JP2014099044A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置に関し、例えば相補関係を有するクロックで動作する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, for example, a semiconductor device that operates with a clock having a complementary relationship.
近年、半導体装置の動作周波数の高速化に伴い、相補関係を有するクロック(以下、相補クロックともいう)で動作する半導体装置が普及してきている。相補クロックを用いることで、高い周波数のクロックを伝送でき、更にノイズの影響を低減することができる。 In recent years, with the increase in operating frequency of semiconductor devices, semiconductor devices operating with a clock having a complementary relationship (hereinafter also referred to as a complementary clock) have become widespread. By using a complementary clock, a high-frequency clock can be transmitted and the influence of noise can be reduced.
特許文献1には、小振幅差動信号(LVDS:Low Voltage Differential Signal)方式を用いたデータ伝送において、LVDSレシーバにおける信号ラインの異常を検出することが可能な受信装置に関する技術が開示されている。特許文献2には、差動信号の伝送線に異常が発生した場合に、リアルタイムで異常箇所を発見し、これによって伝送線の異常に起因するシステムダウンを早期に復旧させるための技術が開示されている。特許文献3には、平衡型の伝送路を用いた伝送システムにおいて、伝送路の断線を検出するための技術が開示されている。
背景技術で説明したように、半導体装置の中には相補クロックで動作するものがある。相補クロックで動作する半導体装置では、電源投入時に相補クロックが立ち上がらずに共に同一のレベルとなる場合がある。このような場合、半導体装置の動作が不安定になるという問題がある。 As described in the background art, some semiconductor devices operate with a complementary clock. In semiconductor devices that operate with a complementary clock, the complementary clock may not rise at the time of power-on, and both may be at the same level. In such a case, there is a problem that the operation of the semiconductor device becomes unstable.
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態にかかる半導体装置は、相補関係を有する第1および第2のクロックを受信して内部クロックを生成するクロックバッファ回路と、第1および第2のクロックが所定の時間、同一レベルであることを検知するクロック検知回路と、を備える。そして、クロックバッファ回路は第1の電源で動作し、クロック検知回路は第2の電源で動作するように構成されている。 A semiconductor device according to an embodiment includes a clock buffer circuit that receives first and second clocks having a complementary relationship and generates an internal clock, and the first and second clocks are at the same level for a predetermined time. And a clock detection circuit for detecting a certain thing. The clock buffer circuit operates with a first power supply, and the clock detection circuit operates with a second power supply.
前記一実施の形態によれば、電源投入時に安定した動作を実現できる半導体装置を提供することができる。 According to the embodiment, it is possible to provide a semiconductor device capable of realizing a stable operation when power is turned on.
<実施の形態1>
以下、図面を参照して実施の形態1について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる半導体装置を示すブロック図である。図1に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置1は、クロックバッファ回路11と、クロック検知回路12と、を備える。クロック検知回路12は、クロック比較回路13およびフィルタ回路14を備える。クロックバッファ回路11は入出力用電源VDDQ(第1の電源)で動作し、クロック検知回路12は内部電源VDD(第2の電源)で動作する。
<
The first embodiment will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a semiconductor device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
クロックバッファ回路11は、相補関係を有するクロックCK、CK#(第1および第2のクロック)を受信して内部クロックCLK_1を生成する。図2は、クロックバッファ回路11の一例を示す回路図である。図2に示すように、クロックバッファ回路11は、PMOSトランジスタMP1、MP2、NMOSトランジスタMN1、MN2、およびインバータINV1を備える。
The
PMOSトランジスタMP1のソースは電源VDDQに接続され、ゲートおよびドレインはノードAに接続されている。PMOSトランジスタMP2のソースは電源VDDQに接続され、ゲートはノードAに接続され、ドレインはノードBに接続されている。NMOSトランジスタMN1のドレインはノードAに接続され、ゲートにはクロックCK#が供給される。NMOSトランジスタMN1のソースは、低位側の電源(例えば、接地電位)に接続されている。NMOSトランジスタMN2のドレインはノードBに接続され、ゲートにはクロックCKが供給され、ソースは低位側の電源(接地電位)に接続されている。インバータINV1には、電源VDDQが供給される。また、インバータINV1の入力はノードBに接続されている。 The source of the PMOS transistor MP1 is connected to the power supply VDDQ, and the gate and drain are connected to the node A. The source of the PMOS transistor MP2 is connected to the power supply VDDQ, the gate is connected to the node A, and the drain is connected to the node B. The drain of the NMOS transistor MN1 is connected to the node A, and the clock CK # is supplied to the gate. The source of the NMOS transistor MN1 is connected to a lower power supply (for example, ground potential). The drain of the NMOS transistor MN2 is connected to the node B, the clock CK is supplied to the gate, and the source is connected to the lower power supply (ground potential). A power supply VDDQ is supplied to the inverter INV1. The input of the inverter INV1 is connected to the node B.
例えば、クロックバッファ回路11に相補クロックCK#、CKとして、ハイレベルのクロックCK#とロウレベルのクロックCKとが供給された場合、NMOSトランジスタMN1はオン状態、NMOSトランジスタMN2はオフ状態となる。NMOSトランジスタMN1がオン状態となると、PMOSトランジスタMP1、MP2のゲートが接地されロウレベルとなる。これによりPMOSトランジスタMP1、MP2がオン状態となる。そして、PMOSトランジスタMP2がオン状態、NMOSトランジスタMN2がオフ状態であるので、ノードBがハイレベルとなる。よって、インバータINV1はロウレベルの信号を内部クロックCLK_1として出力する。
For example, when the high-level clock CK # and the low-level clock CK are supplied as the complementary clocks CK # and CK to the
逆に、クロックバッファ回路11に相補クロックCK#、CKとして、ロウレベルのクロックCK#とハイレベルのクロックCKとが供給された場合、NMOSトランジスタMN1はオフ状態、NMOSトランジスタMN2はオン状態となる。NMOSトランジスタMN1がオフ状態となると、PMOSトランジスタMP1、MP2のゲートがハイレベルとなる。これによりPMOSトランジスタMP1、MP2がオフ状態となる。そして、PMOSトランジスタMP2がオフ状態であり、またNMOSトランジスタMN2がオン状態であるので、ノードBは接地電位(ロウレベル)となる。よって、インバータINV1はハイレベルの信号を内部クロックCLK_1として出力する。
Conversely, when the low-level clock CK # and the high-level clock CK are supplied to the
また、相補クロックCK#、CKが共にロウレベルである場合は、NMOSトランジスタMN1、MN2が共にオフ状態となり、ノードBが不定状態(中間レベル)となる。このため、インバータINV1の入力が不安定となり、インバータINV1からは不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。 When the complementary clocks CK # and CK are both at the low level, the NMOS transistors MN1 and MN2 are both turned off, and the node B is in an indefinite state (intermediate level). For this reason, the input of the inverter INV1 becomes unstable, and the inverter INV1 outputs the internal clock CLK_1 that changes irregularly.
また、相補クロックCK#、CKが共にハイレベルである場合は、NMOSトランジスタMN1がオン状態となる。これにより、ノードAがロウレベルとなり、PMOSトランジスタMP1、MP2がオン状態となる。しかし、相補クロックCK#、CKが共にハイレベルである場合は、NMOSトランジスタMN2もオン状態となるので、不定状態(中間レベル)となる。このため、インバータINV1の入力が不安定となり、インバータINV1からは不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。 Further, when the complementary clocks CK # and CK are both at the high level, the NMOS transistor MN1 is turned on. As a result, the node A becomes low level, and the PMOS transistors MP1 and MP2 are turned on. However, when the complementary clocks CK # and CK are both at the high level, the NMOS transistor MN2 is also in the on state, and thus becomes indefinite (intermediate level). For this reason, the input of the inverter INV1 becomes unstable, and the inverter INV1 outputs the internal clock CLK_1 that changes irregularly.
クロック検知回路12は、相補クロックCK#、CKが所定の時間、同一レベルであることを検知する回路である。クロック検知回路12は、相補クロックCK#、CKを比較するクロック比較回路13と、クロック比較回路13の出力OUT_Cが所定の時間変化しないことを検知するフィルタ回路14と、を備える。
The
図3は、クロック比較回路13の一例を示す回路図である。図3に示すように、クロック比較回路13は、基準電位生成回路21、CK#検出回路22、およびCK検出回路23を備える。基準電位生成回路21は、電源VDDと接地電位との間に直列に接続された抵抗R11、R12を備える。抵抗R11と抵抗R12とが接続されているノードには、抵抗R11と抵抗R12とで抵抗分割された電圧VRQが出力される。例えば、抵抗R11、R12の設定値は、VRQ=1/2×VDDQとなるように設定することが好ましい。基準電位生成回路21で生成された電圧VRQは、CK#検出回路22およびCK検出回路23に供給される。
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of the
CK#検出回路22は、クロックCK#を検出するための回路である。CK#検出回路22は、基準電位生成回路21で生成された電圧VRQとクロックCK#の電圧とを比較し、クロックCK#の電圧が電圧VRQよりも低い場合は、CK#検出回路22の出力OUT_Aとしてロウレベルの信号を出力する。一方、クロックCK#の電圧が電圧VRQよりも高い場合は、出力OUT_Aとしてハイレベルの信号を出力する。
The CK
CK#検出回路22は、PMOSトランジスタMP11、MP12、NMOSトランジスタMN11、MN12、およびインバータINV11を備える。PMOSトランジスタMP11のソースは電源VDDに接続され、ゲートおよびドレインはノードCに接続されている。PMOSトランジスタMP12のソースは電源VDDに接続され、ゲートはノードCに接続され、ドレインはノードDに接続されている。NMOSトランジスタMN11のドレインはノードCに接続され、ゲートには基準電位生成回路21で生成された電圧VRQが供給され、ソースは接地されている。NMOSトランジスタMN12のドレインはノードDに接続され、ゲートにはクロックCK#が供給され、ソースは接地されている。インバータINV11には電源VDDが供給される。また、インバータINV11の入力はノードDに接続されている。
The CK
NMOSトランジスタMN11のゲートには電圧VRQが供給されている。よって、NMOSトランジスタMN11は、電圧VRQに応じたレベルでオン状態となっている。つまり、NMOSトランジスタMN11は、電圧VRQに応じた量の電流をノードCから接地電源に流している。PMOSトランジスタMP11、MP12は、ノードCの電位に応じたレベルでオン状態となる。すなわち、NMOSトランジスタMN11に流れる電流量に応じたレベルでオン状態となる。PMOSトランジスタMP12は、ノードDに電流を供給する。換言すると、PMOSトランジスタMP12は、電圧VRQに応じた電流をノードDに供給する。 A voltage VRQ is supplied to the gate of the NMOS transistor MN11. Therefore, the NMOS transistor MN11 is in an on state at a level corresponding to the voltage VRQ. That is, the NMOS transistor MN11 passes a current corresponding to the voltage VRQ from the node C to the ground power supply. The PMOS transistors MP11 and MP12 are turned on at a level corresponding to the potential of the node C. That is, the transistor is turned on at a level corresponding to the amount of current flowing through the NMOS transistor MN11. The PMOS transistor MP12 supplies a current to the node D. In other words, the PMOS transistor MP12 supplies a current corresponding to the voltage VRQ to the node D.
NMOSトランジスタMN12は、クロックCK#の電圧レベルの程度に応じてオン状態またはオフ状態となる。クロックCK#の電圧が電圧VRQよりも低い場合は、NMOSトランジスタMN12に流れる電流量がPMOSトランジスタMP12に流れる電流量よりも少なくなるので、ノードDがハイレベルとなる。この場合は、インバータINV11の出力OUT_Aとしてロウレベルの信号が出力される。また、クロックCK#の電圧が電圧VRQよりも高い場合は、NMOSトランジスタMN12に流れる電流量がPMOSトランジスタMP12に流れる電流量よりも多くなるので、ノードDがロウレベルとなる。この場合は、インバータINV11の出力OUT_Aとしてハイレベルの信号が出力される。 The NMOS transistor MN12 is turned on or off depending on the voltage level of the clock CK #. When the voltage of the clock CK # is lower than the voltage VRQ, since the amount of current flowing through the NMOS transistor MN12 is smaller than the amount of current flowing through the PMOS transistor MP12, the node D becomes high level. In this case, a low level signal is output as the output OUT_A of the inverter INV11. Further, when the voltage of the clock CK # is higher than the voltage VRQ, the amount of current flowing through the NMOS transistor MN12 is larger than the amount of current flowing through the PMOS transistor MP12, so that the node D becomes low level. In this case, a high level signal is output as the output OUT_A of the inverter INV11.
図4は、クロック比較回路13の真理値表である。図4に示すように、クロックCK#がロウレベルである場合(ここでは、電圧VRQよりも低い場合にロウレベルとしている)、ノードDはハイレベルとなり、出力OUT_Aはロウレベルとなる。また、クロックCK#がハイレベルである場合(ここでは、電圧VRQよりも高い場合にハイレベルとしている)、ノードDはロウレベルとなり、出力OUT_Aはハイレベルとなる。
FIG. 4 is a truth table of the
CK検出回路23は、クロックCKを検出するための回路である。CK検出回路23は、基準電位生成回路21で生成された電圧VRQとクロックCKの電圧とを比較し、クロックCKの電圧が電圧VRQよりも低い場合は、CK検出回路23の出力OUT_Bとしてロウレベルの信号を出力する。一方、クロックCKの電圧が電圧VRQよりも高い場合は、出力OUT_Bとしてハイレベルの信号を出力する。
The
CK検出回路23は、PMOSトランジスタMP13、MP14、NMOSトランジスタMN13、MN14、およびインバータINV12を備える。なお、CK検出回路23の構成および動作は、CK#検出回路22の構成および動作と同様であるので、重複した説明は省略する。
The
CK#検出回路22の出力OUT_AおよびCK検出回路23の出力OUT_Bは、排他的論理和回路EOR11に供給される。排他的論理和回路EOR11は、出力OUT_Aおよび出力OUT_Bの排他的論理和を演算し、演算結果をクロック比較回路13の出力OUT_Cとして出力する。また、排他的論理和回路EOR11には電源VDDが供給される。
The output OUT_A of the CK
図4に示すように、出力OUT_A(クロックCK#)および出力OUT_B(クロックCK)が共にロウレベルである場合、排他的論理和回路EOR11は、クロック比較回路13の出力OUT_Cとしてロウレベルの信号を出力する。出力OUT_A(クロックCK#)がロウレベルであり、出力OUT_B(クロックCK)がハイレベルである場合、排他的論理和回路EOR11は、クロック比較回路13の出力OUT_Cとしてハイレベルの信号を出力する。出力OUT_A(クロックCK#)がハイレベルであり、出力OUT_B(クロックCK)がロウレベルである場合、排他的論理和回路EOR11は、クロック比較回路13の出力OUT_Cとしてハイレベルの信号を出力する。出力OUT_A(クロックCK#)および出力OUT_B(クロックCK)が共にハイレベルである場合、排他的論理和回路EOR11は、クロック比較回路13の出力OUT_Cとしてロウレベルの信号を出力する。
As shown in FIG. 4, when both the output OUT_A (clock CK #) and the output OUT_B (clock CK) are at low level, the exclusive OR circuit EOR11 outputs a low level signal as the output OUT_C of the
すなわち、クロック比較回路13は、クロックCK#とクロックCKとが同一レベルである場合、出力OUT_Cとしてロウレベルの信号を出力する。また、クロックCK#のレベルとクロックCKのレベルとが異なる場合(つまり、相補クロックとなっている場合)、出力OUT_Cとしてハイレベルの信号を出力する。
That is, when the clock CK # and the clock CK are at the same level, the
フィルタ回路14は、クロック比較回路13の出力OUT_Cが所定の時間変化しないことを検知する回路である。図5は、フィルタ回路14の一例を示す回路図である。図5に示すように、フィルタ回路14は、遅延回路25と論理和回路OR21とを備える。遅延回路25は、クロック比較回路13の出力OUT_Cを遅延し、遅延後の出力OUT_Dを論理和回路OR21に出力する。例えば、遅延回路25は複数のインバータ回路INV21〜INV24が直列に接続された回路で構成することができる。インバータ回路INV21〜INV24には電源VDDが供給される。
The
論理和回路OR21は、クロック比較回路13の出力OUT_Cと遅延回路25の出力OUT_Dとを入力し、これらの論理和を出力する。論理和回路OR21には電源VDDが供給される。クロック比較回路13の出力OUT_Cがハイレベルからロウレベルに変化した直後は、論理和回路OR21の一方に供給される出力OUT_Cはロウレベルとなるが、論理和回路OR21の他方に供給される、遅延回路25からの出力OUT_Dはハイレベルのままとなる。よって、論理和回路OR21の出力OUT_Eは、ハイレベルを保持する。その後、遅延回路25で設定された遅延時間を過ぎると、出力OUT_Dはハイレベルからロウレベルに遷移する。この場合は、論理和回路OR21に供給される出力OUT_Cおよび出力OUT_Dがロウレベルとなるので、論理和回路OR21は出力OUT_Eとしてロウレベルの信号を出力する。
The OR circuit OR21 inputs the output OUT_C of the
ここで、クロック比較回路13の出力OUT_Cがハイレベルからロウレベルに変化する場合とは、クロック比較回路13において、クロックCK#とクロックCKとが同一レベルとなったことが検知された場合である。
Here, the case where the output OUT_C of the
また、図1に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置1は、クロック検知回路12の検知結果に応じて、クロックバッファ回路11から出力された内部クロックCLK_1をマスクするクロックマスク回路15を備える。クロック検知回路12の出力OUT_Eがハイレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが相補関係にあるので、クロックマスク回路15はクロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1を内部クロックCLK_2として出力する。
As shown in FIG. 1, the
一方、クロック検知回路12の出力OUT_Eがロウレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであるので、クロックマスク回路15はクロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1をマスクする。この場合は、内部クロックCLK_2は出力されない。クロックマスク回路15は例えば論理積回路で構成することができる。クロックマスク回路15は、電源VDDで動作する。
On the other hand, when the output OUT_E of the
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の動作について、図6に示すタイミングチャートを用いて説明する。
タイミングt1において半導体装置に電源が投入されると、電源VDDと電源VDDQとが上昇し始める。例えば、タイミングt1以降において、半導体装置に供給されるクロックCKとクロックCK#とが共にロウレベルである場合は、図2に示したクロックバッファ回路11のNMOSトランジスタMN1、MN2が共にオフ状態となる。このため、インバータINV1の入力であるノードBが不定状態(中間レベル)となり、インバータINV1からは不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。
Next, the operation of the semiconductor device according to this embodiment will be described using the timing chart shown in FIG.
When power is turned on to the semiconductor device at timing t1, the power supply VDD and the power supply VDDQ start to rise. For example, after the timing t1, when the clock CK and the clock CK # supplied to the semiconductor device are both at the low level, the NMOS transistors MN1 and MN2 of the
また、半導体装置に供給されるクロックCKとクロックCK#とが共にロウレベルである場合、クロック比較回路13から出力OUT_Cとしてロウレベルの信号が出力される(図4参照)。また、フィルタ回路14は、クロック比較回路13の出力OUT_Cが所定の時間変化しない場合、出力OUT_Eとしてロウレベルの信号をクロックマスク回路15に出力する。クロックマスク回路15は、出力OUT_Eがロウレベルであるので、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1をマスクする。この場合は、図6に示すように、内部クロックCLK_2は出力されない。
When both the clock CK and the clock CK # supplied to the semiconductor device are at a low level, a low level signal is output from the
その後、タイミングt2においてクロックCKが立ち上がると、つまり、クロックCKとクロックCK#とが相補クロックとなると、クロック比較回路13から出力OUT_Cとしてハイレベルの信号が出力される(図4参照)。また、フィルタ回路14は、ハイレベルの信号を出力OUT_Eとしてクロックマスク回路15に出力する。そして、タイミングt3において、クロックマスク回路15は、出力OUT_Eがハイレベルであるので、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1を内部クロックCLK_2として出力する。
After that, when the clock CK rises at timing t2, that is, when the clock CK and the clock CK # become complementary clocks, a high level signal is output from the
図6に示すように、クロックCK、CK#が相補クロックとして正常に動作している場合であっても、クロックCK、CK#が遷移する期間にクロスポイント(符号26、27参照)が発生する。このようにクロスポイントが発生すると、クロック比較回路13の出力OUT_Cに短いロウレベルのパルスが発生する場合がある。上記で説明したフィルタ回路14は、このような短いロウレベルのパルスを除去する目的で設けられている。
As shown in FIG. 6, even when the clocks CK and CK # are operating normally as complementary clocks, cross points (see
このように本実施の形態にかかる半導体装置では、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであることを、クロック検知回路12を用いて検知している。そして、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルである場合、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1をクロックマスク回路15でマスクしている。
Thus, in the semiconductor device according to this embodiment, the
つまり、クロックCK、CK#が共にロウレベルである場合(または共にハイレベルである場合)、クロックバッファ回路11から不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。しかし本実施の形態にかかる半導体装置では、この内部クロックCLK_1をマスクしているので、内部クロックが供給される半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
That is, when both of the clocks CK and CK # are at the low level (or both are at the high level), the internal clock CLK_1 that changes irregularly is output from the
また、本実施の形態にかかる半導体装置では、クロックバッファ回路11は入出力用電源VDDQで動作し、クロック検知回路12は内部電源VDDで動作するように構成している。このように構成することで得られる効果について以下で詳細に説明する。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
図7は、本実施の形態にかかる半導体装置の構成例を説明するためのブロック図である。図7に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置は、入力段31と、当該入力段31の後段に配置されている内部回路32と、当該内部回路32の後段に配置されている出力段33とを備える。そして、入力段31および出力段33は入出力用電源VDDQで動作し、内部回路32は内部電源VDDで動作するように構成されている。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a configuration example of the semiconductor device according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the semiconductor device according to the present embodiment includes an
入力段31は、例えば、クロックCK、CK#を受信して内部クロックCLKを生成するクロックバッファ回路、アドレスADDを受信して内部アドレスADD_INを生成するアドレスバッファ回路を備える。更に、入力段31は、コマンド信号COMを受信して内部コマンド信号COM_0〜COM_2を生成するコマンドバッファ回路、データDATA_1を受信して入力データDATA_INを生成する入力データバッファ回路等を備える。
The
内部回路32は、供給された内部クロックCLK、内部アドレスADD_IN、内部コマンド信号COM_0〜COM_2、入力データDATA_INを用いて所定の処理を実行し、処理結果(例えば、出力データDATA_OUT)を出力段33に出力する。例えば、内部回路32はロジック回路で構成されている。出力段33は、例えば、出力データDATA_OUTを受信してデータ信号DATA_2を生成する出力バッファ回路を備える。
The
このように、入力段31および出力段33は入出力用のバッファ回路を備え、また内部回路32はロジック回路を構成するトランジスタを備える。よって、入力段31および出力段33と内部回路32とは異なる電圧で駆動する場合がある。このため、入力段31および出力段33は電源VDDQで動作するように構成し、内部回路32は電源VDDで動作するように構成している。よって、半導体装置の電源投入時に電源VDDQと電源VDDとを立ち上げた場合、電源VDDQと電源VDDはそれぞれ異なる電源であるため、立ち上がりの速度が異なる場合がある。
Thus, the
また、例えば内部回路32は、電源投入時の誤動作を防止するために、パワーオンリセット回路を備える。パワーオンリセット回路は、電源投入を検知して、電源VDDが正常に立ち上がっていない場合にはリセット信号を出力して、内部回路32の誤動作を防止する回路である。
Further, for example, the
そして本実施の形態にかかる半導体装置は、クロックバッファ回路11(入力段31に対応)が入出力用電源VDDQで動作し、クロック検知回路12が内部電源VDDで動作するように構成されている。例えば、電源VDDが立ち上がっていない場合は、パワーオンリセット回路によって内部回路32がリセット状態となる。よって、電源VDDの電圧が低いためにクロック検知回路12が正常に機能しなくても、内部回路32が誤動作することはない。なお、電源VDDが立ち上がっていない場合とは、電源VDDの電圧が低く、電源VDDが内部回路32を動作させることができない場合である。
The semiconductor device according to the present embodiment is configured such that the clock buffer circuit 11 (corresponding to the input stage 31) operates with the input / output power supply VDDQ, and the
ここで、クロックバッファ回路11(入力段31)と同一の電源VDDQでクロック検知回路12が動作するように構成した場合は次のような問題が生じる。つまり、電源VDDが立ち上がった後に電源VDDQが立ち上がる場合は、電源VDDが立ち上がった直後はクロック検知回路12に正常な電源VDDQが供給されないため、クロック検知回路12が誤動作するおそれがある。一方、電源VDDが立ち上がっている状態では、内部回路32が備えるパワーオンリセット回路は、内部回路32が正常に動作すると判断している。このため、不適切な内部クロックCLKが内部回路32に供給された場合、クロック検知回路12が正常に動作しないために内部クロックCLKをマスクすることができず、内部回路32が誤動作する場合がある。
Here, when the
以上で説明した理由から、本実施の形態にかかる半導体装置1では、クロックバッファ回路11を動作させる電源VDDQと異なる電源VDDでクロック検知回路12を動作させるように構成している。
For the reasons described above, the
次に、本実施の形態にかかる半導体装置をメモリ装置に適用した場合について、図8、図9を用いて説明する。本実施の形態にかかる半導体装置をメモリ装置に適用する場合は、図8に示すメモリ装置42に半導体装置1を設ける。また、ASIC41(Application Specific Integrated Circuit)はメモリ装置42にアクセス可能に構成されている。すなわち、ASIC41は、メモリ装置42に相補クロックCK、CK#、アドレスADD、コマンド信号COM(チップ選択信号CS#等)、およびデータDATA_1を出力する。また、ASIC41は、メモリ装置42から出力されたデータDATA_2を受信する。
Next, the case where the semiconductor device according to this embodiment is applied to a memory device will be described with reference to FIGS. When the semiconductor device according to this embodiment is applied to a memory device, the
図9にメモリ装置42の詳細な構成を示す。図9に示すように、メモリ装置42は、上記で説明したクロックバッファ回路11、クロック検知回路12、およびクロックマスク回路15を備える。更にメモリ装置42は、アドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、パワーオンリセット回路45、メモリ46、およびデータバッファ回路47を備える。
FIG. 9 shows a detailed configuration of the
メモリ装置42には入出力用電源VDDQと内部電源VDDとが供給される。クロックバッファ回路11は入出力用電源VDDQで動作し、クロック検知回路12、クロックマスク回路15、およびパワーオンリセット回路45は内部電源VDDで動作する。また、アドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、およびデータバッファ回路47については、各々のバッファ回路を構成する回路のうち入出力段に設けられている回路は入出力用電源VDDQで動作し、それ以外の回路は内部電源VDDで動作する。
The
クロックバッファ回路11、クロック検知回路12、およびクロックマスク回路15については、上記で説明したので重複した説明は省略する。クロックマスク回路15から出力された内部クロックCLK_2は、アドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、およびデータバッファ回路47のそれぞれに供給される。
Since the
アドレスバッファ回路43は、ASIC41から出力されたアドレスADDを受信して内部アドレスADD_INを生成し、メモリ46に出力する。コマンドバッファ回路44は、ASIC41から出力されたコマンド信号COMを受信して内部コマンド信号COM_0〜COM_2を生成し、生成された内部コマンド信号COM_0〜COM_2をそれぞれ、アドレスバッファ回路43、メモリ46、およびデータバッファ回路47に出力する。パワーオンリセット回路45は、メモリ装置42への電源投入を検知して、電源VDDが正常に立ち上がっていない場合はリセット信号Ponを出力して、メモリ装置42の誤動作を防止する回路である。ここで、リセット信号Ponはメモリ装置42内の各回路に供給される。
The
データバッファ回路47は、ASIC41から出力されたデータDATA_1を受信して入力データDATA_INを生成し、生成した入力データDATA_INをメモリ46に出力する。また、メモリ46から出力された出力データDATA_OUTを受信して出力データDATA_2を生成し、生成した出力データDATA_2をASIC41に出力する。メモリ46は、コマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号(例えば、読み出し信号、書き込み信号)に応じて、内部アドレスADD_INに対応するアドレスに格納されている出力データDATA_OUTを読み出し、また、内部アドレスADD_INに対応するアドレスに入力データDATA_INを書き込む。
The
図9に示すメモリ装置42においても、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであることを、クロック検知回路12を用いて検知している。そして、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルである場合、クロックマスク回路15は、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1をマスクしている(図6参照)。よって、電源投入時にメモリ装置42の動作が不安定になることを抑制することができる。
Also in the
次に、本実施の形態にかかる半導体装置の比較例について説明する。図10は、比較例にかかるメモリ装置142を示すブロック図である。図10に示すメモリ装置142は、クロックバッファ回路11、アドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、パワーオンリセット回路45、メモリ46、およびデータバッファ回路47を備える。つまり、図10に示すメモリ装置142は、図9に示したメモリ装置42と比べて、クロック検知回路12およびクロックマスク回路15を備えていない点が異なる。これ以外は、図9に示したメモリ装置42と同様であるので重複した説明は省略する。
Next, a comparative example of the semiconductor device according to the present embodiment will be described. FIG. 10 is a block diagram showing the
図11は、図10に示すメモリ装置142(ASIC41を含む)の動作を説明するためのタイミングチャートである。図11は、電源投入時に奨励される動作を示している。タイミングt11においてASIC41およびメモリ装置142を起動すると、電源VDD、電源VDDQが立ち上がり始め、クロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#が初期状態に遷移する。ここで、クロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#は、ASIC41から供給される。また、クロックCK、CK#は相補クロックであるので、例えばクロックCKをハイレベル、クロックCK#をロウレベルとする。
FIG. 11 is a timing chart for explaining the operation of memory device 142 (including ASIC 41) shown in FIG. FIG. 11 shows an operation recommended when the power is turned on. When the
チップ選択信号CS#は、電源投入時の誤動作を防止するために、メモリ装置142が非選択状態となるようにハイレベルとする。パワーオンリセット回路45は、電源VDDが立ち上がっていないので、ロウレベルのリセット信号Ponを出力する。これにより、メモリ装置142は初期化状態となる。その後、電源VDDが立ち上がると、タイミングt12に、パワーオンリセット回路45は、ハイレベルのリセット信号Ponを出力する。これにより、メモリ装置142が動作可能な状態となる。
The chip selection signal CS # is set to a high level so that the
更に、タイミングt13以降、クロックCK、CK#が相補クロックとして動作すると、クロックバッファ回路11は、内部クロックCLK_1をメモリ装置142内の各々の回路に供給する。
Further, after the timing t13, when the clocks CK and CK # operate as complementary clocks, the
一方、ASIC41およびメモリ装置142を起動する際、図11に示したように正常に起動できない場合もある。
On the other hand, when the
図12は、図10に示すメモリ装置142(ASIC41を含む)の動作を説明するためのタイミングチャートである。図12では、電源投入時にクロックCK、CK#が正常に立ち上がらない場合の動作を示している。 FIG. 12 is a timing chart for explaining the operation of memory device 142 (including ASIC 41) shown in FIG. FIG. 12 shows the operation when the clocks CK and CK # do not rise normally when the power is turned on.
タイミングt21においてASIC41およびメモリ装置142を起動すると、電源VDD、電源VDDQが立ち上がり始める。しかしこの場合は、タイミングt23までクロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#がロウレベルとなっている。つまり、ASIC41が立ち上がらないために、クロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#はロウレベルのままとなる。
When the
このように、クロックCKとクロックCK#とが共にロウレベルである場合は、図2に示したクロックバッファ回路11のNMOSトランジスタMN1、MN2が共にオフ状態となる。このため、インバータINV1の入力であるノードBが不定状態(中間レベル)となり、インバータINV1からは不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。
Thus, when both the clock CK and the clock CK # are at the low level, both the NMOS transistors MN1 and MN2 of the
パワーオンリセット回路45は、電源VDDが立ち上がっていないので、ロウレベルのリセット信号Ponを出力する。これにより、メモリ装置142は初期化状態となる。その後、電源VDDが立ち上がると、タイミングt22に、パワーオンリセット回路45は、ハイレベルのリセット信号Ponを出力する。これにより、メモリ装置142が動作可能な状態となる。しかし、タイミングt22では、クロックCK、CK#が共にロウレベルであるので、メモリ装置142内部の回路には不規則に変化する内部クロックCLK_1が供給される。また、チップ選択信号CS#はロウレベルであるので、メモリ装置142は外部からコマンド信号を受け入れる状態となっており、予期しない動作状態に遷移するおそれがある。
The power-on
そして、タイミングt23以降、クロックCK、CK#が相補クロックとして動作すると、クロックバッファ回路11は正常な内部クロックCLK_1を生成し、メモリ装置142は正常な内部クロックCLK_1で動作をするようになる。
After the timing t23, when the clocks CK and CK # operate as complementary clocks, the
このように、メモリ装置142の電源投入時に、メモリ装置142に適切なクロックCK、CK#が供給されないと、メモリ装置の動作が不安定になるおそれがある。具体的には、リセット信号Ponがハイレベルになるタイミングt22から相補クロックが供給され始めるタイミングt23までの間に、メモリ装置の動作が不安定になる。
In this manner, when the
そこで本実施の形態にかかる半導体装置では、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであることを、クロック検知回路12を用いて検知している。そして、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルである場合、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1をクロックマスク回路15でマスクしている。
Therefore, in the semiconductor device according to the present embodiment, the
つまり、クロックCK、CK#が共にロウレベルである場合(または共にハイレベルである場合)、クロックバッファ回路11から不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。そこで本実施の形態にかかる半導体装置では、この内部クロックCLK_1をクロックマスク回路15を用いてマスクしている。よって、内部クロックが供給される半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
That is, when both of the clocks CK and CK # are at the low level (or both are at the high level), the internal clock CLK_1 that changes irregularly is output from the
<実施の形態2>
次に、実施の形態2について説明する。図13は、実施の形態2にかかる半導体装置を示すブロック図である。図13に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置2では、クロックバッファ回路11の後にレベルシフト回路51を設けている点が、実施の形態1にかかる半導体装置1と異なる。これ以外は実施の形態1で説明した半導体装置1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
<
Next, a second embodiment will be described. FIG. 13 is a block diagram of the semiconductor device according to the second embodiment. As shown in FIG. 13, the
レベルシフト回路51は、クロックバッファ回路11で生成された内部クロックCLK_1のレベルをシフトするための回路である。つまり、入出力用電源VDDQの電圧と内部電源VDDの電圧とが異なる場合、レベルシフト回路51は、クロックバッファ回路11から出力された内部クロックCLK_1のレベルを内部電源VDDの電圧に対応するようにシフトする。ここで、レベルシフト回路51は内部電源VDDで動作する。
The
図14は、クロックバッファ回路11およびレベルシフト回路51の一例を示す回路図である。図14に示すクロックバッファ回路11は、図2で説明したクロックバッファ回路11と同様であるので、重複した説明は省略する。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an example of the
レベルシフト回路51は、PMOSトランジスタMP21、MP22、NMOSトランジスタMN21、MN22、およびインバータINV21を備える。PMOSトランジスタMP21のソースは電源VDDに接続され、ゲートはノードQに接続され、ドレインはノードPに接続されている。PMOSトランジスタMP22のソースは電源VDDに接続され、ゲートはノードPに接続され、ドレインはノードQに接続されている。NMOSトランジスタMN21のドレインはノードPに接続され、ゲートには内部クロックCLK_1が供給される。NMOSトランジスタMN21のソースは接地されている。インバータINV21は内部クロックCLK_1を入力し、内部クロックCLK_1を反転した信号をNMOSトランジスタMN22のゲートに出力する。NMOSトランジスタMN22のドレインはノードQに接続され、ソースは接地されている。レベルシフト後の内部クロックCLK_1'は、ノードQから出力される。
The
内部クロックCLK_1がハイレベルである場合、NMOSトランジスタMN21はオン状態となり、ノードPがロウレベルとなる。また、NMOSトランジスタMN22はオフ状態となる。ノードPがロウレベルになると、PMOSトランジスタMP22はオン状態となる。このとき、NMOSトランジスタMN22がオフ状態であるので、ノードQはハイレベルになる。また、ノードQがハイレベルであるので、PMOSトランジスタMP21はオフ状態となる。よって、ノードQから電源VDDの電圧に対応したハイレベルの信号が出力される。 When the internal clock CLK_1 is at a high level, the NMOS transistor MN21 is turned on and the node P is at a low level. Further, the NMOS transistor MN22 is turned off. When the node P becomes low level, the PMOS transistor MP22 is turned on. At this time, since the NMOS transistor MN22 is in an off state, the node Q becomes a high level. Further, since the node Q is at the high level, the PMOS transistor MP21 is turned off. Therefore, a high level signal corresponding to the voltage of the power supply VDD is output from the node Q.
一方、内部クロックCLK_1がロウレベルである場合、NMOSトランジスタMN21はオフ状態となる。また、NMOSトランジスタMN22はオン状態となる。よって、ノードQはロウレベルになる。ノードQがロウレベルになると、PMOSトランジスタMP21はオン状態となる。このとき、NMOSトランジスタMN21がオフ状態であるので、ノードPはハイレベルになる。また、ノードPがハイレベルであるので、PMOSトランジスタMP22はオフ状態となる。よって、ノードQからロウレベル(接地電位)の信号が出力される。 On the other hand, when the internal clock CLK_1 is at a low level, the NMOS transistor MN21 is turned off. Further, the NMOS transistor MN22 is turned on. Therefore, the node Q becomes a low level. When the node Q becomes low level, the PMOS transistor MP21 is turned on. At this time, since the NMOS transistor MN21 is in an off state, the node P becomes a high level. Further, since the node P is at a high level, the PMOS transistor MP22 is turned off. Therefore, a low level (ground potential) signal is output from the node Q.
このように、本実施の形態にかかる半導体装置2では、クロックバッファ回路11の後にレベルシフト回路51を設けているので、入出力用電源VDDQの電圧と内部電源VDDの電圧とが異なる場合であっても、内部クロックのレベルを内部電源VDDの電圧に合わせることができる。
As described above, since the
<実施の形態3>
次に、実施の形態3について説明する。図15は、実施の形態3にかかる半導体装置を示すブロック図である。図15に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置3では、クロック検知回路12の検知結果に応じてパワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクしている点が、実施の形態1にかかる半導体装置1と異なる。これ以外は実施の形態1で説明した半導体装置1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
<Embodiment 3>
Next, Embodiment 3 will be described. FIG. 15 is a block diagram of the semiconductor device according to the third embodiment. As shown in FIG. 15, in the semiconductor device 3 according to the present embodiment, the reset signal Pon output from the power-on
図15に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置3は、クロックバッファ回路11と、クロック検知回路12と、パワーオンリセット回路45と、リセット信号マスク回路61とを備える。クロック検知回路12は、クロック比較回路13およびフィルタ回路14を備える。クロックバッファ回路11は入出力用電源VDDQ(第1の電源)で動作し、クロック検知回路12、パワーオンリセット回路45、およびリセット信号マスク回路61は内部電源VDD(第2の電源)で動作する。なお、クロックバッファ回路11およびクロック検知回路12の構成および動作は、実施の形態1で説明した場合と同様であるので重複した説明を省略する。
As shown in FIG. 15, the semiconductor device 3 according to the present embodiment includes a
パワーオンリセット回路45は、半導体装置3への電源投入を検知して、電源VDDが正常に立ち上がっていない場合はリセット信号Ponを出力して、半導体装置3の誤動作を防止する回路である。例えば、パワーオンリセット回路45は、電源VDDが正常に立ち上がっていない場合はロウレベルのリセット信号Ponを出力する。一方、電源VDDが正常に立ち上がったと判断した場合はハイレベルのリセット信号Ponを出力する。リセット信号マスク回路61は、クロック検知回路12の検知結果(出力OUT_E)に応じて、パワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクする。リセット信号マスク回路61は例えば論理積回路で構成することができる。
The power-on
例えば、クロック検知回路12の出力OUT_Eがハイレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが相補関係にあり、半導体装置3は正常に動作することができる。よって、リセット信号マスク回路61は、パワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクすることなく、リセット信号Pon_2として出力する。
For example, when the output OUT_E of the
一方、クロック検知回路12の出力OUT_Eがロウレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであるので、半導体装置3が正常に動作することができない。よって、リセット信号マスク回路61は、パワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクする。つまり、パワーオンリセット回路45からの出力によらずに、常にロウレベルの信号をリセット信号Pon_2として出力して半導体装置(内部回路)をリセット状態とする。
On the other hand, when the output OUT_E of the
換言すると、電源VDDが正常に立ち上がったとパワーオンリセット回路45が判断した場合であっても、クロック検知回路12の出力OUT_Eがロウレベルである場合は、クロック検知回路12の検知結果が優先されて、リセット信号Pon_2としてロウレベルの信号が出力される。よって、電源投入時に半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
In other words, even when the power-on
次に、本実施の形態にかかる半導体装置3をメモリ装置に適用した場合について、図16を用いて説明する。図16に示すように、メモリ装置42'は、クロック検知回路12、パワーオンリセット回路45、およびリセット信号マスク回路61を備える。更にメモリ装置42'は、クロックバッファ回路11、アドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、メモリ46、およびデータバッファ回路47を備える。クロックバッファ回路11は、生成した内部クロックCLK_1をアドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、メモリ46、およびデータバッファ回路47に供給している。
Next, a case where the semiconductor device 3 according to the present embodiment is applied to a memory device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 16, the
本実施の形態では、メモリ装置42'が備えるリセット信号マスク回路61が、クロック検知回路12の出力OUT_Eに応じて、パワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクするように構成している。なお、これ以外については、実施の形態1で説明したメモリ装置42(図9参照)と同様であるので、重複した説明は省略する。
In the present embodiment, the reset
図17は、図16に示すメモリ装置42'の動作を説明するためのタイミングチャートである。図17では、電源投入時にクロックCK、CK#が正常に立ち上がらない場合の動作を示している。
FIG. 17 is a timing chart for explaining the operation of the
タイミングt31においてASIC41(実施の形態1の図8参照)およびメモリ装置42'を起動すると、電源VDD、電源VDDQが立ち上がり始める。しかしこの場合は、タイミングt33までクロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#がロウレベルとなっている。つまり、ASIC41が立ち上がらないために、クロックCK、CK#、およびチップ選択信号CS#はロウレベルのままとなる。
When the ASIC 41 (see FIG. 8 of the first embodiment) and the
このように、クロックCKとクロックCK#とが共にロウレベルである場合は、図2に示したクロックバッファ回路11のNMOSトランジスタMN1、MN2が共にオフ状態となる。このため、インバータINV1の入力であるノードBが不定状態(中間レベル)となり、インバータINV1からは不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。
Thus, when both the clock CK and the clock CK # are at the low level, both the NMOS transistors MN1 and MN2 of the
パワーオンリセット回路45は、電源VDDが立ち上がっていないので、ロウレベルのリセット信号Ponを出力する。これにより、メモリ装置42'は初期化状態となる。その後、電源VDDが立ち上がると、タイミングt32に、パワーオンリセット回路45は、ハイレベルのリセット信号Pon(破線で示す)を出力する。しかし、クロック検知回路12は、クロックCK、CK#がロウレベルのままであるので、出力OUT_Eとしてロウレベルの信号を出力している。よって、リセット信号マスク回路61は、パワーオンリセット回路45から出力されたハイレベルのリセット信号Ponをマスクし、リセット信号Pon_2としてロウレベルの信号を出力する。よって、メモリ装置42'は初期化状態を維持するので、メモリ装置42'の誤動作を抑制することができる。
The power-on
その後、タイミングt33においてクロックCKが立ち上がると、つまり、クロックCKとクロックCK#とが相補クロックとなると、クロック比較回路13から出力OUT_Cとしてハイレベルの信号が出力される(図4参照)。また、フィルタ回路14は、出力OUT_Eとしてハイレベルの信号をリセット信号マスク回路61に出力する(タイミングt34)。リセット信号マスク回路61は、出力OUT_Eがハイレベルであるので、パワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをリセット信号Pon_2として出力する。これにより、メモリ装置42'が動作可能な状態となる。
Thereafter, when the clock CK rises at timing t33, that is, when the clock CK and the clock CK # become complementary clocks, a high level signal is output from the
このように本実施の形態にかかる半導体装置では、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであることを、クロック検知回路12を用いて検知している。そして、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルである場合、リセット信号マスク回路61がパワーオンリセット回路45から出力されたリセット信号Ponをマスクしている。
Thus, in the semiconductor device according to this embodiment, the
つまり、クロックCK、CK#が共にロウレベルである場合(または共にハイレベルである場合)、クロックバッファ回路11から不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。このため、半導体装置の動作が不安定になる。しかし本実施の形態にかかる半導体装置では、パワーオンリセット回路45から正常を示すハイレベルのリセット信号Ponが出力された場合であっても、当該リセット信号Ponをマスクして、半導体装置が初期化状態を維持するようにしている。よって、電源投入時に半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
That is, when both of the clocks CK and CK # are at the low level (or both are at the high level), the internal clock CLK_1 that changes irregularly is output from the
<実施の形態4>
次に、実施の形態4について説明する。図18は、実施の形態4にかかる半導体装置を示すブロック図である。図18に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置4では、クロック検知回路12の検知結果に応じてコマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_B(nは正の整数)をマスクしている点が、実施の形態1にかかる半導体装置1と異なる。これ以外は実施の形態1で説明した半導体装置1と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
<Embodiment 4>
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 18 is a block diagram of a semiconductor device according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 18, in the semiconductor device 4 according to the present embodiment, the command signals CMD_0_B to CMD_n_B (n is a positive integer) output from the
図18に示すように、本実施の形態にかかる半導体装置4は、クロックバッファ回路11と、クロック検知回路12と、コマンドバッファ回路44と、コマンド信号マスク回路71とを備える。クロック検知回路12は、クロック比較回路13およびフィルタ回路14を備える。クロックバッファ回路11は入出力用電源VDDQ(第1の電源)で動作し、クロック検知回路12、コマンドバッファ回路44、およびコマンド信号マスク回路71は内部電源VDD(第2の電源)で動作する。なお、クロックバッファ回路11およびクロック検知回路12の構成および動作は、実施の形態1で説明した場合と同様であるので重複した説明を省略する。
As shown in FIG. 18, the semiconductor device 4 according to the present embodiment includes a
コマンドバッファ回路44は、半導体装置4の各回路にコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bを出力する。コマンド信号マスク回路71は、クロック検知回路12の出力OUT_Eに応じてコマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクする。コマンド信号マスク回路71は、例えば、一方にクロック検知回路12の出力OUT_Eが、他方にコマンドバッファ回路44の出力が供給された論理積回路AND_0〜AND_nを用いて構成することができる。
The
例えば、クロック検知回路12の出力OUT_Eがハイレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが相補関係にあり、半導体装置4は正常に動作することができる。よって、コマンド信号マスク回路71は、コマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクすることなく、コマンド信号CMD_0〜CMD_nとして出力する。
For example, when the output OUT_E of the
一方、クロック検知回路12の出力OUT_Eがロウレベルである場合、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであるので、半導体装置4は正常に動作することができない。よって、コマンド信号マスク回路71は、コマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクする。つまり、コマンド信号マスク回路71でコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクすることで、半導体装置4の各回路にコマンド信号CMD_0〜CMD_nが供給されないようにすることができる。換言すると、コマンドが有効化されることを阻止することができ、半導体装置4が動作しないようにすることができる。よって、電源投入時に半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
On the other hand, when the output OUT_E of the
次に、本実施の形態にかかる半導体装置4をメモリ装置に適用した場合について、図19を用いて説明する。図19に示すように、メモリ装置42''は、クロック検知回路12、コマンドバッファ回路44、およびコマンド信号マスク回路71を備える。更にメモリ装置42''は、クロックバッファ回路11、アドレスバッファ回路43、パワーオンリセット回路45、メモリ46、およびデータバッファ回路47を備える。クロックバッファ回路11は、生成した内部クロックCLK_1をアドレスバッファ回路43、コマンドバッファ回路44、メモリ46、およびデータバッファ回路47に供給している。
Next, the case where the semiconductor device 4 according to the present embodiment is applied to a memory device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 19, the
本実施の形態では、メモリ装置42''が備えるコマンド信号マスク回路71が、クロック検知回路12の出力OUT_Eに応じて、コマンドバッファ回路44から出力されたコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクするように構成している。つまり、コマンド信号マスク回路71でコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクすることで、アドレスバッファ回路43にコマンド信号CMD_0が、メモリ46にコマンド信号CMD_1が、データバッファ回路47にコマンド信号CMD_2が供給されないようにすることができる。つまり、コマンドが有効化されることを阻止することができるので、半導体装置4が動作しないようにすることができる。なお、これ以外については、実施の形態1で説明したメモリ装置42(図9参照)と同様であるので、重複した説明は省略する。
In the present embodiment, the command
このように本実施の形態にかかる半導体装置では、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルであることを、クロック検知回路12を用いて検知している。そして、クロックCKとクロックCK#とが所定の時間、同一レベルである場合、コマンド信号マスク回路71がコマンド信号マスク回路71でコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクしている。
Thus, in the semiconductor device according to this embodiment, the
つまり、クロックCK、CK#が共にロウレベルである場合(または共にハイレベルである場合)、クロックバッファ回路11から不規則に変化する内部クロックCLK_1が出力される。このため、半導体装置の動作が不安定になる。しかし本実施の形態にかかる半導体装置では、コマンド信号マスク回路71でコマンド信号CMD_0_B〜CMD_n_Bをマスクしているので、半導体装置が動作しないようにすることができる。よって、電源投入時に半導体装置の動作が不安定になることを抑制することができる。
That is, when both of the clocks CK and CK # are at the low level (or both are at the high level), the internal clock CLK_1 that changes irregularly is output from the
なお、上記実施の形態2および実施の形態3、並びに上記実施の形態2および実施の形態4はそれぞれ適宜組み合わせてもよい。つまり、実施の形態3にかかる半導体装置3が備えるクロックバッファ回路11の後にレベルシフト回路51を設けてもよい。また、実施の形態4にかかる半導体装置4が備えるクロックバッファ回路11の後にレベルシフト回路51を設けてもよい。
In addition, you may combine the said
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
1、2、3、4 半導体装置
11 クロックバッファ回路
12 クロック検知回路
13 クロック比較回路
14 フィルタ回路
15 クロックマスク回路
21 基準電位生成回路
22 CK#検出回路
23 CK検出回路
25 遅延回路
31 入力段
32 内部回路
33 出力段
41 ASIC
42 メモリ装置
43 アドレスバッファ回路
44 コマンドバッファ回路
45 パワーオンリセット回路
46 メモリ
47 データバッファ回路
51 レベルシフト回路
61 リセット信号マスク回路
71 コマンド信号マスク回路
1, 2, 3, 4
42
Claims (13)
前記第1および第2のクロックが所定の時間、同一レベルであることを検知するクロック検知回路と、を備え、
前記クロックバッファ回路は第1の電源で動作し、前記クロック検知回路は第2の電源で動作するように構成されている、
半導体装置。 A clock buffer circuit which receives first and second clocks having a complementary relationship and generates an internal clock;
A clock detection circuit for detecting that the first and second clocks are at the same level for a predetermined time, and
The clock buffer circuit operates with a first power supply, and the clock detection circuit is configured to operate with a second power supply.
Semiconductor device.
前記入力段および前記出力段は前記第1の電源で動作し、前記内部回路は前記第2の電源で動作するように構成されている、
請求項1に記載の半導体装置。 The semiconductor device includes an input stage, an internal circuit disposed in a subsequent stage of the input stage, and an output stage disposed in a subsequent stage of the internal circuit,
The input stage and the output stage operate with the first power supply, and the internal circuit is configured to operate with the second power supply.
The semiconductor device according to claim 1.
前記パワーオンリセット回路は前記第2の電源で動作するように構成されている、
請求項2に記載の半導体装置。 The internal circuit further includes a power-on reset circuit that detects a power-on to the internal circuit and outputs a reset signal,
The power-on reset circuit is configured to operate with the second power source;
The semiconductor device according to claim 2.
前記クロック検知回路の検知結果に応じて前記パワーオンリセット回路から出力されたリセット信号をマスクするリセット信号マスク回路と、を備え、
前記パワーオンリセット回路および前記リセット信号マスク回路は第2の電源で動作するように構成されている、
請求項1に記載の半導体装置。 Furthermore, a power-on reset circuit that detects power-on and outputs a reset signal;
A reset signal mask circuit that masks a reset signal output from the power-on reset circuit according to a detection result of the clock detection circuit,
The power-on reset circuit and the reset signal mask circuit are configured to operate with a second power supply.
The semiconductor device according to claim 1.
前記クロック検知回路の検知結果に応じて前記コマンドバッファ回路から出力されたコマンド信号をマスクするコマンド信号マスク回路と、を備え、
前記コマンド信号マスク回路は前記第2の電源で動作するように構成されている、
請求項1に記載の半導体装置。 A command buffer circuit for outputting a command signal;
A command signal mask circuit that masks a command signal output from the command buffer circuit in accordance with a detection result of the clock detection circuit;
The command signal mask circuit is configured to operate with the second power source;
The semiconductor device according to claim 1.
前記第1および第2のクロックを比較するクロック比較回路と、
前記クロック比較回路の出力が前記所定の時間変化しないことを検知するフィルタ回路と、を備える、
請求項1に記載の半導体装置。 The clock detection circuit includes:
A clock comparison circuit for comparing the first and second clocks;
A filter circuit for detecting that the output of the clock comparison circuit does not change for the predetermined time,
The semiconductor device according to claim 1.
前記クロック比較回路の出力と前記遅延回路の出力との論理和を出力する論理和回路と、を備える、
請求項12に記載の半導体装置。 The filter circuit includes a delay circuit that delays an output of the clock comparison circuit;
A logical sum circuit that outputs a logical sum of the output of the clock comparison circuit and the output of the delay circuit;
The semiconductor device according to claim 12.
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2012
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