JP2020008372A - 半導体装置および信号入力回路の診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動作範囲内での局所的な故障を診断する。【解決手段】半導体装置は、（ａ）測定対象の信号レベルを検知して処理する処理ユニットと、（ｂ）前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施す診断信号生成回路と、前記処理ユニットで処理されたデータに基づいて前記処理ユニットを診断する診断回路と、を有する診断ユニットと、を備える。前記診断回路は、前記処理ユニットで処理された前記測定対象の信号レベルのデータと前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施したレベルのデータとを比較し、測定系に異常が無いかどうかを診断する。【選択図】図１９

Description

本開示は半導体装置に関し、自己診断機能を有する半導体装置に適用可能である。

特開２０１３−３８３６号公報（特許文献１）にはアナログ信号を入力する信号入力回路の動作を診断することができる診断装置が開示されている。特許文献１の図１において、信号入力回路の診断装置は信号入力回路３０および診断部４０で構成される。信号入力回路３０はマルチプレクサ３１、プログラマブルゲインアンプ１３および１４、アナログデジタル変換器１５で構成される。アナログデジタル変換器１５は、差分演算部に相当する。マルチプレクサ３１を操作し、その出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２に入力信号電圧Ｖｉｎ＋と入力信号電圧Ｖｉｎ−、基準電圧Ｒｅｆとグランド電位ＧＮＤ、グランド電位ＧＮＤと基準電圧を極性反転した電圧−Ｒｅｆ、または同じ信号を出力し、出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２の差電圧を出力し、これらの電圧値から異常を診断するようにしている。

特開２０１３−３８３６号公報

しかし、特許文献１では診断に使用する電圧が基準電圧や同じ信号の差電圧であるため、診断できる範囲が装置の動作範囲に対して限定され、具体的には、基準電圧、基準電圧を極性反転した電圧、同じ信号の差電圧（０）の３点のみが系の診断箇所となり、その他の動作範囲内での局所的な故障には対応できない。
その他の課題と新規な特徴は、本開示の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半導体装置は、（ａ）測定対象の信号レベルを検知して処理する処理ユニットと、（ｂ）前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施す診断信号生成回路と、前記処理ユニットで処理されたデータに基づいて前記処理ユニットを診断する診断回路と、を有する診断ユニットと、を備える。前記診断回路は、前記処理ユニットで処理された前記測定対象の信号レベルのデータと前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施したレベルのデータとを比較し、測定系に異常が無いかどうかを診断する。

上記半導体装置によれば、動作範囲内の故障検出を向上することができる。

実施例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態の構成を示す図である。 図１のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断動作状態の構成を示す図である。 図１のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断動作状態の構成を示す図である。 図１のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断動作状態の構成を示す図である。 図１のフォトダイオード電流の検出回路の故障の無い場合の動作を示すタイミングチャートである。 図１のフォトダイオード電流の検出回路の故障の有る場合の動作を示すタイミングチャートである。 図１の診断回路のブロック図である。 図７Ａの診断制御信号生成回路のブロック図である。 図７Ａの状態生成回路のブロック図である。 図７Ａの診断データ生成回路のブロック図である。 図７Ａの診断結果生成回路のブロック図である。 第一変形例のフォトダイオード電流の検出回路の構成の一部を示す図である。 第二変形例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態の構成の一部を示す図である。 図９のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断動作状態の構成の一部を示す図である。 図９のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断動作状態の構成の一部を示す図である。 図９のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断動作状態の構成の一部を示す図である。 第三変形例のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断動作状態の構成の一部を示す図である。 第四変形例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態の構成の一部を示す図である。 図１４のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断動作状態の構成の一部を示す図である。 図１４のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断動作状態の構成の一部を示す図である。 図１４のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断動作状態の構成の一部を示す図である。 モータを有する移動体と対象物との距離を制御するシステムの構成例を示すブロック図である。 実施形態の半導体装置のブロック図である。

まず、実施形態の半導体装置について図１９を用いて説明する。図１９は実施形態の半導体装置のブロック図である。
実施形態の半導体装置は、測定対象の信号レベル（ＳＩＧ）を検知して処理する処理ユニット（ＰＵ）と、測定対象の信号レベル（ＳＩＧ）に既知の変化を施す診断信号生成回路（ＤＳＧ）と、処理ユニット（ＰＵ）で処理されたデータに基づいて処理ユニット（ＰＵ）を診断する診断回路（ＤＣ）と、を有する診断ユニット（ＤＵ）と、を備える。診断回路（ＤＣ）は、処理ユニット（ＰＵ）で処理された測定対象の信号レベルのデータと測定対象の信号レベルに既知の変化を施したレベルのデータとを比較し、測定系に異常が無いかどうかを診断する。
診断信号生成回路（ＤＳＧ）が測定対象の信号レベル（ＳＩＧ）に対して施す既知の変化は、既知の比率での縮小と、既知のレベルの増加または減少またはその両方と、少なくとも一つである。
診断回路（ＤＣ）は、測定対象に依存しない基準レベルが処理ユニット（ＰＵ）により正しく処理されるかどうかを確認し測定系に異常がないかどうかを診断する。
処理ユニット（ＰＵ）は、測定対象の信号レベル（ＳＩＧ）を増幅する増幅器と、増幅器で増幅される信号をデジタル化するＡＤ変換器と、を備える。

また、診断ユニット（ＤＵ）は、電流−電圧変換用の抵抗と並列接続するように抵抗を有し、その並列接続した抵抗は複数の抵抗による直列接続で構成される。診断ユニット（ＤＵ）は、その直列接続の抵抗の一部の電位差を観測することで入力信号の減衰信号を得ることと、電流−電圧変換の抵抗の両端の電位差を観測することで減衰していない信号を得ること、を時分割で行い、その差分が所定レベルかどうかを観測する。これにより、増幅に関する系である処理ユニット（ＰＵ）において故障の有無を診断することが可能となる。

また、診断ユニット（ＤＵ）は、入力信号パスに接続している電流源から電流−電圧変換用の抵抗、およびそれに並列接続した抵抗に、既知の電流を供給することで、検出対象の電流にオフセットを付加し、生成される電位差を観測する。これにより、処理ユニット（ＰＵ）において故障の有無を診断することが可能となる。
また、診断ユニット（ＤＵ）は、検出対象の電流−電圧変換用の抵抗を切り離し、電流源からの電流が検出対象の電流−電圧変換用の抵抗に流れることなく、直列接続の抵抗側に流れるようにすることで、既知の電位差が生成され、その電位差を観測する。これにより、処理ユニット（ＰＵ）において故障の有無を診断することが可能となる。

これまでは固定レベルでの診断であったため、固定レベル以外での故障を診断できなかったが、本実施形態により、検出対象の信号レベルに応じて多様な診断信号を生成でき、動作範囲内の特定の領域のみ動作しないような故障も診断できる効果がある。また、後述するように、抵抗とスイッチと電流源の簡素な構成で実現できるため、多数の診断レベルを用意する必要がなく、診断用の回路のコストを削減することができる。

以下、実施例および変形例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。

実施形態の半導体装置の一例として信号入力回路であるフォトダイオード電流の検出回路を用いて説明するが、これに限定されるものではなく、電流出力する素子に対して、抵抗にて電流−電圧変換する回路であればよい。

まず、フォトダイオード電流の検出回路について図１を用いて説明する。図１に実施例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態の構成を示す図である。

半導体装置であるフォトダイオード電流の検出回路１０は、電流−電圧変換回路Ｔ１と、診断信号生成回路（DIAGNOSIS LOGIC）Ｄ１と、増幅器Ｕ１と、ＡＤ変換器（Analog Digital Converter：ＡＤＣ）Ｕ２と、診断回路Ｕ３と、を備える。例えば、診断信号生成回路Ｄ１と増幅器Ｕ１とＡＤ変換器Ｕ２と診断回路Ｕ３とは一つの半導体チップに形成される。増幅器Ｕ１およびＡＤ変換器Ｕ２は本来の検出回路であり、処理部（処理ユニット）Ｕ１２ともいう。診断信号生成回路Ｄ１および診断回路Ｕ３は診断ユニットを構成する。

電流−電圧変換回路Ｔ１はフォトダイオードＰＤ１の電流を検出抵抗ＲＳ１にて電圧変換する。電流−電圧変換回路Ｔ１では、フォトダイオードＰＤ１と検出抵抗ＲＳ１が直列接続され、フォトダイオードＰＤ１に電源電圧（ＶＣＣ）が接続され、さらに検出抵抗ＲＳ１にリファレンス電圧源Ｖ１が接続される。そして、検出抵抗ＲＳ１の両端が診断信号生成回路Ｄ１の入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭに接続される。また、入力端子ＩＮＭは電流−電圧変換回路Ｔ１内でレファレンス電圧源Ｖ１に接続される。入力端子ＩＮＰはスイッチＳＷ１を介して増幅器Ｕ１の非反転入力端子ＶＩＰに接続される。入力端子ＩＮＭはスイッチＳＷ２を介して増幅器Ｕ１の反転入力端子ＶＩＭに接続される。増幅器Ｕ１は非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭの電圧差を増幅し、ＡＤ変換器Ｕ２は増幅器Ｕ１の出力信号（ＶＯＵＴ信号）をデジタル化する。

ここで、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は直列接続され、その一端、ここでは抵抗Ｒ１の一端にスイッチＳＷ５の一端が接続され、その他端に、ここでは抵抗Ｒ３の一端にスイッチＳＷ６の一端が接続される。スイッチＳＷ５の他端は入力端子ＩＮＰに接続され、スイッチＳＷ６の他端は入力端子ＩＮＭに接続される。

スイッチＳＷ３の一端は増幅器Ｕ１の非反転入力端子ＶＩＰに接続され、スイッチＳＷ３の他端は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点Ｎ１２に接続される。

スイッチＳＷ４の一端は増幅器Ｕ１の反転入力端子ＶＩＭに接続され、スイッチＳＷ４の他端は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の接続点Ｎ２３に接続される。

電流源Ｉ１はスイッチＳＷ７を介して、増幅器Ｕ１の非反転入力端子ＶＩＰに接続される。安定した電位、ここでは接地電位（ＧＮＤ）はスイッチＳＷ８を介して、増幅器Ｕ１の反転入力端子ＶＩＭに接続される。

診断回路Ｕ３からの診断制御信号（ＤＩＡＧ信号）によりスイッチＳＷ１〜ＳＷ８が制御され、また診断回路Ｕ３は、ＡＤ変換器Ｕ２の出力信号（ＤＯＵＴ信号）を入力し、検出結果信号（ＰＤ＿ＤＡＴＡ信号）と診断結果信号（ＡＬＭ信号）を出力する。

フォトダイオード電流の検出回路１０は、通常動作状態、分圧診断状態、オフセット診断状態および処理部診断状態で動作する。まず、通常動作状態の構成および動作について図１を用いて説明する。

通常動作状態では、図１に示すように、スイッチＳＷ１、ＳＷ２が閉じられ、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８が開かれて、増幅器Ｕ１に印加される入力電位差は検出抵抗ＲＳ１の両端に発生する電圧降下分になる。そして、増幅器Ｕ１はその電位差を増幅し、ＡＤ変換器Ｕ２は増幅された電位差をＡＤ変換し、フォトダイオード電流の検出回路１０はフォトダイオードＰＤ１の電流検出結果（ＰＤ＿ＤＡＴＡ信号）を得る。

次に、分圧診断状態の構成および動作について図２を用いて説明する。図２は図１のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断状態の構成を示す図である。

分圧診断状態では、図２に示すように、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が閉じられ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ７，ＳＷ８が開かれて、検出抵抗ＲＳ１に抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３による直列抵抗ＲＳが並列接続され、増幅器Ｕ１には抵抗Ｒ２の端子間電圧が印加される。

ここで、検出抵抗ＲＳ１の抵抗値より抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成する直列抵抗ＲＳの抵抗値が十分大きい場合、増幅器Ｕ１の入力電圧は、通常動作状態で印加される入力電位差に対して、ほぼ直列抵抗ＲＳの抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値の比で分圧された電圧値になる。よって、増幅器Ｕ１の入力電位差は、測定対象の信号レベルの既知の比率での縮小された電圧となる。

次に、オフセット診断状態の構成および動作について図３を用いて説明する。図３は図１のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断状態の構成を示す図である。

オフセット診断状態では、図３に示すように、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７が閉じられ、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ８が開かれて、フォトダイオードＰＤ１の電流に加え、電流源Ｉ１の電流が検出抵抗ＲＳ１と抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３による直列抵抗ＲＳに流れる。ここで、前述同様、検出抵抗ＲＳ１の抵抗値より抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成する直列抵抗ＲＳの抵抗値が十分大きい場合、増幅器Ｕ１の入力電位差は、通常動作状態で印加される入力電位差に対して、ほぼ検出抵抗ＲＳ１に電流源Ｉ１の電流を流した時に発生する電圧降下分が増加した電圧値になる。よって、増幅器Ｕ１の入力電位差は、測定対象の信号レベルに対して既知のレベルが増加された電圧となる。

次に、処理部診断状態の構成および動作について図４を用いて説明する。図４は図１のフォトダイオード電流の検出回路の処理回路診断状態の構成を示す図である。

処理部診断状態では、図４に示すように、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ７，ＳＷ８が閉じられ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６が開かれて、電流−電圧変換回路Ｔ１を診断信号生成回路Ｄ１から切り離し、電流源Ｉ１の電流が抵抗Ｒ２に流れ、抵抗Ｒ２で発生する電圧降下分が、フォトダイオードＰＤ１の電流に依存せず、増幅器Ｕ１の入力に印加される。よって、処理ユニットＵ１２の増幅器Ｕ１およびＡＤ変換器Ｕ２の故障を検出することが可能となる。

次に、診断回路による制御について図５、６を用いて説明する。図５は診断回路による制御例を示すタイミングチャートである。図６は故障例を示すタイミングチャートである。

図５に示すように、診断回路Ｕ３は、通常動作状態→分圧診断状態→通常動作状態→オフセット診断状態→通常動作状態→処理部診断状態→通常動作状態（以降繰り返し）の制御を行う。

診断回路Ｕ３がＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｎ）を渡すことでフォトダイオード電流の検出回路１０を通常動作状態にし、入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの間の電圧（図５のＩＮＰ−ＩＮＭ欄）を非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加する。そして、ＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｄ）を渡すことで分圧診断状態にし、入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの間の電圧を分圧した信号を非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加する。なお、図５のＶＩＰ−ＶＩＭ欄の実線が非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間の電圧波形を示し、一点鎖線が入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの間の電圧波形を示している。その後、ＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｎ）を渡し通常動作状態に戻してから、今度は診断制御信ＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｏ）を渡すことでオフセット診断状態にし、入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの間の電圧に対してオフセットを追加した電圧を非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加する。その後、ＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｎ）を渡し通常動作状態に戻してから、今度はＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｓ）を渡すことで処理部診断状態にし、入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの間の電圧に依存しない電圧を非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加する。その後、ＤＩＡＧ信号に制御コードのＣ（Ｎ）を渡し通常動作状態に戻す。以降これらの測定を繰り返す。

非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加した電圧を増幅器Ｕ１で増幅し、その信号に応じたデジタル値をＡＤ変換器Ｕ２はＤＯＵＴ信号として出力する。そして、診断回路Ｕ３では、通常動作状態で得られたＤＯＵＴ信号のみをＰＤ＿ＤＡＴＡ信号として、本検出回路以降に伝達する。

また、図５のＶＩＰ−ＶＩＭ間波形に重ねた丸印はＡＤ変換後のデジタル値レベルイメージである。通常動作状態で得たＡＤ変換器Ｕ２のＤＯＵＴ信号に対し、各診断状態で得たＡＤ変換器Ｕ２のＤＯＵＴ信号が想定される範囲から外れる場合、本検出回路上に故障があると考えられ、ＡＬＭ信号をハイレベルにして、故障であることを本検出回路以降に伝達する。なお、図５では、各診断状態時のＤＯＵＴ信号は想定される範囲内であり、特にＡＬＭ信号は故障を示さず、ローレベル（Ｌｏｗ）を出力している。

次に、ＡＤ変換の低変換デジタル値側で非線形になる故障について図６を用いて説明する。

図６に示すように、ＡＤ変換後のデジタル値レベルイメージである丸印が、非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間の電圧の低い範囲で故障により、０レベル付近でクリップした状態でデジタル化されている。それ以外の箇所では、正常なデジタル値を得ており、本故障範囲以外の領域に固定の診断レベルが設定されていれば、この故障を検出できない。

通常動作状態の連続する２つのＤＯＵＴ信号、ここではＤｎ１とＤｎ２、に対し、分圧診断状態のＤＯＵＴ信号のＤｄ１’が想定されるレベルより低いデジタル値になっていることにより、故障と判断し、ＡＬＭ信号をハイレベルにしている。なお、ここでの想定されるレベルは、例えば、Ｄｎ１とＤｎ２の線形補間に対して、上述した分圧診断状態の分圧比率を乗じたレベルである。

また同様に、通常動作状態の連続する２つのＤＯＵＴ信号、今度はＤｎ５’とＤｎ６’、に対し、オフセット診断状態のＤＯＵＴ信号のＤｏ２’が想定されるオフセットが付加されていないことにより、故障と判断し、ＡＬＭ信号をハイレベルにしている。なお、ここでの想定されるＤｏ２’のレベルは、例えば、Ｄｎ５’とＤｎ６’ の線形補間に対して、上述したオフセット診断状態のオフセット量を増幅器Ｕ１の増幅率で増幅しデジタル化したレベルを付加したレベルである。

なお、別の一般的に想定できる故障においても、同様に診断回路Ｕ３で検出することができ、ＡＬＭ信号として出力する。

例えば、電流−電圧変換回路Ｔ１と診断信号生成回路Ｄ１の接続が切断される故障も考えられる。入力端子ＩＮＰ側の配線が切断された場合、通常動作状態では入力が不定状態で、どのようなＡＤ変換後のデジタル値が得られるか想定することは困難である。しかし、分圧診断状態ではスイッチＳＷ５，ＳＷ６と抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭが繋がることで、その電位差は０となる。また、オフセット診断状態においては、電流検出抵抗ＲＳ１の抵抗値より抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３で構成する直列抵抗ＲＳの抵抗値が十分大きい条件において、非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間には想定以上の大きな電圧が生成され、非常に大きなデジタル値が得られる。これらにより、入力端子ＩＮＰ側の配線が切断された場合の故障を検出することが可能となる。

また、入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとが短絡した故障では、オフセット診断状態において、電流源Ｉ１からの電流は入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭとの短絡パスを流れ、期待するオフセットが生成されないことより、その故障を検出することが可能となる。

また、処理ユニットＵ１２自体の故障では、処理部診断状態において期待するデジタル値が得られないことより、その故障を検出することが可能となる。

なお、ここで示した診断信号生成回路Ｄ１内のスイッチ制御以外でも診断構成を取ることができ、その診断構成を示すコードを上述のＤＩＡＧ信号の種類に加えてもよい。例えば、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ８を閉じ、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７を開くと、上述の処理部診断状態に対して電流源Ｉ１からの電流が抵抗Ｒ２に流れない状態になり、増幅器Ｕ１の非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭがスイッチＳＷ３，ＳＷ４と抵抗Ｒ２で繋がり、その電位差は０となり、その０を期待値とした診断が可能となる。

これより、固定レベルでは診断しにくい部分的な故障でも、入力レベルに応じた診断信号を生成することで、多様な診断レベルで診断することができ、その故障を検出できるようになる。また、多様な診断レベルを複数の固定レベルで実現する構成より、簡素な構成で実現でき、診断回路のコストを抑えることができる。

次に、診断回路の構成例について図７Ａ〜７Ｅを用いて説明する。図７Ａは診断回路のブロック図である。図７Ｂは図７Ａの診断制御信号生成回路のブロック図である。図７Ｃは図７Ａの状態生成回路のブロック図である。図７Ｄは図７Ａの診断データ生成回路のブロック図である。図７Ｅは図７Ａの診断結果生成回路のブロック図である。

診断回路Ｕ３は、診断制御信号生成回路３１と、状態生成回路３２と、診断データ生成回路３３と、診断結果生成回路３４と、を備える。

図７Ｂに示すように、診断制御信号生成回路３１は、リング状にしたシフトレジスタ構成で状態遷移を実現し、診断シナリオに合致するように初期化する。そのシフトレジスタの出力をＤＩＡＧ信号として出力する。初期化信号（ＩＮＴ信号）によって、通常動作状態の制御コードのＣ（Ｎ）をレジスタ３１１に、オフセット診断状態の制御コードのＣ（Ｏ）をレジスタ３１２に、通常動作状態の制御コードのＣ（Ｎ）をレジスタ３１３に、分圧診断状態の制御コードのＣ（Ｄ）をレジスタ３１４に、通常動作状態の制御コードのＣ（Ｎ）をレジスタ３１５に、処理部診断状態の制御コードのＣ（Ｓ）をレジスタ３１６に、設定する。例えば、状態遷移クロック信号（ＣＬＫ信号）の立上りごとに、制御コードは右にシフトされる。ＤＩＡＧ信号として、Ｃ（Ｓ）、Ｃ（Ｎ）、Ｃ（Ｄ）、Ｃ（Ｎ）、Ｃ（Ｏ）、Ｃ（Ｎ）の順に出力され、これが繰り返される。

図７Ｃに示すように、状態生成回路３２は比較器３２１〜３２４によって、ＤＩＡＧ信号から各診断状態を示す各々の状態信号（通常動作状態信号（Ｓ（Ｎ））、分圧診断状態信号（Ｓ（Ｄ））、オフセット診断状態信号（Ｓ（Ｏ））、処理部診断状態信号（Ｓ（Ｓ）））を生成する。例えば、ＤＩＡＧ信号がＣ（Ｎ）であれば、比較器３２１は一致を検出し、Ｓ（Ｎ）がハイレベルになる。

図７Ｄに示すように、診断データ生成回路３３は状態信号によって診断状態別にＤＯＵＴ信号をラッチし、診断データを得る。レジスタ３３１はＳ（Ｎ）によってＤＯＵＴ信号をラッチし、レジスタ３３２はＳ（Ｄ）によってＤＯＵＴ信号をラッチし、レジスタ３３３はＳ（Ｏ）によってＤＯＵＴ信号をラッチし、レジスタ３３４はＳ（Ｓ）によってＤＯＵＴ信号をラッチする。通常動作状態でのＤＯＵＴ信号をＰＤ＿ＤＡＴＡ信号として出力する。通常動作状態信号によるラッチは、シフト構成にして、レジスタ３３１の出力をレジスタ３３５にＳ（Ｎ）でラッチし、２つの通常動作状態でのＤＯＵＴ信号の平均値を平均回路（ＡＶＥ）３３６で取ることで直線補間値（ＡＶＥ＿ＤＡＴＡ）を得る。

図７Ｅに示すように、各々の診断データとＡＶＥ＿ＤＡＴＡを比較することで（処理部診断ではＡＶＥ＿ＤＡＴＡとの比較は不要のため診断データのみで）、診断データが妥当であるかどうか（所定範囲内にあるかどうか）を確認する。分圧診断回路（Ｄ＿ＤＩＡＧＮＯＳＩＳ）３４１はＤ＿ＤＡＴＡとＡＶＥ＿ＤＡＴＡとに基づいて診断データが妥当かどうかを判断し、妥当でない場合、出力信号をハイレベルにする。オフセット診断回路（Ｏ＿ＤＩＡＧＮＯＳＩＳ）３４２はＯ＿ＤＡＴＡとＡＶＥ＿ＤＡＴＡとに基づいて診断データが妥当かどうかを判断し、妥当でない場合、出力信号をハイレベルにする。処理部診断回路（Ｓ＿ＤＩＡＧＮＯＳＩＳ）３４３はＳ＿ＤＡＴＡに基づいて診断データが妥当かどうかを判断し、妥当でない場合、出力信号をハイレベルにする。

なお、図７Ｄに示すように、各診断回路における比較タイミング信号をＷＩＮＤＯＷ生成ブロック３３７，３３８，３３９で生成する。ＷＩＮＤＯＷ生成ブロック３３７は、Ｓ（Ｄ）およびＳ（Ｎ）に基づいてＤ＿ＷＩＮＤＯＷ信号を生成し、ＷＩＮＤＯＷ生成ブロック３３８は、Ｓ（Ｏ）およびＳ（Ｎ）に基づいてＯ＿ＷＩＮＤＯＷ信号を生成し、ＷＩＮＤＯＷ生成ブロック３３９は、Ｓ（Ｓ）およびＳ（Ｎ）に基づいてＳ＿ＷＩＮＤＯＷ信号を生成する。

各比較タイミング信号（Ｄ＿ＷＩＮＤＯＷ信号、Ｏ＿ＷＩＮＤＯＷ信号、Ｓ＿ＷＩＮＤＯＷ信号）がハイレベルである場合のみ、各切替え回路３４４，３４５，３４６が各診断回路３４１，３４２，３４３からの診断結果を通過させ、回路３４７が各診断結果（Ｄ＿ＡＬＭ信号、Ｏ＿ＡＬＭ信号、Ｓ＿ＡＬＭ信号）の論理和を取り、ＡＬＭ信号を生成する。なお、各比較タイミング信号がローレベルである場合、各切替え回路３４４，３４５，３４６はＤ＿ＡＬＭ信号、Ｏ＿ＡＬＭ信号、Ｓ＿ＡＬＭ信号をローレベルにする。

＜変形例＞
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施例にて説明されているものと同様の構成および機能を有する部分に対しては、上述の実施例と同様の符号が用いられ得るものとする。そして、かかる部分の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施例における説明が適宜援用され得るものとする。また、上述の実施例の一部、および、複数の変形例の全部または一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。

（第一変形例）
実施例の診断回路において、ユーザが診断シナリオを作成できるようにする例である第一変形例について図８を用いて説明する。図８は第一変形例のフォトダイオード電流の検出回路の一部の構成を示す図である。

第一変形例のフォトダイオード電流の検出回路１０Ａは、レジスタ群Ｕ４を備える。フォトダイオード電流の検出回路１０Ａのその他の構成は、診断回路Ｕ３Ａを除いて、実施例と同様である。レジスタ群Ｕ４は、複数のレジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎを有する。そして、ユーザはＣＰＵなどを介して、ＤＩＡＧ信号として診断信号生成回路Ｄ１に渡す制御コードを制御順にレジスタＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・、Ｐｎに順次格納する。

例えば、図５の診断シナリオでは、次のようにレジスタ群Ｕ４に制御コードを格納する。

Ｐ１：Ｃ（Ｎ）・・・（通常動作状態）
Ｐ２：Ｃ（Ｄ）・・・（分圧診断状態）
Ｐ３：Ｃ（Ｎ）・・・（通常動作状態）
Ｐ４：Ｃ（Ｏ）・・・（オフセット診断状態）
Ｐ５：Ｃ（Ｎ）・・・（通常動作状態）
Ｐ６：Ｃ（Ｓ）・・・（処理部診断状態）
Ｐ７：ＲＥＴ・・・（繰り返し用フロー制御）
まず、診断回路Ｕ３Ａでは、レジスタＰ１から制御コードのＣ（Ｎ）を受け取り、ＤＩＡＧ信号としてその制御コードを診断信号生成回路Ｄ１に渡し、その制御に従った処理を行う。

次に、ＡＤ変換が完了すると診断回路Ｕ３Ａはレジスタ群Ｕ４内の次レジスタＰ２から制御コードのＣ（Ｄ）を受け取り、同様にその制御に従った処理を行う。

以降、ＡＤ変換が完了する度に、診断ブロックＵ３Ａはレジスタ群Ｕ４内の次レジスタから制御コードを受け取り、同様にその制御に従った処理を行う。

ただし、通常、診断処理は繰り返し行うため、有限のレジスタ数では診断処理全体を格納しきれない。そこで、上例ではレジスタＰ７に制御コードのＲＥＴの繰り返し用フロー制御を格納する。診断回路Ｕ３では、制御コードのＲＥＴを受け取ると、参照レジスタ先をレジスタＰ１に戻し、再度、レジスタＰ１から制御コードのＣ（Ｎ）を受け取り、その制御に従った処理を行う。以降、先述の通り、ＡＤ変換が完了する度に、診断回路Ｕ３Ａはレジスタ群Ｕ４内の次レジスタから制御コードを受け取り、その制御に従った処理を行うことで、繰り返し処理を実現する。なお、制御コードのＲＥＴ以外のフロー制御を用意して、シナリオ表現の簡素化などをしても構わない。

これにより、図５に示した順序以外でもユーザがシステムに応じて、診断シナリオを用意でき、処理の最適化を図ることが可能となる。例えば、ＡＤ変換の時間がフォトダイオード電流の検出時間間隔に対し十分に短い場合、１回の通常動作状態に対して、分圧診断状態、オフセット診断状態、処理部診断状態すべてを実施してもよい。また重点的に診断したい故障を検出できるように、特定の診断処理の実施頻度を高くすることも可能である。

（第二変形例）
電流−電圧変換回路が二相（差動）の例である第二変形例のフォトダイオード電流の検出回路について図９を用いて説明する。図９は第二変形例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態における一部の構成を示す図である。

第二変形例のフォトダイオード電流の検出回路１０Ｂは、電流−電圧変換回路Ｔ２および診断信号生成回路Ｄ２を除いて、実施例と同様である。

電流−電圧変換回路Ｔ２は、図１の電流−電圧変換回路Ｔ１と比べて、フォトダイオードＰＤ２と検出抵抗ＲＳ２が加わり、フォトダイオードＰＤ２と検出抵抗ＲＳ２の直列接続はフォトダイオードＰＤ１と検出抵抗ＲＳ１の直列接続に並列接続される。ここで、フォトダイオードＰＤ１と検出抵抗ＲＳ１の接点Ｎ１を診断信号生成回路Ｄ２の入力端子ＩＮＰに、フォトダイオードＰＤ２と検出抵抗ＲＳ２の接点Ｎ２を診断信号生成回路Ｄ２の入力端子ＩＮＭに接続する。なお、一般的には、フォトダイオードＰＤ１とフォトダイオードＰＤ２は同種のフォトダイオードで、検出抵抗ＲＳ１と検出抵抗ＲＳ２は同抵抗値である。

診断信号生成回路Ｄ２は、図１の診断信号生成回路Ｄ１と比べて、スイッチＳＷ９、ＳＷ１０が追加されている。また、スイッチＳＷ９は電流源Ｉ１とスイッチＳＷ８に繋がり、スイッチＳＷ８とスイッチＳＷ９の接点Ｎ３を増幅器Ｕ１の反転入力端子ＶＩＭへ接続し、スイッチＳＷ１０はスイッチＳＷ７と安定した電位、ここではＧＮＤ、に繋がり、スイッチＳＷ７とスイッチＳＷ１０の接点Ｎ４を増幅器Ｕ１の非反転入力端子ＶＩＰへ接続する。このような構成にすることで二相のバランスを保つができる。

まず、通常動作状態の構成および動作について図９を用いて説明する。

通常動作状態では、図９に示すように、図１の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ９とスイッチＳＷ１０を開くことで、フォトダイオードＰＤ１と検出抵抗ＲＳ１で生成させる電流−電圧変換値とフォトダイオードＰＤ２と検出抵抗ＲＳ２で生成される電流−電圧変換値の差分（以降、二相差分と呼ぶ。）を増幅器Ｕ１で増幅し、ＡＤ変換器Ｕ２でデジタル化する。そして、増幅器Ｕ１はその二相差分を増幅し、ＡＤ変換器Ｕ２は増幅された二相差分をＡＤ変換してデジタル化し、フォトダイオード電流の検出回路１０はフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の電流検出結果を得る。

次に、分圧診断状態の構成および動作について図１０を用いて説明する。図１０は図９のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断状態の構成を示す図である。

分圧診断状態では、図１０に示すように、図２の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ９とスイッチＳＷ１０を開くことで、検出抵抗ＲＳ１、ＲＳ２の抵抗値より抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で構成する直列抵抗ＲＳの抵抗値が十分大きい場合、増幅器Ｕ１の入力電圧は、通常動作状態の二相差分に対して、図２同様、分圧された電圧値になる。

次に、オフセット診断状態の構成および動作について図１１を用いて説明する。図１１は図９のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断状態の構成を示す図である。

オフセット診断状態では、図３の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ９とスイッチＳＷ１０が開かれる。これにより、検出抵抗ＲＳ１、ＲＳ２の抵抗値より抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３で構成する直列抵抗ＲＳの抵抗値が十分大きい場合、電流源Ｉ１の電流は検出抵抗ＲＳ１に流れ込み、増幅器Ｕ１の入力電圧は通常動作状態での二相差分に対して、ほぼ検出抵抗ＲＳ１に電流源Ｉ１の電流を流した時に発生する電圧降下分が増加した電圧値になる。

図１１の構成に対して、スイッチＳＷ７を開き、スイッチＳＷ９を閉じる構成であってもよい。この変形構成では、電流源Ｉ１の電流は検出抵抗ＲＳ２に流れ込み、増幅器Ｕ１の入力電圧は通常動作状態での二相差分に対して、ほぼ検出抵抗ＲＳ２に電流源Ｉ１の電流を流した時に発生する電圧降下分が減少した電圧値になる。オフセット診断状態は、図１１の構成および図１１の変形構成のどちらか、または両方を使用してもよい。

次に、処理部診断状態の構成および動作について図１２を用いて説明する。図１２は図９のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断状態の構成を示す図である。

処理部診断状態では、図４の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ９、ＳＷ１０を開くことで、図４同様、電流源Ｉ１の電流と抵抗Ｒ２で発生する電圧降下分の電圧が非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加される。

図１２の構成に対して、スイッチＳＷ７とスイッチＳＷ８を開き、スイッチＳＷ９とスイッチＳＷ１０を閉じる構成であってもよい。この変形構成では、電流源Ｉ１の電流と抵抗Ｒ２で発生する電圧降下分の電圧が、先述とは逆向きで非反転入力端子ＶＩＰと反転入力端子ＶＩＭとの間に印加される。処理回路診断状態は、図１２の構成および図１２の変形構成のどちらか、または両方を使用してよい。

第二変形例のフォトダイオード電流の検出回路は、図５と同様に制御することで故障の診断が可能である。このように二相のバランスを保つようにスイッチを追加することで、実施例と同様の診断が可能になる。

（第三変形例）
実施例の処理部診断状態でスイッチＳＷ８が接続する安定した電位の別例である第三変形例のフォトダイオード電流の検出回路について図１３を用いて説明する。図１３は第三変形例のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断状態における一部の構成を示す図である。

第三変形例のフォトダイオード電流の検出回路１０Ｃは、診断信号生成回路Ｄ３を除いて、実施例と同様である。

ここで、増幅器Ｕ１の入力レンジとしてＧＮＤレベルが受けられない場合、図４の処理回路診断状態では、反転入力端子ＶＩＭがＧＮＤレベルになるため、正しく動作しない。処理部診断状態を示す図４の診断信号生成回路Ｄ１に対して図１３の診断信号生成回路Ｄ３では、スイッチＳＷ８とＧＮＤの間に抵抗Ｒ４を挿入する。図１３の処理部診断状態では、電流源Ｉ１の電流がスイッチＳＷ８を介して抵抗Ｒ４に流れる。その結果、抵抗Ｒ４には電流源Ｉ１の電流による電圧降下が発生し、スイッチＳＷ８を介しその電圧が反転入力端子ＶＩＭに入力される。この電圧降下分を増幅器Ｕ１の適正な入力レンジに調整することで、別途基準電圧源を用意せず、ＧＮＤレベル入力が困難な増幅器に対して正しい診断を行うことが可能である。

（第四変形例）
電流−電圧変換回路がインピーダンス変換回路を有する例である第四変形例のフォトダイオード電流の検出回路について図１４を用いて説明する。図１４は第四変形例のフォトダイオード電流の検出回路の通常動作状態における一部の構成を示す図である。

第四変形例のフォトダイオード電流の検出回路１０Ｄは、電流−電圧変換回路Ｔ３および診断信号生成回路Ｄ４を除いて、実施例と同様である。

検出対象である電流−電圧変換回路Ｔ３は、ＩＮＰ端子に接続される端子が低インピーダンスになるようにバッファ回路ＢＵＦによりインピーダンス変換されている。この場合、診断信号生成回路Ｄ４は、診断信号生成回路Ｄ４に対して、さらに、一端が電流源Ｉ１に接続される抵抗Ｒ１０と、ＩＮＰ端子と抵抗Ｒ１０の他端に接続するスイッチＳＷ１１と、を備える。これにより、実施例と同様の診断が可能になる。

まず、通常動作状態の構成および動作について図１４を用いて説明する。

通常動作状態では、図１４に示すように、図１の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ１１を開くことで、図１の通常動作状態の診断信号生成回路Ｄ１と同様の構成になる。

次に、分圧診断状態の構成および動作について図１５を用いて説明する。図１５は図１４のフォトダイオード電流の検出回路の分圧診断状態の構成を示す図である。

分圧診断状態では、図１５に示すように、図２の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ１１を開くことで、図２の分圧診断状態の診断信号生成回路Ｄ１と同様の構成になり、入力電圧（入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭの端子間電圧）の分圧を増幅器Ｕ１に印加することが可能になる。

次に、オフセット診断状態の構成および動作について図１６を用いて説明する。図１６は図１４のフォトダイオード電流の検出回路のオフセット診断状態の構成を示す図である。

オフセット診断状態では、スイッチＳＷ２、ＳＷ５、ＳＷ６、ＳＷ７、ＳＷ１１が閉じられ、スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ８が開かれることで、入力電圧（入力端子ＩＮＰと入力端子ＩＮＭの端子間電圧）に対して、電流源Ｉ１の電流を抵抗Ｒ１０に流すことで生じる電圧降下分を加えた電圧を増幅器Ｕ１に印加することが可能になる。

次に、処理部診断状態の構成および動作について図１７を用いて説明する。図１７は図１４のフォトダイオード電流の検出回路の処理部診断状態の構成を示す図である。

処理部診断状態では、図４の診断信号生成回路Ｄ１のスイッチ制御に加え、スイッチＳＷ１１を開くことで、電流源Ｉ１の電流が抵抗Ｒ２に流れ、抵抗Ｒ２で発生する電圧降下分が、電流−電圧変換回路Ｔ３の出力に依存せず、増幅器Ｕ１に印加することが可能になる。

＜応用例＞
実施例のフォトダイオード電流の検出回路はモータを有する移動体と対象物との距離を制御するシステムに用いることができる。図１８はモータを有する移動体と対象物との距離を制御するシステムの構成例を示すブロック図である。

システム１は対象物２と移動体３とで構成される。対象物２は発光ダイオードＬＥＤ１と抵抗ＲＤとを備える。移動体３はフォトダイオード電流の検出回路１０とモータ制御回路２０とモータ３０とＬＥＤドライバ４０と発光ダイオードＬＥＤ２と、スイッチＳＷと、を備える。モータ制御回路２０は、目標値を格納する回路２１と目標値とＰＤ＿ＤＡＴＡ信号との差分を計算する演算器２２と、演算器２２の出力と演算器２４の出力との差分を計算する演算器２３と、ＰＷＭ生成回路２５と、モータドライバ２６と、を備える。対象物２の有する発光ダイオードＬＥＤ１からの発光を移動体３の有するフォトダイオード電流の検出回路１０が受け、その受光量で移動体３から対象物２までの距離を測定して、目標の距離（目標値）に合うよう演算器２２〜２４によりフィードバック演算をし、演算結果に従いモータを動かす。

フォトダイオード電流の検出回路１０が出力するＡＬＭ信号を受け、ＬＥＤドライバ４０が発光ダイオードＬＥＤ２を発光させることで、操作者に計測システムに異常があることを通知し、操作者が緊急停止スイッチＳＷによりモータ３０への電力供給を停止させる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態、実施例、変形例および応用例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態、実施例、変形例および応用例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

例えば、実施例では、分圧診断状態、オフセット診断状態および処理部診断状態を用いたが、分圧診断状態、オフセット診断状態および処理部診断状態の少なくとも一つを用いてもよい。
オフセット診断状態では、測定対象の信号に対して既知のレベルの増加を行う例を説明したが、既知のレベルの減少であってもよいし、既知のレベルの増加および減少の両方であってもよい。

また、応用例では、実施例のフォトダイオード電流の検出回路を用いる例を説明したが、変形例のフォトダイオード電流の検出回路を用いてもよい。

１０・・・フォトダイオード電流の検出回路（信号入力回路）
Ｔ１・・・電流−電圧変換回路
ＰＤ１・・・フォトダイオード
ＲＳ１・・・検出抵抗
Ｖ１・・・リファレンス電圧源
Ｄ１・・・診断信号生成回路
ＳＷ１〜ＳＷ８・・・スイッチ
Ｉ１・・・電流源
Ｕ１・・・増幅器
Ｕ２・・・ＡＤ変換器
Ｕ３・・・診断回路

Claims (13)

1. 測定対象の信号レベルを検知して処理する処理ユニットと、
   前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施す診断信号生成回路と、前記処理ユニットで処理されたデータに基づいて前記処理ユニットを診断する診断回路と、を有する診断ユニットと、
   を備え、
   前記診断回路は、前記処理ユニットで処理された前記測定対象の信号レベルのデータと前記測定対象の信号レベルに既知の変化を施したレベルのデータとを比較し、測定系に異常が無いかどうかを診断する半導体装置。
2. 請求項１の半導体装置において、
   前記診断信号生成回路が前記測定対象の信号レベルに対して施す既知の変化は、既知の比率での縮小と、既知のレベルの増加または減少またはその両方と、少なくとも一つである半導体装置。
3. 請求項２の半導体装置において、
   前記診断ユニットは、前記測定対象に依存しない基準レベルが前記処理ユニットにより正しく処理されるかどうかを確認し測定系に異常がないかどうかを診断する半導体装置。
4. 請求項３の半導体装置において、
   前記処理ユニットは、前記測定対象の信号レベルを増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅される信号をデジタル化するＡＤ変換器と、を備える半導体装置。
5. 抵抗を用いて測定対象の電流量を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
   前記電流電圧変換回路により変換された電圧を増幅する増幅器と、前記増幅器により増幅された電圧をデジタル化するＡＤ変換器と、を備える処理ユニットと、
   前記増幅器に入力する診断用電圧を生成する診断信号生成回路と、
   前記処理ユニットで処理された信号に基づいて前記処理ユニットを診断する診断回路と、
   を備え、
   前記診断信号生成回路は、
   複数の抵抗を直列に接続した直列抵抗と、
   電流源と、
   前記電流電圧変換回路の前記抵抗の一端と前記増幅器の一方の入力を接続する第一スイッチと、
   前記電流電圧変換回路の前記抵抗の他端と前記増幅器の他方の入力を接続する第二スイッチと、
   前記直列抵抗の途中の第一接点と前記増幅器の前記一方の入力を接続する第三スイッチと、
   前記直列抵抗の途中の第二接点と前記増幅器の前記他方の入力を接続する第四スイッチと、
   前記電流電圧変換回路の前記抵抗に対して前記直列抵抗を並列接続する第五スイッチおよび第六スイッチと、
   前記増幅器の前記一方の入力を電流源に接続する第七スイッチと、
   前記増幅器の前記他方の入力を安定した電位レベルに接続する第八スイッチと、
   を備え、
   前記診断回路は、
   前記増幅器の入力から前記電流源と前記安定した電位レベルを切り離し、かつ前記直列抵抗を前記電流電圧変換回路の前記抵抗から切り離した通常動作状態で、前記電流電圧変換回路の前記抵抗を前記増幅器の入力に接続することで測定対象の電流量を電圧変換したレベルを前記処理ユニットで処理して通常測定値を得る動作と、前記第一乃至第八スイッチの夫々のスイッチの状態を変更して、前記処理ユニットにより処理したデータから診断測定値を得る動作と、を切り替えながら、前記通常測定値に対して夫々の前記診断測定値が所定範囲内であるかどうかを確認し、測定系の異常の有無の診断を行う半導体装置。
6. 請求項５の半導体装置において、
   前記診断信号生成回路は、
   前記増幅器の入力から前記電流源と前記安定した電位レベルを切り離し、前記直列抵抗を前記電圧変換する抵抗に並列接続し、前記直列抵抗の途中の接点を前記増幅器の入力に接続する第一診断状態と、
   前記電流源を前記増幅器の入力に接続し、前記安定した電位レベルを前記増幅器の入力から切り離し、前記直列抵抗を前記電圧変換する抵抗に並列接続し、前記電圧変換する抵抗を前記増幅器の入力に接続する第二診断状態と、
   前記電流源と前記安定した電位レベルを前記増幅器の入力に接続し、前記直列抵抗を前記電流電圧変換回路の前記抵抗から切り離し、前記直列抵抗の途中の接点を前記増幅器の入力に接続する第三診断状態と、
   を備え、
   前記診断回路は、前記第一診断状態、前記第二診断状態および前記第三診断状態のうち、少なくとも１つを前記通常動作状態と切り替えながら動作する半導体装置。
7. 請求項６の半導体装置において、
   前記診断回路は、前記通常動作状態と、前記第一診断状態、前記第二診断状態および前記第三診断状態の少なくとも一つの診断状態の測定順序を格納する記憶装置を備え、
   前記診断回路は、前記記憶装置に格納されている前記測定順序に従い測定内容を切り替えながら動作する半導体装置。
8. 請求項６の半導体装置において、
   前記診断信号生成回路は、さらに、
   前記増幅器の前記他方の入力に前記電流源を接続する第九スイッチと、
   前記増幅器の前記一方の入力に前記安定した電位レベルを接続する第十スイッチと、
   を備え、
   前記診断回路は、前記第二診断状態または前記第三診断状態において、前記電流源と前記安定した電位レベルの接続先を入れ替えて測定する半導体装置。
9. 請求項５の半導体装置において、
   前記診断信号生成回路は、さらに、前記安定した電位レベルと前記第八スイッチの間に抵抗を備える半導体装置。
10. 請求項６の半導体装置において、
    前記電流電圧変換回路は出力にインピーダンス変換回路を備え、
    前記診断信号生成回路は、さらに、前記電流源と前記インピーダンス変換回路とを抵抗を介して接続する第十一スイッチを備え、
    前記第二診断状態において、前記電流源と前記インピーダンス変換回路を接続する半導体装置。
11. 電流電圧変換用の抵抗と並列接続する抵抗であって、複数の抵抗による直列接続で構成される直列抵抗と、前記電流電圧変換用の抵抗の両端の電位差を増幅する増幅器と、前記増幅器の入力に接続可能な電流源と、を備える信号入力回路の診断方法であって、
    前記直列抵抗の一部の電位差を観測し入力信号の減衰信号を得ることと、前記電流電圧変換用の抵抗の両端の電位差を観測することで減衰していない信号を得ることを、時分割で行い、
    前記減衰信号と前記減衰していない信号との差分が所定レベルかどうかを観測し故障の有無を診断する信号入力回路の診断方法。
12. 請求項１１の信号入力回路の診断方法において、
    前記電流源から前記電流電圧変換用の抵抗および前記直列抵抗に電流を供給し、前記電流電圧変換用の抵抗の電流にオフセットを付加し、生成される電位差を観測し、故障の有無を診断する信号入力回路の診断方法。
13. 請求項１１の信号入力回路の診断方法において、
    前記電流電圧変換用の抵抗を前記直列抵抗から切り離し、前記電流源からの電流を前記直列抵抗に流し、その電位差を観測する信号入力回路の診断方法。

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