JP2004166250A - Retention register having ordinary functionality independent of retention power source - Google Patents

Retention register having ordinary functionality independent of retention power source Download PDF

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コ ウミン
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ビー、スコット ディヴィッド
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グルラヤラオ スマンス
Hugh T Mair
ティー、メイア ヒュー
Peter H Cumming
エイチ、カミング ピーター
Franck Dahan
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a state retention register for use in low-power standby modes. <P>SOLUTION: The state retention registers for use in low-power standby modes of digital IC operation are provided, wherein: a differential circuit (M1-M3, M1-M4) is used to load the shadow latch from the normal functional latch; the signal (REST, RESTZ) used to store data from the shadow latch to the normal functional latch is a "don't care" signal while the shadow latch is retaining data during low-power standby mode; retained data from the shadow latch are restored to the normal functional latch via a transistor gate connected to a node (N10) of the shadow latch where the retained data are provided; and a power supply (VDD) other than the shadow latch's power supply (VRETAIN) powers the data restore operation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

本発明は全般的にディジタル集積回路に関し、更に特定して言えば、ディジタル集積回路オペレーションの省電力スタンバイ・モードでのリーク電流を低減させることに関連する。   The present invention relates generally to digital integrated circuits and, more particularly, to reducing leakage current in a power saving standby mode of digital integrated circuit operation.

この出願は、米国特許法第119条(e)1に基づき、2002年7月11日に出願された同時継続中の米国仮出願番号60/395,123(ケース番号TI-34822)、2002年8月26日に出願された同番号60/405,902(ケース番号TI-35107)、2002年12月30日に出願された同番号60/437,079(ケース番号TI-35107)、及び2002年12月30日に出願された同番号60/437,061(ケース番号TI-34822)の優先権を主張し、これらのすべてを参照のためここに引用する。   This application is based on 35 USC 119 (e) 1 and is filed concurrently with US Provisional Application No. 60 / 395,123, filed July 11, 2002 (case number TI-34822), August 2002 No. 60 / 405,902 filed on 26th (Case No. TI-35107), No. 60 / 437,079 filed on Dec. 30, 2002 (Case No. TI-35107), and on Dec. 30, 2002 Claim the priority of the same application number 60 / 437,061 (case number TI-34822), all of which are incorporated herein by reference.

CMOS回路などのディジタル集積回路において、より速いクロックレート及びより低い電源電圧が要求されるため、スタンバイ・リーク電流(すなわち、そのクロックがアクティブでないときCMOS回路によって消費される電流)のレベルが急激に増加している。一例として、1.5 Vより低い電源電圧でギガヘルツ領域で動作する数百万個のゲートICは、100 mAまたはそれより大きいスタンバイ・リークを有することがある。このレベルのリーク電流は、ポータブル(バッテリーで動作する)アプリケーションにおいて大きな問題となる。従来、この問題には、状態保持性の、リークの少ないスタンバイ・モードを特色とする製品を導入することによって対処している。
従来の状態保持方式の殆どは、全てのレジスタ要素の状態を維持する間、電源を部分的に或いは全体的に弱める。その電力をリストアする際、全てのノードがレジスタ要素の状態から直接引き出され得るため、全ての回路ノードはそれらの以前の状態に戻る。
従来のパワーダウン・アプリケーションにおいて、スタンバイ電力消費を低減させるため、回路への電源はオフにされ得る。その回路のオペレーションの状態をストアする状態保持フリップフロップは、パワーダウン・フェーズの間、リーク電流の少ないラッチにデータをストアする必要がある。保持ラッチ(今後、シャドウ・ラッチとよぶ)は、厚い酸化物(低リーク)トランジスタで形成され、パワーダウンまたは保持モードで、データを保持するため別個のパーマネント電源によって電力供給される。このような方法の欠点には以下のようなものがある。多数の保持フリップフロップが必要とされるとき、このようなシャドウ・ラッチ実装に必要とされる付加的な回路がチップ・レベルで拡大されること、フリップフロップを保持モードへ駆動する及び保持モードから復帰させるために必要とされる付加的な制御信号の生成が、フリップフロップ領域を増加させるだけでなく、ブロック・レベルの配路(routing)の問題も引起こすこと、付加的なシャドウ・ラッチ及び制御回路は、フリップフロップの伝搬遅延を悪化させ、フリップフロップの、スピード・クリティカル・パスに負荷を与え得ること、などである。
The demand for faster clock rates and lower power supply voltages in digital integrated circuits such as CMOS circuits has led to a sudden rise in the level of standby leakage current (ie, the current consumed by CMOS circuits when the clock is not active). It has increased. As an example, millions of gate ICs operating in the gigahertz range at supply voltages below 1.5 V may have standby leakage of 100 mA or more. This level of leakage current is a major problem in portable (battery operated) applications. Heretofore, this problem has been addressed by introducing a product that features a state-holding, low-leakage standby mode.
Most conventional state retention schemes weaken the power supply partially or entirely while maintaining the state of all register elements. When restoring its power, all circuit nodes return to their previous state, as all nodes can be directly derived from the state of the register elements.
In conventional power-down applications, the power to the circuit can be turned off to reduce standby power consumption. State-holding flip-flops that store the state of operation of the circuit need to store data in low-leakage latches during the power-down phase. Retention latches (hereinafter referred to as shadow latches) are formed of thick oxide (low leakage) transistors and are powered by a separate permanent power supply to retain data in a power down or retention mode. Disadvantages of such a method include the following. When a large number of holding flip-flops are needed, the additional circuitry required for such a shadow latch implementation is scaled at the chip level, driving the flip-flops into and out of the holding mode. The generation of the additional control signals needed to restore not only increases the flip-flop area but also causes block-level routing problems, additional shadow latches and The control circuit may worsen the propagation delay of the flip-flop, load the speed-critical path of the flip-flop, and so on.

上述のように、従来のアプローチの幾つかは、デバイス・リークを減らしつつ状態を保持するため、保持レジスタ(シャドウ・ラッチを含む)を用いる。このような方式の1つは、保持のためのパーマネント電源と、従来のロジック電力のためのバーチャル電源との2つの電源を有する。低V(リークしやすい)デバイスはバーチャル電源で電力供給され、一方、高V(低リークの)デバイスは、保持のために用いられ、パーマネント電源から電力供給される。このアーキテクチャには制約がある。いずれの電源も通常オペレーションのために存在しなければならない。このことは、付加的な電力レールを全てのレジスタに配線するという、物理的な設計上のオーバーヘッドをもたらす。更に、高Vデバイスによって最小動作電圧が制限され、事実上、従来のVbox-minテストの妨げとなる。
前述を考慮すると、従来のアプローチの上述の欠点を避ける、状態保持レジスタを提供することが望ましい。従来のアプローチの種々の欠点は、本発明の種々の典型的な実施例によって避けることができる。これらの実施例は、通常機能ラッチからシャドウ・ラッチにロードするため差動回路が用いられること、低電力スタンバイ・モード中、シャドウ・ラッチがデータを保持している間、シャドウ・ラッチから通常機能ラッチへデータをリストアするために用いられる信号が「ドントケア(don’t care)」信号であること、保持されたデータが供給されるシャドウ・ラッチのノードに接続されたトランジスタ・ゲートを介して、シャドウ・ラッチからの保持されたデータが通常機能ラッチへリストアされること、シャドウ・ラッチの電源以外の電源が、データ・リストア・オペレーションに電力を供給すること、及び、通常機能ラッチは、状態保持機能を実行するために用いられる高Vトランジスタの動作状態とは関係なく動作可能であることを含む。更に、ロジック・モジュールがパワーダウンされている間、ロジック・モジュールの出力を保持するため、隔離装置が提供される。
As mentioned above, some conventional approaches use holding registers (including shadow latches) to maintain state while reducing device leakage. One such scheme has two power supplies, a permanent power supply for holding and a virtual power supply for conventional logic power. Low V t (leaky) devices are powered by the virtual power supply, while high V t (low leak) devices are used for retention and are powered from the permanent power supply. This architecture has limitations. Either power supply must be present for normal operation. This has the physical design overhead of routing additional power rails to all registers. Furthermore, the minimum operating voltage is limited by the high V t devices, effectively hinders conventional Vbox-min test.
In view of the foregoing, it is desirable to provide a state holding register that avoids the above-mentioned disadvantages of conventional approaches. Various disadvantages of the conventional approach can be avoided by various exemplary embodiments of the present invention. These embodiments use a differential circuit to load the shadow latch from the normal function latch, during the low power standby mode, while the shadow latch holds data, That the signal used to restore the data to the latch is a "don't care" signal, via a transistor gate connected to the node of the shadow latch to which the retained data is supplied, That the retained data from the shadow latch is restored to the normal function latch, that a power supply other than the power supply of the shadow latch powers the data restore operation, and that the normal function latch retains state. that the operating state of the high V t transistors used to perform the functions operable regardless No. Further, an isolation device is provided to hold the output of the logic module while the logic module is powered down.

図1は、本発明の典型的な実施例に従った電力スイッチング配置の概略を示す。図1に示すように、モジュール・レベル電源VDDとチップ・レベル(パーマネント)電源VCCを、選択的に(信号UP/DNに応答して)接続及び切断するためのヘッダー・スイッチとして、適切なトランジスタが提供される。モジュール・レベル電源VDDは、本発明に従って状態保持レジスタを含むロジック・モジュールのための動作電力を提供する。VDDは、UP/DNがアクティブ化されるときVCCに接続され、UP/DNが非アクティブ化されるときVCCから切断される。   FIG. 1 shows a schematic of a power switching arrangement according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a suitable transistor as a header switch for selectively (in response to signals UP / DN) connecting and disconnecting the module level power supply VDD and the chip level (permanent) power supply VCC. Is provided. The module level power supply VDD provides operating power for a logic module including a state holding register according to the present invention. VDD is connected to VCC when UP / DN is activated and disconnected from VCC when UP / DN is deactivated.

図2は、本発明に従って状態保持レジスタに用いるための状態保持能力を有するフリップフロップの典型的な実施例の概略を示す。図2のフリップフロップは、MTCMOS(multi-threshold CMOS)フリップフロップである。このMTCMOSフリップフロップは、ロジック・モジュール全体で用いられ第1のゲート酸化物厚みを有する通常のコア・トランジスタを含み、更に、通常のコア・トランジスタよりも厚いゲート酸化物を有する(及びそれに対応してリークが少ない)付加的なトランジスタを含む。これらの厚いゲート酸化物トランジスタは、フリップフロップの状態保持機能を実行するために用いられる。ノードN10とN11との間に背中合わせに接続されるインバータは、通常機能(この例では、DQ)フリップフロップ回路から電力が取り除かれている間、データを保持するためのシャドウ・ラッチを形成する。これらのインバータは、厚い酸化物(低リーク)トランジスタで形成され、パーマネント電源VCCから生成される別個の電源VRETAINによって電力供給される(図1も参照)。一例として、VRETAINは、幾つかの実施例ではVRETAIN電源によって電力供給され得、別の実施例ではVCCに接続され得る(図1で破線で示されている)。図2のフリップフロップの残りは、モジュール・レベル電源VDDによって電力供給され、モジュール・レベル電源VDDは、状態保持レジスタがあるロジック・モジュールの他のロジックにも電力供給する。シャドウ・ラッチを含む、図2のフリップフロップ全体は、共通接地を、関連するロジック・モジュールの残りと共有する。
相補クロック信号CLK及びCLKZは、通常機能フリップフロップ回路を動作させるための従来の方法で用いられる。保存信号SAVE及びリストア信号REST(及びその反転信号RESTZ)は、図2のフリップフロップを、オペレーションのアクティブ・モードと状態保持モードとの間で移行させるために用いられる。オペレーションのアクティブ・モード(すなわち、通常機能フリップフロップ・オペレーション)の間、SAVE及びREST信号は、論理ゼロ・レベルに維持される。
VCCからVDDを切断する前に(図1も参照)、通常機能フリップフロップ回路にストアされたデータはシャドウ・ラッチに保存されなければならない。これを行なうため、SAVE信号が高にストローブ(strobe)され、それにより、M1、M2及びM3の差動プルダウン・ネットワークをアクティブ化する。プルダウン・ネットワークは一対の脚(leg)を含み、これらは、通常機能フリップフロップのスレーブ・ラッチのインバータ21の入力及び出力で、相補記憶ノードにそれぞれ接続される。通常機能フリップフロップの論理状態に依って、差動プルダウン・ネットワークの脚の一方は、データをシャドウ・ラッチに保存するためアクティブ化される。プルダウン・ネットワークは、シャドウ・ラッチの弱い厚い酸化物PMOSトランジスタをファイトオフ(fight off)するように設計され得る。幾つかの実施例において、M1、M2及びM3のトランジスタ、及びシャドウ・ラッチのトランジスタは、最悪のプロセス・コーナー・シナリオで通常機能フリップフロップの内容がシャドウ・ラッチに書き込まれることを確実にするために、大きさが定められる。最悪のシナリオにおいて、ウィーク・プロセス・コーナー(weak process corner)のNMOSトランジスタM1及びM2は、ストロング・プロセス・コーナー(strong process corner)のシャドウ・ラッチの関連するPMOSトランジスタをファイトオフする必要がある。図2のフリップフロップは、低温及び低電源電圧の前述の最悪プロセス・コーナー・シナリオに対して設計することによって、幾つかの実施例において、更に一層強くされ信頼性が高められ得る。
SAVE信号がストローブされ、通常機能フリップフロップからシャドウ・ラッチにデータがストアされた後、図2のフリップフロップは、保持モードに入る準備ができている。図1のヘッダー・スイッチが、VCCとVDDを切り離すために用いられるため、VDDによって電力供給されるロジック・モジュールの全てのノードは、ほぼゼロボルトに減衰する。しかし、シャドウ・ラッチは、別個の電源VRETAINによって引き続き電力供給されているため、データはシャドウ・ラッチに保持されている。通常機能フリップフロップ回路をパワーダウンさせた状態で、シャドウ・ラッチがデータを保持している間リーク電流を減らすため、シャドウ・ラッチ・データ記憶ノードN10及びN11は、パワーダウンさせた回路から隔離されなければならない。これは、厚い酸化物トランジスタM1、M2、M5及びM6によって成される。M4−M7のトランジスタ・スタックは、状態保持記憶ノードN10を通常機能フリップフロップのノードN8にスイッチ可能に接続する。例えばノードN11とノードN8との間のパスゲート配置ではなく、このトランジスタ・スタック配置を用いることにより、記憶ノードN11をパスゲート配置のソース(又はドレイン)に接続させるのではなく、記憶ノードN10をトランジスタM5及びM6のゲートに接続させることができる。厚い酸化物トランジスタM5及びM6のゲートへのノードN10の接続は、シャドウ・ラッチからの電流リークの可能性を都合よく低減させる。
相補信号REST及びRESTZは、シャドウ・ラッチから通常機能フリップフロップへデータをリストアするために用いられる。VDDがVCCに再接続されると(図1も参照)、信号RESTが論理1電圧に駆動される。これは、M5−M6のインバータに電力供給するように薄い酸化物トランジスタM4及びM7をアクティブ化し、これにより、保持されたデータをリストアするための、シャドウ・ラッチから通常機能フリップフロップのスレーブラッチへのリード・バック・パスがつくられる。更に、信号RESTが論理1電圧に駆動されるとき、M8及びM9の薄い酸化物トランジスタは、通常機能フリップフロップのスレーブラッチのフィードバック・パスをディセーブルする。VDDのVCCへの再接続の際、シャドウ・ラッチのみが、M4−M7のインバータを介してノードN8を駆動する。これにより、ノードN8が、VCCからVDDを切断する前にそこにあった電圧までリストアされることが確実となる。シャドウ・ラッチがノードN8をその以前の電圧まで駆動した後、VDDがVCCに再接続され、その後、REST信号が論理ゼロに戻される。この時点で、シャドウ・ラッチは、図2の通常機能フリップフロップ部分から隔離され、その通常機能DQフリップフロップ・オペレーションを再開する準備ができる。
FIG. 2 schematically illustrates an exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 2 is an MTCMOS (multi-threshold CMOS) flip-flop. The MTCMOS flip-flop includes a conventional core transistor used throughout the logic module and having a first gate oxide thickness, and further has a thicker gate oxide (and correspondingly) than a conventional core transistor. (With low leakage). These thick gate oxide transistors are used to perform the flip-flop's state holding function. The inverter connected back-to-back between nodes N10 and N11 forms a shadow latch for holding data while power is removed from the normal function (DQ in this example) flip-flop circuit. These inverters are formed of thick oxide (low leakage) transistors and are powered by a separate power supply VRETAIN generated from a permanent power supply VCC (see also FIG. 1). As an example, VRETAIN may be powered by a VRETAIN power supply in some embodiments and may be connected to VCC in another embodiment (shown in dashed lines in FIG. 1). The remainder of the flip-flop of FIG. 2 is powered by the module level power supply VDD, which also powers the other logic of the logic module with the state holding register. The entire flip-flop of FIG. 2, including the shadow latch, shares a common ground with the rest of the associated logic module.
The complementary clock signals CLK and CLKZ are used in a conventional manner for operating a normal function flip-flop circuit. The save signal SAVE and the restore signal REST (and its inverted signal RESTZ) are used to transition the flip-flop of FIG. 2 between an active mode of operation and a state holding mode. During the active mode of operation (ie, normal function flip-flop operation), the SAVE and REST signals are maintained at a logic zero level.
Before disconnecting VDD from VCC (see also FIG. 1), the data stored in the normal function flip-flop circuit must be stored in the shadow latch. To do this, the SAVE signal is strobed high, thereby activating the differential pull down networks of M1, M2 and M3. The pull-down network includes a pair of legs, which are the inputs and outputs of the inverter 21 of the slave latch of the normal function flip-flop, respectively, connected to the complementary storage nodes. Depending on the logic state of the normal function flip-flop, one of the legs of the differential pull-down network is activated to store data in the shadow latch. The pull-down network can be designed to fight off shadow oxide weak thick oxide PMOS transistors. In some embodiments, the M1, M2 and M3 transistors and the shadow latch transistors are used to ensure that the contents of the normal function flip-flop are written to the shadow latch in a worst case process corner scenario. In addition, the size is determined. In a worst case scenario, the weak process corner NMOS transistors M1 and M2 need to fight off the associated PMOS transistor of the strong process corner shadow latch. The flip-flop of FIG. 2 can be made even stronger and more reliable in some embodiments by designing for the aforementioned worst-case process corner scenario at low temperatures and low supply voltages.
After the SAVE signal has been strobed and the data has been stored in the shadow latch from the normal function flip-flop, the flip-flop of FIG. 2 is ready to enter hold mode. Since the header switch of FIG. 1 is used to decouple VCC and VDD, all nodes of the logic module powered by VDD will decay to near zero volts. However, since the shadow latch is still powered by a separate power supply VRETAIN, data is being held in the shadow latch. With the normal function flip-flop circuit powered down, the shadow latch data storage nodes N10 and N11 are isolated from the powered down circuit to reduce leakage current while the shadow latch holds data. There must be. This is achieved by the thick oxide transistors M1, M2, M5 and M6. The transistor stack of M4-M7 switchably connects state storage node N10 to node N8 of the normal function flip-flop. For example, by using this transistor stack arrangement rather than the passgate arrangement between nodes N11 and N8, instead of connecting storage node N11 to the source (or drain) of the passgate arrangement, storage node N10 is connected to transistor M5. And the gate of M6. The connection of node N10 to the gates of thick oxide transistors M5 and M6 advantageously reduces the potential for current leakage from the shadow latch.
Complementary signals REST and RESTZ are used to restore data from shadow latches to normal function flip-flops. When VDD is reconnected to VCC (see also FIG. 1), signal REST is driven to a logic 1 voltage. This activates the thin oxide transistors M4 and M7 to power the M5-M6 inverter, thereby moving from the shadow latch to the slave latch of the normal function flip-flop to restore the retained data. A read back pass is created. Further, when signal REST is driven to a logic one voltage, the thin oxide transistors of M8 and M9 disable the feedback path of the slave latch of the normal function flip-flop. Upon reconnection of VDD to VCC, only the shadow latch drives node N8 through the M4-M7 inverter. This ensures that node N8 is restored to the voltage that was there before disconnecting VDD from VCC. After the shadow latch drives node N8 to its previous voltage, VDD is reconnected to VCC, after which the REST signal is returned to logic zero. At this point, the shadow latch is isolated from the normal function flip-flop portion of FIG. 2 and is ready to resume its normal function DQ flip-flop operation.

図3は、本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持フリップフロップ配置の更なる典型的な実施例の直接関係する部分の概略を示す。図3は、薄い酸化物トランジスタM4及びM7がノードN8を駆動する一方、厚い酸化物トランジスタM5がVDDとM4との間に接続され、厚い酸化物トランジスタM6がM7と接地との間に接続されるフリップフロップを示す。トランジスタM4−M7を制御するゲート信号は、図2に示したものと同様である。状態保持フリップフロップの残りは、図2に示した構造と同一であり得、図3の配置は、全般的に、図2に関連して上述したものと同様の方法で機能する。   FIG. 3 shows a schematic of the pertinent parts of a further exemplary embodiment of a state holding flip-flop arrangement for use in a state holding register according to the invention. FIG. 3 shows that thin oxide transistors M4 and M7 drive node N8, while thick oxide transistor M5 is connected between VDD and M4, and thick oxide transistor M6 is connected between M7 and ground. FIG. Gate signals for controlling the transistors M4 to M7 are the same as those shown in FIG. The rest of the state holding flip-flop may be identical to the structure shown in FIG. 2, and the arrangement of FIG. 3 functions in a similar manner as generally described above in connection with FIG.

図8は、本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例の概略を示す。図8において(及び、図9及び図10においても)、図2及び図3の参照文字M1、M2などが再び用いられているが、図から分かるように、これらは図2及び図3で指しているものと必ずしも同じタイプのトランジスタ(NMOS又はPMOS、厚い又は薄い酸化物)を指すわけではない。図8のフリップフロップはMTCMOS(multi-threshold CMOS)フリップフロップである。図2と同様に、図8のフリップフロップは、ロジック・モジュール全体で用いられ第1のゲート酸化物厚みを有する通常のコア・トランジスタを含み、更に、通常のコア・トランジスタよりも厚いゲート酸化物を有する(及びそれに対応してリークが少ない)付加的なトランジスタを含む。これらの厚いゲート酸化物トランジスタは、フリップフロップの状態保持機能を実行するために用いられる。ノードN10とN11との間に背中合わせに接続されるインバータは、通常機能フリップフロップ回路から電力が取り除かれている間、データを保持するためのシャドウ・ラッチを形成し、ここで、通常機能フリップフロップ回路は、例えば、図2に関連して上述したものと全般的に同じであってよい。ノードN10とN11との間のインバータは、厚い酸化物(低リーク)トランジスタで形成され、図1及び図2に関連して上述した、別個の電源VRETAINによって電力供給される。図8のフリップフロップの残りは、モジュール・レベル電源VDDによって電力供給され、モジュール・レベル電源VDDは、状態保持レジスタがあるロジック・モジュールのその他のロジックにも電力供給する。図2と同様に、シャドウ・ラッチを含む、図8のフリップフロップ全体は、共通接地を、関連するロジック・モジュールの残りと共有する。図2と同様に、SAVE信号及びREST信号は、フリップフロップを、オペレーションのアクティブ・モードと状態保持モードとの間で移行させるために用いられる。オペレーションのアクティブ(通常)モードの間、SAVE及びREST信号は論理ゼロ・レベルに維持される。
図2と同様に、VCCからVDDを切断する前に(図1も参照)、通常機能フリップフロップ回路にストアされたデータがシャドウ・ラッチに保存されなければならない。これを行なうため、SAVE信号が高にストローブされ、それにより、トランジスタM1、M2、M3及びM4を含む差動プルダウン・ネットワークをアクティブ化する。プルダウン・ネットワークは一対の脚を含み、これらは、通常機能フリップフロップのスレーブ・ラッチのインバータ21の入力及び出力で、相補記憶ノードにそれぞれ接続される。通常機能フリップフロップの論理状態に依って、差動プルダウン・ネットワークの脚の一方は、データを通常機能フリップフロップからシャドウ・ラッチに保存するため、SAVE信号に応答してアクティブ化される。プルダウン・ネットワークは、シャドウ・ラッチの弱い厚い酸化物PMOSトランジスタをファイトオフするように設計され得る。幾つかの実施例において、トランジスタM1−M4及びシャドウ・ラッチのトランジスタは、最悪のプロセス・コーナー・シナリオで通常機能フリップフロップの内容がシャドウ・ラッチに書き込まれることを確実にするために、大きさが定められる。最悪のシナリオにおいて、ウィーク・プロセス・コーナーのNMOSトランジスタM3及びM4は、ストロング・プロセス・コーナーのシャドウ・ラッチのPMOSトランジスタをファイトオフする必要がある。図8のフリップフロップは、低温及び低電源電圧の最悪プロセス・コーナー・シナリオに対して設計することによって、幾つかの実施例において、更に一層強くされ信頼性が高められ得る。
SAVE信号がストローブされ、通常機能フリップフロップからシャドウ・ラッチにデータがストアされた後、図8のフリップフロップは、保持モードに入る準備ができている。図1のヘッダー・スイッチが、VCCとVDDを切り離すために用いられるため、VDDによって電力供給されるロジック・モジュールの全てのノードは、ほぼゼロボルトに減衰する。しかし、シャドウ・ラッチは、別個の電源VRETAIN(図8には明示していない)によって引き続き電力供給されているため、データはシャドウ・ラッチに保持されている。通常機能フリップフロップ回路をパワーダウンさせた状態で、シャドウ・ラッチがデータを保持している間リーク電流を減らすため、シャドウ・ラッチ・データ記憶ノードN10及びN11は、パワーダウンさせた回路から隔離されなければならない。これは、厚い酸化物トランジスタM3、M4、M5及びM6によって成される。トランジスタM5、M6、M7及びM8は差動プルダウン構造を形成し、これが、ノードN10及びN11にストアされたデータを、それぞれノードN7及びN8へリストアすることを可能にする。例えばノードN10、N11とノードN7、N8との間のパスゲート配置ではなく、このプルダウン・ネットワークを用いることにより、記憶ノードN10及びN11をパスゲート配置のソース(又はドレイン)に接続させるのではなく、N10及びN11の記憶ノードを、トランジスタM6及びM5のゲートに接続させることができる。ノードN10及びN11を、それぞれ、厚い酸化物トランジスタM6及びM5のゲートへ接続することは、シャドウ・ラッチからの電流リークの可能性を都合よく低減させる。
REST信号は、シャドウ・ラッチから通常機能フリップフロップへデータをリストアするために用いられる。VDDがVCCに再接続される前に(図1も参照)、信号RESTが論理1電圧に駆動される。これは、M5−M8のプルダウン・ネットワークをアクティブ化し、トランジスタM9及びM10は、シャドウ・ラッチに保持されていたデータをラッチするため、正のフィードバックを提供する。これにより、保持されたデータをリストアするための、シャドウ・ラッチから通常機能フリップフロップのスレーブラッチへのリード・バック・パスがつくられる。更に、信号RESTが論理1電圧に駆動されるとき、M11の薄い酸化物トランジスタが、通常機能フリップフロップのスレーブラッチのフィードバック・パスをディセーブルする。VDDのVCCへの再接続の際、シャドウ・ラッチのみがノードN7及びN8を駆動する。これにより、ノードN7及びN8が、VCCからVDDを切断する前にそこにあったそれぞれの電圧までリストアされることが確実となる。シャドウ・ラッチがノードN7及びノードN8をそれらの以前の電圧まで駆動した後、VDDがVCCに再接続され、その後、REST信号が論理ゼロに戻される。この時点で、シャドウ・ラッチは、図8の通常機能フリップフロップ部分から隔離され、その通常機能DQフリップフロップ・オペレーションを再開する準備ができる。
FIG. 8 shows a schematic diagram of a further exemplary embodiment of a flip-flop with state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. In FIG. 8 (and also in FIGS. 9 and 10), the reference characters M1, M2, etc. of FIGS. 2 and 3 are again used, but as can be seen, they are referred to in FIGS. 2 and 3. Does not necessarily refer to the same type of transistor (NMOS or PMOS, thick or thin oxide). The flip-flop in FIG. 8 is an MTCMOS (multi-threshold CMOS) flip-flop. As in FIG. 2, the flip-flop of FIG. 8 includes a normal core transistor used throughout the logic module and having a first gate oxide thickness, and further includes a thicker gate oxide than the normal core transistor. (And correspondingly low leakage). These thick gate oxide transistors are used to perform the flip-flop's state holding function. The inverter connected back-to-back between nodes N10 and N11 forms a shadow latch for holding data while power is removed from the normal function flip-flop circuit, where the normal function flip-flop is The circuit may be, for example, generally the same as described above in connection with FIG. The inverter between nodes N10 and N11 is formed of a thick oxide (low-leakage) transistor and is powered by a separate power supply VRETAIN, described above in connection with FIGS. The rest of the flip-flop of FIG. 8 is powered by the module level power supply VDD, which also powers the other logic of the logic module with the state holding register. Like FIG. 2, the entire flip-flop of FIG. 8, including the shadow latch, shares a common ground with the rest of the associated logic module. As in FIG. 2, the SAVE and REST signals are used to transition the flip-flop between an active mode of operation and a hold mode. During the active (normal) mode of operation, the SAVE and REST signals are maintained at a logic zero level.
As in FIG. 2, before disconnecting VDD from VCC (see also FIG. 1), the data stored in the normal function flip-flop circuit must be stored in the shadow latch. To do this, the SAVE signal is strobed high, thereby activating a differential pull-down network including transistors M1, M2, M3 and M4. The pull-down network includes a pair of legs, which are the inputs and outputs of the inverter 21 of the slave latch of the normal function flip-flop, respectively, connected to the complementary storage nodes. Depending on the logic state of the normal function flip-flop, one of the legs of the differential pull-down network is activated in response to the SAVE signal to save data from the normal function flip-flop to the shadow latch. The pull-down network can be designed to fight off shadow oxide weak thick oxide PMOS transistors. In some embodiments, transistors M1-M4 and the transistors of the shadow latch are sized to ensure that the contents of the normal function flip-flop are written to the shadow latch in a worst case process corner scenario. Is determined. In a worst case scenario, the weak process corner NMOS transistors M3 and M4 need to fight off the strong process corner shadow latch PMOS transistor. The flip-flop of FIG. 8 may be made even stronger and more reliable in some embodiments by designing for the worst-case process corner scenario at low temperatures and low supply voltages.
After the SAVE signal has been strobed and the data has been stored in the shadow latch from the normal function flip-flop, the flip-flop of FIG. 8 is ready to enter hold mode. Since the header switch of FIG. 1 is used to decouple VCC and VDD, all nodes of the logic module powered by VDD will decay to near zero volts. However, since the shadow latch is still powered by a separate power supply VRETAIN (not explicitly shown in FIG. 8), data is being held in the shadow latch. With the normal function flip-flop circuit powered down, the shadow latch data storage nodes N10 and N11 are isolated from the powered down circuit to reduce leakage current while the shadow latch holds data. There must be. This is achieved by the thick oxide transistors M3, M4, M5 and M6. Transistors M5, M6, M7 and M8 form a differential pull down structure, which allows data stored at nodes N10 and N11 to be restored to nodes N7 and N8, respectively. For example, by using this pull-down network, rather than connecting the storage nodes N10 and N11 to the sources (or drains) of the passgate arrangement, rather than connecting the storage nodes N10 and N11 to the sources (or drains) of the nodes N10 and N11 and the nodes N7 and N8. And N11 can be connected to the gates of transistors M6 and M5. Connecting nodes N10 and N11 to the gates of thick oxide transistors M6 and M5, respectively, advantageously reduces the potential for current leakage from the shadow latch.
The REST signal is used to restore data from the shadow latch to a normal function flip-flop. Before VDD is reconnected to VCC (see also FIG. 1), signal REST is driven to a logic 1 voltage. This activates the pull-down network of M5-M8, and transistors M9 and M10 provide positive feedback to latch the data held in the shadow latch. This creates a read-back path from the shadow latch to the slave latch of the normal function flip-flop to restore the retained data. Further, when signal REST is driven to a logic one voltage, the thin oxide transistor of M11 disables the feedback path of the slave latch of the normal function flip-flop. Upon reconnection of VDD to VCC, only the shadow latch drives nodes N7 and N8. This ensures that nodes N7 and N8 are restored to their respective voltages prior to disconnecting VDD from VCC. After the shadow latch drives nodes N7 and N8 to their previous voltages, VDD is reconnected to VCC and the REST signal is then returned to logic zero. At this point, the shadow latch is isolated from the normal function flip-flop portion of FIG. 8 and is ready to resume its normal function DQ flip-flop operation.

図9は、本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例の概略を示す。図9の配置において、通常機能フリップフロップ回路は、図2及び図8に示したような正のエッジトリガ型設計ではなく、負のエッジトリガ型設計である。この状況で、保存及びリストア・オペレーションが、通常機能フリップフロップ回路のマスター・ラッチに関連して成され得るように、状態保持回路は、図示するように通常機能フリップフロップ回路のノードN2及びN3に接続される。つまり、通常機能フリップフロップ回路のマスター・ラッチからのデータはシャドウ・ラッチに保存され得、シャドウ・ラッチに保存されたデータは、通常機能フリップフロップ回路のマスター・ラッチにリストアされ得る。図9の状態保持回路、つまり、シャドウ・ラッチ、SAVEプルダウン・ネットワークM1−M4、及びRESTOREプルダウン・ネットワークM5−M10は、幾つかの実施例において、図8に関連して上述したものと同じであってもよい。図9において、REST信号が論理1電圧に駆動されるとき、薄い酸化物トランジスタ91は、通常機能フリップフロップのマスター・ラッチのフィードバック・パスをディセーブルする。   FIG. 9 shows a schematic diagram of a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. In the arrangement of FIG. 9, the normal function flip-flop circuit is of a negative edge trigger type design instead of a positive edge trigger type design as shown in FIGS. In this situation, the state holding circuit is connected to nodes N2 and N3 of the normal function flip-flop circuit as shown, so that save and restore operations can be performed in relation to the master latch of the normal function flip-flop circuit. Connected. That is, data from the master latch of the normal function flip-flop circuit can be stored in the shadow latch, and data stored in the shadow latch can be restored to the master latch of the normal function flip-flop circuit. The state holding circuits of FIG. 9, namely, the shadow latches, the SAVE pull-down networks M1-M4, and the RESTORE pull-down networks M5-M10 are, in some embodiments, the same as those described above in connection with FIG. There may be. In FIG. 9, when the REST signal is driven to a logic one voltage, the thin oxide transistor 91 disables the feedback path of the master latch of the normal function flip-flop.

図10は、本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例の概略を示す。図10のフリップフロップは、状態保持機能がクロック入力CLKとは独立して成され得る、クロック・フリー保持方式を用いる。これは、例えば、そのクロック入力を、他のフリップフロップのデータ出力から得るフリップフロップなど、パワーアップの際にそのクロック入力が未知であるフリップフロップに有益である。図10のフリップフロップは、全般的に図8のフリップフロップと同様であるが、マスター・ラッチのノードN3と、直列に接続されたトランジスタM8及びM10の接続ポイントで定義されるノードN9との間に、転送ゲートTG3が付加され、ノードN9と、スレーブ・ラッチのノードN8との間に、転送ゲートTG4が付加されている。図10のフリップフロップのSAVEオペレーションは、図8に関連して上述したものと同じであり得る。REST信号がアクティブ化されるとき、CLK状態とは独立してノードN7がリストアされる。更に、ノードN9がリストアされる。その後、ノードN9は、CLKが高か低かに従って、マスター・ラッチのノードN3(CLKが高のとき)、又は、スレーブ・ラッチのノードN8(CLKが低のとき)を駆動する。CLKが低の場合、スレーブ・ラッチのループを終了するため、データはノードN8にリストアされる。CLKが高の場合、ノードN7が、転送ゲートTG1及びTG2を介してノードN2及びN4を駆動し、ノードN9が、転送ゲートTG3を介してノードN3を駆動する。これにより、マスター・ラッチのループが終了する。
幾つかの典型的な実施例において、トランジスタM9及びM10は、各々、0.2 umの幅及び0.4 umの長さを有し得る。図10のフリップフロップは、REST信号のアクティブ化がマスター・ラッチのフィードバック・パスをディセーブルするように、図9に関連して上述したトランジスタ91を更に含む。
FIG. 10 shows a schematic diagram of a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. The flip-flop of FIG. 10 uses a clock-free holding scheme, in which the state holding function can be performed independently of the clock input CLK. This is useful for flip-flops whose clock input is unknown at power-up, for example, a flip-flop whose clock input is derived from the data output of another flip-flop. The flip-flop of FIG. 10 is generally similar to the flip-flop of FIG. 8, but between the master latch node N3 and the node N9 defined by the connection point of the transistors M8 and M10 connected in series. , A transfer gate TG3 is added, and a transfer gate TG4 is added between the node N9 and the node N8 of the slave latch. The SAVE operation of the flip-flop of FIG. 10 may be the same as described above in connection with FIG. When the REST signal is activated, node N7 is restored independent of the CLK state. Further, the node N9 is restored. Node N9 then drives master latch node N3 (when CLK is high) or slave latch node N8 (when CLK is low) depending on whether CLK is high or low. If CLK is low, data is restored to node N8 to end the slave latch loop. When CLK is high, node N7 drives nodes N2 and N4 via transfer gates TG1 and TG2, and node N9 drives node N3 via transfer gate TG3. This terminates the master latch loop.
In some exemplary embodiments, transistors M9 and M10 may have a width of 0.2 um and a length of 0.4 um, respectively. The flip-flop of FIG. 10 further includes a transistor 91 as described above in connection with FIG. 9 such that activation of the REST signal disables the master latch feedback path.

図4は、本発明に従ったワイヤレス通信装置の典型的な実施例の直接関係する部分の概略を示す。図4のワイヤレス通信装置は、エアー・インタフェース42を介する通信を可能にするためのアンテナ構造41を含む。データ処理装置43は、エアー・インタフェース42での通信に関連するデータ処理オペレーションを行なうことができる。ワイヤレス通信インタフェースは、データ処理装置43をアンテナ構造41にインターフェースさせるための従来の技術を用いることができる。ユーザ・インターフェース44は、データ処理装置43をワイヤレス通信装置のユーザにインターフェースさせるための従来の技術を用いることができる。
データ処理装置43は、データ処理オペレーションを行なうためのロジックを含む複数のロジック・モジュールと、そのデータ処理オペレーションに関連するデータをストアするための状態保持レジスタとを含む。これらのレジスタは、例えば、図2、図3及び図8−10に示した状態保持フリップフロップなど、対応する複数の状態保持フリップフロップから構成される。データ処理装置43は、電力状態コントローラ45を更に含み、幾つかの実施例において、電力状態コントローラ45は、適切な制御信号をヘッダー・スイッチ及びロジック・モジュールに提供するため、ステートマシンを用いる。図4に示すように、電力状態コントローラは、それぞれのヘッダー・スイッチに制御信号UP/DNを提供し、ロジック・モジュールの各々に分配するための制御信号REST、RETZ(以下に説明する)及びSAVEを提供する。電力状態コントローラ45は、図2、図3及び図8−10に関連して上述した典型的なオペレーションを適切に実行するように、これらの制御信号をアクティブ化する。
FIG. 4 shows a schematic of the relevant parts of an exemplary embodiment of a wireless communication device according to the invention. The wireless communication device of FIG. 4 includes an antenna structure 41 for enabling communication via the air interface. The data processing unit 43 can perform data processing operations related to communication on the air interface 42. The wireless communication interface may use conventional techniques for interfacing the data processing device 43 to the antenna structure 41. User interface 44 may use conventional techniques for interfacing data processing device 43 to a user of a wireless communication device.
The data processing unit 43 includes a plurality of logic modules including logic for performing a data processing operation, and a state holding register for storing data related to the data processing operation. These registers include a plurality of corresponding state holding flip-flops, such as the state holding flip-flops shown in FIGS. 2, 3 and 8-10. Data processing unit 43 further includes a power state controller 45, which in some embodiments uses a state machine to provide appropriate control signals to header switches and logic modules. As shown in FIG. 4, the power state controller provides a control signal UP / DN to each header switch to control signals REST, RETZ (described below) and SAVE for distribution to each of the logic modules. I will provide a. Power state controller 45 activates these control signals to properly perform the exemplary operations described above in connection with FIGS. 2, 3, and 8-10.

図5は、電力状態コントローラ45によって生成される制御信号のタイミング関係を示すタイミング図である。図5のVDD波形は、全般的に、図4のUP/DN信号のアクティブ化(VDDオン)及び非アクティブ化(VDDオフ)に時間的に対応することに注意されたい。
幾つかの実施例において、高レベル制御ロジック46は、オペレーションの低電力スタンバイ(状態保持)モードを実行するように電力状態コントローラ45に指令し、その結果、電力状態コントローラ45は、スタンバイ・モードを実行するため、上述の典型的な信号発信を行ない、これを高レベル制御ロジック46に報告することができる。ロジック46及びコントローラ45は、幾つかの実施例において、VRETAINによって電力供給され得る。
図4のワイヤレス通信装置は、例えば、携帯電話又はその他の移動体通信器、ラップトップ・コンピュータ、PDAなどであり得る。幾つかの実施例において、データ処理装置43は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはディジタル・シグナル・プロセッサなどの単一の集積回路として提供される。
再び図2及び図8−10を参照するが、状態保持の間、SAVE信号は低であることが保証されなければならない。幾つかの実施例において、SAVEは、保持電源VRETAIN(今後、VRETともいう)によって電力供給されるバッファ・ツリーを用いて分配される。これらの実施例において、所定のロジック・モジュールの状態保持回路にSAVEを分配するバッファ・ツリーは、関連するロジック・モジュールが位置する集積回路の領域に埋込まれた、複数のバッファ・セルを含む。これらのバッファ・セルは、状態保持回路にSAVEを配するように適切に相互接続される。幾つかの実施例において、各バッファ・セルは、スイッチングされていないVDD金属、つまり、VRETに接続された金属層、の真下に配置される。各バッファ・セルは、全金属及びバイア層の垂直スタックによって、スイッチングされていないVDD金属に接続される。この配置の一例を全般的に図6Bに示す。
ここで図6Bを参照すると、典型的なバッファ・セルは、インバータを形成するため630及び640で相互接続された厚い酸化物トランジスタ610及び620を含む。保持電圧VRETに接続された金属層MET6も、全体を650で示す全金属及びバイア層の垂直スタックによって、トランジスタ620(例えば、PMOSトランジスタ)に接続される。650の垂直スタックは、金属層MET6と更なる金属層MET1との間に延びる。金属層MET1は、トランジスタ610及び620のゲート、ソース、及びドレインへの接続性を提供する。650の垂直スタックは、VRETをトランジスタ620に接続する。トランジスタ620を含むNウェル660は、全体を670で示すように隣接するセルから電気的に隔離される。図6Bの配置において、Nウェル660は、隣接するバッファ・セルのNウェルに対する570 nmの間隔ルールに従う。
FIG. 5 is a timing chart showing a timing relationship of a control signal generated by the power state controller 45. Note that the VDD waveform of FIG. 5 generally corresponds in time to the activation (VDD on) and deactivation (VDD off) of the UP / DN signal of FIG.
In some embodiments, the high-level control logic 46 commands the power state controller 45 to perform a low-power standby (hold state) mode of operation, such that the power state controller 45 enters the standby mode. To do so, the typical signaling described above can be made and reported to the high level control logic 46. Logic 46 and controller 45 may be powered by VRETAIN in some embodiments.
The wireless communication device of FIG. 4 may be, for example, a mobile phone or other mobile communicator, a laptop computer, a PDA, or the like. In some embodiments, data processing unit 43 is provided as a single integrated circuit, such as a microprocessor, microcontroller, or digital signal processor.
Referring again to FIGS. 2 and 8-10, during the state hold, the SAVE signal must be guaranteed to be low. In some embodiments, the SAVE is distributed using a buffer tree powered by a holding power supply VRETAIN (hereinafter also referred to as VRET). In these embodiments, the buffer tree that distributes SAVE to the state holding circuit of a given logic module includes a plurality of buffer cells embedded in the area of the integrated circuit where the associated logic module is located. . These buffer cells are suitably interconnected to provide a SAVE to the state holding circuit. In some embodiments, each buffer cell is located beneath the unswitched VDD metal, ie, the metal layer connected to VRET. Each buffer cell is connected to the unswitched VDD metal by a vertical stack of all metal and via layers. An example of this arrangement is shown generally in FIG. 6B.
Referring now to FIG. 6B, a typical buffer cell includes thick oxide transistors 610 and 620 interconnected at 630 and 640 to form an inverter. The metal layer MET6 connected to the holding voltage VRET is also connected to the transistor 620 (eg, a PMOS transistor) by a vertical stack of all metal and via layers, generally indicated at 650. The vertical stack of 650 extends between the metal layer MET6 and the further metal layer MET1. Metal layer MET1 provides connectivity to the gate, source, and drain of transistors 610 and 620. The vertical stack at 650 connects VRET to transistor 620. N-well 660, including transistor 620, is electrically isolated from adjacent cells as indicated generally at 670. In the arrangement of FIG. 6B, N-well 660 follows the 570 nm spacing rule for the N-well of an adjacent buffer cell.

図6Bにおいて、垂直スタック650は、水平トラック5上でトラックと中心合わせされるように(track-centered)配している。層MET1とMET6との間の金属層の配路の長距離のジョグ(long-run jogging)を避けるために、幾つかの実施例において、垂直して隣接するバッファ・セルの水平配列という、更なる最適化が用いられる。幾つかの実施例において、好ましい配路方向の1つ以上のトラックをブロックしない方法で、金属層の金属に対する最小領域ルールが守られる。これにより、配路力(routability)に対する垂直スタック650の影響を減らすことができる。
図6Bに示したバッファ・セル配置により、図7に示したものと同じ一般的な構造であるが保持電源VRETによって電力供給されるバッファ・ツリーによって、SAVE信号及びRETZ信号(以下に説明する)が、所定のロジック・モジュールにわたって分配され得る。
幾つかの実施例は、SAVE(及び/又はRETZ)を分配するため、VDDで電力供給されるバッファ・ツリーを用いる。このような実施例において、状態保持の間、VDDがロジック・モジュールから取り除かれているため、電力状態コントローラ45(図4参照)とロジック・モジュールの状態保持回路との間に、単一のインバータのみが配置され得る。これは全般的に図6Aに示す。電力状態コントローラ45は、図6Aの配置ではSAVE’又はRET(SAVE及びRETZのそれぞれの反転信号)を生成する。信号SAVE’(又はRET)が高である場合、図6Aのインバータが電力を受取っていない間でも、SAVE(又はRETZ)信号は(所望のように)低のままである。
上述の典型的な実施例は多数の利点を提供し、それらの幾つかの例を以下に示す。各状態保持フリップフロップには、大きい方の厚い酸化物トランジスタのうち8つのみ、すなわち、シャドウ・ラッチの4つのトランジスタ、シャドウ・ラッチに書き込むための2つのトランジスタ、及び、シャドウ・ラッチを読み出すための2つのトランジスタ、しか必要とされない。2つの厚い酸化物PMOSトランジスタのみ、すなわち、シャドウ・ラッチ・インバータのPMOSトランジスタ、が別個のNウェルに含まれる(図2及び図8−10も参照)。状態保持の間、厚い酸化物(低リーク)トランジスタのみがバイアスされたままであるため、状態保持中の電流リークは低減される。
状態保持モードの間、REST信号は不定であり得る。これにより、全般的に図7に示すように、REST信号を状態保持レジスタに分配するため、都合よく、完全にアクティブなバッファ・ツリー(VDDによって電力供給される)を用いることができる。このため、VDDがVCCに再接続されるとき、REST信号は非常に早く(例えば、数ナノ秒で)伝搬することができるため、シャドウ・ラッチからのデータは、非常に早く、例えば、100ナノ秒程度で、通常機能フリップフロップにリストアされ得る。100ナノ秒の範囲のリストア時間だと、リストア・オペレーションが、システム・ソフトウェア又はハードウェアによって検知されないほど速く起こるため、ロジック・モジュールは、いつでも低電力状態保持モードに配置され得る。このため、状態保持モードは、データ処理システムに対してトランスペアレントである。
In FIG. 6B, vertical stack 650 is track-centered on horizontal track 5. In order to avoid long-run jogging of the metal layer routing between layers MET1 and MET6, in some embodiments, a horizontal arrangement of vertically adjacent buffer cells is used. Some optimization is used. In some embodiments, the minimum area rule for the metal of the metal layer is adhered to in a manner that does not block one or more tracks in the preferred routing direction. This may reduce the effect of the vertical stack 650 on routability.
With the buffer cell arrangement shown in FIG. 6B, the SAVE and RETZ signals (discussed below) have the same general structure as that shown in FIG. 7, but with a buffer tree powered by the holding power supply VRET. May be distributed across a given logic module.
Some embodiments use a VDD powered buffer tree to distribute SAVE (and / or RETZ). In such an embodiment, since VDD is removed from the logic module during state holding, a single inverter is connected between power state controller 45 (see FIG. 4) and the state holding circuit of the logic module. Only can be arranged. This is shown generally in FIG. 6A. The power state controller 45 generates SAVE ′ or RET (the respective inverted signals of SAVE and RETZ) in the arrangement of FIG. 6A. If the signal SAVE '(or RET) is high, the SAVE (or RETZ) signal will remain low (as desired) even while the inverter of FIG. 6A is not receiving power.
The exemplary embodiment described above offers a number of advantages, some examples of which are given below. Each state holding flip-flop has only eight of the larger thick oxide transistors, four transistors in the shadow latch, two transistors to write to the shadow latch, and a read in the shadow latch. Only two transistors are required. Only two thick oxide PMOS transistors, the PMOS transistors of the shadow latch inverter, are included in separate N-wells (see also FIGS. 2 and 8-10). During state holding, current leakage during state holding is reduced because only the thick oxide (low leakage) transistors remain biased.
During the state holding mode, the REST signal may be undefined. This advantageously allows a fully active buffer tree (powered by VDD) to be used to distribute the REST signal to the state holding registers, as shown generally in FIG. Thus, when VDD is reconnected to VCC, the REST signal can propagate very quickly (eg, in a few nanoseconds), so the data from the shadow latch will be very fast, eg, 100 nanoseconds. In seconds, it can be restored to a normal function flip-flop. With a restore time in the range of 100 nanoseconds, the logic module can be placed in a low power state retention mode at any time because the restore operation occurs so quickly that it cannot be detected by system software or hardware. Thus, the state retention mode is transparent to the data processing system.

図2及び図3のトランジスタM4及びM7、及び、図8−10のトランジスタM7−M10は、状態保持の間又は状態保持から通常オペレーションへの移行の間、VREATIN電源からスイッチング電流を引き出さない。これにより、VREATIN電源電圧が、都合よく、従来のロジック信号として配され得(例えば、図7に示したように並列に多数のレジスタに配され得る)、このため、VRETAINを分配するための従来の電力グリッドが必要なくなる。ロジック信号として配される場合、SAVE信号がアサートされるときVREATIN電源が弱まり得るが、SAVE信号がデアサートされる前にVRETAINがそのDCレベルに戻るのに充分な時間が準備され得る。これによって状態保存オペレーションを行なうのに必要とされる時間は増加するが、状態保存オペレーションは、システム応答時間を制限しない。
図2、3及び図8−10の厚い酸化物(高V、低リーク)トランジスタはすべて、通常機能フリップフロップの通常オペレーションに影響を与えることなく不作動となり得る(すなわち、如何なる導電性/抵抗レベルでも)。これにより、そのような低Vレベルで高Vトランジスタのオペレーションが予測できない場合であっても、都合よく、低Vレベルで従来のVbox-minテストができる。
再び図4を参照するが、幾つかのアプリケーションにおいて、電流消費を減らすため、1つ又はそれ以上のロジック・モジュールを、残りのロジック・モジュールとは独立してパワーダウンさせることが望ましい場合がある。これらの状況において、パワーダウンされたロジック・モジュールの出力信号によって駆動される、いかなるパワーアップされたロジック・モジュールも、駆動するロジック・モジュールのパワーダウンによる影響を受けないことを確実にするため、パワーダウンされたロジック・モジュールの出力信号電圧は維持されなければならない。
The transistors M4 and M7 of FIGS. 2 and 3 and the transistors M7-M10 of FIGS. 8-10 do not draw switching current from the VREATIN power supply during state holding or during the transition from state holding to normal operation. This allows the VREATIN power supply voltage to be conveniently distributed as a conventional logic signal (e.g., distributed to multiple registers in parallel as shown in FIG. 7), and thus a conventional VRETIN for distributing VRETAIN. Power grid is no longer needed. When placed as a logic signal, the VREATIN power supply may be weakened when the SAVE signal is asserted, but sufficient time may be provided for VRETAIN to return to its DC level before the SAVE signal is deasserted. Although this increases the time required to perform a save state operation, the save state operation does not limit the system response time.
The thick oxide (high V t , low leakage) transistors of FIGS. 2, 3 and 8-10 can all be disabled (ie, any conductivity / resistance) without affecting the normal operation of the normal function flip-flop. Level). Accordingly, even when unable operations predict such high V t transistors at low V t levels, conveniently, it is conventional Vbox-min test at low V t levels.
Referring again to FIG. 4, in some applications it may be desirable to power down one or more logic modules independently of the remaining logic modules to reduce current consumption. . In these situations, to ensure that any powered-up logic module driven by the output signal of the powered-down logic module is not affected by the power-down of the driving logic module, The output signal voltage of the powered down logic module must be maintained.

図11は、パワーダウンされたロジック・モジュールからの出力信号を維持する必要性を概略的に示す。図11において、モジュールA、B、及びCは、それぞれ異なる電源、VDD、VDD、及びVDDによってそれぞれ電力供給される。VRET(これ以前では、VRETAINともよんでいる)は保持電源であり、これは、すべての3つのロジック・モジュールに共通である。モジュールAのみが(VDDを取り除くことによって)パワーダウンされる場合、その出力の信号電圧レベルは、モジュールB及びCの継続されたオペレーションを可能にするため、維持されなければならない。図11に示すように、モジュールAの各出力は、モジュールAがパワーダウンされている間、関連する出力信号電圧を維持するため、それらに関連する装置Sを有し得る。
図12は、パワーダウンされているロジック・モジュール(図11のモジュールA参照)の出力電圧信号レベルを維持するための装置Sの典型的な実施例の概略を示す。図12において、図2、図3、及び図8−10の参照文字M1、M2などが再び用いられているが、図から分かるように、これらは、図2、図3、及び図8−10で指しているものと必ずしも同じタイプのトランジスタ(NMOS又はPMOS、厚い又は薄い酸化物)を指すわけではない。図12の装置の入力ノードINは、例えば、図2、図3及び図8−10の任意のフリップフロップのQ出力に接続され得る。ロジック・モジュールAの通常のパワーアップ・オペレーションの間、直列接続されたインバータM1、M2、及びM5、M6は、ノードINから出力ノードOUTへ信号をバッファするドライバを形成する。このドライバは、第2段のインバータM5、M6を、その電源入力、すなわち、VDD及び接地(VSS)、から切断するため、トランジスタM3、M4、及びM7を用いることによって選択的にディセーブルされ得る。図12で全体を121で示すシャドウ・ラッチ及び差動プルダウン・ネットワークは、図8−10の対応する構造と同じであってもよい。図示するように、構造121へのデータ入力は、第1段のインバータM1、M2の入力ノードINの信号、及び、第1段のインバータM1、M2の出力ノードINZの信号である。図12のSAVE信号は、図2、図3及び図8−10に関連して上述したものと同じであってもよい。シャドウ・ラッチ・インバータのトランジスタ、及びプルダウン・ネットワークのトランジスタM12及びM14は厚い酸化物トランジスタであり、シャドウ・ラッチ・インバータのトランジスタは、保持電源VRETによって電力供給される。
シャドウ・ラッチの出力ノード122は、反転ドライバ段M8−M11の入力を駆動する。具体的に言えば、トランジスタM9及びM10は、ノード122とOUTノードとの間のインバータを形成する。トランジスタM8及びM11は、インバータM9、M10を、その電源入力、すなわち、VRET及び接地、から切断することによって、選択的にディセーブルする能力を提供する。トランジスタM8−M11はすべて、厚い酸化物トランジスタである。
ロジック・モジュールAの通常のパワーアップ・オペレーションの間、信号RETは低であり、相補信号RETZは高である。これらの状況のもとで、並列の組み合わせのトランジスタM3及びM4は、トランジスタM7と共に、第2段のインバータM5、M6と、その電源入力、すなわち、VDD及び接地との間の接続を提供する。保持モードの間、第2段のインバータをディセーブルするためRETが高でRETZが低であるとき、トランジスタM3を介して幾らかのリークがあり得る。このようなリークの影響を低減するため、トランジスタM3のW/L(width-to-length)比は、比較的小さく、例えば、約3から約10の範囲に選択され得る。逆に、厚い酸化物トランジスタM4(又はM7)に関しては、保持モード中のリークは問題ではないので、速度を速めるため、M4(及びM7)のW/L比は比較的大きく、例えば、約30から100より大きい範囲であり得る。
トランジスタM3は、トランジスタM4よりも低いVを有し、そのため、VDDが非常に低く、例えば、0.7ボルト程度に低いときでも、図12の配置の通常オペレーションが可能となる。このため、図12の配置は、高VトランジスタM4のオペレーションが低Vレベルで予測できない場合でも、低VレベルでVbox-minテストを受けることができる。
FIG. 11 schematically illustrates the need to maintain the output signal from a powered down logic module. In FIG. 11, modules A, B, and C are powered by different power supplies, VDD A , VDD B , and VDD C , respectively. VRET (previously also called VRETAIN) is a holding power supply, which is common to all three logic modules. If only module A is powered down (by removing VDD A ), the signal voltage level at its output must be maintained to allow continued operation of modules B and C. As shown in FIG. 11, each output of module A may have an associated device S to maintain an associated output signal voltage while module A is powered down.
FIG. 12 shows a schematic of an exemplary embodiment of an apparatus S for maintaining the output voltage signal level of a logic module that is powered down (see module A of FIG. 11). In FIG. 12, reference characters M1, M2, etc. of FIGS. 2, 3, and 8-10 are again used, but as can be seen, these are FIGS. 2, 3, and 8-10. Do not necessarily refer to the same type of transistor (NMOS or PMOS, thick or thin oxide). The input node IN of the device of FIG. 12 may be connected, for example, to the Q output of any of the flip-flops of FIGS. 2, 3, and 8-10. During normal power-up operation of logic module A, inverters M1, M2 and M5, M6 connected in series form a driver that buffers signals from node IN to output node OUT. The driver, an inverter M5, M6 of the second stage, the power input, i.e., to disconnect from VDD A and ground (VSS),, selectively disabled by using transistors M3, M4, and M7 obtain. The shadow latch and differential pull-down network, generally designated 121 in FIG. 12, may be the same as the corresponding structure in FIGS. 8-10. As shown, the data inputs to the structure 121 are the signal at the input node IN of the first-stage inverters M1, M2 and the signal at the output node INZ of the first-stage inverters M1, M2. The SAVE signal of FIG. 12 may be the same as described above in connection with FIGS. 2, 3, and 8-10. The transistors of the shadow latch inverter and the transistors M12 and M14 of the pull-down network are thick oxide transistors, and the transistors of the shadow latch inverter are powered by the holding power supply VRET.
The output node 122 of the shadow latch drives the inputs of the inverting driver stages M8-M11. Specifically, transistors M9 and M10 form an inverter between node 122 and the OUT node. Transistors M8 and M11 provide the ability to selectively disable inverters M9, M10 by disconnecting them from their power inputs, ie, VRET and ground. Transistors M8-M11 are all thick oxide transistors.
During normal power-up operation of logic module A, signal RET is low and complementary signal RETZ is high. Under these circumstances, the transistors M3 and M4 in parallel combination, the transistor M7, an inverter M5, M6 of the second stage, the power input, i.e., to provide a connection between the VDD A and ground . During the hold mode, there may be some leakage through transistor M3 when RET is high and RETZ is low to disable the second stage inverter. To reduce the effects of such leakage, the W / L (width-to-length) ratio of transistor M3 may be relatively small, for example, in the range of about 3 to about 10. Conversely, for thick oxide transistor M4 (or M7), the leakage in the holding mode is not a problem, and to increase speed, the W / L ratio of M4 (and M7) is relatively large, eg, about 30 To greater than 100.
Transistor M3 has a lower V t than the transistor M4, therefore, VDD A is very low, for example, even when low as 0.7 volts, it is possible to normal operation of the arrangement of FIG. 12. Therefore, the arrangement of Figure 12, even if the operation of the high V t transistor M4 unpredictable low V t levels, can undergo Vbox-min test at low V t levels.

IN及びINZで定義されたデータ信号が、SAVE信号を高にストローブすることによって121のシャドウ・ラッチにラッチされた後、オペレーションの保持モードを呼び出すため、信号RETZが低にされる。SAVEのストローブは更に、ロジック・モジュールA内の内部シャドウ・ラッチ、例えば、図2、図3及び図8−10に関連して上述した状態保持フリップフロップのうちの1つのシャドウ・ラッチ、にデータ信号をラッチさせる。RETZが低で、その相補信号RETが高であると、第2段のインバータM5、M6がディセーブルされ、出力インバータ・ドライバM9、M10がイネーブルされ、それにより、121のシャドウ・ラッチの内容を、図11のモジュールB又はモジュールCなど、別のパワーアップされたロジック・モジュールの入力に提供する。
ロジック・モジュールAからのデータ信号が、ノードINで(モジュールAの対応する状態保持フリップフロップのリストア信号RESTのオペレーションによって)リストアされた後、モジュールAの通常の出力オペレーションを再開するため、信号RETZは再び高にされ得、それによって、インバータM9、M10がディセーブルされ、インバータM5、M6がイネーブルされる。
After the data signals defined by IN and INZ are latched into the shadow latch of 121 by strobed the SAVE signal high, signal RETZ is pulled low to invoke the hold mode of operation. The SAVE strobe also provides data to an internal shadow latch in logic module A, for example, one of the state holding flip-flops described above in connection with FIGS. 2, 3 and 8-10. Latch the signal. When RETZ is low and its complementary signal RET is high, the second stage inverters M5 and M6 are disabled and the output inverter drivers M9 and M10 are enabled, thereby changing the contents of the 121 shadow latch. , Such as module B or module C of FIG. 11, at the input of another powered up logic module.
After the data signal from logic module A has been restored at node IN (by operation of restore signal REST of the corresponding state-holding flip-flop of module A), signal RETZ is resumed to resume normal output operation of module A. May be brought high again, thereby disabling inverters M9, M10 and enabling inverters M5, M6.

図13は、図12の装置のオペレーションを制御するため、図4の電力状態コントローラ45によって成され得る典型的なオペレーション(上述)を示すタイミング図である。幾つかの実施例において、SAVE信号及びリストア信号RESTは、図2−10に関連して上述したものと同様の方法で生成及び分配され得、RETZは、SAVEと同様の方法で生成及び分配され得る。図5は、VDDが高い値に戻る少し前に、リストア信号RESTが高になることを示しているが、図13の例では、リストア信号RESTは、VDDが高い値に戻った後、高になる。図7に関連して上述したように、リストア信号RESTは、VDDによって電力供給されるバッファ・ツリーによって所定のロジック・モジュール内に分配されるため、この違いは機能的には重要ではない。そのため、たとえ図4の電力状態コントローラ45が、対応するロジック・モジュールにVDDが戻る前にリストア信号RESTを高に駆動しても、ロジック・モジュールにわたってRESTを分配するバッファ・ツリーに電力を供給するためにVDDが高い値に戻るまで、リストア信号RESTはそのロジック・モジュール内でアクティブにならない。
本発明の典型的な実施例を詳細に上述したが、本説明は、種々の実施例において成され得る本発明の範囲を制限するものではない。
FIG. 13 is a timing diagram illustrating exemplary operations (described above) that may be performed by the power state controller 45 of FIG. 4 to control the operation of the apparatus of FIG. In some embodiments, the SAVE signal and the restore signal REST may be generated and distributed in a manner similar to that described above in connection with FIGS. 2-10, and RETZ may be generated and distributed in a manner similar to SAVE. obtain. Figure 5 is VDD slightly before returning to the high value, while indicating that the restore signal REST is high, in the example of FIG. 13, the restore signal REST, after returning to VDD A high value, high become. As described above in connection with FIG. 7, this difference is not functionally significant because the restore signal REST is distributed within a given logic module by a buffer tree powered by VDD. Thus, even if the power state controller 45 of FIG. 4 drives the restore signal REST high before VDD returns to the corresponding logic module, it supplies power to the buffer tree that distributes REST across the logic modules. Therefore, the restore signal REST does not become active in the logic module until VDD returns to a high value.
While exemplary embodiments of the present invention have been described above in detail, the description is not intended to limit the scope of the invention, which can be accomplished in various embodiments.

本発明に従った低電力スタンバイ・モードを有するロジック・ブロックの一例を示す略図。5 is a schematic diagram illustrating an example of a logic block having a low power standby mode according to the present invention. 本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの典型的な実施例を示す略図。1 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例を示す略図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 本発明に従ったワイヤレス通信装置の典型的な実施例の直接関係する部分を示す略図。1 is a schematic diagram illustrating the relevant parts of an exemplary embodiment of a wireless communication device according to the present invention. 図4の電力状態コントローラの典型的なオペレーションを示すタイミング図。FIG. 5 is a timing diagram illustrating exemplary operation of the power state controller of FIG. 本発明に従った状態保持回路によって用いられる、制御信号を分配するための典型的な方式を示す略図。4 is a schematic diagram illustrating an exemplary scheme for distributing control signals used by a state holding circuit according to the present invention. バッファセルの配置を示す略図。5 is a schematic diagram illustrating an arrangement of buffer cells. 本発明に従った状態保持回路によって用いられる、制御信号を分配するための他の方式を示す略図。5 is a schematic diagram illustrating another scheme for distributing control signals used by a state holding circuit according to the present invention. 本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例を示す略図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例を示す略図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 本発明に従った状態保持レジスタに用いるための、状態保持能力を有するフリップフロップの更なる典型的な実施例を示す略図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a further exemplary embodiment of a flip-flop having state holding capability for use in a state holding register according to the present invention. 選択的にパワーダウンされ得る複数のロジック・モジュールを示す略図。4 is a schematic diagram illustrating a plurality of logic modules that can be selectively powered down. ロジック・モジュールがパワーダウンされている間、そのロジック・モジュールの出力を保持するための保持装置の典型的な実施例を示す略図。4 is a schematic diagram illustrating an exemplary embodiment of a holding device for holding an output of a logic module while the logic module is powered down. 図4の電力状態コントローラによって成され得る更なる典型的なオペレーションを示すタイミング図。FIG. 5 is a timing diagram illustrating further exemplary operations that may be performed by the power state controller of FIG.

符号の説明Explanation of reference numerals

M1−M3 差動回路
REST,RESTZ リストア信号
N10 シャドウ・ラッチのノード
VDD 電源
VRETAIN 別個の電源
M1,M2,M5及びM6 高Vトランジスタ
M1-M3 differential circuit REST, RESTZ restore signal N10 of the shadow latch node VDD power VRETAIN separate power M1, M2, M5 and M6 high V t transistors

Claims (10)

データ・ラッチ装置であって、
データ信号をラッチするための第1のラッチと、
前記第1のラッチが不作動である間、前記データ信号を保持するため前記第1のラッチに接続される第2のラッチと、
前記第1のラッチと第2のラッチとの間に接続され、前記データ信号を前記第2のラッチから前記第1のラッチへ転送するため第1の電源によって駆動されるリストア・デバイスと、
前記第1の電源以外の第2の電源によって電力供給される前記第2のラッチ
とを含むデータ・ラッチ装置。
A data latch device,
A first latch for latching a data signal;
A second latch connected to the first latch to hold the data signal while the first latch is inactive;
A restore device connected between the first and second latches and driven by a first power supply to transfer the data signal from the second latch to the first latch;
A second latch powered by a second power supply other than the first power supply.
請求項1に記載の装置であって、前記第2のラッチが、前記データ信号を前記リストア・デバイスに提供するための第1のノードを含み、前記リストア・デバイスが、前記第1のノードに接続されたそれぞれのゲートを有する、第1及び第2のトランジスタを含む装置。   2. The apparatus of claim 1, wherein the second latch includes a first node for providing the data signal to the restore device, wherein the restore device is connected to the first node. An apparatus including first and second transistors having respective gates connected. 請求項2に記載の装置であって、前記第1のラッチが複数のトランジスタを含み、前記複数のトランジスタの各トランジスタがゲート酸化物を有し、前記第1及び第2のトランジスタが、前記複数のトランジスタの前記ゲート酸化物よりも厚いゲート酸化物を有し、前記リストア・デバイスが、直列接続トランジスタ・スタックを形成するように前記第1及び第2のトランジスタと直列に接続された、第3及び第4のトランジスタを含み、前記第3及び第4のトランジスタが、前記第1及び第2のトランジスタの前記ゲート酸化物よりも薄いゲート酸化物を有する装置。   3. The apparatus of claim 2, wherein the first latch includes a plurality of transistors, each transistor of the plurality of transistors has a gate oxide, and wherein the first and second transistors are the plurality of transistors. A third transistor having a gate oxide thicker than the gate oxide of the first transistor and the restore device connected in series with the first and second transistors to form a serially connected transistor stack. And a fourth transistor, wherein the third and fourth transistors have a gate oxide that is thinner than the gate oxide of the first and second transistors. 請求項1に記載の装置であって、前記第2のラッチが、前記データ信号を前記リストア・デバイスに提供するためのノードを含み、前記リストア・デバイスが、前記ノードに接続されたゲートを有するトランジスタを含む装置。   2. The apparatus of claim 1, wherein the second latch includes a node for providing the data signal to the restore device, the restore device having a gate connected to the node. A device that includes a transistor. 請求項1に記載の装置であって、前記第2のラッチは、前記第1のラッチがそこから電力を取り除かれたことによって不作動である間、前記データ信号を保持するためのものである装置。   2. The apparatus of claim 1, wherein the second latch is for retaining the data signal while the first latch is inactive due to removal of power therefrom. apparatus. 請求項1に記載の装置であって、前記第2のラッチが、前記データ信号を前記リストア・デバイスに供給するための第1及び第2のノードを含み、前記リストア・デバイスが、それぞれ前記第1及び第2のノードに接続されたそれぞれのゲートを有する第1及び第2のトランジスタを含む装置。   2. The apparatus of claim 1, wherein the second latch includes first and second nodes for providing the data signal to the restore device, wherein each of the restore devices includes the first and second nodes. An apparatus including first and second transistors having respective gates connected to the first and second nodes. データ処理装置であって、
データ処理オペレーションを行なうためのデータ処理ロジックと、
前記データ処理オペレーションに関連するデータをストアするため、前記データ処理ロジックに接続された複数のレジスタであって、各前記レジスタが複数のデータ・ラッチ構造を含む複数のレジスタと、
データ信号をラッチするための第1のラッチ、前記第1のラッチが不作動である間、前記データ信号を保持するため前記第1のラッチに接続される第2のラッチ、及び、前記第1のラッチと第2のラッチとの間に接続され、前記データ信号を前記第2のラッチから前記第1のラッチへ転送するため第1の電源によって駆動されるリストア・デバイスを含む各前記データ・ラッチ構造と、
前記第1の電源以外の第2の電源によって電力供給される前記第2のラッチ
とを含むデータ処理装置。
A data processing device,
Data processing logic for performing data processing operations;
A plurality of registers coupled to the data processing logic for storing data associated with the data processing operation, wherein each of the registers includes a plurality of data latch structures;
A first latch for latching a data signal, a second latch connected to the first latch for holding the data signal while the first latch is inactive, and And a restore device connected between a second latch and a second latch and driven by a first power supply to transfer the data signal from the second latch to the first latch. A latch structure;
The second latch powered by a second power supply other than the first power supply.
請求項7に記載の装置であって、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、及びディジタル・シグナル・プロセッサのうちの1つとして提供される装置。   The apparatus of claim 7, wherein the apparatus is provided as one of a microprocessor, a microcontroller, and a digital signal processor. 請求項7に記載の装置であって、前記第1の電源をそこに分配するため、前記リストア・デバイスに接続されるロジック信号パスを含む装置。   The apparatus of claim 7, comprising a logic signal path connected to the restore device for distributing the first power supply thereto. ワイヤレス通信装置であって、
エアー・インタフェースを介する通信を可能にするためのアンテナ構造と、
ディジタル・データ処理オペレーションを行なうためのディジタル・データ・プロセッサと、
前記アンテナ構造と前記ディジタル・データ・プロセッサとの間をインタフェースするため、前記アンテナ構造と前記ディジタル・データ・プロセッサとの間に接続されるワイヤレス通信インタフェースと、
複数のデータ・ラッチ構造を含む前記ディジタル・データ・プロセッサであって、各前記データ・ラッチ構造が、データ信号をラッチするための第1のラッチ、前記第1のラッチが不作動である間、前記データ信号を保持するため前記第1のラッチに接続される第2のラッチ、及び、第1のラッチと第2のラッチとの間に接続され、前記データ信号を前記第2のラッチから前記第1のラッチへ転送するため第1の電源によって駆動されるリストア・デバイスを含む、前記ディジタル・データ・プロセッサと、
前記第1の電源以外の第2の電源によって電力供給される前記第2のラッチ
とを含むワイヤレス通信装置。
A wireless communication device,
An antenna structure to enable communication over the air interface;
A digital data processor for performing digital data processing operations;
A wireless communication interface connected between the antenna structure and the digital data processor for interfacing between the antenna structure and the digital data processor;
The digital data processor including a plurality of data latch structures, wherein each data latch structure includes a first latch for latching a data signal, while the first latch is inactive. A second latch connected to the first latch for holding the data signal; and a second latch connected between the first latch and the second latch to transfer the data signal from the second latch to the second latch. Said digital data processor including a restore device driven by a first power supply for transfer to a first latch;
The second latch powered by a second power source other than the first power source.
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