JP2023104478A - Reset circuit and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

To improve reliability and safety of a reset circuit.SOLUTION: A reset circuit 10 includes: a first detection unit 11 configured to generate a first detection signal UVLO1 by comparing a monitoring target voltage VREG (e.g., internal electrical power source voltage) with a first threshold voltage VH; a second detection unit 12 configured to generate a second detection signal UVLO2 by comparing the monitoring target voltage VREG with a second threshold voltage VL equal to or less than the first threshold voltage VH; a logical gate 13 configured to generate a reset signal RST on the basis of the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2; and a third detection unit 14 configured to detect whether a logic level of the first detection signal UVLO1 is switched after a logic level of the second detection signal UVLO2 is switched, to generate a failure detection signal LAT.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本明細書中に開示されている発明は、リセット回路及び半導体装置に関する。 The invention disclosed in this specification relates to a reset circuit and a semiconductor device.

近年、半導体装置の多くは、リセット回路(POR[power ON reset]回路とも呼ばれる)を備える。 In recent years, many semiconductor devices include a reset circuit (also called a POR [power ON reset] circuit).

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。 As an example of conventional technology related to the above, Patent Document 1 can be cited.

特開2012-105190号公報JP 2012-105190 A

しかしながら、従来のリセット回路は、その機能安全について改善の余地があった。 However, conventional reset circuits have room for improvement in terms of their functional safety.

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者により見出された上記課題に鑑み、信頼性及び安全性の高いリセット回路及び半導体装置を提供することを目的とする。 An object of the invention disclosed in the present specification is to provide a reset circuit and a semiconductor device with high reliability and safety in view of the above problems found by the inventors of the present application.

例えば、本明細書中に開示されているリセット回路は、監視対象電圧と第1閾値電圧とを比較して第1検出信号を生成するように構成された第1検出部と、前記監視対象電圧と前記第1閾値電圧以下の第2閾値電圧とを比較して第2検出信号を生成するように構成された第2検出部と、前記第1検出信号及び前記第2検出信号に基づいてリセット信号を生成するように構成された論理ゲートと、前記第2検出信号の論理レベルが切り替わった後に前記第1検出信号の論理レベルが切り替わるか否かを検出して故障検出信号を生成するように構成された第3検出部と、を備える。 For example, the reset circuit disclosed herein includes: a first detector configured to compare a monitored voltage and a first threshold voltage to generate a first detection signal; and a second threshold voltage equal to or lower than the first threshold voltage to generate a second detection signal; and a reset based on the first detection signal and the second detection signal. and a logic gate configured to generate a fault detection signal by detecting whether the logic level of the first detection signal switches after the logic level of the second detection signal switches. and a configured third detector.

なお、その他の特徴、要素、ステップ、利点、及び、特性については、以下に続く発明を実施するための形態及びこれに関する添付の図面によって、さらに明らかとなる。 Other features, elements, steps, advantages, and characteristics will become more apparent from the detailed description and accompanying drawings that follow.

本明細書中に開示されている発明によれば、信頼性及び安全性の高いリセット回路及び半導体装置を提供することが可能となる。 According to the invention disclosed in this specification, it is possible to provide a reset circuit and a semiconductor device with high reliability and safety.

図1は、リセット回路を備えた半導体装置の比較例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a comparative example of a semiconductor device having a reset circuit. 図2は、比較例に係るリセット回路の正常動作を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating normal operation of the reset circuit according to the comparative example. 図3は、比較例に係るリセット回路の異常動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an abnormal operation of a reset circuit according to a comparative example; 図4は、リセット回路を備えた半導体装置の実施形態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of a semiconductor device with a reset circuit. 図5は、実施形態に係るリセット回路の正常動作を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating normal operation of the reset circuit according to the embodiment. 図6は、実施形態に係るリセット回路の異常動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating abnormal operation of the reset circuit according to the embodiment;

<比較例>
図1は、リセット回路を備えた半導体装置の比較例(=後出の実施形態と対比される一般的な構成)を示す図である。本比較例の半導体装置1は、リセット回路10と、ロジック回路20と、を備える。
<Comparative example>
FIG. 1 is a diagram showing a comparative example of a semiconductor device including a reset circuit (=general configuration compared with embodiments described later). A semiconductor device 1 of this comparative example includes a reset circuit 10 and a logic circuit 20 .

リセット回路10は、内部電源電圧VREG(=監視対象電圧に相当)が低電圧異常状態であるか否かを監視してロジック回路20にリセット信号RSTを出力する。本図に即して述べると、リセット回路10は、第1検出部11と、第2検出部12と、論理ゲート13と、を備える。 The reset circuit 10 monitors whether the internal power supply voltage VREG (=monitored voltage) is in a low voltage abnormal state and outputs a reset signal RST to the logic circuit 20 . Referring to this drawing, the reset circuit 10 includes a first detection section 11 , a second detection section 12 and a logic gate 13 .

第1検出部11は、非反転入力端(+)に入力される内部電源電圧VREGと、反転入力端(-)に入力される閾値電圧VTHとを比較して第1検出信号UVLO1を生成するヒステリシスコンパレータである。第1検出信号UVLO1は、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも低いときにローレベル(=リセット状態の論理レベル)となり、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも高いときにハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)となる。 The first detection unit 11 compares an internal power supply voltage VREG input to a non-inverting input terminal (+) and a threshold voltage VTH input to an inverting input terminal (-) to generate a first detection signal UVLO1. It is a hysteresis comparator. The first detection signal UVLO1 becomes low level (=reset state logic level) when the internal power supply voltage VREG is lower than the threshold voltage VTH, and becomes high level (=reset state) when the internal power supply voltage VREG is higher than the threshold voltage VTH. release state logic level).

第2検出部12は、非反転入力端(+)に入力される内部電源電圧VREGと、反転入力端(-)に入力される閾値電圧VTHとを比較して第2検出信号UVLO2を生成するヒステリシスコンパレータである。第2検出信号UVLO2は、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも低いときにローレベル(=リセット状態の論理レベル)となり、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも高いときにハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)となる。 The second detection unit 12 compares the internal power supply voltage VREG input to the non-inverting input terminal (+) and the threshold voltage VTH input to the inverting input terminal (-) to generate a second detection signal UVLO2. It is a hysteresis comparator. The second detection signal UVLO2 becomes low level (=reset state logic level) when the internal power supply voltage VREG is lower than the threshold voltage VTH, and becomes high level (=reset state) when the internal power supply voltage VREG is higher than the threshold voltage VTH. release state logic level).

このように、本比較例のリセット回路10には、第1検出部11だけでなく、安全機構(いわゆるSM[safety mechanism])として第2検出部12が並列に設けられている。 Thus, in the reset circuit 10 of this comparative example, not only the first detection section 11 but also the second detection section 12 as a safety mechanism (so-called SM [safety mechanism]) are provided in parallel.

論理ゲート13は、第1検出信号UVLO1と第2検出信号UVLO2の論理積信号を生成し、これをリセット信号RSTとして出力する。リセット信号RSTは、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2の少なくとも一方がローレベル(=リセット状態の論理レベル)であるときにローレベル(=リセット状態の論理レベル)となり、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2の双方がハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)であるときにハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)となる。 The logic gate 13 generates a logical AND signal of the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2, and outputs this as the reset signal RST. The reset signal RST becomes low level (=reset state logic level) when at least one of the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2 is at low level (=reset state logic level), and becomes the first detection signal. When both the UVLO1 and the second detection signal UVLO2 are at high level (=logic level of reset release state), they become high level (=logic level of reset release state).

ロジック回路20は、内部電源電圧VREGの供給を受けて動作する。なお、ロジック回路20は、リセット回路10から出力されるリセット信号RSTに応じて動作状態が初期化される。例えば、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも低いときには、リセット信号RSTがローレベルとなるので、ロジック回路20がリセット状態(=動作停止状態)となる。一方、内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも高いときには、リセット信号RSTがハイレベルとなるので、ロジック回路20がリセット解除状態(=通常動作状態)となる。 Logic circuit 20 operates by being supplied with internal power supply voltage VREG. The operating state of the logic circuit 20 is initialized according to the reset signal RST output from the reset circuit 10 . For example, when the internal power supply voltage VREG is lower than the threshold voltage VTH, the reset signal RST becomes low level, so that the logic circuit 20 is in a reset state (=stopped state). On the other hand, when the internal power supply voltage VREG is higher than the threshold voltage VTH, the reset signal RST becomes high level, so the logic circuit 20 enters the reset release state (=normal operation state).

また、ロジック回路20は、リセット信号RSTによるリセット解除後に半導体装置1が故障しているか否かを示すエラーフラグERRを出力する。例えば、エラーフラグERRは、半導体装置1の故障が検出されていないときにハイレベルとなり、半導体装置1の故障が検出されているときにローレベルとなる。 Further, the logic circuit 20 outputs an error flag ERR indicating whether or not the semiconductor device 1 is out of order after the reset is canceled by the reset signal RST. For example, the error flag ERR becomes high level when a failure of the semiconductor device 1 is not detected, and becomes low level when a failure of the semiconductor device 1 is detected.

なお、ロジック回路20は、能動的(自発的)にエラーフラグERRを出力してもよいし、ホスト(MCU[micro controller unit]など)からの要求に応じてエラーフラグERRを出力してもよい。 Note that the logic circuit 20 may output the error flag ERR actively (voluntarily), or may output the error flag ERR in response to a request from the host (such as MCU [micro controller unit]). .

図2は、本比較例に係るリセット回路10の正常動作(=第1検出部11及び第2検出部12がいずれも故障していない状態)を示す図であり、上から順に、内部電源電圧VREG、第1検出信号UVLO1、第2検出信号UVLO2、リセット信号RST、及び、エラーフラグERRが描写されている。 FIG. 2 is a diagram showing a normal operation of the reset circuit 10 according to this comparative example (=a state in which neither the first detection unit 11 nor the second detection unit 12 is malfunctioning). VREG, first detection signal UVLO1, second detection signal UVLO2, reset signal RST, and error flag ERR are depicted.

半導体装置1が起動して内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも高くなると、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2がいずれもローレベルからハイレベルに立ち上がる。その結果、リセット信号RSTがハイレベルに立ち上がるので、ロジック回路20がリセット解除状態(=通常動作状態)となる。従って、ロジック回路20は、エラーフラグERRを出力可能な状態となる。 When the semiconductor device 1 starts up and the internal power supply voltage VREG becomes higher than the threshold voltage VTH, both the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2 rise from low level to high level. As a result, the reset signal RST rises to a high level, so that the logic circuit 20 enters the reset release state (=normal operation state). Therefore, the logic circuit 20 is ready to output the error flag ERR.

なお、本図では、半導体装置1に何ら故障が生じていないので、エラーフラグERRがハイレベル(=故障未検出時の論理レベル)に維持されている。 In this figure, since no failure has occurred in the semiconductor device 1, the error flag ERR is maintained at a high level (=logical level when no failure is detected).

図3は、本比較例に係るリセット回路10の異常動作(=第1検出部11が故障して第1検出信号UVLO1がハイレベルに固定された状態)を示す図であり、上から順に、内部電源電圧VREG、第1検出信号UVLO1、第2検出信号UVLO2、リセット信号RST、ロジック回路20の動作状態、及び、エラーフラグERRが描写されている。 FIG. 3 is a diagram showing an abnormal operation of the reset circuit 10 according to this comparative example (=a state in which the first detection unit 11 fails and the first detection signal UVLO1 is fixed at a high level). The internal power supply voltage VREG, the first detection signal UVLO1, the second detection signal UVLO2, the reset signal RST, the operating state of the logic circuit 20, and the error flag ERR are depicted.

半導体装置1が起動して内部電源電圧VREGが閾値電圧VTHよりも高くなると、第2検出信号UVLO2がローレベルからハイレベルに立ち上がる。一方、第1検出信号UVLO1は、第1検出部11の故障により内部電源電圧VREGに依ることなく常にハイレベルに固定されている。その結果、リセット信号RSTとして第2検出信号UVLO2がスルー出力される状態となる。すなわち、第2検出信号UVLO2がハイレベルに立ち上がると、リセット信号RSTもハイレベルに立ち上がるので、ロジック回路20がリセット解除状態(=通常動作状態)となる。従って、ロジック回路20は、エラーフラグERRを出力可能な状態となる。 When the semiconductor device 1 starts up and the internal power supply voltage VREG becomes higher than the threshold voltage VTH, the second detection signal UVLO2 rises from low level to high level. On the other hand, the first detection signal UVLO1 is always fixed at high level regardless of the internal power supply voltage VREG due to the failure of the first detection section 11 . As a result, the second detection signal UVLO2 is passed through as the reset signal RST. That is, when the second detection signal UVLO2 rises to high level, the reset signal RST also rises to high level, so that the logic circuit 20 enters the reset release state (=normal operation state). Therefore, the logic circuit 20 is ready to output the error flag ERR.

なお、本図では、半導体装置1(特にリセット回路10の第1検出部11)に故障が生じているものの、ロジック回路20でこれを知る術がないので、エラーフラグERRがハイレベル(=故障未検出時の論理レベル)に維持されている。 In this figure, although the semiconductor device 1 (especially the first detection section 11 of the reset circuit 10) has a failure, the logic circuit 20 has no means of detecting this, so the error flag ERR is at a high level (=failure logic level when not detected).

以下では、上記の考察に鑑み、第1検出部11の故障を検出することのできる新規な実施形態を提案する。 In the following, in view of the above considerations, a novel embodiment is proposed that can detect a failure of the first detector 11 .

<実施形態>
図4は、リセット回路を備えた半導体装置の新規な実施形態を示す図である。本実施形態の半導体装置1に搭載されるリセット回路10は、先出の第1実施形態(図1)を基本としつつ、第3検出部14及び閾値電圧生成部15を含む。そこで、既出の構成要素については、図1と同一の符号を付すことにより重複した説明を省略し、以下では、本実施形態の特徴部分について重点的に説明する。
<Embodiment>
FIG. 4 shows a novel embodiment of a semiconductor device with a reset circuit. The reset circuit 10 mounted on the semiconductor device 1 of this embodiment is based on the first embodiment (FIG. 1) and includes a third detector 14 and a threshold voltage generator 15 . Therefore, the same reference numerals as those in FIG. 1 are used for the components already mentioned to omit redundant description, and the characteristic portions of the present embodiment will be mainly described below.

第3検出部14は、第2検出信号UVLO2の論理レベルがローレベルからハイレベルに切り替わった後に、第1検出信号UVLO1の論理レベルがローレベルからハイレベルに切り替わるか否かを検出して故障検出信号LATを生成する。本図に即して述べると、第3検出部14は、Dフリップフロップ14aと、遅延段14bと、を含む。 The third detection unit 14 detects whether or not the logic level of the first detection signal UVLO1 switches from low level to high level after the logic level of the second detection signal UVLO2 switches from low level to high level. A detection signal LAT is generated. Referring to this figure, the third detector 14 includes a D flip-flop 14a and a delay stage 14b.

Dフリップフロップ14aのデータ入力端(D)には、ハイレベル信号が入力される。Dフリップフロップ14aのクロック入力端(>)には、遅延段14bにより遅延を与えられた第1検出信号UVLO1が入力される。Dフリップフロップ14aのリセット入力端(R)には、第2検出信号UVLO2が入力される。Dフリップフロップ14aの出力端(Q)からは、故障検出信号LATが出力される。 A high level signal is input to the data input terminal (D) of the D flip-flop 14a. The clock input terminal (>) of the D flip-flop 14a receives the first detection signal UVLO1 delayed by the delay stage 14b. A second detection signal UVLO2 is input to the reset input terminal (R) of the D flip-flop 14a. A failure detection signal LAT is output from the output terminal (Q) of the D flip-flop 14a.

上記のように接続されたDフリップフロップ14aは、第2検出信号UVLO2によるリセット解除後に第1検出信号UVLO1をラッチして故障検出信号LATを出力する。 The D flip-flop 14a connected as described above latches the first detection signal UVLO1 after the reset is released by the second detection signal UVLO2, and outputs the failure detection signal LAT.

本図に即して述べると、第2検出信号UVLO2がローレベルであるときには、Dフリップフロップ14aがリセット状態(=動作停止状態)となり、故障検出信号LATがローレベルに維持される。 Referring to this figure, when the second detection signal UVLO2 is at low level, the D flip-flop 14a is reset (=stopped) and the failure detection signal LAT is maintained at low level.

一方、第2検出信号UVLO2がハイレベルであるときには、Dフリップフロップ14aがリセット解除状態(=通常動作状態)となり、故障検出信号LATとして第1検出信号UVLO1のラッチ出力が行われる。具体的に述べると、故障検出信号LATは、第1検出信号UVLO1(正確には第1検出信号UVLO1の遅延信号)がローレベルからハイレベルに立ち上がったことをトリガとしてローレベルからハイレベルに立ち上がり、その論理レベルがラッチされる。 On the other hand, when the second detection signal UVLO2 is at high level, the D flip-flop 14a is in the reset release state (=normal operation state), and the first detection signal UVLO1 is latched out as the failure detection signal LAT. Specifically, the failure detection signal LAT rises from low level to high level triggered by the rise of the first detection signal UVLO1 (more precisely, the delayed signal of the first detection signal UVLO1) from low level to high level. , its logic level is latched.

遅延段14bは、Dフリップフロップ14aに入力される第1検出信号UVLO1に遅延を与える。このような遅延段14bを設ければ、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2の双方に同時(又はほぼ同時)にパルスエッジが生じたとしても、Dフリップフロップ14aのラッチ動作に支障を来しにくくなる。すなわち、Dフリップフロップ14aは、第2検出信号UVLO2によってリセット状態が解除されてから、第1検出信号UVLO1のラッチ動作を実施することができる。 The delay stage 14b delays the first detection signal UVLO1 input to the D flip-flop 14a. By providing such a delay stage 14b, even if pulse edges occur simultaneously (or substantially simultaneously) in both the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2, the latch operation of the D flip-flop 14a will not be hindered. It becomes difficult to come. That is, the D flip-flop 14a can latch the first detection signal UVLO1 after the reset state is released by the second detection signal UVLO2.

なお、後出の第1閾値電圧VH及び第2閾値電圧VLに差を付ければ、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2それぞれのパルスエッジタイミングをずらすことができる。従って、この場合には遅延段14bを省略することも可能である。一方、第1閾値電圧VH及び第2閾値電圧VLが同値(又はほぼ同値)であるときには、第1検出信号UVLO1及び第2検出信号UVLO2それぞれのパルスエッジタイミングが近くなる。従って、この場合には遅延段14bを設けることが有効である。 It should be noted that the pulse edge timings of the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2 can be shifted by providing a difference between the first threshold voltage VH and the second threshold voltage VL, which will be described later. Therefore, in this case, it is possible to omit the delay stage 14b. On the other hand, when the first threshold voltage VH and the second threshold voltage VL have the same value (or almost the same value), the pulse edge timings of the first detection signal UVLO1 and the second detection signal UVLO2 are close. Therefore, it is effective to provide the delay stage 14b in this case.

閾値電圧生成部15は、所定の参照電圧VREFから第1閾値電圧VH及び第2閾値電圧VL(ただしVH≧VL)を生成し、第1閾値電圧VH及び第2閾値電圧VLをそれぞれ第1検出部11及び第2検出部12に出力する。 A threshold voltage generation unit 15 generates a first threshold voltage VH and a second threshold voltage VL (where VH≧VL) from a predetermined reference voltage VREF, and first detects each of the first threshold voltage VH and the second threshold voltage VL. Output to the unit 11 and the second detection unit 12 .

本図に即して述べると、閾値電圧生成部15は、参照電圧VREFの印加端と基準電圧の印加端(例えば接地端)との間に直列接続された複数の抵抗15a、15b及び15cを含み、各抵抗間の接続ノードから第1閾値電圧VH及び第2閾値電圧VLを出力する。 Referring to this figure, the threshold voltage generator 15 includes a plurality of resistors 15a, 15b, and 15c connected in series between the application terminal of the reference voltage VREF and the application terminal of the reference voltage (for example, the ground terminal). and outputs a first threshold voltage VH and a second threshold voltage VL from connection nodes between the resistors.

上記した閾値電圧生成部15の追加に伴い、第1検出部11及び第2検出部12の入力信号にも変更が加えられている。 Along with the addition of the threshold voltage generation section 15 described above, the input signals of the first detection section 11 and the second detection section 12 are also changed.

具体的に述べると、第1検出部11は、非反転入力端(+)に入力される内部電源電圧VREGと、反転入力端(-)に入力される第1閾値電圧VHとを比較して第1検出信号UVLO1を生成する。従って、第1検出信号UVLO1は、内部電源電圧VREGが第1閾値電圧VHよりも低いときにローレベル(=リセット状態の論理レベル)となり、内部電源電圧VREGが第1閾値電圧VHよりも高いときにハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)となる。 Specifically, the first detection unit 11 compares the internal power supply voltage VREG input to the non-inverting input terminal (+) with the first threshold voltage VH input to the inverting input terminal (-). A first detection signal UVLO1 is generated. Therefore, the first detection signal UVLO1 becomes low level (=reset state logic level) when the internal power supply voltage VREG is lower than the first threshold voltage VH, and when the internal power supply voltage VREG is higher than the first threshold voltage VH. becomes high level (=logic level of reset release state).

また、第2検出部12は、非反転入力端(+)に入力される内部電源電圧VREGと、反転入力端(-)に入力される第2閾値電圧VLとを比較して第2検出信号UVLO2を生成する。従って、第2検出信号UVLO2は、内部電源電圧VREGが第2閾値電圧VLよりも低いときにローレベル(=リセット状態の論理レベル)となり、内部電源電圧VREGが第2閾値電圧VLよりも高いときにハイレベル(=リセット解除状態の論理レベル)となる。 Further, the second detection unit 12 compares the internal power supply voltage VREG input to the non-inverting input terminal (+) with the second threshold voltage VL input to the inverting input terminal (-) to generate a second detection signal. Generate UVLO2. Therefore, the second detection signal UVLO2 becomes low level (=reset state logic level) when the internal power supply voltage VREG is lower than the second threshold voltage VL, and when the internal power supply voltage VREG is higher than the second threshold voltage VL. becomes high level (=logic level of reset release state).

図5は、本実施形態に係るリセット回路10の正常動作(=第1検出部11及び第2検出部12がいずれも故障していない状態)を示す図であり、上から順に、内部電源電圧VREG、第1検出信号UVLO1、第2検出信号UVLO2、リセット信号RST、故障検出信号LAT、及び、エラーフラグERRが描写されている。 FIG. 5 is a diagram showing normal operation of the reset circuit 10 according to the present embodiment (=a state in which neither the first detection unit 11 nor the second detection unit 12 is malfunctioning). VREG, first detection signal UVLO1, second detection signal UVLO2, reset signal RST, failure detection signal LAT, and error flag ERR are depicted.

半導体装置1が起動して内部電源電圧VREGが第2閾値電圧VLよりも高くなると、第2検出信号UVLO2がローレベルからハイレベルに立ち上がる。さらに内部電源電圧VREGが上昇して第1閾値電圧VHよりも高くなると、第1検出信号UVLO1がローレベルからハイレベルに立ち上がる。その結果、リセット信号RSTがハイレベルに立ち上がるので、ロジック回路20がリセット解除状態(=通常動作状態)となる。従って、ロジック回路20は、エラーフラグERRを出力可能な状態となる。 When the semiconductor device 1 starts up and the internal power supply voltage VREG becomes higher than the second threshold voltage VL, the second detection signal UVLO2 rises from low level to high level. When the internal power supply voltage VREG further rises and becomes higher than the first threshold voltage VH, the first detection signal UVLO1 rises from low level to high level. As a result, the reset signal RST rises to a high level, so that the logic circuit 20 enters the reset release state (=normal operation state). Therefore, the logic circuit 20 is ready to output the error flag ERR.

ここで、第3検出部14の動作に着目すると、第2検出信号UVLO2がローレベルからハイレベルに立ち上がった時点で、Dフリップフロップ14aがリセット解除状態(=通常動作状態)となり、その後、第1検出信号UVLO1(正確には第1検出信号UVLO1の遅延信号)がローレベルからハイレベルに立ち上がったことをトリガとして、故障検出信号LATがハイレベルにラッチされる。 Focusing on the operation of the third detector 14, when the second detection signal UVLO2 rises from the low level to the high level, the D flip-flop 14a enters the reset release state (=normal operation state). Triggered by the rise of the 1 detection signal UVLO1 (more precisely, the delayed signal of the first detection signal UVLO1) from the low level to the high level, the failure detection signal LAT is latched to the high level.

なお、本図では、説明の便宜上、遅延段14bで第1検出信号UVLO1に与えられる遅延が無視されており、第1検出信号UVLO1がローレベルからハイレベルに立ち上がるのと同時(又はほぼ同時)に故障検出信号LATがハイレベルにラッチされている。 Note that in this figure, for convenience of explanation, the delay given to the first detection signal UVLO1 by the delay stage 14b is ignored, and at the same time (or almost at the same time) the first detection signal UVLO1 rises from the low level to the high level. , the failure detection signal LAT is latched to a high level.

ロジック回路20は、リセット信号RSTによるリセット解除後に故障検出信号LATを確認し、半導体装置1が故障しているか否かを示すエラーフラグERRを出力する。本図では、故障検出信号LATが正しくハイレベルに立ち上がっており、半導体装置1にその他の故障も生じていないので、エラーフラグERRがハイレベル(=故障未検出時の論理レベル)に維持されている。 The logic circuit 20 checks the failure detection signal LAT after the reset is released by the reset signal RST, and outputs an error flag ERR indicating whether or not the semiconductor device 1 has failed. In this figure, since the failure detection signal LAT has correctly risen to a high level and no other failure has occurred in the semiconductor device 1, the error flag ERR is maintained at a high level (=logical level when no failure is detected). there is

図6は、実施形態に係るリセット回路の異常動作(=第1検出部11が故障して第1検出信号UVLO1がハイレベルに固定された状態)を示す図であり、上から順に、内部電源電圧VREG、第1検出信号UVLO1、第2検出信号UVLO2、リセット信号RST、故障検出信号LAT、及び、エラーフラグERRが描写されている。 FIG. 6 is a diagram showing an abnormal operation of the reset circuit according to the embodiment (=a state in which the first detection unit 11 fails and the first detection signal UVLO1 is fixed at a high level). A voltage VREG, a first detection signal UVLO1, a second detection signal UVLO2, a reset signal RST, a fault detection signal LAT, and an error flag ERR are depicted.

半導体装置1が起動して内部電源電圧VREGが第2閾値電圧VLよりも高くなると、第2検出信号UVLO2がローレベルからハイレベルに立ち上がる。一方、第1検出信号UVLO1は、第1検出部11の故障により内部電源電圧VREGに依ることなく常にハイレベルに固定されている。その結果、リセット信号RSTとして第2検出信号UVLO2がスルー出力される状態となる。すなわち、第2検出信号UVLO2がハイレベルに立ち上がると、リセット信号RSTもハイレベルに立ち上がるので、ロジック回路20がリセット解除状態(=通常動作状態)となる。従って、ロジック回路20は、エラーフラグERRを出力可能な状態となる。 When the semiconductor device 1 starts up and the internal power supply voltage VREG becomes higher than the second threshold voltage VL, the second detection signal UVLO2 rises from low level to high level. On the other hand, the first detection signal UVLO1 is always fixed at high level regardless of the internal power supply voltage VREG due to the failure of the first detection section 11 . As a result, the second detection signal UVLO2 is passed through as the reset signal RST. That is, when the second detection signal UVLO2 rises to high level, the reset signal RST also rises to high level, so that the logic circuit 20 enters the reset release state (=normal operation state). Therefore, the logic circuit 20 is ready to output the error flag ERR.

ここで、第3検出部14の動作に着目すると、第2検出信号UVLO2がローレベルからハイレベルに立ち上がった時点で、Dフリップフロップ14aがリセット解除状態(=通常動作状態)となり、第1検出信号UVLO1をラッチ出力する準備が整う。ただし、先述のように、第1検出信号UVLO1は、常にハイレベルに固定されている。従って、故障検出信号LATがハイレベルにラッチされることはなく、ローレベルに維持される。 Focusing on the operation of the third detector 14, when the second detection signal UVLO2 rises from the low level to the high level, the D flip-flop 14a enters the reset release state (=normal operation state), and the first detection is performed. The signal UVLO1 is now ready to be latched out. However, as described above, the first detection signal UVLO1 is always fixed at high level. Therefore, the failure detection signal LAT is maintained at a low level without being latched to a high level.

ロジック回路20は、リセット信号RSTによるリセット解除後に故障検出信号LATを確認し、半導体装置1が故障しているか否かを示すエラーフラグERRを出力する。本図では、故障検出信号LATがローレベルに維持されていることから、ロジック回路20は、リセット回路10(特に第1検出部11)に何らかの故障が生じていることを知らせるべく、エラーフラグERRをローレベル(=故障検出時の論理レベル)に切り替える。 The logic circuit 20 checks the failure detection signal LAT after the reset is released by the reset signal RST, and outputs an error flag ERR indicating whether or not the semiconductor device 1 has failed. In this figure, since the failure detection signal LAT is maintained at a low level, the logic circuit 20 sets the error flag ERR to inform the reset circuit 10 (especially the first detection section 11) that some failure has occurred. switch to low level (=logical level at the time of fault detection).

なお、先にも述べたように、ロジック回路20は、能動的(自発的)にエラーフラグERRを出力してもよいし、ホスト(MCUなど)からの要求に応じてエラーフラグERRを出力してもよい。 As described above, the logic circuit 20 may actively (spontaneously) output the error flag ERR, or output the error flag ERR in response to a request from the host (MCU, etc.). may

このように、本実施形態のリセット回路10であれば、自身の故障をロジック回路20に報知することができる。従って、リセット回路10(延いてはこれを実装する半導体装置1)の信頼性及び安全性を高めることが可能となる。 As described above, the reset circuit 10 of the present embodiment can notify the logic circuit 20 of its own failure. Therefore, it is possible to improve the reliability and safety of the reset circuit 10 (and the semiconductor device 1 in which it is mounted).

<総括>
以下では、上記で説明した種々の実施形態について総括的に述べる。
<Summary>
The following provides a general description of the various embodiments described above.

例えば、本明細書中に開示されているリセット回路は、監視対象電圧と第1閾値電圧とを比較して第1検出信号を生成するように構成された第1検出部と、前記監視対象電圧と前記第1閾値電圧以下の第2閾値電圧とを比較して第2検出信号を生成するように構成された第2検出部と、前記第1検出信号及び前記第2検出信号に基づいてリセット信号を生成するように構成された論理ゲートと、前記第2検出信号の論理レベルが切り替わった後に前記第1検出信号の論理レベルが切り替わるか否かを検出して故障検出信号を生成するように構成された第3検出部と、を備える構成(第1の構成)とされている。 For example, the reset circuit disclosed herein includes: a first detector configured to compare a monitored voltage and a first threshold voltage to generate a first detection signal; and a second threshold voltage equal to or lower than the first threshold voltage to generate a second detection signal; and a reset based on the first detection signal and the second detection signal. and a logic gate configured to generate a fault detection signal by detecting whether the logic level of the first detection signal switches after the logic level of the second detection signal switches. and a configured third detection unit (first configuration).

なお、上記第1の構成によるリセット回路において、前記第3検出部は、前記第2検出信号によるリセット解除後に前記第1検出信号をラッチして前記故障検出信号を出力するように構成されたフリップフロップを含む構成(第2の構成)にしてもよい。 In the reset circuit having the first configuration, the third detection section is a flip-flop configured to latch the first detection signal and output the failure detection signal after the reset is canceled by the second detection signal. A configuration (second configuration) including a loop may be employed.

また、上記第2の構成によるリセット回路において、前記第3検出部は、前記フリップフロップに入力される前記第1検出信号に遅延を与えるように構成された遅延段をさらに含む構成(第3の構成)にしてもよい。 Further, in the reset circuit according to the second configuration, the third detection section further includes a delay stage configured to delay the first detection signal input to the flip-flop (third configuration).

また、上記第1~第3いずれかの構成によるリセット回路は、所定の参照電圧から前記第1閾値電圧及び前記第2閾値電圧を生成するように構成された閾値電圧生成部をさらに備える構成(第4の構成)にしてもよい。 Further, the reset circuit according to any one of the first to third configurations further includes a threshold voltage generator configured to generate the first threshold voltage and the second threshold voltage from a predetermined reference voltage ( 4th configuration).

また、上記第4の構成によるリセット回路において、前記閾値電圧生成部は、前記参照電圧の印加端と基準電圧の印加端との間に直列接続された複数の抵抗を含み、各抵抗間の接続ノードから前記第1閾値電圧及び前記第2閾値電圧を出力する構成(第5の構成)にしてもよい。 In the reset circuit according to the fourth configuration, the threshold voltage generator includes a plurality of resistors connected in series between the reference voltage application terminal and the reference voltage application terminal, and the connection between the resistors A configuration (fifth configuration) in which the first threshold voltage and the second threshold voltage are output from a node may be employed.

また、上記第1~第5いずれかの構成によるリセット回路において、前記第1検出部及び前記第2検出部は、それぞれ、ヒステリシスコンパレータである構成(第6の構成)にしてもよい。 In the reset circuit having any one of the first to fifth configurations, the first detection section and the second detection section may each be a hysteresis comparator (sixth configuration).

また、例えば、本明細書中に開示されている半導体装置は、上記第1~第6いずれかの構成によるリセット回路と、前記監視対象電圧の供給を受けて動作するように構成されたロジック回路と、を備える構成(第7の構成)とされている。 Further, for example, the semiconductor device disclosed in this specification includes a reset circuit having any one of the first to sixth configurations, and a logic circuit configured to operate by being supplied with the voltage to be monitored. and a configuration (seventh configuration).

上記第7の構成による半導体装置において、前記ロジック回路は、前記リセット回路から出力される前記リセット信号に応じて動作状態が初期化される構成(第8の構成)にしてもよい。 In the semiconductor device according to the seventh configuration, the logic circuit may have a configuration (eighth configuration) in which an operating state is initialized according to the reset signal output from the reset circuit.

また、上記第7又は第8の構成による半導体装置において、前記ロジック回路は、前記リセット信号によるリセット解除後に前記故障検出信号を監視して前記リセット回路に故障が生じているか否かを示すエラーフラグを出力する構成(第9の構成)にしてもよい。 In the semiconductor device according to the seventh or eighth configuration, the logic circuit monitors the failure detection signal after the reset is canceled by the reset signal, and an error flag indicates whether or not the reset circuit has failed. may be configured to output (ninth configuration).

また、上記第9の構成による半導体装置において、前記ロジック回路は、ホストからの要求に応じて前記エラーフラグを出力する構成(第10の構成)にしてもよい。 In the semiconductor device according to the ninth configuration, the logic circuit may output the error flag in response to a request from the host (tenth configuration).

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲により規定されるものであって、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other Modifications>
In addition to the above embodiments, the various technical features disclosed in this specification can be modified in various ways without departing from the gist of the technical creation. That is, the above embodiments should be considered as examples and not restrictive in all respects, and the technical scope of the present invention is defined by the claims, It should be understood that all changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are included.

1 半導体装置
10 リセット回路
11 第1検出部
12 第2検出部
13 論理ゲート
14 第3検出部
14a Dフリップフロップ
14b 遅延段
15 閾値電圧生成部
15a、15b、15c 抵抗
20 ロジック回路
1 semiconductor device 10 reset circuit 11 first detector 12 second detector 13 logic gate 14 third detector 14a D flip-flop 14b delay stage 15 threshold voltage generator 15a, 15b, 15c resistor 20 logic circuit

Claims (10)

監視対象電圧と第1閾値電圧とを比較して第1検出信号を生成するように構成された第1検出部と、
前記監視対象電圧と前記第1閾値電圧以下の第2閾値電圧とを比較して第2検出信号を生成するように構成された第2検出部と、
前記第1検出信号及び前記第2検出信号に基づいてリセット信号を生成するように構成された論理ゲートと、
前記第2検出信号の論理レベルが切り替わった後に前記第1検出信号の論理レベルが切り替わるか否かを検出して故障検出信号を生成するように構成された第3検出部と、
を備える、リセット回路。
a first detector configured to compare the monitored voltage and the first threshold voltage to generate a first detection signal;
a second detection unit configured to generate a second detection signal by comparing the monitored voltage with a second threshold voltage equal to or lower than the first threshold voltage;
a logic gate configured to generate a reset signal based on the first detection signal and the second detection signal;
a third detection unit configured to detect whether or not the logic level of the first detection signal switches after the logic level of the second detection signal switches to generate a failure detection signal;
a reset circuit.
前記第3検出部は、前記第2検出信号によるリセット解除後に前記第1検出信号をラッチして前記故障検出信号を出力するように構成されたフリップフロップを含む、請求項1に記載のリセット回路。 2. The reset circuit according to claim 1, wherein said third detection unit includes a flip-flop configured to latch said first detection signal and output said failure detection signal after reset is released by said second detection signal. . 前記第3検出部は、前記フリップフロップに入力される前記第1検出信号に遅延を与えるように構成された遅延段をさらに含む、請求項2に記載のリセット回路。 3. The reset circuit according to claim 2, wherein said third detector further includes a delay stage configured to delay said first detection signal input to said flip-flop. 所定の参照電圧から前記第1閾値電圧及び前記第2閾値電圧を生成するように構成された閾値電圧生成部をさらに備える、請求項1~3のいずれか一項に記載のリセット回路。 4. The reset circuit according to any one of claims 1 to 3, further comprising a threshold voltage generator configured to generate said first threshold voltage and said second threshold voltage from a predetermined reference voltage. 前記閾値電圧生成部は、前記参照電圧の印加端と基準電圧の印加端との間に直列接続された複数の抵抗を含み、各抵抗間の接続ノードから前記第1閾値電圧及び前記第2閾値電圧を出力する、請求項4に記載のリセット回路。 The threshold voltage generator includes a plurality of resistors connected in series between the reference voltage application terminal and the reference voltage application terminal, and the first threshold voltage and the second threshold voltage are generated from a connection node between the resistances. 5. The reset circuit of claim 4, which outputs a voltage. 前記第1検出部及び前記第2検出部は、それぞれ、ヒステリシスコンパレータである、請求項1~5のいずれか一項に記載のリセット回路。 6. The reset circuit according to claim 1, wherein each of said first detection section and said second detection section is a hysteresis comparator. 請求項1~6のいずれか一項に記載のリセット回路と、
前記監視対象電圧の供給を受けて動作するように構成されたロジック回路と、
を備える、半導体装置。
a reset circuit according to any one of claims 1 to 6;
a logic circuit configured to operate by being supplied with the monitored voltage;
A semiconductor device comprising:
前記ロジック回路は、前記リセット回路から出力される前記リセット信号に応じて動作状態が初期化される、請求項7に記載の半導体装置。 8. The semiconductor device according to claim 7, wherein said logic circuit has an operating state initialized according to said reset signal output from said reset circuit. 前記ロジック回路は、前記リセット信号によるリセット解除後に前記半導体装置が故障しているか否かを示すエラーフラグを出力する、請求項7又は8に記載の半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 7, wherein said logic circuit outputs an error flag indicating whether or not said semiconductor device is faulty after reset is released by said reset signal. 前記ロジック回路は、ホストからの要求に応じて前記エラーフラグを出力する、請求項9に記載の半導体装置。 10. The semiconductor device according to claim 9, wherein said logic circuit outputs said error flag in response to a request from a host.
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