JP2014130518A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体装置に関し、例えば電圧監視機能を有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, for example, a semiconductor device having a voltage monitoring function.
特許文献1には、電源IC内に、当該電源ICからの出力電圧の異常を検出する電圧監視回路を設ける技術が記載されている。特許文献2には、マイコン内に、当該マイコンに入力される電圧の異常を検出する電圧監視回路を設ける技術が記載されている。電圧監視回路としては、例えば特許文献3に記載されている、基準電圧回路、コンパレータ、A/Dコンバータ等を有するものが使用される。
電源ICと、当該電源ICからの電圧を受けて動作するマイコンを含む半導体装置では、電源IC側とマイコン側のそれぞれに電圧検出回路が設けられる場合がある。これらの電圧検出回路は、電源IC、マイコンの電圧を個別に監視、診断している。 In a semiconductor device including a power supply IC and a microcomputer that operates by receiving a voltage from the power supply IC, a voltage detection circuit may be provided on each of the power supply IC side and the microcomputer side. These voltage detection circuits individually monitor and diagnose the voltages of the power supply IC and the microcomputer.
電源ICにかかる電流負荷は、マイコンの動作に応じて変動する。また、電源ICに設けられる出力トランジスタのドライブ能力が低下すること等により、電源ICからの出力電圧が低下する。すなわち、電源ICとマイコンを含む半導体装置では、電源IC側、マイコン側の電圧は、いずれも電源ICとマイコンの両方の動作条件等に影響を受ける。このため、電源ICの動作条件を変更するとともに、マイコンを動作させたときの電圧を監視し、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが望まれている。 The current load applied to the power supply IC varies according to the operation of the microcomputer. In addition, the output voltage from the power supply IC decreases due to a decrease in the drive capability of the output transistor provided in the power supply IC. That is, in a semiconductor device including a power supply IC and a microcomputer, the voltages on the power supply IC side and the microcomputer side are both affected by the operating conditions of both the power supply IC and the microcomputer. For this reason, it is desired to change the operating conditions of the power supply IC, monitor the voltage when the microcomputer is operated, and further improve the reliability of failure diagnosis and abnormality detection.
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.
一実施の形態によれば、半導体装置は、入力される診断設定信号に応じて、電源装置及び処理装置の動作条件を変更し、電源装置において生成される電源電圧又は処理装置の動作に用いられる動作電圧を監視する。 According to one embodiment, the semiconductor device changes the operating conditions of the power supply device and the processing device according to the input diagnostic setting signal, and is used for the power supply voltage generated in the power supply device or the operation of the processing device. Monitor the operating voltage.
これにより、電源装置、処理装置の両方の動作条件を変更したときの電圧を監視することができ、さらに信頼性を高めることが可能となる。 Thereby, the voltage when the operating conditions of both the power supply device and the processing device are changed can be monitored, and the reliability can be further improved.
本実施の形態は、電源装置と当該電源装置で生成される電源電圧を受けて動作する処理装置とを含む半導体装置に関する。実施の形態に係る半導体装置は、診断設定信号に応じて、電源装置及び処理装置の動作条件を変更し、電源装置において生成される出力電圧又は処理装置の動作に用いられる動作電圧を監視・診断する。 The present embodiment relates to a semiconductor device including a power supply device and a processing device that operates by receiving a power supply voltage generated by the power supply device. The semiconductor device according to the embodiment changes the operating conditions of the power supply device and the processing device according to the diagnosis setting signal, and monitors and diagnoses the output voltage generated in the power supply device or the operating voltage used for the operation of the processing device. To do.
これにより、電源装置、処理装置の両方の動作条件を連動して変更したときの電圧を監視し、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが可能となる。以下、実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図において、同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。 As a result, it is possible to monitor the voltage when the operating conditions of both the power supply device and the processing device are changed in conjunction with each other and further improve the reliability of failure diagnosis and abnormality detection. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the following drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
実施の形態1.
実施の形態1に係る半導体装置について、図1を参照して説明する。図1は、実施の形態1に係る半導体装置の構成を示す図である。図1に示すように、半導体装置100は、電源装置である電源IC10、処理装置であるマイコン20の二つのICチップを備えている。電源IC10には、レギュレータ回路11、端子T11、T12が設けられている。レギュレータ回路11は、外部から供給される外部電圧に基づき電源電圧Voを生成する電圧生成回路である。レギュレータ回路11としては、例えば、LDO(Low Drop Out)レギュレータ、DC−DCコンバータ等を用いることができる。
A semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
レギュレータ回路11の一例には、基準電圧発生回路、誤差増幅器、出力トランジスタ、出力電圧設定用抵抗等が含まれる。出力トランジスタのソースに外部電圧が供給され、ドレインから電源電圧Voが出力される。出力トランジスタのゲートは、誤差増幅器の出力に接続される。誤差増幅器の反転入力端子には基準電圧発生回路からの基準電圧が入力され、非反転入力端子には電源電圧Voが出力電圧設定用抵抗を介して帰還される。誤差増幅器は入力される2つの信号を比較する。この比較結果に基づいて、出力トランジスタが制御される。電源電圧Voは、電源IC10内部の配線、パッケージ等の寄生インピーダンスR1を経由して端子T11から出力される。
An example of the
マイコン20には、演算回路であるコア21、マイコン側電圧監視回路22、端子T21、T22が設けられている。端子T11から出力された電圧は、電源IC10、マイコン20間の基板配線インピーダンスR2を経由して、端子T21に入力される。また、マイコン20は、図示しない内蔵RAM(Random Access Memory)やメモリコントローラ等を備えている。内蔵RAMには、メモリコントローラにより外部ROM(Read Only Memory)から転送される制御プログラムが記憶される。コア21は、動作電圧を受けて、内蔵RAMに記憶された制御プログラムに従って、マイコン20における処理を実行する。
The
端子T21から入力された電圧は、マイコン20内部の配線、パッケージ等の寄生インピーダンスR3を経由して、コア21へ動作電圧として供給される。実施の形態1では、コア21が動作電圧を受けて動作する動作回路である。コア21は、動作電圧を受けて制御プログラムを実行する。動作電圧が供給されるノードをノードAとする。マイコン側電圧監視回路22はノードAに接続されている。実施の形態1では、マイコン側電圧監視回路22は動作電圧を監視する。
The voltage input from the terminal T21 is supplied as an operating voltage to the
実施の形態1では、診断設定信号はコア21により生成される。診断設定信号は、コア21内のメモリに入力される。また、診断設定信号は、マイコン20の端子T22を介して、電源IC10の端子T12に入力される。端子T12に入力された診断設定信号は、電源IC10内のレギュレータ回路11に入力される。
In the first embodiment, the diagnosis setting signal is generated by the
診断設定信号は、コア21内の動作条件を変更するとともに、レギュレータ回路11の動作条件を変更する。すなわち、診断設定信号は、レギュレータ回路11とコア21とを同時に診断モードにする。
The diagnosis setting signal changes the operating condition in the
コア21の診断モードにおける動作条件としては、例えば、動作スピード、動作率等を最大とし、ノードAに流れる電流Iddが最大値となるように設定することができる。すなわち、診断モードでは、コア21の動作により電源IC10に最大電流負荷がかかる状態とする。つまり、コア21は、診断設定信号に応じて動作し負荷電流を発生させる演算回路である。
The operating conditions in the diagnostic mode of the
レギュレータ回路11の診断モードにおける動作条件としては、例えば、出力電流能力に関係する外部電圧や温度等を考慮し、故意に回路的に厳しい条件となるように設定することができる。例えば、ドライバ能力を削減したり、回路電流を削減して過渡応答を劣化させたり、出力電圧規格を最小値に設定したり、出力電圧判定回路の判定基準を厳しくする等が考えられる。
As an operation condition in the diagnostic mode of the
このように、実施の形態1では、電源IC10、マイコン20の双方にとって最も厳しい条件の組合せを同時に作り出す。マイコン側電圧監視回路22は、診断モードにおけるノードAの動作電圧を監視・診断する。これにより、さらに故障診断や異常検出の信頼性を高めることが可能となる。なお、レギュレータ回路11とコア21の診断モードにおける動作条件は一つに限るものではない。例えば、上記の様々な動作条件の組合せにより複数回の診断を行うことも可能である。
As described above, in the first embodiment, the most severe combination of conditions for both the power supply IC 10 and the
なお、端子T12、T22は、診断設定信号を出力する特定の端子であってもよく、診断設定信号と、電源IC10内のテストレジスタやタイマー、シーケンサー等の他の回路へI/F信号とを、診断設定信号に基づいて切り替えて出力する兼用端子であってもよい。
The terminals T12 and T22 may be specific terminals that output a diagnosis setting signal. The diagnosis setting signal and an I / F signal to other circuits such as a test register, a timer, and a sequencer in the
図2は、実施の形態1に係る半導体装置の他の構成を示す図である。図2に示す半導体装置100'では、電源IC10内にさらに電源側電圧監視回路12が設けられている。診断設定信号は、外部からコア21、レギュレータ回路11に直接入力されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating another configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. In the
図2に示す半導体装置100'では、マイコン側電圧監視回路22が診断モードにおけるノードAの動作電圧を監視するとともに、電源側電圧監視回路12が電源電圧Voを監視する。すなわち、電源IC10、マイコン20の双方にとって最も厳しい条件の組合せにおいて、電源IC10、マイコン20の診断を同時に行うことが可能となる。
In the
実施の形態2.
実施の形態2に係る半導体装置100Aについて、図3を参照して説明する。図3は、半導体装置100Aの構成を示す図である。図3に示すように、半導体装置100Aは、電源IC10A、マイコン20Aの二つのICチップを備えている。電源IC10Aは、レギュレータ回路11、電源側電圧監視回路12、ウォッチドッグタイマ13、セレクタ14を有している。マイコン20Aは、コア21、IOバッファ回路23、セレクタ24を有している。
Embodiment 2. FIG.
A
実施の形態2では、出力回路であるIOバッファ回路23の動作電圧を電源IC10A側に帰還し、電源側電圧監視回路12により診断を行う。電源側電圧監視回路12は、電源電圧Voの診断と、ノードAの動作電圧の診断とを切り替えて実行する。
In the second embodiment, the operating voltage of the
実施の形態1と同様に、レギュレータ回路11から出力される電源電圧Voは、インピーダンスR1、R2、R3を経由してノードAに到達する。ノードAの電圧は、IOバッファ回路23の動作電圧として供給される。すなわち、実施の形態2では、IOバッファ回路23が動作電圧を受けて動作する動作回路である。
As in the first embodiment, the power supply voltage Vo output from the
外部からの診断設定信号は、端子T22を介して、マイコン20Aのコア21、IOバッファ回路23、セレクタ24にそれぞれ入力される。コア21は、診断設定信号に応じて、例えば、ノードAに流れる電流Iddが最大値となるように動作条件が設定される。すなわち、コア21は診断設定信号に応じて負荷電流を発生させる。セレクタ24は、通常動作モードではコア21からの演算結果をIOバッファ回路23に出力し、診断モードではハイレベルのHi信号を固定して出力する。
A diagnostic setting signal from the outside is input to the
IOバッファ回路23は、コア21から出力される演算結果を出力する複数の出力バッファを有する。IOバッファ回路23の複数の出力バッファの内の一つは、診断モードにおいてセレクタ24からのHi信号を出力するように構成されている。図3に示す例では、出力バッファBUF1が、セレクタ24の出力に接続されている。出力バッファBUF1は、診断モードでは動作電圧を用いてHi信号を出力する。
The
すなわち、出力バッファBUF1は、診断設定信号に応じて、コア21が動作し負荷電流が発生したときの、Hi信号を電圧モニタ信号として出力する。出力バッファBUF1以外の出力バッファは、Hi信号とローレベルのLow信号が交互に繰り返される矩形波信号を出力する。
That is, the output buffer BUF1 outputs a Hi signal as a voltage monitor signal when the
電圧モニタ信号は、端子T23から出力され、端子T13から電源IC10Aに入力される。実施の形態2では、端子T13、T23は、ウォッチドッグタイマ13へ入力されるI/F信号と、電圧モニタ信号で兼用されている。通常動作モードでは、I/F信号が端子T23から出力され、端子T13を介してウォッチドッグタイマ13に入力される。一方、診断モードでは、端子T23から電圧モニタ信号が出力され、セレクタ14に入力される。このように、端子を兼用することにより、電源IC10A、マイコン20Aに新たな専用ピンを追加することが不要となる。
The voltage monitor signal is output from the terminal T23 and input from the terminal T13 to the
診断設定信号は、端子T12を介して、電源IC10Aのセレクタ14の一方の入力端子に入力される。また、セレクタ14の他方の入力端子には、レギュレータ回路11からの電源電圧Voが入力されている。セレクタ14は、診断設定信号に応じて、電源電圧Voを診断する第1監視モードと、電圧モニタ信号を診断する第2監視モードとを切り替える選択回路である。通常動作モードでは、セレクタ14は電源電圧Voを電源側電圧監視回路12に出力する。診断モードでは、セレクタ14は電圧モニタ信号を電源側電圧監視回路12に出力する。
The diagnosis setting signal is input to one input terminal of the
なお、上記の実施の形態では、電源電圧Voと電圧モニタ信号とを切り替えて交互にモニタしたが、これに限定されない。例えば、電源IC10A側にコンパレータを二つ設け、一つのコンパレータで差電圧を常時モニタすることも可能である。
In the above embodiment, the power supply voltage Vo and the voltage monitor signal are switched and monitored alternately. However, the present invention is not limited to this. For example, it is possible to provide two comparators on the
従って、電源側電圧監視回路12は、通常動作モードにおいて電源電圧Voを監視し、診断モードにおいて電圧モニタ信号を監視する。すなわち、電源側電圧監視回路12は、診断設定信号に応じて、電源電圧と電圧モニタ信号とを切り替えて監視する。このように、マイコン20A内の動作電圧を電源IC10A側に帰還する構成を有することにより、電源IC10A、マイコン20Aの電圧監視を一つの電圧監視回路で行うことが可能となる。これにより、電源IC、マイコン側それぞれに電圧監視回路が設けられる例と比較すると、コストを削減することができるとともに、チップ面積を小さくすることが可能となる。
Therefore, the power supply side
また、電源IC、マイコンのそれぞれに電圧監視回路を設け、個別に電圧監視を行っている場合は、複数の電圧監視回路を設けることに起因するコスト増の問題に加え、負荷電流を発生させずに単に電圧監視のみを行っている場合、電源IC−マイコン間の基板配線インピーダンスの異常、または電源IC、マイコン内の配線等の寄生インピーダンスの異常は検出することができなかった。 In addition, when a voltage monitoring circuit is provided for each of the power supply IC and the microcomputer and voltage monitoring is performed individually, in addition to the problem of cost increase caused by providing a plurality of voltage monitoring circuits, load current is not generated. In the case where only voltage monitoring is performed, abnormality in the substrate wiring impedance between the power supply IC and the microcomputer, or abnormality in the parasitic impedance such as the wiring in the power supply IC and the microcomputer cannot be detected.
実施の形態2では、ノードAの動作電圧は、寄生インピーダンスR1、R3、基板配線インピーダンスR2を経由した電圧である。コア21を動作させて負荷電流を発生させた状態では、ノードAの電圧VAは、VA=Vo−Idd×(R1+R2+R3)となる。電源側電圧監視回路12は、このノードAの動作電圧を用いて動作する出力バッファBUF1から出力される電圧モニタ信号を監視することができる。
In the second embodiment, the operating voltage of the node A is a voltage that passes through the parasitic impedances R1 and R3 and the substrate wiring impedance R2. In a state where the
これにより、各IC内の寄生インピーダンスR1、R3及びIC間の基板配線インピーダンスR2の異常を含めた診断が実現できる。診断終了後は、診断モードを解除し、コア21、IOバッファ回路23を通常動作とする。このとき、電源側電圧監視回路12は、レギュレータ回路11から出力される電源電圧Voを監視する。
Thereby, it is possible to realize diagnosis including abnormality of parasitic impedances R1 and R3 in each IC and substrate wiring impedance R2 between the ICs. After completion of the diagnosis, the diagnosis mode is canceled and the
なお、実施の形態2では、ウォッチドッグタイマ13への制御信号を出力する端子を電圧モニタ信号の出力端子に用いる例を示したが、これに限定されない。例えば、パワーコントロール信号等、電源IC10A−マイコン20A間のI/F信号を出力する端子であれば、いずれの端子でも電圧モニタ信号の出力端子として兼用することが可能である。端子T13はアナログ信号とデジタル信号の両方を受けられる端子であってもよい。
In the second embodiment, the example in which the terminal that outputs the control signal to the watchdog timer 13 is used as the output terminal of the voltage monitor signal is shown, but the present invention is not limited to this. For example, any terminal that outputs an I / F signal between the
また、診断設定信号は、SPIやI2C等のシリアルI/Fによるレジスタ制御でも適応できる。また、診断設定信号は外部からのみでなく、マイコン側からもしくは電源IC側からと入力ソースは限定されない。 The diagnosis setting signal can also be applied by register control using a serial I / F such as SPI or I2C. Further, the input source of the diagnosis setting signal is not limited from the outside, but from the microcomputer side or the power supply IC side.
ここで、図4を参照して、ノードAの好ましい態様について説明する。図4は、図3のIOバッファ回路23の構成を示している。図4に示すように、IOバッファ回路23は、複数の出力バッファBUF1、BUF2、・・・、BUFn、IO電源供給点26、電源ライン27が設けられている。IOバッファ回路23には、IO電源供給点26から、動作電圧が供給される。複数の出力バッファBUF1、BUF2、・・・、BUFnは、同一の電源ライン27により接続されている。
Here, with reference to FIG. 4, the preferable aspect of the node A is demonstrated. FIG. 4 shows the configuration of the
IO電源供給点26から供給された動作電圧は、電源ライン27を介して、複数の出力バッファBUF1、BUF2、・・・、BUFnにそれぞれ供給される。ノードAは、IO電源供給点26から最も電圧降下が大きくなる箇所とする。図4に示す例では、複数の出力バッファBUF1、BUF2、・・・、BUFnのうち、当該出力バッファBUFまでの電源ライン27のインピーダンスが最も大きい出力バッファに入力される動作電圧が供給される箇所をノードAとすることができる。すなわち、IO電源供給点26から出力バッファまでの電源ライン27の物理的な長さが最も長くなる出力バッファとすることができる。
The operating voltage supplied from the IO
また、ノードAは、出力バッファの電圧スペックがクリティカルな箇所としてもよい。例えば、複数の出力バッファが接続される同一の電源ライン27において、駆動能力が大きく、AC出力される出力バッファに入力される動作電圧が供給される箇所をノードAとしてもよい。また、複数の出力バッファBUF1、BUF2、・・・、BUFnが接続される箇所をノードAとすることも可能である。これにより、より厳しい条件の電圧モニタ信号を監視することが可能となり、異常検出の信頼性を高めることが可能となる。
The node A may be a location where the voltage specification of the output buffer is critical. For example, in the same
実施の形態3.
実施の形態3に係る半導体装置について、図5を参照して説明する。図5は、実施の形態3に係る半導体装置100Bの構成を示す図である。図5に示すように、半導体装置100Bは、電源IC10B、マイコン20Bの二つのICチップを備えている。電源IC10Bは、レギュレータ回路11、電源側電圧監視回路12、セレクタ14を有している。マイコン20Aは、コア21、セレクタ24、内部回路25を有している。
Embodiment 3 FIG.
A semiconductor device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the
実施の形態3は、コア21の動作電圧(ノードAの電圧)を電圧モニタ信号として電源IC10A側に帰還し、電源側電圧監視回路12により診断を行う。電源側電圧監視回路12は、電源電圧Voの診断と、ノードAの動作電圧の診断とを切り替えて実行する。
In the third embodiment, the operating voltage of the core 21 (the voltage at the node A) is fed back to the
実施の形態1と同様に、レギュレータ回路11から出力される電源電圧Voは、インピーダンスR1、R2、R3を経由してノードAに到達する。ノードAの電圧は、コア21の動作電圧として供給される。すなわち、実施の形態3では、コア21が動作電圧を受けて動作する動作回路である。この動作電圧は、セレクタ24の一方の入力端子に入力される。
As in the first embodiment, the power supply voltage Vo output from the
内部回路25は、DAコンバータやOPAMP等のアナログ信号を出力する回路である。内部回路25が出力するアナログ信号は、セレクタ24の他方の入力端子に入力される。端子T23は、内部回路25からのアナログ信号を出力する端子である。実施の形態3では、端子T23を内部回路25からのアナログ信号と電圧モニタ信号とで兼用している。このように、端子を兼用することにより、新たな専用ピンを追加することが不要となる。
The
外部からの診断設定信号は、端子T22を介して、マイコン20Aのコア21、セレクタ24にそれぞれ入力される。コア21は、診断設定信号に応じて、例えば、ノードAに流れる電流Iddが最大値となるように動作条件が設定され、負荷電流を発生させる。セレクタ24は、通常動作モードでは内部回路25からのアナログ信号を出力し、診断モードでは電圧モニタ信号を出力する。内部回路25からのアナログ信号は外部出力される。
A diagnostic setting signal from the outside is input to the
電源IC10Bの端子T13は、診断モードでは電圧モニタ信号を受けるが、通常動作モードではハイインピーダンスとし、内部回路25の出力に影響を与えないように制御される。なお、実施の形態2と同様に、診断設定信号は、SPIやI2C等のシリアルI/Fによるレジスタ制御でも適応できる。また、診断設定信号は外部からのみでなく、マイコン側からもしくは電源IC側からと入力ソースは限定されない。
The terminal T13 of the
診断設定信号は、端子T12を介して、セレクタ14の一方の入力端子に入力される。また、セレクタ14には、レギュレータ回路11からの電源電圧Voが入力されている。実施の形態2と同様に、セレクタ14は、通常動作モードでは電源電圧Voを出力し、診断モードでは、電圧モニタ信号を出力する。電源側電圧監視回路12は、診断設定信号に応じて、電源電圧Voと電圧モニタ信号とを切り替えて監視することができる。
The diagnosis setting signal is input to one input terminal of the
このように実施の形態3では、マイコン20B側に電圧監視回路を設けることなく、これを構成するコンパレータ回路、基準電圧生成回路、ADコンバータ等を不要とすることが可能となる。これにより、コストを削減することができるとともに、チップ面積を小さくすることが可能となる。また、コア21を診断設定信号に応じて動作させ、負荷電流が発生した状態で、電圧モニタ信号を診断することにより、各IC内の寄生インピーダンスR1、R3及びIC間の基板配線インピーダンスR2の異常を含めた診断が実現できる。
As described above, in the third embodiment, it is possible to eliminate the need for a comparator circuit, a reference voltage generation circuit, an AD converter, and the like constituting the voltage monitoring circuit without providing a voltage monitoring circuit on the
ここで、図6を参照して、ノードAの好ましい態様について説明する。図6は、図5に示す半導体装置の一部の他の構成例を示す図である。図6に示す例では、複数のコア21A、21Bが設けられている。各コア21A、21Bには、コア電源供給点28から電源ライン27を介して動作電圧が供給されている。
Here, with reference to FIG. 6, the preferable aspect of the node A is demonstrated. FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration example of a part of the semiconductor device illustrated in FIG. 5. In the example shown in FIG. 6, a plurality of cores 21A and 21B are provided. An operating voltage is supplied to each of the cores 21A and 21B from the core
ノードAは、コア電源供給点28から最も電圧降下が大きくなる箇所とする。図6に示す例では、複数のコア21A、21Bのうち、当該コアまでの電源ライン27のインピーダンスが最も大きいコア21Bの動作電圧が供給される箇所をノードAとすることができる。すなわち、コア電源供給点28からコアまでの電源ライン27の物理的な長さが最も長くなるコア21Bとすることができる。
The node A is a place where the voltage drop is greatest from the core
また、ノードAは、コアの電圧スペックがクリティカルな箇所としてもよい。例えば、複数のコアのうち、ゲート規模、動作スピード、動作率のいずれかが他のコアよりも高いコアに入力される動作電圧が供給される箇所をノードAとしてもよい。これにより、より厳しい条件の電圧モニタ信号を監視することが可能となり、異常検出の信頼性を高めることが可能となる。なお、このノードAの選定方法は、実施の形態1と組み合わせることも可能である。 The node A may be a location where the core voltage specification is critical. For example, among the plurality of cores, a node A may be a portion to which an operation voltage input to a core whose gate scale, operation speed, or operation rate is higher than other cores is supplied. As a result, it becomes possible to monitor a voltage monitor signal under more severe conditions, and it is possible to improve the reliability of abnormality detection. Note that this node A selection method can also be combined with the first embodiment.
実施の形態4.
実施の形態4に係る半導体装置について、図7を参照して説明する。図7は、実施の形態4に係る半導体装置の構成を示す図である。実施の形態4は、一つの電源IC10aで、複数のマイコン20a、20b、・・・、20nの動作電圧を診断する例である。電源IC10a、マイコン20a、20b、・・・、20nの構成は、実施の形態2において説明した電源IC10A、マイコン20Aそれぞれ同一であるため、詳細な説明は省略する。
Embodiment 4 FIG.
A semiconductor device according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the semiconductor device according to the fourth embodiment. The fourth embodiment is an example of diagnosing operating voltages of a plurality of
電源IC10aには、各マイコン20a、20b、・・・、20nの個数に合わせて、各マイコンからの動作モニタ信号をそれぞれ受信するための複数の端子T13、T14、・・・が設けられている。外部から入力される診断設定信号により、マイコン20a、20a、20b、・・・、20nと順次診断を行うことができる。
The
このような構成により、診断対象となる全てのマイコン20a、20b、・・・、20nから電圧監視回路を完全に削除することが可能となる。また、各コア21a、21b、・・・、21nを動作させて負荷電流を発生させた状態で診断を行うことにより、各マイコン内のインピーダンスを含めた診断が可能となる。なお、マイコン20a、20b、・・・、20nは、実施の形態2に示した例に限られず、実施の形態3に示したマイコン20Bを用いることも可能である。
With such a configuration, the voltage monitoring circuit can be completely deleted from all the
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、本発明は既に述べた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において種々の変更が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 embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments already described, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
10 電源IC
10A、10B 電源IC
10a 電源IC
11 レギュレータ回路
12 電源側電圧監視回路
13 ウォッチドッグタイマ
14 セレクタ
20 マイコン
20A、20B マイコン
20a、20b、・・・、20n マイコン
21a、21b、・・・、21n コア
21 コア
21A、21B コア
22 マイコン側電圧監視回路
23 IOバッファ回路
24 セレクタ
25 内部回路
26 IO電源供給点
27 電源ライン
28 コア電源供給点
100 半導体装置
100'、100A、100B 半導体装置
Vo 電源電圧
A ノード
T11、T12、T13、T14、T15、T21、T22、T23 端子
R1 寄生インピーダンス
R2 基板配線インピーダンス
R3 寄生インピーダンス
BUF 出力バッファ
10 Power IC
10A, 10B power IC
10a Power IC
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記電源電圧に対応する動作電圧を受けて動作する動作回路を有する処理装置と、
診断設定信号に応じて前記電圧生成回路及び前記動作回路の動作条件を変更し、前記電源電圧又は前記動作電圧を監視する電圧監視回路と、
を有する半導体装置。 A power supply device having a voltage generation circuit for generating a power supply voltage;
A processing apparatus having an operating circuit that operates in response to an operating voltage corresponding to the power supply voltage;
A voltage monitoring circuit that changes operating conditions of the voltage generation circuit and the operating circuit according to a diagnostic setting signal, and monitors the power supply voltage or the operating voltage;
A semiconductor device.
前記動作回路は、前記処理装置内に設けられた出力回路であり、
前記出力回路は、前記診断設定信号に応じて、前記負荷電流が発生したときの前記動作電圧を電圧モニタ信号として前記電圧監視回路に出力し、
前記電圧監視回路は、前記電源電圧と前記電圧モニタ信号とを監視する請求項2に記載の半導体装置。 An arithmetic circuit that is provided in the processing device and operates according to the diagnostic setting signal to generate a load current;
The operation circuit is an output circuit provided in the processing device,
The output circuit outputs the operating voltage when the load current is generated as a voltage monitor signal to the voltage monitoring circuit according to the diagnosis setting signal,
The semiconductor device according to claim 2, wherein the voltage monitoring circuit monitors the power supply voltage and the voltage monitor signal.
前記処理装置から前記第1回路への第1信号が出力される第1端子をさらに備え、
前記電圧モニタ信号は、前記診断設定信号に応じて、前記第1端子を用いて前記電圧監視回路に出力される請求項3に記載の半導体装置。 A first circuit provided in the power supply device;
A first terminal for outputting a first signal from the processing device to the first circuit;
The semiconductor device according to claim 3, wherein the voltage monitor signal is output to the voltage monitoring circuit using the first terminal according to the diagnosis setting signal.
前記電圧モニタ信号は、前記電源供給点から最も電圧降下が大きくなる箇所から出力される請求項3に記載の半導体装置。 The operating voltage is supplied to the output circuit from a power supply point,
The semiconductor device according to claim 3, wherein the voltage monitor signal is output from a location where the voltage drop is the largest from the power supply point.
前記動作電圧は、電源ラインを介して前記複数の出力バッファにそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファのうち、前記電源ラインのインピーダンスが最も大きい出力バッファから出力される請求項6に記載の半導体装置。 The output circuit has a plurality of output buffers for outputting the calculation results from the calculation circuit,
The operating voltage is supplied to each of the plurality of output buffers via a power line,
The semiconductor device according to claim 6, wherein the voltage monitor signal is output from an output buffer having the largest impedance of the power supply line among the plurality of output buffers.
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファの電圧スペックがクリティカルな箇所の前記動作電圧である請求項3に記載の半導体装置。 The output circuit has a plurality of output buffers for outputting the calculation results from the calculation circuit,
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the voltage monitor signal is the operating voltage at a location where voltage specifications of the plurality of output buffers are critical.
前記動作電圧は、同一の電源ラインを介して前記複数の出力バッファにそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の出力バッファのうち、駆動能力が最も大きい出力バッファから出力される請求項8に記載の半導体装置。 The output circuit has a plurality of output buffers for outputting the calculation results from the calculation circuit,
The operating voltage is supplied to the plurality of output buffers through the same power line,
The semiconductor device according to claim 8, wherein the voltage monitor signal is output from an output buffer having the largest driving capability among the plurality of output buffers.
前記演算回路は、前記診断設定信号に応じて動作して負荷電流を発生させた時の前記動作電圧を電圧モニタ信号として前記電圧監視回路に出力し、
前記電圧監視回路は、前記電源電圧と前記電圧モニタ信号とを監視する請求項2に記載の半導体装置。 The operation circuit is an arithmetic circuit provided in the processing device,
The arithmetic circuit operates according to the diagnostic setting signal and outputs the operating voltage when the load current is generated to the voltage monitoring circuit as a voltage monitor signal,
The semiconductor device according to claim 2, wherein the voltage monitoring circuit monitors the power supply voltage and the voltage monitor signal.
前記電圧モニタ信号は、前記電源供給点から最も電圧降下が大きくなる箇所から出力される請求項10に記載の半導体装置。 The operating voltage is supplied to the arithmetic circuit from a power supply point,
The semiconductor device according to claim 10, wherein the voltage monitor signal is output from a portion where the voltage drop is greatest from the power supply point.
前記動作電圧は、電源ラインを介して前記複数の演算回路にそれぞれ供給され、
前記電圧モニタ信号は、前記複数の演算回路のうち、から出力される請求項11に記載の半導体装置。 The processing device includes a plurality of arithmetic circuits,
The operating voltage is supplied to each of the plurality of arithmetic circuits via a power line,
The semiconductor device according to claim 11, wherein the voltage monitor signal is output from among the plurality of arithmetic circuits.
前記電圧モニタ信号は、前記複数の演算回路のうち、ゲート規模、動作スピード、動作率のいずれかが他の演算回路よりも大きい演算回路に入力される動作電圧に対応する請求項10に記載の半導体装置。 The processing device includes a plurality of arithmetic circuits,
11. The voltage monitor signal according to claim 10, wherein the voltage monitor signal corresponds to an operating voltage input to an arithmetic circuit in which any of a gate scale, an operation speed, and an operation rate is larger than other arithmetic circuits among the plurality of arithmetic circuits. Semiconductor device.
前記電圧監視回路は、前記複数の演算回路に前記動作電圧をそれぞれ供給する電源ラインのうち、インピーダンスが最も大きい電源ラインの電圧を監視する請求項14に記載の半導体装置。 The processing device includes a plurality of arithmetic circuits,
The semiconductor device according to claim 14, wherein the voltage monitoring circuit monitors a voltage of a power supply line having the highest impedance among power supply lines that respectively supply the operation voltages to the plurality of arithmetic circuits.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012288493A JP2014130518A (en) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012288493A JP2014130518A (en) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | Semiconductor device |
Publications (1)
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JP2014130518A true JP2014130518A (en) | 2014-07-10 |
Family
ID=51408844
Family Applications (1)
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JP2012288493A Pending JP2014130518A (en) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | Semiconductor device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11125787B2 (en) | 2018-12-11 | 2021-09-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor system comprising the same |
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2012
- 2012-12-28 JP JP2012288493A patent/JP2014130518A/en active Pending
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