JP2013535864A - 静電放電回路 - Google Patents

Abstract

集積回路（ＩＣ）が開示される。ＩＣは、第１のグローバル電圧ノードおよび第２のグローバル電圧ノードを含む。ＩＣは、それぞれが第１のグローバル電圧ノードに結合された２つ以上の電力ドメイン（２１，２２）をさらに含む。２つ以上の電力ドメイン（２１，２２）はそれぞれ、機能ユニット（２４）および機能ユニット（２４）に結合されたローカル電圧ノードを含む。複数の電力ドメイン（２１，２２）はそれぞれ、ローカル電圧ノードと第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された電力ゲート制御(power-gating)トランジスタ（２５）と、ＥＳＤ（静電放電）回路（２６）であって、ＥＳＤ事象の発生を検出するように構成され、また、ＥＳＤ事象を検出することに応答してトランジスタ（２５）の起動をもたらすようにさらに構成される、ＥＳＤ回路（２６）とをさらに含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子回路に関し、より詳細には、静電放電（ＥＳＤ）による損傷を防ぐための回路に関する。

電子デバイスを取り扱う危険のうちの１つの危険は、静電放電（ＥＳＤ）に起因する危険である。ＥＳＤは、静電場による異なる電位の２つの地点間における突然の電流の増加である。２つの地点間の接触は、電界用の放電経路を提供する可能性がある。２つの地点間の電位差が非常に大きい可能性があるため、ＥＳＤに起因する電流もまた非常に大きい可能性がある。

半導体デバイス（たとえば、集積回路）は、ＥＳＤによる損傷を特に受け易い。製造プロセス中に、また、現場で後ほど、半導体デバイスおよび／またはアセンブリの取り扱いは、ＥＳＤ事象をもたらす可能性がある。こうしたＥＳＤ事象は、半導体デバイスを損傷または破壊しうる。電気デバイスおよびアセンブリを取り扱う職員は、接地用ストラップの使用または接地付き靴の装着などの予防処置をとって、取り扱われる構成要素にＥＳＤが損傷を与えることを防止すること様な、予備注意を払う事ができる。しかし、これらの予備処置は、常に十分であるわけではない場合がある。したがって、多くの最新の電子デバイスは、ＥＳＤ保護が組込まれた状態で設計される。１つのタイプのＥＳＤ回路は、ＥＳＤクランプと呼ばれる。ＥＳＤクランプは、電力ノードとグラウンドノードとの間に結合されたＲＣ（抵抗性−容量性）回路、および、ＲＣ回路の抵抗器とキャパシタの接合部に結合されたゲート端子を有する比較的大きなトランジスタを含むことができる。ＥＳＤ事象が起こると、ＲＣ回路の接合部の電圧が、トランジスタを起動することができ、それにより、放電による電流用の放電経路が提供される。

集積回路（ＩＣ）が開示される。

一実施形態では、ＩＣは、第１のグローバル電圧ノードおよび第２のグローバル電圧ノードを含む。ＩＣは、それぞれが第１のグローバル電圧ノードに結合された２つ以上の電力ドメインをさらに含む。２つ以上の電力ドメインはそれぞれ、機能ユニットおよび機能ユニットに結合されたローカル電圧ノードを含む。複数の電力ドメインはそれぞれ、ローカル電圧ノードと第２のグローバル電圧ノードとの間に結合されたトランジスタと、ＥＳＤ（静電放電）回路であって、ＥＳＤ事象の発生を検出するように構成され、また、ＥＳＤ事象を検出することに応答してトランジスタの起動をもたらすようにさらに構成される、ＥＳＤ回路とをさらに含む。

一実施形態では、方法は、ＥＳＤ（静電放電）回路がＥＳＤ事象を検出することを含む。ＥＳＤ回路は、ＩＣの複数の電力ドメインのうちの１つの電力ドメインに関連し、複数の電力ドメインはそれぞれは、複数のＥＳＤ回路の対応する１つのＥＳＤ回路に関連し、また、第１のグローバル電圧ノードと第２のグローバル電圧ノードとの間に結合される。方法は、ＥＳＤ事象を検出することに応答して、第２のグローバル電圧ノードと複数の電力ドメインの１つの電力ドメインのローカル電圧ノードとの間に放電経路を設けることをさらに含む。

本発明の他の態様は、以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すると、明らかになるであろう。

ＥＳＤ放電経路を提供する電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有する集積回路（ＩＣ）の一実施形態を示す図である。 ＩＣ内のＥＳＤ回路の一実施形態を示す図である。 ＥＳＤ放電経路を提供する電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有するＩＣの別の実施形態を示す図である。 ＩＣ内のＥＳＤ回路の別の実施形態を示す図である。 ＥＳＤ放電経路を提供する複数の電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有するＩＣの別の実施形態を示す図である。 ＩＣ内にＥＳＤ放電経路を設けるための方法の一実施形態を示すフロー図である。 ＩＣの実施形態を表す構造を記憶する搬送媒体の一実施形態のブロック図である。

本発明は種々の変更および代替形態を受けるが、本発明の特定の実施形態は、図面において例として示され、本明細書で詳細に述べられることになる。しかし、本発明に対する図面および説明は、開示される特定の形態に本発明を限定することを意図されるのではなく、逆に、本発明は、添付特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨および範囲内に入る全ての変更形態、等価形態、および代替形態を包含することが理解されるべきである。

本開示は、電力を節約するために、選択的にかつ独立してパワーオンまたはパワーオフされることができる複数の電力ドメインを有する集積回路（ＩＣ）用のＥＳＤ（静電放電）保護を対象とする。各電力ドメインにおいて、ＥＳＤ検出回路が、ＥＳＤ事象を検出するために実装されることができる。ＥＳＤ事象を検出すると、ＥＳＤ検出回路は、電力ゲート制御トランジスタを起動する信号を生成することができ、電力ゲート制御トランジスタは、それにより、ＥＳＤ事象によって生成された電流用の放電経路を完成させることができる。各電力ドメインのＥＳＤ検出回路はまた、ＩＣの電力制御ユニットに結合されることができる。選択された電力ドメインは、そのそれぞれのＥＳＤ検出回路に第１の指示を電力制御ユニットが提供することに応答してパワーアップされることができ、それにより、電力ゲート制御トランジスタが起動される。同様に、選択された電力ドメインは、ＥＳＤ検出回路に第２の指示を電力制御ユニットが提供することに応答してパワーダウンされることができ、それにより、電力ゲート制御トランジスタが停止されることができる。したがって、電力ゲート制御トランジスタは、対応する電力ドメインに電力を印加するまたは対応する電力ドメインから電力を取除く機能に加えて、ＥＳＤ保護のために使用されることもできる。これは、次に、特にＥＳＤ保護のために余分のトランジスタを設ける必要性を排除することができ、それにより、ＩＣダイ上の面積節約をもたらす。こうしたＩＣの種々の実施形態が、ここでさらに詳細に論じられる。

本開示のために、ＥＳＤ事象は、静電場に起因する異なる電位の２つの地点間における突然の電流の増加として定義されることができる。こうしたＥＳＤ事象は、電子回路内で（たとえば、ＩＣ内で）起こると、放電経路がない状態で、電子回路内の回路要素に損傷をもたらす可能性がある。

グローバル電圧ノードは、本開示のために、ＩＣまたは他のタイプの電子システムの２つ以上の電力ドメインに結合される任意の電圧ノード（たとえば、電圧供給ノード、グラウンドノード）として定義されることができ、ＩＣまたは他のタイプの電子システムにおいて、その電力ドメイン内の回路要素は、他の電力ドメイン内の回路要素と独立してパワーオンまたはパワーオフされることができる。本開示のためのローカル電圧ノードは、特定の電力ドメインの回路要素にとってローカルであり、したがって、別の電力ドメイン内の回路要素に結合されない電圧ノードとして定義されることができる。したがって、本開示のために、特定の電力ドメインに電力を印加することは、その電力ドメインのローカル電圧ノードを対応するグローバル電圧ノードに結合すること（たとえば、ローカル電圧供給ノードをグローバル電圧供給ノードに結合すること）を含むことができる。

ＩＣおよびＥＳＤ回路の実施形態：

図１は、ＥＳＤ放電経路を提供するための電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有するＩＣの一実施形態を示す図である。図示する実施形態では、ＩＣ １０は、第１の電力ドメイン２１および第２の電力ドメイン２２を含む。所与の実施形態における電力ドメインの正確な数は、変動する可能性があり、したがって、ここで示す例は、制限的であることを意図されない。図示する実施形態の電力ドメイン２１および２２はそれぞれ、グローバル電圧供給ノード、Ｖｄｄから電圧を受取るために結合される。さらに、ＩＣ １０は、グローバルリターン電圧ノードとして役立つ第２の電圧ノード、Ｖｓｓを含む。減結合キャパシタンス２７は、グローバル電圧供給ノードとグローバル電圧リターンノードとの間に設けられることができる。減結合キャパシタンス２７は、１つまたは複数のキャパシタを使用して実装されることができ、ＩＣ １０の両端に分配されることができる。電源ノイズは、減結合キャパシタンス２７を通してリターンノードに短絡されることができ、それにより、グローバル電圧供給ノードとグローバルリターン電圧ノードとの電圧差を実質的に一定値に維持する。

図示する実施形態の電力ドメイン２１および２２はそれぞれ、ローカルリターンノード、Ｖｓｓ−Ｌｏｃａｌ １およびＶｓｓ−Ｌｏｃａｌ ２をそれぞれ含む。１つまたは複数のキャパシタからなるローカル減結合キャパシタンス２３は、電力ドメイン２１および２２のそれぞれに設けられることができる。これらのキャパシタは、上述したグローバル減結合キャパシタンス２７の機能と同様の機能を提供することができ、また同様に、以下でさらに詳細に述べるように、ＥＳＤ事象によって生成した電流用の放電経路の一部分を提供することができる。

各電力ゲート制御トランジスタ２５は、電力ドメイン２１および２２のローカルリターンノードとグローバル電圧リターンノード、Ｖｓｓとの間に結合される。電力ドメイン２１および２２の特定の電力ドメインは、その対応する電力ゲート制御トランジスタ２５を起動することによってパワーオンされることができ、電力ゲート制御トランジスタ２５は、そのローカルリターンノードをグローバルリターンノード、Ｖｓｓに効果的に結合することができる。電力ドメイン２１および２２は、互いに独立してパワーオンおよびパワーオフされることができることが留意される。

ＩＣ １０は、互いに独立してパワーオンまたはパワーオフされることができる複数の電力ドメインを含む多くの異なるタイプのＩＣのうちの１つのＩＣであるとすることができる。たとえば、ＩＣ １０は、一実施形態では、マルチコアプロセッサとすることができ、各機能ユニット２４は、コアを構成する回路要素を備える。別の実施形態では、ＩＣ １０は、電池電力を維持することが重要である可搬型デバイスで使用することを意図されるＩＣとすることができ、各電力ドメインは、使用中でないときにパワーオフされることができる対応する機能ユニット２４を含む。機能ユニット２４は、ＩＣ １０のいくつかの実施形態において同一とすることができ、一方、他の実施形態では、機能ユニット２４は、互いに異なるとすることができることが留意されるべきである。一般に、ＩＣ １０は、他の部分と独立してパワーオンまたはパワーオフされることができる部分（たとえば、電力ドメイン）を含む任意のタイプのＩＣとすることができる。同様に、機能ユニット２４は、ＩＣ １０の１つまたは複数の意図される機能を実施する任意のタイプの機能回路要素とすることができる。

図示する実施形態の電力ドメイン２１および２２のそれぞれは、その対応する電力ゲート制御トランジスタ２５を起動することによってパワーオンされることができる。図示する実施形態では、各電力ゲート制御トランジスタ２５は、それぞれのＥＳＤ検出回路２６に結合されたゲート端子を有する。各ＥＳＤ検出回路２６は、電力制御ユニット２８からそれぞれの信号を受信するために結合される。ＥＳＤ検出回路２６は、それぞれのパワーオン信号（たとえば、電力ドメイン２１へのＰｏｗｅｒ Ｏｎ １、電力ドメイン２２へのＰｏｗｅｒ Ｏｎ ２）を受信すると、その電力ドメインの電力ゲート制御トランジスタ２５のゲート端子上で受信される信号（「Ｄｅｔｅｃｔ／Ｏｎ」）をアサートすることによって応答することができる。これらの信号は、電力制御ユニット２８によるそれぞれのパワーオン信号のデアサーションに応答してそれぞれのＥＳＤ検出回路２６によってデアサート（de-assert）されることができる。したがって、電力制御ユニット２８は、ＩＣ １０の通常動作中に電力が電力ドメイン２１および２２に提供されるか否かを効果的に制御することができる。

電力ゲート制御トランジスタ２５のゲート端子上での（「Ｄｅｔｅｃｔ／Ｏｎ」）信号のアサーションは、次に、そのトランジスタを起動することができ、したがって、そのローカルリターン電圧ノードをグローバルリターン電圧ノードに効果的に結合する。たとえば、電力ドメイン２１の電力ゲート制御トランジスタ２５が起動される場合、Ｖｓｓ−Ｌｏｃａｌは、Ｖｓｓ−Ｇｌｏｂａｌに効果的に結合されることができ、それにより、電力が機能ユニット２４に提供されることが可能になる。逆に、電力ゲート制御トランジスタ２５のゲート端子上での信号のデアサーションは、機能ユニット２４から電力を取除くことができる。たとえば、電力ドメイン２１の電力ゲート制御トランジスタ２５のゲート端子に提供される信号がデアサートされる場合、Ｖｓｓ−Ｌｏｃａｌは、Ｖｓｓ−Ｇｌｏｂａｌに効果的に減結合されることができ、したがって、電力がその電力ドメインから取除かれることができる。

上述した電力ゲート制御機能に加えて、電力ゲート制御トランジスタ２５はまた、ＥＳＤ事象中に生成され電流用の放電経路を完成するために使用されることができる。各ＥＳＤ検出回路２６は、電力ドメイン２１および２２のそれぞれにおいて普通なら回路要素に損傷を与える可能性があるＥＳＤ事象を検出するように構成されることができる。ＥＳＤ事象の検出に応答して、ＥＳＤ検出回路２６は、その対応する「Ｄｅｔｅｃｔ／Ｏｎ」信号をアサートすることができ、それにより、そのそれぞれの電力ドメインの電力ゲート制御トランジスタ２５が起動される。電力ドメイン２１および２２の電力ゲート制御トランジスタ２５が活動状態であると、電流用の放電経路が、キャパシタンス２３を通り、ローカル電圧リターンノード（たとえば、Ｖｓｓ−Ｌｏｃａｌ １）に至り、活動状態の電力ゲート制御トランジスタ２５を通って設けられることができる。

したがって、図示する実施形態の電力ゲート制御トランジスタ２５は、先に述べた電力ゲート制御機能を実施する機能に加えて、ＥＳＤ放電経路を設ける機能性を提供することができる。述べた方法でＥＳＤ放電経路を設けるために電力ゲート制御トランジスタを使用することは、この機能を実施する別個のトランジスタを設ける必要性をなくすることができる。したがって、これは、ＩＣ １０などのＩＣのＥＳＤ保護の装備を可能にし、一方同様に、比較的大きい可能性がある別個のＥＳＤトランジスタによって普通なら消費される回路エリアを節約する。

図２は、ＩＣ １０のＥＳＤ回路２６の一実施形態を示す図である。例証のために、さらなる素子が、これらの他の素子に対するＥＳＤ検出回路２６の関係を十分に示すために図２に示され、便宜上図１の場合と同様にここで番号付けされる。

図示する実施形態では、ＥＳＤ検出回路２６は、直列に結合されたキャパシタ３２および抵抗器３３を含む。キャパシタ３２および抵抗器３３の接合部、すなわち「Ｅｖｅｎｔ」とラベル付けされたノードは、ＯＲゲート３１への入力として使用される。図示する実施形態のキャパシタ３２は、Ｅｖｅｎｔノードとグローバル電圧供給ノードとの間に結合される。抵抗器３３は、Ｅｖｅｎｔノードとグローバルリターン電圧ノードとの間に結合される。ＥＳＤ事象がない状態で、Ｅｖｅｎｔノードは、キャパシタ３２によってグローバル電圧供給ノード上に存在する電圧Ｖｄｄから減結合されることができる。そのため、Ｅｖｅｎｔノードは、抵抗器３３を通してグローバルリターン電圧ノード上に存在する電圧、Ｖｓｓ−Ｇｌｏｂａｌに向かってプルされることができる。さらに、Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ １が電力制御ユニット２８によってアサートされない場合、ＥＳＤ事象がない状態で、ＯＲゲート３１の出力は、ロー（low）とすることができる。そのため、Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ １がアサートされないときにＥＳＤ事象がない状態で、ＯＲゲート３１の出力に結合される電力ゲート制御トランジスタ２５のゲート端子は、ローである。この実施形態では、電力ゲート制御トランジスタ２５は、そのゲート端子上の論理ハイ電圧に応答して起動することができるＮＭＯＳ（ｎチャネル金属酸化物半導体）トランジスタである。したがって、ＯＲゲート３１の出力がローであるとき、電力ゲート制御トランジスタ２５は未活動状態である。

ＥＳＤ事象が起こると、ＶｄｄとＶｓｓ−Ｇｌｏｂａｌとの電圧差が急速に増大する可能性がある。キャパシタの両端の電圧が瞬時に変化できないため、抵抗器３３を通って流れる電流の量は、ＥＳＤ事象に応答して急速に増大する可能性がある。したがって、抵抗器３３を通る電流の急激な増大(sudden rush)は、ＥｖｅｎｔノードとＶｓｓ−Ｇｌｏｂａｌとの間の対応する電圧降下を増加させる可能性がある。電圧降下が十分である場合、ＯＲゲート３１は、Ｅｖｅｎｔノード上に存在する電圧を論理１と解釈することができる。それに応答して、ＯＲゲート３１は、論理１（すなわち、この場合、論理ハイ信号）をアサートすることができ、それにより、電力ゲート制御トランジスタ２５の起動をもたらす。先に述べたように、電力ゲート制御トランジスタ２５の起動は、ローカル電圧リターンノード（この例ではＶｓｓ−Ｌｏｃａｌ１）をＶｓｓ−Ｇｌｏｂａｌに効果的に結合することができる。そのため、ＥＳＤ事象の検出に応答した電力ゲート制御トランジスタ２５の起動は、電力ドメイン（この例で電力ドメイン２１）を通したＶｄｄとＶｓｓ−Ｇｌｏｂａｌとの間の放電経路を完成させることができる。電力ドメイン２１が普通なら未活動状態であるときに電力ドメイン２１を通る放電経路を設けることは、したがって、電力ドメイン２１に含まれる回路要素（たとえば、機能ユニット２４）に対するＥＳＤ損傷を防止することができる。

図３は、ＥＳＤ放電経路を提供する電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有する集積回路（ＩＣ）の別の実施形態を示す図である。この特定の実施形態では、ＩＣ ４０は、電力ドメイン４１および４２を含む。電力ドメイン４１および４２はそれぞれ、対応する機能ユニット２４、対応するローカル減結合キャパシタ２３、対応する電力ゲート制御トランジスタ４５、および対応するＥＳＤ検出回路４６を含む。図示する実施形態の電力制御ユニット２８および減結合キャパシタンス２７は、図１および図２に示す同じ番号付けされた素子と類似する。

図示する実施形態では、ＩＣ ４０は、グローバル電圧供給ノード、Ｖｄｄ−Ｇｌｏｂａｌおよびグローバル電圧リターンノード、Ｖｓｓ−Ｇｌｏｂａｌを含む。電力ドメイン４１および４２はそれぞれ、ローカル電圧供給ノード、Ｖｄｄ−Ｌｏｃａｌ １およびＶｄｄ−Ｌｏｃａｌ ２をそれぞれ含む。対応する電力ゲート制御トランジスタ４５は、そのそれぞれのローカル電圧供給ノードＶｄｄ−Ｌｏｃａｌとグローバル供給電圧ノードＶｄｄ−Ｇｌｏｂａｌとの間に結合される。図１および図２に示す実施形態と対照的に、電力ゲート制御トランジスタは、ＰＭＯＳ（ｐチャネル金属酸化物半導体）トランジスタである。さらに、図４をわずかの間参照すると、ＥＳＤ検出回路４６は、図１および図２のＥＳＤ検出回路２６で利用されたＯＲゲート３１の代わりにＮＯＲゲート５７を利用する。そのため、ＥＳＤ事象が起こると、Ｅｖｅｎｔノード上で検出される論理１は、ＮＯＲゲート５７に、その出力をローに駆動させ、したがって、ＮＯＲゲート５７に結合された対応する電力ゲート制御トランジスタ４５を起動させることができる。電力ゲート制御トランジスタ４５が電力ドメイン４１および４２のいずれかで起動されると、対応するローカル電圧供給ノードは、グローバル電圧供給ノードに効果的に結合されることができる。こうして、ＥＳＤ事象による電流用の放電経路が、活動状態の電力ゲート制御トランジスタ４５および対応するローカル減結合キャパシタ２３を通して設けられることができ、対応するローカル減結合キャパシタ２３は、Ｖｓｓ−Ｇｌｏｂａｌとその特定の電力ドメイン用のローカル電圧供給ノードとの間に結合される。

電力ドメイン４１および４２のそれぞれ用の電力ゲート制御トランジスタ４５はまた、電力制御ユニット２８から対応する信号（たとえば、電力ドメイン４１のＥＳＤ検出回路４６のＰｏｗｅｒ Ｏｎ １）を受信するＥＳＤ検出回路４５に応答して起動されることができる。そのため、電力ドメイン４１のＥＳＤ検出回路４６に提供されるＰｏｗｅｒ Ｏｎ １信号のアサーションは、ＮＯＲゲート５７に、その出力をローに駆動させ、したがって、対応する電力ゲート制御トランジスタ４５を起動させる。電力制御ユニット２８からＰｏｗｅｒ Ｏｎ ２信号を受信することに基づくＥＳＤ検出回路４６の動作は、同じとすることができる。

図５は、ＥＳＤ放電経路を提供する複数の電力ゲート制御トランジスタをそれぞれが利用する複数の電力ドメインを有するＩＣの別の実施形態を示す図である。図示する実施形態のＩＣ ５０は、図１に示すＩＣ １０と同様であり、同じ番号付けされた素子は同じ機能を実施する。しかし、ＩＣ ５０内の電力ドメイン２１および２２はそれぞれ、ＩＣ １０の電力ドメイン用の単一の電力ゲート制御トランジスタ２５の代わりに電力ゲート制御トランジスタ２５の複数事例を含む。電力ゲート制御トランジスタの複数事例を実装することは、いくつかの実施形態では、これらのトランジスタが、単一の電力ゲート制御トランジスタだけが利用される実施形態より小さいことを可能にする。

図示する実施形態では、電力ドメイン２１および２２はそれぞれ、減結合キャパシタ２３に並列に結合されるさらなるトランジスタ５５を含む。トランジスタ５５の各事例は、そのそれぞれのＥＳＤ回路２６に結合されたゲート端子を含む。より詳細には、トランジスタ５５のそれぞれのゲート端子は、対応するＥＳＤ回路２６の、図２の実施形態に示すＥｖｅｎｔノードに結合されることができる。したがって、図示する実施形態のトランジスタ５５は、ＥＳＤ事象に応答して起動されることに加えて、そのそれぞれの電力ドメインに電力を提供するために起動されることができるトランジスタ２５と対照的に、ＥＳＤ事象だけに応答して起動されるように構成される。活動状態であると、トランジスタ５５の所与の事例は、対応するキャパシタ２３と並列に、ＶｄｄとそれぞれのＶｓｓ−Ｌｏｃａｌノードとの間にさらなる放電経路を提供することができる。

一般に、いろいろな実施形態のＩＣが、先の議論に従って実装されることができ、電力ゲート制御トランジスタの機能は、ＥＳＤ保護デバイスとして２倍になる可能性がある。こうした電力ゲート制御トランジスタは、グローバル電圧供給ノードとローカル電圧供給ノードとの間、グローバルグラウンドノードとローカルグラウンドノードとの間、および／または他のローカル電圧ノードと他のグローバル電圧ノードとの間に結合されることができる。ＥＳＤ回路は、こうした電力ゲート制御トランジスタに結合されることができ、ＥＳＤ事象に応答した電力ゲート制御トランジスタの起動を可能にして、放電経路を設け、したがって、そのそれぞれの電力ドメインに対する損傷を防止することができる。電力ゲート制御トランジスタはまた、独立して、そのそれぞれの電力ドメインに電力を印加する、または、そのそれぞれの電力ドメインから電力を取除くために使用されることができる。

方法のフロー：

図６は、ＩＣ内にＥＳＤ放電経路を設けるための方法の一実施形態を示すフロー図である。図示する実施形態では、方法６０は、ＥＳＤ事象の検出（ブロック６２）で始まる。ＥＳＤ事象の検出に応答して、１つまたは複数のＥＳＤ検出回路であって、それぞれが特定の電力ドメインに関連することができる、１つまたは複数のＥＳＤ検出回路によって指示が生成される（ブロック６４）。各ＥＳＤ検出回路は、特定の電力ドメイン用の対応する電力ゲート制御トランジスタに結合されることができる。所与の電力ドメインについて、ＥＳＤ事象が検出されるときに（ブロック６６, いいえ）そのそれぞれの電力ゲート制御トランジスタが活動状態でない場合、その電力ゲート制御トランジスタが起動されて（ブロック６８）、ＥＳＤ事象によって生成される電流用の放電経路が設けられることができる。ＥＳＤ事象が起こったときに、対応する電力ドメインに関連する電力ゲート制御トランジスタの一部または全てが既に活動状態である場合（ブロック６６、はい）、活動状態の電力ゲート制御トランジスタならびに対応する減結合キャパシタンスを通して放電経路が既に設けられているため、これらの電力ドメインについてさらなる処置がとられる必要はない。各電力ドメイン用の電力ゲート制御トランジスタは、他の電力ドメインに関連する電力ゲート制御トランジスタと独立して起動または停止されることできるため、一部は、所与の時間に活動状態であるとすることができ、一方、他は未活動状態であることが留意される。したがって、時々、ＥＳＤ事象が起こるときに、普通なら未活動状態の電力ゲート制御トランジスタを、他の電力ゲート制御トランジスタが既に活動状態にある間に、わずかの間起動することが必要である場合がある。

コンピュータアクセス可能記憶媒体：

次に図７を考えると、先に論じたＩＣ １０、４０、または５０の任意のＩＣ（または、全て）を表すデータベースを含むコンピュータアクセス可能記憶媒体３００のブロック図が示される。一般的に言えば、コンピュータアクセス可能記憶媒体は、コンピュータに命令および／またはデータを提供するために、使用中にコンピュータによってアクセス可能な任意の一時的でない記憶媒体を含むことができる。たとえば、コンピュータアクセス可能記憶媒体は、磁気または光媒体などの記憶媒体、たとえばディスク（固定式のまたは取外し可能の）、テープ、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、またはブルーレイを含むことができる。記憶媒体は、さらに、ＲＡＭ（たとえば、シンクロナスダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレート（ＤＤＲ、ＤＤＲ２、ＤＤＲ３など）ＳＤＲＡＭ、低電力ＤＤＲ（ＬＰＤＤＲ２など）ＳＤＲＡＭ、ラムバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）など）、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの揮発性または不揮発性メモリ媒体、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェースなどの周辺インタフェースを介してアクセス可能な不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）を含むことができる。記憶媒体は、ネットワークおよび／または無線リンクなどの通信媒体を介してアクセス可能な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ならびに記憶媒体を含むことができる。

一般に、コンピュータアクセス可能記憶媒体３００上に担持されるＩＣ １０、４０、および／または５０を表すデータベースまたは他のタイプのデータ構造は、プログラムによって読まれ、記述されるＩＣ（複数可）を構成するハードウェアを作製するために直接的にまたは間接的に使用されうるデータベースとすることができる。たとえば、データベースは、ＶｅｒｉｌｏｇまたはＶＨＤＬなどの高レベル設計言語（ＨＤＬ）でのハードウェア機能の動作レベル記述またはレジスタ転送レベル（ＲＴＬ）記述とすることができる。記述は、合成ツールによって読まれることができ、合成ツールは、記述を合成して、合成ライブラリから、ゲートおよび他の回路のリストを含むネットリストを生成することができる。ネットリストは、記述されるＩＣ（複数可）を構成するハードウェアの機能性を同様に表す、ゲートのセットおよび他の回路要素を含む。ネットリストは、その後、マスクに適用される幾何学的形状を記述するデータセットを生成するために配置され経路制御されることができる。マスクは、その後、種々の半導体作製工程で使用されて、記述されるＩＣ（複数可）に対応する１つまたは複数の半導体回路が生成されることができる。あるいは、コンピュータアクセス可能記憶媒体３００上のデータベースは、所望に応じて、ネットリスト（合成ライブラリを持つかまたは持たない）またはデータセットとすることができる。

コンピュータアクセス可能記憶媒体３００は、ＩＣ １０、４０、および／または５０の１つまたは複数の表現を担持するが、他の実施形態は、エージェントの任意のセット（たとえば、ＥＳＤ回路２６、電力制御ユニット２８、機能ユニット２４など）、エージェントの所定部分（たとえば、ＯＲゲート３１）などを含む、これらのＩＣの任意の部分の表現を、所望に応じて担持することができる。

本発明は特定の実施形態を参照して述べられたが、実施形態が例証的であること、および、本発明の範囲がそのように制限されないことが理解されるであろう。述べる実施形態に対する任意の変形、変更、付加、および改善が可能である。これらの変形、変更、付加、および改善は、添付特許請求の範囲内で詳述される本発明の範囲内に入ることができる。

Claims (22)

1. 集積回路であって、
   第１のグローバル電圧ノードおよび第２のグローバル電圧ノードと、
   それぞれが前記第１のグローバル電圧ノードに結合された２つ以上の電力ドメインとを備え、前記２つ以上の電力ドメインはそれぞれ、
   ローカル電圧ノードと、
   前記ローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された第１のトランジスタと、
   ＥＳＤ（静電放電）回路であって、ＥＳＤ事象の発生を検出するように構成され、また、前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して前記第１のトランジスタの起動をもたらすようにさらに構成されるＥＳＤ回路とを含む、集積回路。
2. 前記電力ドメインはそれぞれ、前記第１のグローバル電圧ノードとそのそれぞれのローカル電圧ノードとの間に結合された機能ユニットを含み、前記電力ドメインのそれぞれの前記ＥＳＤ回路は、集積回路の電力制御ユニットから第１の指示を受信することに応答して前記第１のトランジスタを起動することによって、前記複数の電力ドメインのそれぞれの１つの電力ドメインの前記機能ユニットに電力を提供するようにさらに構成される請求項１に記載の集積回路。
3. ＥＳＤ事象がない状態で、前記第１のトランジスタは、前記電力制御ユニットから第２の指示を受信する前記ＥＳＤ回路に応答して未活動状態になるように構成される請求項２に記載の集積回路。
4. 記電力制御ユニットは、前記複数の電力ドメインのパワーオンおよびパワーオフを互いに独立して制御するようにさらに構成され、前記複数の電力ドメインの特定の電力ドメインをパワーオンすることは、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインの前記ＥＳＤ回路に前記第１の指示を提供することを含み、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインから電力を取除くことは、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインの前記ＥＳＤ回路に前記第２の指示を提供することを含む請求項２に記載の集積回路。
5. 前記ＥＳＤ回路は、
   前記第１のグローバル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に直列に結合された抵抗器およびキャパシタを有するＲＣ（抵抗性−容量性）回路と、
   前記抵抗器および前記キャパシタの接合部(junction)に結合された第１の入力を有する論理ゲートとを含む請求項２に記載の集積回路。
6. 前記論理ゲートは、前記電力制御ユニットから前記第１の指示を受信するために結合された第２の入力をさらに含む請求項５に記載の集積回路。
7. 前記第１のグローバル電圧ノードは電源ノードであり、前記第２のグローバル電圧ノードはリターンノードである請求項１に記載の集積回路。
8. 前記第１のグローバル電圧ノードはリターンノードであり、前記第２のグローバル電圧ノードは電源ノードである請求項１に記載の集積回路。
9. 前記複数の電力ドメインのそれぞれは、前記第１のグローバル電圧ノードと前記第１のグローバル電圧ノードのそれぞれのローカル電圧ノードとの間に結合された１つまたは複数の減結合キャパシタを含む請求項１に記載の集積回路。
10. 前記複数の電力ドメインはそれぞれ、前記第１のグローバル電圧ノードとそのそれぞれのローカル電圧ノードとの間に結合された第２のトランジスタを含み、前記ＥＳＤ回路は、前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して前記第２のトランジスタを起動するように構成される請求項９に記載の集積回路。
11. 前記２つ以上の電力ドメインのそれぞれは、それぞれのローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された２つ以上のトランジスタを含み、前記２つ以上のトランジスタのそれぞれは、そのそれぞれのＥＳＤ回路に結合され、前記それぞれのＥＳＤ回路は、前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して、または、電力制御ユニットから対応する指示を受信することに応答して、前記２つ以上のトランジスタを起動するように構成される請求項１に記載の集積回路。
12. ＥＳＤ（静電放電）回路がＥＳＤ事象を検出することであって、前記ＥＳＤ回路は、集積回路（ＩＣ）の複数の電力ドメインのうちの１つの電力ドメインに関連し、前記複数の電力ドメインはそれぞれ、複数のＥＳＤ回路の対応する１つのＥＳＤ回路に関連し、また、第１のグローバル電圧ノードと第２のグローバル電圧ノードとの間に結合される、ＥＳＤ回路がＥＳＤ事象を検出すること、および、
    前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して、前記第２のグローバル電圧ノードと前記複数の電力ドメインの前記１つの電力ドメインのローカル電圧ノードとの間に放電経路を設けることを含む方法。
13. 前記放電経路を前記設けることは、前記ＥＳＤ回路が前記ローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された１つまたは複数のトランジスタを起動することを含む請求項１２に記載の方法。
14. 電力制御ユニットから第１の指示を受信することに応答して、前記ＥＳＤ回路が前記ローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された前記１つまたは複数のトランジスタを起動することをさらに含む請求項１３に記載の方法。
15. 前記電力制御ユニットが前記複数の電力ドメインの特定の電力ドメインを互いに独立してパワーオンすることをさらに含み、また、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインに第２の指示を提供することによって、前記電力制御ユニットが、独立して、前記複数の電力ドメインの特定の電力ドメインを互いに独立してパワーダウンすることをさらに含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記１つまたは複数のトランジスタを起動することは、グローバル供給電圧ノードをローカル供給電圧ノードに結合することを含み、前記第２のグローバル電圧ノードは前記グローバル供給電圧ノードであり、前記第１のグローバル電圧ノードはリターン電圧ノードである請求項１３に記載の方法。
17. 前記１つまたは複数のトランジスタを起動することは、グローバルリターン電圧ノードをローカルリターン電圧ノードに結合することを含み、前記第２のグローバル電圧ノードは前記グローバルリターン電圧ノードであり、前記第１のグローバル電圧ノードは供給電圧ノードである請求項１３に記載の方法。
18. コンピュータシステム上で実行可能なプログラムによって作用されるデータ構造を記憶する一時的でないコンピュータ可読媒体であって、前記プログラムは、前記データ構造に作用して、前記データ構造によって記述される回路要素を含む集積回路を作製するプロセスの一部分を実施し、前記データ構造において記述される前記回路要素は、
    第１のグローバル電圧ノードおよび第２のグローバル電圧ノードを含む集積回路（ＩＣ）と、
    それぞれが前記第１のグローバル電圧ノードに結合された２つ以上の電力ドメインとを有し、前記２つ以上の電力ドメインはそれぞれ、
    ローカル電圧ノードと、
    前記ローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された一個のトランジスタと、
    ＥＳＤ事象の発生を検出するように構成され、また、前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して前記トランジスタの起動をもたらすようにさらに構成される、ＥＳＤ回路とを含む、コンピュータ可読媒体。
19. 前記データ構造において記述される前記ＥＳＤ回路は、前記集積回路の電力制御ユニットから第１の指示を受信することに応答して前記トランジスタを起動することによって、前記複数の電力ドメインのそれぞれの１つの電力ドメインの機能ユニットに電力を提供するようにさらに構成され、前記電力ドメインのそれぞれの前記機能ユニットは、前記第１のグローバル電圧ノードとそのそれぞれのローカル電圧ノードとの間に結合される請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
20. 前記データ構造において記述される前記電力制御ユニットは、前記複数の電力ドメインのそれぞれを互いに独立にパワーオンするようにさらに構成され、前記複数の電力ドメインの特定の電力ドメインをパワーオンすることは、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインの前記ＥＳＤ回路に前記第１の指示を提供することを含み、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインから電力を取除くことは、前記複数の電力ドメインの前記特定の電力ドメインの前記ＥＳＤ回路に前記第２の指示を提供することを含む請求項１９に記載のコンピュータ可読媒体。
21. 前記データ構造において記述される前記ＩＣの前記２つ以上の電力ドメインのそれぞれは、それぞれのローカル電圧ノードと前記第２のグローバル電圧ノードとの間に結合された２つ以上のトランジスタを含み、前記２つ以上のトランジスタはそれぞれ、そのそれぞれのＥＳＤ回路に結合され、前記それぞれのＥＳＤ回路は、前記ＥＳＤ事象を検出することに応答して、または、電力制御ユニットから対応する指示を受信することに応答して、前記２つ以上のトランジスタを起動するように構成される請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。
22. 前記データ構造は、以下のタイプのデータ、すなわち、
    ＨＤＬ（高レベル設計言語）データ、
    ＲＴＬ（レジスタ転送レベル）データ、
    グラフィックデータシステム（ＧＤＳ）ＩＩデータ
    の１つまたは複数を含む請求項１８に記載のコンピュータ可読媒体。

Images