JP2004014786A - Semiconductor integrated circuit and method for adjusting analog circuit characteristic - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに使用される無線カードに搭載される半導体集積回路(LSI)に係り、特に無線カードに搭載されるLSIの内部に形成されるアナログ回路の特性を調整するアナログ回路特性調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、LSIのアナログ回路の設計においては、事前のシミュレーションなどにより、温度バラツキ・プロセスバラツキ(Vth)等を考慮して特性を合わせ込むが、それでも実際のLSIでは狙い通りの特性が出ず、微調整が必要になる場合がある。
【0003】
無線カード(無線データキャリア)搭載のLSIは、RWU(Reader/Writer Unit)との間で無線通信(メモリデータの読み出し書き込み)を行うと共に、LSIを動作させる電力をRWUから受電する機能を有し、これら機能を実現するために内部にアナログ回路を形成している。
【0004】
このような無線カードは、RWUとの距離が近いところと遠いところとで送受信アナログ回路の特性が異なる(近距離に合わせ込めば遠距離で不利になり、遠距離に合わせ込めば近距離で不利になることが多い。)など、使用用途・状況などによって様々な回路特性が要求される。
【0005】
そのため、この種の送受信アナログ回路では、上記の様々な回路特性、例えば送信変調度やコンパレータのヒステリシスの幅等を微調整する必要がある。また、無線カードは、搭載しているLSIを動作させるためRWUから電力を電磁誘導で得ているが、この受電回路に用いられているレギュレータの特性の調整などが必要となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の上記のようなアナログ回路の調整は、前もって回路を冗長な回路や素子を用いて形成しておき、その後、必要に応じて上記したアナログ回路の特性を冗長な回路や素子を用いて調整していた。しかし、このような調整の仕方では、調整したい特性の一部しか調整ができないと共に、一度製品に組み込んでしまった後に、RWUとの距離の遠近などに応じてレギュレータの特性をリアルタイムで調整することなど全くできなかった。更に、上記した従来の方法での回路及び配線の修正をしてから修正LSIの製造までに、1ヶ月程度からそれ以上の時間がかかると共に、マスク修正やLSI製造に費用がかかることになって、その分、最終製品のコストが高くなってしまうなどの問題もあった。
【0007】
本発明は、上述の如き従来の課題を解決するためになされたもので、その目的は、回路修正等をすることなく、LSIに内蔵されるアナログ回路の様々な特性調整を製造後に容易に行うことができると共に、製品に組み込んだ後の動作中にに状況に応じて最良の特性が得られるように同アナログ回路の特性を調整することができる半導体集積回路及びアナログ回路特性調整方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための第1の手段は、アナログ回路を有する半導体集積回路において、外部から与えられる設定値を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記設定値に応じた特性調整信号を前記アナログ回路に送出する調整手段と、前記送出された特性調整信号により前記アナログ回路の特性を変化させる当該アナログ回路に組み込まれた特性変化回路とを具備することを特徴とする。
【0009】
上記手段により、保持手段に設定値を保持すると、この設定値に応じた特性調整信号が前記アナログ回路に送出されて、アナログ回路の例えば送信変調度などが変化される。尚、前記保持手段は実施形態のレジスタ群4に、前記調整手段は実施形態の制御回路3に、前記特性変化回路はスイッチSW1〜SWnと抵抗r1〜rnに相当する。
【0010】
第2の手段は、半導体集積回路内に形成されたアナログ回路の特性を調整するアナログ回路特性調整方法において、設定値を無線送信するステップと、前記無線送信された前記設定値を受信するステップと、前記受信された設定値を保持するステップと、前記保持された設定値に応じて前記アナログ回路の特性を変化させるステップとを具備することを特徴とする。
【0011】
上記手段により、例えばRWUなどから設定値を無線送信すると、無線カードに搭載された半導体集積回路は、前記無線送信された前記設定値を受信し、この受信した設定値を保持し、この保持した設定値に応じて前記アナログ回路の特性を変化させる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係るアナログ回路を搭載した無線カード用LSIの構成例を示したブロック図である。無線カード用LSI(単にLSIと称することもある)100は、無線でデータを送受信する送受信アナログ回路1、図示されないRWUから電力を受電して動作電源を発生する電源回路(アナログ回路)2、送受信アナログ回路1の特性を調整する制御回路3、送受信アナログ回路1の設定値を保持する特性可変用のレジスタ群4、このレジスタ群4に書き込む設定値を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ(EEPROM)5、LSI100の動作を制御するCPU6を有している。
【0013】
次に本実施形態の動作について説明する。本例の無線カード用LSI100は、あらかじめ送受信アナログ回路1の特性が可変できるような回路構成にしておき、その送受信アナログ回路1の特性を設定するレジスタ群4を、制御回路3内に持たせてある。ここでは、例えばアナログ回路1に含まれる図2に示した電源電圧検知回路11の電圧検知レベルの特性を調整することについて説明する。
【0014】
例えばLSIの製造後の測定評価結果から、電源電圧検知回路11の電源電圧検知レベルが、狙いに対して100mV低いことがわかり、+100mVシフトさせたい場合、不揮発性メモリ5に電源電圧検知レベルを+100mVシフトさせる設定値を記憶させる。
【0015】
その後、電源回路2に所定の電源電圧を発生させると、LSI100が起動し、制御回路3は不揮発性メモリ5の設定値を読み出して、レジスタ群4の所定のレジスタに書き込む。更に制御回路3は前記レジスタに書き込まれた設定値に基づいて電源電圧検知回路11の電源電圧検知レベルを+100mVシフトさせる特性調整を行う。この特性調整はレジスタの値を電源電圧調整信号0、電源電圧調整信号1、…、と言うように、制御回路3から電源電圧検知回路11にレジスタ値に応じた特性調整信号を送出することによって行われる。これにより、電源電圧検知回路11は仕様通りの電源電圧レベルを検知するようになり、電源電圧検知信号50として出力する。
【0016】
図3は電源電圧検知回路11の電源電圧検知レベルを+100mVシフトさせる特性調整を行う具体的な回路構成例を示した回路図である。本例は検知レベルの基準電位を生成する抵抗R1、R2より成る電圧分圧回路で、この抵抗R1に、スイッチSW1、SW2、…、SWnと抵抗r1、r2、…、rnから成る複数の直列回路が並列接続されている。
【0017】
各スイッチはSW1、SW2、…、SWnはレジスタの設定値に応じた電源電圧調整信号0、電源電圧調整信号1、…、によりオン、オフされる。これら各スイッチSW1、SW2、…、SWnをオン、オフすることにより、電源電圧VDDと抵抗R2間の抵抗値が変化するため、電源電圧検知回路11の検知レベルの基準値電位が変化して電源電圧検知回路11の電源電圧検知レベルをシフトさせ、所望の値に設定することができる。
【0018】
図4は上記した無線カード用LSI100の起動時の動作を説明するブロック図である。(1)電源回路2(図1参照)でLSI100の動作に必要な電圧が得られると、LSI100のリセットが解除される。(2)制御回路3から、不揮発性メモリ5に格納されているレジスタ設定値80を読み出す制御信号が出される。(3)不揮発性メモリ5からレジスタ設定値80が読み出され、アナログ回路特性制御用のレジスタ群4の所定のレジスタに格納される。(4)アナログ回路特性制御用のレジスタに格納された設定値に応じ、電源電圧検知レベル調整信号が制御回路3から電源電圧検知回路11に送出されて、電源電圧検知回路11の特性が調整される。
【0019】
従って、上記のように特性可変用レジスタの設定値を不揮発性メモリ5のシステム領域などに書き込んでおくと、このLSI100の起動後、最初の通信前に自動的にその書き込んだ値を制御回路3がリードして特性可変用レジスタに格納するため、送受信アナログ回路1は常に調整後の特性で動作をするようになる。
尚、上記の説明は電源電圧検知回路11の検知レベルの修正について説明した。送受信アナログ回路1の特性調整は、コンパレータのヒステリシス幅、送信時の変調度或いは、電源回路2のレギュレータの特性等、各種あるが、いずれも上記と同様のレジスタ群4に設定値を書き込む方法で調整を行うことができる。
【0020】
本実施形態によれば、回路修正等をすることなく、レジスタ群4に設定値を書き込むだけで、LSI100に内蔵される送受信アナログ回路1及び電源回路2の様々な特性調整を製造後に容易に行うことができる。従って、従来のように回路修正や配線修正をし、それに伴うマスク修正をして修正LSIの製造を必要としないため、最終製品の製造期間が著しく短縮されると共に、製品コストを低減させることができる。また、用途などに応じた様々な特性をもったLSIを短時間で且つ安価に製造することができる。
【0021】
図5は、本発明の第2の実施形態に係るアナログ回路を搭載した無線カードを含む無線システムの構成例を示したブロック図である。無線システムは、無線カード10とRWU20とで構成され、両者の間でデータが送受される。
【0022】
図6は無線カード10に搭載されているLSIの構成例を示したブロック図である。但し、図1に示した第1の実施形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。LSI100は、電源電圧検知回路11を有する送受信アナログ回路1、レジスタ群4を有する制御回路3、レジスタ群4に書き込む設定値を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ(例えばEEPROM等)5を有している。
【0023】
次に本実施形態の動作について説明する。本例のRWU20は、無線カード10に搭載されているLSI100が動作している際にも、LSI100にコマンドを送信して、その送受信アナログ回路1等の特性を状況に応じてリアルタイムで最良の状態に変更することができる。
【0024】
ここで、RWU20からLSI100に送信されるコマンドの中に、レジスタ値設定の専用のコマンドを設けても良いし、通常のコマンドの一部に組み込んでも良い。専用のコマンドとした場合、メモリリードコマンド、メモリライトコマンド、カードリセットコマンドなどと言った通信コマンド群に、レジスタ値を設定するための専用コマンドであるレジスタ設定コマンドを設ける。
【0025】
一方、通常のコマンドの一部に組み込んだ場合は、例えばメモリリード、メモリライトなどと言った通信コマンドのデータ列の一部に、レジスタ群4のレジスタ値を設定するためのデータ列を図7に示すように組み込む。
【0026】
上記のようなコマンドを用いて、RWU20は無線カード10との通信中に、LSI100の送受信アナログ回路1の特性を制御することができるようになる。例えば、RWU20に対して無線カード10が遠距離の領域にある時、送受信アナログ回路1の送信変調度を大きくして通信距離を稼ぐといったことも可能になる。但し、この場合、RWU20と無線カード10との距離が遠くなったことを認識する機構が別途必要になる。
【0027】
RWU20が無線カード10との通信中に送受信アナログ回路1の特性を制御するには、図6において、(1)無線カード10のLSI100の送受信アナログ回路1はRWU20からレジスタ値を設定する(データ例を含む)コマンドを受信する。(2)制御回路3によって受信したコマンドからレジスタ設定値が取り出され、アナログ回路特性制御用のレジスタ群4の所定のレジスタに格納される。(3)レジスタ群4に格納された値に応じて制御回路3から電源電圧検知レベル設定信号が電源電圧検知回路11に出力され、電源電圧検知回路11の特性が変化されて調整される。
【0028】
上記動作により、RWU20は無線カード10との距離などに応じて送受信アナログ回路1の特性が最良になるようにリアルタイムで調整され、その調整を次回の起動時にも行いたい場合のように、必要に応じて、(4)制御回路3からアナログ回路特性制御用のレジスタ群4に格納された値を、不揮発性メモリ5に書き込むための制御信号が不揮発性メモリ5に出される。(5)アナログ回路特性制御用のレジスタ群4に格納された値が、不揮発性メモリ5に書き込まれる。尚、設定値を不揮発性メモリ5に書き込んだ後は、第1の実施形態の図4で説明したような運用がなされる。
【0029】
本実施形態によれば、RWU20は無線カード10との距離などに応じて送受信アナログ回路1の特性が最良になるようにリアルタイムで調整することができる。同様に、製品に組み込んだ後にも状況に応じて最良の特性が得られるように同アナログ回路の様々な特性を調整することができ、無線カード10などの性能を著しく向上させることができる。
【0030】
尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。本発明は無線カードに搭載されるLSIのみでなく、各種のLSIにも適用して同様の効果を得ることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この発明によれば、外部から与えられる設定値を保持し、この設定値に応じてアナログ回路の特性を変化させることより、回路修正等をすることなく、LSIに内蔵されるアナログ回路の様々な特性調整を製造後に容易に行うことができる。
【0032】
また、この発明によれば、LSIの動作中に適切な設定値を保持させることにより、LSIに内蔵されるアナログ回路の様々な特性調整を製造後の動作中に状況に応じて容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係るアナログ回路を搭載した無線カード用LSIの構成例を示したブロック図である。
【図2】図1に示したアナログ回路の電圧検知レベルの特性調整を説明する説明図である。
【図3】図2に示した電源電圧検知回路の電源電圧検知レベルを変化させる具体的な回路構成例を示した回路図である。
【図4】図1に示した無線カード用LSIの起動時の動作を説明するブロック図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係るアナログ回路を搭載した無線カードを含む無線システムの構成例を示したブロック図である。
【図6】図5に示した無線カードに搭載されているLSIの構成例を示したブロック図である。
【図7】図5に示したRWUから無線カードに送信されるコマンドの構成例を示した図である。
【符号の説明】
1 送受信アナログ回路
2 電源回路
3 制御回路
4 レジスタ群
5 不揮発性メモリ
6 CPU
10 無線カード
11 電源電圧検知回路
20 RWU[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit (LSI) mounted on a wireless card used in a wireless communication system, and in particular, to an analog circuit characteristic for adjusting characteristics of an analog circuit formed inside the LSI mounted on the wireless card. Regarding the adjustment method.
[0002]
[Prior art]
Normally, in designing an analog circuit of an LSI, the characteristics are adjusted in consideration of a temperature variation, a process variation (Vth), and the like by a preliminary simulation or the like. However, even in an actual LSI, desired characteristics are not obtained. Adjustments may be required.
[0003]
An LSI mounted with a wireless card (wireless data carrier) has a function of performing wireless communication (reading / writing of memory data) with an RWU (Reader / Writer Unit) and receiving power for operating the LSI from the RWU. In order to realize these functions, an analog circuit is formed inside.
[0004]
In such a wireless card, the characteristics of analog circuits for transmission and reception are different between a place where the distance to the RWU is short and a place where the distance is far (the distance is disadvantageous when the distance is adjusted to a short distance, and is disadvantageous when the distance is adjusted to a long distance. Various circuit characteristics are required depending on the intended use and situation.
[0005]
Therefore, in this type of transmission / reception analog circuit, it is necessary to finely adjust the various circuit characteristics described above, for example, the degree of transmission modulation and the width of hysteresis of the comparator. Further, the wireless card obtains electric power from the RWU by electromagnetic induction in order to operate the mounted LSI, but it is necessary to adjust characteristics of a regulator used in the power receiving circuit.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional analog circuit adjustment as described above, the circuit is formed in advance using a redundant circuit or element, and then, if necessary, the characteristics of the analog circuit described above are adjusted using the redundant circuit or element. Was. However, with such an adjustment method, only a part of the characteristic to be adjusted can be adjusted, and after being incorporated into the product, the characteristic of the regulator is adjusted in real time according to the distance from the RWU. I couldn't do anything at all. In addition, it takes about one month to more time from the correction of the circuit and wiring by the above-described conventional method to the manufacture of the corrected LSI, and the cost of mask correction and LSI manufacture is high. However, there is a problem that the cost of the final product is increased accordingly.
[0007]
The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to easily adjust various characteristics of an analog circuit incorporated in an LSI after manufacturing without modifying the circuit. A semiconductor integrated circuit and an analog circuit characteristic adjusting method capable of adjusting the characteristics of the analog circuit so as to obtain the best characteristics according to the situation during operation after being incorporated into a product. That is.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first means for solving the problems is a semiconductor integrated circuit having an analog circuit, wherein a holding means for holding an externally applied set value, and a characteristic adjustment signal corresponding to the set value held by the holding means To the analog circuit, and a characteristic change circuit incorporated in the analog circuit for changing the characteristic of the analog circuit according to the transmitted characteristic adjustment signal.
[0009]
When the set value is held in the holding means by the above means, a characteristic adjustment signal corresponding to the set value is sent to the analog circuit, and for example, the transmission modulation degree of the analog circuit is changed. The holding means corresponds to the
[0010]
The second means is a method for adjusting the characteristic of an analog circuit formed in a semiconductor integrated circuit, wherein the step of wirelessly transmitting a set value and the step of receiving the wirelessly transmitted set value Holding the received set value, and changing a characteristic of the analog circuit according to the held set value.
[0011]
When the setting value is wirelessly transmitted from the RWU or the like by the above means, the semiconductor integrated circuit mounted on the wireless card receives the wirelessly transmitted setting value, holds the received setting value, and holds the held setting value. The characteristic of the analog circuit is changed according to the set value.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an LSI for a wireless card equipped with an analog circuit according to the first embodiment of the present invention. The wireless card LSI (sometimes simply referred to as LSI) 100 includes a transmitting / receiving analog circuit 1 for wirelessly transmitting and receiving data, a power supply circuit (analog circuit) 2 for receiving power from an RWU (not shown) to generate an operation power supply, A
[0013]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The
[0014]
For example, the measurement and evaluation results after the manufacture of the LSI show that the power supply voltage detection level of the power supply
[0015]
Thereafter, when a predetermined power supply voltage is generated in the
[0016]
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration example for performing characteristic adjustment for shifting the power supply voltage detection level of the power supply
[0017]
The switches SW1, SW2,..., And SWn are turned on and off by a power supply voltage adjustment signal 0, a power supply voltage adjustment signal 1,. By turning on and off these switches SW1, SW2,..., SWn, the resistance value between the power supply voltage VDD and the resistor R2 changes, so that the reference value potential of the detection level of the power supply
[0018]
FIG. 4 is a block diagram for explaining the operation of the above-described
[0019]
Therefore, if the set value of the characteristic variable register is written in the system area of the
In the above description, the correction of the detection level of the power supply
[0020]
According to the present embodiment, various characteristic adjustments of the transmission / reception analog circuit 1 and the
[0021]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a wireless system including a wireless card equipped with an analog circuit according to the second embodiment of the present invention. The wireless system includes a
[0022]
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of an LSI mounted on the
[0023]
Next, the operation of the present embodiment will be described. The
[0024]
Here, a command dedicated to register value setting may be provided in a command transmitted from the
[0025]
On the other hand, when incorporated in a part of a normal command, a data string for setting the register value of the
[0026]
Using the command as described above, the
[0027]
In order for the
[0028]
By the above operation, the
[0029]
According to the present embodiment, the
[0030]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be embodied in other various forms in specific configurations, functions, operations, and effects without departing from the gist of the invention. The present invention can be applied not only to an LSI mounted on a wireless card but also to various LSIs to obtain a similar effect.
[0031]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by holding a set value given from the outside and changing the characteristics of the analog circuit according to the set value, the LSI can be implemented without circuit modification or the like. Various characteristics adjustment of the built-in analog circuit can be easily performed after manufacturing.
[0032]
Further, according to the present invention, by holding an appropriate set value during operation of the LSI, it is possible to easily adjust various characteristics of an analog circuit built in the LSI according to the situation during operation after manufacturing. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a wireless card LSI on which an analog circuit according to a first embodiment of the present invention is mounted.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining characteristic adjustment of a voltage detection level of the analog circuit shown in FIG. 1;
3 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration example for changing a power supply voltage detection level of the power supply voltage detection circuit shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a block diagram illustrating an operation of the wireless card LSI shown in FIG. 1 at the time of startup.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a wireless system including a wireless card equipped with an analog circuit according to a second embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating a configuration example of an LSI mounted on the wireless card illustrated in FIG. 5;
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a command transmitted from the RWU shown in FIG. 5 to the wireless card.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission /
10
Claims (6)
外部から与えられる設定値を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記設定値に応じた特性調整信号を前記アナログ回路に送出する調整手段と、
前記送出された特性調整信号により前記アナログ回路の特性を変化させる当該アナログ回路に組み込まれた特性変化回路と、
を具備することを特徴とする半導体集積回路。In a semiconductor integrated circuit having an analog circuit,
Holding means for holding a setting value given from the outside,
Adjusting means for sending a characteristic adjustment signal according to the set value held by the holding means to the analog circuit;
A characteristic change circuit incorporated in the analog circuit that changes the characteristic of the analog circuit according to the transmitted characteristic adjustment signal;
A semiconductor integrated circuit comprising:
前記半導体集積回路の起動時に前記保持手段は前記不揮発性メモリ内の設定値を読み出して保持することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体集積回路。Providing a rewritable nonvolatile memory for writing a set value held in the holding means,
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the holding unit reads and holds a set value in the nonvolatile memory when the semiconductor integrated circuit is started.
設定値を無線送信するステップと、
前記無線送信された前記設定値を受信するステップと、
前記受信された設定値を保持するステップと、
前記保持された設定値に応じて前記アナログ回路の特性を変化させるステップと、
を具備することを特徴とするアナログ回路特性調整方法。An analog circuit characteristic adjusting method for adjusting characteristics of an analog circuit formed in a semiconductor integrated circuit,
Wirelessly transmitting the setting value;
Receiving the wirelessly transmitted setting value;
Holding the received setting value;
Changing the characteristic of the analog circuit according to the held set value;
A method for adjusting analog circuit characteristics, comprising:
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