JP2010134836A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体集積回路装置に係り、特に、電源電圧を検出する機能を有する半導体集積回路装置に係る。 The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device having a function of detecting a power supply voltage.
様々な電子機器等において、マイクロコンピュータが内蔵され種々の機能を実現している。このような電子機器、特に携帯型の電子機器にあっては、電源の電圧が低下した場合に、マイクロコンピュータは、電源供給停止に備え、種々の処理を行うと共に、電源電圧低下の情報を外部に通知する機能を備えることが多い。 In various electronic devices and the like, microcomputers are incorporated to realize various functions. In such an electronic device, particularly a portable electronic device, when the power supply voltage drops, the microcomputer performs various processes in preparation for stopping the power supply, and supplies information on the power supply voltage drop to the outside. It is often equipped with a function to notify
このような電源電圧の低下の情報を外部に通知する機能として、特許文献1に記載の低電圧検出システムは、電源供給ピンの電圧が所定の電圧を下回った場合に割り込みを発生する割り込みハンドラを設けている。低電圧検出システム内の中央処理装置(CPU)は、この割り込みによって電源電圧の低下の情報を外部に通知することができる。 As a function of notifying the outside of the power supply voltage drop information, the low voltage detection system described in Patent Document 1 includes an interrupt handler that generates an interrupt when the voltage of the power supply pin falls below a predetermined voltage. Provided. The central processing unit (CPU) in the low voltage detection system can notify the outside of the power supply voltage drop information by this interruption.
以下の分析は本発明において与えられる。 The following analysis is given in the present invention.
特許文献1に記載の低電圧検出システムは、CPUによって電源電圧の低下の割り込み処理を行うことで電源電圧の低下の情報を外部装置に通知する。このため、CPUは、割り込みに伴うプログラムを実行しなければならず、外部装置への通知に所定の時間がかかる。したがって、外部装置が低電圧検出システムと共通の電源を用いているような場合であって、電源電圧が急速に低下すると、外部装置側の電源電圧の低下に伴う処理が安定に実行できなくなる虞がある。 The low-voltage detection system described in Patent Document 1 notifies the external device of information on a decrease in power supply voltage by performing a power supply voltage decrease interrupt process by the CPU. For this reason, the CPU must execute a program that accompanies the interrupt, and it takes a predetermined time to notify the external device. Therefore, when the external device uses a common power supply with the low voltage detection system, if the power supply voltage decreases rapidly, there is a risk that the processing accompanying the decrease in the power supply voltage on the external device side cannot be performed stably. There is.
本発明の1つのアスペクト(側面)に係る半導体集積回路装置は、外部電源に接続可能とする外部端子と、外部端子における電源電圧の絶対値が所定の値以上であるか否かを検出する電圧検出回路と、電源電圧の絶対値が所定の値未満である場合にその旨の情報を保持する保持回路と、保持回路に保持された情報を外部から読み出し可能とする出力端子と、を備える。 A semiconductor integrated circuit device according to one aspect of the present invention includes an external terminal that can be connected to an external power supply, and a voltage that detects whether or not the absolute value of the power supply voltage at the external terminal is greater than or equal to a predetermined value. A detection circuit, a holding circuit that holds information to that effect when the absolute value of the power supply voltage is less than a predetermined value, and an output terminal that can read information held in the holding circuit from the outside.
本発明によれば、電源電圧の低下の情報をCPUを介さずに即時に直接的に外部に通知する。したがって、外部装置側の電源電圧の低下に伴う処理が安定になされる。 According to the present invention, information on a drop in power supply voltage is immediately and directly notified to the outside without using a CPU. Therefore, the process associated with the decrease in the power supply voltage on the external device side is stabilized.
本発明の実施形態に係る半導体集積回路装置は、外部電源に接続可能とする外部端子(図1の電源端子11)と、外部端子における電源電圧の絶対値が所定の値以上であるか否かを検出する電圧検出回路(図1の12)と、電源電圧の絶対値が所定の値未満である場合にその旨の情報を保持する保持回路(図1のレジスタ13)と、保持回路に保持された情報を外部から読み出し可能とする出力端子(図1の15)と、を備える。
The semiconductor integrated circuit device according to the embodiment of the present invention has an external terminal (
半導体集積回路装置において、電源端子に電源を接続し、電源電圧の絶対値が所定の値以上の場合に動作可能となる中央処理装置(図1のCPU16)と、中央処理装置によって書き込みがなされる出力ポート(図1の出力ラッチ回路19)と、中央処理装置によって保持回路および出力ポートの出力のいずれか一方を選択して出力端子に接続する選択回路(図1のセレクタ14)と、をさらに備えるようにしてもよい。
In a semiconductor integrated circuit device, writing is performed by a central processing unit (
半導体集積回路装置において、電圧検出回路は、中央処理装置によって所定の値を可変に設定可能であることが好ましい。 In the semiconductor integrated circuit device, the voltage detection circuit is preferably capable of variably setting a predetermined value by the central processing unit.
半導体集積回路装置において、中央処理装置に対して割り込みを通知可能とする割り込みレジスタ(図3の割り込みフラグレジスタ21)と、外部装置と通信するポート回路(図3のポート制御回路22)と、をさらに備え、電圧検出回路は、電源電圧の絶対値が所定の値未満である場合に割り込みレジスタに対して割り込みを発生するように通知し、中央処理装置は、割り込みを契機としてポート回路を介して外部装置に電源電圧の絶対値が所定の値未満である旨を通知するようにしてもよい。
In the semiconductor integrated circuit device, an interrupt register (
上記の半導体集積回路装置を1チップ構成のマイクロプロセッサとして機能させてもよい。 The semiconductor integrated circuit device may function as a one-chip microprocessor.
以下、実施例に即し、図面を参照して詳しく説明する。 Hereinafter, it will be described in detail with reference to the drawings in accordance with embodiments.
図1は、本発明の第1の実施例に係る半導体集積回路装置の構成を示すブロック図である。図1において、半導体集積回路装置10は、電源端子11、電圧検出回路12、レジスタ13、18、セレクタ14、出力端子15、CPU16、電圧検出回路動作レジスタ17、出力ラッチ回路19を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the semiconductor
電源端子11は、例えば電池などの外部の電源に接続され、半導体集積回路装置10に電源電圧Vddを供給する。電圧検出回路12は、CPU16によって電圧検出回路動作レジスタ17がセットされている場合に、電源端子11の電源電圧Vddが所定の値以上であるか否かを検出する。レジスタ13は、電圧検出回路12の検出結果である情報(検出フラグ)を保持する保持回路である。セレクタ14は、CPU16によって設定されるレジスタ18の内容に応じてレジスタ13または出力ラッチ回路19の出力信号を選択して出力端子15に出力する。出力ラッチ回路19は、CPU16によって書き込まれたデータをセレクタ14に出力する出力ポートである。なお、電圧検出回路12は、電源端子11における電圧を直接検出することに限定されない。例えば、半導体集積回路装置10は、電源端子11とは異なる図示されない外部端子を備え、この外部端子を外部の電源相当に接続して、電圧検出回路12は、外部端子における電圧を検出するように構成してもよいことは言うまでもない。
The
なお、電源電圧Vddは、電圧検出回路12以外に、レジスタ13、18、セレクタ14、出力端子15、CPU16、電圧検出回路動作レジスタ17、出力ラッチ回路19にも供給される。
The power supply voltage Vdd is supplied to the
以上のような構成の半導体集積回路装置10は、1チップ構成のマイクロプロセッサとして機能する。
The semiconductor integrated
次に、半導体集積回路装置10の動作について説明する。図2は、CPU16の動作を表すフローチャートである。なお、CPU16は、内蔵するプログラムを実行することで以下の処理を実現する。
Next, the operation of the semiconductor integrated
スタートすると、ステップS11において、出力端子15を通常の出力ポートモードにする。すなわち、セレクタ14が出力ラッチ回路19の出力信号を選択して出力端子15に出力するようにレジスタ18を設定する。
When started, in step S11, the
ステップS12において、電圧検出回路12を使うか否かを判断し、使わない場合には、一連の処理を終了する。
In step S12, it is determined whether or not to use the
電圧検出回路12を使う場合(ステップS12のYES)、ステップS13において、電圧検出回路12の電圧検出動作を開始させるために、電圧検出回路動作レジスタ17をセットする。
When using the voltage detection circuit 12 (YES in step S12), in step S13, the voltage detection
ステップS14において、電圧検出回路12の電圧検出動作が安定するまで所定時間待つ。
In step S14, a predetermined time is waited until the voltage detection operation of the
ステップS15において、電圧検出回路12の電圧検出結果を出力端子15に出力するか否かを判断し、出力しない場合には、一連の処理を終了する。
In step S15, it is determined whether or not to output the voltage detection result of the
電圧検出結果を出力端子15に出力する場合(ステップS15のYES)、ステップS16において、セレクタ14が電圧検出回路12の電圧検出結果を選択して出力端子15に出力するようにレジスタ18を設定し、一連の動作を終了する。
When the voltage detection result is output to the output terminal 15 (YES in step S15), the
ステップS16を通過した場合には、図2に示す動作の後に、電圧検出回路12は、電源電圧Vddが所定の値未満となったら、その旨(検出フラグ)をレジスタ13に書き込む。レジスタ13は、電源電圧Vddが所定の値未満であることを示す電圧検出結果をセレクタ14を介して出力端子15に出力する。これらの動作は、CPU16の動作と関わりなくなされ、CPU16が電源電圧Vddの低下によって機能しなくなる場合であっても、実行される。
When step S16 is passed, after the operation shown in FIG. 2, when the power supply voltage Vdd becomes less than a predetermined value, the
以上のような半導体集積回路装置10によれば、電源電圧Vddが所定の値未満となった場合に、その旨を表す情報を、CPU16によらず即時に直接的に出力端子15に出力する。したがって、電源電圧低下の情報を高速且つ高信頼で外部に通知することができる。
According to the semiconductor integrated
図3は、本発明の第2の実施例に係るシステムの構成を示すブロック図である。図3において、システムは、2つの半導体集積回路装置10a、30で構成される。半導体集積回路装置10aにおいて、図1と同一の符号は、同一物を示し、その説明を省略する。半導体集積回路装置10aは、図1に示す半導体集積回路装置10に対し、検出電圧設定レジスタ20、割込フラグレジスタ21、ポート制御回路22、入出力端子23をさらに備える。
FIG. 3 is a block diagram showing a system configuration according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the system includes two semiconductor integrated
検出電圧設定レジスタ20は、CPU16aによって設定され、電圧検出回路12aの検出電圧(所定の値)を変更可能とする。割込フラグレジスタ21は、電源電圧Vddが所定の値未満となった場合にセットされ、その旨を割り込みによってCPU16aに通知する。ポート制御回路22は、入出力端子23を介した半導体集積回路装置30とデータの送受をCPU16aとの間で可能とする。
The detection
一方、半導体集積回路装置30は、CPU31、入力端子32、セレクタ33、割込フラグレジスタ34、入力ポート回路35、レジスタ36、入出力端子37、ポート制御回路38を備える。なお、半導体集積回路装置30には、半導体集積回路装置10aと同じ電源電圧Vddが供給されるものとする。
On the other hand, the semiconductor
セレクタ33は、半導体集積回路装置10aの出力端子15から入力端子32を介して受信するデータをレジスタ36の内容に基づいて割込フラグレジスタ34または入力ポート回路35に振り分ける。割込フラグレジスタ34は、割込フラグをCPU31に通知する。入力ポート回路35は、受信したデータをCPU31に出力する。CPU31は、セレクタ33における選択動作を決定するためのデータをレジスタ36に書き込む。ポート制御回路38は、入出力端子37および入出力端子23を介した半導体集積回路装置10aとのデータの送受をCPU31との間で可能とする。
The
以上のようなシステム構成において、CPU16aとCPU31とは、ポート制御回路22、入出力端子23、37、ポート制御回路38を介してデータの送受を行う。また、一部のデータの送受については、出力ラッチ回路19、セレクタ14、出力端子15、入力端子32、セレクタ33、入力ポート回路35を介して行うことも可能である。また、電圧検出回路12aの検出結果情報は、レジスタ13、セレクタ14、出力端子15、入力端子32、セレクタ33、割込フラグレジスタ34を介してCPU31に通知可能とされる。
In the system configuration as described above, the CPU 16 a and the
次に、システム全体の動作について説明する。図4は、CPU16aおよびCPU31の動作を表すフローチャートである。なお、CPU16aとCPU31は、それぞれ内蔵するプログラムを実行することで以下の処理を実現する。
Next, the operation of the entire system will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operations of the CPU 16a and the
まず、CPU16aの動作について説明する。スタートすると、ステップS21において、出力端子15を通常の出力ポートモードにする。すなわち、セレクタ14が出力ラッチ回路19の出力信号を選択して出力端子15に出力するようにレジスタ18を設定する。なお、ポート制御回路22を外部と通信可能状態としておくものとする。
First, the operation of the CPU 16a will be described. When started, in step S21, the
ステップS22において、電圧検出回路12aの検出電圧の設定で不要な割り込みが発生しないように割込みを禁止する。 In step S22, interrupts are prohibited so that unnecessary interrupts do not occur when setting the detection voltage of the voltage detection circuit 12a.
ステップS23において、電圧検出回路12aの検出電圧を第1の値になるように検出電圧設定レジスタ20を設定する。ここで第1の値は、電源電圧Vddの低下の予兆を表す値であり、電源電圧Vddが第1の値未満となっても後述の第2の値未満とならない限りCPU16a等は動作する。
In step S23, the detection
ステップS24において、電圧検出回路12aの検出動作を開始させるように電圧検出回路動作レジスタ17をセットする。
In step S24, the voltage detection
ステップS25において、電圧検出回路12の電圧検出動作が安定するまで所定時間待つ。
In step S25, a predetermined time is waited until the voltage detection operation of the
ステップS26において、割込フラグレジスタ34をクリアし、割込みを許可する。さらに、レジスタ13の内容をクリアする。
In step S26, the interrupt
ステップS27において、CPU16aにおける通常処理を行う。 In step S27, normal processing in the CPU 16a is performed.
ステップS28において、電圧検出回路12aの検出電圧が第1の値未満となったか否かを監視し、第1の値以上である場合、通常処理を継続する。 In step S28, it is monitored whether or not the detected voltage of the voltage detection circuit 12a is less than the first value. If the detected voltage is greater than or equal to the first value, the normal process is continued.
検出電圧が第1の値未満となった場合に割込みを発生し(ステップS28のYES)、ステップS29において、検出電圧が第1の値未満となった旨を、ポート制御回路22、入出力端子23、37、ポート制御回路38を介してCPU30に通知する。
When the detected voltage is less than the first value, an interrupt is generated (YES in step S28). In step S29, the fact that the detected voltage is less than the first value indicates that the
ステップS30において、電圧検出回路12aの検出電圧の設定で不要な割り込みが発生しないように割込みを禁止する。 In step S30, interrupts are prohibited so that unnecessary interrupts do not occur when setting the detection voltage of the voltage detection circuit 12a.
ステップS31において、電圧検出回路12aの検出電圧を第1の値より小さな第2の値になるように検出電圧設定レジスタ20を設定する。
In step S31, the detection
ステップS32において、セレクタ14が電圧検出回路12aの電圧検出結果を選択して出力端子15に出力するようにレジスタ18を設定する。
In step S32, the
ステップS33において、HALT命令を発行し、CPU16aは動作を停止する。 In step S33, a HALT instruction is issued, and the CPU 16a stops operating.
ステップS34において、電圧検出回路12aは、電源電圧Vddが第2の値未満となった場合に、その旨(検出フラグ)をレジスタ13に書き込む。レジスタ13は、電源電圧Vddが第2の値未満であることを示す電圧検出結果をセレクタ14を介して出力端子15に出力する。CPU16aが動作を停止していても、以上のようなステップS34の動作は、実行される。
In step S34, when the power supply voltage Vdd becomes less than the second value, the voltage detection circuit 12a writes the fact (detection flag) in the
次に、CPU31の動作について説明する。スタートすると、ステップS41において、入力端子32を通常の入力ポートモードにする。すなわち、セレクタ33が入力端子32の信号を選択して入力ポート回路35に出力するようにレジスタ36を設定する。なお、ポート制御回路38を外部と通信可能状態としておくものとする。
Next, the operation of the
ステップS42において、CPU31における通常処理を行う。
In step S42, normal processing in the
ステップS43において、半導体集積回路装置10aにおける電圧検出回路12aの検出電圧が第1の値未満となったことを表す情報をポート制御回路38から受信したか否かを監視し、受信しない場合、通常処理を継続する。
In step S43, it is monitored whether or not information indicating that the detection voltage of the voltage detection circuit 12a in the semiconductor integrated circuit device 10a has become less than the first value is received from the
電圧検出回路12aの検出電圧が第1の値未満となったことを表す情報を受信した場合(ステップS43のYES)、ステップS44において、セレクタ33が入力端子32の信号を選択して割込フラグレジスタ34に出力するようにレジスタ36を設定する。
When the information indicating that the detection voltage of the voltage detection circuit 12a has become less than the first value is received (YES in step S43), in step S44, the
ステップS45において、例えばキャッシュメモリの退避など半導体集積回路装置30における電源電圧低下に係る処理を実行する。
In step S45, for example, processing related to a power supply voltage drop in the semiconductor integrated
ステップS46において、電源電圧Vddが第2の値未満であることを示す電圧検出結果信号が入力端子32に現れ、割込フラグレジスタ34が設定されたか否かを監視し、設定されない場合、電源電圧低下時の処理を継続する。
In step S46, a voltage detection result signal indicating that the power supply voltage Vdd is less than the second value appears at the
割込フラグレジスタ34が設定された場合(ステップS46のYES)、ステップS47において、HALT命令を発行し、CPU31は動作を停止する。
If the interrupt
以上のような半導体集積回路装置10aによれば、電源電圧Vddが第1の値未満となった場合に、電源電圧Vddの低下の予兆をCPU31に通知する。そして、CPU16aおよびCPU31は、電源電圧Vddの低下に伴って必要となる処理を予め行っておき、電源電圧Vddが第2の値未満となった場合に、即時に動作を停止する。したがって、電源電圧の低下に伴う処理が安定になされる。
According to the semiconductor integrated circuit device 10a as described above, when the power supply voltage Vdd becomes less than the first value, the
なお、前述の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。 It should be noted that the disclosures of the aforementioned patent documents and the like are incorporated herein by reference. Within the scope of the entire disclosure (including claims) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.
10、10a、30 半導体集積回路装置
11 電源端子
12、12a 電圧検出回路
13、18、36 レジスタ
14、33 セレクタ
15 出力端子
16、16a、31 CPU
17 電圧検出回路動作レジスタ
19 出力ラッチ回路
20 検出電圧設定レジスタ
21、34 割込フラグレジスタ
22、38 ポート制御回路
23、37 入出力端子
32 入力端子
35 入力ポート回路
10, 10a, 30 Semiconductor integrated
17 Voltage detection circuit operation register 19
Claims (7)
前記外部端子における電源電圧の絶対値が所定の値以上であるか否かを検出する電圧検出回路と、
前記電源電圧の絶対値が所定の値未満である場合にその旨の情報を保持する保持回路と、
前記保持回路に保持された前記情報を外部から読み出し可能とする出力端子と、
を備えることを特徴とする半導体集積回路装置。 An external terminal that can be connected to an external power supply;
A voltage detection circuit for detecting whether or not the absolute value of the power supply voltage at the external terminal is a predetermined value or more;
A holding circuit for holding information to that effect when the absolute value of the power supply voltage is less than a predetermined value;
An output terminal capable of reading the information held in the holding circuit from the outside;
A semiconductor integrated circuit device comprising:
前記中央処理装置によって書き込みがなされる出力ポートと、
前記中央処理装置によって前記保持回路および前記出力ポートの出力のいずれか一方を選択して前記出力端子に接続する選択回路と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路装置。 A central processing unit connected to the external power supply and operable when the absolute value of the power supply voltage is a predetermined value or more;
An output port for writing by the central processing unit;
A selection circuit that selects one of the output of the holding circuit and the output port and connects to the output terminal by the central processing unit;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising:
外部装置と通信するポート回路と、
をさらに備え、
前記電圧検出回路は、前記電源電圧の絶対値が所定の値未満である場合に前記割り込みレジスタに対して割り込みを発生するように通知し、
前記中央処理装置は、前記割り込みを契機として前記ポート回路を介して外部装置に前記電源電圧の絶対値が所定の値未満である旨を通知することを特徴とする請求項3記載の半導体集積回路装置。 An interrupt register capable of notifying the central processing unit of an interrupt;
A port circuit communicating with an external device;
Further comprising
The voltage detection circuit notifies the interrupt register to generate an interrupt when the absolute value of the power supply voltage is less than a predetermined value,
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the central processing unit notifies the external device that the absolute value of the power supply voltage is less than a predetermined value via the port circuit in response to the interruption. apparatus.
前記電圧検出回路における所定の値を第1の値に設定するステップと、
前記電源電圧の絶対値が第1の値未満となった場合に外部装置に通知するステップと、
前記保持回路の出力を選択して前記出力端子に接続するステップと、
前記電圧検出回路における所定の値を前記第1の値より小さな第2の値に設定するステップと、
前記情報を外部から読み出し可能とするステップと、
前記電源電圧の絶対値が第2の値未満となった場合にその旨の前記情報を保持するステップと、
を含むことを特徴とする半導体集積回路装置における外部への通知方法。 A method for the semiconductor integrated circuit device according to any one of claims 2 to 4 to notify an external device,
Setting a predetermined value in the voltage detection circuit to a first value;
Notifying an external device when the absolute value of the power supply voltage is less than a first value;
Selecting an output of the holding circuit and connecting to the output terminal;
Setting a predetermined value in the voltage detection circuit to a second value smaller than the first value;
Making the information readable from the outside;
Holding the information to that effect when the absolute value of the power supply voltage is less than a second value;
A method of notifying the outside of the semiconductor integrated circuit device.
前記電圧検出回路における所定の値を第1の値に設定する処理と、
前記電源電圧の絶対値が第1の値未満となった場合に外部装置に通知する処理と、
前記保持回路の出力を選択して前記出力端子に接続する処理と、
前記電圧検出回路における所定の値を前記第1の値より小さな第2の値に設定する処理と、
前記情報を外部から読み出し可能とする処理と、
を実行させるプログラム。 A central processing unit in a semiconductor integrated circuit device according to claim 2,
A process of setting a predetermined value in the voltage detection circuit to a first value;
A process of notifying an external device when the absolute value of the power supply voltage is less than a first value;
Processing for selecting the output of the holding circuit and connecting it to the output terminal;
A process of setting a predetermined value in the voltage detection circuit to a second value smaller than the first value;
A process for enabling the information to be read from the outside;
A program that executes
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