JP2013088916A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、クロック発生回路およびクロック分配回路を備えた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including a clock generation circuit and a clock distribution circuit.
クロック発生回路で発生したクロックを分配する際には、配線容量や遅延時間などによるタイミングのずれ、すなわち、クロックスキュー(Clock Skew)による誤動作を防止する必要がある。たとえば、特開2000−122751号公報(特許文献1)に記載のクロック分配回路は、クロックツリー構造に接続した複数のクロックラインと、各クロックラインに挿入した複数のバッファとからなる。各クロックラインを構成するバッファの出力分岐数が異なるように接続して、各クロックラインにおけるクロックの遅延時間を微少に変化させるようにしたことにより、他の半導体素子や配線長による遅延時間のばらつきによるスキューのマージンを、動作上取れるようにしている。 When distributing the clock generated by the clock generation circuit, it is necessary to prevent timing shift due to wiring capacity, delay time, etc., that is, malfunction due to clock skew. For example, the clock distribution circuit described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-122751 (Patent Document 1) includes a plurality of clock lines connected to a clock tree structure and a plurality of buffers inserted in each clock line. By connecting the output branches of the buffers that make up each clock line so that they differ, the delay time of the clock in each clock line can be changed slightly, resulting in variations in delay time due to other semiconductor elements and wiring lengths. This makes it possible to take a skew margin due to the operation.
クロック分配に直接関係したものではないが、クロックの遅延量を制御するための技術が以下の各文献に開示されている。 Although not directly related to clock distribution, techniques for controlling the delay amount of the clock are disclosed in the following documents.
国際公開第00/45246号(特許文献2)は、遅延回路、セレクタ及びコントロール回路を有するクロック生成回路を開示する。ここで、遅延回路は、入力クロック信号を遅延させる縦続接続された複数のバッファと、異なる遅延時間だけ遅延されたクロック信号をそれぞれ出力する複数の出力端子を有する。セレクタは、コントロール回路からの出力に基づいて、遅延回路の複数の出力端子の中から一つを選択する。 International Publication No. WO 00/45246 (Patent Document 2) discloses a clock generation circuit having a delay circuit, a selector, and a control circuit. Here, the delay circuit has a plurality of cascade-connected buffers for delaying the input clock signal and a plurality of output terminals for outputting clock signals delayed by different delay times. The selector selects one of the plurality of output terminals of the delay circuit based on the output from the control circuit.
特開2007−241441号公報(特許文献3)は、入力されたクロックに基づいて、データ受け取り側の装置に適した遅延量でデータを出力するデータ出力装置について開示している。具体的に、この文献に記載のデータ出力装置は、多段に接続された複数の遅延手段と、この遅延手段を通る個数の異なるクロックのうちいずれかのクロックを選択する遅延量選択手段と、選択されたクロックに合わせてデータを出力するデータ出力手段とを含む。 Japanese Patent Laid-Open No. 2007-241441 (Patent Document 3) discloses a data output device that outputs data with a delay amount suitable for a device on the data receiving side based on an input clock. Specifically, the data output device described in this document includes a plurality of delay units connected in multiple stages, a delay amount selection unit that selects one of the different clocks passing through the delay unit, and a selection Data output means for outputting data in accordance with the generated clock.
クロックスキューによる誤動作を防止するために、クロック周波数を制御する方法も知られている。たとえば、特開平9−244770号公報(特許文献4)に記載の電子機器は、電源電圧が降下電圧まで低下したとき誤動作防止のためにCPU(中央処理装置:Central Processing Unit)のアクセス周波数を所定量遅くし、降下電圧よりも低いリセット電圧まで低下したときCPUをリセットする。 A method of controlling the clock frequency is also known in order to prevent malfunction due to clock skew. For example, in the electronic device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-244770 (Patent Document 4), the access frequency of a CPU (Central Processing Unit) is set to prevent malfunction when the power supply voltage drops to a drop voltage. The CPU is reset when the determination is delayed and the voltage drops to a reset voltage lower than the drop voltage.
特開2004−86531号公報(特許文献5)に記載のマイクロコントローラでは、高い性能が要求されるときにのみクロック周波数を高くして高速で動作させ、それ以外は低速で動作させることで、高性能化と、低消費電力化との両立が図られている。特にこの文献の場合には、さらなる低消費電力化を図るために、クロック周波数に応じて遅延回路に設けられたバッファの駆動能力を調整している。 In the microcontroller described in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-86531 (Patent Document 5), the clock frequency is increased only when high performance is required, and the clock is operated at a high speed. Both performance and low power consumption are achieved. In particular, in the case of this document, in order to further reduce the power consumption, the driving capability of the buffer provided in the delay circuit is adjusted according to the clock frequency.
ところで、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリは一般に、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリに比べてアクセス時間が長い。このため、CPUを高クロック周波数で動作させている状態で、CPUが不揮発性メモリからノーウェイト(待ち時間0)でデータを読み出す場合には、タイミングのずれが生じないようにCPUへ供給するクロックの位相を多数段のバッファによって大幅に遅延させる必要が生じる。 By the way, a non-volatile memory such as a flash memory generally has a longer access time than a volatile memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory). Therefore, when the CPU reads data from the non-volatile memory with no wait (waiting time 0) while the CPU is operating at a high clock frequency, the clock supplied to the CPU so as not to cause a timing shift. Need to be significantly delayed by a multi-stage buffer.
これに対して、CPUを低クロック周波数で動作させる場合やCPUが読出データを取り込む際にウェイトサイクルを挿入する場合には上記のような位相調整の必要はない。しかしながら、高周波数かつノーウェイトの場合に合わせて多数段のバッファを設けているので、低速読出時またはウェイトサイクル挿入時には多数段のバッファによって無駄な電力消費が生じていることになる。 On the other hand, when the CPU is operated at a low clock frequency or when a wait cycle is inserted when the CPU takes in read data, the above phase adjustment is not necessary. However, since a multi-stage buffer is provided in accordance with the case of high frequency and no wait, wasteful power consumption is generated by the multi-stage buffer during low-speed reading or wait cycle insertion.
この発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、その目的は、不揮発性メモリを備えた半導体装置において、高速動作の場合と低速動作の場合とに切替え可能にするとともに、低速動作時の消費電力を従来よりも削減することである。 The present invention has been made in consideration of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable switching between a high-speed operation and a low-speed operation in a semiconductor device provided with a nonvolatile memory. It is to reduce the power consumption during operation than before.
この発明の実施の一形態による半導体装置は、クロック生成回路と、不揮発性メモリと、データバスと、中央処理装置と、クロック遅延部とを備える。クロック生成回路は、動作モードとして低周波モードと高周波モードとを有し、高周波モード時には低周波モード時よりも周波数の高いクロックを生成する。不揮発性メモリは、クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作する。データバスは、不揮発性メモリに接続される。中央処理装置は、クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作し、データバスを介して不揮発性メモリから読み出された読出データを取得する。クロック遅延部は、クロック生成回路から中央処理装置へ至るクロックの供給経路に設けられる。クロック遅延部は、縦続接続された複数段のバッファを介した第1の経路と複数段のバッファを迂回した第2の経路とを含み、高周波モード時には、クロック生成回路からのクロックを第1の経路を介して中央処理装置に供給する。クロック遅延部は、低周波モード時には、クロック生成回路からのクロックを第2の経路を介して中央処理装置に供給する。 A semiconductor device according to an embodiment of the present invention includes a clock generation circuit, a nonvolatile memory, a data bus, a central processing unit, and a clock delay unit. The clock generation circuit has a low frequency mode and a high frequency mode as operation modes, and generates a clock having a higher frequency in the high frequency mode than in the low frequency mode. The nonvolatile memory operates based on the clock generated by the clock generation circuit. The data bus is connected to the nonvolatile memory. The central processing unit operates based on the clock generated by the clock generation circuit, and acquires read data read from the nonvolatile memory via the data bus. The clock delay unit is provided in a clock supply path from the clock generation circuit to the central processing unit. The clock delay unit includes a first path through a plurality of cascade-connected buffers and a second path that bypasses the plurality of buffers. In the high frequency mode, the clock delay unit receives a clock from the clock generation circuit as a first path. Supply to the central processing unit via the route. In the low frequency mode, the clock delay unit supplies the clock from the clock generation circuit to the central processing unit via the second path.
上記の実施の形態によれば、高周波モードにおいて不揮発性メモリからデータを読み出すときには、複数段のバッファを介してクロックが中央処理装置に供給される。一方、低周波モードにおいて不揮発性メモリからデータを読み出すときには、複数段のバッファを迂回してクロックが供給される。これにより、高速動作の場合と低速動作の場合とに切替え可能であるとともに、低速動作時の消費電力を従来よりも削減することができる。 According to the above embodiment, when data is read from the nonvolatile memory in the high frequency mode, the clock is supplied to the central processing unit via the plurality of stages of buffers. On the other hand, when data is read from the nonvolatile memory in the low frequency mode, a clock is supplied bypassing a plurality of stages of buffers. Thereby, it is possible to switch between the case of the high speed operation and the case of the low speed operation, and the power consumption at the time of the low speed operation can be reduced as compared with the conventional case.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
<実施の形態1>
[半導体装置1の構成]
図1は、この発明の実施の形態1による半導体装置1の構成を示すブロック図である。図1を参照して、半導体装置1は、CPU20、フラッシュメモリ10、SRAM(Static Random Access Memory)、および通信インターフェースなどの多数の機能モジュールを内蔵したマイクロコンピュータチップである(CPU20およびフラッシュメモリ10以外の機能モジュールの多くについては図示を省略している)。これらの機能モジュールはバス11を介して接続される。CPU20内の論理回路22は、バスインターフェース(Bus I/F)21を介してバス11と接続される。バス11には、制御バス、アドレスバス、およびデータバスが含まれる。
<
[Configuration of Semiconductor Device 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
半導体装置1は、さらに、制御レジスタ群30と、クロック生成回路40と、クロックの位相を調整するための複数の位相調整部(クロック遅延部とも称する)50A,50Bとを含む。
The
制御レジスタ群30は、クロック生成回路40で生成するクロックの周波数を切替えるための制御レジスタ31と、位相調整部50A,50Bの動作を制御するための制御レジスタ32とを含む。制御レジスタ31,32の設定値はCPU20から読み出したり書き換えたりすることができる。
The
クロック生成回路40は、半導体装置1全体の動作基準となるクロックを生成する。クロック生成回路40は、動作モードとして高周波モードと低周波モードとを有する。高周波モードの場合のほうが低周波モードの場合よりも高い周波数のクロックが生成される。実施の形態1の場合、制御レジスタ31から出力された制御信号CS1がハイレベル(Hレベル)のときクロック生成回路40は高周波モードで動作し、制御信号CS1がローレベル(Lレベル)のときクロック生成回路40は低周波モードで動作する。クロック生成回路40で生成されたクロックは、半導体装置1の各部に分配される。
The
クロック分配方式としてクロックツリーを用いる場合、通常の方法では、クロックの起点から各フリップフロップ(FF:Flip-Flop)のクロック入力端子までの遅延が均一(ゼロスキュー)になるように調整される。ゼロスキューを実現するために、各フリップフロップまでの配線の長さを均一化するとともに、各フリップフロップまでのバッファの個数を等しくする。 When a clock tree is used as the clock distribution method, in a normal method, the delay from the clock starting point to the clock input terminal of each flip-flop (FF) is adjusted to be uniform (zero skew). In order to realize zero skew, the length of the wiring to each flip-flop is made uniform, and the number of buffers to each flip-flop is made equal.
一方、ゼロスキューでは動作周波数の仕様を満たせなくなる回路では、所定の位相差を与えるユースフルスキューが用いられる。具体的には、データレシーバ側のフリップフロップに接続されるクロックラインにバッファを追加する。これによって、データ送出側のフリップフロップやメモリなどのクロックの位相に対して、データレシーバ側のクロックの位相を遅らせて、動作周波数の仕様を満たすようにする。 On the other hand, a useful skew that gives a predetermined phase difference is used in a circuit that cannot satisfy the operating frequency specification with zero skew. Specifically, a buffer is added to the clock line connected to the flip-flop on the data receiver side. As a result, the phase of the clock on the data receiver side is delayed with respect to the phase of the clock on the flip-flop or memory on the data transmission side so that the operating frequency specification is satisfied.
図1の場合には、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1に対して、CPU20内のフリップフロップ23に供給するクロックCLK4の位相を遅らせるために位相調整部50Aが設けられている。なお、図1には、CPU20内に設けられるフリップフロップの代表としてフリップフロップ23が示されている。フリップフロップ23のデータ端子には論理回路22からデータDT2が入力される。
In the case of FIG. 1, a
位相調整部50Aは、多数段のバッファ55からなる遅延回路56を含む第1のクロック経路51と、遅延回路56を迂回した第2のクロック経路52とを含む。第1のクロック経路51の遅延量は、第2のクロック経路52の遅延量よりも大きい。
The phase adjustment unit 50 </ b> A includes a
第1のクロック経路51は高周波モードのとき用いられる。これによって、データアクセスが遅いフラッシュメモリ10からノーウェイトでデータを読み出すことができる。一方、第2のクロック経路52は低周波モードのとき用いられる。第2のクロック経路52には複数段のバッファが設けられていないので、消費電力を削減することができる。
The
位相調整部50Aは、上記の第1および第2のクロック経路51,52の切替えを行なうための構成として、クロックセレクタ(Clock Selector)58と、ゲーティングセル(gating cell)53,54と、インバータ57とを含む。クロックセレクタ58およびゲーティングセル53,54は、クロック経路切替用の制御レジスタ32から出力される制御信号CS2によって制御される。
The
CPU20内のフリップフロップ23には、クロックセレクタ58からクロックCLK4が供給される。クロックセレクタ58は、遅延大のクロック経路51からの信号CLK2と遅延小のクロック経路52からの信号CLK3の一方を選択的に出力する。
The clock CLK4 is supplied from the
遅延大のクロック経路51は、高周波モード時にフリップフロップ23のクロック端子にクロックCLK4を供給するための経路である。クロック経路51の初段にクロックゲーティングセル53が設けられ、クロックゲーティングセル53の後段に遅延回路56が設けられる。遅延回路56によってクロックの位相を遅らせて、高周波モード時におけるフリップフロップ23のセットアップタイムを確保している。
The large
遅延小のクロック経路52は、低周波モード時にフリップフロップ23のクロック端子にクロックCLK4を供給するための経路である。クロック経路52の初段にクロックゲーティングセル54が設けられる。クロック経路52は、遅延大のクロック経路51よりバッファの段数が少ないので、クロック経路52の遅延量はクロック経路51よりも小さい。
The
クロック経路切替用の制御レジスタ32の設定値に応じたクロック制御信号CS2によって、遅延大のクロック経路51と遅延小のクロック経路52とが切替えられる。高周波モード時にはクロック制御信号CS2をHレベルに設定することによって遅延大のクロック経路51が選択され、低周波モード時にはクロック制御信号CS2をLレベルに設定することによって遅延小のクロック経路52が選択される。
A
クロック生成回路40、制御レジスタ32、およびゲーティングセル53,54の間の接続関係は次のとおりである。制御レジスタ32からの制御信号CS2がゲーティングセル53の第1の入力端子に入力され、インバータ57によって制御信号CS2の論理レベルを反転させた信号がゲーティングセル54の第1の入力端子に入力される。ゲーティングセル53,54の各第2の入力端子には、クロック生成回路40によって生成されたクロックがバッファ41,42A,44Aを介して入力される。ゲーティングセル53,54の各々は、第1および第2の入力端子に入力された信号の論理積を出力する。
The connection relationship among the
したがって、高周波モード時には制御信号CS2をHレベルに設定することによって、ゲーティングセル53は入力されたクロックを通過させ、ゲーティングセル54はLレベルの信号を出力する。一方、低周波モード時には制御信号CS2をLレベルに設定することによって、ゲーティングセル54は入力されたクロックを通過させ、ゲーティングセル53はLレベルの信号を出力する。
Therefore, by setting the control signal CS2 to the H level in the high frequency mode, the gating
高周波モード時には、フラッシュメモリ10からデータ読出を行なう他の機能モジュールに設けられたフリップフロップへ供給されるクロックも、位相を大幅に遅らせる必要がある。このため、CPU20用のクロックラインに設けられた位相調整部50Aと同様の構成の位相調整部が、他のフリップフロップへのクロック供給経路にも設けられる。図1には、フリップフロップ12,13へのクロック供給経路に設けられた位相調整部50Bが一例として示されている。位相調整部50Bに設けられたゲーティングセル53,54へは、クロック生成回路40で生成されたクロックがバッファ41,42B,44Bを介して入力される。
In the high frequency mode, the phase of a clock supplied to a flip-flop provided in another functional module that reads data from the
[半導体装置1の動作]
図2は、低周波モードの場合における、図1の半導体装置1の各部の信号波形を示すタイミング図である。図2のタイミング図は、上から順に、クロック周波数切替用の制御レジスタ31から出力されるクロック制御信号CS1、フラッシュメモリ10用のクロックCLK1、遅延大の第1のクロック経路51を通過してクロックセレクタ58に入力されるクロックCLK2、遅延小の第2のクロック経路52を通過してクロックセレクタ58に入力されるクロックCLK3、フリップフロップ23のクロック端子に入力されるクロックCLK4、アドレスバスを介してフラッシュメモリに入力されるアドレス信号、フラッシュメモリ10からバス11に出力される読出データDT1、およびCPU20内のフリップフロップ23のデータ端子に入力される読出データDT2の各電圧波形を示す。
[Operation of Semiconductor Device 1]
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts of the
図1、図2を参照して、制御信号CS1をLレベルに設定することによってクロック生成回路40は低周波モードで動作する。図2では、一例として低周波モードでのクロック周波数を50MHz(周期:20ns)とし、フラッシュメモリ10のアクセス時間Tac1(時刻t1から時刻t5まで)を約9nsとし、フラッシュメモリ10からフリップフロップ23までのパス遅延(path delay)Td1(時刻t5から時刻t7まで)を約4nsとしている。
1 and 2, the
低周波モード時には、遅延大のクロック経路51で位相を遅らせたクロックを使用しなくても、フラッシュメモリ10からの読出データData1をノーウェイトでフリップフロップ23に取り込むことが可能である。このため、Lレベルの制御信号CS2によって遅延小のクロック経路52を選択する。このとき、CPU20のフリップフロップ23に入力されるクロックCLK4は、フラッシュメモリ10に入力されるクロックCLK1とほぼ同位相になる(クロックセレクタ58からフリップフロップ23までの若干のパス遅延が加わる)。遅延大のクロック経路51と遅延小のクロック経路52は互いに排他的にクロックセレクタ58で選択される。選択されなかった方のクロック経路51は初段のゲーティングセル53にてゲーティングされるのでクロックCLK2はトグルせずにLレベルを示す。結果として、読出データData1は、アドレスAddr1がフラッシュメモリ10に入力された時刻t1から約20ns経過した時刻t10にフリップフロップ23に取り込まれる。
In the low frequency mode, the read data Data1 from the
図3は、高周波モードの場合における、図1の半導体装置1の各部の信号波形を示すタイミング図である。図3には、図2の場合と同一箇所の電圧波形が示されている。
FIG. 3 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts of the
図1、図3を参照して、制御信号CS1をHレベルにすることによってクロック生成回路40は高周波モードで動作する。図3では、高周波モードでのクロック周波数の一例として100MHz(周期:10ns)の場合が示されている。時刻t1からt6までと時刻t6からt9までとがそれぞれ1周期に対応する。フラッシュメモリ10のアクセス時間Tac1(時刻t1から時刻t5まで)およびフラッシュメモリ10からフリップフロップ23までデータが伝送される間のパス遅延Td1(時刻t5から時刻t7まで)は、図2の場合と同じにしている。
1 and 3, the
高周波モード時には、クロック周期10nsに対して、フラッシュメモリ10のアクセス時間Tac1が9ns近くあり、フラッシュメモリ10からCPU20内のフリップフロップ23までのパス遅延を含めると合計10ns以上かかる。このため、ノーウェイトでフラッシュメモリ10からの読出データData1をフリップフロップ23に取り込むためには、フリップフロップ23に入力されるクロックCLK4をフラッシュメモリ10に入力されるクロックCLK1よりも4ns程度遅延させなければならない。
In the high frequency mode, the access time Tac1 of the
したがって、高周波モード時には、Hレベルの制御信号CS2によって遅延大のクロック経路51が選択される。遅延大のクロック経路51を通過したクロックCLK2は、フラッシュメモリ10に入力されるクロックCLK1よりも遅延回路56に応じた遅延時間Td2(時刻t1から時刻t3まで)だけ遅れる。フリップフロップ23に入力されるクロックCLK4は、遅延大のクロック経路51を通過したクロックCLK2とほぼ同位相になる。選択されなかった方のクロック経路52は初段のゲーティングセル54にてゲーティングされるのでクロックCLK3はトグルせずにLレベルを示す。結果として、読出データData1は、アドレスAddr1がフラッシュメモリ10に入力された時刻t1から約13ns経過した時点(時刻t8)でフリップフロップ23に取り込まれる。
Therefore, in the high frequency mode, the
[効果]
以上のとおり、実施の形態1による半導体装置1は、遅延大のクロック経路51と遅延小のクロック経路52とが選択可能に構成される。動作周波数の上限で半導体装置1を動作させる高周波モード時には遅延大のクロック経路51を選択することによって、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20内のフリップフロップ23に供給されるクロックCLK4とに位相差をつける。これによって、CPU20がフラッシュメモリ10からノーウェイトでデータを読み出せるようになる。
[effect]
As described above, the
一方、低消費電力化のためにクロックの周波数を下げた低周波モードで半導体装置1を動作させる場合には、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20内のフリップフロップ23に供給されるクロックCLK4とに位相差をつける必要はない。この場合、消費電力を削減するために遅延小のクロック経路52を選択する。
On the other hand, when the
遅延大のクロック経路51を選択した場合には、遅延回路56を構成する各バッファ55がトグル動作を繰返すために消費電力が大きくなる。上記のように低周波モード時にゲーティングセル53,54によって遅延小のクロック経路52を選択することによって、遅延大のクロック経路51に設けられた遅延回路56にはLレベルの信号が入力され、各バッファ55の出力はHレベルまたはLレベルに固定される。この結果、遅延回路56がトグル動作をしないので、消費電力が削減できる。
When the
なお、高周波モードと低周波モードとの切替えおよびクロック経路51,52の選択は、CPU20から制御レジスタ31,32の値を設定することによって容易に行なうことができる。
The switching between the high frequency mode and the low frequency mode and the selection of the
<実施の形態2>
[半導体装置2の構成]
図4は、この発明の実施の形態2による半導体装置2の構成を示すブロック図である。
<
[Configuration of Semiconductor Device 2]
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the
図4の半導体装置2は、クロック周波数を切替えるための制御レジスタ31に代えて、ウェイトサイクル(wait cycle)を制御するための制御レジスタ33を含む点で、図1の半導体装置1と異なる。図4の場合、クロック生成回路40は高周波モードに固定される。
The
図4の半導体装置2は、さらに、図1のCPU20内に設けられたフリップフロップ23に代えて、ライトイネーブル(WE:Write Enable)端子付きのフリップフロップ23Aが設けられている点で図1の半導体装置1と異なる。
The
ウェイトサイクルを制御するための制御レジスタ33は、フラッシュメモリ10と、CPU20A内のバスインターフェース21Aとに接続される。制御レジスタ33は、CPU20Aによって読み書きが可能である。フラッシュメモリ10からのデータ読出時に、制御レジスタ33の設定値に応じた所定数のウェイトサイクルが挿入される。より詳細には、制御レジスタ33の設定値に応じて、バスインターフェース21Aからフリップフロップ23AのWE端子に出力されるWE信号が活性化する(Hレベルになる)タイミングが変化する。WE信号を活性化するタイミングによって、フリップフロップ23がデータを取り込むタイミングを制御する。
The control register 33 for controlling the wait cycle is connected to the
以下、CPU20Aがノーウェイトでフラッシュメモリ10からデータを読み出す場合を高速読出モードと称し、CPU20Aが所定数のウェイトサイクルの経過後にフラッシュメモリ10からデータを読み出す場合を低速読出モードと称する。実施の形態2の場合には、制御レジスタ33から出力される制御信号CS3がHレベルのときCPU20Aは高速読出モードになり、制御信号CS3がLレベルのときCPU20Aは低速読出モードになるものとする。
Hereinafter, a case where the
高速読出モード時には、実施の形態1の高周波モード時の場合と同様に、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要がある。このため、制御レジスタ32をHレベルに設定することにより、遅延大のクロック経路51を選択する。
In the high-speed reading mode, it is necessary to give a phase difference between the clock CLK1 supplied to the
低速読出モード時には、実施の形態1の低周波モード時の場合と同様に、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要はない。そこで、消費電力を削減するために、制御レジスタ32をLレベルに設定することにより遅延小のクロック経路52を選択する。
In the low-speed reading mode, as in the low-frequency mode of the first embodiment, it is not necessary to make a phase difference between the clock CLK1 supplied to the
図4のその他の構成は図1の場合と同じであるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。 Other configurations in FIG. 4 are the same as those in FIG. 1, and therefore the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図5は、図4のライトイネーブル端子付きのDフリップフロップ回路の構成例を示す回路図である。図5(A)の回路例では、WE端子付きのフリップフロップ23Aは、WE端子のない通常のフリップフロップ60とセレクタ61とを含む。セレクタ61は、フリップフロップ60の出力信号とフラッシュメモリ10からの読出データDT2とを受け、WE信号に応じて選択された一方の信号をフリップフロップ60のデータ端子Dに入力する。図5の場合、セレクタ61は、WE信号がHレベル(“1”)のときは読出データDT2を出力し、WE信号がLレベル(“0”)のときはフリップフロップ60の出力信号をデータ端子Dに再入力する。フリップフロップ60のクロック端子CKにはクロックCLK4が入力され、フリップフロップ60の出力信号は後段の論理回路24に与えられる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the D flip-flop circuit with the write enable terminal of FIG. In the circuit example of FIG. 5A, a flip-
図5(B)の回路例では、WE端子付きのフリップフロップ23Aは、WE端子のない通常のフリップフロップ60とANDゲート62とを含む。フリップフロップ60のデータ端子Dにはフラッシュメモリ10から読出データDT2が入力される。ANDゲート62の第1および第2の入力端子にはWE信号とクロックCLK4とが入力される。ANDゲート62の出力信号はフリップフロップ60のクロック端子CKに入力される。フリップフロップ60の出力信号は後段の論理回路24に与えられる。
In the circuit example of FIG. 5B, a flip-
[半導体装置2の動作]
図6は、低速読出モードの場合における、図4の半導体装置2の各部の信号波形を示すタイミング図である。図6のタイミング図は、上から順に、ウェイトサイクル制御用の制御レジスタ33から出力される制御信号CS3、フラッシュメモリ10用のクロックCLK1、遅延大のクロック経路51を通過してクロックセレクタ58に入力されるクロックCLK2、遅延小のクロック経路52を通過してクロックセレクタ58に入力されるクロックCLK3、フリップフロップ23Aのクロック端子CKに入力されるクロックCLK4、アドレスバスを介してフラッシュメモリに入力されるアドレス信号、フラッシュメモリ10からバス11に出力される読出データDT1、ライトイネーブル(WE)信号、およびCPU20内のフリップフロップ23Aのデータ端子Dに入力された読出データDT2の各電圧波形を示す。
[Operation of Semiconductor Device 2]
FIG. 6 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts of the
図6の場合のクロック周波数は、一例として、実施の形態1の高周波モードの場合と同じ100MHz(周期:10ns)である。図6において、時刻t1からt6までと時刻t6からt9までとがそれぞれ1周期に対応する。低速読出モード(制御信号CS3がLレベル)でのフラッシュメモリのアクセス時間Tac2(時刻t1から時刻t21まで)は、高速読出モード(制御信号CS3がHレベル)の場合よりもやや長くなっている。具体的に図6の場合、アクセス時間Tac2を約12nsとしている。フラッシュメモリ10からフリップフロップ23までデータが転送されるときのパス遅延(path delay)Td1(時刻t21から時刻t22まで)は、実施の形態1の場合と同じ約4nsにしている。
As an example, the clock frequency in the case of FIG. 6 is 100 MHz (period: 10 ns), which is the same as that in the high frequency mode of the first embodiment. In FIG. 6, time t1 to t6 and time t6 to t9 each correspond to one cycle. The flash memory access time Tac2 (from time t1 to time t21) in the low-speed read mode (control signal CS3 is at L level) is slightly longer than in the high-speed read mode (control signal CS3 is at H level). Specifically, in the case of FIG. 6, the access time Tac2 is about 12 ns. The path delay Td1 (from time t21 to time t22) when data is transferred from the
CPU20Aがフラッシュメモリ10からデータを読み出すときにウェイトサイクルが挿入される低速読出モード時(制御信号CS3がLレベルのとき)には、遅延大のクロック経路51で位相を遅らせたクロックCLK2を使用しなくても、フラッシュメモリ10からの読出データData1をフリップフロップ23Aに取り込むことが可能である。このため、Lレベルの制御信号CS2によって遅延小のクロック経路52を選択する。このとき、CPU20Aのフリップフロップ23Aに入力されるクロックCLK4は、フラッシュメモリ10に入力されるクロックCLK1とほぼ同位相になる(クロックセレクタ58からフリップフロップ23Aまでの若干のパス遅延が加わる)。選択されなかった方のクロック経路51は初段のゲーティングセル53にてゲーティングされるのでクロックCLK2はトグルせずに一定の論理レベル(すなわち、Lレベル)を示す。
In the low-speed read mode in which a wait cycle is inserted when the
低速読出モードの場合のWE信号は、CPU20Aからフラッシュメモリ10に読出アドレスが入力されてから2周期目のクロックCLK4の立下がりエッジ(時刻t23)に応答して、Hレベルに変化する(時刻t24)。この後、WE信号は、クロックCLK4の3周期目の立下がりエッジ(時刻t25)に応答してLレベルに変化する(時刻t26)。フリップフロップ23Aは、WE信号がHレベルとなっている活性状態の間で、クロックCLK4がHレベルに立上がった時刻t10にフラッシュメモリ10からの読出データData1を取り込む。結果として、読出データData1は、アドレスAddr1がフラッシュメモリ10に入力された時刻t1から約20ns経過した時刻t10にフリップフロップ23Aに取り込まれる。
The WE signal in the low-speed reading mode changes to the H level in response to the falling edge (time t23) of the clock CLK4 in the second cycle after the read address is input from the
図7は、高速読出モードの場合において、半導体装置2の各部の信号波形を示すタイミング図である。図7には、図6の場合と同一箇所の電圧波形が示されている。
FIG. 7 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts of the
図7の場合のクロック周波数は図6の場合と同じ100MHz(周期10ns)であり、時刻t1からt6までと時刻t6からt9までとがそれぞれ1周期に対応する。高速読出モード(制御信号CS3がHレベル)でのフラッシュメモリのアクセス時間Tac1(時刻t1から時刻t5まで)は、実施の形態1の場合と同じ約9nsにしている。フラッシュメモリ10からフリップフロップ23までデータが伝送される間のパス遅延(path delay)Td1(時刻t5から時刻t7まで)も、実施の形態1の場合と同じ約4nsである。
The clock frequency in the case of FIG. 7 is 100 MHz (
フラッシュメモリ10からノーウェイトでCPU20Aにデータが読み込まれる高速読出モード(制御信号CS3がHレベルのとき)の場合には、遅延大のクロック経路51で位相を遅らせたクロックCLK2を使用する必要がある。クロックCLK2は、フラッシュメモリ10に入力されるクロックCLK1よりも遅延回路56に応じた遅延時間Td2(時刻t1から時刻t3までの約4ns)だけ遅れる。フリップフロップ23に入力されるクロックCLK4は、遅延大のクロック経路51を通過したクロックCLK2とほぼ同位相である。選択されなかった方のクロック経路52は初段のゲーティングセル54にてゲーティングされるのでクロックCLK3はトグルせずにLレベルを示す。
In the high-speed read mode in which data is read from the
高速読出モードの場合には、WE信号は、CPU20Aからフラッシュメモリ10に読出アドレスが入力されてから1周期目のクロックCLK4の立下がりエッジ(時刻t31)に応答して、Hレベルに変化する(時刻t32)。その後、WE信号は、クロックCLK4の2周期目の立下がりエッジ(時刻t33)に応答してLレベルに変化する(時刻t34)。フリップフロップ23Aは、WE信号がHレベルとなっている活性状態の間で、クロックCLK4がHレベルに立上がった時刻t8にフラッシュメモリ10からの読出データData1を取り込む。この結果、読出データData1は、アドレスAddr1がフラッシュメモリ10に入力された時刻t1から約14ns経過した時点でフリップフロップ23Aに取り込まれる。
In the high-speed reading mode, the WE signal changes to the H level in response to the falling edge (time t31) of the clock CLK4 in the first cycle after the reading address is input from the
[効果]
以上のとおり、実施の形態2による半導体装置2は、実施の形態1の場合と同様に、遅延大のクロック経路51と遅延小のクロック経路52とが選択可能に構成される。CPU20Aがフラッシュメモリ10からノーウェイトでデータを読み出す高速読出モード時には遅延大のクロック経路51が選択される。フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20内のフリップフロップ23Aに供給されるクロックCLK4とに位相差をつけることによって、データ読出のタイミングを調整する。
[effect]
As described above, the
一方、CPU20Aがフラッシュメモリ10からデータを読み出すときにウェイトサイクルを挿入した場合には、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20内のフリップフロップ23Aに供給されるクロックCLK4とに位相差をつける必要はない。この場合、遅延小のクロック経路52を選択することによって、遅延回路56を構成する各バッファ55がトグル動作をしないようにして消費電力を削減する。
On the other hand, when a wait cycle is inserted when the
<実施の形態3>
[半導体装置3の構成]
図8は、この発明の実施の形態3による半導体装置3の構成を示すブロック図である。
<
[Configuration of Semiconductor Device 3]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the
図8の半導体装置3は、図1の半導体装置1と図4の半導体装置2とを組み合せたものである。すなわち、図8の半導体装置3の制御レジスタ群30Bは、クロック生成回路40の動作モードを低周波モードまたは高周波モードに切替えるための制御レジスタ31をさらに含む点で、図4に示した半導体装置2の制御レジスタ群30Aと異なる。図1で説明したように、クロック生成回路40は、高周波モードの場合のほうが低周波モードの場合よりも高い周波数のクロックを生成する。制御レジスタ31から出力された制御信号CS1がHレベルのときクロック生成回路40は高周波モードで動作し、制御信号CS1がLレベルのときクロック生成回路40は低周波モードで動作する。
The
図8のその他の点は図1、図4の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。 Since the other points of FIG. 8 are the same as those of FIGS. 1 and 4, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[半導体装置3の動作]
制御レジスタ31,33の設定値に応じて次の4通りの動作状態が考えられる。
[Operation of Semiconductor Device 3]
The following four operation states can be considered according to the set values of the control registers 31 and 33.
(i)高周波モードかつ高速読出モードの場合
制御レジスタ31がHレベルに設定され、制御レジスタ33がHレベルに設定されている場合、クロック生成回路40は高周波モードで動作し、CPU20Aは高速読出モードで動作する。この場合、CPU20Aはフラッシュメモリ10からの読出データをノーウェイトで取り込むので、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要がある。このため、制御レジスタ32をHレベルに設定することにより、遅延大のクロック経路51が選択される。半導体装置3の各部の電圧波形は、たとえば、図7で説明したものと同様になる。
(I) In the case of the high frequency mode and the high speed reading mode When the
(ii)高周波モードかつ低速読出モードの場合
制御レジスタ31がHレベルに設定され、制御レジスタ33がLレベルに設定されている場合、クロック生成回路40は高周波モードで動作し、CPU20Aは低速読出モードで動作する。この場合、CPU20Aは所定のウェイトサイクルの経過後にフラッシュメモリ10からの読出データを取り込むので、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要はない。そこで、消費電力を削減するために、制御レジスタ32をLレベルに設定することにより遅延小のクロック経路52が選択される。半導体装置3の各部の電圧波形は、たとえば、図6で説明したものと同様になる。
(Ii) In the case of the high frequency mode and the low speed reading mode When the
(iii)低周波モードかつ高速読出モードの場合
制御レジスタ31がLレベルに設定され、制御レジスタ33がHレベルに設定されている場合、クロック生成回路40は低周波モードで動作し、CPU20Aは高速読出モードで動作する。この場合、CPU20Aはフラッシュメモリ10からの読出データをノーウェイトで取り込むが動作周波数が遅いので、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要がない。そこで、消費電力を削減するために、制御レジスタ32をLレベルに設定することにより遅延小のクロック経路52が選択される。半導体装置3の各部の電圧波形は、たとえば、図2で説明したものと同様になる。
(Iii) Low-frequency mode and high-speed reading mode When the
(iv)低周波モードかつ低速読出モードの場合
制御レジスタ31がLレベルに設定され、制御レジスタ33がLレベルに設定されている場合、クロック生成回路40は低周波モードで動作し、CPU20Aは低速読出モードで動作する。この場合、CPU20Aは所定のウェイトサイクルの経過後にフラッシュメモリ10からの読出データを取り込み、しかも動作周波数も遅いので、フラッシュメモリ10に供給されるクロックCLK1とCPU20A内のフリップフロップ23Aに供給するクロックCLK4とに位相差をつける必要はない。そこで、消費電力を削減するために、制御レジスタ32をLレベルに設定することにより遅延小のクロック経路52が選択される。
(Iv) Low frequency mode and low speed reading mode When the
<実施の形態4>
[半導体装置4の構成および動作]
図9は、この発明の実施の形態4による半導体装置4の構成を示すブロック図である。
<
[Configuration and Operation of Semiconductor Device 4]
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the
図9の半導体装置4は、位相調整部50A,50Bにそれぞれ対応して電源スイッチ70A,70Bを含む点で図8の半導体装置3と異なる。電源スイッチ70A,70Bの各々は、電源ノードVDDからゲーティングセル53および各バッファ55に至る電源電圧の供給経路に設けられる。電源スイッチ70A,70Bのオン・オフは、制御レジスタ32から出力される制御信号CS2によって制御される。制御信号CS2がHレベルのとき、電源スイッチ70A,70Bはオン状態になり、制御信号CS2がLレベルのとき電源スイッチ70A,70Bはオフ状態になる。
The
なお、図1で説明した実施の形態1の半導体装置1および図4で説明した実施の形態2の半導体装置2にも、図9と同様の構成の電源スイッチ70A,70Bを設けることができる。図9のその他の点は図1、図4および図8の場合と同様であるので、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して説明を繰返さない。
Note that power switches 70A and 70B having the same configuration as in FIG. 9 can also be provided in the
[効果]
上記の構成によれば、制御信号CS2によって遅延小のクロック経路52を選択する場合には、選択されていない遅延大のクロック経路52に設けられたゲーティングセル53および遅延回路56への電源が遮断される。したがって、実施の形態1〜3の各々で説明した効果に加えて、さらに消費電力を削減することができる。
[effect]
According to the above configuration, when the low
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1,2,3,4 半導体装置、10 フラッシュメモリ、11 バス、12,13,23,23A フリップフロップ、21A バスインターフェース、30,30A,30B 制御レジスタ群、31,32,33 制御レジスタ、40 クロック生成回路、50A,50B 位相調整部、51 第1のクロック経路、52 第2のクロック経路、53,54 クロックゲーティングセル、55 バッファ、56 遅延回路、58 クロックセレクタ、70A,70B 電源スイッチ、CLK1,CLK2,CLK3,CLK4 クロック、CS1〜CS3 制御信号。 1, 2, 3, 4 Semiconductor device, 10 flash memory, 11 bus, 12, 13, 23, 23A flip-flop, 21A bus interface, 30, 30A, 30B control register group, 31, 32, 33 control register, 40 clocks Generation circuit, 50A, 50B phase adjustment unit, 51 first clock path, 52 second clock path, 53, 54 clock gating cell, 55 buffer, 56 delay circuit, 58 clock selector, 70A, 70B power switch, CLK1 , CLK2, CLK3, CLK4 clock, CS1-CS3 control signal.
Claims (6)
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに接続されたデータバスと、
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作し、前記データバスを介して前記不揮発性メモリから読み出された読出データを取得する中央処理装置と、
前記クロック生成回路から前記中央処理装置へ至るクロックの供給経路に設けられたクロック遅延部とを備え、
前記クロック遅延部は、縦続接続された複数段のバッファを介した第1の経路と前記複数段のバッファを迂回した第2の経路とを含み、前記高周波モード時には、前記クロック生成回路からのクロックを前記第1の経路を介して前記中央処理装置に供給し、
前記クロック遅延部は、前記低周波モード時には、前記クロック生成回路からのクロックを前記第2の経路を介して前記中央処理装置に供給する、半導体装置。 A clock generation circuit having a low frequency mode and a high frequency mode as operation modes, and generating a clock having a higher frequency than in the low frequency mode in the high frequency mode;
A non-volatile memory that operates based on a clock generated by the clock generation circuit;
A data bus connected to the non-volatile memory;
A central processing unit that operates based on a clock generated by the clock generation circuit and acquires read data read from the nonvolatile memory via the data bus;
A clock delay unit provided in a clock supply path from the clock generation circuit to the central processing unit,
The clock delay unit includes a first path through cascaded multiple stages of buffers and a second path that bypasses the multiple stages of buffers, and in the high frequency mode, a clock from the clock generation circuit To the central processing unit via the first path,
The clock delay unit supplies a clock from the clock generation circuit to the central processing unit via the second path in the low frequency mode.
前記第1の経路の初段に設けられた第1の論理ゲートと、
前記第2の経路の初段に設けられた第2の論理ゲートとをさらに含み、
前記高周波モード時には、前記第1の論理ゲートは前記クロック生成回路からのクロックを通過させ、前記第2の論理ゲートは一定の論理レベルの信号を出力し、
前記低周波モード時には、前記第2の論理ゲートは前記クロック生成回路からのクロックを通過させ、前記第1の論理ゲートは一定の論理レベルの信号を出力する、請求項1に記載の半導体装置。 The clock delay unit is
A first logic gate provided in the first stage of the first path;
A second logic gate provided at the first stage of the second path,
In the high-frequency mode, the first logic gate passes a clock from the clock generation circuit, and the second logic gate outputs a signal of a certain logic level,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the low frequency mode, the second logic gate passes a clock from the clock generation circuit, and the first logic gate outputs a signal of a constant logic level.
前記低周波モード時には、前記電源スイッチはオフ状態になる、請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device further includes a power switch provided in a power supply voltage supply path to the plurality of stages of buffers and the first logic gate,
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the power switch is turned off in the low frequency mode.
前記クロック生成回路は、前記第1のレジスタから出力された第1の制御信号の論理レベルに応じて前記低周波モードまたは前記高周波モードに切替わり、
前記第1および第2の論理ゲートは、前記第2のレジスタから出力された第2の制御信号の論理レベルに応じて、前記クロック生成回路からのクロックを通過させるか、または一定の論理レベルの信号を出力するかを切替える、請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device further includes first and second registers rewritable from the central processing unit,
The clock generation circuit is switched to the low frequency mode or the high frequency mode according to the logic level of the first control signal output from the first register,
The first and second logic gates pass the clock from the clock generation circuit or have a certain logic level according to the logic level of the second control signal output from the second register. The semiconductor device according to claim 2, wherein whether to output a signal is switched.
クロック生成回路と、
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに接続されたデータバスと、
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作し、前記データバスを介して前記不揮発性メモリから読み出された読出データを取得する中央処理装置とを備え、
前記中央処理装置は、前記読出データを所定のウェイトサイクルの経過後に取得する低速読出モードと、前記読出データをノーウェイトで取得する高速読出モードとを有し、
前記半導体装置は、さらに、前記クロック生成回路から前記中央処理装置へ至るクロックの供給経路に設けられたクロック遅延部を備え、
前記クロック遅延部は、縦続接続された複数段のバッファを介した第1の経路と前記複数段のバッファを迂回した第2の経路とを含み、前記高速読出モード時には、前記クロック生成回路からのクロックを前記第1の経路を介して前記中央処理装置に供給し、
前記クロック遅延部は、前記低速読出モード時には、前記クロック生成回路からのクロックを前記第2の経路を介して前記中央処理装置に供給する、半導体装置。 A semiconductor device,
A clock generation circuit;
A non-volatile memory that operates based on a clock generated by the clock generation circuit;
A data bus connected to the non-volatile memory;
A central processing unit that operates based on a clock generated by the clock generation circuit and acquires read data read from the nonvolatile memory via the data bus;
The central processing unit has a low-speed read mode for acquiring the read data after elapse of a predetermined wait cycle, and a high-speed read mode for acquiring the read data with no wait,
The semiconductor device further includes a clock delay unit provided in a clock supply path from the clock generation circuit to the central processing unit,
The clock delay unit includes a first path through a plurality of cascaded buffers and a second path that bypasses the plurality of buffers, and from the clock generation circuit in the high-speed read mode Supplying a clock to the central processing unit via the first path;
The clock delay unit supplies a clock from the clock generation circuit to the central processing unit via the second path in the low-speed reading mode.
動作モードとして低周波モードと高周波モードとを有し、前記高周波モード時には前記低周波モード時よりも周波数の高いクロックを生成するクロック生成回路と、
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作する不揮発性メモリと、
前記不揮発性メモリに接続されたデータバスと、
前記クロック生成回路で生成されたクロックに基づいて動作し、前記データバスを介して前記不揮発性メモリから読み出された読出データを取得する中央処理装置とを備え、
前記中央処理装置は、前記読出データを所定のウェイトサイクルの経過後に取得する低速読出モードと、前記読出データをノーウェイトで取得する高速読出モードとを有し、
前記半導体装置は、さらに、前記クロック生成回路から前記中央処理装置へ至るクロックの供給経路に設けられたクロック遅延部を備え、
前記クロック遅延部は、縦続接続された複数段のバッファを介した第1の経路と前記複数段のバッファを迂回した第2の経路とを含み、前記高周波モードかつ前記高速読出モードのときには、前記クロック生成回路からのクロックを前記第1の経路を介して前記中央処理装置に供給し、
前記クロック遅延部は、前記低周波モードまたは前記低速読出モードのときには、前記クロック生成回路からのクロックを前記第2の経路を介して前記中央処理装置に供給する、半導体装置。 A semiconductor device,
A clock generation circuit having a low frequency mode and a high frequency mode as operation modes, and generating a clock having a higher frequency than in the low frequency mode in the high frequency mode;
A non-volatile memory that operates based on a clock generated by the clock generation circuit;
A data bus connected to the non-volatile memory;
A central processing unit that operates based on a clock generated by the clock generation circuit and acquires read data read from the nonvolatile memory via the data bus;
The central processing unit has a low-speed read mode for acquiring the read data after elapse of a predetermined wait cycle, and a high-speed read mode for acquiring the read data with no wait,
The semiconductor device further includes a clock delay unit provided in a clock supply path from the clock generation circuit to the central processing unit,
The clock delay unit includes a first path through a plurality of cascaded buffers and a second path that bypasses the plurality of buffers, and in the high-frequency mode and the high-speed read mode, Supplying a clock from a clock generation circuit to the central processing unit via the first path;
The clock delay unit supplies a clock from the clock generation circuit to the central processing unit via the second path in the low-frequency mode or the low-speed reading mode.
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