JP2003060052A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
く制御し得る半導体装置を提供する。 【解決手段】 内蔵されるセレクタにより、ターゲット
回路15のクリティカルパスを構成する遅延成分により
遅延される時間だけ基準パルス信号S1を遅延させて遅
延パルス信号S2を生成する遅延信号生成回路11と、
該セレクタと同じ遅延成分を有し、基準パルス信号S1
に対して位相がクロック信号Ckの一周期分遅れた検出
パルス信号S6を生成する検出信号生成回路16と、遅
延パルス信号S2と検出パルス信号S6の位相差を検出
する遅延差検出回路12と、遅延差検出回路12により
検出された位相差に応じてターゲット回路15へ供給す
る電源電圧VDDの大きさを調整する制御回路13とを備
えたことを特徴とする半導体装置を提供する。
Description
路へ供給する電源電圧を制御し得る半導体装置に関する
ものである。
いては、低電力化を実現するために電源電圧を下げる手
法が採用されている。これは、半導体集積回路の消費電
力のダイナミック成分が電源電圧の二乗に比例するため
で、該半導体集積回路の低電力化を図るために最も効果
的な手法とされる。
路の動作周波数やプロセスばらつき等に対して電源電圧
を適応的に制御することによって、常に最低電圧を供給
する方法が提案されている。
ブロック図である。図15に示されるように、この従来
の半導体装置は、レジスタ8とパルス発生回路10、遅
延信号生成回路11、遅延差検出回路12、制御回路1
3、電源供給回路14、及びターゲット回路15を備え
る。
回路15にはクロック信号Ckが供給され、遅延信号生
成回路11はレジスタ8及びパルス発生回路10に接続
される。また、遅延差検出回路12はパルス発生回路1
0及び遅延信号生成回路11に接続され、制御回路13
は遅延差検出回路12に接続される。また、電源供給回
路14は制御回路13に接続され、遅延信号生成回路1
1及びターゲット回路15へ電源電圧VDDを供給する。
なお、電源供給回路14はターゲット回路15及び遅延
信号生成回路11のみならず、パルス発生回路10と遅
延差検出回路12、及び制御回路13へ電源電圧VDDを
供給しても良い。
は、まずパルス発生回路10はクロック信号Ckを入力
して基準パルス信号S1を生成すると共に、生成された
基準信号S1の遅延量を検出するための検出パルス信号
S3を生成する。ここで、図16に示されるように、検
出パルス信号S3は上記基準パルス信号S1に対して、
例えば時刻T1から時刻T3の間、すなわちクロック信
号Ckの1サイクル分遅延した信号とされる。
回路11に供給され、ターゲット回路15が有する遅延
成分と同等な遅延成分により、時刻T1から時刻T2ま
での遅延時間DTだけ遅延されて図16(c)に示され
た遅延パルス信号S2が生成される。
うに生成された遅延パルス信号S2とパルス発生回路1
0から供給された検出パルス信号S3との位相を比較
し、図16(d)に示された時刻T2から時刻T3まで
の遅延差DDを検出して、該遅延差に応じた信号S4を
生成する。このとき、制御回路13は供給された信号S
4に応じて、上記遅延差を0とするための制御信号S5
を電源供給回路14へ供給する。これより、電源供給回
路14は、上記遅延差DDが0となるまで電源電圧VDD
を下げ、ターゲット回路15の低消費電力化を実現す
る。
回路11の構成を示す図である。図17に示されるよう
に、遅延信号生成回路11は直列に多段接続された複数
のバッファ7と、セレクタSEとを含む。ここで、セレ
クタSEはレジスタ8から供給された設定信号SSに応
じて、上記バッファ7間のいずれか一つのノードと出力
ノードとを選択的に接続し、供給された基準パルス信号
S1が伝播するバッファ7の段数を調整することによっ
て、ターゲット回路15と同じ遅延特性を実現する。な
お、上記設定信号SSは予めレジスタ8に格納される。
回路11はセレクタSEによって所望の遅延特性を実現
するものであるため、基準パルス信号S1がセレクタS
E等自身によっても遅延されてしまう結果、遅延差検出
回路12により検出される遅延差の精度が悪くなるとい
う問題があった。
に不要な遅延成分が含まれてしまうことに起因して、電
源電圧VDDを精度よく制御することができないという問
題があった。
問題を解消するためになされたもので、内部回路のクリ
ティカルパスの遅延特性に匹敵する遅延特性を精度良く
実現することにより、内部回路へ供給する電源電圧を精
度良く制御し得る半導体装置を提供することを目的とす
る。
れる遅延量切り替え手段により、内部回路のクリティカ
ルパスを構成する遅延成分により遅延される時間だけ入
力信号を遅延させて遅延信号を生成する遅延手段と、遅
延量切り替え手段と同じ遅延成分を有し、入力信号に対
して位相が内部動作クロック信号の一周期分遅れた基準
信号を生成する基準信号生成手段と、基準信号と遅延信
号の位相差を検出する位相差検出手段と、位相差検出手
段により検出された位相差に応じて内部回路へ供給する
電源電圧の大きさを調整する電源電圧調整手段とを備え
たことを特徴とする半導体装置を提供することにより達
成される。
とは、内部回路の持つ信号伝送経路の中で、信号伝播遅
延時間が最大となる伝送経路をいう。
された遅延量切り替え手段自体による遅延時間が基準信
号生成手段により相殺されるため、内部回路のクリティ
カルパスが有する遅延特性を精度よく再現することがで
き、電源電圧調整手段による電源電圧の調整精度を向上
させることができる。
線、容量、あるいはMOSトランジスタのいずれかによ
り入力信号を遅延させるものとすることができる。
数の配線層を複数の配線層の構成比で接続することによ
り生成されたものとすれば、内部回路のクリティカルパ
スが有する遅延特性をより精度よく再現することができ
る。
おける遅延成分の差が、内部回路のクリティカルパスを
構成する素子による遅延成分とされることにより、遅延
手段と基準信号生成手段との間における入力容量等の入
力特性をほぼ同じにすることができるため、所望の該遅
延特性をさらに精度よく生成することができる。
遅延量切り替え手段により、内部回路のクリティカルパ
スを構成する第一の遅延成分により遅延される第一の時
間だけ第一の遅延成分により入力信号を遅延させて第一
遅延信号を生成する第一遅延手段と、内蔵される第二の
遅延量切り替え手段により、内部回路のクリティカルパ
スを構成する第二の遅延成分により遅延される第二の時
間だけ第二の遅延成分により第一遅延信号を遅延させて
第二遅延信号を生成する第二遅延手段と、第一及び第二
の遅延量切り替え手段と同じ遅延成分を有し、入力信号
に対して位相が内部動作クロック信号の一周期分遅れた
基準信号を生成する基準信号生成手段と、基準信号と第
二遅延信号の位相差を検出する位相差検出手段と、位相
差検出手段により検出された位相差に応じて内部回路へ
供給する電源電圧の大きさを調整する電源電圧調整手段
とを備えたことを特徴とする半導体装置を提供すること
により達成される。
遅延量切り替え手段を切り替えることにより、異なる遅
延成分を並列的に任意に調整することができるため、内
部回路の電源電圧調整における精度及び汎用性を高める
ことができる。
する配線による遅延成分であり、第二の遅延成分は第一
の長さより長い第二の長さを有する配線による遅延成分
とすれば、まず最初に第二の遅延量切り替え手段を切り
替えることによって入力信号の遅延時間を大雑把に調整
し、さらに第一の遅延量切り替え手段を切り替えること
により該遅延時間を微調整することができるため、入力
信号の遅延時間を階層的に精度よく調整することができ
る。
る遅延手段を複数個直列接続すれば、内部回路のより複
雑な遅延特性を再現することができるため、内部回路の
電源電圧調整における精度及び汎用性をさらに高めるこ
とができる。
態を図面を参照しつつ詳しく説明する。なお、図中同一
符号は同一または相当部分を示す。 [実施の形態1]図1は、本発明の実施の形態1に係る半
導体装置の構成を示すブロック図である。図1に示され
るように、実施の形態1に係る半導体装置は、レジスタ
8とパルス発生回路10、遅延信号生成回路11、遅延
差検出回路12、制御回路13、電源供給回路14、タ
ーゲット回路15、及び検出信号生成回路16を備え
る。
回路15にはクロック信号Ckが供給され、遅延信号生
成回路11及び検出信号生成回路16はレジスタ8及び
パルス発生回路10に接続される。また、遅延差検出回
路12は遅延信号生成回路11及び検出信号生成回路1
6に接続され、制御回路13は遅延差検出回路12に接
続される。また、電源供給回路14は制御回路13に接
続され、電源供給回路14は遅延信号生成回路11及び
検出信号生成回路16とターゲット回路15へ電源電圧
VDDを供給する。なお、電源供給回路14はさらに、パ
ルス発生回路10と遅延差検出回路12、及び制御回路
13へ電源電圧VDDを供給しても良い。
は、まずパルス発生回路10はクロック信号Ckを入力
して基準パルス信号S1を生成すると共に、生成された
基準信号S1の遅延量を検出するための検出パルス信号
S3を生成する。ここで、検出パルス信号S3は上記基
準パルス信号S1に対して、クロック信号Ckの1サイ
クル分遅延した信号とされる。
回路11に供給され、ターゲット回路15のクリティカ
ルパスが有する遅延成分と同等な遅延成分により遅延さ
れて遅延パルス信号S2が生成される。なお、「クリテ
ィカルパス」とは、ターゲット回路15の持つ信号伝送
経路の中で、信号伝播遅延時間が最大となる伝送経路を
いう。
回路16に供給され、所定時間遅延されて検出パルス信
号S6が生成される。
うに生成された遅延パルス信号S2と検出信号生成回路
16から供給された検出パルス信号S6との位相を比較
し、遅延差を検出して該遅延差に応じた信号S4を生成
する。このとき、制御回路13は供給された信号S4に
応じて、上記遅延差を0とするための制御信号S5を電
源供給回路14へ供給する。これより、電源供給回路1
4は、上記遅延差が0となるまで電源電圧VDDを下げ、
ターゲット回路15の低消費電力化を実現する。
11及び検出信号生成回路16の構成例を示す図であ
る。図2に示されるように、遅延信号生成回路11は直
列に多段接続された複数のバッファ7とセレクタSEと
を含むと共に、検出信号生成回路16はセレクタSE2
を含む。
給された設定信号SSに応じて、上記バッファ7間のい
ずれか一つのノードと出力ノードとを選択的に接続し、
供給された基準パルス信号S1が伝播するバッファ7の
段数を調整することによって、ターゲット回路15と同
じ遅延特性を実現する。
給された設定信号SSに応じて、セレクタSE2内の伝
送経路を選択する。なお、上記設定信号SSは予めレジ
スタ8に格納されるが、外部ピン(図示していない)を
介して外部からセレクタSE,SE2へ供給するように
しても良い。
E2を含むことによって、遅延信号生成回路11内の信
号伝送経路に含まれた不要な遅延成分、すなわちセレク
タSEによる遅延成分と同じ遅延成分を有するものとさ
れる。
基準パルス信号S1が遅延信号生成回路11に含まれた
セレクタSEによって遅延される時間と同じ時間だけ、
検出パルス信号S3が検出信号生成回路16によって遅
延されるため、該遅延時間が相殺される。このため、本
半導体装置においては、基準パルス信号S1を検出パル
ス信号S3に対して、精度よくバッファ7の遅延成分だ
け遅延させることができる。
導体装置によれば、遅延パルス信号S2に含まれた不要
な遅延分だけ検出パルス信号S3も遅延され、検出パル
ス信号S3に対する遅延パルス信号S2の遅延量が、所
望の遅延成分のみに起因したものとすることができるた
め、ターゲット回路15のクリティカルパス特性に対し
て、許容範囲内の限度まで高精度に電源電圧を低減する
ことができる。
1では、遅延素子としてバッファ7が用いられるが、図
3に示されるようにバッファ7の代わりに配線遅延素子
18を用いて遅延信号生成回路11aを構成しても良
く、さらに他の遅延素子を用いて遅延信号生成回路を構
成することもできる。 [実施の形態2]本発明の実施の形態2に係る半導体装置
は、上記実施の形態1に係る半導体装置と同様な構成を
有するが、上記遅延信号生成回路11と検出信号生成回
路16の代わりに、図4に示された遅延信号生成回路1
1bと検出信号生成回路16bを含むものとされる。
要素19が備えられるが、検出信号生成回路16bにも
遅延要素20が配設される。
においては、上記遅延要素19による遅延成分と遅延要
素20による遅延成分との差が所望の遅延成分、すなわ
ちターゲット回路15のクリティカルパスが有する遅延
成分となるように構成される。
は、それぞれ図5(a)及び図5(b)に示されたゲー
ト遅延要素により構成することができる。すなわち、例
えば上記遅延要素19は図5(a)に示されるように、
直列接続された二つのバッファ21,22によって構成
されると共に、遅延要素20は図5(b)に示されるよ
うに、一つのバッファ23により構成される。
路11bは検出信号生成回路16bに比してバッファ一
段分だけ大きな遅延成分を持つことになるため、バッフ
ァ一段分のゲート遅延成分を評価対象として再現するこ
とができる。
体装置によれば、遅延信号生成回路11bと検出信号生
成回路16bの入力容量が等しくされるため、全体とし
て生成される遅延成分の精度を高めることができる。
延要素20は、それぞれ図6(a)及び図6(b)に示
された二段のインバータにより構成することができる。
ここで、インバータ24及びインバータ25は同じトラ
ンジスタサイズで構成され、それぞれ出力ノードと電源
電圧ノードとの間にはPチャネルMOSトランジスタP
Tが並列接続され、上記出力ノードと接地ノードとの間
にはNチャネルMOSトランジスタNT1,NT2が並
列接続される。そして、インバータ24に含まれたNチ
ャネルMOSトランジスタNT2のゲートは接地ノード
に接続される一方、インバータ25に含まれたNチャネ
ルMOSトランジスタNT2のゲートが入力ノードに接
続される。
ャネルMOSトランジスタのトランジスタサイズは、イ
ンバータ25を構成するNチャネルMOSトランジスタ
のトランジスタサイズの1/2となっている。従って、
NチャネルMOSトランジスタNT1,NT2が負荷容
量から電荷を放電する過程では、両インバータ24,2
5間の遅延時間に差が生じる一方、PチャネルMOSト
ランジスタPTが該負荷容量を充電する過程では遅延差
が生じない。
り遅延要素19,20を構成すれば、NチャネルMOS
トランジスタによる負荷放電の遅延成分のみを評価対象
として再現することができる。
延要素20は、それぞれ図7(a)及び図7(b)に示
された二段のインバータにより構成することができる。
ここで、インバータ26及びインバータ27は同じトラ
ンジスタサイズで構成され、それぞれ出力ノードと電源
電圧ノードとの間にはPチャネルMOSトランジスタP
T1,PT2が並列接続され、上記出力ノードと接地ノ
ードとの間にはNチャネルMOSトランジスタNTが並
列接続される。そして、インバータ26に含まれたPチ
ャネルMOSトランジスタPT2のゲートは電源電圧ノ
ードに接続される一方、インバータ27に含まれたPチ
ャネルMOSトランジスタPT2のゲートが入力ノード
に接続される。
ャネルMOSトランジスタのトランジスタサイズは、イ
ンバータ27を構成するPチャネルMOSトランジスタ
のトランジスタサイズの1/2となっている。従って、
PチャネルMOSトランジスタPT1,PT2が負荷充
電する過程では、両インバータ26,27間の遅延時間
に差が生じる一方、NチャネルMOSトランジスタNT
が負荷放電する過程では遅延差が生じない。
り遅延要素19,20を構成すれば、PチャネルMOS
トランジスタによる負荷充電の遅延成分のみを評価対象
として再現することができる。
延要素20は、それぞれ図8(a)及び図8(b)に示
されたインバータ28,29により構成することができ
る。ここで、インバータ28,29は同じトランジスタ
サイズで構成され、インバータ28の出力ノードと接地
ノードとの間にはNチャネルMOSトランジスタが4段
スタック(直列接続)されたスタックNMOSトランジ
スタ部SNが備えられる。なお、インバータ29の出力
ノードと接地ノードとの間には、一つのNチャネルMO
SトランジスタNTが接続される。
NチャネルMOSトランジスタの数の差に応じた時間だ
け、インバータ28による放電時間がインバータ29に
よる放電時間より長くなる。
ネルMOSトランジスタにより放電する時間のみに差が
生じ、スタックNMOSトランジスタ部SNによる遅延
成分のみを評価対象として再現することができる。
延要素20は、それぞれ図9(a)及び図9(b)に示
されたインバータ30,31により構成することができ
る。ここで、インバータ30,31は同じトランジスタ
サイズで構成され、インバータ30の出力ノードと電源
電圧ノードとの間にはPチャネルMOSトランジスタが
4段スタック(直列接続)されたスタックPMOSトラ
ンジスタ部PNが備えられる。なお、インバータ31の
出力ノードと電源電圧ノードとの間には、一つのPチャ
ネルMOSトランジスタPTが接続される。
PチャネルMOSトランジスタの数の差に応じた時間だ
け、インバータ30による充電時間がインバータ31に
よる充電時間より長くなる。
ネルMOSトランジスタにより充電する時間のみに差が
生じ、スタックPMOSトランジスタ部PNによる遅延
成分のみを評価対象として再現することができる。
延要素20は、それぞれゲート長の長いトランジスタで
構成されたインバータ、最小ゲート長のトランジスタで
構成されたインバータにより構成することができる。
トランジスタを使用したゲート素子の遅延成分のみを評
価対象として再現することができる。
延要素20は、それぞれ図10(a)及び図10(b)
に示されたゲート遅延要素により構成することができ
る。ここで、図10に示されるように、両遅延要素1
9,20は共に、直列接続されたバッファ32,33を
備えるが、図10(a)に示されたバッファ32の出力
ノードには容量C1が接続される点で相違する。
を駆動する場合における遅延成分を評価する際、該評価
対象をバッファ32に接続された容量C1のみによる遅
延成分とすることができる。
延要素20は、それぞれ図11(a)及び図11(b)
に示されたドライバ34とレシーバ35及び配線36に
より構成することができる。ここで、図11(a)及び
図11(b)に示された配線36は同じ長さとされ、該
配線36を駆動する両ドライバ34は同じサイズとされ
る。さらに、図11(a)及び図11(b)に示された
両レシーバ35も同じサイズとされる。
生成回路の遅延要素ではレシーバ35の入力ノードが配
線36の終端に接続されると共に、図11(b)に示さ
れた検出信号生成回路の遅延要素ではレシーバ35の入
力ノードが配線36の始端に接続される。
出力抵抗や配線36による負荷の差による遅延誤差を抑
制し、再現される配線遅延成分の精度を高めることがで
きる。
は、レシーバ35の入力ノードが配線26の始端に接続
されるが、配線36の途中に接続されるようにしても良
い。
配線層を使用しているが、これらの配線層間においては
プロセスばらつきが異なる場合がある。そこで、このよ
うなプロセスばらつきに対応するため、複数の配線層を
混合することによって配線36を構成すると良い。すな
わち、配線36は、例えば図12に示されるように、一
層目に形成された配線層37aと二層目に形成された配
線層37b、三層目に形成された配線層37c、及び四
層目に形成された配線層37dが順次接続された構造と
される。そしてこのとき、上記のような複数の配線層
は、ターゲット回路15が使用している配線層の比率に
応じた混合比とされる。
導体装置によれば、両遅延要素19,20による遅延特
性の差として、より精度の高い遅延成分を再現すること
ができる。 [実施の形態3]本発明の実施の形態3に係る半導体装置
は、上記実施の形態1に係る半導体装置と同様な構成を
有するが、上記遅延信号生成回路11と検出信号生成回
路16の代わりに、図13に示された遅延信号生成回路
11cと検出信号生成回路16cを含むものとされる。
に係る遅延信号生成回路11cは直列接続された遅延信
号生成部38,41を含むと共に、検出信号生成回路1
6cは直列接続された検出信号生成部47,49を含
む。ここで、遅延信号生成部38はバッファ39と直列
接続された複数の配線遅延素子40、及びセレクタSE
を含むと共に、遅延信号生成部41はバッファ42と直
列接続された複数の配線遅延素子43、該配線遅延素子
43間の各中間ノードに並列接続された複数のバッファ
44、該バッファ44の各出力ノードに接続された複数
の可変容量C2からなる負荷調整部45、及びセレクタ
SE3を含む。そして、上記セレクタSEの出力ノード
はバッファ42に接続される。
とセレクタSE2を含み、検出信号生成部49はバッフ
ァ50と、並列接続されたバッファ44とセレクタSE
4とを含む。そして、上記セレクタSE2の出力ノード
はバッファ50に接続される。
には、ターゲット回路15に内蔵されたレジスタ8ある
いは外部ピン(図示していない)から設定信号SS1が
供給され、セレクタSE3,SE4には同じく上記レジ
スタ8あるいは外部ピンから設定信号SS2が供給され
る。そして、バッファ39には基準パルス信号S1が供
給され、バッファ48には検出パルス信号S3が供給さ
れる。また、セレクタSE3から遅延パルス信号S2が
出力され、セレクタSE4から検出パルス信号S6が出
力される。
装置は、例えば長い配線を伝播する結果、波形がなまっ
た信号を受信するレシーバにさらに負荷容量が付いてい
る伝送経路の遅延特性を再現するものである。
は、1サイクルに占める配線遅延とレシーバ遅延の割合
が非常に大きく、該遅延成分が該経路全体の伝送特性を
支配している場合が多い。従って、本実施の形態3に係
る半導体装置は、このような特殊ケースにおいて、配線
遅延成分の調整とレシーバ負荷容量の調整を同時に実現
するものである。
い配線遅延の調整が行えるように配線遅延素子40は短
い配線により構成されている。一方、遅延信号生成部4
1は長い配線により構成され、粗い配線遅延の調整しか
行えないようになっており、可変容量C2はレジスタ8
や外部ピン(図示していない)から供給された負荷容量
設定信号SS3に応じて任意の容量に設定される。
導体装置によれば、設定信号SS2を用いてセレクタS
E3を任意に設定することにより配線遅延を大まかに調
整し、さらに設定信号SS1を用いてセレクタSEを任
意に設定することにより、配線遅延を階層的にさらに細
かく調整することができる。そしてさらに、設定信号S
S3を用いて負荷調整部45を調整することによって、
負荷容量の調整を同時に行うことができる。
は、回路面積が最小に抑えられつつ、精度の高い遅延調
整機能を持つことができる。 [実施の形態4]本発明の実施の形態4に係る半導体装置
は、上記実施の形態1に係る半導体装置と同様な構成を
有するが、上記遅延信号生成回路11と検出信号生成回
路16の代わりに、図14に示された遅延信号生成回路
11dと検出信号生成回路16dを含むものとされる。
ここで本実施の形態4に係る遅延信号生成回路11d及
び検出信号生成回路16bは、それぞれ実施の形態3に
係る遅延信号生成回路11c及び検出信号生成回路16
cと同様な構成を有するが、調整対象とする遅延成分が
相違するものである。以下に、具体的に説明する。
に係る遅延信号生成回路11dは直列接続された遅延信
号生成回路11と遅延信号生成部38とを含むと共に、
検出信号生成回路16dは直列接続された検出信号生成
回路16と検出信号生成部47とを含む。ここで、セレ
クタSEの出力ノードはバッファ39に接続され、セレ
クタSE2の出力ノードはバッファ48に接続される。
係る半導体装置は、ゲート遅延成分の調整と配線遅延成
分の調整を同時に実現するものである。
装置においては、設定信号SS1を用いてセレクタS
E,SE2を任意に設定することによりゲート遅延成分
を調整し、さらに設定信号SS2を用いてセレクタS
E,SE2を任意に設定することにより、配線遅延成分
を調整することができる。
によれば、特性が異なる遅延成分を持ったターゲット回
路15の遅延成分を再現することができる。
装置においては、遅延要素として遅延信号生成回路11
内にはバッファ7が備えられ、遅延信号生成部38内に
は配線遅延素子40が備えられるが、これらのバッファ
7や配線遅延40の代わりに、図5から図11に示され
た種々の遅延要素を任意に組み合わせて用いることがで
きる。
る遅延信号生成回路あるいは遅延信号生成部を複数個直
列接続すれば、ターゲット回路15のより複雑な遅延特
性を再現することができるため、ターゲット回路15の
電源電圧調整における精度及び汎用性をさらに高めるこ
とができる。
手段に内蔵された遅延量切り替え手段自体による遅延時
間が基準信号生成手段により相殺され、内部回路の遅延
成分に匹敵する遅延成分を精度よく実現することができ
るため、電源電圧調整手段による電源電圧の調整精度を
向上させることができる。これより、内部回路へ供給す
る電源電圧を精度良く制御することができるため、半導
体装置の低消費電力化を図ることができる。
を示すブロック図である。
成回路の第一の構成例を示す図である。
成回路の第二の構成例を示す図である。
と検出信号生成回路の構成を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
例を示す図である。
例を示す図である。
する平面図である。
成を示す図である。
成を示す図である。
ある。
る波形図である。
示す図である。
4,48,50 バッファ、8 レジスタ、10 パル
ス発生回路、11,11a,11b,11c,11d
遅延信号生成回路、12 遅延差検出回路、13 制御
回路、14 電源供給回路、15 ターゲット回路、1
6,16b,16c,16d 検出信号生成回路、17
遅延素子、18,40,43 配線遅延素子、19,
20 遅延要素、24〜31 インバータ、34 ドラ
イバ、35 レシーバ、36 配線、37a〜37d
配線層、38,41 遅延信号生成部、45 負荷調整
部、47,49 検出信号生成部、SE,SE2,SE3,SE4
セレクタ、PT,PT1,PT2 PチャネルMOS
トランジスタ、NT,NT1,NT2 NチャネルMO
Sトランジスタ、SN スタックNMOSトランジスタ
部、PN スタックPMOSトランジスタ部、C1 容
量、C2 可変容量。
Claims (8)
- 【請求項1】 内部回路を含む半導体装置であって、 内蔵される遅延量切り替え手段により、前記内部回路の
クリティカルパスを構成する遅延成分により遅延される
時間だけ入力信号を遅延させて遅延信号を生成する遅延
手段と、 前記遅延量切り替え手段と同じ遅延成分を有し、前記入
力信号に対して位相が内部動作クロック信号の一周期分
遅れた基準信号を生成する基準信号生成手段と、 前記基準信号と前記遅延信号の位相差を検出する位相差
検出手段と、 前記位相差検出手段により検出された前記位相差に応じ
て前記内部回路へ供給する電源電圧の大きさを調整する
電源電圧調整手段とを備えたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項2】 前記遅延手段は、ゲート、配線、容量、
あるいはMOSトランジスタのいずれかにより前記入力
信号を遅延させる請求項1に記載の半導体装置。 - 【請求項3】 前記配線は、前記内部回路を構成する複
数の配線層を前記複数の配線層の構成比で接続すること
により生成された請求項2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 前記遅延手段と前記基準信号生成手段の
間における遅延成分の差が、前記内部回路のクリティカ
ルパスを構成する素子による遅延成分とされた請求項1
に記載の半導体装置。 - 【請求項5】 内部回路を含む半導体装置であって、 内蔵される第一の遅延量切り替え手段により、前記内部
回路のクリティカルパスを構成する第一の遅延成分によ
り遅延される第一の時間だけ前記第一の遅延成分により
入力信号を遅延させて第一遅延信号を生成する第一遅延
手段と、 内蔵される第二の遅延量切り替え手段により、前記内部
回路のクリティカルパスを構成する第二の遅延成分によ
り遅延される第二の時間だけ前記第二の遅延成分により
前記第一遅延信号を遅延させて第二遅延信号を生成する
第二遅延手段と、 前記第一及び第二の遅延量切り替え手段と同じ遅延成分
を有し、前記入力信号に対して位相が内部動作クロック
信号の一周期分遅れた基準信号を生成する基準信号生成
手段と、 前記基準信号と前記第二遅延信号の位相差を検出する位
相差検出手段と、 前記位相差検出手段により検出された前記位相差に応じ
て前記内部回路へ供給する電源電圧の大きさを調整する
電源電圧調整手段とを備えたことを特徴とする半導体装
置。 - 【請求項6】 前記第一の遅延成分は第一の長さを有す
る配線による遅延成分であり、前記第二の遅延成分は前
記第一の長さより長い第二の長さを有する配線による遅
延成分とされる請求項5に記載の半導体装置。 - 【請求項7】 前記第二の遅延成分は、可変容量による
遅延成分をさらに含む請求項6に記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記第一の遅延成分はゲートによる遅延
成分であり、前記第二の遅延成分は配線による遅延成分
とされる請求項5に記載の半導体装置。
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