JP2003076437A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003076437A
JP2003076437A JP2001268774A JP2001268774A JP2003076437A JP 2003076437 A JP2003076437 A JP 2003076437A JP 2001268774 A JP2001268774 A JP 2001268774A JP 2001268774 A JP2001268774 A JP 2001268774A JP 2003076437 A JP2003076437 A JP 2003076437A
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JP
Japan
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frequency band
oscillation
operation clock
internal operation
semiconductor device
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Application number
JP2001268774A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ide
崇史 井手
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device allowing reducing consumed current of an oscillation and amplification circuit. SOLUTION: This semiconductor device contains a frequency band detection circuit 4 for detecting a frequency band of internal working frequency of the semiconductor device and the oscillation and amplification circuit 5 for selecting optimum oscillating current capacity according to the frequency band detected by the frequency band detection circuit 4. The semiconductor device detects its internal working frequency band inside a system containing the semiconductor device and optimizes the oscillating current capacity of the oscillation and amplification circuit 5, and thereby excess current capacity when frequency of an internal working clock is low is restricted low and accordingly low consumption of current 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、発振増幅回路を内
蔵し、汎用マイクロコントローラなどの広い周波数帯域
において動作を行う半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a built-in oscillation amplifier circuit and operating in a wide frequency band such as a general-purpose microcontroller.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、広い周波数帯域において動作を行
う半導体装置は、高い周波数帯域においても安定した発
振が可能なように、半導体装置に内蔵した発振増幅回路
の発振電流能力を高い数値で設計し、広い周波数帯域で
の動作を実現させていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor device which operates in a wide frequency band, the oscillation current capability of an oscillation amplifier circuit incorporated in the semiconductor device is designed with a high numerical value so that stable oscillation can be performed even in a high frequency band. , Was able to operate in a wide frequency band.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】広い周波数帯域で動作
を行う半導体装置は、半導体装置に内蔵した発振増幅回
路の発振電流能力が高い数値で設計されているため、低
い周波数帯域において発振増幅回路内のインバータの能
力が強すぎ、消費電流が多いという課題があった。
A semiconductor device which operates in a wide frequency band is designed with a high numerical value for the oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit incorporated in the semiconductor device, and therefore, in the oscillation amplifier circuit in a low frequency band. There was a problem that the inverter's capacity was too strong and the current consumption was large.

【0004】したがって、本発明の目的は、消費電流を
削減できる半導体装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing current consumption.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置の
内部動作周波数の周波数帯域を検知するための周波数帯
域検知回路と、周波数帯域検知回路で検知した周波数帯
域に応じて最適な発振電流能力を選択する発振増幅回路
とを半導体装置に内蔵させ、半導体装置を含むシステム
内において半導体装置が自らの内部動作クロックの周波
数帯域を検知して、発振増幅回路の発振電流能力を最適
化することで低消費電流化の実現を可能とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a frequency band detection circuit for detecting the frequency band of the internal operating frequency of a semiconductor device, and an optimum oscillation current capability according to the frequency band detected by the frequency band detection circuit. By incorporating an oscillation amplifier circuit that selects a. In the semiconductor device, the semiconductor device detects the frequency band of its internal operation clock in the system including the semiconductor device, and optimizes the oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit. This makes it possible to realize low current consumption.

【0006】具体的には、請求項1記載の半導体装置
は、発振電流能力の大きさが選択可能で内部動作クロッ
クを出力する発振増幅回路と、内部動作クロックの周波
数帯域を検知する周波数帯域検知回路とを備え、周波数
帯域検知回路の検知結果に応じて発振増幅回路の発振電
流能力を選択するようにしている。
Specifically, in the semiconductor device according to the first aspect, an oscillation amplifier circuit capable of selecting an oscillation current capability and outputting an internal operation clock, and a frequency band detection for detecting a frequency band of the internal operation clock. Circuit, and the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit is selected according to the detection result of the frequency band detection circuit.

【0007】請求項2記載の半導体装置は、請求項1記
載の半導体装置において、周波数帯域検知回路が、計数
開始信号を起点として内部動作クロックとは無関係に一
定時間経過後に出力を発生する絶対時間生成回路と、計
数開始信号に応答して内部動作クロックの計数を開始
し、絶対時間生成回路の出力に応答して内部動作クロッ
クの計数を終了するカウンタと、カウンタの計数終了時
のカウント値を基に内部動作クロックの周波数帯域を判
別する帯域判別手段とからなる。
A semiconductor device according to a second aspect is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the frequency band detection circuit generates an output after a lapse of a fixed time from the count start signal as a starting point regardless of an internal operation clock. The generation circuit, the counter that starts counting the internal operation clock in response to the count start signal, and ends the counting of the internal operation clock in response to the output of the absolute time generation circuit, and the count value at the end of counting And a band discriminating means for discriminating the frequency band of the internal operation clock.

【0008】請求項3記載の半導体装置は、請求項2記
載の半導体装置において、絶対時間生成回路が、計数開
始信号に応答して充電開始する充放電回路と、充放電回
路の電圧レベルを符号化するA/D変換器と、A/D変
換器の出力結果をデコードしA/D変換器の出力結果が
所定の値に達したときに出力がアクティブとなるデコー
ダとからなる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second aspect, the absolute time generation circuit has a charge / discharge circuit which starts charging in response to a counting start signal and a voltage level of the charge / discharge circuit. It is composed of an A / D converter for converting the output result of the A / D converter and a decoder whose output becomes active when the output result of the A / D converter reaches a predetermined value.

【0009】請求項4記載の半導体装置は、請求項1記
載の半導体装置において、周波数帯域検知回路が、計数
開始信号を内部動作クロックとは無関係に一定時間遅延
させる遅延素子と、計数開始信号に応答して内部動作ク
ロックの計数を開始し、遅延素子の出力に応答して内部
動作クロックの計数を終了するカウンタと、カウンタの
計数終了時のカウント値を基に内部動作クロックの周波
数帯域を判別する帯域判別手段とからなる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the frequency band detection circuit includes a delay element for delaying the counting start signal for a fixed time regardless of the internal operation clock, and a counting start signal. Determines the frequency band of the internal operation clock based on the counter that starts counting the internal operation clock in response and ends the counting of the internal operation clock in response to the output of the delay element and the count value at the end of counting by the counter And a band discriminating means.

【0010】請求項5記載の半導体装置は、請求項2、
3また4記載の半導体装置において、計数開始信号が内
部回路から出力される発振安定待ち完了信号である。
A semiconductor device according to a fifth aspect is the semiconductor device according to the second aspect.
In the semiconductor device described in 3 or 4, the count start signal is an oscillation stabilization wait completion signal output from the internal circuit.

【0011】請求項6記載の半導体装置は、請求項1記
載の半導体装置において、周波数帯域検知回路が、内部
動作クロックを周波数帯域毎に選択的に通過させる通過
周波数帯域の異なる複数のフィルタと、複数のフィルタ
における内部動作クロックの通過の有無の情報を保持す
る複数の情報保持手段と、複数の情報保持手段の保持内
容を基に内部動作クロックの周波数帯域を判別する帯域
判別手段とからなる。
A semiconductor device according to a sixth aspect is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the frequency band detection circuit has a plurality of filters having different pass frequency bands for selectively passing the internal operation clock for each frequency band, It is composed of a plurality of information holding means for holding information on the presence or absence of passage of the internal operation clock in the plurality of filters, and a band discriminating means for discriminating the frequency band of the internal operation clock based on the held contents of the plurality of information holding means.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明の第1の実施の形態の半導体装置について、図面を用
いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) A semiconductor device according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本発明の実施の形態における半導
体装置の構成を示すブロック図である。図1において、
1は集積回路化された半導体装置である。2は発振能力
の最適化回路である。3は半導体装置1の内部回路であ
る。4は半導体装置1で使用される内部動作クロック1
01、半導体装置1の内部回路3から出力される発振安
定待ち完了信号102および半導体装置1のリセット信
号105を入力として、内部動作クロック101の周波
数帯域を検知し、その検知結果として帯域検知信号10
3,104を出力する周波数帯域検知回路である。5は
内部動作クロック101を出力し、帯域検知信号10
3,104を入力として周波数帯域検知回路4の検知結
果に応じて発振電流能力を選択制御する発振増幅回路で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 denotes a semiconductor device integrated into an integrated circuit. Reference numeral 2 is an oscillation capacity optimization circuit. Reference numeral 3 is an internal circuit of the semiconductor device 1. Reference numeral 4 is an internal operation clock 1 used in the semiconductor device 1.
01, the oscillation stabilization wait completion signal 102 output from the internal circuit 3 of the semiconductor device 1 and the reset signal 105 of the semiconductor device 1 are input, the frequency band of the internal operation clock 101 is detected, and the band detection signal 10 is detected as the detection result.
A frequency band detection circuit for outputting 3, 104. 5 outputs the internal operation clock 101, and the band detection signal 10
3, 104 is an oscillation amplifier circuit that selectively controls the oscillation current capability according to the detection result of the frequency band detection circuit 4.

【0014】ここでいう、「発振電流能力」は、波形振
幅を増幅させるトランジスタの電流能力を指している。
このトランジスタの電流能力が小さい場合、高い周波数
の波形を増幅させることができない。逆に、電流能力が
高い場合には、低い周波数で発振させるに余分な能力が
あるということになる。
The term "oscillation current capability" as used herein refers to the current capability of a transistor that amplifies the waveform amplitude.
If the current capability of this transistor is small, it is not possible to amplify high frequency waveforms. On the contrary, when the current capacity is high, it means that there is an extra capacity to oscillate at a low frequency.

【0015】21は半導体装置1に設けたリセット端
子、22は半導体装置1に設けた発振入力端子、23は
半導体装置1に設けた発振出力端子である。24は発振
入力端子22および発振出力端子23間に接続された外
付けの発振子、25は発振入力端子22とグラウンドと
の間に接続された外付け容量、26は発振出力端子23
とグラウンドと間に接続された外付け容量である。
Reference numeral 21 is a reset terminal provided in the semiconductor device 1, 22 is an oscillation input terminal provided in the semiconductor device 1, and 23 is an oscillation output terminal provided in the semiconductor device 1. 24 is an external oscillator connected between the oscillation input terminal 22 and the oscillation output terminal 23; 25 is an external capacitor connected between the oscillation input terminal 22 and the ground; 26 is the oscillation output terminal 23
It is an external capacitor connected between the and ground.

【0016】リセット信号105は、半導体装置1のリ
セット端子21から加えられる信号であり、リセット時
は“1”、リセット解除時は“0”になるものとする。
発振安定待ち完了信号102は、内部動作クロック10
1の発振安定待ちが完了したことを表す信号で、発振安
定待ち完了時には内部動作クロックの1サイクル期間中
のみ“1”となり、その他は“0”になるものとする。
帯域検知信号103,104は発振増幅回路5の発振イ
ンバータの能力を制御するための信号である。
The reset signal 105 is a signal applied from the reset terminal 21 of the semiconductor device 1, and is set to "1" at reset and "0" at reset release.
The oscillation stabilization wait completion signal 102 is the internal operation clock 10
It is a signal indicating that the oscillation stabilization wait of 1 is completed, and is set to "1" only during one cycle period of the internal operation clock when the oscillation stabilization wait is completed, and to "0" in other cases.
Band detection signals 103 and 104 are signals for controlling the capacity of the oscillation inverter of oscillation amplification circuit 5.

【0017】図5は、発振増幅回路5の内部回路であ
る。この発振増幅回路5は、発振入力端子22をゲー
ト、発振出力端子23をドレインとした発振インバータ
17,18,19および帰還抵抗232で構成されてい
る。220,221はインバータある。222〜226
は発振インバータ17,18,19を構成するPチャネ
ルトランジスタ、227〜231は同じくNチャネルト
ランジスタである。
FIG. 5 shows an internal circuit of the oscillation amplifier circuit 5. The oscillation amplifier circuit 5 is composed of oscillation inverters 17, 18, 19 having the oscillation input terminal 22 as a gate and the oscillation output terminal 23 as a drain, and a feedback resistor 232. 220 and 221 are inverters. 222-226
Are P-channel transistors 227 to 231 forming the oscillation inverters 17, 18, and 19 are N-channel transistors.

【0018】発振インバータ17,18,19は発振入
力端子22および発振出力端子23間に3つ並列的に存
在するが、この中で発振インバータ17,18は帯域検
知信号103,104により動作・不動作が選択制御さ
れている。
Three oscillating inverters 17, 18 and 19 exist in parallel between the oscillating input terminal 22 and the oscillating output terminal 23. Among them, the oscillating inverters 17 and 18 are operated / not operated by the band detection signals 103 and 104. The operation is selectively controlled.

【0019】具体的には、内部動作クロック101が高
速である場合、つまり、帯域検知信号103,104が
両方とも“1”のときには、発振インバータは3段全
て、つまり発振インバータ17,18,19のすべてが
使用される。
Specifically, when the internal operation clock 101 is high-speed, that is, when the band detection signals 103 and 104 are both "1", the oscillation inverters are all three stages, that is, the oscillation inverters 17, 18, and 19. All used.

【0020】また、内部動作クロック101が中速であ
る場合、つまり帯域検知信号103,104がそれぞれ
“1”,“0”のときには、発振インバータは2段の
み、つまり発振インバータ18,19のみが使用され
る。
When the internal operation clock 101 is at a medium speed, that is, when the band detection signals 103 and 104 are "1" and "0", respectively, the oscillation inverters have only two stages, that is, only the oscillation inverters 18 and 19. used.

【0021】また、内部動作クロック101が低速であ
る場合、つまり帯域検知信号103,104が両方とも
“0”のときには、発振インバータは1段のみ、つまり
発振インバータ19のみが使用される。
When the internal operation clock 101 is low speed, that is, when the band detection signals 103 and 104 are both "0", only one oscillation inverter, that is, only the oscillation inverter 19 is used.

【0022】つぎに、周波数帯域検知回路4の具体的な
構成および動作について図2および図6を参照しながら
説明する。図2は周波数帯域検知回路4の具体的な構成
を示すブロック図である。図6は周波数帯域検知回路4
の動作タイミングチャートである。
Next, a specific configuration and operation of the frequency band detection circuit 4 will be described with reference to FIGS. 2 and 6. FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of the frequency band detection circuit 4. FIG. 6 shows the frequency band detection circuit 4
3 is an operation timing chart of the above.

【0023】以下、周波数帯域検知回路4を構成する各
素子の機能的役割、および周波数帯域検知回路4の動作
を図2と図6を用いて説明する。
The functional role of each element constituting the frequency band detection circuit 4 and the operation of the frequency band detection circuit 4 will be described below with reference to FIGS. 2 and 6.

【0024】図2において、6はA/D変換器、7はデ
コーダ、8はカウンタ、9はデコーダ、16は絶対時間
生成回路である。201,202はフリップフロップ、
203は抵抗、204は容量、205,206,207
はフリップフロップ、208,209はアンド回路であ
る。
In FIG. 2, 6 is an A / D converter, 7 is a decoder, 8 is a counter, 9 is a decoder, and 16 is an absolute time generation circuit. 201 and 202 are flip-flops,
203 is a resistor, 204 is a capacitor, 205, 206, 207.
Is a flip-flop, and 208 and 209 are AND circuits.

【0025】絶対時間生成回路16は、計数開始信号で
ある発振安定待ち完了信号102を起点として内部動作
クロック101とは無関係に一定時間経過後に出力を発
生する。カウンタ8は、発振安定待ち完了信号102に
応答して内部動作クロック101の計数を開始し、絶対
時間生成回路16の出力に応答して内部動作クロック1
01の計数を終了する。デコーダ9は、カウンタ8の計
数終了時のカウント値を基に内部動作クロック101の
周波数帯域を判別する帯域判別手段として機能する。
The absolute time generation circuit 16 generates an output after a lapse of a certain time, regardless of the internal operation clock 101, starting from the oscillation stabilization wait completion signal 102 which is a counting start signal. The counter 8 starts counting the internal operation clock 101 in response to the oscillation stabilization wait completion signal 102, and responds to the output of the absolute time generation circuit 16 in the internal operation clock 1
The counting of 01 is completed. The decoder 9 functions as a band discriminating unit that discriminates the frequency band of the internal operation clock 101 based on the count value of the counter 8 at the end of counting.

【0026】上記の絶対時間生成回路16は、発振安定
待ち完了信号102に応答して充電開始する抵抗204
および容量204からなる充放電回路と、充放電回路
(203,204)の電圧レベルを符号化するA/D変
換器6と、A/D変換器6の出力結果をデコードしA/
D変換器6の出力結果が所定の値に達したときに出力が
アクティブとなるデコーダ7とを主要構成要素として有
している。
The absolute time generation circuit 16 described above has a resistor 204 which starts charging in response to the oscillation stabilization wait completion signal 102.
And a capacitor 204, an A / D converter 6 for encoding the voltage level of the charge / discharge circuit (203, 204), and an output result of the A / D converter 6 for decoding A / D
It has a decoder 7 whose output becomes active when the output result of the D converter 6 reaches a predetermined value as a main component.

【0027】なお、周波数帯域検知回路4を構成する全
てのフリップフロップ201,202,205,20
6,207の出力およびカウンタ8のカウント値は、リ
セット時に初期化されて“0”であるものとする。
It should be noted that all the flip-flops 201, 202, 205, 20 constituting the frequency band detection circuit 4
The outputs of 6, 207 and the count value of the counter 8 are initialized to "0" at reset.

【0028】半導体装置1において、リセット解除後
(リセット信号105が“0”に変化した後)に発振安
定待ち完了信号102が“0”から“1”に変化する
と、フリップフロップ201の出力が“0”から“1”
に変化してカウンタ8のカウント動作がスタートする。
カウンタ8は、信号線111に現れるクロックを計数す
ることになる。ここで、カウンタ8は内部動作クロック
101の立ち上がりエッジでカウント値が1ずつ増加す
るカウンタであり、カウンタ8の動作時間は絶対時間生
成回路16にて生成される。
In the semiconductor device 1, when the oscillation stabilization wait completion signal 102 changes from "0" to "1" after reset release (after the reset signal 105 changes to "0"), the output of the flip-flop 201 becomes "1". 0 ”to“ 1 ”
The counter 8 starts counting.
The counter 8 counts the clocks appearing on the signal line 111. Here, the counter 8 is a counter whose count value increases by 1 at the rising edge of the internal operation clock 101, and the operation time of the counter 8 is generated by the absolute time generation circuit 16.

【0029】つぎに、絶対時間生成回路16の動作説明
を行う。フリップフロップ202は容量204への電荷
充電を行う素子で、フリップフロップ201の出力を受
けて“1”を出力するため、容量204には抵抗203
を介して正電荷が充電され、信号線106の電位レベル
は時間の経過に伴い上昇していく。電荷の充電が完了す
る時間は抵抗203と容量204によって決定される。
Next, the operation of the absolute time generation circuit 16 will be described. The flip-flop 202 is an element for charging the capacitor 204 with electric charge, and outputs “1” upon receiving the output of the flip-flop 201.
The positive charge is charged via the, and the potential level of the signal line 106 rises with the passage of time. The time when the charging of the electric charge is completed is determined by the resistor 203 and the capacitor 204.

【0030】Mビットの変換精度をもつA/D変換器6
は、信号線106の電位レベルを測定して符号化し、信
号線107にMビットで出力する。デコーダ7(信号線
108)は、リセット解除後は“0”を出力するが、信
号線107がMビット全て“1”、つまり容量204の
充電が完了した時点で信号線108は“0”から“1”
に変化する。
A / D converter 6 having M-bit conversion accuracy
Measures the potential level of the signal line 106, encodes it, and outputs it to the signal line 107 with M bits. The decoder 7 (signal line 108) outputs “0” after reset release, but the signal line 107 changes from “0” to “0” when all the M bits of the signal line 107, that is, when charging of the capacitor 204 is completed. "1"
Changes to.

【0031】信号線108の立ち上がりエッジでフリッ
プフロップ205の出力は“0”から“1”に変化し
て、カウンタ8のカウント動作が終了する。絶対時間生
成回路16により生成された時間内におけるカウンタ8
のカウント値は動作クロック101の速度に応じて変化
し、内部動作クロック101が高速であれば数値は大き
く、低速であれば数値は小さい。
At the rising edge of the signal line 108, the output of the flip-flop 205 changes from "0" to "1", and the counting operation of the counter 8 is completed. Counter 8 within the time generated by the absolute time generation circuit 16
The count value of changes according to the speed of the operation clock 101, and the numerical value is large when the internal operation clock 101 is high speed and small when the internal operation clock 101 is low speed.

【0032】本例では、このカウンタ8のカウント値を
もとにデコーダ9で周波数帯域を3つに分類して説明す
るが、デコード結果は更に細分化することも可能であ
る。
In this example, the frequency band is classified into three by the decoder 9 based on the count value of the counter 8, but the decoding result can be further subdivided.

【0033】フリップフロップ206,207はカウン
タ8のカウント終了後にデコーダ9のデコードを開始す
るように制御するためのもので、カウンタ8のカウント
値が確定してからデコーダ9のデコードを開始させる機
能をもつ。発振増幅回路5は、デコーダ9のデコード結
果である帯域検知信号103,104を入力として、発
振出力電流能力を制御する。なお、図6では、帯域検知
信号103,104は両方とも“1”になっているが、
カウンタ8のカウント値に応じて状態が変化する。
The flip-flops 206 and 207 are for controlling the decoding of the decoder 9 to be started after the count of the counter 8 is completed, and have a function of starting the decoding of the decoder 9 after the count value of the counter 8 is fixed. Hold. The oscillation amplifier circuit 5 receives the band detection signals 103 and 104, which are the decoding results of the decoder 9, as input, and controls the oscillation output current capability. In FIG. 6, the band detection signals 103 and 104 are both “1”,
The state changes according to the count value of the counter 8.

【0034】帯域検知信号103は発振増幅回路5のト
ランジスタ223,231の入力信号であり、インバー
タ18の動作を制御する。また、帯域検知信号104は
発振増幅回路5のトランジスタ222,230の入力信
号でありインバータ17の動作を制御する。
The band detection signal 103 is an input signal to the transistors 223 and 231 of the oscillation amplification circuit 5, and controls the operation of the inverter 18. The band detection signal 104 is an input signal to the transistors 222 and 230 of the oscillation amplification circuit 5 and controls the operation of the inverter 17.

【0035】インバータ17,18の動作を制御するこ
とで、発振増幅回路5の発振電流能力を周波数帯域によ
り変更することが可能である。発振増幅回路5の発振電
流能力は、レベル1、レベル2、レベル3の3段階に制
御でき、レベル1が発振電流能力最小、レベル3が発振
電流能力最大であるとして、以下に帯域検知信号10
3,104とトランジスタ222,223,230,2
31の関係について以下に説明する。
By controlling the operation of the inverters 17 and 18, it is possible to change the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit 5 depending on the frequency band. The oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit 5 can be controlled in three stages of level 1, level 2 and level 3, assuming that level 1 is the minimum oscillation current capability and level 3 is the maximum oscillation current capability.
3, 104 and transistors 222, 223, 230, 2
The relationship of 31 will be described below.

【0036】最初に、カウンタ8のカウント値が大きい
場合について説明する。カウント値が大きい場合は、半
導体装置1は高周波数帯域で動作しているため、発振増
幅回路5の内部にあるインバータ17,18を動作させ
る制御を行う。このため、デコーダ9は帯域検知信号1
03,104にともに“1”を出力し、発振増幅回路5
のトランジスタ222,223,230,231を動作
させて、発振増幅回路5のインバータの能力をレベル3
にする。
First, a case where the count value of the counter 8 is large will be described. When the count value is large, the semiconductor device 1 is operating in the high frequency band, and therefore the inverters 17 and 18 inside the oscillation amplification circuit 5 are controlled to operate. Therefore, the decoder 9 uses the band detection signal 1
The oscillation amplifier circuit 5 outputs "1" to both 03 and 104.
The transistors 222, 223, 230, and 231 of FIG.
To

【0037】つぎに、カウンタ8のカウント値が中程度
の場合について説明する。カウント値が中程度の場合
は、半導体装置1は中周波数帯域で動作しているため、
発振増幅回路5の内部にあるインバータ18を動作させ
る制御を行う。このため、デコーダ9は帯域検知信号1
03に“1”、帯域検知信号104に“0”を出力し、
発振増幅回路5のトランジスタ223,231を動作さ
せて、発振増幅回路5のインバータの能力をレベル2に
する。
Next, a case where the count value of the counter 8 is medium will be described. When the count value is medium, the semiconductor device 1 is operating in the medium frequency band.
Control is performed to operate the inverter 18 inside the oscillation amplification circuit 5. Therefore, the decoder 9 uses the band detection signal 1
"1" to 03 and "0" to the band detection signal 104,
The transistors 223 and 231 of the oscillation amplification circuit 5 are operated to set the capacity of the inverter of the oscillation amplification circuit 5 to level 2.

【0038】最後に、カウンタ8のカウント値が小さい
場合について説明する。カウント値が小さい場合は、半
導体装置1は低周波数帯域で動作しているため、発振増
幅回路5の内部にあるインバータ17,18を動作させ
ない制御を行う。このため、デコーダ9は帯域検知信号
103,104にともに“0”を出力し、発振増幅回路
5のトランジスタ222,223,230,231を動
作させず、発振増幅回路5のインバータの能力をレベル
1にする。
Finally, a case where the count value of the counter 8 is small will be described. When the count value is small, the semiconductor device 1 is operating in the low frequency band, and therefore the inverters 17 and 18 inside the oscillation amplification circuit 5 are controlled not to operate. Therefore, the decoder 9 outputs “0” to both the band detection signals 103 and 104, does not operate the transistors 222, 223, 230 and 231 of the oscillation amplification circuit 5, and sets the inverter capability of the oscillation amplification circuit 5 to level 1. To

【0039】この実施の形態によれば、絶対時間生成回
路16によって規定される時間だけ、内部動作クロック
101をカウンタ108で計数し、その計数結果を基に
内部動作クロック101の周波数帯域を判定し、その判
定結果に応じて発振増幅回路5の発振電流能力を最適に
選択制御するので、システムの発振周波数帯域を検知し
てシステムに最適な発振電流能力を自動的に設定するこ
とが可能であり、多様な用途で使用される半導体装置の
利点を生かしつつ、システムの低消費化を図ることが可
能となる。
According to this embodiment, the internal operation clock 101 is counted by the counter 108 for the time defined by the absolute time generation circuit 16, and the frequency band of the internal operation clock 101 is determined based on the count result. Since the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit 5 is optimally selected and controlled according to the determination result, it is possible to detect the oscillation frequency band of the system and automatically set the optimal oscillation current capability for the system. The system consumption can be reduced while taking advantage of the semiconductor devices used for various purposes.

【0040】(第2の実施の形態)つぎに、本発明の第
2の実施の形態の半導体装置について、図3および図7
を参照しながら説明する。この実施の形態は、周波数帯
域検知回路4の具体的な構成および動作が第1の実施の
形態とは異なるが、その他は、第1の実施の形態と同様
である。
(Second Embodiment) Next, a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to. This embodiment is different from the first embodiment in the specific configuration and operation of the frequency band detection circuit 4, but is otherwise the same as the first embodiment.

【0041】この実施の形態における周波数帯域検知回
路4の具体的な構成および動作について、図3および図
7を参照しながら説明する。図3は周波数帯域検知回路
4の具体的な構成を示すブロック図である。図7は周波
数帯域検知回路4の動作タイミングチャートである。
The specific structure and operation of the frequency band detection circuit 4 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 7. FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of the frequency band detection circuit 4. FIG. 7 is an operation timing chart of the frequency band detection circuit 4.

【0042】以下、周波数帯域検知回路4を構成する各
素子の機能的役割、および周波数帯域検知回路4の動作
を図3と図7を用いて説明する。
The functional role of each element constituting the frequency band detection circuit 4 and the operation of the frequency band detection circuit 4 will be described below with reference to FIGS. 3 and 7.

【0043】図3において、10は遅延素子、11はカ
ウンタ、12はデコーダである。210〜213はフリ
ップフロップ、214,215はアンド回路である。
In FIG. 3, 10 is a delay element, 11 is a counter, and 12 is a decoder. 210 to 213 are flip-flops, and 214 and 215 are AND circuits.

【0044】上記の遅延素子10は、計数開始信号であ
る発振安定待ち完了信号102を内部動作クロック10
1とは無関係に一定時間遅延させる。カウンタ11は、
発振安定待ち完了信号102に応答して内部動作クロッ
ク101の計数を開始し、遅延素子10の出力に応答し
て内部動作クロック101の計数を終了する。デコーダ
12は、カウンタ11の計数終了時のカウント値を基に
内部動作クロック101の周波数帯域を判別する帯域判
別手段として機能する。
The delay element 10 outputs the oscillation stabilization wait completion signal 102, which is a counting start signal, to the internal operation clock 10
It is delayed for a fixed time regardless of 1. Counter 11
The counting of the internal operation clock 101 is started in response to the oscillation stabilization wait completion signal 102, and the counting of the internal operation clock 101 is ended in response to the output of the delay element 10. The decoder 12 functions as a band discriminating means for discriminating the frequency band of the internal operation clock 101 based on the count value of the counter 11 at the end of counting.

【0045】なお、周波数帯域検知回路4を構成する全
てのフリップフロップ210〜213の出力およびカウ
ンタ11のカウント値は、リセット時に初期化されて
“0”であるものとする。
The outputs of all the flip-flops 210 to 213 and the count value of the counter 11 which constitute the frequency band detection circuit 4 are initialized to "0" at reset.

【0046】半導体装置1において、リセット解除後
(リセット信号105が“0”に変化した後)に発振安
定待ち完了信号102が“0”から“1”に変化する
と、フリップフロップ210の出力が“0”から“1”
に変化してカウンタ11のカウント動作がスタートす
る。カウンタ11は、信号線112に現れるクロックを
計数することになる。ここで、カウンタ11は内部動作
クロック101の立ち上がりエッジでカウント値が1ず
つ増加するカウンタとする。
In the semiconductor device 1, when the oscillation stabilization wait completion signal 102 changes from "0" to "1" after reset release (after the reset signal 105 changes to "0"), the output of the flip-flop 210 becomes "1". 0 ”to“ 1 ”
And the counting operation of the counter 11 is started. The counter 11 counts the clocks appearing on the signal line 112. Here, the counter 11 is a counter whose count value increases by 1 at the rising edge of the internal operation clock 101.

【0047】フリップフロップ210の出力は、遅延素
子10を介して信号線113に伝播するが、この時、遅
延素子10による一定時間の遅延が発生する。この時間
がカウンタ11のカウント動作時間となる。信号線11
3が“0”から“1”に変化した時の立ち上がりエッジ
でフリップフロップ211の出力は“0”から“1”に
変化し、カウンタ11のカウント動作が終了する。遅延
素子10により生成された時間内におけるカウンタ11
のカウント値は動作クロック101の速度に応じて変化
し、内部動作クロック101が高速であれば数値は大き
く、低速であれば数値は小さい。
The output of the flip-flop 210 propagates to the signal line 113 through the delay element 10, but at this time, the delay element 10 delays for a predetermined time. This time is the count operation time of the counter 11. Signal line 11
At the rising edge when 3 changes from "0" to "1", the output of the flip-flop 211 changes from "0" to "1", and the counting operation of the counter 11 ends. Counter 11 within time generated by delay element 10
The count value of changes according to the speed of the operation clock 101, and the numerical value is large when the internal operation clock 101 is high speed and small when the internal operation clock 101 is low speed.

【0048】本例では、このカウンタ11のカウント値
をもとにデコーダ12で周波数帯域を3つに分類して説
明するが、デコード結果は更に細分化することも可能で
ある。
In this example, the frequency band is divided into three by the decoder 12 based on the count value of the counter 11, but the decoding result can be further subdivided.

【0049】フリップフロップ212,213はカウン
タ11のカウント終了後にデコーダ12のデコードを開
始するように制御するためのもので、カウンタ11のカ
ウント値が確定してからデコーダ12のデコードを開始
させる機能をもつ。発振増幅回路5は、デコーダ12の
デコード結果である帯域検知信号103,104を入力
として、発振出力電流能力を制御する。なお、図7で
は、帯域検知信号103,104は両方とも“1”にな
っているが、カウンタ11のカウント値に応じて状態が
変化する。
The flip-flops 212 and 213 are for controlling the decoding of the decoder 12 to be started after the counter 11 has finished counting, and have a function of starting the decoding of the decoder 12 after the count value of the counter 11 is fixed. Hold. The oscillation amplifier circuit 5 receives the band detection signals 103 and 104, which are the decoding results of the decoder 12, as input, and controls the oscillation output current capability. In FIG. 7, both the band detection signals 103 and 104 are “1”, but the state changes according to the count value of the counter 11.

【0050】帯域検知信号103は発振増幅回路5のト
ランジスタ223,231の入力信号であり、インバー
タ18の動作を制御する。また、帯域検知信号104は
発振増幅回路5のトランジスタ222,230の入力信
号でありインバータ17の動作を制御する。
The band detection signal 103 is an input signal to the transistors 223 and 231 of the oscillation amplification circuit 5, and controls the operation of the inverter 18. The band detection signal 104 is an input signal to the transistors 222 and 230 of the oscillation amplification circuit 5 and controls the operation of the inverter 17.

【0051】インバータ17,18の動作を制御するこ
とで、発振増幅回路5の発振電流能力を周波数帯域によ
り変更することが可能である。発振増幅回路5の発振電
流能力は、レベル1、レベル2、レベル3の3段階に制
御でき、レベル1が発振電流能力最小、レベル3が発振
電流能力最大であるとして、以下に帯域検知信号10
3,104とトランジスタ222,223,230,2
31の関係について以下に説明する。
By controlling the operations of the inverters 17 and 18, it is possible to change the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit 5 according to the frequency band. The oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit 5 can be controlled in three stages of level 1, level 2 and level 3, assuming that level 1 is the minimum oscillation current capability and level 3 is the maximum oscillation current capability.
3, 104 and transistors 222, 223, 230, 2
The relationship of 31 will be described below.

【0052】最初に、カウンタ11のカウント値が大き
い場合について説明する。カウント値が大きい場合は、
半導体装置1は高周波数帯域で動作しているため発振増
幅回路5の内部にあるインバータ17,18を動作させ
る制御を行う。このため、デコーダ11は帯域検知信号
103,104にともに“1”を出力し、発振増幅回路
5のトランジスタ222,223,230,231を動
作させて、発振増幅回路5のインバータの能力をレベル
3にする。
First, the case where the count value of the counter 11 is large will be described. If the count value is high,
Since the semiconductor device 1 operates in the high frequency band, it controls the operation of the inverters 17 and 18 inside the oscillation amplification circuit 5. Therefore, the decoder 11 outputs “1” to both the band detection signals 103 and 104, operates the transistors 222, 223, 230, and 231 of the oscillation amplification circuit 5 to set the capacity of the inverter of the oscillation amplification circuit 5 to level 3. To

【0053】つぎに、カウンタ11のカウント値が中程
度の場合について説明する。カウント値が中程度の場合
は、半導体装置1は中周波数帯域で動作しているため、
発振増幅回路5の内部にあるインバータ18を動作させ
る制御を行う。このため、デコーダ11は帯域検知信号
103に“1”、帯域検知信号104に“0”を出力
し、発振増幅回路5のトランジスタ223,231を動
作させて、発振増幅回路5のインバータの能力をレベル
2にする。
Next, a case where the count value of the counter 11 is medium will be described. When the count value is medium, the semiconductor device 1 is operating in the medium frequency band.
Control is performed to operate the inverter 18 inside the oscillation amplification circuit 5. Therefore, the decoder 11 outputs "1" to the band detection signal 103 and "0" to the band detection signal 104 to operate the transistors 223 and 231 of the oscillation amplification circuit 5 to check the capability of the inverter of the oscillation amplification circuit 5. Set to level 2.

【0054】最後に、カウンタ11のカウント値が小さ
い場合について説明する。カウント値が小さい場合は、
半導体装置1は低周波数帯域で動作しているため、発振
増幅回路5の内部にあるインバータ17,18を動作さ
せない制御を行う。このため、デコーダ11は帯域検知
信号103,104にともに“0”を出力し、発振増幅
回路5のトランジスタ222,223,230,231
を動作させず、発振増幅回路5のインバータの能力をレ
ベル1にする。
Finally, the case where the count value of the counter 11 is small will be described. If the count value is small,
Since the semiconductor device 1 operates in the low frequency band, control is performed so that the inverters 17 and 18 inside the oscillation amplification circuit 5 are not operated. Therefore, the decoder 11 outputs “0” to both the band detection signals 103 and 104, and the transistors 222, 223, 230 and 231 of the oscillation amplifier circuit 5 are output.
Is not operated, and the capacity of the inverter of the oscillation amplification circuit 5 is set to level 1.

【0055】この実施の形態によれば、遅延素子10に
よって規定される時間だけ、内部動作クロック101を
カウンタ11で計数し、その計数結果を基に内部動作ク
ロック101の周波数帯域を判定し、その判定結果に応
じて発振増幅回路5の発振電流能力を最適に選択制御す
るので、システムの発振周波数帯域を検知してシステム
に最適な発振電流能力を自動的に設定することが可能で
あり、多様な用途で使用される半導体装置の利点を生か
しつつ、システムの低消費化を図ることが可能となる。
According to this embodiment, the internal operation clock 101 is counted by the counter 11 for the time defined by the delay element 10, and the frequency band of the internal operation clock 101 is determined based on the count result. Since the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit 5 is optimally selected and controlled according to the determination result, it is possible to detect the oscillation frequency band of the system and automatically set the optimal oscillation current capability for the system. It is possible to reduce the system consumption while taking advantage of the semiconductor device used for various purposes.

【0056】(第3の実施の形態)つぎに、本発明の第
3の実施の形態の半導体装置について、図4および図8
を参照しながら説明する。この実施の形態は、周波数帯
域検知回路4の具体的な構成および動作が第1の実施の
形態とは異なるが、その他は、第1の実施の形態と同様
である。
(Third Embodiment) Next, a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to. This embodiment is different from the first embodiment in the specific configuration and operation of the frequency band detection circuit 4, but is otherwise the same as the first embodiment.

【0057】この実施の形態における周波数帯域検知回
路4の具体的な構成および動作について、図4および図
8を参照しながら説明する。図4は周波数帯域検知回路
4の具体的な構成を示すブロック図である。図8は周波
数帯域検知回路4の動作タイミングチャートである。
The specific structure and operation of the frequency band detection circuit 4 in this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 8. FIG. 4 is a block diagram showing a specific configuration of the frequency band detection circuit 4. FIG. 8 is an operation timing chart of the frequency band detection circuit 4.

【0058】以下、周波数帯域検知回路4を構成する各
素子の機能的役割、および周波数帯域検知回路4の動作
を図4と図8を用いて説明する。
The functional role of each element constituting the frequency band detection circuit 4 and the operation of the frequency band detection circuit 4 will be described below with reference to FIGS. 4 and 8.

【0059】図4において、13は低速通過フィルタ、
14は中速通過フィルタ、15はデコーダである。21
6,218,219はフリップフロップ、217はアン
ド回路である。
In FIG. 4, 13 is a low-pass filter,
Reference numeral 14 is a medium-pass filter, and 15 is a decoder. 21
Reference numerals 6, 218 and 219 are flip-flops and 217 is an AND circuit.

【0060】上記の低速通過フィルタ13は、内部動作
クロック101が低速のときにのみ選択的に内部動作ク
ロック101を通過させる機能を有する。また、中速通
過フィルタ14は、内部動作クロック101が中速のと
きにのみ選択的に内部動作クロック101を通過させる
機能を有する。フリップフロップ218,219は、低
速通過フィルタ13および中速通過フィルタ14におけ
る内部動作クロック101の通過の有無の情報を保持す
る複数の情報保持手段として機能する。デコーダ15
は、フリップフロップ218,219の保持内容を基に
内部動作クロック101の周波数帯域を判別する帯域判
別手段として機能する。
The low-pass filter 13 has a function of selectively passing the internal operation clock 101 only when the internal operation clock 101 is low speed. The medium-speed pass filter 14 has a function of selectively passing the internal operation clock 101 only when the internal operation clock 101 is at a medium speed. The flip-flops 218 and 219 function as a plurality of information holding units that hold information regarding whether or not the internal operation clock 101 has passed through the low speed pass filter 13 and the medium speed pass filter 14. Decoder 15
Functions as a band discriminating means for discriminating the frequency band of the internal operation clock 101 based on the contents held in the flip-flops 218 and 219.

【0061】なお、周波数帯域検知回路4を構成する全
てのフリップフロップ216,218,219の値は、
リセット時に初期化されて“0”であるものとする。
The values of all the flip-flops 216, 218 and 219 which constitute the frequency band detection circuit 4 are
It shall be initialized to "0" at the time of reset.

【0062】半導体装置1において、リセット解除後
(リセット信号105が“0”に変化した後)に発振安
定待ち完了信号102が“0”から“1”に変化する
と、フリップフロップ216の出力が“0”から“1”
に変化して信号線117に内部動作クロック101が伝
播する。低速通過フィルタ13は低速域のクロックのみ
通過させるフィルタ、中速通過フィルタ14は中速域以
下のクロックのみ通過させるフィルタである。
In the semiconductor device 1, when the oscillation stabilization waiting completion signal 102 changes from "0" to "1" after reset release (after the reset signal 105 changes to "0"), the output of the flip-flop 216 becomes "1". 0 ”to“ 1 ”
, And the internal operation clock 101 propagates to the signal line 117. The low-pass filter 13 is a filter that passes only the low-speed clock, and the medium-speed filter 14 is a filter that passes only the low-speed clock.

【0063】フリップフロップ218は、信号線117
を伝播してきた内部動作クロック101が低速通過フィ
ルタ13を通過したこと、すなわち信号線118にクロ
ックが現れたことを判断するためのもので、内部動作ク
ロック101が低速通過フィルタ13を通過すれば
“1”、通過しなければ“0”を出力する。
The flip-flop 218 is connected to the signal line 117.
Is for judging that the internal operation clock 101 propagated through the low-pass filter 13 has passed through the low-speed filter 13, that is, the clock appears on the signal line 118. 1 ", and if it does not pass," 0 "is output.

【0064】フリップフロップ219は、信号線117
を伝播してきた内部動作クロック101が中速通過フィ
ルタ14を通過したこと、すなわち信号線119にクロ
ックが現れたことを判断するためのもので、内部動作ク
ロック101が中速通過フィルタ14を通過すれば
“1”、通過しなければ“0”を出力する。
The flip-flop 219 is connected to the signal line 117.
This is for determining that the internal operation clock 101 that has propagated through the medium speed pass filter 14 has been passed, that is, that a clock has appeared on the signal line 119. If it does not pass, it outputs "0".

【0065】図8では、内部動作クロック1が低速通過
フィルタ13を通過したことを示しており、フリップフ
ロップ218の出力が“1”で、フリップフロップ21
9の出力が“0”となっており、帯域検知信号103,
104はともに“0”となっている。
FIG. 8 shows that the internal operation clock 1 has passed through the low-pass filter 13, the output of the flip-flop 218 is "1", and the flip-flop 21 is
The output of 9 is "0", and the band detection signal 103,
Both 104 are “0”.

【0066】本例では、フリップフロップ218,21
9の結果から、デコーダ15で周波数帯域を3つに分類
して説明するが、帯域通過フィルタを追加することで、
周波数帯域を更に細分化することも可能である。
In this example, the flip-flops 218 and 21
From the result of No. 9, the description will be made by classifying the frequency band into three by the decoder 15, but by adding a bandpass filter,
It is also possible to subdivide the frequency band.

【0067】帯域検知信号103は発振増幅回路5のト
ランジスタ223,231の入力信号であり、インバー
タ18の動作を制御する。また、帯域検知信号104は
発振増幅回路5のトランジスタ222,230の入力信
号でありインバータ17の動作を制御する。
The band detection signal 103 is an input signal to the transistors 223 and 231 of the oscillation amplifier circuit 5, and controls the operation of the inverter 18. The band detection signal 104 is an input signal to the transistors 222 and 230 of the oscillation amplification circuit 5 and controls the operation of the inverter 17.

【0068】インバータ17,18の動作を制御するこ
とで、発振増幅回路5の発振電流能力を周波数帯域によ
り変更することが可能である。発振増幅回路5の発振電
流能力は、レベル1、レベル2、レベル3の3段階に制
御でき、レベル1が発振電流能力最小、レベル3が発振
電流能力最大であるとして、以下に帯域検知信号10
3,104とトランジスタ222,223,230,2
31の関係について以下に説明する。
By controlling the operations of the inverters 17 and 18, it is possible to change the oscillation current capability of the oscillation amplification circuit 5 depending on the frequency band. The oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit 5 can be controlled in three stages of level 1, level 2 and level 3, assuming that level 1 is the minimum oscillation current capability and level 3 is the maximum oscillation current capability.
3, 104 and transistors 222, 223, 230, 2
The relationship of 31 will be described below.

【0069】まず、フリップフロップ218のみが
“0”から“1”に変化した場合、半導体装置1は低周
波数帯域で動作しているため、発振増幅回路5の内部に
あるインバータ17,18を動作させない制御を行う。
このため、デコーダ15は帯域検知信号103,104
に“0”を出力し、発振増幅回路5のトランジスタ22
2,223,230,231を動作させずに、発振増幅
回路5のインバータの能力をレベル1にする。
First, when only the flip-flop 218 changes from "0" to "1", the semiconductor device 1 is operating in the low frequency band, so that the inverters 17 and 18 in the oscillation amplification circuit 5 are operated. Perform control not to allow.
Therefore, the decoder 15 uses the band detection signals 103 and 104.
"0" is output to the transistor 22 of the oscillation amplifier circuit 5.
The level of the inverter of the oscillation amplification circuit 5 is set to level 1 without operating 2, 223, 230 and 231.

【0070】つぎに、フリップフロップ219のみが
“0”から“1”に変化した場合、半導体装置1は中周
波数帯域で動作しているため、発振増幅回路5の内部に
あるインバータ18を動作させる制御を行う。このた
め、デコーダ15は帯域検知信号103に“1”、帯域
検知信号104に“0”を出力し、発振増幅回路5のト
ランジスタ223,231を動作させて、発振増幅回路
5のインバータの能力をレベル2にする。
Next, when only the flip-flop 219 changes from "0" to "1", since the semiconductor device 1 is operating in the medium frequency band, the inverter 18 inside the oscillation amplification circuit 5 is operated. Take control. Therefore, the decoder 15 outputs “1” to the band detection signal 103 and “0” to the band detection signal 104, operates the transistors 223 and 231 of the oscillation amplification circuit 5, and determines the capacity of the inverter of the oscillation amplification circuit 5. Set to level 2.

【0071】最後に、フリップフロップ218,219
が“0”のまま変化しない場合、半導体装置1は高周波
数帯域で動作しているため、発振増幅回路5の内部にあ
るインバータ17,18を動作させる制御を行う。この
ため、デコーダ15は帯域検知信号103,104に
“1”を出力し、発振増幅回路5のトランジスタ22
2,223,230,231を動作させずに、発振増幅
回路5のインバータの能力をレベル3にする。
Finally, flip-flops 218 and 219
If the value does not change from “0”, the semiconductor device 1 is operating in the high frequency band, and therefore the inverters 17 and 18 in the oscillation amplification circuit 5 are controlled to operate. Therefore, the decoder 15 outputs “1” to the band detection signals 103 and 104, and the transistor 22 of the oscillation amplification circuit 5
The level of the inverter of the oscillation amplification circuit 5 is set to level 3 without operating 2, 223, 230, and 231.

【0072】この実施の形態の半導体装置によれば、低
速通過フィルタ13および中速通過フィルタ14を設
け、内部動作クロック101が低速通過フィルタ13お
よび中速通過フィルタ14を通過するかどうかを検出
し、その結果に基づいて内部動作クロック101の周波
数帯域を判定し、その判定結果に応じて発振増幅回路5
の発振電流能力を最適に選択制御するので、システムの
発振周波数帯域を検知してシステムに最適な発振電流能
力を自動的に設定することが可能であり、多様な用途で
使用される半導体装置の利点を生かしつつ、システムの
低消費化を図ることが可能となる。
According to the semiconductor device of this embodiment, the low-pass filter 13 and the medium-speed pass filter 14 are provided to detect whether the internal operation clock 101 passes through the low-pass filter 13 and the medium-speed pass filter 14. , The frequency band of the internal operation clock 101 is determined based on the result, and the oscillation amplification circuit 5 is determined according to the result of the determination.
Since the oscillation current capacity of the system is optimally selected and controlled, it is possible to detect the oscillation frequency band of the system and automatically set the optimal oscillation current capacity for the system. It is possible to reduce the system consumption while making the most of the advantage.

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、周波数帯
域判定回路によって内部動作クロックの周波数帯域を判
定し、その判定結果に基づいて発振増幅回路の発振電流
能力を最適に選択するので、システムの発振周波数帯域
を検知してシステムに最適な発振電流能力を自動的に設
定することが可能であり、多様な用途で使用される半導
体装置の利点を生かしつつ、システムの低消費化を図る
ことが可能となる。
According to the semiconductor device of the present invention, the frequency band determination circuit determines the frequency band of the internal operation clock, and the oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit is optimally selected based on the determination result. It is possible to automatically set the optimum oscillation current capacity for the system by detecting the oscillating frequency band of the system, and to achieve the low power consumption of the system while taking advantage of the semiconductor devices used in various applications. Is possible.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態における半導体装置
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態における周波数帯域
検知回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a frequency band detection circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態における周波数帯域
検知回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a frequency band detection circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態における周波数帯域
検知回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a frequency band detection circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施の形態における発振増幅回
路の構成を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillation amplifier circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施の形態の半導体装置におけ
るタイムチャートである。
FIG. 6 is a time chart in the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態の半導体装置におけ
るタイムチャートである。
FIG. 7 is a time chart in the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3の実施の形態の半導体装置におけ
るタイムチャートである。
FIG. 8 is a time chart in the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体装置 2 発振能力の最適化回路 3 内部回路 4 周波数帯域検知回路 5 発振増幅回路 6 A/D変換器 7 デコーダ 8 カウンタ 9 デコーダ 10 遅延素子 11 カウンタ 12 デコーダ 13 低速通過フィルタ 14 中速通過フィルタ 15 デコーダ 16 絶対時間生成回路 17,18,19 インバータ 21 リセット端子 22 発振入力端子 23 発振出力端子 24 発振子 25,26 外付け容量 101 内部動作クロック 102 発振安定待ち完了信号 103,104 帯域検知信号 105 リセット信号 106 A/D変換器6の入力信号 107 A/D変換器6の出力信号 108 デコーダ7の出力信号 111 カウンタ8のカウントクロック 112 カウンタ11のカウントクロック 113 遅延素子10の出力信号 117 ゲート217通過後の内部動作クロック 118 低速通過フィルタ13の出力信号 119 中速通過フィルタ14の出力信号 120 デコーダ9の入力信号 121 デコーダ12の入力信号 201,202 フリップフロップ 203 抵抗 204 容量 205〜207 フリップフロップ 208,209 アンド回路 210〜213 フリップフロップ 214,215 アンド回路 216 フリップフロップ 217 アンド回路 218,219 フリップフロップ 220,221 論理回路 222〜226 Pチャンネルトランジスタ 227〜231 Nチャンネルトランジスタ 232 帰還抵抗 1 Semiconductor device 2 Oscillation capacity optimization circuit 3 Internal circuit 4 Frequency band detection circuit 5 Oscillation amplifier circuit 6 A / D converter 7 decoder 8 counter 9 decoder 10 Delay element 11 counter 12 decoder 13 Low-pass filter 14 Medium speed filter 15 decoder 16 Absolute time generation circuit 17,18,19 Inverter 21 Reset terminal 22 Oscillation input terminal 23 Oscillation output terminal 24 oscillator 25,26 External capacity 101 Internal operation clock 102 Oscillation stabilization wait completion signal 103, 104 band detection signal 105 reset signal 106 Input signal of A / D converter 6 107 Output signal of A / D converter 6 108 Decoder 7 output signal 111 Count clock of counter 8 112 Count clock of the counter 11 113 Output signal of delay element 10 117 Internal operation clock after passing through the gate 217 118 Output signal of low-pass filter 13 119 Output signal of the medium-speed pass filter 14 120 Input signal of decoder 9 121 Input signal of the decoder 12 201,202 flip-flop 203 resistance 204 capacity 205-207 flip-flops 208,209 AND circuit 210-213 flip-flops 214,215 AND circuit 216 flip-flops 217 AND circuit 218 and 219 flip-flops 220,221 logic circuit 222-226 P-channel transistor 227-231 N-channel transistor 232 Feedback resistor

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振電流能力の大きさが選択可能で内部
動作クロックを出力する発振増幅回路と、前記内部動作
クロックの周波数帯域を検知する周波数帯域検知回路と
を備え、前記周波数帯域検知回路の検知結果に応じて前
記発振増幅回路の発振電流能力を選択するようにしたこ
とを特徴とする半導体装置。
1. An oscillation amplifier circuit which can select an oscillation current capacity and outputs an internal operation clock, and a frequency band detection circuit which detects a frequency band of the internal operation clock. A semiconductor device, wherein the oscillation current capability of the oscillation amplifier circuit is selected according to a detection result.
【請求項2】 周波数帯域検知回路は、計数開始信号を
起点として内部動作クロックとは無関係に一定時間経過
後に出力を発生する絶対時間生成回路と、前記計数開始
信号に応答して前記内部動作クロックの計数を開始し、
前記絶対時間生成回路の出力に応答して前記内部動作ク
ロックの計数を終了するカウンタと、前記カウンタの計
数終了時のカウント値を基に前記内部動作クロックの周
波数帯域を判別する帯域判別手段とからなる請求項1記
載の半導体装置。
2. The frequency band detection circuit includes an absolute time generation circuit that generates an output after a lapse of a predetermined time regardless of the internal operation clock, starting from the counting start signal, and the internal operation clock in response to the counting start signal. Start counting
A counter for ending the counting of the internal operation clock in response to the output of the absolute time generation circuit; and a band discriminating means for discriminating the frequency band of the internal operation clock based on the count value at the end of counting by the counter. The semiconductor device according to claim 1, wherein
【請求項3】 絶対時間生成回路は、計数開始信号に応
答して充電開始する充放電回路と、前記充放電回路の電
圧レベルを符号化するA/D変換器と、前記A/D変換
器の出力結果をデコードし前記A/D変換器の出力結果
が所定の値に達したときに出力がアクティブとなるデコ
ーダとからなることを特徴とする請求項2記載の半導体
装置。
3. An absolute time generation circuit, a charge / discharge circuit that starts charging in response to a count start signal, an A / D converter that encodes the voltage level of the charge / discharge circuit, and the A / D converter. 3. The semiconductor device according to claim 2, further comprising: a decoder that decodes the output result of 1. and the output of which becomes active when the output result of the A / D converter reaches a predetermined value.
【請求項4】 周波数帯域検知回路は、計数開始信号を
内部動作クロックとは無関係に一定時間遅延させる遅延
素子と、前記計数開始信号に応答して前記内部動作クロ
ックの計数を開始し、前記遅延素子の出力に応答して前
記内部動作クロックの計数を終了するカウンタと、前記
カウンタの計数終了時のカウント値を基に前記内部動作
クロックの周波数帯域を判別する帯域判別手段とからな
る請求項1記載の半導体装置。
4. The frequency band detection circuit includes a delay element that delays the counting start signal for a fixed time regardless of the internal operation clock, and starts counting the internal operation clock in response to the counting start signal, and delays the delay. 2. A counter comprising: a counter for ending counting of the internal operation clock in response to an output of an element; and a band discriminating means for discriminating a frequency band of the internal operation clock based on a count value at the end of counting by the counter. The semiconductor device described.
【請求項5】 計数開始信号は内部回路から出力される
発振安定待ち完了信号である請求項2、3または4記載
の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 2, 3 or 4, wherein the counting start signal is an oscillation stabilization wait completion signal output from an internal circuit.
【請求項6】 周波数帯域検知回路は、内部動作クロッ
クを周波数帯域毎に選択的に通過させる通過周波数帯域
の異なる複数のフィルタと、前記複数のフィルタにおけ
る前記内部動作クロックの通過の有無の情報を保持する
複数の情報保持手段と、前記複数の情報保持手段の保持
内容を基に前記内部動作クロックの周波数帯域を判別す
る帯域判別手段とからなる請求項1記載の半導体装置。
6. The frequency band detection circuit includes a plurality of filters having different pass frequency bands for selectively passing the internal operation clock for each frequency band, and information on whether or not the internal operation clock passes through the plurality of filters. 2. The semiconductor device according to claim 1, comprising a plurality of information holding means for holding and a band discriminating means for discriminating a frequency band of the internal operation clock based on the held contents of the plurality of information holding means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013088281A (en) * 2011-10-18 2013-05-13 Denso Corp Frequency measuring instrument

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