JP3053301B2 - 半導体集積回路及びicカード - Google Patents

半導体集積回路及びicカード

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JP3053301B2
JP3053301B2 JP4243507A JP24350792A JP3053301B2 JP 3053301 B2 JP3053301 B2 JP 3053301B2 JP 4243507 A JP4243507 A JP 4243507A JP 24350792 A JP24350792 A JP 24350792A JP 3053301 B2 JP3053301 B2 JP 3053301B2
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    • G11C16/02Erasable programmable read-only memories electrically programmable
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    • G11C16/10Programming or data input circuits

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、外部装置に接続され
てデータ処理を行うICカード及びそれに用いられる半
導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に従来のICカード20の構成を示
す。データ処理に必要な演算及び制御を行うCPU21
にシステムバス22を介してROM24、EEPROM
25及びRAM26が接続されている。ROM24には
カード使用者が実際に使用する各種の機能を実行するプ
ログラムが格納され、EEPROM25にはカード使用
者の個人情報等が書き込まれ、RAM26にはデータ処
理に必要なデータが一時的に格納される。システムバス
22にはさらに外部装置との間でデータの入出力を行う
入出力回路27が接続されている。また、P1は正電源
入力端子、P2は負電源接地端子、P3はCPU21の
初期化を行うリセット信号が入力されるリセット端子、
P4は外部クロック信号Xinが入力されるクロック端
子、P5はデータの入出力を行うためのI/O端子であ
る。
【0003】ここで、図7にEEPROM25の構成ブ
ロック図を示す。メモリアレー1は、Xデコーダ2から
多数のVppSW7に至る多数のワード線1aとYゲー
ト3からVppSW8に至る多数のビット線1bとを有
し、ワード線1aとビット線1bとの交点にそれぞれメ
モリセル1cが接続されている。制御回路11は、CP
U21のマシンサイクルの内部クロック信号φ1をクロ
ックとしてREADY、LATCH、ERASE及びW
RITEの4状態を有する順序回路である。状態REA
DYは制御回路11が書き込み状態に入っていない状態
であり、状態LATCH、ERASE及びWRITEは
それぞれ制御回路11がラッチ信号、消去信号及び書き
込み信号を出力する。制御回路11は、CPU21から
EEPROM5への書き込みを検出してラッチ期間に入
り、CPU21からのデータを順次コラムラッチ9に記
憶する。また、CPU21から制御回路11への書き込
み命令に応じて消去期間に入り、次いで書き込み期間に
入り、その後完了する。
【0004】タイマ12はCPU21が発生する内部ク
ロック信号φ1に基づいて、データをラッチしてから次
のデータをラッチするまでの時間及びデータをラッチし
てから書き込み命令を入力するまでの時間を計測し、こ
れが所定のタイムアウト時間を越えると、制御回路11
は異状であると判断してそれまでの動作を無効にして終
了する。また、制御回路11は消去信号及び書き込み信
号を発生する際にチャージポンプ10にVpp発生信号
を出力する。チャージポンプ10は制御回路11からV
pp発生信号を入力すると、クロック端子P4を介して
入力された外部クロック信号XinによってVcc電源
電圧を昇圧して書き込み用高電圧Vppを作成し、これ
をVppSW7及び8に供給する。
【0005】アドレスラッチ13で保持されたアドレス
信号に基づいてXデコーダ2はワード線1aを、Yデコ
ーダ4はYゲート3をそれぞれ選択する。CPU21か
らの信号はデータバス及びドライバ5を介して選択され
たYゲート3に入力される。一方、Yゲート3からの信
号はセンスアンプ6を介してデータバスに接続される。
【0006】VppSW7はチャージポンプ10から供
給された書き込み用高電圧VppをXデコーダ2により
選択されたワード線1aに供給し、VppSW8はコラ
ムラッチ9に記憶された情報に基づいて各ビット線1b
に高電圧Vppを供給する。ドライバ5からの書き込み
データは、Yゲート3、選択されたビット線1b及びV
ppSW8を介してコラムラッチ9に記憶される。
【0007】一般にEEPROMは書き込み時間が長い
ため、書き込もうとするデータを複数コラムラッチ9内
に記憶し、これらを選択されたワード線1a上のメモリ
セル1cに同時に書き込む。このようにすることによ
り、書き込み時間を実効的に減じている。また、ゲート
15はCPU21からのアドレス信号に基づいてEEP
ROMを選択する信号を発生させるゲートである。立ち
上がり制御回路14は、高電圧Vppの立ち上がりを緩
やかにするための回路であり、CPU21から発生され
る内部クロック信号φ1に基づいて動作し、チャージポ
ンプ10に立ち上がり制御信号を出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、CP
U21の動作のためにクロック端子P4を介して入力さ
れ且つCPU21に供給される外部クロック信号Xin
をEEPROM25のチャージポンプ10のクロックと
して共用していた。このため、CPU21の動作速度を
変えるために外部クロック信号Xinの周波数を下げる
と、チャージポンプ10から発生される書き込み用高電
圧Vppが低下してしまい、正常な動作が困難になる恐
れがあるという問題点があった。
【0009】また、外部クロック信号Xinの周波数が
変化すると、CPU21で発生される内部クロック信号
φ1の周波数も変化するので、この内部クロック信号φ1
に基づいて動作するタイマ12で決定される書き込み時
間も変化することになる。その結果、メモリセル1cの
信頼性を保証し且つ十分な書き込みを行うための最適な
書き込み時間を確保することが困難であるという問題点
もあった。
【0010】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、外部から入力されるクロック信号
の周波数に拘わらずに正常な動作と最適な書き込み時間
を確保することのできる半導体集積回路及びそれを用い
たICカードを提供することを目的とする。
【0011】
【0012】
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体集
積回路は、書き込み可能な不揮発性メモリと、書き込み
電圧を発生させて前記不揮発性メモリに供給するための
書き込み電圧発生回路と、第1のクロック信号を発生さ
せて前記書き込み電圧発生回路に供給するクロック信号
発生回路と、前記不揮発性メモリの同一ワード線上に複
数のデータを一度に書き込むために複数のデータを一時
的にラッチし記憶するラッチ回路と、前記書き込み電圧
発生回路で発生された書き込み電圧を前記不揮発性メモ
リに印加する時間を計測すると共に前記ラッチ回路がデ
ータをラッチする時間間隔を計測するタイマと、前記不
揮発性メモリへの書き込みを制御し且つ前記タイマによ
り計測されたデータラッチの時間間隔が所定値を越える
とそれまで前記ラッチ回路に記憶されたデータを無効と
する制御回路と、前記書き込み電圧発生回路が書き込み
電圧を前記不揮発性メモリに供給する際には前記クロッ
ク信号発生回路で発生された第1のクロック信号を選択
して前記タイマ及び前記制御回路に供給し、前記書き込
み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不揮発性メモリに
供給しないときには外部から入力される第2のクロック
信号を選択して前記タイマ及び前記制御回路に供給する
切り替え手段とを備えたものである。
【0014】請求項2に係るICカードは、第2のクロ
ック信号に基づいて動作し且つデータ処理を行うCPU
と、前記CPUを動作させるためのプログラムを格納す
るROMと、一時的にデータを記憶するRAMと、外部
との間でデータの入出力を行う入出力回路と、書き込み
可能な不揮発性メモリと、書き込み電圧を発生させて前
記不揮発性メモリに供給するための書き込み電圧発生回
路と、第1のクロック信号を発生させて前記書き込み電
圧発生回路に供給するクロック信号発生回路と、前記不
揮発性メモリの同一ワード線上に複数のデータを一度に
書き込むために複数のデータを一時的にラッチし記憶す
るラッチ回路と、前記書き込み電圧発生回路で発生され
た書き込み電圧を前記不揮発性メモリに印加する時間を
計測すると共に前記ラッチ回路がデータをラッチする時
間間隔を計測するタイマと、前記不揮発性メモリへの書
き込みを制御し且つ前記タイマにより計測されたデータ
ラッチの時間間隔が所定値を越えるとそれまで前記ラッ
チ回路に記憶されたデータを無効とする制御回路と、前
記書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不揮発性
メモリに供給する際には前記クロック信号発生回路で発
生された第1のクロック信号を選択して前記タイマ及び
前記制御回路に供給し、前記書き込み電圧発生回路が書
き込み電圧を前記不揮発性メモリに供給しないときには
前記CPUから入力される第2のクロック信号を選択し
て前記タイマ及び前記制御回路に供給する切り替え手段
とを備えたものである。
【0015】
【0016】
【作用】請求項1の半導体集積回路においては、切り替
え手段が、書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を不揮
発性メモリに供給する際にはクロック信号発生回路で発
生された第1のクロック信号を選択し、書き込み電圧発
生回路が書き込み電圧を不揮発性メモリに供給しないと
きには外部から入力される第2のクロック信号を選択し
てこれをタイマ及び制御回路に供給する。そして、ラッ
チ回路が不揮発性メモリの同一ワード線上に一度に書き
込むために複数のデータを一時的にラッチし、ラッチ回
路がデータをラッチする時間間隔をタイマで計測し、計
測されたデータラッチの時間間隔が所定値を越えるとそ
れまでラッチ回路に記憶されたデータを制御回路が無効
とする。請求項2のICカードにおいては、CPUが第
2のクロック信号に基づいて動作し、切り替え手段が、
書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を不揮発性メモリ
に供給する際にはクロック信号発生回路で発生された第
1のクロック信号を選択し、書き込み電圧発生回路が書
き込み電圧を不揮発性メモリに供給しないときにはCP
Uから入力される第2のクロック信号を選択してこれを
タイマ及び制御回路に供給する。そして、ラッチ回路が
不揮発性メモリの同一ワード線上に一度に書き込むため
に複数のデータを一時的にラッチし、ラッチ回路がデー
タをラッチする時間間隔をタイマで計測し、計測された
データラッチの時間間隔が所定値を越えるとそれまでラ
ッチ回路に記憶されたデータを制御回路が無効とする。
【0017】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図1はこの発明の一実施例に係るICカー
ドを示すブロック図である。データ処理に必要な演算及
び制御を行うCPU21にシステムバス22を介してR
OM24、EEPROM35及びRAM26が接続され
ている。システムバス22にはさらに外部装置との間で
データの入出力を行う入出力回路27が接続されてい
る。また、P1は正電源入力端子、P2は負電源接地端
子、P3はCPU21の初期化を行うリセット信号が入
力されるリセット端子、P4は外部クロック信号Xin
が入力されるクロック端子、P5はデータの入出力を行
うためのI/O端子である。
【0018】図2にEEPROM35の構成ブロック図
を示す。メモリアレー1、Xデコーダ2、Yゲート3、
Yデコーダ4、ドライバ5、センスアンプ6、VppS
W7及び8、コラムラッチ9、チャージポンプ10、制
御回路11、タイマ12、アドレスラッチ13及び立ち
上がり制御回路14はそれぞれ図7に示した同一番号の
部材と同様のものである。
【0019】制御回路11に発振回路16が接続され、
発振回路16にチャージポンプ10とクロック信号発生
回路17とが接続されている。クロック信号発生回路1
7には切り替え回路18を介して制御回路11及びタイ
マ12が接続されると共に立ち上がり制御回路14が接
続されている。発振回路16は、制御回路11から発せ
られる発振制御信号に基づいて発振し、OSC信号を発
生してチャージポンプ10及びクロック信号発生回路1
7に供給する。クロック信号発生回路17は発振回路1
6からのOSC信号に基づいてクロック信号φ2を発生
する。切り替え回路18は、制御回路11から発せられ
る発振制御信号に基づいて、CPU21で発生される内
部クロック信号φ1とクロック信号発生回路17で発生
されるクロック信号φ2のいずれかを選択し、制御回路
11及びタイマ12に供給する。
【0020】なお、ゲート19はこのEEPROM35
にアクセスするときに選択信号を発生するゲートであ
り、アドレス信号A13〜A15及びCPU21が命令
語を読み出すときに発生するSYNC信号を入力する。
この実施例では、SYNC信号が発生したときはゲート
19から選択信号が発生せず、EEPROM35から命
令語を読み出せないように構成されている。これによ
り、EEPROM35にプログラムを記憶させるような
使用が禁止される。
【0021】メモリアレー1により不揮発性メモリが、
チャージポンプ10により書き込み電圧発生回路が、切
り替え回路18により切り替え手段が、コラムラッチ9
によりラッチ回路がそれぞれ構成されている。
【0022】次に、この実施例の動作について図3のタ
イミングチャート及び図4の状態遷移図を参照して説明
する。制御回路11はERASE状態及びWRITE状
態にあるときにハイレベルの発振制御信号を出力し、こ
れにより発振回路16からOSC信号が発生されると共
に切り替え回路18はクロック信号発生回路17が発生
したクロック信号φ2を選択してこれを制御回路11及
びタイマ12に供給する。
【0023】制御回路11がREADY状態にあるとき
にCPU21がEEPROM35に書き込み動作を行う
と、ゲート19からハイレベルの選択信号が発せられ、
制御回路11はLATCH状態へと変化する。このと
き、CPU21は同一ページ内に必要な数だけの書き込
み動作を行う。書き込みたいアドレスはアドレスラッチ
13にラッチされ、データはコラムラッチ9にラッチさ
れる。このとき、タイマ12はCPU21からの書き込
みがあるたびにクリアされるが、CPU21から次の書
き込みがあるまで、すなわちコラムラッチ9に次のデー
タがラッチされるまでに所定時間、例えば0.4msに
達すると、制御回路11はREADY状態に変化し、そ
れまでの書き込みによりラッチされたデータは無効とな
る。あるいは、制御回路11がERASE状態に移行す
るように構成することもできる。
【0024】制御回路11はCPU21から書き込みの
実行を指示する書き込み指示信号を入力すると、ERA
SE状態となり、発振制御信号、Vpp発生信号及び消
去信号をハイレベルとする。発振制御信号がハイレベル
となったことにより発振回路16からOSC信号が発生
されると共に切り替え回路18はクロック信号発生回路
17が発生したクロック信号φ2を選択してこれを制御
回路11及びタイマ12に供給する。クロック信号φ2
は立ち上がり制御回路14にも供給され、立ち上がり制
御回路14からチャージポンプ10に立ち上がり制御信
号が出力される。チャージポンプ10は、発振回路16
からOSC信号を入力すると共に制御回路11からハイ
レベルのVpp発生信号を入力し、立ち上がり制御信号
のもとに書き込み用の高電圧Vppを発生させる。
【0025】制御回路11は、タイマ12により消去時
間のカウントを開始し、所定時間例えば5msが経過す
ると、WRITE状態に移行し、消去信号がローレベル
となって書き込み信号がハイレベルとなる。さらに制御
回路11は、タイマ12により書き込み時間のカウント
を開始し、所定時間例えば5msが経過すると、今度は
READY状態に移行し、書き込み信号がローレベルと
なる。同様に、発振制御信号及びVpp発生信号もロー
レベルとなる。これにより、発振回路16は発振を停止
し、切り替え回路18はCPU21が発生する内部クロ
ック信号φ1を選択して制御回路11及びタイマ12に
供給する。
【0026】なお、発振回路16が作動し、制御回路1
1がクロック信号発生回路17からのクロック信号φ2
により動作しているときには、クロック端子P4への外
部からのクロック入力を禁止してCPU21を停止さ
せ、省電力化を図ることもできる。また、図5に示され
るように、制御回路11の代わりにCPU21により直
接セット/リセットできる制御レジスタ31を設け、こ
の制御レジスタ31から発振回路16に発振制御信号
を、チャージポンプ10にVpp発生信号をそれぞれ出
力するように構成することもできる。この場合、タイマ
12もCPU21により直接制御する。このように、C
PU21によって制御レジスタ31及びタイマ12を直
接制御するので、図2の切り替え回路18は不要とな
る。なお、上記の各実施例ではメモリとしてEEPRO
Mを用いたが、書き込み可能な他の不揮発性メモリを用
いることもできる。
【0027】
【0028】
【0029】
【発明の効果】請求項1に係る半導体集積回路は、書き
込み可能な不揮発性メモリと、書き込み電圧を発生させ
て前記不揮発性メモリに供給するための書き込み電圧発
生回路と、第1のクロック信号を発生させて前記書き込
み電圧発生回路に供給するクロック信号発生回路と、前
記不揮発性メモリの同一ワード線上に複数のデータを一
度に書き込むために複数のデータを一時的にラッチし記
憶するラッチ回路と、前記書き込み電圧発生回路で発生
された書き込み電圧を前記不揮発性メモリに印加する時
間を計測すると共に前記ラッチ回路がデータをラッチす
る時間間隔を計測するタイマと、前記不揮発性メモリへ
の書き込みを制御し且つ前記タイマにより計測されたデ
ータラッチの時間間隔が所定値を越えるとそれまで前記
ラッチ回路に記憶されたデータを無効とする制御回路
と、前記書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不
揮発性メモリに供給する際には前記クロック信号発生回
路で発生された第1のクロック信号を選択して前記タイ
マ及び前記制御回路に供給し、前記書き込み電圧発生回
路が書き込み電圧を前記不揮発性メモリに供給しないと
きには外部から入力される第2のクロック信号を選択し
て前記タイマ及び前記制御回路に供給する切り替え手段
とを備えているので、正常な動作を確保すると共に書き
込み時間を実効的に減じることが可能となる。
【0030】請求項2に係るICカードは、第2のクロ
ック信号に基づいて動作し且つデータ処理を行うCPU
と、前記CPUを動作させるためのプログラムを格納す
るROMと、一時的にデータを記憶するRAMと、外部
との間でデータの入出力を行う入出力回路と、書き込み
可能な不揮発性メモリと、書き込み電圧を発生させて前
記不揮発性メモリに供給するための書き込み電圧発生回
路と、第1のクロック信号を発生させて前記書き込み電
圧発生回路に供給するクロック信号発生回路と、前記不
揮発性メモリの同一ワード線上に複数のデータを一度に
書き込むために複数のデータを一時的にラッチし記憶す
るラッチ回路と、前記書き込み電圧発生回路で発生され
た書き込み電圧を前記不揮発性メモリに印加する時間を
計測すると共に前記ラッチ回路がデータをラッチする時
間間隔を計測するタイマと、前記不揮発性メモリへの書
き込みを制御し且つ前記タイマにより計測されたデータ
ラッチの時間間隔が所定値を越えるとそれまで前記ラッ
チ回路に記憶されたデータを無効とする制御回路と、前
記書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不揮発性
メモリに供給する際には前記クロック信号発生回路で発
生された第1のクロック信号を選択して前記タイマ及び
前記制御回路に供給し、前記書き込み電圧発生回路が書
き込み電圧を前記不揮発性メモリに供給しないときには
前記CPUから入力される第2のクロック信号を選択し
て前記タイマ及び前記制御回路に供給する切り替え手段
とを備えているので、正常な動作を確保すると共に書き
込み時間を実効的に減じることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るICカードを示すブ
ロック図である。
【図2】図1のICカードに用いられたEEPROMの
構成を示すブロック図である。
【図3】図2のEEPROMの動作を示すタイミングチ
ャート図である。
【図4】図2のEEPROMに用いられた制御回路の状
態遷移図である。
【図5】他の実施例に係るEEPROMを示すブロック
図である。
【図6】従来のICカードを示すブロック図である。
【図7】図6のICカードに用いられたEEPROMの
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 メモリアレー 9 コラムラッチ 10 チャージポンプ 11 制御回路 12 タイマ 16 発振回路 17 クロック信号発生回路 18 切り替え回路 21 CPU 24 ROM 26 RAM 27 入出力回路 31 制御レジスタ 35 EEPROM

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 書き込み可能な不揮発性メモリと、 書き込み電圧を発生させて前記不揮発性メモリに供給す
    るための書き込み電圧発生回路と、 第1のクロック信号を発生させて前記書き込み電圧発生
    回路に供給するクロック信号発生回路と、 前記不揮発性メモリの同一ワード線上に複数のデータを
    一度に書き込むために複数のデータを一時的にラッチし
    記憶するラッチ回路と、 前記書き込み電圧発生回路で発生された書き込み電圧を
    前記不揮発性メモリに印加する時間を計測すると共に前
    記ラッチ回路がデータをラッチする時間間隔を計測する
    タイマと、 前記不揮発性メモリへの書き込みを制御し且つ前記タイ
    マにより計測されたデータラッチの時間間隔が所定値を
    越えるとそれまで前記ラッチ回路に記憶されたデータを
    無効とする制御回路と、 前記書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不揮発
    性メモリに供給する際には前記クロック信号発生回路で
    発生された第1のクロック信号を選択して前記タイマ及
    び前記制御回路に供給し、前記書き込み電圧発生回路が
    書き込み電圧を前記不揮発性メモリに供給しないときに
    は外部から入力される第2のクロック信号を選択して前
    記タイマ及び前記制御回路に供給する切り替え手段とを
    備えたことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 第2のクロック信号に基づいて動作し且
    つデータ処理を行うCPUと、 前記CPUを動作させるためのプログラムを格納するR
    OMと、 一時的にデータを記憶するRAMと、 外部との間でデータの入出力を行う入出力回路と、 書き込み可能な不揮発性メモリと、 書き込み電圧を発生させて前記不揮発性メモリに供給す
    るための書き込み電圧発生回路と、 第1のクロック信号を発生させて前記書き込み電圧発生
    回路に供給するクロック信号発生回路と、 前記不揮発性メモリの同一ワード線上に複数のデータを
    一度に書き込むために複数のデータを一時的にラッチし
    記憶するラッチ回路と、 前記書き込み電圧発生回路で発生された書き込み電圧を
    前記不揮発性メモリに印加する時間を計測すると共に前
    記ラッチ回路がデータをラッチする時間間隔を計測する
    タイマと、 前記不揮発性メモリへの書き込みを制御し且つ前記タイ
    マにより計測されたデータラッチの時間間隔が所定値を
    越えるとそれまで前記ラッチ回路に記憶されたデータを
    無効とする制御回路と、 前記書き込み電圧発生回路が書き込み電圧を前記不揮発
    性メモリに供給する際には前記クロック信号発生回路で
    発生された第1のクロック信号を選択して前記タイマ及
    び前記制御回路に供給し、前記書き込み電圧発生回路が
    書き込み電圧を前記不揮発性メモリに供給しないときに
    は前記CPUから入力される第2のクロック信号を選択
    して前記タイマ及び前記制御回路に供給する切り替え手
    段とを備えたことを特徴とするICカード。
JP4243507A 1992-09-11 1992-09-11 半導体集積回路及びicカード Expired - Fee Related JP3053301B2 (ja)

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