JP2006170936A - Power-supply voltage detecting circuit and semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Description
本発明は、電源電圧を検知する電源電圧検知回路及びそれを搭載した半導体集積回路装置に関する。 The present invention relates to a power supply voltage detection circuit for detecting a power supply voltage and a semiconductor integrated circuit device on which the power supply voltage detection circuit is mounted.
素子の微細化、高集積度化、及び低消費電力化の進展に伴い、各種電子機器等に用いられる半導体集積回路装置では、使用する電源電圧の低下とともにその許容変動範囲がより厳しくなっている。このため電源電圧を高精度に検知する電源電圧検知回路が求められ、電源電圧検知回路を構成する基準電圧発生回路には電源電圧及び温度依存性の小さいものが要求されている(例えば、特許文献1参照。)。 With the progress of device miniaturization, higher integration, and lower power consumption, the allowable fluctuation range of semiconductor integrated circuit devices used in various electronic devices has become stricter as the power supply voltage used decreases. . For this reason, a power supply voltage detection circuit that detects the power supply voltage with high accuracy is required, and a reference voltage generation circuit that constitutes the power supply voltage detection circuit is required to have a low power supply voltage and temperature dependency (for example, Patent Documents). 1).
ところが、特許文献1等に記載されている電源電圧検知回路では、電源電圧及び温度依存性の小さい基準電圧発生回路が設けられているが、拡散・組み立て等のプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動を補正するための回路の規模が増大するという問題点がある。また、電源電圧の最低保証電圧の設定を任意に変更することができないという問題点がある。
本発明は、回路規模の増大を抑え、且つ電源電圧を高精度に検知できる電源電圧検知回路及びそれを搭載した半導体集積回路装置を提供する。 The present invention provides a power supply voltage detection circuit capable of detecting a power supply voltage with high accuracy while suppressing an increase in circuit scale, and a semiconductor integrated circuit device equipped with the power supply voltage detection circuit.
上記目的を達成するために、本発明の一態様の電源電圧検知回路は、電源から電圧が供給され、一定な基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路とを具備することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power supply voltage detection circuit according to one embodiment of the present invention includes a reference voltage generation circuit that generates a constant reference voltage that is supplied with a voltage from a power supply, the voltage that is supplied from the power supply, and the reference An ADC that inputs a voltage, digitally converts the reference voltage, and outputs an ADC output voltage that depends on the power supply voltage; a nonvolatile memory that stores an ADC output voltage in advance as a memory setting value; the ADC output voltage and the ADC And a comparison operation circuit for inputting a memory set value and comparing and calculating the ADC output voltage and the memory set value.
更に、上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体集積回路装置は、電源から電圧が供給され、一定な基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路とを有する電源電圧検知回路と、前記比較演算回路から出力された信号を入力し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値よりも高い場合の前記比較演算回路から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発する制御部とを具備することを特徴とする。 Furthermore, in order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit device according to one embodiment of the present invention is provided with a reference voltage generation circuit that generates a constant reference voltage by supplying a voltage from a power supply, and a voltage from the power supply. An ADC that inputs the reference voltage, digitally converts the reference voltage, and outputs an ADC output voltage that depends on the power supply voltage; a nonvolatile memory that stores the ADC output voltage in advance as a memory setting value; and the ADC output voltage And a power supply voltage detection circuit having a comparison operation circuit for comparing and calculating the ADC output voltage and the memory setting value, and a signal output from the comparison operation circuit, and the ADC output A controller that issues a system reset command based on a signal output from the comparison operation circuit when the voltage is higher than the memory set value. It is characterized in.
本発明によれば、回路規模の増大を抑え、且つ電源電圧を高精度に検知できる電源電圧検知回路及びそれを搭載した半導体集積回路装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power supply voltage detection circuit which suppresses the increase in a circuit scale and can detect a power supply voltage with high precision, and a semiconductor integrated circuit device carrying it can be provided.
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明の実施例1に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図1は半導体集積回路装置を示すブロック図、図2は電源電圧とADCの出力電圧の関係を示す図である。本実施例では、電源電圧検知回路をマイクロコンピュータに適用している。
First, a semiconductor integrated circuit device according to
図1に示すように、半導体集積回路装置20には、基準電圧検知回路1、マイコン・論理回路部2、メモリ部3、及び制御部4が設けられている。
As shown in FIG. 1, the semiconductor
基準電圧検知回路1は、基準電圧発生回路11、ADC(Analog−to−Digital Converter)12、不揮発性メモリ13、及び比較演算回路14から構成され、電源電圧(V1)を検知してその信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に制御部4を介して出力する。
The reference
基準電圧発生回路11は、電源電圧(V1)が供給され、一定な基準電圧(V2)を発生し、この信号をADC12に出力する。ここで、基準電圧発生回路には電源電圧依存性及び温度依存性の小さいものを用いている。例えば、電源電圧依存性が数十ppm/V以下で、温度依存性が数十ppm/℃以下のバンドギャップリファレンス回路などを用いるのが好ましい。なお、バンドギャップリファレンス回路を用いた基準電圧発生回路であっても、拡散・組み立て等のプロセスバラツキにより各製品間で基準電圧の値は異なる。 The reference voltage generation circuit 11 is supplied with the power supply voltage (V1), generates a constant reference voltage (V2), and outputs this signal to the ADC 12. Here, a reference voltage generation circuit having a small power supply voltage dependency and temperature dependency is used. For example, it is preferable to use a band gap reference circuit having a power supply voltage dependency of several tens of ppm / V or less and a temperature dependency of several tens of ppm / ° C. or less. Even in a reference voltage generation circuit using a bandgap reference circuit, the value of the reference voltage differs among products due to process variations such as diffusion and assembly.
ADC12は、電源電圧(V1)が供給され、基準電圧発生回路11から出力された基準電圧(V2)信号を入力し、この信号をデジタル変換し、デジタル変換した電圧(ADC出力電圧 V3)を比較演算回路14に出力する。あわせて、ADC12は制御部4からの指令により、このADC出力電圧を不揮発性メモリ13に出力する。ここで、ADC12には温度依存性の小さいものを用いている。例えば、温度依存性が数十ppm/℃以下の逐次比較型ADCを用いるのが好ましい。
The ADC 12 is supplied with the power supply voltage (V1), receives the reference voltage (V2) signal output from the reference voltage generation circuit 11, converts the signal to digital, and compares the digitally converted voltage (ADC output voltage V3). The result is output to the
図2に示すように、ADC12から出力されるデジタル値であるADC出力電圧(V3)の値は、電源電圧が高くなると減少し、一方電源電圧が低くなると増大する。ここで、基準電圧(V2)は電源電圧(V1)よりも低く設定されている。例えば、電源電圧(V1)が5V、基準電圧(V2)が1.25Vに設定され、電源電圧(V1)が変動して電圧低下が発生しても基準電圧(V2)の値は電源電圧(V1)よりも十分小さい。なお、ADC12は出力信号精度を考慮し、10bit以上の精度を有するものが好ましい。 As shown in FIG. 2, the value of the ADC output voltage (V3), which is a digital value output from the ADC 12, decreases as the power supply voltage increases, and increases as the power supply voltage decreases. Here, the reference voltage (V2) is set lower than the power supply voltage (V1). For example, even if the power supply voltage (V1) is set to 5V and the reference voltage (V2) is set to 1.25V and the power supply voltage (V1) fluctuates and a voltage drop occurs, the value of the reference voltage (V2) is It is sufficiently smaller than V1). The ADC 12 preferably has an accuracy of 10 bits or more in consideration of the output signal accuracy.
不揮発性メモリ13には、予め、製品の出荷前段階などでADC12から出力されたADC出力電圧が入力され、これがメモリ設定値(V4)として記憶されている。そして、不揮発性メモリ13は制御部4からの指令によりメモリ設定値(V4)を比較演算回路14に出力する。ここで、不揮発性メモリ13にはNAND型フラッシュメモリを用いているが、NOR型フラッシュメモリ、EEPROM、或いは強誘電体メモリ(FeRAM)などを用いてもよい。
The
比較演算回路14は、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)と不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)とを比較演算し、演算した信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に制御部4を介して出力する。ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)が不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)よりも低い場合、比較演算回路14から出力される信号レベルは“Low”となる。一方、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)が不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)よりも高い場合、比較演算回路14から出力される信号レベルは“High”となる。
The
制御部4は、電源電圧検知回路1の動作を制御し、比較演算回路14から出力された信号を入力し、この信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に出力する。あわせて、比較演算回路14から出力された信号レベルが“High”の場合、半導体集積回路装置20のシステムリセット指令を発する。
The
マイコン・論理回路部2は、メモリ部3とデータの書き込み及び読み出し作業を行い、比較演算回路14から出力された信号を入力する。そして、比較演算回路14から出力された信号レベルが“Low”の場合、マイコン・論理回路部2は活性状態となり、一方、比較演算回路14から出力された信号レベルが“High”の場合、マイコン・論理回路部2は非活性状態となり、動作を停止する。
The microcomputer /
メモリ部3は、比較演算回路14から出力された信号を入力する。そして、比較演算回路14から出力された信号レベルが“Low”の場合、メモリ部3は活性状態となり、一方、比較演算回路14から出力された信号レベルが“High”の場合、メモリ部3は非活性状態となり、動作を停止する。
The
次に、半導体集積回路装置の動作について、図3及び図4を参照して説明する。図3は半導体集積回路装置の動作を示すフローチャート、図4は半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャートである。 Next, the operation of the semiconductor integrated circuit device will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the semiconductor integrated circuit device, and FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the semiconductor integrated circuit device.
図3に示すように、まず、半導体集積回路装置20の製品出荷段階では、半導体集積回路装置20に電源の最低保証動作電圧(以降Vddmin.と呼称する)が印加され、基準電圧発生回路11から出力された基準電圧がADC12でデジタル変換される(ステップS1)。次に、ADC12から出力されたADC出力電圧が不揮発性メモリ13にメモリ設定値(V4)として記憶される。ここで、不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)は、同一Vddmin.条件でも拡散・組み立て等のプロセスバラツキにより各製品間で異なる(ステップS2)。
As shown in FIG. 3, first, at the product shipment stage of the semiconductor integrated
続いて、半導体集積回路装置20の通常動作時では、半導体集積回路装置20の電源がオンされる(ステップS10)。そして、リセット状態が解除され、半導体集積回路装置20の動作が開始される(ステップS11)。次に、基準電圧発生回路11から出力された基準電圧(V2)がADC12でデジタル変換され、ADC出力電圧(V3)が出力される(ステップS12)。続いて、予め不揮発性メモリ13に記憶されているメモリ設定値(V4)が呼び出される(ステップS13)。
Subsequently, during the normal operation of the semiconductor
そして、ADC出力電圧(V3)とメモリ設定値(V4)とが比較演算回路14に入力され、データの比較及び判定が行われる。ここで、図4に示すように、データ比較判定は電源電圧の変動値に応じて、基準電圧発生回路11から出力され、デジタル変換されたADC出力電圧(V3)と予め不揮発性メモリ13に記憶されているメモリ設定値とが比較演算される。ここではメモリ設定値(V4)をADC出力電圧値“B”とし、例えば、ADC出力電圧(V3)値が“B乃至E”の範囲の場合、比較演算回路14から出力された信号レベルが“Low”となる。一方、ADC出力電圧値が“A”の場合、比較演算回路14から出力された信号レベルが“High”となる(ステップS14)。
Then, the ADC output voltage (V3) and the memory set value (V4) are input to the
次に、比較演算回路14から出力された信号レベルが“Low”の場合、図4に示すように、制御部4からシステムリセット指令は発せられず、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は活性状態が維持される。そして、制御部4に設けられているカウンタにより所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14に入力される(ステップS15)。一方、比較演算回路14から出力された信号レベルが“High”の場合、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は非活性状態となり動作を停止する。あわせて、比較演算回路14から出力された“High”の信号レベルにもとづいて、制御部4がシステムリセット指令を発する(ステップS16)。そして、所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14に入力される。
Next, when the signal level output from the
上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、電源から電圧が供給され、電源電圧依存性及び温度依存性が小さく、一定な基準電圧(V2)を発生する基準電圧発生回路11と、電源が供給され、基準電圧(V2)を入力し、この電圧をデジタル変換し、電源電圧(V1)に依存するADC出力電圧(V3)を出力する温度依存性が小さいADC12と、予め電源のVddmin.でのADC出力電圧をメモリ設定値(V4)として記憶する不揮発性メモリ13と、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を入力し、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を比較演算する比較演算回路14とを有する電源電圧検知回路1が設けられている。そして、予め、製品ごとに製品出荷段階での最低保証電圧Vdminが不揮発性メモリ13にメモリ設定値(V4)として記憶されている。このメモリ設定値(V4)とADC出力電圧(V3)とが比較演算され、ADC出力電圧(V3)がメモリ設定値(V4)よりも大きい場合、システムリセット指令が発せられる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the reference voltage generation circuit 11 that is supplied with a voltage from the power supply, has a small power supply voltage dependency and temperature dependency, and generates a constant reference voltage (V2); A power source is supplied, a reference voltage (V2) is inputted, this voltage is converted into a digital value, and an ADC output voltage (V3) depending on the power source voltage (V1) is output. . The
このため、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動がなく、高精度に電源電圧(V1)を検知することができる。従って、電源がVddmin.以下になった場合に発生するマイコン・論理回路部2及びメモリ部3等の誤動作を防止することができる。また、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動を補正する補正回路を設ける必要がないので電源電圧検知回路の回路規模の増大を抑制することができる。更に、電源がVddmin.以下になった場合、制御部4は比較演算回路14から出力された“High”レベルの信号にもとづいてシステムリセット指令を発するのでマイコン・論理回路部2及びメモリ部3等の停止期間を短くすることができる。
For this reason, there is no fluctuation in the detection voltage between the products due to process variations in diffusion and assembly, and the power supply voltage (V1) can be detected with high accuracy. Therefore, the power supply is Vddmin. It is possible to prevent malfunctions of the microcomputer /
なお、本実施例では、電源電圧検知回路1をマイクロコンピュータに適用しているが、論理回路、メモリやアナログ回路等を搭載したSoC(System on a chip)、マイクロプロセッサなどにも適用できる。
In this embodiment, the power supply
次に、本発明の実施例2に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図5は半導体集積回路装置を示すブロック図である。本実施例では電源電圧検知回路にメモリ設定値を変更するための設定レジスタを設けている。
Next, a semiconductor integrated circuit device according to
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。 In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.
図5に示すように、半導体集積回路装置20aには、基準電圧検知回路1a、マイコン・論理回路部2、メモリ部3、及び制御部4が設けられている。
As shown in FIG. 5, the semiconductor integrated circuit device 20a includes a reference voltage detection circuit 1a, a microcomputer /
基準電圧検知回路1aは、基準電圧発生回路11、ADC12、不揮発性メモリ13、比較演算回路14a、及び設定レジスタ15から構成され、電源電圧を検知してその信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に制御部4を介して出力する。
The reference voltage detection circuit 1a includes a reference voltage generation circuit 11, an ADC 12, a
設定レジスタ15は、制御部4の指令により、予め不揮発性メモリ13に記憶され、不揮発性メモリ13から出力されるメモリ設定値(V4)を加減算してその値を変更する。比較演算回路14aは、設定レジスタ15が動作しない場合、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)と不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)とを比較演算し、演算した信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に制御部4を介して出力し、設定レジスタ15が動作している場合、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)と設定レジスタ15で加減算されたメモリ設定値(V4)とを比較演算し、演算した信号をマイコン・論理回路部2及びメモリ部3に制御部4を介して出力する。ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)がメモリ設定値(V4)或いは設定レジスタ15で加減算されたメモリ設定値(V4)よりも低い場合、比較演算回路14aから出力された信号レベルは“Low”となる。一方、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)がメモリ設定値(V4)或いは設定レジスタ15で加減算されたメモリ設定値(V4)よりも高い場合、比較演算回路14aから出力された信号レベルは“High”となる。
The setting
次に、半導体集積回路装置の動作について、図6及び図7を参照して説明する。図6は半導体集積回路装置の動作を示すフローチャート、図7は半導体集積回路装置の動作を示すタイミングチャートである。ここで、出荷前の動作、データを呼び出す動作、及び通常動作時の電源オン乃至基準電圧をA/D変換動作までは実施例1と同様なので説明を省略する。 Next, the operation of the semiconductor integrated circuit device will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the semiconductor integrated circuit device, and FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the semiconductor integrated circuit device. Here, the operations from before the shipment, the operation to call data, and the power-on to the reference voltage during the normal operation to the A / D conversion operation are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
図6に示すように、設定レジスタの動作する前では、ADC出力電圧(V3)とメモリ設定値(V4)とが比較演算回路14aに入力され、データの比較及び判定が行われる。ここで、図7に示すように、データ比較判定は電源電圧(V1)の変動値に応じて、基準電圧発生回路11から出力され、デジタル変換されたADC出力電圧(V3)と予め不揮発性メモリ13に記憶されている記憶電圧としてのメモリ設定値(V4)“B”とが比較演算される(ステップS14a)。 As shown in FIG. 6, before the operation of the setting register, the ADC output voltage (V3) and the memory set value (V4) are input to the comparison operation circuit 14a, and data comparison and determination are performed. Here, as shown in FIG. 7, the data comparison determination is output from the reference voltage generation circuit 11 according to the fluctuation value of the power supply voltage (V1), and the digitally converted ADC output voltage (V3) and the nonvolatile memory in advance. The memory setting value (V4) “B” as the storage voltage stored in 13 is compared and calculated (step S14a).
次に、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“Low”の場合、制御部4からシステムリセット指令は発せられず、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は活性状態が維持される。そして、制御部4に設けられているカウンタにより所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される(ステップS15)。一方、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“High”の場合、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は非活性状態となり動作を停止する。あわせて、比較演算回路14aから出力された“High”の信号レベルにもとづいて、制御部4がシステムリセット指令を発する(ステップS16a)。そして、所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される。
Next, when the signal level output from the comparison operation circuit 14a is "Low", the system reset command is not issued from the
次に、1回目のシステムリセット後では、設定レジスタ15が動作し、ADC出力電圧(V3)と設定レジスタ15で減算されたメモリ設定値(V4)とが比較演算回路14aに入力され、データの比較及び判定が行われる。ここで、図7に示すように、データ比較判定は電源電圧(V1)の変動値に応じて、基準電圧発生回路11から出力され、デジタル変換されたADC出力電圧(V3)と設定レジスタ15で減算されたメモリ設定値(V4)“C”とが比較演算される(ステップS14a)。
Next, after the first system reset, the setting
次に、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“High”の場合、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は非活性状態となり動作を停止する。あわせて、比較演算回路14aから出力された“High”の信号レベルにもとづいて、制御部4がシステムリセット指令を発する(ステップS16a)。そして、所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される。なお、図7に図示していないが、比較演算回路14aから出力される信号レベルが“Low”の場合、制御部4からシステムリセット指令は発せられず、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は活性状態が維持される。
Next, when the signal level output from the comparison operation circuit 14 a is “High”, the microcomputer /
上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、電源から電圧が供給され、電源電圧依存性及び温度依存性が小さく、一定な基準電圧(V2)を発生する基準電圧発生回路11と、電源から電圧が供給され、基準電圧(V2)を入力し、この電圧をデジタル変換し、電源電圧(V1)に依存するADC出力電圧を出力する温度依存性が小さいADC12と、予め電源の最低動作保障電圧でのADC出力電圧をメモリ設定値(V4)として記憶する不揮発性メモリ13と、メモリ設定値を加減算し、その値を変更する設定レジスタ15と、設定レジスタ15が動作しない場合、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を入力し、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を比較演算し、設定レジスタが動作している場合、ADC出力電圧(V3)及び加減算されたメモリ設定値(V4)を入力し、ADC出力電圧(V3)及び加減算されたメモリ設定値(V4)を比較演算する比較演算回路14aとを有する電源電圧検知回路1aが設けられている。そして、予め、製品ごとに製品出荷段階での最低保証電圧Vdminが不揮発性メモリ13にメモリ設定値(V4)として記憶されている。このメモリ設定値(V4)とADC出力電圧(V3)とが比較演算され、ADC出力電圧(V3)がメモリ設定値(V4)よりも大きい場合、システムリセット指令が発せられる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the reference voltage generation circuit 11 that is supplied with a voltage from the power supply, has a small power supply voltage dependency and temperature dependency, and generates a constant reference voltage (V2); A voltage is supplied from a power source, a reference voltage (V2) is input, this voltage is converted into a digital value, and an ADC output voltage depending on the power source voltage (V1) is output. The
このため、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動がなく、高精度に電源電圧を検知することができる。従って、電源が最低動作保証電圧以下になった場合に発生するマイコン・論理回路部2及びメモリ部3等の誤動作を防止することができる。また、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動を補正する補正回路を設ける必要がないので電源電圧検知回路の回路規模の増大を抑制することができる。そして、電源がVddmin.以下になった場合、制御部4は比較演算回路14aから出力された“High”レベルの信号にもとづいてシステムリセット指令を発するのでマイコン・論理回路部2及びメモリ部3等の停止期間を短くすることができる。更に、設定レジスタを用いて、任意にメモリ設定値を変更することができるので、電源がVddmin.以下になった場合に発生するマイコン・論理回路部2及びメモリ部3等の誤動作を製品ごとに精度よく防止することができる。
For this reason, there is no fluctuation in the detection voltage between the products caused by process variations in diffusion / assembly, etc., and the power supply voltage can be detected with high accuracy. Therefore, it is possible to prevent malfunctions of the microcomputer /
なお、本実施例では、1回目のシステムリセット以降、設定レジスタ15を用いてメモリ設定値を減算処理してその値変更しているが、加算処理してメモリ設定値を変更してもよい。また、システムリセット回数の設定を制御部4を用いて任意に変更してもよい。
In this embodiment, after the first system reset, the memory setting value is subtracted and changed using the
次に、本発明の実施例3に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図8は半導体集積回路装置を示すブロック図である。本実施例ではADC出力電圧及び不揮発性メモリのメモリ設定値の比較演算をCPU内で行っている。
Next, a semiconductor integrated circuit device according to
以下、実施例1と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。 In the following, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described.
図8に示すように、半導体集積回路装置20bには、基準電圧検知回路1b、メモリ部3、CPU(Central Processing Unit)5、及び論理回路部6が設けられている。
As shown in FIG. 8, the semiconductor integrated circuit device 20b is provided with a reference voltage detection circuit 1b, a
基準電圧検知回路1bは、基準電圧発生回路11、ADC12、及び不揮発性メモリ13から構成され、電源電圧(V1)を検知し、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)情報をCPU5に出力する。
The reference voltage detection circuit 1b includes a reference voltage generation circuit 11, an ADC 12, and a
ADC12は、電源電圧(V1)が供給され、基準電圧発生回路11から出力された基準電圧(V2)信号を入力し、この信号をデジタル変換し、電源電圧(V1)に依存するデジタル変換した電圧(ADC出力電圧 V3)をCPU5に出力する。あわせて、ADC12はCPU5からの指令により、このADC出力電圧を不揮発性メモリ13に出力する。
The ADC 12 is supplied with the power supply voltage (V1), inputs the reference voltage (V2) signal output from the reference voltage generation circuit 11, digitally converts this signal, and digitally converts the voltage depending on the power supply voltage (V1). (ADC output voltage V3) is output to CPU5. At the same time, the ADC 12 outputs the ADC output voltage to the
不揮発性メモリ13には、予め、製品の出荷前段階などでADC12から出力されたADC出力電圧が入力され、これがメモリ設定値(V4)として記憶されている。そして、不揮発性メモリ13はCPU5からの指令によりメモリ設定値(V4)をCPU5に出力する。
The
CPU5には、ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)と不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)とを入力し、比較演算する演算部16が設けられている。そして、CPU5は演算した信号をメモリ部3及び論理回路部6に制御部4を介して出力する。ADC12から出力されたADC出力電圧(V3)が不揮発性メモリ13に記憶されたメモリ設定値(V4)よりも低い場合、CPU5から出力される信号レベルは“Low”となる。一方、ADC12から出力された電圧が不揮発性メモリ13に記憶された記憶電圧よりも高い場合、CPU5から出力される信号レベルは“High”となる。そして、CPU5から出力される信号レベルが“High”の場合、システムリセット指令がCPU5から発せられる。
The
メモリ部3は、CPU5から出力された信号を入力する。そして、CPU5から出力された信号レベルが“Low”の場合、メモリ部3は活性状態となり、一方、CPU5から出力された信号レベルが“High”の場合、メモリ部3は非活性状態となり、動作を停止する。
The
論理回路部6は、CPU5から出力された信号を入力する。そして、CPU5から出力された信号レベルが“Low”の場合、論理回路部6は活性状態となり、一方、CPU5から出力された信号レベルが“High”の場合、論理回路部6は非活性状態となり、動作を停止する。
The logic circuit unit 6 receives a signal output from the
上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、電源から電圧が供給され、電源電圧依存性及び温度依存性が小さく、一定な基準電圧(V2)を発生する基準電圧発生回路11と、電源から電圧が供給され、基準電圧(V2)を入力し、この電圧をデジタル変換し、電源電圧(V1)に依存するADC出力電圧(V3)を出力する温度依存性が小さいADC12と、予め電源のVddmin.でのADC出力電圧をメモリ設定値(V4)として記憶する不揮発性メモリ13とを有する電源電圧検知回路1bと、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を入力し、ADC出力電圧(V3)及びメモリ設定値(V4)を比較演算する演算部16を有するCPU5が設けられている。そして、予め、製品ごとに製品出荷段階での最低保証電圧Vdminが不揮発性メモリ13にメモリ設定値(V4)として記憶されている。このメモリ設定値(V4)とADC出力電圧(V3)とが比較演算され、ADC出力電圧(V3)がメモリ設定値(V4)よりも大きい場合、システムリセット指令が発せられる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, the reference voltage generation circuit 11 that is supplied with a voltage from the power supply, has a small power supply voltage dependency and temperature dependency, and generates a constant reference voltage (V2); A voltage is supplied from a power supply, a reference voltage (V2) is input, the voltage is converted into a digital value, and an ADC output voltage (V3) depending on the power supply voltage (V1) is output. Vddmin. The power supply voltage detection circuit 1b having the
このため、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動がなく、高精度に電源電圧(V1)を検知することができる。従って、電源がVddmin.以下になった場合に発生するメモリ部3及び論理回路部6等の誤動作を防止することができる。また、拡散・組み立て等でのプロセスバラツキにより発生する各製品間での検知電圧の変動を補正する補正回路及び比較演算回路を設ける必要がないので電源電圧検知回路の回路規模の増大を実施例1よりも抑制することができる。更に、電源がVddmin.以下になった場合、CPU5は演算部16から出力された“High”レベルの信号にもとづいてシステムリセット指令を発するのでメモリ部3及び論理回路部6等の停止期間を短くすることができる。
For this reason, there is no fluctuation in the detection voltage between the products due to process variations in diffusion and assembly, and the power supply voltage (V1) can be detected with high accuracy. Therefore, the power supply is Vddmin. It is possible to prevent malfunctions of the
次に、本発明の実施例4に係る半導体集積回路装置について、図面を参照して説明する。図9は半導体集積回路装置の動作を示すフローチャートである。本実施例では電源電圧が低下した場合、システムリセット指令が発せられる前に、割り込み動作を行い、その構成は実施例2と同一である。
Next, a semiconductor integrated circuit device according to
以下、実施例2と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。ここで、出荷前の動作、データを呼び出す動作、及び通常動作時の電源オン乃至設定レジスタの動作する前では実施例2と同様なので説明を省略する。 In the following, the same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted, and only different portions are described. Here, the operation before shipping, the operation of calling data, and the power-on operation during the normal operation or before the operation of the setting register are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
図9に示すように、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“Low”の場合、制御部4からシステムリセット指令は発せられず、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は活性状態が維持される。そして、制御部4に設けられているカウンタにより所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される(ステップS15)。一方、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“High”の場合(データ比較判定で1回目の“YES”判定)、割り込み発生を行う。具体的には、割り込み信号を入力した制御部4は、電源電圧(V1)がVddmin.近傍まで低下していると判断し、処理中の重要なデータなどをメモリ部3に記憶させ、処理実行中の作業をストップさせる(ステップS17)。そして、所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される。
As shown in FIG. 9, when the signal level output from the comparison operation circuit 14a is "Low", the system reset command is not issued from the
次に、割り込み実行後では、設定レジスタ15が動作し、ADC出力電圧(V3)と設定レジスタ15で減算或いは加算されたメモリ設定値(V4)とが比較演算回路14に入力され、データの比較及び判定が行われる(ステップS14a)。比較演算回路14aから出力された信号レベルが“Low”の場合、制御部4からシステムリセット指令は発せられない。そして、制御部4に設けられているカウンタにより所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される(ステップS15)。一方、比較演算回路14aから出力された信号レベルが“High”の場合、マイコン・論理回路部2及びメモリ部3は非活性状態となり動作を停止する。あわせて、比較演算回路14aから出力された“High”の信号レベルにもとづいて、制御部4がシステムリセット指令を発する(ステップS16a)。そして、所定時間カウントされた後、再度ADC出力電圧(V3)が比較演算回路14aに入力される。ここで、システムリセット指令が発せられ、電源電圧(V1)が回復した時点で、マイコンの動作が復帰する。
Next, after execution of the interrupt, the setting
上述したように、本実施例の半導体集積回路装置では、データ比較判定で1回目の“YES”判定が出た場合、割り込み発生が行われ、割り込み信号を入力した制御部4は、電源電圧(V1)がVddmin.近傍まで低下していると判断し、処理中の重要なデータなどをメモリ部3に記憶させ、処理実行中の作業をストップさせる。割り込み実行後に再度データ比較判定で “YES”判定が出た場合、システムリセット指令が発せられる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device of the present embodiment, when the first “YES” determination is made in the data comparison determination, an interrupt is generated, and the
このため、実施例1の効果の他に、処理中の重要なデータなどの保存や電源電圧(V1)の低下による誤作業をストップさせることができる。 For this reason, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to stop erroneous work due to storage of important data during processing or a decrease in the power supply voltage (V1).
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、実施例3のCPU5内に所定時間をカウントするカウンタ、及びメモリ設定値を加減算してその値を変更する設定レジスタを設けてもよい。
For example, a counter for counting a predetermined time and a setting register for adding and subtracting a memory setting value and changing the value may be provided in the
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。
(付記1) 電源から電圧が供給され、一定な基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、前記メモリ設定値を加減算する設定レジスタと、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路とを有する電源電圧検知回路と、前記比較演算回路から出力された信号を入力し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値又は加減算された前記メモリ設定値よりも高い場合の前記比較演算回路から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発する制御部とを具備し、前記設定レジスタは電源オン後、前記制御部からシステムリセット指令が発せられた後に動作して前記メモリ設定値の加減算を行う半導体集積回路装置。
The present invention can be configured as described in the following supplementary notes.
(Supplementary Note 1) A reference voltage generation circuit for generating a constant reference voltage supplied with a voltage from a power supply, a voltage supplied from the power supply, inputting the reference voltage, digitally converting the reference voltage, and the power supply voltage An ADC that outputs an ADC output voltage that depends on the non-volatile memory that stores the ADC output voltage as a memory setting value in advance, a setting register that adds or subtracts the memory setting value, the ADC output voltage and the memory setting value, or A power supply having a comparison operation circuit that inputs the ADC output voltage and the added / subtracted memory setting value, and compares and calculates the ADC output voltage and the memory setting value, or the ADC output voltage and the added / subtracted memory setting value. The voltage detection circuit and the signal output from the comparison operation circuit are input, and the ADC output voltage is the memory set value or addition / subtraction A control unit that issues a system reset command based on a signal output from the comparison operation circuit when the value is higher than the set memory value, and the setting register receives a system reset command from the control unit after the power is turned on. A semiconductor integrated circuit device that operates after the signal is issued and performs addition / subtraction of the memory set value.
(付記2) 電源から電圧が供給され、一定な基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、前記メモリ設定値を加減算する設定レジスタと、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路とを有する電源電圧検知回路と、前記比較演算回路から出力された信号を入力し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値又は加減算された前記メモリ設定値よりも高い場合の前記比較演算回路から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発する制御部とを具備し、前記設定レジスタは電源オン後、前記制御部からシステムリセット指令が発せられた後に動作して任意に前記メモリ設定値の加減算を行う半導体集積回路装置。 (Supplementary Note 2) A reference voltage generation circuit that supplies a voltage from a power source to generate a constant reference voltage; a voltage that is supplied from the power source; inputs the reference voltage; converts the reference voltage to digital; An ADC that outputs an ADC output voltage that depends on the non-volatile memory that stores the ADC output voltage as a memory setting value in advance, a setting register that adds or subtracts the memory setting value, the ADC output voltage and the memory setting value, or A power supply having a comparison operation circuit that inputs the ADC output voltage and the added / subtracted memory setting value, and compares and calculates the ADC output voltage and the memory setting value, or the ADC output voltage and the added / subtracted memory setting value. A signal output from the voltage detection circuit and the comparison operation circuit is input, and the ADC output voltage is set to the memory set value or adjusted. A control unit that issues a system reset command based on a signal output from the comparison operation circuit when the value is higher than the set memory value, and the setting register receives a system reset command from the control unit after the power is turned on. A semiconductor integrated circuit device that operates after the signal is issued and arbitrarily adds or subtracts the memory set value.
1、1a、1b 電源電圧検知回路
2 マイコン・論理回路部
3 メモリ部
4 制御部
5 CPU
6 論理回路部
11 基準電圧発生回路
12 ADC
13 不揮発性メモリ
14、14a 比較演算回路
15 設定レジスタ
16 演算部
20、20a、20b 半導体集積回路装置
1, 1a, 1b Power supply
6 logic circuit section 11 reference voltage generation circuit 12 ADC
13
Claims (5)
前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、
予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、
前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路と
を具備することを特徴とする電源電圧検知回路。 A reference voltage generation circuit that is supplied with a voltage from a power source and generates a constant reference voltage;
An ADC that is supplied with a voltage from the power supply, inputs the reference voltage, digitally converts the reference voltage, and outputs an ADC output voltage depending on the power supply voltage;
A non-volatile memory for storing an ADC output voltage as a memory set value in advance;
A power supply voltage detection circuit, comprising: a comparison operation circuit that inputs the ADC output voltage and the memory setting value and compares the ADC output voltage and the memory setting value.
前記電源から電圧が供給され、前記基準電圧を入力し、前記基準電圧をデジタル変換し、前記電源電圧に依存するADC出力電圧を出力するADCと、
予めADC出力電圧をメモリ設定値として記憶する不揮発性メモリと、
前記メモリ設定値を加減算する設定レジスタと、
前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値、又は前記ADC出力電圧及び加減算された前記メモリ設定値を比較演算する比較演算回路と
を具備することを特徴とする電源電圧検知回路。 A reference voltage generation circuit that is supplied with a voltage from a power source and generates a constant reference voltage;
An ADC that is supplied with a voltage from the power supply, inputs the reference voltage, digitally converts the reference voltage, and outputs an ADC output voltage depending on the power supply voltage;
A non-volatile memory for storing an ADC output voltage as a memory set value in advance;
A setting register for adding and subtracting the memory setting value;
The ADC output voltage and the memory setting value, or the ADC output voltage and the memory setting value added / subtracted are input, and the ADC output voltage and the memory setting value, or the ADC output voltage and the memory setting value added / subtracted. A power supply voltage detection circuit comprising a comparison operation circuit for performing a comparison operation.
前記比較演算回路から出力された信号を入力し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値よりも高い場合の前記比較演算回路から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発する制御部と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。 A reference voltage generation circuit that supplies a voltage from a power source and generates a constant reference voltage, and an ADC that is supplied with the voltage from the power source, inputs the reference voltage, converts the reference voltage to digital, and depends on the power supply voltage An ADC that outputs an output voltage, a nonvolatile memory that stores an ADC output voltage as a memory setting value in advance, the ADC output voltage and the memory setting value are input, and the ADC output voltage and the memory setting value are compared and calculated. A power supply voltage detection circuit having a comparison operation circuit;
A controller that inputs a signal output from the comparison operation circuit and issues a system reset command based on the signal output from the comparison operation circuit when the ADC output voltage is higher than the memory set value. A semiconductor integrated circuit device.
前記比較演算回路から出力された信号を入力し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値又は加減算された前記メモリ設定値よりも高い場合の前記比較演算回路から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発する制御部と
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。 A reference voltage generation circuit that supplies a voltage from a power source and generates a constant reference voltage, and an ADC that is supplied with the voltage from the power source, inputs the reference voltage, converts the reference voltage to digital, and depends on the power supply voltage An ADC that outputs an output voltage; a nonvolatile memory that stores the ADC output voltage as a memory setting value in advance; a setting register that adds or subtracts the memory setting value; the ADC output voltage and the memory setting value; or the ADC output voltage A power supply voltage detection circuit having a comparison operation circuit that inputs the memory setting value that has been added and subtracted and compares the ADC output voltage and the memory setting value, or the ADC output voltage and the memory setting value that has been added and subtracted ,
A signal output from the comparison operation circuit is input, and a system reset command is issued based on the signal output from the comparison operation circuit when the ADC output voltage is higher than the memory setting value or the memory setting value obtained by addition / subtraction A semiconductor integrated circuit device.
前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を入力し、前記ADC出力電圧及び前記メモリ設定値を比較演算する演算部を有し、前記ADC出力電圧が前記メモリ設定値よりも小さい場合の前記演算部から出力された信号にもとづいてシステムリセット指令を発するCPUと
を具備することを特徴とする半導体集積回路装置。 A reference voltage generation circuit that supplies a voltage from a power source and generates a constant reference voltage, and an ADC that is supplied with the voltage from the power source, inputs the reference voltage, converts the reference voltage to digital, and depends on the power supply voltage A power supply voltage detection circuit having an ADC that outputs an output voltage and a nonvolatile memory that stores the ADC output voltage in advance as a memory setting value;
From the calculation unit when the ADC output voltage and the memory set value are input and the ADC output voltage and the memory set value are compared and calculated, and the ADC output voltage is smaller than the memory set value A semiconductor integrated circuit device comprising: a CPU that issues a system reset command based on the output signal.
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JP2010074519A (en) * | 2008-09-18 | 2010-04-02 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | A/d conversion apparatus |
CN102759653A (en) * | 2011-04-28 | 2012-10-31 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Voltage detecting circuit |
US9110104B2 (en) | 2011-06-01 | 2015-08-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Voltage-temperature sensor and system including the same |
-
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- 2004-12-20 JP JP2004367467A patent/JP2006170936A/en active Pending
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