JP2015055983A - Semiconductor device initial setting circuit, semiconductor device initial setting method, and semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば電源装置、電源管理装置などの半導体装置の初期設定回路及び方法、並びに半導体装置に関する。 The present invention relates to an initial setting circuit and method for a semiconductor device such as a power supply device and a power management device, and a semiconductor device.
半導体装置は使用用途やシステムの種類、状況により様々な設定を変更する必要がある。例えば、電源管理装置であれば、搭載されているリニアレギュレータやスイッチングレギュレータの電圧設定やシーケンス設定などがある。そのため、半導体装置の外部にあるCPU(Central Processing Unit)からデータを書き込むためのレジスタを備え、必要に応じて前記レジスタのデータを変更して動作させる。 Various settings of the semiconductor device need to be changed depending on the intended use, system type, and situation. For example, in the case of a power management device, there are voltage setting and sequence setting of the mounted linear regulator and switching regulator. For this reason, a register for writing data from a CPU (Central Processing Unit) outside the semiconductor device is provided, and the register data is changed and operated as necessary.
しかし、CPUを備えていないシステムやCPUが動作可能となる前に動作する必要がある半導体装置などの場合、レジスタの初期設定で所望の動作をする必要がある。また、電源投入ときの意図しない動作を防ぐため、内蔵ROMにあらかじめ初期設定を格納しておき、半導体装置の起動時に初期化プログラムを起動させて初期設定をレジスタに格納することが公知である(例えば、特許文献1参照)。なお、前記内蔵ROMを、以下「OTP(One Time Programmable)メモリ」という。また、OTPメモリにおける設定を「OTP設定」という。 However, in the case of a system that does not include a CPU or a semiconductor device that needs to operate before the CPU becomes operable, it is necessary to perform a desired operation by initial setting of the registers. In order to prevent unintentional operation when the power is turned on, it is known that an initial setting is stored in advance in the built-in ROM, and an initialization program is started when the semiconductor device is started and the initial setting is stored in a register ( For example, see Patent Document 1). The built-in ROM is hereinafter referred to as “OTP (One Time Programmable) memory”. The setting in the OTP memory is referred to as “OTP setting”.
しかし、このような初期設定方式では、あらかじめOTPメモリに初期設定を格納するため、1つの半導体装置に対して初期設定は1通りに決まってしまい、使用用途やシステムが変わるたびにOTP設定が異なる半導体装置を製造しなければならず、古いOTP設定の半導体装置は在庫として残ってしまう。そこで、端子により初期動作を切り替えることが考えられている。しかし、今までの初期設定方式では、より多くの初期値を選択可能にするためには多くの端子が必要になるという問題があった。 However, in such an initial setting method, the initial setting is stored in advance in the OTP memory, so that one initial setting is determined for one semiconductor device, and the OTP setting changes every time the usage or system changes. The semiconductor device must be manufactured, and the old OTP setting semiconductor device remains in stock. Therefore, it is considered that the initial operation is switched by a terminal. However, the conventional initial setting method has a problem that a large number of terminals are required to select more initial values.
例えば、特許文献2では、要求される使用に対して柔軟に対応できる目的で、起動CPU、マスタCPU、読み出すメモリのアドレスを端子により選択するマルチプロセッサシステムが開示されている。しかしながら、確かに要求される仕様に対して柔軟に対応でき、端子でシステム動作を切り替えられることができるが、少ない端子数でより多くの初期設定を可能にするという問題は解消できていない。 For example, Patent Document 2 discloses a multiprocessor system in which an activation CPU, a master CPU, and an address of a memory to be read are selected by a terminal for the purpose of flexibly responding to required use. However, although it is possible to flexibly cope with the required specifications and the system operation can be switched with terminals, the problem of enabling more initial settings with a smaller number of terminals has not been solved.
本発明の目的は以上の問題点を解決し、同一のOTP設定の半導体装置において、より少ない端子数でCPUアクセスや初期化プログラムなしにシステムに合わせた初期設定を行うことができる半導体装置の初期設定回路を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems, and in a semiconductor device having the same OTP setting, an initial setting of a semiconductor device capable of performing an initial setting adapted to the system with a smaller number of terminals and without CPU access or an initialization program. It is to provide a setting circuit.
本発明に係る半導体装置の初期設定回路は、
端子状態を3値まで判定し、判定した端子状態を出力する端子判定手段と、
複数の初期電圧設定パターンを格納する記憶手段と、
前記端子判定手段で判定された端子状態を用いて、前記記憶手段に格納された初期電圧設定パターンから1通りの初期電圧設定パターンを選択する初期設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
An initial setting circuit of a semiconductor device according to the present invention includes:
Terminal determination means for determining the terminal state up to three values and outputting the determined terminal state;
Storage means for storing a plurality of initial voltage setting patterns;
Initial setting means for selecting one initial voltage setting pattern from the initial voltage setting patterns stored in the storage means, using the terminal state determined by the terminal determination means;
It is provided with.
本発明に係る半導体装置の初期設定回路によれば、同一のOTP設定の半導体装置において、より少ない端子数でCPUアクセスや初期化プログラムなしにシステムに合わせた初期設定を行うことができる。これにより、無駄な半導体装置の在庫を作らないことができる。 According to the initial setting circuit of the semiconductor device according to the present invention, it is possible to perform the initial setting according to the system with a smaller number of terminals and without CPU access or initialization program in the same OTP setting semiconductor device. As a result, it is possible to avoid making an unnecessary inventory of semiconductor devices.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。本実施形態では、電子機器に対して必要な電圧の電源を供給する電源管理用半導体装置を例にあげる。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each following embodiment, the same code | symbol is attached | subjected about the same component. In this embodiment, a power management semiconductor device that supplies power of a necessary voltage to an electronic device is taken as an example.
実施形態1.
図1は本発明の実施形態1に係るCPU1、半導体装置2及び半導体デバイス3−1,3−2,3−3を含む半導体システムの構成を示すブロック図である。また、図2は実施形態1に係る端子制御部13及び初期設定制御部15の構成を示すブロック図である。ここで、端子制御部13及び初期設定制御部15は半導体装置2の初期設定回路を構成する。本実施形態に係る半導体システムは、CPU1と、半導体装置2と、半導体デバイス3−1,3−2,3−3とを備えて構成され、公知の半導体システムに比較して、半導体装置2が起動トリガ検出部12及び端子制御部13をさらに備えたことを特徴としている。なお、図2では簡略化のため1つの端子T1のみでの初期値設定の流れを示す。
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a semiconductor system including a CPU 1, a semiconductor device 2, and semiconductor devices 3-1, 3-2 and 3-3 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating configurations of the
図1において、半導体装置2は、シリアルインターフェース11と、起動トリガ検出部12と、3値判定部14を有する端子制御部13と、初期設定制御部15と、リニアレギュレータ21,22と、スイッチングレギュレータ23とを備えて構成される。ここで、半導体装置2は電源管理用半導体装置であり、シリアルインターフェース11はCPU1とはシリアルバスを介して通信する。半導体デバイス3−1,3−2,3−3はそれぞれ、電源供給のために電圧制御を行うレギュレータ21,22,23から電源供給線P1〜P3を介して電源が供給されている。また、初期設定制御部15は、図2に示すように、レギュレータ21,22,23の電圧初期設定値を保持しているOTPメモリ41,42,43とを備える。初期設定制御部15はさらに、OTPメモリ41〜43からの3つの電圧設定パターンA,B,Cのうち1つの電圧設定パターンを選択してレギュレータ21〜23に出力するパターン選択部44とを備える。初期設定制御部15はさらに、外部回路からの初期電圧設定書き込み信号に基づいてOTPメモリ41〜43に対して電圧初期設定を格納するOTP制御部40を備える。なお、半導体装置2はシリアルインターフェース111を備えず、CPU1と通信を行わない場合もある。
In FIG. 1, the semiconductor device 2 includes a
図1の半導体装置2において、半導体デバイス3−1,3−2,3−3への供給電圧設定は、CPU1の起動後はCPU1からシリアルインターフェース11を介してリニアレギュレータ21,22及びスイッチングレギュレータ23へ渡される。CPU1の起動前の電圧初期設定はOTPメモリ41,42,43にすでに設定された値がそれぞれリニアレギュレータ21,22及びスイッチングレギュレータ23へ渡される。
In the semiconductor device 2 of FIG. 1, supply voltages to the semiconductor devices 3-1, 3-2 and 3-3 are set from the CPU 1 through the
図1において、起動トリガ検出部12は端子T1において起動トリガ信号を検出してその検出信号を端子制御部13に出力する。端子制御部13は端子T1に接続され、端子T1の信号制御と、端子T1において3値判定(ハイレベル、ローレベル、及びハイインピーダンス)を行う回路を備える。初期設定制御部15は、端子制御部13からの出力信号に基づいて初期設定を決定する。従って、端子制御部13で判定された端子T1の状態によって、初期設定制御部15に複数ある初期電圧パターンから1パターンが選択され、選択された1つの初期電圧パターンがリニアレギュレータ21,22及びスイッチングレギュレータ23へ渡される。
In FIG. 1, the activation
図2において、端子制御部13は、プルアップ抵抗とプルアップするか否かを決めるスイッチから成るPU制御部31と、プルダウン抵抗とプルダウンするか否かを決めるスイッチから成るPD制御部32とを備える。端子制御部13はさらに、端子T1からの入力信号がハイレベル、ローレベル、ハイインピーダンスのいずれであるかを判定する3値判定部14と、端子T1からの入力信号を3値判定部14へ渡すか否かを制御する入力制御部33とを備えて構成される。初期設定制御部15は、電圧設定パターンAが格納されたOTPメモリ41と、電圧設定パターンBが格納されたOTPメモリ42と、電圧設定パターンCが格納されたOTPメモリ43と、OTPメモリ41〜43へ外部回路からの初期電圧設定を格納するOTP制御部40とを備える。初期設定制御部15は、3値判定部14からの出力信号によりOTPメモリ41〜43から1通りの電圧設定パターンを選択するパターン選択部44をさらに備えている。ここで、パターン選択部44で選択された1通りの電圧設定パターンがレギュレータ21,22,23へ初期設定として渡される。
In FIG. 2, the
図3は図2の端子制御部13の3値判定部14によって実行される3値判定処理を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a ternary determination process executed by the
図3において、電源投入やスタート信号などの3値判定起動トリガが検出されると、端子T1のプルアップと3値判定部14への入力を有効にしたときの端子状態をPU(プルアップ)判定結果として保持する(S1)。ここで、PU判定結果として、端子T1の電圧がプルアップされているときは「PU判定=1」とし、プルアップされていないときは「PU判定=0」とする。次に、端子T1のプルアップを無効にし、プルダウンと3値判定部14への入力を有効にしたときの端子T1の状態をPD(プルダウン)判定結果として保持する(S2)。ここで、PD判定結果として、端子T1の電圧がプルダウンされているときは「PD判定=1」とし、プルダウンされていないときは「PD判定=0」とする。さらに、端子T1のプルアップ、プルダウンと3値判定部14への入力を無効にする(S3)。
In FIG. 3, when a ternary determination start trigger such as power-on or start signal is detected, the terminal state when the pull-up of the terminal T1 and the input to the
次いで、ステップS1及びS2で保持したPU判定結果及びPD判定結果に基づいて以下のように端子T1の状態を判断する。まず、PU判定=0かつPD判定=1であるか否かを判別する(S4)。ステップS4でYESであれば、端子T1がローレベルであることを示す3値判定信号を出力して(S5)当該3値判定処理を終了する。一方、ステップS4でNOであれば、PU判定=1かつPD判定=0であるか否かを判別する(S6)。ステップS6でYESであれば、端子T1がハイレベルであることを示す3値判定信号を出力して(S7)当該3値判定処理を終了する。一方、ステップS6でNOであれば、PU判定=1かつPD判定=1であるか否かを判別する(S8)。ステップS8でYESであれば、端子T1がハイインピーダンスであることを示す3値判定信号を出力して(S9)当該3値判定処理を終了する。一方、ステップS8でNOであればステップS1に戻り、PU判定から再度、当該3値判定処理が繰り返し実施される。 Next, based on the PU determination result and PD determination result held in steps S1 and S2, the state of the terminal T1 is determined as follows. First, it is determined whether or not PU determination = 0 and PD determination = 1 (S4). If “YES” in the step S4, a ternary determination signal indicating that the terminal T1 is at a low level is output (S5), and the ternary determination process is ended. On the other hand, if NO in step S4, it is determined whether PU determination = 1 and PD determination = 0 (S6). If “YES” in the step S6, a ternary determination signal indicating that the terminal T1 is at a high level is output (S7), and the ternary determination process is ended. On the other hand, if NO in step S6, it is determined whether PU determination = 1 and PD determination = 1 (S8). If “YES” in the step S8, a ternary determination signal indicating that the terminal T1 is high impedance is output (S9), and the ternary determination process is ended. On the other hand, if “NO” in the step S8, the process returns to the step S1, and the ternary determination process is repeatedly performed again from the PU determination.
以上のように構成された実施形態において、図3では簡略化のため1つの端子T1のみでの初期値設定の制御フローを示しているが、初期設定用端子数が増えれば候補となる初期電圧設定パターン数も増える。1端子につき3通りの初期電圧設定パターンを割り当てることができるので、端子数がNであれば3N通りの初期電圧設定パターンの中から使用用途やシステムに合った初期設定を選択することができる。例えば、3つの端子を初期設定端子として使用した場合、従来23=8通りの初期電圧設定パターンしか選択できなかったが、本実施形態によれば同じ3つの端子で33=27通りの初期設定を選択することが可能となる。 In the embodiment configured as described above, FIG. 3 shows a control flow for setting an initial value using only one terminal T1 for simplification. However, if the number of terminals for initial setting increases, a candidate initial voltage can be obtained. The number of setting patterns also increases. Since three types of initial voltage setting patterns can be assigned to each terminal, if the number of terminals is N, an initial setting suitable for the intended use and system can be selected from among 3N types of initial voltage setting patterns. . For example, when three terminals are used as initial setting terminals, only 2 3 = 8 kinds of initial voltage setting patterns can be selected in the prior art, but according to the present embodiment, 3 3 = 27 kinds of initial voltage setting patterns using the same three terminals. The setting can be selected.
特許文献2ではアドレス指定の組み合わせが64通りあるため6端子を使用しているが、本実施形態によれば同じ64通りは4端子で実現可能であり、アドレス指定用端子として2端子の削減が可能となる。すなわち、本実施形態は、1端子につき3通りの初期電圧設定パターンを割り当てることができ、端子数がNであれば3N通りの初期電圧設定パターンの中から使用用途やシステムに合った初期設定を選択できることが特徴になっている。 In Patent Document 2, since there are 64 combinations of address designations, 6 terminals are used. However, according to the present embodiment, the same 64 patterns can be realized with 4 terminals, and the reduction of 2 terminals as address designation terminals can be achieved. It becomes possible. That is, in the present embodiment, three types of initial voltage setting patterns can be assigned to one terminal, and if the number of terminals is N, the initial setting suitable for the intended use and system can be selected from the 3N types of initial voltage setting patterns. The feature is that can be selected.
実施形態2.
図4は実施形態2に係る端子制御部13A及び初期設定制御部15の構成を示すブロック図である。図4の実施形態2は、図2の実施形態1に比較して、以下の点が異なる。
(1)図2の端子制御部13は3値判定部14を有するが、これに代えて、図4では。端子制御部13Aを備える。端子制御部13Aは、端子判定完了信号を出力する3値判定部14Aを備えたことを特徴とする。その他の構成は図2と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating configurations of the terminal control unit 13A and the initial
(1) Although the
以上のように構成された実施形態2に係る、端子判定完了信号も出力される3値判定部14Aによれば、端子判定完了信号を半導体装置2内で検出したり半導体装置2の外部回路へ出力する。これにより、端子判定完了後は端子T1を別機能で使用することも可能となり、初期設定専用端子を設ける必要がなくなる。また、半導体装置2の初期設定を行うときだけ全端子の機能を初期設定用として、初期設定が完了したら各端子の機能を本来の機能に変更すれば、初期電圧設定パターン数はより多くなる。
According to the
図5は図2の端子制御部13Aの3値判定部14Aによって実行される3値判定処理を示すフローチャートである。図5の3値判定処理は、図3の3値判定処理に比較して、ステップS5,S7,S9の処理後、ステップS10において、端子判定完了信号を出力することを特徴としている。その他の構成は、図3と同様である。
FIG. 5 is a flowchart showing a ternary determination process executed by the
以上のように構成された実施形態1及び2によれば、1端子につき3通りの初期電圧設定パターンを割り当てることができ、端子数がNであれば3N通りの初期電圧設定パターンの中から使用用途やシステムに合った初期設定を選択することができる。これにより、同一のOTP設定の半導体装置2でも、少ない端子数でより多くの初期電圧設定パターンからシステムに合わせた初期設定が可能であり半導体装置2の汎用性を高めことができる。特に、使用用途やシステムごとにOTP設定が異なる半導体装置2を製造する必要がないため、無駄な在庫がなくなる。 According to the first and second embodiments configured as described above, three types of initial voltage setting patterns can be assigned to one terminal. If the number of terminals is N, 3 N types of initial voltage setting patterns can be selected. It is possible to select an initial setting suitable for the intended use and system. Thereby, even in the semiconductor device 2 having the same OTP setting, the initial setting according to the system can be performed from a larger number of initial voltage setting patterns with a smaller number of terminals, and the versatility of the semiconductor device 2 can be improved. In particular, since it is not necessary to manufacture the semiconductor device 2 having different OTP settings for each usage or system, useless inventory is eliminated.
1…CPU、
2…半導体装置、
3−1,3−2,3−3…半導体デバイス、
11…シリアルインターフェース、
12…起動トリガ検出部、
13,13A…端子制御部、
14,14A…3値判定部、
15…初期設定制御部、
21,22…リニアレギュレータ、
23…スイッチングレギュレータ、
31…PU制御部
32…PD制御部、
33…入力制御部、
40…OTP制御部、
41,42,43…OTPメモリ、
44…パターン選択部、
T1…端子。
1 ... CPU,
2 ... Semiconductor device,
3-1, 3-2, 3-3 ... semiconductor device,
11 ... Serial interface,
12 ... Activation trigger detection unit,
13, 13A ... terminal control unit,
14, 14A... Ternary determination unit,
15 ... Initial setting control unit,
21, 22 ... Linear regulator,
23 ... Switching regulator,
31 ...
33 ... Input control unit,
40. OTP control unit,
41, 42, 43 ... OTP memory,
44 ... pattern selection unit,
T1 terminal.
Claims (7)
複数の初期電圧設定パターンを格納する記憶手段と、
前記端子判定手段で判定された端子状態を用いて、前記記憶手段に格納された初期電圧設定パターンから1通りの初期電圧設定パターンを選択する初期設定手段と、
を備えたことを特徴とする半導体装置の初期設定回路。 Terminal determination means for determining the terminal state up to three values and outputting the determined terminal state;
Storage means for storing a plurality of initial voltage setting patterns;
Initial setting means for selecting one initial voltage setting pattern from the initial voltage setting patterns stored in the storage means, using the terminal state determined by the terminal determination means;
An initial setting circuit for a semiconductor device, comprising:
端子状態を3値まで判定し、判定した端子状態を出力するステップと、
前記判定された端子状態を用いて、前記記憶手段に格納された初期電圧設定パターンから1通りの初期電圧設定パターンを選択するステップと、
を含むことを特徴とする半導体装置の初期設定方法。 An initial setting method for a semiconductor device comprising a storage means for storing a plurality of initial voltage setting patterns,
Determining the terminal state up to three values, and outputting the determined terminal state;
Selecting one initial voltage setting pattern from the initial voltage setting patterns stored in the storage means using the determined terminal state;
An initial setting method for a semiconductor device, comprising:
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