JP2007243808A - 半導体集積回路におけるリセット検出回路 - Google Patents

半導体集積回路におけるリセット検出回路 Download PDF

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Abstract

【課題】電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かが正確に検出できないことにより、ロジック回路やRAMのリセットが行えなくなることを防止する。
【解決手段】電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時、電源立下り時すべてにおいて、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの判定を行う。そして、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなると、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かに拘わらず、ロジック回路やRAMのリセット検出を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、1つのマイクロコンピュータ内に構成された半導体集積回路に備えられるリセット検出回路に関するものである。
リセット検出回路は、半導体集積回路に備えられるロジック回路やRAMに印加されている電圧VDDがロジック回路のリセット電圧やRAMの電荷保持の保証電圧(以下、RAM保持電圧という)より低くなったことを検出し、それを検出したときにロジック回路にリセットを掛ける等の動作を行うものである(例えば、特許文献1参照)。
図5は、従来のリセット検出回路100の回路図である。この図に示すように、リセット検出回路100には、コンパレータ101と、基準電圧回路102と、分圧抵抗103、104が備えられている。
コンパレータ101は、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ラインからの電力供給に基づいて作動する。基準電圧回路102は、コンパレータ101と同様、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ラインからの電力供給に基づいて作動し、基準電圧Vrefを発生させる。分圧抵抗103、104は、ロジック回路やRAMへの電力供給を行う電源ラインの電圧VDDを分圧するためのもので、電圧VDDに比例する電圧を形成する。そして、基準電圧回路102が形成する基準電圧Vrefがコンパレータ101の非反転入力端子に入力され、分圧抵抗103、104の間の電位がコンパレータ101の反転入力端子に入力されることで、リセット検出回路100が構成されている。
このような構成を用いて、コンパレータ101にて分圧抵抗103、104の間の電位を基準電圧Vrefと大小比較することで、電圧VDDがリセット電圧やRAM保持電圧以上あるか否かの判定を行っている。
このようなリセット検出回路100において、従来では、電圧VDDと、ロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTと、5V電源の電圧5VINを電源電圧としている回路の最低動作電圧V−MINの関係が、VDD>V−RST>V−MINとされている。例えば、VDD=2.5V、V−RST=2.0V、V−MIN=1.8Vとされている。
このため、電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時、電源立下り時すべてにおいて、リセット検出回路100にて、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの判定を行うことができる。
図6は、電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。
この図に示されるように、電圧VDDは5V電源の電圧5VINが立ち上がった後で立上り、所望の電位まで上昇する。このとき、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上にならないと電圧5VINを電源電圧としているコンパレータ101の作動が保証できないため、リセット検出回路100は、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができない。しかしながら、電圧5VINを半導体集積回路の内部もしくは外部で降圧することで電圧VDDを形成しているため、電圧5VINの方が電圧VDDよりも早く立上る。このため、リセット検出回路100は、電源起動時に、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上になったことを検出することができる。
また、バッテリの瞬断時に関しては、バッテリ電圧の低下に伴って電圧5VINが低下していくことになるが、同時に電圧VDDも低下していくため、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなるよりも先に電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなる。このため、リセット検出回路100は、バッテリの瞬断時にも、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができる。
サージによる電圧VDDの低下時に関しては、電圧5VINは低下していないため、リセット検出回路100は、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができる。なお、サージはノイズなどによる瞬間的な電圧変動であり、時定数などにもよるが、サージによってもリセットがかかる可能性がある。
さらに、電源立下り時に関しても、バッテリの瞬断時と同様に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなるよりも先に電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなるため、リセット検出回路100は、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができる。
特開2005−316594号公報
しかしながら、近年では、半導体プロセスの微細化により、ロジック回路の電源とされる電圧VDDの低電圧化が進んでおり、それと同時にリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTの低電圧化も進んでいる。その反面、半導体集積回路が搭載されるプリント基板などの電源にはバッテリ電圧および5V電源系が用いられており、半導体集積回路とプリント基板のインターフェースにも5V電源が用いられている。
このため、電圧VDDと、ロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTと、5V電源の電圧5VINを電源電圧としている回路の最低動作電圧V−MINの関係が、V−MIN>VDD>V−RSTとなることが多い。例えば、VDD=1.5V、V−RST=1.2V、V−MIN=1.8Vとなる。
これにより、上記図5に示したリセット検出回路100の構成では、電源起動時、バッテリ瞬断時および電源立下り時に、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを正確に検出することができなくなるという問題がある。
図7は、V−MIN>VDD>V−RSTの関係とされた場合における電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。
この図に示すように、電源起動時には、電圧VDDの低電圧化に伴い、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上になる前に電圧VDDの立ち上がりが完了してしまう。このため、電圧5VINを電源電圧としているコンパレータ101の作動が保証できないため、リセット検出回路100は、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができない。
また、バッテリ瞬断時には、バッテリ電圧の低下に伴って電圧5VINが低下していくときに、同時に電圧VDDも低下するが、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなるより先に電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなる。このため、リセット検出回路100は、バッテリ瞬断時にも、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができなくなる。
同様に、電源立下り時に関しても、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなるより先に電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなる。このため、リセット検出回路100は、電源立下り時にも、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができなくなる。
このように、電源起動時、バッテリ瞬断時および電源立下り時に、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを正確に検出できないと、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなっているにもかかわらず、ロジック回路やRAMのリセットを行えないなどの不具合が発生し得る。
本発明は上記点に鑑みて、電源起動時やバッテリ瞬断時および電源立下り時に、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かが正確に検出できないことにより、ロジック回路のリセットもしくはRAMのリセットが行えなくなることを防止できるリセット検出回路を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では、第1電圧(5VIN)が印加される第1電源ライン(2)と、第2電圧(VDD)が印加される第2電源ライン(3)と、第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行う第1判定手段(10、20)と、第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、第1電圧(5VIN)が第1判定手段(10、20)の動作保証電圧となる最低動作電圧(V−MIN)以上あるか否かの判定を行う第2判定手段(30、40)と、ロジック回路に対してリセット信号を出力するリセット信号発生手段(50)とを備えている。そして、リセット信号発生手段(50)は、第1判定手段(10、20)にて第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あると判定され、かつ、第2判定手段(30、40)にて第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)以上あると判定された場合にロジック回路に対するリセットを解除し、第1判定手段(10、20)にて第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)より低いと判定されるか、もしくは、第2判定手段(30、40)にて第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低いと判定された場合にロジック回路に対してリセットを掛けるリセット信号を出力することを特徴としている。
このような構成によれば、電源起動時、バッテリ瞬断時および電源立下り時すべてにおいて、第2判定手段(30、40)にて、第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低くなることを検出しつつ、第1判定手段(10、20)にて、第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行うことができる。
そして、第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低くなると、第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かに拘わらず、ロジック回路をリセットするようにしている。このため、電源起動時やバッテリ瞬断時および電源立下り時に、第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低くなり、第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かが正確に検出できない状況となることで、ロジック回路のリセットが行えなくなることを防止できる。
例えば、第1判定手段(10、20)は、第1電圧(5VIN)に基づいて第1しきい値(Vref1)を設定する第1しきい値設定回路(10)と、第2電圧(VDD)を分圧することで降圧する分圧回路(20)と、を有した構成とされる。この場合、第1しきい値設定回路(10)にて、該第1しきい値設定回路(10)が設定した第1しきい値(Vref1)と分圧回路(20)にて分圧された第2電圧(VDD)とを大小比較することで、第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行う。
また、第2判定手段(30、40)は、第1電圧(5VIN)に基づいて第2しきい値(Vref2)を設定する第2しきい値設定回路(30)と、第1電圧(5VIN)を分圧することで降圧する分圧回路(40)と、を有した構成とされる。この場合、第2しきい値設定回路(30)にて、該第2しきい値設定回路(30)が設定した第2しきい値(Vref2)と分圧回路(40)にて分圧された第1電圧(5VIN)とを大小比較することで、第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)以上あるか否かの判定を行う。
さらに、第1判定手段(10、20)および第2判定手段(30、40)が上記のように構成される場合、第1しきい値(Vref1)と第2しきい値(Vref2)を同じ電圧に設定すると好ましい。このようにすれば、第1しきい値(Vref1)や第2しきい値(Vref2)を設定している基準電圧回路(12、32)を同じ回路とすることができ、リセット検出回路の回路構成の簡略化を図ることが可能となる。
なお、上記のリセット検出回路では、ロジック回路のリセット電圧(V−RST)について説明したが、RAMの電荷保持の保証電圧がロジック回路のリセット電圧(V−RST)と等しい場合には、第1判定手段(10、20)が行った第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定結果に基づき、ロジック回路をリセットすると同時にRAMのリセットを行うこともできる。
また、本発明は、第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、第3電圧(VDD2)がRAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あるか否かの判定を行う第3判定手段(60、70)を備えることもできる。
この場合、リセット信号発生手段(50)は、第1判定手段(10、20)にて第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あると判定され、かつ、第2判定手段(30、40)にて第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)以上あると判定され、さらに、第3判定手段(60、70)にて第3電圧(VDD2)がRAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あると判定された場合にロジック回路に対するリセットを解除し、第1判定手段(10、20)にて第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)より低いと判定されるか、第2判定手段(30、40)にて第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低いと判定されるか、第3判定手段(60、70)にて第3電圧(VDD2)がRAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)より低いと判定されるかのいずれか1つでも満たした場合にロジック回路およびRAMに対してリセットを掛けるリセット信号を出力する。
このようにすれば、電源起動時、バッテリ瞬断時および電源立下り時すべてにおいて、第1電圧(5VIN)が最低動作電圧(V−MIN)より低くなることを検出しつつ、第3電圧(VDD2)がロジック回路がリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定や、RAMの電荷保持の保持電圧(V−RST’)以上あるか否かの判定を行うことができる。これにより、ロジック回路のリセット電圧(V−RST)とRAMの電荷保持の保持電圧(V−RST’)が異なる場合に関しても、上記と同様の効果を得ることができる。
例えば、第3判定手段(60、70)は、第1電圧(5VIN)に基づいて第3しきい値(Vref3)を設定する第3しきい値設定回路(60)と、第3電圧(VDD2)を分圧することで降圧する分圧回路(70)と、を有した構成とされる。この場合、第3しきい値設定回路(60)にて、該第3しきい値設定回路(60)が設定した第3しきい値(Vref3)と分圧回路(70)にて分圧された第3電圧(VDD2)とを大小比較することで、第3電圧(VDD2)がRAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あるか否かの判定を行う。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態におけるリセット検出回路1の回路図である。この図に示すように、リセット検出回路1は、5V電源(図示せず)が発生する電圧5VIN(第1電圧)を供給する電源ライン(第1電源ライン)2からの電圧供給に基づいて駆動され、電圧5VINを半導体集積回路の内部にて降圧することで形成した電圧VDD(第2電圧)を供給する電源ライン(第2電源ライン)3の電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの検出を行う。
図1に示されるように、リセット検出回路1には、第1しきい値設定回路10、第1分圧回路20、第2しきい値設定回路30、第2分圧回路40およびOR回路50が備えられている。これらのうち、第1しきい値設定回路10および第1分圧回路20が第1判定手段、第2しきい値設定回路30および第2分圧回路40が第2判定手段、OR回路50がリセット信号発生手段に相当する。
第1しきい値設定回路10は、コンパレータ11と、基準電圧回路12とを有して構成されている。
コンパレータ11は、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ライン2からの電力供給に基づいて作動する。基準電圧回路12は、コンパレータ11と同様、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ライン2からの電力供給に基づいて作動し、第1しきい値に相当する基準電圧Vref1を発生させる。この基準電圧Vref1は、ロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTを一定比率Aで降圧した電圧と同じ値に設定されている。そして、この基準電圧Vref1がコンパレータ11の非反転入力端子に入力されている。
第1分圧回路20は、分圧抵抗21および分圧抵抗22によって構成され、電源ライン3の電圧VDDを分圧抵抗21および分圧抵抗22によって一定比率Aで降圧するものであり、この第1分圧回路20における分圧抵抗21および分圧抵抗22の間の電圧が第1電圧V1とされる。分圧抵抗21および分圧抵抗22の抵抗値は、電源ライン3の電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTと同じ電圧になったときに、電圧VDDを第1分圧回路20で分圧すると、第1電圧V1が第1しきい値設定回路10により設定される基準電圧Vref1と等しい電圧となるように設定されている。
したがって、電源ライン3の電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTよりも高ければ、第1電圧V1は基準電圧Vref1よりも大きな電圧となる。この第1分圧回路20により形成される第1電圧V1がコンパレータ11の反転入力端子に入力されている。
このように、第1分圧回路20が電圧VDDを降圧する比率と、基準電圧Vref1およびその比較対象となるロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTを共に、同じ比率Aで降圧している。このため、第1分圧回路20が形成する第1電圧V1を第1しきい値設定回路10における基準電圧Vref1と大小比較することで、電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTよりも高いか否かを判定することができる。
第2しきい値設定回路30は、コンパレータ31と、基準電圧回路32とを有して構成されている。
コンパレータ31は、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ライン2からの電力供給に基づいて作動する。基準電圧回路32は、コンパレータ31と同様、車載バッテリ等が発生させている電圧を降圧することで形成した5V電源の電圧5VINが印加される電源ライン2からの電力供給に基づいて作動し、第2しきい値に相当する基準電圧Vref2を発生させる。そして、この基準電圧Vref2がコンパレータ31の非反転入力端子に入力されている。
第2分圧回路40は、分圧抵抗41および分圧抵抗42によって構成され、5V電源に接続された電源ライン2の電圧5VINを分圧抵抗41および分圧抵抗42によって一定比率Bで降圧するものであり、この第2分圧回路40における分圧抵抗41および分圧抵抗42の間の電圧が第2電圧V2とされる。分圧抵抗41および分圧抵抗42の抵抗値は、電源ライン2の電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも高い電圧V−RST2になったときに、電圧5VINを第2分圧回路40で分圧すると、第2電圧V2が第2しきい値設定回路30により設定される基準電圧Vref2と等しい電圧となるように設定されている。
したがって、電源ライン2の電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも高い電圧V−RST2よりも高くなると、第2電圧V2が基準電圧Vref2よりも大きな電圧となる。このため、第2分圧回路40が形成する第2電圧V2を第2しきい値設定回路40における基準電圧Vref2と大小比較することで、電圧5VINが電圧V−RST2よりも高いか否かを判定することができる。
OR回路50は、コンパレータ11およびコンパレータ31の出力を受け取り、OR論理の出力を発生させるものである。すなわち、コンパレータ11の出力とコンパレータ31の出力いずれか一方でもハイレベルになると、OR回路50の出力がハイレベルとなる。このOR回路50の出力がロジック回路やRAMのリセット信号として用いられ、OR回路50からハイレベルが出力されている期間中、ロジック回路やRAMがリセットされる。
次に、上記のように構成された本実施形態のリセット検出回路1の作動について説明する。
上記のようなリセット検出回路1において、電圧VDDと、ロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTと、5V電源の電圧5VINを電源電圧としている回路の最低動作電圧V−MINと、電圧V−RST2の関係が、V−RST2>V−MIN>VDD>V−RSTとなっている。例えば、VDD=1.5V、V−RST=1.2V、V−MIN=1.8V、V−RST2=2.0Vとなる。
このため、以下に示すように、電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時、電源立下り時すべてにおいて、リセット検出回路1にて、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの判定を行うことができる。これについて、図2を参照して説明する。
図2は、V−RST2>V−MIN>VDD>V−RSTの関係とされた場合における電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。
この図に示されるように、電圧VDDは5V電源の電圧5VINが立ち上がって最低動作電圧V−MIN以上となるよりも前に、リセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上になることがある。このとき、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上となる前は、コンパレータ11が正常に作動しているという保証はないため、仮に電圧VDDの上昇に伴ってコンパレータ11の出力がハイレベルからローレベルに変わったとしても、それが正しいとは限らない。
これに対し、本実施形態の場合、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも高くなるまでコンパレータ31の出力がハイレベルとなり、OR回路50の出力がハイレベルとなる。これにより、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも低いときにコンパレータ11の出力がハイレベルからローレベルに切り替わったとしても、5VINが最低動作電圧V−MIN以上になるまで、ロジック回路やRAMをリセットすることができる。したがって、リセット検出回路1は、電源起動時に、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上になることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上になったことを検出することができる。
バッテリの瞬断時に関しては、バッテリ電圧の低下に伴って電圧5VINが低下していくことになる。このとき、同時に電圧VDDも低下していくが、電圧VDDの低下よりも先に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも下回ることがある。この場合には、その後に電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTよりも小さくなったか否かをコンパレータ11で正常に検出できるという保証はない。
これに対し、本実施形態の場合、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも低くなると同時に、コンパレータ31の出力がローレベルからハイレベルに切り替わる。このため、電圧VDDの低下よりも先に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも下回ったときに、電圧VDDの状況に拘わらずロジック回路やRAMをリセットすることができる。したがって、リセット検出回路1は、バッテリの瞬断時にも、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTよりも低くなったことを検出することができる。
サージによる電圧VDDの低下時に関しては、電圧5VINは低下していないため、リセット検出回路100は、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったことを検出することができる。
さらに、電源立下り時に関しても、バッテリの瞬断時と同様に、バッテリ電圧の低下に伴って電圧5VINが低下していき、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなるよりも先に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも下回ることがある。本実施形態の場合、この場合にも上記と同様に電圧5VINが最低動作電圧V−MINよりも低くなると同時に、コンパレータ31の出力がローレベルからハイレベルに切り替わる。したがって、リセット検出回路1は、電源立下り時にも、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTよりも低くなったことを検出することができる。
以上説明したように、本実施形態のリセット検出回路1によれば、電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時、電源立下り時すべてにおいて、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの判定を行うようにしている。
そして、電源起動時やバッテリ瞬断時および電源立下り時に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなると、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かに拘わらず、ロジック回路やRAMをリセットするようにしている。このため、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなり、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かが正確に検出できない状況となることで、ロジック回路やRAMのリセットが行えなくなることを防止できる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。上記第1実施形態では、電圧VDDが5V電源が発生する電圧5VINに基づいて半導体集積回路の内部で電源VDDを形成しているが、本実施形態では、半導体集積回路の外部で電源VDDを形成する場合について説明する。なお、リセット検出回路1そのものに関しては、第1実施形態と同様であるため、ここではリセット検出回路1の動作に関し、第1実施形態と異なる部分について説明する。
半導体集積回路の外部で電源VDDを形成する場合、電圧5VINの立上りおよび立下りと電圧VDDの立上りおよび立下りのタイミングは同期しない。つまり、電圧VDDが電圧5VINと独立して起動する。このため、電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に早くなったり、その逆に電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に遅くなったりする。
しかしながら、上記図1に示したリセット検出回路1によれば、これらの場合についても第1実施形態で示した効果を得ることが可能となる。
図3は、電源起動時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートであり、図3(a)、(b)は、それぞれ、電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に早い場合、図3(c)、(d)は、それぞれ、電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に遅い場合を示している。
電圧5VINの立上りよりも電圧VDDの立上りの方が十分に早い場合、図3(a)に示すように、電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上になったとしても、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上になるまでロジック回路やRAMのリセットが解除されない。
電圧5VINの立下りよりも電圧VDDの立下りの方が十分に早い場合、図3(b)に示すように、電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RSTより低くなったときに、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上あったとしても、ロジック回路やRAMがリセットされる。
電圧5VINの立上りよりも電圧VDDの立上りの方が十分に遅い場合、図3(c)に示すように、電圧5VINが最低動作電圧V−MIN以上になってから、電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上になると、ロジック回路やRAMのリセットが解除される。
電圧5VINの立下りよりも電圧VDDの立下りの方が十分に遅い場合、図3(d)に示すように、電圧VDDがロジック回路のリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あったとしても、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなったときにロジック回路やRAMがリセットされる。
このように、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かの判定を行い、電源起動時や電源立下り時に、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなると、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かに拘わらず、ロジック回路やRAMをリセットするようにしている。
これにより、半導体集積回路の外部においてVDDが形成されたとしても、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなり、電圧VDDがリセット電圧およびRAM保持電圧V−RST以上あるか否かが正確に検出できない状況となることで、ロジック回路やRAMのリセットが行えなくなることを防止できる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、RAM保持電圧V−RST’がロジック回路のリセット電圧V−RSTと異なる値である場合について説明する。
図4は、本実施形態のリセット検出回路1の回路構成を示したものである。第1実施形態に示したリセット検出回路1に対して、RAM保持電圧V−RST’の検出の為に、第3しきい値設定回路60および第3分圧回路70を備えている。これら第3しきい値設定回路60および第3分圧回路70が第3判定手段に相当する。
第3しきい値設定回路60は、コンパレータ61と、基準電圧回路62とを有して構成されている。
コンパレータ61は、電源ライン2とは異なる電圧VDD2を印加する電源ライン(第3電源ライン)4からの電力供給に基づいて作動する。基準電圧回路62は、コンパレータ61と同様、電圧5VINが印加される電源ライン2からの電力供給に基づいて作動し、基準電圧Vref3を発生させる。そして、この基準電圧Vref3がコンパレータ61の非反転入力端子に入力されている。
第3分圧回路70は、分圧抵抗71および分圧抵抗72によって構成され、電圧VDD2が印加される電源ライン4の電圧5VINを分圧抵抗71および分圧抵抗72によって一定比率Cで降圧するものであり、この第3分圧回路70における分圧抵抗71および分圧抵抗72の間の電圧が第3電圧V3とされる。分圧抵抗71および分圧抵抗72の抵抗値は、電源ライン4の電圧VDD2がRAM保持電圧V−RST’と同じ電圧になったときに、電圧VDD2を第3分圧回路70で分圧すると、第3電圧V3が第3しきい値設定回路60により設定される基準電圧Vref3と等しい電圧となるように設定されている。
したがって、電源ライン4の電圧VDD2がRAM保持電圧V−RST’よりも高ければ、第3電圧V3は基準電圧Vref3よりも大きな電圧となる。この第3分圧回路70により形成される第3電圧V3がコンパレータ61の反転入力端子に入力されている。
このように、第3分圧回路70が電圧VDD2を降圧する比率と、基準電圧Vref3およびその比較対象となるRAM保持電圧V−RST’を共に、同じ比率Cで降圧している。このため、第3分圧回路70が形成する第3電圧V3を第3しきい値設定回路60における基準電圧Vref3と大小比較することで、電圧VDD2がRAM保持電圧V−RST’よりも高いか否かを判定することができる。
そして、本実施形態のリセット検出回路1では、第3しきい値設定回路60におけるコンパレータ61の出力もOR回路50に入力されるようにしている。すなわち、コンパレータ11の出力とコンパレータ31の出力およびコンパレータ61の出力のいずれか一つでもハイレベルになると、OR回路50の出力がハイレベルとなる。このOR回路50の出力がロジック回路やRAMのリセット信号として用いられ、OR回路50からハイレベルが出力されている期間中、ロジック回路やRAMがリセットされる。
このような構成のリセット検出回路1においても、電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDD、VDD2の低下時、電源立下り時すべてにおいて、電圧5VINが最低動作電圧V−MINより低くなることを検出しつつ、電圧VDDがリセット電圧V−RST以上あるか否かの判定や、電圧VDD2がRAM保持電圧V−RST’以上あるか否かの判定を行うことができる。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
(他の実施形態)
上記第1〜第3実施形態では、基準電圧Vref1〜Vref3をそれぞれ異なる電圧として示してあるが、これらを同じ電圧とすることも可能である。この場合、第1〜第3分圧回路20、40、70における分圧抵抗21、22、41、42、71、72の抵抗値を調整するのみで済み、基準電圧回路12、32、62をすべて同じ回路とすることができる。このため、回路構成の簡略化を図ることが可能となる。
また、上記各実施形態で示したリセット検出回路1は、最低動作電圧V−MINよりも電圧VDDやリセット電圧V−RSTが低くなる場合に上記効果を奏するものであるが、最低動作電圧V−MINよりも電圧VDDやリセット電圧V−RSTが高くなる場合に本発明を適用することを排除するものではない。
なお、上記説明においては、電圧VDDのみが低下する原因としては、サージによる電圧VDDの低下時のみを例に挙げているが、それに加えて、GNDショート、電源リップルが挙げられる。GNDショートは、電圧VDDの印加される電源ライン等がGND接続された配線などに短絡することによって発生するものであり、これにより電圧VDDが低下する可能性がある。また、電源リップルは、電圧VDDが印加される負荷となっているロジック、ROM、RAM回路などの回路の電流変動(交流成分)が原因となって起きる電源の変動(交流成分)のことであり、電流変動が大きい場合や電圧VDDを出力している電源の応答性が遅い場合に電源リップルが発生し、場合によっては電圧VDDのリセット電圧を下回ることがある。これらの場合についても、上述したサージによる電圧VDDの低下時と同様にリセット検出を行うことが可能である。
本発明の第1実施形態におけるリセット検出回路1の回路図である。 V−RST2>V−MIN>VDD>V−RSTの関係とされた場合における電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。 (a)、(b)は、それぞれ、電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に早い場合、(c)、(d)は、それぞれ、電圧5VINの立上りおよび立下りよりも電圧VDDの立上りおよび立下りの方が十分に遅い場合のタイミングチャートである。 本発明の第3実施形態におけるリセット検出回路1の回路図である。 従来のリセット検出回路100の回路図である。 VDD>V−RST>V−MINの関係の場合における電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。 V−MIN>VDD>V−RSTの関係とされた場合における電源起動時、バッテリ瞬断時、サージによる電圧VDDの低下時および電源立下り時の様子を示したタイミングチャートである。
符号の説明
1…リセット検出回路、2…電源ライン、3…電源ライン、10、30、60…第1〜第3しきい値設定回路、11、31、61…コンパレータ、12、32、62…基準電圧回路、20、40、70…分圧回路、21、22、41、42、71、72…分圧抵抗、50…OR回路。

Claims (7)

  1. 第1電圧(5VIN)が印加される第1電源ライン(2)と、
    第2電圧(VDD)が印加される第2電源ライン(3)と、
    前記第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、前記第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行う第1判定手段(10、20)と、
    前記第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、前記第1電圧(5VIN)が前記第1判定手段(10、20)の動作保証電圧となる最低動作電圧(V−MIN)以上あるか否かの判定を行う第2判定手段(30、40)と、
    前記第1判定手段(10、20)にて前記第2電圧(VDD)が前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あると判定され、かつ、前記第2判定手段(30、40)にて前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)以上あると判定された場合に前記ロジック回路に対するリセットを解除し、前記第1判定手段(10、20)にて前記第2電圧(VDD)が前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)より低いと判定されるか、もしくは、前記第2判定手段(30、40)にて前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)より低いと判定された場合に前記ロジック回路に対してリセットを掛けるリセット信号を出力するリセット信号発生手段(50)と、を備えていることを特徴とするリセット検出回路。
  2. 前記第1判定手段(10、20)は、
    前記第1電圧(5VIN)に基づいて第1しきい値(Vref1)を設定する第1しきい値設定回路(10)と、
    前記第2電圧(VDD)を分圧することで降圧する分圧回路(20)と、を有し、
    前記第1しきい値設定回路(10)にて、該第1しきい値設定回路(10)が設定した前記第1しきい値(Vref1)と前記分圧回路(20)にて分圧された前記第2電圧(VDD)とを大小比較することで、前記第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項1に記載のリセット検出回路。
  3. 前記第2判定手段(30、40)は、
    前記第1電圧(5VIN)に基づいて第2しきい値(Vref2)を設定する第2しきい値設定回路(30)と、
    前記第1電圧(5VIN)を分圧することで降圧する分圧回路(40)と、を有し、
    前記第2しきい値設定回路(30)にて、該第2しきい値設定回路(30)が設定した前記第2しきい値(Vref2)と前記分圧回路(40)にて分圧された前記第1電圧(5VIN)とを大小比較することで、前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)以上あるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項1または2に記載のリセット検出回路。
  4. 前記第1判定手段(10、20)は、
    前記第1電圧(5VIN)に基づいて第1しきい値(Vref1)を設定する第1しきい値設定回路(10)と、
    前記第2電圧(VDD)を分圧することで降圧する分圧回路(20)と、を有し、
    前記第1しきい値設定回路(10)にて、該第1しきい値設定回路(10)が設定した前記第1しきい値(Vref1)と前記分圧回路(20)にて分圧された前記第2電圧(VDD)とを大小比較することで、前記第2電圧(VDD)がロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定を行い、
    前記第2判定手段(30、40)は、
    前記第1電圧(5VIN)に基づいて第2しきい値(Vref2)を設定する第2しきい値設定回路(30)と、
    前記第1電圧(5VIN)を分圧することで降圧する分圧回路(40)と、を有し、
    前記第2しきい値設定回路(30)にて、該第2しきい値設定回路(30)が設定した前記第2しきい値(Vref2)と前記分圧回路(40)にて分圧された前記第1電圧(5VIN)とを大小比較することで、前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)以上あるか否かの判定を行い、
    前記第1しきい値(Vref1)と前記第2しきい値(Vref2)は同じ電圧に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のリセット検出回路。
  5. 前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)は、RAMの電荷保持の保証電圧と等しく、前記第1判定手段(10、20)が行った前記第2電圧(VDD)が前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あるか否かの判定結果に基づき、前記ロジック回路をリセットすると同時に前記RAMのリセットを行うことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のリセット検出回路。
  6. 第3電圧(VDD2)が印加される第3電源ライン(4)と、
    前記第1電圧(5VIN)からの電圧供給を受けて作動し、前記第3電圧(VDD2)がRAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あるか否かの判定を行う第3判定手段(60、70)を備え、
    前記リセット信号発生手段(50)は、前記第1判定手段(10、20)にて前記第2電圧(VDD)が前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)以上あると判定され、かつ、前記第2判定手段(30、40)にて前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)以上あると判定され、さらに、前記第3判定手段(60、70)にて前記第3電圧(VDD2)が前記RAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あると判定された場合に前記ロジック回路に対するリセットを解除し、前記第1判定手段(10、20)にて前記第2電圧(VDD)が前記ロジック回路のリセット電圧(V−RST)より低いと判定されるか、前記第2判定手段(30、40)にて前記第1電圧(5VIN)が前記最低動作電圧(V−MIN)より低いと判定されるか、前記第3判定手段(60、70)にて前記第3電圧(VDD2)が前記RAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)より低いと判定されるかのいずれか1つでも満たした場合に前記ロジック回路および前記RAMに対してリセットを掛けるリセット信号を出力することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載のリセット検出回路。
  7. 前記第3判定手段(60、70)は、
    前記第1電圧(5VIN)に基づいて第3しきい値(Vref3)を設定する第3しきい値設定回路(60)と、
    前記第3電圧(VDD2)を分圧することで降圧する分圧回路(70)と、を有し、
    前記第3しきい値設定回路(60)にて、該第3しきい値設定回路(60)が設定した前記第3しきい値(Vref3)と前記分圧回路(70)にて分圧された前記第3電圧(VDD2)とを大小比較することで、前記第3電圧(VDD2)が前記RAMの電荷保持の保証電圧(V−RST’)以上あるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項6に記載のリセット検出回路。

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