JP2008090921A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路に関し、更に詳しくは、それぞれが電圧発生回路を備える複数の半導体チップを有する半導体集積回路に関する。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a semiconductor integrated circuit having a plurality of semiconductor chips each including a voltage generation circuit.
近年、モバイル用途のデバイスでは、複数のチップを1パッケージ内に積層したMCP(Multi Chip Package)が使用されている。また、モバイル環境下では、待機電力削減の要求が強く、モバイル用途のデバイスでは、半導体集積回路に搭載された複数のチップのうちで、待機状態に移行できるチップについては、より消費電力の少ないパワーダウンモードに設定し、待機電力の削減を図っている。複数の半導体チップを1つのパッケージに封入した半導体記憶装置において、消費電力の削減を図る技術としては、特許文献1に記載された技術がある。特許文献1では、複数のチップの何れかを活性化状態にして動作させ、他のチップでは、回路への電源供給を停止して非活性化状態にすることで、消費電力を削減している。
通常、パワーダウンモードに設定されたチップでは、消費電力が大きい電源回路を停止し、低消費電力化を図っている。特に、メモリデバイスでは、読出し/書込み動作時に、メモリ素子を選択するワード回路やデジット回路を活性化するために必要な高電圧を発生する高電圧回路の消費電力が大きく、この回路を停止して、低消費電力化を図っている。しかし、高電圧発生回路を停止すると、チップ内の高電圧ラインのレベルが低下し、この高電圧ラインの再充電にはCPU時間比で多大な時間を要することになるので、パワーダウンモードから通常動作を行うアクティブモードへの復帰に時間がかかる。このため、従来の半導体集積回路では、安易にパワーダウンモードに設定することができないという問題がある。 Usually, in a chip set in a power down mode, a power supply circuit with high power consumption is stopped to reduce power consumption. In particular, in a memory device, the power consumption of a high voltage circuit that generates a high voltage necessary for activating a word circuit or a digit circuit for selecting a memory element during a read / write operation is large. To achieve low power consumption. However, when the high voltage generation circuit is stopped, the level of the high voltage line in the chip decreases, and recharging of the high voltage line requires a lot of time in terms of the CPU time. It takes time to return to the active mode for operation. For this reason, the conventional semiconductor integrated circuit has a problem that the power down mode cannot be easily set.
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、低消費電力化を図りつつ、パワーダウンモードからアクティブモードへの復帰に要する時間を短縮化できる半導体集積回路を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of solving the above-described problems of the prior art and reducing the time required for returning from the power-down mode to the active mode while reducing power consumption.
上記目的を達成するために、本発明の半導体集積回路は、それぞれが電圧発生回路を含み、各々に設定された動作モードに応じた動作を行う複数の半導体チップを有し、前記複数の半導体チップのうちで電力供給モードに設定された半導体チップは、前記電圧発生回路を活性化して、前記複数の半導体チップに共通に接続された共通電力線に該電圧発生回路が生成した電圧を出力し、前記複数の半導体チップのうちでパワーダウンモードに設定された半導体チップは、前記電圧発生回路を非活性化して待機状態となり、該電圧発生回路の出力につながる電源ラインに、前記共通電力線から、周期的に電圧供給を受けることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor integrated circuit according to the present invention includes a plurality of semiconductor chips each including a voltage generation circuit and performing an operation according to an operation mode set for each of the plurality of semiconductor chips. The semiconductor chip set in the power supply mode activates the voltage generation circuit, and outputs the voltage generated by the voltage generation circuit to a common power line commonly connected to the plurality of semiconductor chips, Among the plurality of semiconductor chips, the semiconductor chip set in the power down mode deactivates the voltage generation circuit and enters a standby state, and the power line connected to the output of the voltage generation circuit is periodically connected from the common power line. Is supplied with a voltage.
本発明の半導体集積回路では、複数の半導体チップのうちで、動作モードが電力供給モードに設定された半導体チップは、電圧発生回路を活性化して共通電力線に電圧を出力し、動作モードがパワーダウンモードに設定された半導体チップは、電圧発生回路を非活性化して待機状態とし、電圧発生回路の出力につながる電源ラインに、共通電力線から、周期的に電圧供給を受ける。このようにすることで、パワーダウンモードに設定された半導体チップでは、電圧発生回路を非活性化することで、消費電力を抑えつつも、パワーダウンモードから通常動作への移行時に、電源ラインの電圧が通常動作時の電圧に復帰するまでに要する時間を短縮でき、パワーダウンモードから通常動作状態への復帰時間を短縮できる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, among the plurality of semiconductor chips, the semiconductor chip whose operation mode is set to the power supply mode activates the voltage generation circuit and outputs a voltage to the common power line, and the operation mode is power down. The semiconductor chip set in the mode deactivates the voltage generation circuit to enter a standby state, and is periodically supplied with a voltage from the common power line to the power supply line connected to the output of the voltage generation circuit. In this way, in the semiconductor chip set in the power-down mode, the voltage generation circuit is deactivated, thereby reducing the power consumption. The time required for the voltage to return to the voltage during normal operation can be reduced, and the return time from the power down mode to the normal operation state can be reduced.
本発明の半導体集積回路では、前記半導体チップが、前記共通電力線と前記電源ラインとの間を接続/切断するスイッチと、該スイッチを制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、半導体チップに設定された動作モードが電力供給モードであれば前記スイッチを接続して前記電圧発生回路が発生する電圧を前記電源ラインを介して前記共通電力線に出力し、動作モードがパワーダウンモードであれば、前記スイッチを周期的に接続して、前記共通電力線から前記電源ラインに電圧を供給する構成を採用できる。この場合、各半導体チップを、半導体チップの稼働状況に合わせて、所望の動作モードで動作させることができる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the semiconductor chip includes a switch that connects / disconnects between the common power line and the power supply line, and a control circuit that controls the switch, and the control circuit is included in the semiconductor chip. If the set operation mode is the power supply mode, the voltage generated by the voltage generation circuit by connecting the switch is output to the common power line via the power line, and if the operation mode is the power down mode, A configuration in which the switch is periodically connected to supply a voltage from the common power line to the power supply line can be employed. In this case, each semiconductor chip can be operated in a desired operation mode in accordance with the operating status of the semiconductor chip.
本発明の半導体集積回路では、前記制御回路は、動作モードを保持するレジスタを備えている構成を採用できる。この場合、制御回路は、レジスタを参照して、設定された動作モードに応じた動作を行えばよい。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the control circuit can be configured to include a register for holding an operation mode. In this case, the control circuit may perform an operation corresponding to the set operation mode with reference to the register.
本発明の半導体集積回路では、前記制御回路は、動作モードが電力供給モードであれば、所定周期のトリガ信号を、前記複数の半導体チップに共通に接続された共通トリガ線に出力し、動作モードがパワーダウンモードであれば、前記共通トリガ線を介して入力するトリガ信号に基づくタイミングから所定の期間だけ、前記スイッチを接続して前記共通電力線から前記電源ラインに電圧を供給する構成を採用できる。この場合、パワーダウンモードに設定された半導体チップは、電力供給モードに設定された半導体チップが出力するトリガ信号に基づくタイミングで、共通電力線から電源ラインへ電圧を取り込むことになる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, when the operation mode is the power supply mode, the control circuit outputs a trigger signal having a predetermined cycle to a common trigger line commonly connected to the plurality of semiconductor chips. In the power down mode, a configuration can be adopted in which the switch is connected and a voltage is supplied from the common power line to the power supply line for a predetermined period from a timing based on a trigger signal input via the common trigger line. . In this case, the semiconductor chip set in the power down mode takes in the voltage from the common power line to the power supply line at a timing based on the trigger signal output from the semiconductor chip set in the power supply mode.
本発明の半導体集積回路では、前記制御回路が、所定の遅延時間で信号を遅延し、前記トリガ信号の信号エッジから、前記スイッチを接続するまでの時間を定めるディレイ回路を備えている構成を採用できる。この場合、前記ディレイ回路の遅延時間は、前記半導体チップごとに異なることが好ましい。各半導体チップにおけるディレイ回路の遅延時間を、半導体チップごとに異なる時間とすることで、各半導体チップにて、共通電力線から電源ラインへの電圧取り込みを開始するタイミングを、異なるタイミングにすることができる。複数の半導体チップがパワーダウンモードに設定された際に、それら複数の半導体チップが同時に共通電力線から電源ラインへ電圧取り込みを行わないようにすることで、電力供給モードに設定された半導体チップにおける電圧発生回路の負担を軽くすることができ、高電圧発生回路の能力を抑えた設計を行うことで、チップコストを抑えることができる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the control circuit includes a delay circuit that delays a signal by a predetermined delay time and determines a time from a signal edge of the trigger signal to connection of the switch. it can. In this case, the delay time of the delay circuit is preferably different for each semiconductor chip. By setting the delay time of the delay circuit in each semiconductor chip to a different time for each semiconductor chip, the timing for starting the voltage capture from the common power line to the power supply line in each semiconductor chip can be set to a different timing. . When a plurality of semiconductor chips are set to the power-down mode, the voltage at the semiconductor chip set to the power supply mode is prevented by preventing the plurality of semiconductor chips from simultaneously taking in the voltage from the common power line to the power supply line. The burden on the generation circuit can be reduced, and the chip cost can be reduced by designing the high-voltage generation circuit with reduced capacity.
本発明の半導体集積回路では、前記制御回路は、パワーダウンモード時に、前記共通電力線の電圧と前記電源ラインとの電圧とを比較する比較回路を有しており、該比較回路による比較の結果、前記電源ラインの電圧が前記共通電力線の電圧よりも低いと判断すると、前記トリガ信号に基づくタイミングから所定の期間だけ前記スイッチを接続し、前記共通電力線から前記電源ラインに電圧を供給する構成を採用できる。この場合、電源ラインの電圧が、共通電力線の電圧よりも低いときのみ、共通電力線から電源ラインへの電圧取り込みを行うことができる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the control circuit has a comparison circuit that compares the voltage of the common power line and the voltage of the power supply line in the power-down mode, and as a result of comparison by the comparison circuit, When it is determined that the voltage of the power line is lower than the voltage of the common power line, the switch is connected for a predetermined period from the timing based on the trigger signal, and the voltage is supplied from the common power line to the power line. it can. In this case, voltage can be taken from the common power line to the power line only when the voltage of the power line is lower than the voltage of the common power line.
本発明の半導体集積回路では、前記電圧発生回路が、前記電源ラインの電圧が所定のレベルになるように前記電源ラインを昇圧する高電圧発生回路である構成を採用できる。この場合、前記電圧発生回路は、活性化状態では、前記電源ラインの電圧を所定の分圧比で分圧した電圧と、所定の基準電圧との比較結果に基づいて、前記電源ラインを前記所定レベルに保つように昇圧する構成を採用できる。例えば、メモリデバイスでは、読出し/書込み時に、メモリ素子を選択するワード回路やデジット回路を活性化するために、高電圧を発生する高電圧発生回路が必要である。パワーダウンモード時に、消費電力を削減するために高電圧発生回路を停止すると、電源ラインの電圧が低下し、パワーダウンモードを解除して通常動作状態へ移行する際に、電源ラインの昇圧に時間が掛かって、通常動作への移行が遅れる。パワーダウンモード時に、電源ラインの電圧を、電力供給モードに設定された他の半導体チップからの電圧によって維持することで、通常動作状態への移行の際に、電源ラインの昇圧に要する時間を短縮することができ、半導体チップが通常動作を行うまでの時間を短縮することができる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, the voltage generation circuit may be a high voltage generation circuit that boosts the power supply line so that the voltage of the power supply line becomes a predetermined level. In this case, in the activated state, the voltage generation circuit sets the power supply line to the predetermined level based on a comparison result between a voltage obtained by dividing the voltage of the power supply line by a predetermined voltage dividing ratio and a predetermined reference voltage. It is possible to employ a configuration in which the voltage is boosted so as to be maintained at a high level. For example, a memory device requires a high voltage generation circuit that generates a high voltage in order to activate a word circuit or a digit circuit that selects a memory element at the time of reading / writing. If the high voltage generation circuit is stopped to reduce power consumption in the power down mode, the voltage of the power supply line will drop, and it will take time to boost the power supply line when the power down mode is canceled and the normal operation state is entered. This delays the transition to normal operation. In power-down mode, the voltage of the power supply line is maintained by the voltage from other semiconductor chips set in the power supply mode, reducing the time required for boosting the power supply line when shifting to the normal operation state Thus, the time until the semiconductor chip performs a normal operation can be shortened.
本発明の半導体集積回路では、複数の半導体チップのうちで、動作モードが電力供給モードに設定された半導体チップは、電圧発生回路を活性化して共通電力線に電圧を出力する。また、パワーダウンモードに設定された半導体チップは、電源発生回路を非活性化して待機状態とし、電圧発生回路の出力につながる電源ラインに、共通電力線から、周期的に電圧供給を受ける。このようにすることで、消費電力を抑えつつも、パワーダウンモードから通常動作への移行時に、電源ラインの電圧が通常動作時の電圧に復帰するまでに要する時間を短縮でき、通常動作への移行に要する時間を短縮することができる。 In the semiconductor integrated circuit of the present invention, a semiconductor chip whose operation mode is set to the power supply mode among the plurality of semiconductor chips activates the voltage generation circuit and outputs a voltage to the common power line. The semiconductor chip set in the power down mode deactivates the power generation circuit to enter a standby state, and periodically receives a voltage supply from the common power line to the power supply line connected to the output of the voltage generation circuit. This makes it possible to reduce the time required for the power supply line voltage to return to the normal operation voltage when shifting from the power-down mode to the normal operation while suppressing power consumption. The time required for migration can be shortened.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態の半導体集積回路におけるMCPパッケージ内部のチップ間の接続関係を示している。半導体集積回路10は、複数のチップを積層したMCP/SIP製品として構成され、複数のチップ(図1では、3つのチップ100、200、300)と、各チップに接続される共通電力線11及び共通トリガ線12とを有する。半導体集積回路10は、例えば、モバイルユースで使用され、低消費電力機能を備え、省電力に対する要求が強いデバイスに使用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a connection relationship between chips in an MCP package in a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention. The semiconductor integrated
各チップは、共通電力線用のボンディングパッド101、201、301と、共通トリガ線用のボンディングパッド102、202、302とを有する。共通電力線用ボンディングパッド101、201、301は、それぞれ、ボンディングワイヤ103、203、303を介して、共通電力線11のパッケージ基板側ボンディングパッド105、205、305に接続される。また、共通トリガ線用ボンディングパッド102、202、302は、それぞれ、ボンディングワイヤ104、204、304を介して、共通トリガ線12のパッケージ基板側ボンディングパッド106、206、306に接続される。
Each chip has bonding
図2は、図1のチップ100のチップ内部の構成を回路ブロック図で示している。以下では、代表としてチップ100の構成について説明するが、半導体集積回路10内の他のチップ(200、300)もチップ100と同様な構成を有する。チップ100は、典型的にはメモリチップとして構成され、ワード系回路/カラム系回路111、高電圧発生回路113、基準電位回路114、分圧回路115、比較回路116、コマンド回路117、スイッチ108、及び、制御回路109を有する。
FIG. 2 is a circuit block diagram showing the internal configuration of the
高電圧発生回路113の出力は、チップ内の高電圧ライン112に接続される。ワード系回路/カラム系回路111は、高電圧ライン112に供給される高電圧を用いて動作し、メモリデバイスの読出し/書込み時に、メモリ素子を選択する。分圧回路115は、高電圧ライン112の電圧を、所定の分圧比で分圧する。比較回路116は、分圧回路115によって分圧された電圧と、基準電位回路114が出力する所定の基準電圧とを比較し、比較結果を出力する。高電圧発生回路113は、この比較結果を参照して、高電圧ライン112の電圧が、所定の高電圧に保たれるように、高電圧ライン112を昇圧する。
The output of the high
コマンド回路117は、チップ100の動作モードを決定する。コマンド回路117には、外部より、一般的なアドレス及びコントロール信号の組み合わせを用いてコマンドが入力される。コマンド回路117が設定する動作モードには、通常動作状態で動作するアクティブモードと、低消費電力状態で待機するパワーダウンモードと、通常動作状態で動作すると共に、パワーダウンモードに設定されたチップに対して電圧供給を行う電力供給モードとがある。
The
半導体集積回路10内の複数のチップのうちで、アクセスが発生しないチップについては、パワーダウンモードに設定して、半導体集積回路10の低消費電力化を図る。パワーダウンモードに設定されたチップは、チップ内で消費電力が最も大きい高電圧発生回路113を非活性化して待機状態に移行する。アクセスが発生するチップについては、アクティブモードに設定し、高電圧発生回路113を通常動作させて、メモリ素子に対する読み/書きを実行させる。また、通常動作するチップのうちの何れか、例えば常時アクセスが発生するチップを電力供給モードに設定し、パワーダウンモードに設定されたチップに対する電圧供給を実行させる。
Of the plurality of chips in the semiconductor integrated
スイッチ108は、共通電力線用ボンディングパッド101と高電圧ライン112との間の接続を制御する。スイッチ108の接続/切断は、制御回路109によって制御される。制御回路109は、コマンド回路117によって設定された動作モードに応じた動作を行う。制御回路109は、動作モードが電力供給モードであれば、共通電力線用ボンディングパッド101と高電圧ライン112との間を接続し、共通電力線11(図1)に、高電圧ライン112側から電圧を供給する。動作モードがアクティブモードであれば、スイッチ108を切断状態とし、共通電力線11と高電圧ライン112とを切り離す。
The
制御回路109は、設定された動作モードが電力供給モードであれば、所定周期のトリガ信号を、共通トリガ線用ボンディングパッド102を介して、共通トリガ線12に出力する。このトリガ信号は、パワーダウンモードに設定されたチップにて、共通電力線11側から高電圧ライン112に対して電圧供給を行うタイミングを定めるために使用される。パワーダウンモードに設定されたチップの制御回路109は、共通トリガ線用ボンディングパッド102を介して入力したトリガ信号に基づくタイミングで、所定時間だけスイッチ108を接続状態とし、共通電力線用ボンディングパッド101を介して、周期的に、共通電力線11側から高電圧ライン112に電圧を供給する。
If the set operation mode is the power supply mode, the
図3は、制御回路109の構成を示している。制御回路109は、ディレイ回路121、オシレータ回路122、レジスタ123、比較回路124、及び、制御論理125を備える。レジスタ123は、コマンド回路117(図2)によって設定された動作モードを保持する。比較回路124は、共通電力線用ボンディングパッド101の電圧と、高電圧ライン112の電圧との比較を行う。オシレータ回路122は、電力供給モード時に、所定周期の信号を共通トリガ線12(図1)にトリガ信号として出力する。
FIG. 3 shows the configuration of the
ディレイ回路121は、あらかじめ設定された所定の遅延時間だけ信号を遅延し、トリガ信号を基準として、トリガ信号のタイミングから、スイッチ108をオンにして電力取り込みを開始するまでの時間を決める。ディレイ回路121の遅延時間は、チップごとに異なる値に設定する。制御論理125は、スイッチ108の制御を行うための制御論理を有する。制御論理125は、トリガ信号に基づくタイミングからディレイ回路121の遅延時間だけ遅延したタイミングで、スイッチ108をオンにし、共通電力線11側から高電圧ライン112に電圧を供給する。
The
以下、半導体集積回路10の動作について具体例を用いて説明する。3つのチップ100、200、300(図1)のうちで、チップ100に対しては常時アクセスがあるものとし、このチップ100を電力供給モードで使用する。電力供給モードに設定する際には、コマンド回路117(図2)に、一般的なメモリに対するコマンドと同様な方法で、電力供給モードに設定する旨のコマンドを入力する。コマンド回路117は、コマンドを解釈して、レジスタ123(図3)に電力供給モードを示す値を格納する。
Hereinafter, the operation of the semiconductor integrated
チップ100では、動作モードが電力供給モードに設定されることで、スイッチ108がオンとなり、高電圧発生回路113によって高電圧に維持された高電圧ライン112のレベル(電圧)が、スイッチ108、共通電力線用ボンディングパッド101、ボンディングワイヤ103、及び、パッケージ基板側ボンディングパッド105を介して、共通電力線11に出力される。また、制御回路109は、オシレータ回路122が生成したトリガ信号を共通トリガ線用ボンディングパッド102に出力する。このトリガ信号は、ボンディングワイヤ104及びパッケージ基板側ボンディングパッド106を介して、共通トリガ線12に出力される。
In the
チップ200については、アクセスがないのでパワーダウンモードに設定し、高電圧発生回路113を停止する。チップ200のレジスタ123には、コマンド回路117によって、パワーダウンモードを示す値が格納される。チップ300は、通常動作を行うアクティブモードに設定する。チップ300のレジスタ123には、コマンド回路117によって、アクティブモードを示す値が格納される。また、チップ300の制御回路109は、スイッチ108をオフにして、高電圧ライン112と、共通電力線11とを切り離す。
Since the
図4は、半導体集積回路10の各部の動作波形を示している。電力供給モードに設定されたチップ100が出力するトリガ信号の周期は、1μsとする。また、チップ200におけるディレイ回路121の遅延時間は200nsとし、チップ300におけるディレイ回路121の遅延時間は300nsとする。パワーダウンモードに設定されたチップ200の制御回路109は、トリガ信号の立ち上がりエッジを検出すると、比較回路116(図2)及び比較回路124(図3)を活性化し、基準電圧と高電圧ライン112の電圧との比較、及び、共通電力線11の電圧と高電圧ライン112の電圧との比較を行う。
FIG. 4 shows operation waveforms of each part of the semiconductor integrated
制御回路109は、比較回路116による比較で高電圧ライン112の電圧が基準電圧以下であることを検出し、かつ、比較回路124による比較で共通電力線11の電圧が高電圧ライン112の電圧よりも高いことを検出すると、電力取り込みを行うと決定する。制御回路109は、トリガ信号の立ち上がりエッジからディレイ回路121の遅延時間だけ遅延したタイミングから、所定の取り込み時間、例えば80nsだけ、スイッチ108をオンにする。チップ200では、取り込み期間だけスイッチ108がオンになることにより、共通電力線11から高電圧ライン112に電圧が供給され、高電圧ライン112の電圧は上昇する。このような動作を、トリガ信号の立ち上がりエッジごとに行う。トリガ信号の周期は1μsであるので、1μsごとに、チップ200の高電圧ライン112の電圧が監視され、その電圧が、所定の電圧以上に保たれるように、電力供給が繰り返し行われる。
The
次に、チップ300に対するアクセスがなくなり、チップ200に加えて、チップ300をパワーダウンモードに設定した場合を考える。チップ200は、上記動作により、トリガ信号の立ち上がりエッジから200ns経過後、取り込み時間80nsだけスイッチ108をオンにし、共通電力線11から高電圧ライン112に対する電圧供給を実行する。チップ300は、チップ200での動作と同様な動作で、トリガ信号の立ち上がりエッジから、ディレイ回路121の遅延時間である300ns経過後、取り込み時間80nsだけスイッチ108をオンにし、共通電力線11から高電圧ライン112に対する電圧供給を実行する。時系列で見ると、トリガ信号の1周期(1μs)のうちで、トリガ信号の立ち上がりエッジから200ns経過後280nsまでの期間では、チップ200で高電圧ライン112に対する電圧供給が実行され、300ns経過後380nsまでの期間では、チップ300で高電圧ライン112に対する電圧供給が実行される。
Next, consider a case where access to the
本実施形態では、電力供給モードに設定されたチップでは、スイッチ108をオンにして、高電圧発生回路113によって昇圧される高電圧ライン112と共通電力線11とを接続し、共通電力線11に、高電圧ライン112の電圧を供給する。また、パワーダウンモードに設定されたチップでは、スイッチ108を、周期的(間欠的)にオンにし、共通電力線11側から、高電圧ライン112に電圧を供給する。このようにすることで、パワーダウンモードに設定されたチップでは、消費電力を削減するために高電圧発生回路113を停止しつつも、高電圧ライン112の電圧を一定のレベルに保つことができ、パワーダウンモードから通常のアクティブモードへの復帰の際における高電圧ライン112を昇圧する時間を短縮することができる。
In the present embodiment, in the chip set to the power supply mode, the
チップでは、高電圧発生回路113の消費電力が大きく、アクセスが発生しない場合には、チップをパワーダウンモードに設定し、高電圧発生回路113を停止することで、消費電力(待機電力)を削減できる。しかしながら、一旦、高電圧ライン112の電圧が下がると、高電圧ライン112の昇圧に時間がかかり、その結果、パワーダウンモードからアクティブモードへの復帰に時間がかかるという問題があった。本実施形態では、アクティブモードへの復帰の遅延が、降圧した高電圧ライン112のレベルを昇圧するのに要する時間である点に着目し、パワーダウンモード時には、共通電力線11を介して、他のチップの高電圧ライン112から電圧供給を受けることで、高電圧ライン112のレベルを維持する。このようにすることで、アクティブモードへの復帰時の高電圧ライン112の再充電時間を大幅に短縮でき、パワーダウンモードからの復帰時間を短縮できる。これにより、チップをパワーダウンモードに設定しやすくなり、パワーダウンモードを積極的に活用することで、半導体集積回路10の消費電力を削減することができる。
In the chip, when the power consumption of the high
また、本実施形態では、電力供給モードのチップからトリガ信号を出力し、パワーダウンモードの各チップは、トリガ信号に基づくタイミングから所定の取り込み時間だけ、共通電力線11から高電圧ライン112への電圧取り込みを行う。その際、各チップでの電圧取り込みタイミングを定めるディレイ回路121の遅延時間をチップごとに異なる値に設定し、各チップでの電圧取り込みのタイミングが重ならないようにしている。複数のチップが同時に電圧取り込みを行うと、電力供給モードのチップにおける高電圧発生回路113の負担が大きくなるので、高電圧発生回路113の能力を高く設計する必要がある。本実施形態では、複数のチップをパワーダウンモードに設定したときでも、電圧取り込みのタイミングをずらして、各チップが時分割で電圧取り込みを行うため、高電圧発生回路113の負担を軽減する。従って、高電圧発生回路113の能力を抑えた設計が可能となり、チップコストを抑えることができる。
In the present embodiment, the trigger signal is output from the chip in the power supply mode, and each chip in the power down mode has a voltage from the common power line 11 to the
なお、図1では、半導体集積回路10に3つの半導体チップが3つ含まれる例を示したが、チップの数は3つには限定されない。例えば、半導体チップの数を、4つ以上としてもよい。その際には、トリガ信号の周期と、各チップでの電圧取り込み時間とを考慮して、各チップでの電圧取り込みタイミングが重ならないように、各チップのディレイ回路121の遅延時間を設定すればよい。また、上記実施形態では、複数のチップのうちの何れかを電力供給モードに設定したが、複数のチップを電力供給モードに設定することもできる。その場合には、複数の電力供給モードに設定されたチップのうちの何れかからトリガ信号を出力して、電圧取り込みのタイミングを定めればよい。
Although FIG. 1 shows an example in which the semiconductor integrated
上記実施形態では、電力供給モードに設定されたチップから、共通電力線11及び共通トリガ線12を用いて、同一パッケージ内のパワーダウンモードに設定されたチップに電圧を供給する例について示したが、これには限定されない。例えば、共通電力線11及び共通トリガ線12を端子からパッケージ外部に取り出し、これを他の半導体集積回路に接続して、他の半導体集積回路内のパワーダウンモードのチップに、電圧を供給してもよい。この場合には、半導体集積回路間で、相互に電力供給を受けることが可能になる。
In the above-described embodiment, the example in which the voltage is supplied from the chip set in the power supply mode to the chip set in the power down mode in the same package using the common power line 11 and the
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の半導体集積回路は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。 Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the semiconductor integrated circuit of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are made to the configuration of the above embodiments. What has been done is also included in the scope of the present invention.
10:半導体集積回路
11:共通電力線
12:共通トリガ線
100、200、300:半導体チップ
101、201、301:共通電力線用ボンディングパッド
102、202、302:共通トリガ線用ボンディングパッド
103、104、203、204、303、304:ボンディングワイヤ
105、106、205、206、305、306:基板側ボンディングパッド
108:スイッチ
109:制御回路
111:ワード系回路/カラム系回路
112:高電圧ライン
113:高電圧発生回路
114:基準電位回路
115:分圧回路
116:比較回路
117:コマンド回路
121:ディレイ回路
122:オシレータ回路
123:レジスタ
124:比較回路
125:制御論理
10: Semiconductor integrated circuit 11: Common power line 12:
Claims (9)
前記複数の半導体チップのうちで電力供給モードに設定された半導体チップは、前記電圧発生回路を活性化して、前記複数の半導体チップに共通に接続された共通電力線に該電圧発生回路が生成した電圧を出力し、
前記複数の半導体チップのうちでパワーダウンモードに設定された半導体チップは、前記電圧発生回路を非活性化して待機状態となり、該電圧発生回路の出力につながる電源ラインに、前記共通電力線から、周期的に電圧供給を受けることを特徴とする半導体集積回路。 Each includes a voltage generation circuit, and has a plurality of semiconductor chips that operate according to the operation mode set for each.
The semiconductor chip set in the power supply mode among the plurality of semiconductor chips activates the voltage generation circuit, and the voltage generated by the voltage generation circuit on a common power line commonly connected to the plurality of semiconductor chips. Output
Among the plurality of semiconductor chips, the semiconductor chip set in the power down mode deactivates the voltage generation circuit and enters a standby state. From the common power line to the power supply line connected to the output of the voltage generation circuit, A semiconductor integrated circuit characterized by receiving a voltage supply.
前記制御回路は、半導体チップに設定された動作モードが電力供給モードであれば前記スイッチを接続して前記電圧発生回路が発生する電圧を前記電源ラインを介して前記共通電力線に出力し、動作モードがパワーダウンモードであれば、前記スイッチを周期的に接続して、前記共通電力線から前記電源ラインに電圧を供給する、請求項1に記載の半導体集積回路。 The semiconductor chip includes a switch that connects / disconnects between the common power line and the power line, and a control circuit that controls the switch,
If the operation mode set in the semiconductor chip is the power supply mode, the control circuit connects the switch and outputs the voltage generated by the voltage generation circuit to the common power line via the power line, and the operation mode 2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein when the power is in a power-down mode, the switches are periodically connected to supply a voltage from the common power line to the power supply line.
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