JP2010071750A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば低消費電力化に適応した半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device adapted to lower power consumption, for example.
最近、半導体装置の低消費電力化技術として、Razor−FF回路技術やCanary-FF回路技術などが提案されている(非特許文献2、3参照)。 Recently, Razor-FF circuit technology, Canary-FF circuit technology, and the like have been proposed as technologies for reducing power consumption of semiconductor devices (see Non-Patent Documents 2 and 3).
電源電圧を動作時に低下させた時、動作保証するための設計マージンを設けると、半導体回路の性能を落とすことになる。
そこで、上記技術では、低消費電力動作時(電源電圧低下時)のエラーを実際のチップ上で検知することにより、動作保証するための設計マージンを考慮しなくて良い設計手法が提案されている。
If a design margin is provided for guaranteeing operation when the power supply voltage is lowered during operation, the performance of the semiconductor circuit is degraded.
Therefore, in the above technique, a design method has been proposed in which it is not necessary to consider a design margin for guaranteeing the operation by detecting an error on an actual chip during a low power consumption operation (when the power supply voltage is lowered). .
上記回路は、同期回路で用いられるフリップフロップFFにより形成されるラッチ(latch)と並列により安定に動作するフリップフロップFFにより形成されるラッチを接続する並列ラッチ構成を有する。 The above circuit has a parallel latch configuration that connects a latch formed by a flip-flop FF used in a synchronous circuit and a latch formed by a flip-flop FF that operates stably in parallel.
図1は、一般的に用いられているラッチの概略図とタイミングを示す図である。 FIG. 1 is a schematic diagram and timing diagram of a commonly used latch.
D型フリップフロップDFFにより形成されるラッチ1は、クロックCLKに同期して信号を送り出す機能を有し、入力(INPUT)D、クロック(CLOCK)CLK、出力(OUTPUT)Qの3つの端子を有している。
端子Dへの入力INPUTは、クロックCLKが基準となるセットアップ時間TSUPよりも早くラッチ1に到達する必要がある。
また、入力INPUTはクロックCLKが入力されてきてからホールド時間THLDの間はそのデータ値を維持している必要がある。
高い周波数で動作する場合、セットアップ時間TSUPよりも早くデータが入力(INPUT)Dに到達できるかどうか、重要な懸念点となる。
The
The input INPUT to the terminal D needs to reach the
Further, the input INPUT needs to maintain the data value during the hold time THLD after the clock CLK is input.
When operating at a high frequency, an important concern is whether data can reach the input D earlier than the setup time TSUP.
<並列ラッチ>
図2(A)および(B)は、非特許文献1に開示されているラッチを並列に接続した半導体装置を示す図である。
<Parallel latch>
2A and 2B are diagrams illustrating a semiconductor device in which latches disclosed in
この半導体装置10は、基本的に、組み合わせ回路11、第1のラッチ12、第2のラッチ13、およびコンパレータ14を有する。
The semiconductor device 10 basically includes a
このように、半導体装置10,10Aは、データパスそのものになる第1のラッチ(Output latch)12と、データの検査を行うための第2のラッチ(Extra latch)13を有している。 As described above, the semiconductor devices 10 and 10A have the first latch (Output latch) 12 that becomes the data path itself, and the second latch (Extra latch) 13 for performing data inspection.
図2(A)の半導体装置10は、組み合わせ回路12の出力データに遅延時間δを加えて第2のラッチ(Extra latch)13に入力する場合である。
図2(B)の半導体装置10Aは、クロックClkに遅延時間δを加えて第2のラッチ(Extra latch)に入力する場合である。
The semiconductor device 10 in FIG. 2A is a case where a delay time δ is added to the output data of the
The semiconductor device 10A of FIG. 2B is a case where a delay time δ is added to the clock Clk and input to a second latch (Extra latch).
図3は、図2(B)の半導体装置10Aのタイミング例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a timing example of the semiconductor device 10A of FIG.
消費電力を動的に最適化する半導体装置では、電源電圧Vddを低下させてACパワーを削減させる。
このとき、製品の周波数は一定であるため、クロックに対してデータが到達する余裕がなくなりセットアップ時間エラーが第1のラッチ(Output latch)12で生じやすくなる。
そこで、半導体装置10Aにおいては、第2のラッチ(Extra latch)13に遅延時間δを加えたクロックを供給することにより、より安定なラッチ動作を実現している。
In a semiconductor device that dynamically optimizes power consumption, the power supply voltage Vdd is lowered to reduce AC power.
At this time, since the frequency of the product is constant, there is no room for data to reach the clock, and a setup time error is likely to occur in the first latch (Output latch) 12.
Therefore, in the semiconductor device 10A, a more stable latch operation is realized by supplying a clock obtained by adding a delay time δ to the second latch (Extra latch) 13.
電源電圧Vddを下げて、第1のラッチ(output latch)12と第2のラッチ(extra latch)13の出力をコンパレータ14で比較し、差分があれば、第1のラッチ12で誤った信号が出力されたと判断してエラー信号を出力する。
そして、半導体装置10Aでは、このエラー信号が発生した場合、誤って送信した信号を差し戻し、電源電圧をもとに戻して再処理を行う。
このように、並列ラッチは片方のラッチで起きた不具合を検査するために使われる。
In the semiconductor device 10A, when this error signal is generated, the signal transmitted in error is returned, the power supply voltage is restored, and reprocessing is performed.
In this way, the parallel latch is used to check for malfunctions occurring in one latch.
上述したように、組み合わせ回路からラッチ(FF)に到達した信号が、同期回路として動作するためにラッチ(FF)のタイミングマージンに合致するかどうかを検査するRazor-FFやCanary-FFなどが提案されている。 As mentioned above, Razor-FF, Canary-FF, etc. that inspect whether the signal reaching the latch (FF) from the combinational circuit matches the timing margin of the latch (FF) in order to operate as a synchronous circuit Has been.
しかしながら、上記した回路は、信号のタイミング妥当性を検査する機能は持つが、組み合わせ回路で処理される時間を改善しラッチ(FF)におけるタイミングそのものを改善することはできない。 However, although the above-described circuit has a function of checking the timing validity of the signal, it cannot improve the time processed by the combinational circuit and improve the timing itself in the latch (FF).
本発明は、組み合わせ回路での演算に使ってよい時間を見かけ上増やすことが可能な半導体装置を提供することにある。 It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of apparently increasing the time that can be used for computation in a combinational circuit.
本発明の第1の観点の半導体装置は、送信すべきデータを出力するデータ処理回路と、上記データ処理回路の出力データをラッチする第1のラッチと、上記データ処理回路の出力データの入力に対して上記第1のラッチと並列に接続された第2のラッチと、基準クロックと当該基準クロックより位相を進めた第2のクロックを供給するクロックコントローラと、上記第1のラッチのラッチデータと上記第2のラッチのラッチデータとを比較し、比較結果に応じたエラー信号を生成するコンパレータと、上記エラー信号に応じて、上記データ処理回路または上記第1のラッチおよび上記第2のラッチの少なくともいずれかの動作状態を制御するコントローラと、を有し、上記第1のラッチは、上記第2のクロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータをデータパスおよび上記コンパレータに出力し、上記第2のラッチは、上記基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記コンパレータに出力する。 A semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a data processing circuit that outputs data to be transmitted, a first latch that latches output data of the data processing circuit, and input of output data of the data processing circuit. On the other hand, a second latch connected in parallel with the first latch, a clock controller for supplying a reference clock and a second clock whose phase is advanced from the reference clock, latch data of the first latch, Comparing the latch data of the second latch and generating an error signal according to the comparison result, and according to the error signal, the data processing circuit or the first latch and the second latch And a controller for controlling at least one of the operating states, wherein the first latch latches input data in synchronization with the second clock. Outputs latched data to the data path and the comparator, the second latch latches the input data in synchronism with the reference clock, and outputs the latched data to the comparator.
本発明の第2の観点の半導体装置は、送信データをデータパスに送出する送信側半導体回路と、上記データパスを伝搬された送信データを受信する受信側半導体回路と、コントローラと、を有し、上記送信側半導体回路は、送信すべきデータを出力する第1のデータ処理回路と、上記第1のデータ処理回路の出力データをラッチする第1のラッチと、上記第1のデータ処理回路の出力データの入力に対して上記第1のラッチと並列に接続された第2のラッチと、第1の基準クロックと当該第1の基準クロックより位相を進めた第2のクロックを供給する第1のクロックコントローラと、上記第1のラッチのラッチデータと上記第2のラッチのラッチデータとを比較し、比較結果に応じた第1のエラー信号を生成する第1のコンパレータと、を含み、上記第1のラッチは、上記第2のクロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータをデータパスおよび上記第1のコンパレータに出力し、上記第2のラッチは、上記第1の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第1のコンパレータに出力し、上記送信側半導体回路は、上記データパスを伝搬された上記送信データをラッチする第3のラッチと、上記送信データの入力に対して上記第3のラッチと並列に接続された第4のラッチと、上記第3のラッチデータに対する処理を行う第2のデータ処理回路と、第2の基準クロックを供給する第2のクロックコントローラと、上記第3のラッチデータと上記第4のラッチデータとを比較し、比較結果に応じた第2のエラー信号を生成する第2のコンパレータと、を含み、上記第3のラッチは、上記第2の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第2のデータ処理回路に出力し、上記第4のラッチは、上記第2の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第2のコンパレータに出力し、上記コントローラは、少なくとも上記第1のエラー信号に応じて、上記第1のデータ処理回路または上記第1のラッチおよび上記第2のラッチの少なくともいずれかの動作状態を制御する。 A semiconductor device according to a second aspect of the present invention includes a transmission-side semiconductor circuit that transmits transmission data to a data path, a reception-side semiconductor circuit that receives transmission data propagated through the data path, and a controller. The transmission-side semiconductor circuit includes a first data processing circuit that outputs data to be transmitted, a first latch that latches output data of the first data processing circuit, and a first data processing circuit. A second latch connected in parallel to the first latch for the input of output data, a first reference clock, and a first clock for supplying a second clock whose phase is advanced from that of the first reference clock. A first controller that compares the latch data of the first latch and the latch data of the second latch and generates a first error signal according to the comparison result. The first latch latches input data in synchronization with the second clock, outputs the latch data to the data path and the first comparator, and the second latch The input data is latched in synchronization with a reference clock, the latch data is output to the first comparator, and the transmission side semiconductor circuit latches the transmission data propagated through the data path; A fourth latch connected in parallel to the third latch with respect to the input of the transmission data, a second data processing circuit for processing the third latch data, and a second reference clock are supplied A second comparator that compares the third latch data with the fourth latch data and generates a second error signal according to the comparison result. The third latch latches input data in synchronization with the second reference clock, outputs the latch data to the second data processing circuit, and the fourth latch The input data is latched in synchronization with the second reference clock, and the latched data is output to the second comparator. The controller is configured to output the first data processing circuit or at least according to the first error signal. The operating state of at least one of the first latch and the second latch is controlled.
好適には、少なくとも上記第1のラッチおよび上記第2のラッチに、第1の制御信号に応じて値を変更可能な動作電圧を供給する第1の電源を有し、上記コントローラは、上記第1の制御信号により上記第1の電源から供給する通常の動作電圧より低い動作電圧に設定したときに、上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1の電源に出力する。
Preferably, at least the first latch and the second latch have a first power supply for supplying an operating voltage whose value can be changed in accordance with a first control signal, and the controller has the first power supply. When the operation voltage is set lower than the normal operation voltage supplied from the first power source by the
好適には、上記第1のクロックコントローラは、上記第1の基準クロックを上記第1のデータ処理回路に供給し、上記第1のデータ処理回路は、上記第1の基準クロックに同期してデータ処理および出力を行い、上記コントローラは、上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記第1のクロックコントローラに一旦上記第1の基準クロックの上記第1のデータ処理回路への供給を停止し、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1のクロックコントローラおよび上記第1の電源に出力する。 Preferably, the first clock controller supplies the first reference clock to the first data processing circuit, and the first data processing circuit performs data synchronization in synchronization with the first reference clock. If the first error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the controller performs processing and output. The controller temporarily stops the supply of the first reference clock to the first data processing circuit, and sends the first control signal to the first operation signal so that the operation voltage becomes the normal operation voltage. Output to the clock controller and the first power source.
好適には、上記第1のクロックコントローラは、上記第1の基準クロックを上記第1のデータ処理回路に供給し、上記第1のデータ処理回路は、上記第1の基準クロックに同期してデータ処理および出力を行い、上記第2のクロックコントローラは、上記第2の基準クロックを上記第2のデータ処理回路に供給し、上記第2のデータ処理回路は、上記第2の基準クロックに同期してデータ処理を行い、上記コントローラは、上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記第1のクロックコントローラに一旦上記第1の基準クロックの上記第1のデータ処理回路への供給を停止し、上記第2のクロックコントローラに一旦上記第2の基準クロックの上記第2のデータ処理回路への供給を停止し、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1のクロックコントローラおよび上記第1の電源に出力し、上記第2の制御信号を上記第2のクロックコントローラに出力する。 Preferably, the first clock controller supplies the first reference clock to the first data processing circuit, and the first data processing circuit performs data synchronization in synchronization with the first reference clock. The second clock controller supplies the second reference clock to the second data processing circuit, and the second data processing circuit is synchronized with the second reference clock. And when the first error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the controller executes the first clock signal. The controller temporarily stops the supply of the first reference clock to the first data processing circuit, and the second clock controller temporarily stops the second reference clock. The first control signal is sent to the first clock controller and the first power supply so that the operating voltage becomes higher than at least the set low operating voltage. And outputs the second control signal to the second clock controller.
好適には、上記コントローラは、上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1の電源に出力する。 Preferably, when the first error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the controller sets the operating voltage to the normal voltage. The first control signal is output to the first power supply so that the operating voltage is
好適には、少なくとも上記第3のラッチおよび上記第4のラッチに、第2の制御信号に応じて値を変更可能な動作電圧を供給する第2の電源を有し、上記コントローラは、上記第2の制御信号により上記第2の電源から供給する通常の動作電圧より低い動作電圧に設定したときに、上記第2のエラー信号が上記第3のラッチの出力データと上記第4のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第2の制御信号を上記第2の電源に出力する。 Preferably, the controller has a second power supply for supplying an operating voltage whose value can be changed in accordance with a second control signal to at least the third latch and the fourth latch. When the operation voltage is set to be lower than the normal operation voltage supplied from the second power source by the control signal 2, the second error signal is output from the third latch and the output from the fourth latch. When the data indicates that the data is different, the second control signal is output to the second power supply so that the operating voltage is at least higher than the set low operating voltage.
本発明によれば、データ処理回路の出力データが基準クロックより位相を進めた第2のクロックに同期して第1のラッチにラッチされる。第2のラッチのラッチデータは、データパスおよびコンパレータに出力される。
また、データ処理回路の出力データが基準クロックに同期して第2のラッチにラッチされる。第2のラッチのラッチデータはコンパレータに出力される。
コンパレータでは、第1のラッチのラッチデータと第2のラッチのラッチデータとが比較され、比較結果に応じたエラー信号がコントローラに供給される。
そして、コントローラでは、エラー信号に応じて、データ処理回路あるいは第1のラッチおよび第2のラッチとの少なくともいずれかの動作状態が制御される。
According to the present invention, the output data of the data processing circuit is latched by the first latch in synchronization with the second clock whose phase is advanced from the reference clock. The latch data of the second latch is output to the data path and the comparator.
The output data of the data processing circuit is latched in the second latch in synchronization with the reference clock. The latch data of the second latch is output to the comparator.
In the comparator, the latch data of the first latch and the latch data of the second latch are compared, and an error signal corresponding to the comparison result is supplied to the controller.
In the controller, the operation state of at least one of the data processing circuit or the first latch and the second latch is controlled in accordance with the error signal.
本発明によれば、組み合わせ回路での演算に使ってよい時間を見かけ上増やすことができる。 According to the present invention, it is possible to apparently increase the time that can be used for computation in the combinational circuit.
以下に本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図4は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成例を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
本半導体装置100は、送信側半導体回路110、受信側半導体回路120、第1の電源130、第2の電源140、第1のクロック生成部150、第2のクロック生成部160、およびコントローラ170を有する。
The
送信側半導体回路110は、第1の電源130から動作電圧Vdd1の供給を受け、第1のクロック生成部150で生成された所定周波数のクロックclkの供給を受けて動作する。
送信側半導体回路110は、第1のデータ処理回路としての第1のロジック回路111、第1のラッチ112、第3のラッチ113、第1のコンパレータ114、および第1のクロックコントローラ115を有している。
The transmission-
The transmission-
第1のロジック回路111は、第1のクロックコントローラ115ら供給される第1の基準クロックclkに同期して論理演算を行い、演算結果を第1のラッチ112および第2のラッチ113に出力する。
第1のロジック回路111は、第1のクロックコントローラ115からの第1の基準クロックclkの供給が停止されると、その停止期間中、演算および出力動作を停止する。
The
When the supply of the first reference clock clk from the
第1のラッチ112は、D型フリップフロップ(FF1)により形成され、入力D、クロックCLK、出力Qの3つの端子を有している。
第1のラッチ112は、第1のクロックコントローラ115により第2のラッチ113に供給される、第1の基準クロックclkより位相がδだけ早めた第2のクロックclk−δに同期して信号を送り出す機能を有する。
第1のラッチ112は、基本的に、端子Dへの第1のロジック回路111からの入力データFF1 inを、第2のクロックclk−δが基準となるセットアップ時間TSUPよりも早く第1のラッチ112に到達する必要がある。
また、第1のラッチ112は、端子Dから取り込まれた入力データFF1 inを第2のクロックclk−δが入力されてきてからホールド時間THLDの間はそのデータ値を維持している必要がある。
第1のラッチ112は、ラッチデータを端子QからデータFF1 outを第1のコンパレータ114およびデータパスDPを介して受信側半導体回路120に出力する。
The
The
The
The
The
第2のラッチ113は、D型フリップフロップ(FF1´)により形成され、入力D、クロックCLK、出力Qの3つの端子を有している。
第2のラッチ113は、第1のクロックコントローラ115により第2のラッチ113に供給される、第1の基準クロックclkに同期して信号を送り出す機能を有する。
第2のラッチ113は、基本的に、端子Dへの第1のロジック回路111からの入力データFF1 inを、第1の基準クロックclkが基準となるセットアップ時間TSUPよりも早く第2のラッチ113に到達する必要がある。
また、第2のラッチ113は、端子Dから取り込まれた入力データFF1 inを第1の基準クロックclkが入力されてきてからホールド時間THLDの間はそのデータ値を維持している必要がある。
第2のラッチ113は、ラッチデータを端子QからデータFF1´ outを第1のコンパレータ114に出力する。
The
The
The
Further, the
The
第1のコンパレータ114は、第1のラッチ112の出力データFF1 outと第2のラッチ113の出力データFF1´ outとを比較し、両データが一致しているときは、エラー信号c1 outをローレベルに設定し、不一致のときはハイレベルに設定する。
第1のコンパレータ114は、第1のエラー信号c1 outをコントローラ170に出力する。
The
The
第1のクロックコントローラ115は、第1のクロック生成部150により供給されるクロックclkを受けて、第1の基準クロックclkとして第1のロジック回路111に供給する。
また、第1のクロックコントローラ115は、第2のラッチ113にクロックclkを供給し、第1のラッチ112に第1の基準クロックclkの位相をδだけ進めた第2のクロックclk−δを供給する。
第1のクロックコントローラ115は、コントローラ170の第1の制御信号CTL12に応じて第1のロジック回路111に対する第1の基準クロックclkの供給を所定期間停止することが可能である。
The
The
The
図5(A)および(B)は、第1のクロック生成部140の第1の基準クロックclkおよび位相をδだけ進めた第2のクロックclk−δの生成回路例を示す図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an example of a circuit for generating the first reference clock clk of the first
図5(A)は、第1の基準クロックclkは標準のしきい値電圧Vthを有するトランジスタにより形成されるバッファBF2を伝搬させ、位相δだけ早い第2のクロックclk−δは標準より低しきい値を有するトランジスタにより形成されるバッファBF1を伝搬させる例である。
バッファBF1,BF2は、たとえばCMOSインバータを2つ直列に接続されて構成される。
MOSトランジスタのしきい値は、たとえばシリコンプロセスで調整可能である。
このように、クロックをしきい値の異なるバッファBF1、BF2を伝搬させることにより、遅延時間差を実現することができる。
あるいは、第2のクロックclk−δの生成に用いられるトランジスタの基板バイアスをコントロールすることによりしきい値Vthを変化させることにより、早い位相のクロックを形成することが可能である。
FIG. 5A shows that the first reference clock clk propagates through the buffer BF2 formed by the transistor having the standard threshold voltage Vth, and the second clock clk-δ that is earlier by the phase δ is lower than the standard. In this example, a buffer BF1 formed by a transistor having a threshold value is propagated.
Buffers BF1 and BF2 are configured, for example, by connecting two CMOS inverters in series.
The threshold value of the MOS transistor can be adjusted by, for example, a silicon process.
In this way, the delay time difference can be realized by propagating the clock through the buffers BF1 and BF2 having different threshold values.
Alternatively, an early phase clock can be formed by changing the threshold value Vth by controlling the substrate bias of the transistor used for generating the second clock clk-δ.
図5(B)は、クロックclk分配時に必要以上の遅延時間を加え位相を遅らせたクロックを標準クロックとして用いて、最小限の遅延時間を有するクロックを第2のクロックclk-δとして用いる例である。
なお、この例では、バッファBF3、BF3−1〜BF3−4を形成するMOSトランジスタのしきい値は同じしきい値に設定される。
FIG. 5B shows an example in which a clock having a delay time more than necessary when the clock clk is distributed and whose phase is delayed is used as a standard clock, and a clock having a minimum delay time is used as the second clock clk-δ. is there.
In this example, the threshold values of the MOS transistors forming the buffers BF3 and BF3-1 to BF3-4 are set to the same threshold value.
図6は、本実施形態に係る送信側半導体回路110の特徴的構成および機能を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the characteristic configuration and function of the transmission-
本実施形態に係る送信側半導体回路110は、第1のラッチ112に位相の早い第2のクロックclk−δを与え、データをいわゆるフライングさせて送り出す。
データの入力ラインに対して第1のラッチ112と並列に配置された第2のラッチ113には通常の第1の基準クロックclkを与え安定した出力を得る。
第1のラッチ112と第2のラッチ113の出力を第1のコンパレータ114で比較し、第1のラッチ112から送り出したデータが正しいか否かを検査する。
検査の結果、間違った信号が送り出されていれば、信号の差し戻し、あるいは差し替えを行う。特に送り出した信号が、次のラッチに到達するまでに組み合わせ回路での処理を行ったデータパス(DP)を通過する為に許容される時間を見かけ上ながくする効果があるので、ブロック間、チップ間、など長い距離を、信号を伝搬さるときに有効である。
この検査および検査結果に応じた制御はコントローラ170によって行われる。この制御については、後で詳述する。
The transmission-
A normal first reference clock clk is applied to the
The outputs of the
If a wrong signal is sent out as a result of the inspection, the signal is returned or replaced. In particular, the sent signal has the effect of making the time allowed to pass through the data path (DP) processed in the combinational circuit before reaching the next latch apparently, so that it is effective to block between blocks and chips. This is effective when a signal is propagated over a long distance.
The control according to the inspection and the inspection result is performed by the
受信側半導体回路120は、第2の電源140から動作電圧Vdd2の供給を受け、第2のクロック生成部160で生成された所定周波数の第2の基準クロックclkの供給を受けて動作する。
受信側半導体回路120は、第2のデータ処理回路としての第2のロジック回路121、第3のラッチ122、第4のラッチ123、第2のコンパレータ124、第2のクロックコントローラ125、および遅延部126を有している。
The receiving-
The receiving-
第2のロジック回路121は、第2のクロックコントローラ125から供給される第2の基準クロックclkに同期して第3のラッチ122の出力データFF2 outに対して論理演算を行う。
第2のロジック回路121は、第2のクロックコントローラ125からの第2の基準クロックclkの供給が停止されると、その停止期間中、演算および出力動作を停止する。
The
When the supply of the second reference clock clk from the
第3のラッチ122は、D型フリップフロップ(FF2)により形成され、入力D、クロックCLK、出力Qの3つの端子を有している。
第3のラッチ122は、第2のクロックコントローラ125により供給される、第2の基準クロックclkに同期して信号を送り出す機能を有する。
第3のラッチ122は、基本的に、端子DへのデータパスDPを伝搬した入力データFF2 inを、第2の基準クロックclkが基準となるセットアップ時間TSUPよりも早く第3のラッチ122に到達する必要がある。
また、第3のラッチ122は、端子Dから取り込まれた入力データFF2 inを第2の基準クロックclkが入力されてきてからホールド時間THLDの間はそのデータ値を維持している必要がある。
第3のラッチ122は、ラッチデータを端子QからデータFF2 outを第2のロジック回路121および第2のコンパレータ124に出力する。
The
The
The
The
The
第4のラッチ123は、D型フリップフロップ(FF2´)により形成され、入力D、クロックCLK、出力Qの3つの端子を有している。
第4のラッチ123は、第2のクロックコントローラ125により第4のラッチ123に供給される、第2の基準クロックclkに同期して信号を送り出す機能を有する。
第4のラッチ123は、基本的に、端子DへのデータパスDPを伝搬した入力データFF2 inが遅延126を通過したFF2´_inを、第2の基準クロックclkが基準となるセットアップ時間TSUPよりも早く第4のラッチ123に到達する必要がある。
また、第4のラッチ123は、端子Dから取り込まれた入力データFF2 inを第2の基準クロックclkが入力されてきてからホールド時間THLDの間はそのデータ値を維持している必要がある。
第4のラッチ123は、ラッチデータを端子QからデータFF2´ outを第2のコンパレータ124に出力する。
The
The
The
Further, the
The
第2のコンパレータ124は、第3のラッチ122の出力データFF2 outと第4のラッチ123の出力データFF2´ outとを比較し、両データが一致しているときは、エラー信号c2 outをローレベルに設定し、不一致のときはハイレベルに設定する。
第2のコンパレータ124は、第2のエラー信号c2 outをコントローラ170に出力する。
The
The
第2のクロックコントローラ125は、第1のクロック生成部140により供給されるクロックclkを受けて、第2のロジック回路121、第3のラッチ122、および第4のラッチ123に供給する。
第2のクロックコントローラ125は、コントローラ170の第2の制御信号CTL22に応じて第2のロジック回路121に対するクロックclkの供給を所定期間停止することが可能である。
The
The
第1の電源130は、送信側半導体回路110に動作電圧Vdd1を供給する。
第1の電源130は、コントローラ170の第1の制御信号CTL11により送信側半導体回路110に供給する動作電圧Vdd1を変更可能に構成されている。
第1の電源130は、通常、電圧Vdd1をたとえば1.0Vで供給し、第1の制御信号CTL11の指示に従って、電圧Vdd1を0.8V等の低電圧に設定して供給することが可能である。
また、第1の電源130は、コントローラ170の第1の制御信号CTL11により、電圧Vdd1を、たとえば0.05Vを1ステップとして昇降させることが可能である。
第1の電源130は、コントローラ170の第1の制御信号CTL11により、一旦0.8V等の低電圧に設定した電圧Vdd1を、1ステップずつの昇降ではなく、元の1.0Vに直接的に戻すことも可能である。
The
The
The
Further, the
The
第2の電源140は、受信側半導体回路120に動作電圧Vdd2を供給する。
第2の電源140は、コントローラ170の第2の制御信号CTL21により受信側半導体回路120に供給する動作電圧Vdd2を変更可能に構成されている。
第2の電源140は、通常、電圧Vdd2をたとえば1.0Vで供給し、第2の制御信号CTL21の指示に従って、電圧Vdd2を0.8V等の低電圧に設定して供給することが可能である。
第2の電源140は、コントローラ170の第2の制御信号CTL21により、一旦0.8V等の低電圧に設定した電圧Vdd2を、1ステップずつの昇降ではなく、元の1.0Vに直接的に戻すことも可能である。
また、第2の電源140は、コントローラ170の第2の制御信号CTL21により、電圧Vdd2を、たとえば0.05Vを1ステップとして昇降させることが可能である。
The
The
The
The
The
第1のクロック生成部150は、所定周波数のクロックclkを送信側半導体回路110の第1のクロックコントローラ115に供給する。
The first
第2のクロック生成部160は、所定周波数のクロックclkを受信側半導体回路120の第2のクロックコントローラ125に供給する。
The second
なお、第1の電源130による動作電圧Vdd1と第2の電源140による動作電圧Vdd2は、通常時の値が同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
同様に、第1のクロック生成部150によるクロックclkの周波数と第2のクロック生成部160によるクロックclkの周波数は、同じ周波数であってもよいし、異なる周波数であってもよい。
Note that the operating voltage Vdd1 from the
Similarly, the frequency of the clock clk by the first
コントローラ170は、送信側半導体回路110の第1のコンパレータ114のエラー信号c1 outおよび受信側半導体回路120のコンパレータ1124のエラー信号c2 outの供給レベルに応じて動作電圧Vdd1,Vdd2の値の制御等を行う。
The
コントローラ170は、通常電圧1.0Vで動作させて、エラー信号c1 out、c2 outがローレベルの場合、低消費電力化動作を実現するために、動作電圧Vdd1をたとえば0.8Vに設定するように第1の制御信号CTL11を第1の電源130に出力する。
コントローラ170は、第1のエラー信号c1 outをハイレベルで受けると、送信側半導体回路110の第1のロジック回路111へのクロックclkの供給を1クロック分停止するように、制御信号CTL12を第1のクロックコントローラ115に出力する。
コントローラ170は、第1のエラー信号c1 outをハイレベルで受けると、受信側半導体回路120の第2のロジック回路121へのクロックclkの供給を1クロック分停止するように、制御信号CTL22を第2のクロックコントローラ125に出力する。
コントローラ170は、第1のエラー信号c1 outをハイレベルで受けると、第1のラッチ112と第2のラッチ113のデータが異なりエラーが発生したものとして、動作電圧Vdd1を1.0Vに戻すように制御信号CTL11を第1の電源130に出力する。
コントローラ170は、第2のエラー信号c2 outをハイレベルで受けると、実不良ではないが、事前に不良検知をしたものとして、動作電圧Vdd1を1.0Vに戻すように第1の制御信号CTL11を第1の電源130に出力する。
The
The
The
The
The
また、コントローラ170は、エラー信号c1 out、c2 outがローレベルの場合、低消費電力化動作を実現するために、動作電圧Vdd2をたとえば0.8Vに設定するように第2の制御信号CTL21を第2の電源140に出力する。
この場合、コントローラ170は、第2のエラー信号c2 outをハイレベルで受けると、実不良ではないが、事前に不良検知をしたものとして、動作電圧Vdd2を1.0Vに戻すように第2の制御信号CTL21を第2の電源140に出力する。
The
In this case, the
次に、上記図4の構成による動作を図7および図8に関連付けて説明する。
図7は、本実施形態に係る半導体装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
図8は、本実施形態に係る半導体装置の動作を説明するためのフローチャートである。
Next, the operation of the configuration shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS.
FIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the semiconductor device according to the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the operation of the semiconductor device according to the present embodiment.
まず、コントローラ170が、通常電圧1.0Vで動作させるために、第1の制御信号CTL11を第1の電源130に供給し、第2の制御信号CTL21が第2の電源140に供給する。
これにより、第1の電源130が通常の1.0Vの動作電圧Vdd1を送信側半導体回路110に供給する。同様に、第2の電源140が通常の1.0Vの動作電圧Vdd2を受信側半導体回路120に供給する。
First, the
As a result, the
コントローラ170が、送信側半導体回路110の第1のクロックコントローラ115にクロックの供給を行うように、第1の制御信号CTL12を出力する。
これにより、第1のクロックコントローラ115は、第1のロジック回路111および第2のラッチ113に第1の基準クロックclkを供給し、第1のラッチ112にクロックclkより位相がδだけ進んだ(早い)第2のクロックclk−δを供給する。
The
Accordingly, the
また、コントローラ170が、受信側半導体回路120の第2のクロックコントローラ125にクロックの供給を行うように、第2の制御信号CTL22を出力する。
これにより、第2のクロックコントローラ125は、第2のロジック回路121、第3のラッチ122、および第4のラッチ123に第2の基準クロックclkを供給する。
Further, the
As a result, the
この状態で、送信側半導体回路110において、第1のロジック回路111がクロックclkに同期して論理演算を行い、その結果が第1のラッチ112および第2のラッチ113に出力される。
第1のラッチ112は、入力データFF1 inを第1の基準クロックclkより位相がδだけ早い第2のクロックclk−δに同期してラッチし、ラッチデータをデータ信号FF1 outとしてデータパスDPおよび第1のコンパレータ114に出力する。
第2のラッチ113は、入力データFF1 inを第1の基準クロックclkに同期してラッチし、ラッチデータを、データ信号FF1´ outとして第1のコンパレータ114に出力する。
第1のコンパレータ114は、第1のラッチ112の出力データFF1 outと第2のラッチ113の出力データFF1´ outを比較する。そして、コンパレータ114は、両データの比較結果をエラー信号c1 outとしてコントローラ170に出力する。
In this state, in the transmission-
The
The
The
また、第1のラッチ112から出力されたデータ信号FF1 outは、データパスDPを伝搬され、受信側半導体回路120にデータ信号FF2 inとして入力される。
In addition, the data signal FF1 output from the
受信側半導体回路120においては受信状態が監視される。
第3のラッチ122は、入力データFF2 inを第2の基準クロックclkに同期してラッチ、ラッチデータをデータ信号FF2 outとして第2のロジック回路121および第2のコンパレータ124に出力する。
第4のラッチ123は、入力データFF2 inを遅延部126で遅延されたデータFF2´ inを第2の基準クロックclkに同期してラッチし、ラッチデータをデータ信号FF2´ outとして第2のコンパレータ124に出力する。
第2のコンパレータ124は、第3のラッチ122の出力データFF2 outと第4のラッチ123の出力データFF2´ outを比較する。そして、コンパレータ124は、両データの比較結果をエラー信号c2 outとしてコントローラ170に出力する。
The reception
The
The
The
コントローラ170は、通常電圧1.0Vで動作させて、エラー信号c1 out、c2 outがローレベルの場合、図8に示すような制御を行う。
The
コントローラ170が、低消費電力化動作を実現するために、動作電圧Vdd1をたとえば0.8Vに設定するように第1の制御信号CTL11を第1の電源130に出力する(ST1)。
そして、送信側半導体回路110は動作電圧0.8V下において、第1のロジック回路111がクロックclkに同期して論理演算を行い、その結果が第1のラッチ112および第2のラッチ113に出力される。
第1のラッチ112は、入力データFF1 inをクロックclkより位相がδだけ早いクロックclk−δに同期してラッチし、ラッチデータをデータ信号FF1 outとしてデータパスDPおよび第1のコンパレータ114に出力する。
第2のラッチ113は、入力データFF1 inをクロックclkに同期してラッチし、ラッチデータを、データ信号FF1´ outとして第1のコンパレータ114に出力する。
第1のコンパレータ114は、第1のラッチ112の出力データFF1 outと第2のラッチ113の出力データFF1´ outを比較する。そして、コンパレータ114は、両データの比較結果をエラー信号c1 outとしてコントローラ170に出力する。
The
Then, in the
The
The
The
ここで、コントローラ170が、第1のエラー信号c1 outをハイレベルで受けたか否かを判断する(ST2)。
コントローラ170が、エラー信号c1 outをハイレベルで受けると、送信側半導体回路110の第1のロジック回路111へのクロックclkの供給を1クロック分停止するように、第1の制御信号CTL12を第1のクロックコントローラ115に出力する(ST3)。
同様に、コントローラ170が、エラー信号c1 outをハイレベルで受けると、受信側半導体回路120の第2のロジック回路121へのクロックclkの供給を1クロック分停止するように、第2の制御信号CTL22を第2のクロックコントローラ125に出力する(ST4)。
また、コントローラ170は、エラー信号c1 outをハイレベルで受けると、エラーが発生したものとして、動作電圧Vdd1を1.0Vの戻すように第1の制御信号CTL11を第1の電源130に出力する(ST5)。
Here, the
The
Similarly, the
The
このように、クロックclkの第1のロジック回路111への供給することを1回停止し、動作電圧Vdd1を元の通常電圧に戻すと、第1のラッチ112は、第1のロジック回路111からの出力データを、余裕をもってラッチすることができる(ST6)。
すなわち、動作電圧Vdd1を下げる前の状態で、かつ送信側半導体回路110の第1のロジック回路111からのデータは確実に到達しているので、第1のラッチ112は確実に動作する。
As described above, when the supply of the clock clk to the
That is, since the data from the
また、クロックclkの第2のロジック回路121への供給することを1回停止すると、第3のラッチ122は、送信側半導体回路110の第1のラッチ112からのデータを、ラッチし、第2のロジック回路121に送出することができる(ST7)。
When the supply of the clock clk to the
なお、以上の処理でエラーが発生する場合は、動作電圧Vdd1を通常動作時より上げる等の制御を行うことも可能である。 When an error occurs in the above processing, it is possible to perform control such as raising the operating voltage Vdd1 from that during normal operation.
また、コントローラ170が、第2のエラー信号c2 outをハイレベルで受けると(ST8)、実不良ではないが、事前に不良検知をしたものとして、動作電圧Vdd1を1.0Vの戻すように第1の制御信号CTL11を第1の電源130に出力する(ST9)。
In addition, the
また、コントローラ170が、エラー信号c1 out、c2 outがローレベルの場合、動作電圧Vdd2をたとえば0.8Vに設定するように第2の制御信号CTL21を第2の電源140に出力することも可能である(ST10)。
この場合、コントローラ170は、第2のエラー信号c2 outをハイレベルで受けると(ST11)、実不良ではないが、事前に不良検知をしたものとして、動作電圧Vdd2を1.0Vの戻すように第2の制御信号CTL21を第2の電源140に出力する(ST12)。
In addition, the
In this case, the
図7のタイミングチャートでは、正常な動作からVdd1を下げ(ST1)、コンパレータ114がエラー信号C1_OUTを受け取り(ST2)、さらにコンパレータ124でもエラー信号C2_OUTを受け取った(ST8)様子を示す。
In the timing chart of FIG. 7, Vdd1 is lowered from normal operation (ST1), the
以上説明した本実施形態によれば、第1のラッチ112は、第1のクロックコントローラ115により第2のラッチ113に供給される、第1の基準クロックclkより位相がδだけ早めた第2のクロックclk−δに同期して信号を送り出す機能を有する。
第2のラッチ113は、第1のクロックコントローラ115により第2のラッチ113に供給される、クロックclkに同期して信号を送り出す機能を有する。
第1のコンパレータ114は、第1のラッチ112の出力データFF1 outと第2のラッチ113の出力データFF1´ outとを比較し両データが一致しているときはエラー信号c1 outをローレベルに設定し、不一致のときはハイレベルに設定する。
そして、コントローラ170は、エラー信号c1 outに応じて動作電圧Vdd1の制御、ロジック回路へのクロックの供給の制御を行う。
すなわち、本実施形態によれば、位相を進めたクロックとラッチの並列化を組み合わせることにより、信号の妥当性を検査することができ、以下の機能を有する形態を実現することができる。
(1)第1のラッチから組み合わせ回路にフライングで信号を送り出し、組み合わせ回路での演算に使ってよい時間を見かけ上増やす。
According to the present embodiment described above, the
The
The
The
That is, according to this embodiment, the validity of a signal can be inspected by combining a clock with an advanced phase and parallelization of a latch, and a mode having the following functions can be realized.
(1) A signal is sent by flying from the first latch to the combinational circuit, and the time that can be used for the calculation in the combinational circuit is apparently increased.
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
100・・・半導体装置、110・・・送信側半導体回路、111・・・ロジック回路、112・・・第1のラッチ、113・・・第3のラッチ、114・・・コンパレータ、115・・・クロックコントローラ、120・・・受信側半導体回路、121・・・ロジック回路、122・・・第3のラッチ、123・・・第4のラッチ、124・・・コンパレータ、125・・・クロックコントローラ、126・・・遅延部、130・・・第1の電源、140・・・第2の電源、15・・・第1のクロック生成部、160・・・第2のクロック生成部、170・・・コントローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
上記データ処理回路の出力データをラッチする第1のラッチと、
上記データ処理回路の出力データの入力に対して上記第1のラッチと並列に接続された第2のラッチと、
基準クロックと当該基準クロックより位相を進めた第2のクロックを供給するクロックコントローラと、
上記第1のラッチのラッチデータと上記第2のラッチのラッチデータとを比較し、比較結果に応じたエラー信号を生成するコンパレータと、
上記エラー信号に応じて、上記データ処理回路または上記第1のラッチおよび上記第2のラッチの少なくともいずれかの動作状態を制御するコントローラと、を有し、
上記第1のラッチは、
上記第2のクロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータをデータパスおよび上記コンパレータに出力し、
上記第2のラッチは、
上記基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記コンパレータに出力する
半導体装置。 A data processing circuit for outputting data to be transmitted;
A first latch for latching output data of the data processing circuit;
A second latch connected in parallel with the first latch with respect to input of output data of the data processing circuit;
A clock controller for supplying a reference clock and a second clock having a phase advanced from the reference clock;
A comparator that compares the latch data of the first latch with the latch data of the second latch and generates an error signal according to the comparison result;
A controller for controlling an operation state of at least one of the data processing circuit or the first latch and the second latch in response to the error signal,
The first latch is
The input data is latched in synchronization with the second clock, the latch data is output to the data path and the comparator,
The second latch is
A semiconductor device that latches input data in synchronization with the reference clock and outputs the latched data to the comparator.
上記コントローラは、
上記制御信号により上記電源から供給する通常の動作電圧より低い動作電圧に設定したときに、上記エラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記制御信号を上記電源に出力する
請求項1記載の半導体装置。 A power supply for supplying an operating voltage whose value can be changed according to a control signal to at least the first latch and the second latch;
The controller
The error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch when the control signal is set to an operating voltage lower than a normal operating voltage supplied from the power source. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the control signal is output to the power supply so that the operating voltage is higher than at least the set low operating voltage.
上記基準クロックを上記データ処理回路に供給し、
上記データ処理回路は、
上記基準クロックに同期してデータ処理および出力を行い、
上記コントローラは、
上記エラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記クロックコントローラに一旦上記基準クロックの上記データ処理回路への供給を停止し、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記制御信号を上記クロックコントローラおよび上記電源に出力する
請求項2記載の半導体装置。 The clock controller
Supplying the reference clock to the data processing circuit;
The data processing circuit
Data processing and output are performed in synchronization with the reference clock,
The controller
When the error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the clock controller temporarily stops supplying the reference clock to the data processing circuit. The semiconductor device according to claim 2, wherein the control signal is output to the clock controller and the power supply so that the operating voltage is higher than at least the set low operating voltage.
上記エラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記制御信号を上記電源に出力する
請求項2または3記載の半導体装置。 The controller
When the error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the control signal is set so that the operating voltage becomes the normal operating voltage. The semiconductor device according to claim 2, wherein the power is output to the power source.
上記データパスを伝搬された送信データを受信する受信側半導体回路と、
コントローラと、を有し、
上記送信側半導体回路は、
送信すべきデータを出力する第1のデータ処理回路と、
上記第1のデータ処理回路の出力データをラッチする第1のラッチと、
上記第1のデータ処理回路の出力データの入力に対して上記第1のラッチと並列に接続された第2のラッチと、
第1の基準クロックと当該第1の基準クロックより位相を進めた第2のクロックを供給する第1のクロックコントローラと、
上記第1のラッチのラッチデータと上記第2のラッチのラッチデータとを比較し、比較結果に応じた第1のエラー信号を生成する第1のコンパレータと、を含み、
上記第1のラッチは、
上記第2のクロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータをデータパスおよび上記第1のコンパレータに出力し、
上記第2のラッチは、
上記第1の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第1のコンパレータに出力し、
上記送信側半導体回路は、
上記データパスを伝搬された上記送信データをラッチする第3のラッチと、
上記送信データの入力に対して上記第3のラッチと並列に接続された第4のラッチと、
上記第3のラッチデータに対する処理を行う第2のデータ処理回路と、
第2の基準クロックを供給する第2のクロックコントローラと、
上記第3のラッチデータと上記第4のラッチデータとを比較し、比較結果に応じた第2のエラー信号を生成する第2のコンパレータと、を含み、
上記第3のラッチは、
上記第2の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第2のデータ処理回路に出力し、
上記第4のラッチは、
上記第2の基準クロックに同期して入力データをラッチし、ラッチデータを上記第2のコンパレータに出力し、
上記コントローラは、
少なくとも上記第1のエラー信号に応じて、上記第1のデータ処理回路または上記第1のラッチおよび上記第2のラッチの少なくともいずれかの動作状態を制御する
半導体装置。 A transmission-side semiconductor circuit for sending transmission data to the data path;
A receiving-side semiconductor circuit that receives transmission data propagated through the data path;
A controller, and
The transmitting semiconductor circuit is
A first data processing circuit for outputting data to be transmitted;
A first latch for latching output data of the first data processing circuit;
A second latch connected in parallel with the first latch with respect to an input of output data of the first data processing circuit;
A first clock controller for supplying a first reference clock and a second clock having a phase advanced from that of the first reference clock;
A first comparator that compares the latch data of the first latch and the latch data of the second latch and generates a first error signal according to the comparison result;
The first latch is
The input data is latched in synchronization with the second clock, the latch data is output to the data path and the first comparator,
The second latch is
The input data is latched in synchronization with the first reference clock, the latch data is output to the first comparator,
The transmitting semiconductor circuit is
A third latch for latching the transmission data propagated through the data path;
A fourth latch connected in parallel with the third latch with respect to the input of the transmission data;
A second data processing circuit for performing processing on the third latch data;
A second clock controller for supplying a second reference clock;
A second comparator that compares the third latch data with the fourth latch data and generates a second error signal according to the comparison result;
The third latch is
The input data is latched in synchronization with the second reference clock, the latch data is output to the second data processing circuit,
The fourth latch is
The input data is latched in synchronization with the second reference clock, the latch data is output to the second comparator,
The controller
A semiconductor device that controls an operation state of at least one of the first data processing circuit or the first latch and the second latch in accordance with at least the first error signal.
上記コントローラは、
上記第1の制御信号により上記第1の電源から供給する通常の動作電圧より低い動作電圧に設定したときに、上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1の電源に出力する
請求項5記載の半導体装置。 A first power supply for supplying an operating voltage whose value can be changed according to a first control signal to at least the first latch and the second latch;
The controller
When the operating voltage lower than the normal operating voltage supplied from the first power source is set by the first control signal, the first error signal causes the output data of the first latch and the second latch to be If the output data is different, the first control signal is output to the first power supply so that the operating voltage is at least higher than the set low operating voltage. Item 6. A semiconductor device according to Item 5.
上記第1の基準クロックを上記第1のデータ処理回路に供給し、
上記第1のデータ処理回路は、
上記第1の基準クロックに同期してデータ処理および出力を行い、
上記コントローラは、
上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記第1のクロックコントローラに一旦上記第1の基準クロックの上記第1のデータ処理回路への供給を停止し、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1のクロックコントローラおよび上記第1の電源に出力する
請求項6記載の半導体装置。 The first clock controller includes:
Supplying the first reference clock to the first data processing circuit;
The first data processing circuit includes:
Data processing and output are performed in synchronization with the first reference clock,
The controller
If the first error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the first clock signal is temporarily transmitted to the first clock controller. The supply to the first data processing circuit is stopped, and the first control signal is output to the first clock controller and the first power supply so that the operating voltage becomes the normal operating voltage. The semiconductor device according to claim 6.
上記第1の基準クロックを上記第1のデータ処理回路に供給し、
上記第1のデータ処理回路は、
上記第1の基準クロックに同期してデータ処理および出力を行い、
上記第2のクロックコントローラは、
上記第2の基準クロックを上記第2のデータ処理回路に供給し、
上記第2のデータ処理回路は、
上記第2の基準クロックに同期してデータ処理を行い、
上記コントローラは、
上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、
上記第1のクロックコントローラに一旦上記第1の基準クロックの上記第1のデータ処理回路への供給を停止し、
上記第2のクロックコントローラに一旦上記第2の基準クロックの上記第2のデータ処理回路への供給を停止し、
上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1のクロックコントローラおよび上記第1の電源に出力し、上記第2の制御信号を上記第2のクロックコントローラに出力する
請求項6記載の半導体装置。 The first clock controller includes:
Supplying the first reference clock to the first data processing circuit;
The first data processing circuit includes:
Data processing and output are performed in synchronization with the first reference clock,
The second clock controller is
Supplying the second reference clock to the second data processing circuit;
The second data processing circuit includes:
Data processing is performed in synchronization with the second reference clock,
The controller
If the first error signal indicates that the output data of the first latch and the output data of the second latch are different,
The first clock controller temporarily stops supplying the first reference clock to the first data processing circuit;
The second clock controller temporarily stops supplying the second reference clock to the second data processing circuit;
The first control signal is output to the first clock controller and the first power supply so that the operating voltage is higher than at least the set low operating voltage, and the second control signal is The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device outputs to the second clock controller.
上記第1のエラー信号が上記第1のラッチの出力データと上記第2のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記第1の制御信号を上記第1の電源に出力する
請求項7または8記載の半導体装置。 The controller
When the first error signal indicates that the output data of the first latch is different from the output data of the second latch, the operating voltage is set to the normal operating voltage. The semiconductor device according to claim 7, wherein the first control signal is output to the first power source.
上記コントローラは、
上記第2の制御信号により上記第2の電源から供給する通常の動作電圧より低い動作電圧に設定したときに、上記第2のエラー信号が上記第3のラッチの出力データと上記第4のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、少なくとも上記設定した低動作電圧より高い電圧になるように、上記第2の制御信号を上記第2の電源に出力する
請求項6から9のいずれか一に記載の半導体装置。 A second power supply for supplying an operating voltage whose value can be changed according to a second control signal to at least the third latch and the fourth latch;
The controller
When the operating voltage lower than the normal operating voltage supplied from the second power source is set by the second control signal, the second error signal causes the output data of the third latch and the fourth latch to If the output data is different, the second control signal is output to the second power supply so that the operating voltage is at least higher than the set low operating voltage. Item 10. The semiconductor device according to any one of Items 6 to 9.
上記第2のエラー信号が上記第3のラッチの出力データと上記第4のラッチの出力データが相違することを示した場合には、上記動作電圧を、上記通常の動作電圧になるように、上記第2の制御信号を上記第2の電源に出力する
請求項10記載の半導体装置。 The controller
When the second error signal indicates that the output data of the third latch is different from the output data of the fourth latch, the operating voltage is set to the normal operating voltage. The semiconductor device according to claim 10, wherein the second control signal is output to the second power source.
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