JP2008236039A - Signal change detection circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、システムから入力される信号の変化を検出すことによって、システムの動作異常等を検出する信号変化検出回路に関する。 The present invention relates to a signal change detection circuit that detects an abnormal operation of a system by detecting a change in a signal input from the system.
近年、LSIに用いられる素子の微細化や電源電圧が低下していくことなどによって、ノイズやプロセスばらつきなどに起因するフォールトが増加することが懸念されている。特に、宇宙空間での利用や医療機器、更には金融機関などのシステムでは、高い信頼性を要求されるため、フォールトが起きたときにはそれを検出し、何らかの対策をとる必要がある。 In recent years, there is a concern that faults due to noise, process variations, and the like increase due to miniaturization of elements used in LSIs and a decrease in power supply voltage. In particular, in space use, medical equipment, and systems such as financial institutions, high reliability is required. Therefore, when a fault occurs, it is necessary to detect it and take some measures.
システム動作中にフォールトが起きたときに、それを検知するフォールト検知回路として、従来、ウォッチドックタイマーと呼ばれる回路構成が知られている。これは、フリーに動作するカウンターを用意し、それを一定時間毎にリセットするようにプログラムを組み、予定時間を越えてもリセットされずにカウンターが桁あふれを起こしたときに、システムに異常があったと判断するものである(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a circuit configuration called a watchdog timer is known as a fault detection circuit that detects when a fault occurs during system operation. This is because a free counter is prepared, a program is set up to reset it every fixed time, and when the counter overflows without being reset even if the scheduled time is exceeded, the system will fail. (For example, refer patent document 1).
しかし、この種のウォッチドックタイマーにおいては、次のような問題があった。即ち、ウォッチドックタイマーを構成するのにカウンター回路が使用されており、カウンター回路は1ビットを表現するのに最低でも1個のフリップフロップが必要である。このため、必要な時間を計測するには回路規模が大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、カウンター回路等を用いることなく簡易な構成でシステムの動作異常等を検出することができ、システム信頼性の向上に寄与し得る信号変化検出回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to detect system malfunctions and the like with a simple configuration without using a counter circuit or the like, and to improve system reliability. Another object is to provide a signal change detection circuit that can contribute to the above.
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。 In order to solve the above problems, the present invention adopts the following configuration.
即ち、本発明の一態様は、システムからの信号を入力してシステムの異常等を検出する信号変化検出回路であって、第1の電源端(Vdd)と第2の電源端(Vss)との間に接続され、入力端に検査対象システムからの信号が入力されるMOSインバータと、前記第1及び第2の電源端の各電圧の間の電圧に設定された参照電圧端(Vref)と前記インバータの出力端との間に接続され、電圧印加の方向で抵抗値が制御される抵抗変化素子と、を具備したことを特徴とする。 That is, one aspect of the present invention is a signal change detection circuit that receives a signal from a system and detects a system abnormality or the like, and includes a first power supply terminal (Vdd) and a second power supply terminal (Vss). And a reference voltage terminal (Vref) set to a voltage between the voltages of the first and second power supply terminals, and a MOS inverter connected between the first and second power supply terminals. And a variable resistance element connected between the output terminal of the inverter and having a resistance value controlled in the direction of voltage application.
また、本発明の別の一態様は、システムからの信号を入力してシステムの異常等を検出する信号変化検出回路であって、第1の電源端(Vdd)と第2の電源端(Vss)との間に接続され、入力端に検査対象システムからの信号が入力されるMOSインバータと、ゲートが前記MOSインバータの出力端に接続され、ソースが前記第1の電源端の電圧と前記第2の電源端の電圧との間の電圧に設定された参照電圧端(Vref)に接続され、ドレインに負荷抵抗が接続され、前記ゲートと前記参照電圧端との間の電圧印加の方向によりしきい値が変化する不揮発性メモリ素子と、を具備したことを特徴とする。 Another aspect of the present invention is a signal change detection circuit that detects a system abnormality by inputting a signal from the system, and includes a first power supply terminal (Vdd) and a second power supply terminal (Vss). ), A gate connected to the output terminal of the MOS inverter, a source connected to the voltage of the first power supply terminal and the first power source terminal. Connected to a reference voltage terminal (Vref) set to a voltage between the two power supply terminals, a load resistor is connected to the drain, and a voltage application direction between the gate and the reference voltage terminal is determined. And a nonvolatile memory element whose threshold value changes.
本発明によれば、MOSインバータと抵抗変化素子又はメモリ素子とを用いることにより、システムの異常等に伴う入力信号の変化を検出することができる。このため、カウンター回路等を用いることなく簡易な構成でシステムの動作異常等を検出することができ、システム信頼性の向上に寄与することかできる。 According to the present invention, by using a MOS inverter and a resistance change element or a memory element, it is possible to detect a change in an input signal due to a system abnormality or the like. For this reason, it is possible to detect a system operation abnormality or the like with a simple configuration without using a counter circuit or the like, which can contribute to improvement of system reliability.
以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。 The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる信号変化検出回路を示す回路構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a signal change detection circuit according to the first embodiment of the present invention.
pチャネルMOSトランジスタ11(以下pMOSと略記する)とnチャネルMOSトランジスタ12(以下nMOSと略記する)を直列に接続してCMOSインバータ10が形成されている。pMOS11のドレインは第1の電源端(Vdd)に接続され、nMOS12のソースは第2の電源端(Vss)に接続されている。pMOS11及びnMOS12の共通ゲートであるインバータ10の入力端には、故障等を検査すべき検査対象システムからの信号が入力される。インバータ10の出力端には抵抗変化素子20の一端が接続され、抵抗変化素子20の他端は参照電圧端(Vref)に接続されている。
A p-channel MOS transistor 11 (hereinafter abbreviated as pMOS) and an n-channel MOS transistor 12 (hereinafter abbreviated as nMOS) are connected in series to form a
ここで、抵抗変化素子20は、印加電圧によって抵抗値が変化する抵抗変化型の2端子メモリ素子である。また、各部の電圧Vdd,Vss,Vrefの関係は、Vdd>Vref>Vssとなっている。
Here, the
また、本実施形態の回路は、トランジスタ(pMOS11,nMOS12)が2つとメモリ素子(抵抗変化素子20)1つで実現できるため、従来の方法より回路を小さくすることができる。さらに、抵抗変化素子20をトランジスタの上方に3次元的に配置することで、更に回路面積を削減することができる。このとき、抵抗変化素子20は、半導体回路の上部に設けても良いし、配線層に入れても良いし、配線と配線の間のビアに作製してもよい。
Further, since the circuit of this embodiment can be realized by two transistors (pMOS11, nMOS12) and one memory element (resistance change element 20), the circuit can be made smaller than the conventional method. Furthermore, the circuit area can be further reduced by three-dimensionally arranging the
図2は、本実施形態の信号変化検出回路をウォッチドックタイマーとして使用した例を示すブロック図である。検査対象システム100から故障検出のための信号が出力され、この信号がウォッチドックタイマー200に入力される。即ち、故障検出のための信号が図1のインバータ10の入力端に入力される。故障検出のための信号は、システム100の動作が正常であれば、例えば周期的なパルス信号(例えば、デューティ比1)であり、システム100の動作が異常になるとパルスが出力されず、Lowのままの信号である。そして、システム100に何らかの動作異常が生じた場合、ウォッチドックタイマー200によりこの異常が検出され、ウォッチドックタイマー200の出力からシステム100の動作異常を検出できるものとなっている。
FIG. 2 is a block diagram showing an example in which the signal change detection circuit of this embodiment is used as a watchdog timer. A signal for failure detection is output from the
図1に示す信号変化検出回路の構成では、入力の値により、抵抗変化素子20の両端に流れる電流の向きを変化させることができる。即ち、入力にVssの電圧が与えられると、pMOS11がオンして、nMOS12がオフするため、図3(a)に示すように、抵抗変化素子20にはVddからVref の方向へ電流が流れる。一方、入力にVddの電圧が与えられると、pMOS11はオフして、nMOS12はオンするため、図3(b)に示すように、抵抗変化素子20にはVref からVssの方向へ電流が流れることになる。
In the configuration of the signal change detection circuit shown in FIG. 1, the direction of the current flowing through both ends of the
抵抗変化素子20は、その両端にかけられる電圧の方向、即ち電流の向きにより、抵抗値を変化させることができるものである。例えば、非特許文献1(S. Kaeriyama et al., IEEE J. Solid-State Circuits., Vol. 40, No. 1, p. 168-176., Jan. 2005.)に記載されているCu2Sを利用したメモリ素子があげられる。またこれに限らず、電流の方向で抵抗をプログラムできるものならば良い。現状でも他にも数多くのメモリ素子が報告されている。例えば、電子のスピンを利用したスピン注入MTJや、抵抗変化性のメモリ素子として知られるAg2S,ZnxCd1-xS,Ag−Ge−Se系,Pr0.7Ca0.3MnO3 などの巨大磁気抵抗効果を示す物質、NiOx,TiOx,HfO2,ZrO2,SrZrO3、SrTiO3 などが候補となる。
The
ところで、これら抵抗変化型のメモリ素子は、その両端にかける電圧、又は電流の大きさによって、プログラムされるまでの時間を変化させることができる。例えば、前出の非特許文献1には、電圧の大きさによって、メモリ素子が低抵抗状態から高抵抗状態に変化する時間が変わる、ということが記載されている。この現象に従って、本実施形態の動作を以下に説明する。
By the way, these resistance change type memory elements can change the time until programming depending on the magnitude of the voltage or current applied to both ends thereof. For example, Non-Patent
ここでは、初期状態を低抵抗状態として、VddからVrefに電流が流れる方向で、抵抗変化素子20は高抵抗状態になり、VrefからVssに電流が流れる方向で抵抗変化素子20は低抵抗状態になるとして説明するが、勿論これに限ったことではない。初期状態を高抵抗状態として動作させることもできるし、抵抗変化素子20の状態の変化と電流の方向を逆に設定しても良い。
Here, assuming that the initial state is the low resistance state, the
通常状態では、入力にはVssが与えられる。すると、pMOS11がオンするので、電流はVddからVrefの方向へ流れる。このときは、抵抗変化素子20が高抵抗状態になる方向であるので、そのままの状態が保たれれば、抵抗変化素子20の両端にかかる電圧の大きさに従って、所定の時間の後、抵抗変化素子20は高抵抗状態に書き換わる。ところが、その前に、入力がVssからVddに反転すると、pMOS11はオフしてnMOS12がオンするため、VrefからVssの方向へ電流の流れが切り替わり、抵抗変化素子20は低抵抗状態になるように電圧が与えられる。
In the normal state, Vss is given to the input. Then, since the
即ち、抵抗変化素子20の抵抗値が書き換わる状態から保持される状態に切り替わることになり、抵抗変化素子20の状態をリセットできる。もし、入力を与えるシステム側に何かしらの問題が生じ、入力を切り替える信号が得られなかった場合は、抵抗変化素子20は高抵抗状態に書き換わってしまうので、抵抗変化素子20の状態を見ることでシステム側の故障を検知することができる。
That is, the state of the
実際は、通常は抵抗変化素子20の抵抗値を書き換える方向に入力を与えておき、書き換わるより早く逆の入力を与える操作を行って抵抗変化素子20の状態を元に戻す、という作業を定期的に行うことで、システムの状態を監視することが可能である。つまり、抵抗変化素子20の状態が変化したら、システムになんらかの異常があったと判断できる。
In practice, an operation is usually performed in which an input is given in a direction in which the resistance value of the
入力にVdd又はVssの電圧を与えたとき、pMOS11,nMOS12の両端にはそれぞれ最大でも、Vdd−Vref,Vref−Vssの電圧がかかる。これらはVdd−Vssよりも小さいため、理想的には各トランジスタは、いわゆる線形領域で動作する。この状態を簡便に抵抗として表したものが、図3である。
When a voltage of Vdd or Vss is applied to the input, voltages of Vdd−Vref and Vref−Vss are applied to both ends of the
このときのpMOS11,nMOS12の抵抗をRp,Rnとし、メモリ素子(抵抗変化素子20)の抵抗をRmとしたとき、pMOS11がオンのときに抵抗変化素子20に流れる電流は、図3(a)に示すように、(Vdd−Vref)/(Rp+Rm)となる。一方、nMOS12がオンの時に抵抗変化素子20に流れる電流は、図3(b)に示すように、(Vref−Vdd)/(Rn+Rm)となる。抵抗変化素子20の抵抗状態が切り替わるまでの時間は、流れる電流の大きさに依存するため、所望の制限時間を得るようにこの値を調整する。Rp,Rnはトランジスタのチャネル長やチャネル幅などのサイズや、しきい値電圧などのパラメータを調整することで変更できる。Rmも抵抗変化素子20のサイズや材料の選択により調整可能である。Vdd,Vss,Vrefは所望の動作が得られるように設定する。
When the resistances of the
抵抗変化素子20をリセットする時間間隔は、フォールト率と動作周波数に依存する。1クロックの動作でフォールトを起こす確率がpで、システムの動作周波数がfである場合、1回フォールトが起こると期待される時間は、1/pfとなる。例えばp=10-6、f=109 であるならば、フォールトは1msに一度起こると予期されるので、抵抗変化素子20のリセットは、例えば0.1msなどのそれより短い時間間隔に一度行うように設定すると良い。もしp=10-9であれば、フォールトは1sに一度と期待されるので、0.1sに一回抵抗変化素子20をリセットするように、抵抗値や電圧を設定する。これらは一例であり、リセット間隔がフォールトを起こす期待値より短くなければならない、というわけではない。
The time interval for resetting the
定期的に行われる抵抗変化素子20のリセット動作が、メモリ書き換え電圧をかける時間より短い場合は、その短い時間で十分抵抗変化素子20の状態をリセットできる程度の電流値が望まれる。逆に、電流をそれほど取れない場合は、リセット電圧をかける時間を調整して、場合によっては長く設定することで対応できる。即ち、本実施形態の入力電圧としては、抵抗変化素子20をリセットする信号(例えばHighレベル)と抵抗変化素子20を書き換えようとする通常の信号(例えばLowレベル)が交互に入力されることになるが、そのHighの時間とLowの時間の比は50%である必要は無い。全体の1周期が抵抗変化素子20をリセットする間隔になるように設定する。
When the reset operation of the
抵抗変化素子20の状態を読み出すのは、抵抗変化素子20とトランジスタを結ぶノード(出力)の電圧を見ることで実現できる。図4は、抵抗変化素子20の抵抗値を高抵抗状態と低抵抗状態でそれぞれ1MΩと100Ωと想定して、抵抗変化素子20が低抵抗状態のときにトランジスタに流れる電流を約0.5mAと想定したときの、入力電圧に対する出力電圧の違いをシミュレーションしたものである。図4のように、抵抗変化素子20の抵抗値の違いによって、出力の電圧値に大きな差があることが分かる。この差を読み出すことで、抵抗変化素子20の状態を知ることができる。
Reading the state of the
図5は、この電圧の違いを読み出す回路の一例と、入力電圧−出力電圧特性を示したものである。回路図としてはCMOSインバータ30であるが、pMOS,nMOSのサイズを調整することで、論理反転電圧を移動させている。論理反転電圧を、抵抗変化素子20の高抵抗状態と低抵抗状態の両状態の出力電圧の間に設定することで、出力電圧の違いをVddとVssの電圧に振り分けることができ、以降は通常のデジタル回路で処理することができる。
FIG. 5 shows an example of a circuit for reading out the voltage difference and the input voltage-output voltage characteristics. Although the circuit diagram is a
図5の例では、pMOSのチャネル長/チャネル幅を(1μm/1μm、nMOSのチャネル長/チャネル幅を(0.2μm/1μm)とした場合、論理反転電圧が0.6Vとなる。pMOSのチャネル長/チャネル幅を(0.2μm/2.6μm)、nMOSのチャネル長/チャネル幅を(0.2μm/1μm)とした場合、論理反転電圧が0.9Vとなる。pMOSのチャネル長/チャネル幅を(0.2μm/2.6μm)、nMOSのチャネル長/チャネル幅を(1μm/0.5μm)とした場合、論理反転電圧が1.1Vとなる。例えば、論理反転電圧が0.6Vのインバータ30を用いることにより、入力電圧をHighにした時のインバータ10の出力端の電圧から、抵抗変化素子20が低抵抗状態であるのか高抵抗状態であるのかを判定することができる。
5, when the channel length / channel width of the pMOS is (1 μm / 1 μm and the channel length / channel width of the nMOS is (0.2 μm / 1 μm), the logic inversion voltage is 0.6 V. When the channel length / channel width is (0.2 μm / 2.6 μm) and the nMOS channel length / channel width is (0.2 μm / 1 μm), the logic inversion voltage is 0.9 V. pMOS channel length / When the channel width is (0.2 μm / 2.6 μm) and the channel length / channel width of the nMOS is (1 μm / 0.5 μm), the logic inversion voltage is 1.1 V. For example, the logic inversion voltage is 0. By using the
論理反転電圧の変更は他にも、各トランジスタの不純物分布を調整して、しきい値や電流量を変えることや、図6に示すように、入力をpMOS31又はnMOS32のみにして、pMOS31やnMOS32にかける電圧を固定値に調整して負荷を調整することでも実現できる。さらに、図7に示すように、pMOS31やnMOS32よりも電源側に負荷抵抗を追加することでも実現できる。
In addition to changing the logic inversion voltage, the impurity distribution of each transistor is adjusted to change the threshold value and the amount of current, or, as shown in FIG. 6, the input is only the
図6(a)は、pMOS31のゲートに負荷電圧(固定値)を入力し、nMOS32のゲートにインバータ10の出力を入力したものである。図6(b)は、nMOS32のゲートに負荷電圧(固定値)を入力し、pMOS31のゲートにインバータ10の出力を入力したものである。図7(a)は、インバータ30のpMOS31と第1の電源端(Vdd)との間に負荷抵抗33を接続したものである。図7(b)は、インバータ30のnMOS12と第2の電源端(Vss)との間に負荷抵抗34を接続したものである。上記の何れの回路であっても、信号変化検出回路の出力回路として用いることができる。
FIG. 6A shows a case where a load voltage (fixed value) is input to the gate of the
このように本実施形態によれば、MOSインバータ10と抵抗変化素子20を用いるのみの極めて簡易な構成で、システムの異常動作を検出することができる。即ち、システムの故障を検出するウォッチドックタイマーを小型に実現することができる。また、回路が小型になることによって、システムの複数の場所に本回路を配置することができ、システムの信頼性をより高めることが可能になる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to detect an abnormal operation of the system with an extremely simple configuration using only the
(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態に係わる信号変化検出回路を示す回路構成図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a circuit configuration diagram showing a signal change detection circuit according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 1 and an identical part, and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態が先に説明した第1の実施形態と異なる点は、抵抗変化素子20の代わりに、フラッシュメモリ(EEPROM)のような構造を持つ3端子メモリ素子50を用いたことにある。即ち、3端子メモリ素子50は、浮遊ゲートと制御ゲートを有する2層ゲート構成となっており、制御ゲートはインバータ10の出力端に接続され、ソースは参照電圧端(Vref)に接続され、ドレインは負荷抵抗61に接続されている。
This embodiment is different from the first embodiment described above in that a three-
通常、フラッシュメモリのような3端子メモリ素子50は、書き込み/消去に高電圧を必要とし、そのために昇圧回路を使用する。この種の3端子メモリ素子50を、0ボルトから(Vdd−Vss)の電圧範囲で使用するためには、Vddを大きくとるか、Vssを小さくとるか、電荷を蓄積する浮遊ゲートとチャネルの間のトンネル絶縁膜の厚さを小さくするか、それらを組み合わせて設計する必要がある。
Usually, a three-
具体的には、3端子メモリ素子50にどのような構造や材料のものを使用するかによるが、例えばトンネル絶縁膜を2nm程度にして、Vddを5V、Vssを0V、Vrefを2.5Vなどとするか、書き込みや消去の時間を短くするために、Vrefを2Vや3Vと、中間の値からずらすといったことが考えられる。VddからVssの電圧範囲で使用するためには、このようにトンネル絶縁膜の厚さを薄くする必要があるので、リセット時間はその分、例えば0.1ms以下の短い時間で設定する必要がある。または、3端子メモリの場合、しきい値の変化は急激でなく徐々に変化するので、出力を読み出す回路のしきい値を調整することでもリセット時間の調整が可能である。
Specifically, depending on what structure or material is used for the three-
本実施形態の構成において、入力にVddの電圧が与えられると、pMOS11がオフしてnMOS12がオンするので、3端子メモリ素子50のソース・ゲート間には、Vref−Vssの電圧が、ソースからゲートの向きにかかる。入力にVssの電圧が与えられると、pMOS11がオンしてnMOS12がオフするので、3端子メモリ素子50のソース・ゲート間には、Vdd−Vrefの電圧が、ゲートからソースの向きにかかる。
In the configuration of this embodiment, when a voltage of Vdd is applied to the input, the
以下では、3端子メモリ素子50のソース・ゲート間にVref−Vssの電圧がかけ続けられると、3端子メモリ素子50のソース・ドレイン間のしきい値は減少し(低しきい値状態)、ソース・ゲート間にVdd−Vrefの電圧がかけ続けられると、ソース・ドレイン間のしきい値は増大する(高しきい値状態)と仮定して、本回路の動作を説明する。しかし、勿論これに限ったことではなく、電圧の方向と、メモリ特性は逆の関係でも、本回路を動作させることは可能である。
Hereinafter, when the voltage Vref−Vss is continuously applied between the source and the gate of the three-
浮遊ゲートと制御ゲートを有する2層ゲート構成の3端子メモリ素子50は、浮遊ゲートに蓄積される電荷によって、ソース・ドレイン間のしきい値電圧を変えるメモリである。一般に、電荷を蓄積させる電圧と読み出し電圧は通常は同じ方向の電圧であり、消去する電圧は逆方向の電圧である。本回路は、状態を変化させる電圧と読み出し電圧が同じである必要があるので、3端子メモリ素子50を使った本回路の動作は、低しきい値状態から高しきい値状態への動作に限られる。これが、消去する電圧と読み出し電圧が同じ方向の電圧で、電荷を蓄積させる電圧が逆方向の電圧になったとしても、その場合は高しきい値状態から低しきい値状態への動作に限られる。
A three-
初期状態が低しきい値状態のとき、入力にVssが入力されていると、3端子メモリ素子50のゲートからソース方向にVdd−Vrefの電圧がかかる。そのままの状態を保つと、浮遊ゲートに電荷が蓄積され、高しきい値状態にシフトし、電流が流れなくなるので、出力の抵抗にかかる電圧が小さくなる。高しきい値状態にシフトする前に、入力電圧がVddに反転すると、3端子メモリ素子50の浮遊ゲートには電荷がなくなり、低しきい値状態が保たれる。実際には、入力電圧を切り替える動作を定期的に行い、高しきい値状態へのシフトが起きるかどうかを判定することで、入力に接続されるシステムに故障があったかどうかが判定できる。
When the initial state is the low threshold state and Vss is input, a voltage of Vdd−Vref is applied from the gate of the three-
また、低しきい値状態を、ソース・ドレイン間にリーク電流が発生するほど十分低しきい値に設定すれば、このしきい値状態の動作方向に関する制限を回避することができる。即ち、低しきい値状態ではーク電流が発生し、高しきい値状態ではリーク電流が減少するため、リーク電流の大きさを読むことで、読み出し電圧を与えずに低しきい値状態か高しきい値状態かを知ることができる。例えば、初期状態が高しきい値状態のとき、入力にVddが入力されていると、3端子メモリ素子50のソースからゲート方向にVref−Vssの電圧がかかる。そのままの状態を保つと、浮遊ゲートの電荷が放出され、低しきい値状態にシフトし、リーク電流が流れるようになるので、出力の抵抗にかかる電圧が大きくなる。低しきい値状態にシフトする前に、入力電圧がVssに反転すると、3端子メモリ素子50の浮遊ゲートには電荷が蓄積され、高しきい値状態が保たれる。
Further, if the low threshold state is set to a sufficiently low threshold such that a leakage current is generated between the source and the drain, it is possible to avoid a restriction on the operation direction of the threshold state. In other words, the peak current is generated in the low threshold state and the leakage current is decreased in the high threshold state. Therefore, by reading the magnitude of the leakage current, the low threshold state can be obtained without applying the read voltage. It is possible to know whether the threshold value is high. For example, when the initial state is a high threshold state and Vdd is input to the input, a voltage of Vref−Vss is applied from the source of the three-
実際には、入力電圧を切り替える動作を定期的に行い、低しきい値状態へのシフトが起きるかどうかを判定することで、入力に接続されるシステムに故障があったかどうかが判定できる。勿論、この場合も低しきい値状態から高しきい値状態への変化で本回路を動作させることは可能であり、更に、電圧の方向としきい値状態の変化の方向が逆でも、同様に本回路を動作させることは可能である。 Actually, it is possible to determine whether or not there is a failure in the system connected to the input by periodically performing the operation of switching the input voltage and determining whether or not the shift to the low threshold state occurs. Of course, in this case as well, it is possible to operate this circuit by changing from the low threshold state to the high threshold state, and even if the direction of the voltage and the direction of the threshold state are reversed, It is possible to operate this circuit.
なお、故障判定は、出力の抵抗61にかかる電圧を読み出すことで可能である。また、出力電圧の読み出し方法は、第1の実施形態と同じであるので省略する。
The failure determination can be performed by reading the voltage applied to the
このように本実施形態によれば、MOSインバータ10と3端子メモリ素子50を用いるのみの極めて簡易な構成で、システムの異常動作を検出することができる。従って、第1の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to detect an abnormal operation of the system with a very simple configuration using only the
(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。実施形態で説明した電圧、電流の方向は、説明のために用いた一例であり、本発明の範囲を何ら制限するものではない。また、抵抗変化素子は電圧印加の方向によって抵抗値が変化するものであれば良く、特に電圧印加の方向で抵抗値をプログラムできるものであればよい。さらに、3端子メモリ素子は、必ずしも2層ゲート構成の不揮発性メモリ素子に限るものではなく、ゲートに印加される電圧の方向によってしきい値が制御できるものであればよい。
(Modification)
In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above. The directions of voltage and current described in the embodiment are examples used for the description, and do not limit the scope of the present invention. Further, the resistance change element may be any element as long as its resistance value changes depending on the direction of voltage application, and particularly any element that can program the resistance value in the direction of voltage application. Further, the three-terminal memory element is not necessarily limited to a non-volatile memory element having a two-layer gate structure, and may be any element that can control the threshold value according to the direction of the voltage applied to the gate.
また、本発明は、必ずしもシステムの動作異常の検出(故障検出)に限るものではなく、システムの異常はなくてもシステムからの信号に何らかの変化があったことを検出する場合に適用することも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。 In addition, the present invention is not necessarily limited to detection of system operation abnormality (failure detection), and may be applied to the case where it is detected that there is some change in the signal from the system even if there is no system abnormality. Is possible. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10…CMOSインバータ
11…pチャネルMOSFET
12…nチャネルMOSFET
20…抵抗変化素子(2端子メモリ)
30…CMOSインバータ
31…pチャネルMOSFET
32…nチャネルMOSFET
33…負荷抵抗
34…負荷抵抗
50…3端子メモリ素子
61…負荷抵抗
100…検査対象システム
200…ウォッチドックタイマー
10 ...
12 ... n-channel MOSFET
20 ... variable resistance element (two-terminal memory)
30 ...
32 ... n-channel MOSFET
33 ...
Claims (7)
前記第1及び第2の電源端の各電圧の間の電圧に設定された参照電圧端(Vref)と前記インバータの出力端との間に接続され、電圧印加の方向で抵抗値が制御される抵抗変化素子と、
を具備したことを特徴とする信号変化検出回路。 A MOS inverter connected between the first power supply terminal (Vdd) and the second power supply terminal (Vss), and a signal from the system under test is input to the input terminal;
Connected between a reference voltage terminal (Vref) set to a voltage between the voltages of the first and second power supply terminals and the output terminal of the inverter, and the resistance value is controlled in the direction of voltage application. A resistance change element;
A signal change detection circuit comprising:
ゲートが前記MOSインバータの出力端に接続され、ソースが前記第1の電源端の電圧と前記第2の電源端の電圧との間の電圧に設定された参照電圧端(Vref)に接続され、ドレインに負荷抵抗が接続され、前記ゲートと前記参照電圧端との間の電圧印加の方向によりしきい値が変化する不揮発性メモリ素子と、
を具備したことを特徴とする信号変化検出回路。 A MOS inverter connected between the first power supply terminal (Vdd) and the second power supply terminal (Vss), and a signal from the system under test is input to the input terminal;
The gate is connected to the output terminal of the MOS inverter, and the source is connected to a reference voltage terminal (Vref) set to a voltage between the voltage of the first power supply terminal and the voltage of the second power supply terminal, A non-volatile memory device having a drain connected to a load resistor and a threshold value changing according to a direction of voltage application between the gate and the reference voltage end;
A signal change detection circuit comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007069173A JP2008236039A (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Signal change detection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007069173A JP2008236039A (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Signal change detection circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008236039A true JP2008236039A (en) | 2008-10-02 |
Family
ID=39908348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007069173A Pending JP2008236039A (en) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Signal change detection circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2008236039A (en) |
-
2007
- 2007-03-16 JP JP2007069173A patent/JP2008236039A/en active Pending
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