第2
の実施形態に係る半導体集積回路を概略的に示すブロッ
ク回路図である。同図に示すように、本実施形態の半導
体集積回路は、第1の実施形態の半導体集積回路におい
てラッチ回路と誤動作検出回路とを一体化して構成され
るものである。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the embodiment. As shown in the figure, the semiconductor integrated circuit of the present embodiment is configured by integrating a latch circuit and a malfunction detection circuit in the semiconductor integrated circuit of the first embodiment.

【0046】同図を参照して、14はラッチ回路である
フリップフロップ、15は誤動作検出回路、Serは誤
動作信号、18はチェック信号線、19はクロック信号
線、チェック信号はSch、クロック信号はSck、2
0はクロック信号生成回路、Sinはフリップフロップ
への入力信号、Souはフリップフロップからの出力信
号、25はCKマスターラッチ、26はCHマスターラ
ッチ、27はスレーブラッチ、Clkは外部クロック信
号、Cheは外部チェック信号、ONはクロック生成信
号、30はマルチプレクサである。
Referring to FIG. 14, reference numeral 14 denotes a flip-flop which is a latch circuit, 15 denotes a malfunction detection circuit, Ser denotes a malfunction signal, 18 denotes a check signal line, 19 denotes a clock signal line, a check signal is Sch, and a clock signal is Sck, 2
0 is a clock signal generation circuit, Sin is an input signal to the flip-flop, Sou is an output signal from the flip-flop, 25 is a CK master latch, 26 is a CH master latch, 27 is a slave latch, Clk is an external clock signal, and Che is An external check signal, ON is a clock generation signal, and 30 is a multiplexer.

【0047】本実施形態における誤動作検出回路を一体
化したフリップフロップ14は、2個のマスターラッチ
(CKマスターラッチ25とCHマスターラッチ26)
と、1個のスレーブラッチ27と、誤動作検出回路15
と、マルチプレクサ30とから構成される。この誤動作
検出回路15は、CKマスターラッチ25からの出力信
号とCHマスターラッチ26からの出力信号とを比較
し、これらが互いに異なれば誤動作信号Serをハイに
する機能を持ち、マルチプレクサ30は、CKマスター
ラッチ25からの出力信号とCHマスターラッチ26か
らの出力信号のうちいずれか1つを選択する機能を有す
る。
The flip-flop 14 integrated with the malfunction detection circuit according to the present embodiment has two master latches (CK master latch 25 and CH master latch 26).
, One slave latch 27 and the malfunction detection circuit 15
And a multiplexer 30. The malfunction detection circuit 15 has a function of comparing the output signal from the CK master latch 25 and the output signal from the CH master latch 26 and, when they are different from each other, setting the malfunction signal Ser to high. It has a function of selecting one of an output signal from the master latch 25 and an output signal from the CH master latch 26.

【0048】CKマスターラッチ25及びCHマスター
ラッチ26は、イネーブル信号がローのときデータ入力
端子に加わる信号を出力端子に伝え、イネーブル信号が
ハイのとき出力データを保持する。スレーブラッチ27
は、イネーブル信号がハイのときにはデータ入力端子に
加わる信号を出力端子に伝え、イネーブル信号がローの
ときには出力データを保持する。クロック信号Sckが
ローからハイに変化するときには、CKマスターラッチ
25からの出力信号が保持され、この出力信号がスレー
ブラッチ27の入力端子に伝わり、フリップフロップか
らの出力信号Souが出力される。また、チェック信号
Schがローからハイに変化するときには、CHマスタ
ーラッチ26からの出力信号が保持される。
The CK master latch 25 and the CH master latch 26 transmit a signal applied to the data input terminal to the output terminal when the enable signal is low, and hold the output data when the enable signal is high. Slave latch 27
Transmits the signal applied to the data input terminal to the output terminal when the enable signal is high, and holds the output data when the enable signal is low. When the clock signal Sck changes from low to high, the output signal from the CK master latch 25 is held, this output signal is transmitted to the input terminal of the slave latch 27, and the output signal Sou from the flip-flop is output. When the check signal Sch changes from low to high, the output signal from the CH master latch 26 is held.

【0049】ここで、CKマスターラッチ25からの出
力信号とCHマスターラッチ26からの出力信号とが同
じときは誤動作検出回路15により誤動作信号Serは
ローとなり、CKマスターラッチ25の出力信号がスレ
ーブラッチ27の入力端子に伝わる。CKマスターラッ
チ25からの出力信号とCHマスターラッチ26からの
出力信号とが互いに異なるときは誤動作検出回路15に
より誤動作信号Serがハイに変化し、CHマスターラ
ッチ26からの出力信号がスレーブラッチ27の入力端
子に入力されると、フリップフロップ14からの出力信
号が出力される。
Here, when the output signal from the CK master latch 25 and the output signal from the CH master latch 26 are the same, the malfunction signal Ser becomes low by the malfunction detection circuit 15, and the output signal of the CK master latch 25 becomes the slave latch. It is transmitted to 27 input terminals. When the output signal from the CK master latch 25 and the output signal from the CH master latch 26 are different from each other, the malfunction signal Ser changes to high by the malfunction detection circuit 15, and the output signal from the CH master latch 26 When input to the input terminal, an output signal from the flip-flop 14 is output.

【0050】また、クロック信号生成回路20内では誤
動作信号Serがハイのとき、外部チェック信号Che
が立ち下がるとクロック生成信号ONがローになり、外
部クロック信号Clkが変化しても、クロック生成回路
20からの出力信号であるクロック信号Sckとチェッ
ク信号Schとは共にローのままとなる。チェック信号
Sch がローになると誤動作信号Serはローに変化
する。よって次に外部チェック信号Cheがハイからロ
ーに変化するとクロック信号生成回路20内のクロック
生成信号ONはハイとなり、次のクロック信号とチェッ
ク信号のパルスは出力されることとなる。以上により、
図2に示すようなタイミング動作を行なうことができ
る。
In the clock signal generation circuit 20, when the malfunction signal Ser is high, the external check signal Che
Falls, the clock generation signal ON goes low, and even if the external clock signal Clk changes, both the clock signal Sck, which is the output signal from the clock generation circuit 20, and the check signal Sch remain low. When the check signal Sch becomes low, the malfunction signal Ser changes to low. Therefore, when the external check signal Che next changes from high to low, the clock generation signal ON in the clock signal generation circuit 20 becomes high, and the next clock signal and the pulse of the check signal are output. From the above,
The timing operation as shown in FIG. 2 can be performed.

【0051】以上の構成を取ることにより、本実施形態
の半導体集積回路では、半導体集積回路を構成する素子
数及び配線数を第1の実施形態に比べて減らすことがで
きる。すなわち、半導体集積回路を低コストで製造する
ことができる。
With the above configuration, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the number of elements and the number of wirings constituting the semiconductor integrated circuit can be reduced as compared with the first embodiment. That is, a semiconductor integrated circuit can be manufactured at low cost.

【0052】また、誤動作検出機能を備えるラッチ回路
をスタンダードセルライブラリに含めることにより、従
来の論理合成及び配置配線の設計手法を用いて誤動作検
出機能を備えた半導体集積回路を容易に設計することが
できるようになる。
Further, by including a latch circuit having a malfunction detection function in the standard cell library, it is possible to easily design a semiconductor integrated circuit having a malfunction detection function using a conventional logic synthesis and layout / wiring design technique. become able to.

【0053】また、本実施形態において示される誤動作
検出回路は、クロック周期より遅く入力信号が到着する
可能性があるフリップフロップ回路にのみ接続されるこ
とが好ましい。すなわち、入力に接続された組み合わせ
回路中を伝わる信号が動作変動により最大限遅く到着し
ても、クロック周期内に到着するフリップフロップには
はじめから誤動作検出装置を接続しない。これにより、
全てのフリップフロップ回路に誤動作検出回路を接続す
る場合に比べて回路数を減らすことができ、製造コスト
を下げることができる。
It is preferable that the malfunction detection circuit shown in this embodiment is connected only to a flip-flop circuit in which an input signal may arrive later than the clock cycle. That is, even if a signal transmitted through the combinational circuit connected to the input arrives as late as possible due to operation fluctuation, the malfunction detection device is not connected to the flip-flop arriving within the clock cycle from the beginning. This allows
The number of circuits can be reduced as compared with the case where a malfunction detection circuit is connected to all flip-flop circuits, and the manufacturing cost can be reduced.

【0054】(第3の実施形態)図4は、本発明の第3
の実施形態に係る半導体集積回路を概略的に示すブロッ
ク回路図である。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the embodiment.

【0055】同図を参照して、14a,14bはラッチ
回路であるフリップフロップ、15a,15bは誤動作
検出回路、16a,16bは組み合わせ論理回路、Se
r1,Ser2は誤動作信号、19はクロック信号線、
20はクロック信号生成回路、S1は入力信号、S2は
出力信号、Sin1はフリップフロップ14aへ入力さ
れる入力信号、Sin2はフリップフロップ14bへ入
力される入力信号、Sou1はフリップフロップ14a
からの出力信号、Sou2はフリップフロップ14bか
らの出力信号である。
Referring to FIG. 14, reference numerals 14a and 14b denote flip-flops as latch circuits, 15a and 15b denote malfunction detection circuits, 16a and 16b denote combinational logic circuits, and Se.
r1 and Ser2 are malfunction signals, 19 is a clock signal line,
20 is a clock signal generation circuit, S1 is an input signal, S2 is an output signal, Sin1 is an input signal input to the flip-flop 14a, Sin2 is an input signal input to the flip-flop 14b, and Sou1 is a flip-flop 14a.
And Sou2 is an output signal from the flip-flop 14b.

【0056】本実施形態の半導体集積回路は、通常の同
期回路を構成するフリップフロップ14a,フリップフ
ロップ14b、組み合わせ論理回路16a,組み合わせ
論理回路16b、クロック信号生成回路20に加え、誤
動作検出回路15をさらに備えたものである。また、フ
リップフロップ14aと誤動作検出回路15aとから構
成される第1の回路Aと、フリップフロップ14bと誤
動作検出回路15bとから構成される第2の回路Bとは
同様の構成であり、本実施形態の半導体集積回路におい
ては、これと同様の回路が複数個並列に配置され、それ
ぞれが組み合わせ論理回路16a,16b及びクロック
生成回路20と互いに接続されている。
The semiconductor integrated circuit according to the present embodiment includes a malfunction detection circuit 15 in addition to the flip-flops 14a and 14b, the combination logic circuit 16a, the combination logic circuit 16b, and the clock signal generation circuit 20 which constitute a normal synchronous circuit. Further provisions. The first circuit A including the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a has the same configuration as the second circuit B including the flip-flop 14b and the malfunction detection circuit 15b. In the semiconductor integrated circuit of the embodiment, a plurality of similar circuits are arranged in parallel, and each of them is mutually connected to the combinational logic circuits 16a and 16b and the clock generation circuit 20.

【0057】以下、フリップフロップ14aと誤動作検
出回路15aとからなる第1の回路Aを例に取って説明
すると、フリップフロップ14aにはクロック信号Sc
kが立ち上がり遷移するときにデータが記憶される。誤
動作検出回路15aは、フリップフロップ14aへの入
力信号Sin1とフリップフロップ14aからの出力信
号Sou1とをクロック信号Sckが立ち下がり遷移す
るときに比較し、両者が互いに異なるときは誤動作信号
Ser1を生成する。また、クロック信号生成回路20
ではクロック信号Sckを生成する機構を備えている。
第1の実施形態と異なる点は、クロック信号生成回路2
0がチェック信号を生成せず、クロック信号Sckの立
ち下がりでチェック信号を代用していることである。
Hereinafter, the first circuit A including the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a will be described as an example. The clock signal Sc is applied to the flip-flop 14a.
Data is stored when k rises and makes a transition. The malfunction detection circuit 15a compares the input signal Sin1 to the flip-flop 14a with the output signal Sou1 from the flip-flop 14a when the clock signal Sck makes a falling transition, and generates a malfunction signal Ser1 when the two are different from each other. . The clock signal generation circuit 20
Has a mechanism for generating a clock signal Sck.
The difference from the first embodiment is that the clock signal generation circuit 2
0 means that the check signal is not generated and the check signal is substituted at the falling edge of the clock signal Sck.

【0058】図5(a),(b)は、本実施形態に係る
半導体集積回路の動作を説明するタイミング図である。
FIGS. 5A and 5B are timing charts for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit according to the present embodiment.

【0059】同図に示すように、クロック信号Sck
は、立ち上がり遷移を行なってからチェック期間tc後
に立ち下がり遷移を行なうように生成される。フリップ
フロップ14aは、誤動作信号Ser1が生成されたと
きにフリップフロップ14aへの入力信号Sin1のデ
ータを再び記憶しなおして出力信号Sou1を出力する
機能を有する。また、クロック信号Sckを生成する機
構は、誤動作信号Ser1が生成されたとき、次に生成
されるクロック信号Sckのパルスを通常よりチェック
期間tc以上遅らせて生成する。本実施形態では1クロ
ック周期分遅らせている。
As shown in FIG.
Is generated so as to perform a falling transition after a check period tc after performing a rising transition. The flip-flop 14a has a function of, when the malfunction signal Ser1 is generated, storing the data of the input signal Sin1 to the flip-flop 14a again and outputting the output signal Sou1. Further, when the malfunction signal Ser1 is generated, the mechanism for generating the clock signal Sck delays the pulse of the clock signal Sck to be generated next by a check period tc or more than normal. In this embodiment, it is delayed by one clock cycle.

【0060】また、組み合わせ論理回路16aの最小遅
延パスの遅延時間は、前述のtc(クロックスキューと
ホールド時間を考慮した場合は“tc+クロックスキュ
ー+フリップフロップ14aのホールド時間”に対し
て)より長くなるように設計されるものとする。
The delay time of the minimum delay path of the combinational logic circuit 16a is longer than the above-described tc ("tc + clock skew + hold time of flip-flop 14a when clock skew and hold time are considered"). Shall be designed to be

【0061】本実施形態の半導体集積回路において、最
大パス遅延時間がクロック周期より短い場合は通常の同
期回路と同様に定められたクロック周期ごとにクロック
信号Sckが生成される。
In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, when the maximum path delay time is shorter than the clock cycle, the clock signal Sck is generated for each clock cycle determined in the same manner as in a normal synchronous circuit.

【0062】最大パス遅延時間がクロック周期より長く
なった場合、まず、誤動作信号Ser1がローからハイ
に変化し、フリップフロップ14aへの入力信号Sin
1がフリップフロップ14aに再度記憶され、出力信号
Sou1が出力される。そして、次回のクロック信号S
ckのパルスは1クロック周期分遅れて生成される。
When the maximum path delay time becomes longer than the clock cycle, first, the malfunction signal Ser1 changes from low to high, and the input signal Sin to the flip-flop 14a is changed.
1 is stored again in the flip-flop 14a, and the output signal Sou1 is output. Then, the next clock signal S
The pulse of ck is generated with a delay of one clock cycle.

【0063】このように、通常時のクロック周期は絶対
的な最大パス遅延時間よりも短く設定することで、回路
をより高速に動作させることができ、タイミングのズレ
が起こった場合でも回路の誤動作を回避することができ
る。但し、最大パス遅延時間がクロック周期+チェック
期間tcより長くなると、誤動作を回避することは困難で
ある。
As described above, by setting the clock cycle at the normal time shorter than the absolute maximum path delay time, the circuit can be operated at a higher speed, and even if a timing shift occurs, the circuit malfunctions. Can be avoided. However, if the maximum path delay time is longer than the clock period + the check period tc, it is difficult to avoid malfunction.

【0064】また、本実施形態の半導体集積回路の構成
によれば、チェック信号を生成する必要がないため、第
1の実施形態の半導体集積回路に比べ、配線数を減らす
ことができる。すなわち、第1の実施形態の半導体集積
回路に比べて製造コストを下げることができる。
Further, according to the configuration of the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, since it is not necessary to generate a check signal, the number of wirings can be reduced as compared with the semiconductor integrated circuit of the first embodiment. That is, the manufacturing cost can be reduced as compared with the semiconductor integrated circuit of the first embodiment.

【0065】なお、本実施形態ではフリップフロップ1
4aと誤動作検出回路15aとからなる第1の回路Aを
例に取って説明したが、これらの回路と並列に接続され
ている第2の回路Bなどの他のフリップフロップ及び誤
動作検出回路についてもフリップフロップ14a及び誤
動作検出回路15aと同様に動作している。
In this embodiment, the flip-flop 1
Although the first circuit A composed of the circuit 4a and the malfunction detection circuit 15a has been described as an example, other flip-flops and the malfunction detection circuit such as the second circuit B connected in parallel with these circuits are also described. It operates similarly to the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a.

【0066】また、本実施形態において示される誤動作
検出回路は、クロック周期より遅く入力信号が到着する
可能性があるフリップフロップ回路にのみ接続されるこ
とが好ましい。すなわち、入力に接続された組み合わせ
回路中を伝わる信号が動作変動により最大限遅く到着し
ても、クロック周期内に到着するフリップフロップには
はじめから誤動作検出装置を接続しない。これにより、
全てのフリップフロップ回路に誤動作検出回路を接続す
る場合に比べて回路数を減らすことができ、製造コスト
を下げることができる。
It is preferable that the malfunction detection circuit shown in the present embodiment is connected only to a flip-flop circuit in which an input signal may arrive later than the clock cycle. That is, even if a signal transmitted through the combinational circuit connected to the input arrives as late as possible due to operation fluctuation, the malfunction detection device is not connected to the flip-flop arriving within the clock cycle from the beginning. This allows
The number of circuits can be reduced as compared with the case where a malfunction detection circuit is connected to all flip-flop circuits, and the manufacturing cost can be reduced.

【0067】(第4の実施形態)図6は、本発明の第4
の実施形態に係る半導体集積回路を概略的に示すブロッ
ク回路図である。同図に示すように、本実施形態の半導
体集積回路は、第3の実施形態の半導体集積回路のラッ
チ回路と誤動作検出回路とを一体化して構成したもので
ある。
(Fourth Embodiment) FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the embodiment. As shown in the figure, the semiconductor integrated circuit of the present embodiment is configured by integrating a latch circuit and a malfunction detection circuit of the semiconductor integrated circuit of the third embodiment.

【0068】同図を参照して、14はラッチ回路である
フリップフロップ、15は誤動作検出回路、Serは誤
動作信号、19はクロック信号線、20はクロック信号
生成回路、Sinはフリップフロップへの入力、Sou
はフリップフロップの出力、Clkは外部クロック信
号、30はマルチプレクサで、31はマスターラッチ、
32はCKスレーブラッチ、33はCHスレーブラッ
チ、34はトグルフリップフロップ、ONはクロック生
成信号である。
Referring to FIG. 14, 14 is a flip-flop which is a latch circuit, 15 is a malfunction detection circuit, Ser is a malfunction signal, 19 is a clock signal line, 20 is a clock signal generation circuit, and Sin is an input to the flip-flop. , Sou
Is the output of the flip-flop, Clk is the external clock signal, 30 is the multiplexer, 31 is the master latch,
32 is a CK slave latch, 33 is a CH slave latch, 34 is a toggle flip-flop, and ON is a clock generation signal.

【0069】本実施形態の半導体集積回路において、誤
動作検出回路15を備えたフリップフロップ14は、1
個のマスターラッチ31と、2個のスレーブラッチ(C
Kスレーブラッチ32,CHスレーブラッチ33)と、
マルチプレクサ30と、誤動作検出回路15とから構成
される。この誤動作検出回路15は、CKスレーブラッ
チ32からの出力信号とCHスレーブラッチ33からの
出力信号とを比較し、これらが互いに異なれば誤動作信
号Serをハイにする機能を持ち、マルチプレクサ30
は、CKスレーブラッチ32からの出力信号とCHスレ
ーブラッチ33からの出力信号のうちいずれか1つを選
択する機能を有する。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the flip-flop 14 including the malfunction detection circuit 15
Master latches 31 and two slave latches (C
K slave latch 32, CH slave latch 33),
It comprises a multiplexer 30 and a malfunction detection circuit 15. The malfunction detection circuit 15 has a function of comparing the output signal from the CK slave latch 32 and the output signal from the CH slave latch 33, and setting the malfunction signal Ser to high if they differ from each other.
Has a function of selecting one of an output signal from the CK slave latch 32 and an output signal from the CH slave latch 33.

【0070】また、マスターラッチ31は、イネーブル
信号がローのときにはデータ入力端子に入力された信号
を出力端子に伝え、イネーブル信号がハイのときには出
力データを保持する。CKスレーブラッチ32及びCH
スレーブラッチ33は、イネーブル信号がハイのときデ
ータ入力端子に加わる信号を出力端子に伝え、イネーブ
ル信号がローのとき出力信号を保持するものとする。ま
た、クロック信号Sckがローからハイに変化するとき
にはマスターラッチ31からの出力信号が保持され、こ
れがCKスレーブラッチ32の入力端子に伝わり、フリ
ップフロップの出力端子から出力信号Souが出力され
る。
The master latch 31 transmits the signal input to the data input terminal to the output terminal when the enable signal is low, and holds the output data when the enable signal is high. CK slave latch 32 and CH
The slave latch 33 transmits a signal applied to the data input terminal to the output terminal when the enable signal is high, and holds the output signal when the enable signal is low. When the clock signal Sck changes from low to high, the output signal from the master latch 31 is held, transmitted to the input terminal of the CK slave latch 32, and the output signal Sou is output from the output terminal of the flip-flop.

【0071】また、クロック信号Sckがハイからロー
に変化するときにはCHスレーブラッチ33からの出力
信号が保持される。このとき、CKスレーブラッチ32
からの出力信号とCHスレーブラッチ33からの出力信
号とが同じであれば誤動作検出回路15により誤動作信
号Serはローとなり、CKスレーブラッチ32からの
出力信号がフリップフロップ14からの出力信号Sou
として出力される。
When the clock signal Sck changes from high to low, the output signal from the CH slave latch 33 is held. At this time, the CK slave latch 32
If the output signal from the CK slave latch 33 is the same as the output signal from the CH slave latch 33, the malfunction detection circuit 15 turns the malfunction signal Ser to low, and the output signal from the CK slave latch 32 becomes the output signal Sou from the flip-flop 14.
Is output as

【0072】一方、CKスレーブラッチ32からの出力
信号とCHスレーブラッチ33からの出力信号とが異な
る場合は、誤動作検出回路15により誤動作信号Ser
がハイに変化し、CHスレーブラッチ33からの出力信
号がフリップフロップ14からの出力信号Souとして
出力される。
On the other hand, when the output signal from the CK slave latch 32 is different from the output signal from the CH slave latch 33, the malfunction detection circuit 15
Changes to high, and the output signal from the CH slave latch 33 is output as the output signal Sou from the flip-flop 14.

【0073】また、クロック信号生成回路20内のトグ
ルフリップフロップ34から出力されるクロック生成信
号ONはハイに初期化されている。そして、トグルフリ
ップフロップ34は誤動作信号Serがローのときには
出力信号を保持し、誤動作信号Serがハイのときには
外部クロック信号Clkの立ち上がり時に出力信号を反
転する。つまり、誤動作信号Serがハイに変化し、次
に外部クロック信号Clkが立ち上がるとき、クロック
生成信号ONはハイからローに変化する。これにより、
外部クロック信号Clkが変化してもクロック生成回路
20の出力であるクロック信号Sckはローのままとな
る。
The clock generation signal ON output from the toggle flip-flop 34 in the clock signal generation circuit 20 is initialized to high. The toggle flip-flop 34 holds the output signal when the malfunction signal Ser is low, and inverts the output signal when the external clock signal Clk rises when the malfunction signal Ser is high. That is, when the malfunction signal Ser changes to high and the external clock signal Clk subsequently rises, the clock generation signal ON changes from high to low. This allows
Even if the external clock signal Clk changes, the clock signal Sck output from the clock generation circuit 20 remains low.

【0074】その次に外部クロック信号Clkが立ち上
がるときには誤動作信号Serはハイのままなので、ト
グルフリップフロップ34からの出力信号(クロック生
成信号ON)が再びローからハイに変化する。そして、
ローからハイに立ち上がるクロック信号Sckがフリッ
プフロップ14に入力される。このとき誤動作信号Se
rはローに変化する。以上により、図5に示すようなタ
イミング動作を行なうことができる。
Next, when the external clock signal Clk rises, the malfunction signal Ser remains high, so that the output signal (clock generation signal ON) from the toggle flip-flop 34 changes from low to high again. And
The clock signal Sck rising from low to high is input to the flip-flop 14. At this time, the malfunction signal Se
r changes to low. Thus, the timing operation shown in FIG. 5 can be performed.

【0075】本実施形態の半導体集積回路では、半導体
集積回路を構成する素子数及び配線数を第3の実施形態
の半導体集積回路に比べて減らすことができる。すなわ
ち、第3の実施形態の半導体集積回路に比べて製造コス
トを低く抑えることができる。
In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the number of elements and the number of wirings constituting the semiconductor integrated circuit can be reduced as compared with the semiconductor integrated circuit of the third embodiment. That is, the manufacturing cost can be reduced as compared with the semiconductor integrated circuit of the third embodiment.

【0076】また、誤動作検出機能を備えるラッチ回路
をスタンダードセルライブラリに含めることにより、従
来の論理合成及び配置配線の設計手法を用いて誤動作検
出機能を備えた半導体集積回路を容易に設計することが
できるようになる。
Also, by including a latch circuit having a malfunction detection function in the standard cell library, it is possible to easily design a semiconductor integrated circuit having a malfunction detection function using a conventional logic synthesis and layout / wiring design technique. become able to.

【0077】(第5の実施形態)図7は、本発明の第4
の実施形態に係る半導体集積回路を概略的に示すブロッ
ク回路図である。同図に示すように、本実施形態の半導
体集積回路は、第1の実施形態の半導体集積回路に電源
電圧制御回路と電源回路とをさらに加えたものである。
(Fifth Embodiment) FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the embodiment. As shown in the figure, the semiconductor integrated circuit of the present embodiment is obtained by further adding a power supply voltage control circuit and a power supply circuit to the semiconductor integrated circuit of the first embodiment.

【0078】同図を参照して、14a,14bはラッチ
回路であるフリップフロップ、15a,15bは誤動作
検出回路、16a,16bは組み合わせ論理回路、Se
r1,Ser2は誤動作信号、18はチェック信号線、
19はクロック信号線、20はクロック信号生成回路、
S1は入力信号、S2は出力信号、Sin1はフリップ
フロップ14aへの入力信号、Sin2はフリップフロ
ップ14bへの入力信号、Sou1はフリップフロップ
14aからの出力信号、Sou2はフリップフロップ1
4bからの出力信号、35は電源回路、36は電源線、
37は電源電圧制御回路である。また、フリップフロッ
プ14aと誤動作検出回路15aとから構成される第1
の回路Aと、フリップフロップ14bと誤動作検出回路
15bとから構成される第2の回路Bとは同様の構成で
あり、本実施形態の半導体集積回路においては、これと
同様の回路が複数個並列に配置され、それぞれが組み合
わせ論理回路16a,16b及びクロック信号生成回路
20と互いに接続されている。以下では、フリップフロ
ップ14aと誤動作検出回路15aとからなる第1の回
路Aを例に取って説明する。
Referring to FIG. 14, reference numerals 14a and 14b denote flip-flops as latch circuits, 15a and 15b denote malfunction detection circuits, 16a and 16b denote combinational logic circuits, and Se.
r1 and Ser2 are malfunction signals, 18 is a check signal line,
19 is a clock signal line, 20 is a clock signal generation circuit,
S1 is an input signal, S2 is an output signal, Sin1 is an input signal to the flip-flop 14a, Sin2 is an input signal to the flip-flop 14b, Sou1 is an output signal from the flip-flop 14a, and Sou2 is a flip-flop 1
4b, an output signal from 4b, a power supply circuit 35, a power supply line 36,
37 is a power supply voltage control circuit. Further, a first circuit composed of a flip-flop 14a and a malfunction detection circuit 15a
And the second circuit B composed of the flip-flop 14b and the malfunction detection circuit 15b have the same configuration. In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, a plurality of similar circuits are connected in parallel. And each is connected to the combinational logic circuits 16a and 16b and the clock signal generation circuit 20. Hereinafter, the first circuit A including the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a will be described as an example.

【0079】本実施形態の半導体集積回路において、電
源電圧制御回路37にはクロック信号Sckと誤動作信
号Ser1の両方が入力され、クロック信号Sckと誤
動作信号Ser1のパルスの数がそれぞれ計測される。
そして、電源電圧制御回路37は、クロック信号Sck
の時間あたりのパルス数がある回数に達したときに、誤
動作信号Ser1の時間あたりのパルスの数がある一定
の回数(誤動作上限)を超えていれば電源電圧を上げる
制御信号を電源回路35に伝え、ある一定の回数(誤動
作下限)よりも少なければ電源電圧を上げる信号を電源
回路35に伝える。なお、ここで用いられる電源電圧
は、実際に回路に流れる動作電圧を意味している。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, both the clock signal Sck and the malfunction signal Ser1 are input to the power supply voltage control circuit 37, and the number of pulses of the clock signal Sck and the malfunction signal Ser1 are measured.
Then, the power supply voltage control circuit 37 supplies the clock signal Sck
When the number of pulses per time reaches a certain number, if the number of pulses per time of the malfunction signal Ser1 exceeds a certain number (upper limit of malfunction), a control signal for increasing the power supply voltage is supplied to the power supply circuit 35. If it is less than a certain number of times (the lower limit of malfunction), a signal for increasing the power supply voltage is transmitted to the power supply circuit 35. Note that the power supply voltage used here means an operating voltage that actually flows through the circuit.

【0080】これにより、回路を最適な電源電圧で動作
させることができるようになる。従来の半導体集積回路
では、最大パス遅延時間の変動を考慮して電源電圧を高
めに設定する必要があったが、本実施形態の半導体集積
回路においては、最適な電源電圧を設定することができ
るため、消費電力を効果的に削減することができる。回
路の消費電力は電源電圧の2乗に比例するため、本発明
の半導体集積回路は、これを利用する機器の省電力化に
大変有効である。
Thus, the circuit can be operated at an optimum power supply voltage. In a conventional semiconductor integrated circuit, it is necessary to set a higher power supply voltage in consideration of a variation in the maximum path delay time. However, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, an optimum power supply voltage can be set. Therefore, power consumption can be effectively reduced. Since the power consumption of the circuit is proportional to the square of the power supply voltage, the semiconductor integrated circuit of the present invention is very effective for power saving of a device using the same.

【0081】また、本実施形態において示される誤動作
検出回路は、クロック周期より遅く入力信号が到着する
可能性があるフリップフロップ回路にのみ接続されるこ
とが好ましい。すなわち、入力に接続された組み合わせ
回路中を伝わる信号が動作変動により最大限遅く到着し
ても、クロック周期内に到着するフリップフロップには
はじめから誤動作検出装置を接続しない。これにより、
全てのフリップフロップ回路に誤動作検出回路を接続す
る場合に比べて回路数を減らすことができ、製造コスト
を下げることができる。
The malfunction detection circuit shown in this embodiment is preferably connected only to a flip-flop circuit in which an input signal may arrive later than the clock cycle. That is, even if a signal transmitted through the combinational circuit connected to the input arrives as late as possible due to operation fluctuation, the malfunction detection device is not connected to the flip-flop arriving within the clock cycle from the beginning. This allows
The number of circuits can be reduced as compared with the case where a malfunction detection circuit is connected to all flip-flop circuits, and the manufacturing cost can be reduced.

【0082】また、本実施形態の半導体集積回路におい
ては、クロック信号生成回路がチェック信号を生成する
機能を備えているが、クロック信号生成回路がチェック
信号を生成することなく、クロック信号の立ち下がりの
際にフリップフロップへの入力信号とフリップフロップ
からの出力信号とを比較する構造であってもよい。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the clock signal generation circuit has a function of generating a check signal. However, the clock signal generation circuit does not generate a check signal, and the clock signal falls. In this case, the input signal to the flip-flop may be compared with the output signal from the flip-flop.

【0083】(第6の実施形態)図8は、本発明の第5
の実施形態に係る半導体集積回路を概略的に示すブロッ
ク回路図である。同図に示すように、本実施形態の半導
体集積回路は、第1の実施形態の半導体集積回路にクロ
ック周期制御回路をさらに加えたものである。
(Sixth Embodiment) FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to the embodiment. As shown in the figure, the semiconductor integrated circuit of the present embodiment is obtained by further adding a clock cycle control circuit to the semiconductor integrated circuit of the first embodiment.

【0084】同図を参照して、14a,14bはラッチ
回路であるフリップフロップ、15a,15bは誤動作
検出回路、16a,16bは組み合わせ論理回路、Se
r1,Ser2は誤動作信号、18はチェック信号線、
19はクロック信号線、20はクロック信号生成回路、
S1は入力信号、S2は出力信号、Sin1はフリップ
フロップ14aへの入力信号、Sin2はフリップフロ
ップ14bへの入力信号、Sou1はフリップフロップ
14aからの出力信号、Sou2はフリップフロップ1
4bからの出力信号、38はクロック周期制御回路であ
る。ここで、本実施形態の半導体集積回路においては、
フリップフロップと誤動作検出回路とからなる同一の回
路が並列に配置されているので、以下ではフリップフロ
ップ14aと誤動作検出回路15aを例に取って説明す
る。
Referring to FIG. 14, reference numerals 14a and 14b denote flip-flops as latch circuits, 15a and 15b denote malfunction detection circuits, 16a and 16b denote combinational logic circuits, and Se.
r1 and Ser2 are malfunction signals, 18 is a check signal line,
19 is a clock signal line, 20 is a clock signal generation circuit,
S1 is an input signal, S2 is an output signal, Sin1 is an input signal to the flip-flop 14a, Sin2 is an input signal to the flip-flop 14b, Sou1 is an output signal from the flip-flop 14a, and Sou2 is a flip-flop 1
Reference numeral 38 denotes an output signal from 4b, which is a clock cycle control circuit. Here, in the semiconductor integrated circuit of the present embodiment,
Since the same circuit composed of a flip-flop and a malfunction detection circuit is arranged in parallel, the flip-flop 14a and the malfunction detection circuit 15a will be described below as an example.

【0085】本実施形態の半導体集積回路において、ク
ロック周期制御回路38にはクロック信号Sckと誤動
作信号Ser1の両方が入力され、クロック信号Sck
と誤動作信号Ser1のパルスの数がそれぞれ計測され
る。クロック周期制御回路38は、クロック信号Sck
の時間あたりのパルス数がある回数に達したときに、誤
動作信号Ser1の時間あたりのパルスの数がある一定
の回数(誤動作上限)を超えていればクロック周期を長
くする制御信号をクロック信号生成回路20に伝え、あ
る一定の回数(誤動作下限)よりも小さければクロック
周期を短くする信号をクロック信号生成回路20に伝え
るものとする。
In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, both the clock signal Sck and the malfunction signal Ser1 are input to the clock cycle control circuit 38, and the clock signal Sck
And the number of pulses of the malfunction signal Ser1 are measured. The clock cycle control circuit 38 controls the clock signal Sck
When the number of pulses per time reaches a certain number of times and the number of pulses per time of the malfunction signal Ser1 exceeds a certain number (upper limit of malfunction), a control signal for lengthening the clock cycle is generated as a clock signal. The signal is transmitted to the circuit 20, and a signal for shortening the clock cycle is transmitted to the clock signal generation circuit 20 when the frequency is smaller than a certain number of times (the lower limit of malfunction).

【0086】これにより、回路を最適なクロック周期で
動作させることができるようになる。すなわち、本実施
形態の半導体集積回路は、動作環境に適応して動作速度
を向上させることができる。
Thus, the circuit can be operated at the optimum clock cycle. That is, the operation speed of the semiconductor integrated circuit of the present embodiment can be improved in accordance with the operation environment.

【0087】また、本実施形態において示される誤動作
検出回路は、クロック周期より遅く入力信号が到着する
可能性があるフリップフロップ回路にのみ接続されるこ
とが好ましい。すなわち、入力に接続された組み合わせ
回路中を伝わる信号が動作変動により最大限遅く到着し
ても、クロック周期内に到着するフリップフロップには
はじめから誤動作検出装置を接続しない。これにより、
全てのフリップフロップ回路に誤動作検出回路を接続す
る場合に比べて回路数を減らすことができ、製造コスト
を下げることができる。
The malfunction detection circuit shown in this embodiment is preferably connected only to a flip-flop circuit to which an input signal may arrive later than the clock cycle. That is, even if a signal transmitted through the combinational circuit connected to the input arrives as late as possible due to operation fluctuation, the malfunction detection device is not connected to the flip-flop arriving within the clock cycle from the beginning. This allows
The number of circuits can be reduced as compared with the case where a malfunction detection circuit is connected to all flip-flop circuits, and the manufacturing cost can be reduced.

【0088】また、本実施形態の半導体集積回路におい
ては、クロック信号生成回路がチェック信号を生成する
機能を備えているが、クロック信号生成回路がチェック
信号を生成することなく、クロック信号の立ち下がりの
際にフリップフロップへの入力信号とフリップフロップ
からの出力信号とを比較する構造であってもよい。
In the semiconductor integrated circuit of the present embodiment, the clock signal generation circuit has a function of generating a check signal. However, the clock signal generation circuit does not generate the check signal, and the clock signal falls. In this case, the input signal to the flip-flop may be compared with the output signal from the flip-flop.

【0089】また、本実施形態の半導体集積回路におい
て、上述の電源回路及び電源電圧制御回路をさらに備え
た構造であってもよい。
Further, the semiconductor integrated circuit of the present embodiment may have a structure further including the above-described power supply circuit and power supply voltage control circuit.

【0090】本実施形態において用いられるクロック周
期制御回路の構造としては、リングオシレータを用いた
ものが考えられる。このとき、クロック周期制御回路か
らの信号により、例えばリングオシレータに加える電圧
を制御することにより、クロック周期を可変することが
できる。
As the structure of the clock cycle control circuit used in this embodiment, a structure using a ring oscillator can be considered. At this time, the clock period can be varied by controlling, for example, a voltage applied to the ring oscillator by a signal from the clock period control circuit.

【0091】[0091]

【発明の効果】本発明の半導体集積回路及びその動作方
法によれば、誤動作検出回路を備えたことにより、外部
の回路から予測不可能な遅延時間の変動がある場合にお
いても回路の動作速度が向上させ、且つ半導体集積回路
の消費電力を小さくすることができる。
According to the semiconductor integrated circuit and the method of operation of the present invention, the provision of the malfunction detection circuit enables the operation speed of the circuit to be reduced even when there is an unpredictable fluctuation in the delay time from an external circuit. The power consumption of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 1 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】(a),(b)は、本発明の第1の実施形態に
係る半導体集積回路の動作を示すタイミング図である。
FIGS. 2A and 2B are timing charts showing the operation of the semiconductor integrated circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 3 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 4 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図5】(a),(b)は本発明の第3の実施形態に係
る半導体集積回路の動作を説明するタイミング図であ
る。
FIGS. 5A and 5B are timing charts for explaining the operation of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 6 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 7 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施形態に係る半導体集積回路
を概略的に示すブロック回路図である。
FIG. 8 is a block circuit diagram schematically showing a semiconductor integrated circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】従来の半導体集積回路を概略的に示すブロック
回路図である。
FIG. 9 is a block circuit diagram schematically showing a conventional semiconductor integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14,14a,14b フリップフロップ 15,15a,15b 誤動作検出回路 16a,b 組み合わせ論理回路 18 チェック信号線 19 クロック信号線 20 クロック信号生成回
路 25 CKマスターラッチ 26 CHマスターラッチ 27 スレーブラッチ 30 マルチプレクサ 31 マスターラッチ 32 CKスレーブラッチ 33 CHスレーブラッチ 34 トグルフリップフロ
ップ 35 電源回路 36 電源線 37 電源電圧制御回路 38 クロック周期制御回
路 ON クロック生成信号 S1 入力信号 S2 出力信号 Ser,Ser1,Ser2 誤動作信号 Sin,Sin1,Sin2 フリップフロップへ
の入力信号 Sou,Sou1,Sou2 フリップフロップか
らの出力信号 Clk 外部クロック信号 Che 外部チェック信号 Sch チェック信号 Sck クロック信号
14, 14a, 14b Flip-flop 15, 15a, 15b Malfunction detection circuit 16a, b Combinational logic circuit 18 Check signal line 19 Clock signal line 20 Clock signal generation circuit 25 CK master latch 26 CH master latch 27 Slave latch 30 Multiplexer 31 Master latch 32 CK slave latch 33 CH slave latch 34 toggle flip-flop 35 power supply circuit 36 power supply line 37 power supply voltage control circuit 38 clock cycle control circuit ON clock generation signal S1 input signal S2 output signal Ser, Ser1, Ser2 malfunction signal Sin, Sin1, Sin2 Input signal to flip-flop Sou, Sou1, Sou2 Output signal from flip-flop Clk External clock signal Che External check signal Sch Check signal Sck clock signal

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 クロック信号を生成するクロック生成回
路と、 組み合わせ論理回路と、 上記組み合わせ論理回路の出力を上記クロック信号に応
じてラッチして出力するラッチ回路と、 上記ラッチ回路にクロック信号が加わってから一定期間
であるチェック期間が経過したときに上記ラッチ回路へ
の入力信号と上記ラッチ回路からの出力信号とを検出
し、両信号の論理値が一致していなければ誤動作信号を
出力する誤動作検出回路とを有する半導体集積回路であ
って、 上記ラッチ回路は、上記誤動作信号が出力されるとき、
入力信号を再びラッチして出力信号を出力し、 上記クロック信号生成回路は、上記誤動作信号が出力さ
れないときは一定のクロック周期でクロック信号を生成
し、上記誤動作信号が出力されたときには上記クロック
信号を上記チェック期間以上遅らせて生成する半導体集
積回路。
A clock generation circuit for generating a clock signal; a combinational logic circuit; a latch circuit for latching and outputting an output of the combinational logic circuit in accordance with the clock signal; and a clock signal added to the latch circuit. A malfunction that detects an input signal to the above-mentioned latch circuit and an output signal from the above-mentioned latch circuit when a check period which is a fixed period has elapsed since then, and outputs a malfunction signal if the logical values of both signals do not match. A semiconductor integrated circuit having a detection circuit, wherein the latch circuit outputs the malfunction signal.
The input signal is latched again and an output signal is output. The clock signal generation circuit generates a clock signal at a constant clock cycle when the malfunction signal is not output, and generates the clock signal when the malfunction signal is output. A semiconductor integrated circuit that is generated with a delay of more than the check period.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体集積回路におい
て、 上記クロック信号生成回路は、クロック周期ごとにクロ
ック信号よりもチェック期間だけ遅らせてチェック信号
をさらに出力することを特徴とする半導体集積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said clock signal generation circuit further outputs a check signal with a delay of a check period from a clock signal for each clock cycle. .
【請求項3】 請求項1または2に記載の半導体集積回
路において、 上記クロック信号の立ち上がりまたは立ち下がり時に上
記ラッチ回路に上記組み合わせ論理回路からの出力信号
がラッチされ、 上記ラッチ回路がラッチ動作を行なうときと逆方向に上
記クロック信号が遷移するときに、誤動作検出回路が上
記ラッチ回路への入力信号と上記ラッチ回路からの出力
信号とを比較し、両信号の論理値が一致していなければ
誤動作信号を出力することを特徴とする半導体集積回
路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein an output signal from said combinational logic circuit is latched by said latch circuit when said clock signal rises or falls, and said latch circuit performs a latch operation. When the clock signal makes a transition in the opposite direction to when the operation is performed, the malfunction detection circuit compares the input signal to the latch circuit with the output signal from the latch circuit, and if the logical values of both signals do not match, A semiconductor integrated circuit which outputs a malfunction signal.
【請求項4】 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載
の半導体集積回路において、 上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定
の誤動作上限頻度よりも高ければ上記組み合わせ論理回
路と上記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給する
動作電圧を上げ、一定の誤動作下限頻度よりも上記誤動
作信号の時間あたりの頻度が低ければ上記組み合わせ論
理回路と上記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給
する動作電圧を下げる機能を持つ電源電圧制御回路をさ
らに備えたことを特徴とする半導体集積回路。
4. The combinational logic circuit according to claim 1, wherein a frequency per time at which the malfunction signal is detected is higher than a certain malfunction upper limit frequency. The operating voltage supplied to the latch circuit and the malfunction detection circuit is increased, and if the frequency of the malfunction signal per time is lower than a certain malfunction lower limit frequency, the combination logic circuit, the latch circuit, the malfunction detection circuit, A semiconductor integrated circuit, further comprising a power supply voltage control circuit having a function of reducing an operation voltage supplied to the semiconductor integrated circuit.
【請求項5】 請求項1〜4のうちいずれか1つに記載
の半導体集積回路において、 上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定
の誤動作上限頻度よりも高ければ上記クロック周期を長
くし、上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が
一定の誤動作下限頻度よりも小さければ上記クロック周
期を短くする機能を持つクロック周期制御回路をさらに
備えたことを特徴とする半導体集積回路。
5. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the frequency of the malfunction signal per unit time is higher than a certain malfunction upper limit frequency. A semiconductor integrated circuit, further comprising a clock cycle control circuit having a function of shortening the clock cycle if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is smaller than a certain malfunction lower limit frequency.
【請求項6】 第1の組み合わせ回路と第2の組み合わ
せ回路の間でラッチ回路を介して信号を送るよう構成さ
れた半導体集積回路の駆動方法であって、 クロック信号生成回路から一定のクロック周期を有する
クロック信号を出力するステップ(a)と、 上記ラッチ回路へ入力される信号と上記ラッチ回路から
出力される信号とを比較して、両信号が異なる場合には
誤動作信号を出力するステップ(b)と、 上記誤動作信号を受けて、上記ラッチ回路に上記第1の
組み合わせ回路からの信号を再びラッチさせて上記第2
の組み合わせ回路に出力するステップ(c)と、 上記誤動作信号が出力された場合には上記クロック信号
をチェック期間以上遅らせてから出力するステップ
(d)とを含む半導体集積回路の駆動方法。
6. A method for driving a semiconductor integrated circuit configured to send a signal between a first combinational circuit and a second combinational circuit via a latch circuit, the method comprising the steps of: (A) outputting a clock signal having: and comparing a signal input to the latch circuit and a signal output from the latch circuit, and outputting a malfunction signal if both signals are different ( b) receiving the malfunction signal, causing the latch circuit to re-latch the signal from the first combinational circuit,
And (d) outputting the clock signal after a delay of at least a check period when the malfunction signal is output.
【請求項7】 請求項6に記載の半導体集積回路の駆動
方法において、 上記ステップ(a)の後、上記ステップ(b)の前に上
記クロック信号からチェック期間だけ遅れて上記クロッ
ク信号生成回路からチェック信号を出力するステップ
(e)をさらに含むことを特徴とする半導体集積回路の
駆動方法。
7. The method of driving a semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein after said step (a) and before said step (b), said clock signal generation circuit is delayed from said clock signal by a check period. A method for driving a semiconductor integrated circuit, further comprising a step (e) of outputting a check signal.
【請求項8】 請求項6または7に記載の半導体集積回
路の駆動方法において、 上記ステップ(b)の前であって、上記クロック信号の
立ち上がりまたは立ち下がり時に上記ラッチ回路に組み
合わせ論理回路からの出力信号がラッチされ、上記ラッ
チ回路がラッチ動作を行なうときと逆の方向に上記クロ
ック信号が遷移するステップ(e)をさらに含むことを
特徴とする半導体集積回路の駆動方法。
8. The method for driving a semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein before the step (b), when the clock signal rises or falls, the latch circuit is combined with a logic circuit. A method for driving a semiconductor integrated circuit, further comprising a step (e) in which an output signal is latched and the clock signal transits in a direction opposite to a direction in which the latch circuit performs a latch operation.
【請求項9】 請求項6〜8のうちいずれか1つに記載
の半導体集積回路の駆動方法において、 上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定
の誤動作上限頻度よりも高ければ組み合わせ論理回路と
上記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給する動作
電圧を上げ、一定の誤動作下限頻度よりも上記誤動作信
号の時間あたりの頻度が低ければ上記組み合わせ論理回
路と上記ラッチ回路と上記誤動作検出回路とに供給する
動作電圧を下げるステップ(f)をさらに含むことを特
徴とする半導体集積回路の駆動方法。
9. The method of driving a semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein a frequency per time at which the malfunction signal is detected is higher than a certain malfunction upper limit frequency. The operating voltage supplied to the logic circuit, the latch circuit, and the malfunction detection circuit is increased. If the frequency of the malfunction signal per time is lower than a certain malfunction lower limit frequency, the combination logic circuit, the latch circuit, and the malfunction detection are performed. A method for driving a semiconductor integrated circuit, further comprising the step (f) of lowering an operating voltage supplied to the circuit.
【請求項10】 請求項6〜9のうちいずれか1つに記
載の半導体集積回路の駆動方法において、 上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が、一定
の誤動作上限頻度よりも高ければ上記クロック周期を長
くし、上記誤動作信号が検出される時間あたりの頻度が
一定の誤動作下限頻度よりも小さければ上記クロック周
期を短くするステップ(g)をさらに含む半導体集積回
路の駆動方法。
10. The driving method of a semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein a frequency per time at which the malfunction signal is detected is higher than a certain malfunction upper limit frequency. A method of driving a semiconductor integrated circuit, further comprising the step of: (g) increasing the clock cycle and shortening the clock cycle if the frequency per time at which the malfunction signal is detected is smaller than a certain malfunction lower limit frequency.
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JP2008245164A (en) * 2007-03-28 2008-10-09 Fujitsu Ltd Sequential circuit and acceleration method thereof

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