JP3479018B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

Info

Publication number
JP3479018B2
JP3479018B2 JP2000014372A JP2000014372A JP3479018B2 JP 3479018 B2 JP3479018 B2 JP 3479018B2 JP 2000014372 A JP2000014372 A JP 2000014372A JP 2000014372 A JP2000014372 A JP 2000014372A JP 3479018 B2 JP3479018 B2 JP 3479018B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
input
delay time
operating speed
functional circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000014372A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001210078A (ja
Inventor
和志 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Electronics Corp
Original Assignee
NEC Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Electronics Corp filed Critical NEC Electronics Corp
Priority to JP2000014372A priority Critical patent/JP3479018B2/ja
Priority to US09/767,945 priority patent/US6810497B2/en
Publication of JP2001210078A publication Critical patent/JP2001210078A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3479018B2 publication Critical patent/JP3479018B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1078Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
    • G11C7/1087Data input latches
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1015Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port
    • G11C7/1039Read-write modes for single port memories, i.e. having either a random port or a serial port using pipelining techniques, i.e. using latches between functional memory parts, e.g. row/column decoders, I/O buffers, sense amplifiers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/10Input/output [I/O] data interface arrangements, e.g. I/O data control circuits, I/O data buffers
    • G11C7/1078Data input circuits, e.g. write amplifiers, data input buffers, data input registers, data input level conversion circuits
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C7/00Arrangements for writing information into, or reading information out from, a digital store
    • G11C7/22Read-write [R-W] timing or clocking circuits; Read-write [R-W] control signal generators or management 
    • G11C7/222Clock generating, synchronizing or distributing circuits within memory device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/133Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K2005/00013Delay, i.e. output pulse is delayed after input pulse and pulse length of output pulse is dependent on pulse length of input pulse
    • H03K2005/00019Variable delay
    • H03K2005/00026Variable delay controlled by an analog electrical signal, e.g. obtained after conversion by a D/A converter
    • H03K2005/00032Dc control of switching transistors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K2005/00013Delay, i.e. output pulse is delayed after input pulse and pulse length of output pulse is dependent on pulse length of input pulse
    • H03K2005/00078Fixed delay

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Dram (AREA)
  • Static Random-Access Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号のデータ
パタン(パターン)すなわち入力信号パタン(パター
ン)によって個々の遅延時間すなわち動作速度が変化す
る半導体集積回路に関し、特に動作速度の高速化あるい
は所定の動作速度を満たす範囲で消費電力を低減する回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】図12に示すような内部回路101と降
圧回路102を有する従来の半導体集積回路は、入力フ
リップフロップ103を用いて入力信号線104上の入
力データIN1を取り込み、その入力データIN1に対
して何らかの信号処理を内部回路101で行い、その処
理結果を出力信号線105上の出力データOUTとして
出力することを目的として用いられる。このように、一
般的に、入力データに対して所定の機能を果たす回路を
機能回路という。
【0003】ここで、内部回路101の電源電位は、外
部電源電位Vddをそのまま直結して用いる場合もある
が、内部回路101を構成する素子が強い電界を受ける
ことによる信頼性の劣化を緩和するためと、内部回路1
01での消費電力を低減するために、図12に示すよう
に降圧回路102を設けて外部電源電位Vddから、より
低い内部電源電位Vint を発生させ、内部電源線106
を通して内部回路101の電源電位とする。この場合、
内部回路101を構成する素子には高い電圧が印加され
ないので、降圧回路102を構成する素子よりも内部回
路101を構成する素子を、より微細化することができ
る。そして、この素子の微細化で動作速度や消費電力や
占有面積が改善されるようになる。また、各素子に想定
される耐圧に関わらず、印加される電圧や電界が低いほ
ど素子の信頼性は高くなる。
【0004】一般に、内部回路101は内部電源電位V
int が高いほど高速に動作する。また、内部回路101
がMOS(Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタ
のスタティック回路で構成されている場合、消費電力は
C×Vint ×Vint /2で表される(Cは負荷容量の合
計)。よって、降圧回路102での電力損失があるにも
関わらず、内部電源電位Vint を低くすることで、内部
回路101の消費電力を効果的に削減できる。なお、降
圧回路102は、特に半導体集積回路の内部に設ける必
要はなく、外部に電源IC(Integrated Circuit)または
DC−DCコンバータ(Direct Current- Direct Curre
nt Converter、直流電圧−直流電圧変換回路)と呼ばれ
る半導体集積回路を設けて接続することによって実現す
ることも多い。
【0005】さて、入力データIN1にそれぞれ対応し
た処理結果を出力する訳であるから、ほぼ全ての半導体
集積回路において内部回路101の遅延時間すなわち動
作速度は、入力データIN1のデータパタンに大なり小
なり依存する。例えば、図13に示す従来のメモリ回路
のように、外部から入力された入力データIN1となる
アドレス信号では、そのデータパタンにより読み出され
るメモリセルの位置が半導体チップ上で一意に定まり、
入出力(I/O)部111からそのメモリセルの位置ま
での距離がそれぞれ異なるために読み出し時間が変化す
る。
【0006】図13において、情報を記憶するメモリセ
ルはマトリクス状に配列されておりバンク114〜12
1のいずれかに属する。それぞれのメモリセルはバンク
内配線133や135を介してバンク下部のバス配線B
US(132や134)に接続される。バス配線BUS
は、中央制御部(CENT)113内を通過する配線1
31を介してまたは介さずに、ECC(Error Correc
ting Code)から成る、誤り訂正符号回路部(ECC)
112に接続される。誤り訂正符号回路部112は入出
力部111に接続され、入出力部111は入出力信号線
136を用いて外部とのやりとりを行う。
【0007】図12と図13を関連づけると、図12の
入力信号線104と出力信号線105の機能を図13の
入出力信号線136が兼ねており、図12の入力フリッ
プフロップ103は図13の入出力部111に含まれ
る。また、図12の降圧回路102は図13の中央制御
部113に含まれ、図13のそれ以外の部分は図12の
内部回路101に含まれる。
【0008】次に、図13の動作のうち読み出し動作を
説明する。入出力部111に入力されたアドレス信号
は、誤り訂正符号回路部112を通過して中央制御部1
13内でデコードされる。具体的にはアドレス信号のう
ち、図13で4ビットの記されているバンクから、上位
3ビットが000ならバンク114、001ならバンク
115、010ならバンク116、011ならバンク1
17、100ならバンク118、101ならバンク11
9、110ならバンク120、111ならバンク121
を選択し、さらにアドレス信号の上位第4ビットが1な
ら各バンクの上半分、0なら各バンクの下半分が選択さ
れる。上位第5ビット目以下のアドレス信号は、そのバ
ンク半分のさらに内部の選択に用いられ、具体的には各
バンク内の列デコーダと行デコーダによってメモリセル
選択が行われる。読み出されたメモリセルのデータは、
本来の読み出しデータの他に誤り訂正用の冗長データも
含まれている。
【0009】メモリセルのデータは、バンク内配線(1
33や135)を伝播した後増幅され、続いてバス配線
BUS(132や134)を伝播する。バンク118〜
121のデータを読み出した場合は、さらに中央制御部
113内を通過する配線131を経由してから誤り訂正
符号回路部112に達する。誤り訂正符号回路部112
は、誤り訂正用の冗長データを元に演算処理を行い、誤
り訂正後の読み出しデータを入出力部111へ送る。入
出力部111は、入出力信号線136を用いて外部に読
み出しデータを出力する。
【0010】このとき、メモリセルを選択する信号が入
出力部111から各バンク114〜121内にある行デ
コーダ、列デコーダに達するまでの距離は図13に示す
ように、入力アドレス信号の上位ビットの値によりそれ
ぞれ異なる。同様に、メモリセルからの信号が入出力部
111に読み出されるまでに通過する配線の距離はそれ
ぞれ異なる。それぞれの配線131、132、133、
134、135などは電気抵抗を持つため、信号を通過
させるには遅延時間を必要とする。図13の各バンク1
14〜121には、そのバンク内のメモリセルのうち、
最も読み出し遅延時間が長くなる箇所を○記号で示して
いる。このように、バンク114〜121が互いに離れ
て配置されていることによる個々の遅延時間の違いと、
各バンク内のメモリセルの位置に依存した個々の遅延時
間の違いが重なって、アドレス信号の値による遅延時間
すなわち動作速度の違いが生じる。
【0011】図14は、図13に示す従来のメモリ回路
の、アドレス信号パタンすなわち入力アドレスパタンに
対するアクセス時間つまり読み出し時間の変化の一例を
表したものである。折れ線の断続的なアクセス時間の変
化はバンク114〜121の入出力部111からの距離
がそれぞれ異なることによる影響で、断続的な変化点の
間のアクセス時間の緩やかな増加は、各バンク内のメモ
リセルの位置の違いによるものである。
【0012】図14に示すようなアクセス時間の入力ア
ドレスパタン依存性は、各バンク114〜121の構
成、入出力部の位置や配列、メモリ回路の各配線を構成
する材料や配線形状ならびに配線を駆動するトランジス
タの電気特性など、様々な要因で複雑に変わる。しか
し、全てのメモリセルを同一の場所に配置できない以
上、入力信号パタンによって回路の個々の遅延時間がば
らつくことは本質的に避けられない。そして、図14で
tmax として示したように、個々のばらつきの中で最も
遅延時間が大きなものを回路全体の性能として規定して
いる。
【0013】このような入力信号パタンによる回路の遅
延時間ばらつきは、配線の遅延時間によってのみもたら
されるものではない。例えば、外部に記憶した命令プロ
グラムを入力信号として順次取り込み、内部でデコード
することによって命令を解釈し、場合分けによって処理
を実行するようなMPU(Micro Processing Unit)
やCPU(Central Processining Unit)やDSP
(Digital Signal Procesor)では、論理演算などの
単純な処理と乗算などの比較的複雑な処理が混在してい
る。よって、入力された各命令の内容によって回路全体
の遅延時間が大きく異なり、それら個々の遅延時間はク
ロック信号いくつ分に相当するかが、各命令ごとに仕様
として明示されている。しかし、全ての遅延時間がクロ
ック周期の整数倍として表されているため、同一の遅延
時間(クロック数)として分類されている命令群の中で
も互いに微妙に(1クロック周期未満の範囲で)個々の
遅延時間が異なってしまう。
【0014】また、従来の遅延時間ばらつき補償とし
て、例えば1990年10月、アイ・イー・イー・イー
・ジャーナル・オブ・ソリッド・ステート・サーキッ
ツ、第25巻、第5号(IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE
CIRCUITS,VOL.25,NO.5,OCTOBER 1990)の113
6〜1140ページの技術が知られている。図15は、
この文献のFig.2に相当する回路ブロック図であ
る。内部回路141は、入力データIN1に対して何ら
かの信号処理を行い、その処理結果を出力データOUT
として出力することを目的として用いられる。
【0015】内部回路141と電圧制御発振器142で
は、電源電位として内部電源電位Vint が用いられる。
電圧制御発振器142は、内部電源電位Vint の大きさ
に応じた高さの高周波出力が得られる発振器で、例えば
リングオシレータによって実現できる。固定N分周器1
43は、電圧制御発振器142の高周波出力を受信し
て、その周波数をN分の1(Nは自然数)に減少させる
回路である。固定N分周器143の出力は、クロック信
号CLKと共に位相比較器144に入力される。位相比
較器144は、クロック信号CLKと固定N分周器14
3の出力の立ち上がり若しくは立ち下がりのタイミング
を比較して、相対的にクロック信号CLKの方が速けれ
ばUp信号を、固定N分周器143の出力の方が速ければ
Down信号をチャージポンプ145へ出力する。チャージ
ポンプ145は、Up信号を受信するとローパスフィルタ
146への電流供給を増やし、結果として内部電源電位
Vint の電位が高くなる。逆に、チャージポンプ145
がDown信号を受信するとローパスフィルタ146への電
流供給を減らし、結果として内部電源電位Vint の電位
が低くなる。ローパスフィルタ146は、チャージポン
プ145が電流供給量を増減することによって生ずる内
部電源電位Vint の電位変動を抑制し、安定化させる働
きがある。
【0016】結局、図15に示すシステム全体で、電圧
制御発振器142の出力周波数が、クロック信号CLK
のちょうどN倍になるように内部電源電位Vint が調整
される。よって、製造ばらつきや動作温度や外部電源電
位Vddの変動に対して、内部電源電位Vint を印加した
ときの内部回路141の遅延時間の変化量と電圧制御発
振器142の出力周波数の変化量が常に一定であるよう
に回路を設計できれば、内部回路141の遅延時間とク
ロック信号CLKの周期の関係がこれら変動の影響を免
れ、常に一定となる。
【0017】図15の技術を用いて内部回路141の遅
延時間ばらつきが補償される様子を示したのが図16で
ある。図12に示す通常の回路では、入力信号パタンに
よる個々の遅延時間の変動とは別に、製造ばらつきや動
作温度や外部電源電位Vddの変動によって内部回路10
1の遅延時間がばらつき、典型的な遅延時間特性は破線
で示したものとなる。そして、集積回路全体の性能を示
す遅延時間はtmax である。
【0018】これに対して図15に示す回路では、製造
ばらつきや動作温度や外部電源電位Vddの変動によっ
て、電圧制御発振器142を構成する素子の遅延時間と
内部回路141を構成する素子の遅延時間が同じように
変化する。よって、内部電源電位Vint が自動的に調整
され、結局内部回路141の遅延時間は図16の実線の
特性を保ち続け、回路全体の性能を示す遅延時間は低減
しtmax'となる。しかしこの場合でも、入力信号パタン
による個々の遅延時間の変化は影響を受けないので、依
然として入力信号パタン依存の遅延時間変動は残る。図
15と同様な遅延時間ばらつき補償技術は、例えば特開
平8−223018号公報や特開平7−264056号
公報や特開平9−139656号公報に示された従来例
や発明の実施例を用いても実現できる。しかしこの場合
にも、個々の遅延時間の入力信号パタン依存性はのこ
る。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の技術における第1の問題点は、遅延時間つまり動作速
度が遅くなるということである。その理由は、個々の遅
延時間が入力信号パタン依存性をもち、しかも回路全体
の性能がごく少数の特定のパタンが入力された場合のみ
で決まるからである。もし、内部回路全体の遅延時間
が、内部回路を構成する素子そのものの遅延時間や内部
回路の処理内容の複雑さのみによってもたらされるので
あれば、本質的な遅延時間と言える。しかし、ほとんど
全ての集積回路である機能回路は、個々の遅延時間に入
力信号パタン依存性があり、図14に示した例での10
01XXXXや1111XXXXのように、ごく少数の
パタンが入力されたときの遅延時間が、回路全体の性能
を制約している。
【0020】一般に、半導体集積回路のチップサイズは
年々大きく、回路全体の遅延時間に占める配線遅延の割
合は大きく、高速化などにより微少な遅延時間のばらつ
きが回路全体の性能を制限する場合が多くなっていく傾
向にあるため、遅延時間の入力信号パタン依存性の影響
は、今後ますます増大していく。
【0021】そして第2の問題点は、消費電力の削減が
効果的でないことである。その理由は、図12に示すよ
うな内部の降圧回路は、所定の遅延時間tmax を満たす
範囲でできるだけ内部電源電位Vint を小さくすること
を主な狙いとしている。しかし、実際には図14に示す
ように、大半の入力信号パタンでは所定の遅延時間tma
x を下回る遅延時間しかかからないにも関わらず、特定
のパタン(図14の例では1001XXXXや1111
XXXX)が入力されることに備えて、内部電源電位V
int を高めに設定しなければならないからである。
【0022】第3の問題点は、内部回路を構成する素子
の信頼性の向上が効果的でないことである。その理由
は、図12に示すような降圧回路は、所定の遅延時間t
max を満たす範囲で内部電源電位Vint をなるべく低減
し、内部回路を構成する素子に印加される電界をなるべ
く小さくすることを副次的な狙いとしている。しかし、
実際には図14に示すように、大半の入力信号パタンで
は所定の遅延時間tmaxを下回る遅延時間しかかからな
いにも関わらず、特定のパタン(図14の例では100
1XXXXや1111XXXX)が入力されることに備
えて、内部電源電位Vint を高めに設定するからであ
る。
【0023】本発明の目的は、遅延時間の短い、すなわ
ち高速動作の半導体集積回路を提供することにある。本
発明の他の目的は、所定の動作速度を満たす範囲で、で
きるだけ消費電力の小さい半導体集積回路を提供するこ
とにある。そして、本発明の他の目的は、所定の動作速
度を満たす範囲で、できるだけ回路素子の信頼性が高い
半導体集積回路を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】このために本発明の半導
体集積回路は、入力信号に基づいて動作し該入力信号に
応じた信号を出力する機能回路と、前記入力信号パター
ンの一部または全部を基に前記機能回路の遅延時間を見
積もる動作速度判定手段と、前記機能回路の一部または
全部の動作速度を前記動作速度判定手段の判定結果に基
づいて調整する動作速度調整手段とを備えているある
いは、本発明の半導体集積回路は、半導体集積回路の内
部に記憶された情報データに基づいて動作し該情報デー
タに応じた信号を出力する機能回路と、前記情報データ
パターンの一部または全部を基に前記機能回路の遅延時
間を見積もる動作速度判定手段と、前記機能回路の一部
または全部の動作速度を前記動作速度判定手段の判定結
果に基づいて調整する動作速度調整手段とを備えてい
る。
【0025】あるいは、本発明の半導体集積回路は、
導体集積回路の内部に記憶された情報データと入力信号
の両方に基づいて動作し該情報データと入力信号に応じ
た信号を出力する機能回路と、前記情報データパターン
および入力信号パターンの一部または全部を基に前記機
能回路の遅延時間を見積もる動作速度判定手段と、前記
機能回路の一部または全部の動作速度を前記動作速度判
定手段の判定結果に基づいて調整する動作速度調整手段
とを備えている。
【0026】ここで、前記機能回路と、前記動作速度判
定手段となる回路と、前記動作速度調整手段となる回路
とが同一半導体チップに搭載されている。
【0027】そして、前記動作速度調整手段は電圧レギ
ュレータであり、前記機能回路に印加する電源電位を調
整することによって前記機能回路の動作速度を変化させ
る。あるいは、前記動作速度調整手段はDC−DCコン
バータであり、前記機能回路に印加する電源電位を調整
することによって前記機能回路の動作速度を変化させ
る。
【0028】また、前記機能回路のうち前記動作速度調
整手段の制御下にある部分と前記制御下にない部分との
間の信号の授受がレベルシフタを介して行われる。そし
て、前記動作速度調整手段の回路から前記動作速度調整
手段の回路の制御下にある部分への信号伝達が、前記機
能回路のうち前記動作速度調整手段の回路の制御下にな
い部分から制御下にある部分への信号伝達よりも早くな
るようにタイミング調整される。
【0029】あるいは、本発明の半導体集積回路では、
前記集積回路内部に記憶された情報データがパイプライ
ンレジスタに記憶されている。
【0030】このように本発明の要部では、動作速度判
定手段となる入力パタン検知回路で入力信号のデータパ
タンを解読し、その結果から予測される機能回路である
内部回路全体の遅延時間に対し、所望の遅延時間との差
異を制御信号として動作速度調整手段となる遅延時間制
御回路へ送信する。そして、遅延時間制御回路が内部回
路の一部もしくは全部の内部電源電位を上記の制御信号
に応じて調整するようになる。
【0031】このようにすることで、従来の技術で説明
したような機能回路の入力信号パタン依存性がなくな
り、半導体チップ内の機能回路ひいては半導体集積回路
の動作速度が全体的に向上するようになる。
【0032】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の構
成を示したブロック図である。本発明の半導体集積回路
では、それぞれの機能回路である前段(後段)内部回路
1,2に対して、入力パタン検知回路3および遅延時間
制御回路4が付加される。ここで、入力パタン検知回路
3は動作速度判定手段であり、遅延時間制御回路4は動
作速度調整手段となる。そして、このような半導体集積
回路は、複数ビットの入力信号線11を有し、同ビット
幅の入力フリップフロップ5に接続されている。入力信
号線11は、一種類の多ビット入力線であってもよい
し、複数の多ビット入力線をまとめた総称であってもよ
い。入力フリップフロップ5にはクロック信号CLKが
接続され、CLKの立ち上がりを検出すると、入力信号
線11上の入力データIN1を信号線12へとそのまま
出力する。CLKの立ち下がりを検出すると、信号線1
2への出力を保ったまま入力フリップフロップ5内部に
入力データIN1を保持し、入力信号線11とは電気的
に遮断する。
【0033】信号線12は、前段内部回路1の入力端子
へ接続される一方で、その一部または全部が入力パタン
検知回路3の入力端子へ接続される。前段内部回路1と
後段内部回路2は、信号線13上の入力データIN2を
介して縦続接続されることによって、信号線12上のデ
ータに対し演算などの所定の機能を果たし、その結果を
出力信号線16上の出力データOUTとして出力する一
般的な回路であり、それぞれクロック信号CLKによっ
てタイミングが制御される。出力信号線16と後段内部
回路2の信号線13は1ビットであっても多ビットであ
ってもよい。
【0034】入力パタン検知回路3は、信号線12上の
データパタンを読み取り、そのデータパタンが前段内部
回路1と後段内部回路2へ入力されたときの遅延時間が
どれくらいになるかを評価し、その評価結果(見積もっ
た遅延時間の大きさ)を表す信号を、制御信号線14上
の遅延時間制御信号Vpin として遅延時間制御回路4へ
出力する。
【0035】遅延時間制御回路4は、遅延時間制御信号
Vpin の値に応じて内部電源線15上の内部電源電位V
int を変化させることによって、後段内部回路2の遅延
時間(すなわち動作速度)と消費電力を調整することがで
きる。内部電源線15は、1本であっても複数であって
も構わない。また、内部電源線15が複数のとき、内部
電源電位Vint は1種類の電位であっても複数種類の電
位であっても構わない。以後、これら本発明を構成する
回路ブロックはすべて同一の半導体チップ内に集積され
ているとして説明する。しかし、必ずしもその必然性は
なく、これら回路ブロックの一部の機能が別の半導体チ
ップ上の集積回路によってもたらされ、それらがボード
上の配線で接続されることによって全体の機能を果たし
ていても構わない。
【0036】図1に示す本発明の前段内部回路1や後段
内部回路2は、図12に示す従来の内部回路101と本
質的に何ら変わらないので、前段内部回路1や後段内部
回路2の実施例として図13に示すメモリ回路を挙げ
る。ここで、誤り訂正符号回路部112が後段内部回路
2に相当し、その他のブロックは前段内部回路1に相当
する。入力パタン検知回路3と入力フリップフロップ5
は入出力部111内に含まれ、遅延時間制御回路4は中
央制御部113内に含まれる。誤り訂正符号回路部11
2の電源電位は、遅延時間制御回路4の出力である内部
電源電位Vint から供給され、その他の回路ブロックに
は外部電源電位Vddが供給される。
【0037】図2は、入力パタン検知回路3の実施例と
して、図12に示したメモリ回路を想定した場合のブロ
ック図の一例である。この例では、入力信号線11とし
てnビットアドレス入力を想定(入力アドレス:A0
n-1 )し、制御信号線14のビット幅を3ビットとし
ている。信号線12のうち入力パタン検知回路3の入力
端子に接続されているのは、入力データIN1の上位4
ビットに相当するものだけである。入力パタン検知回路
3内部は3つの論理ゲートのみで構成され、それぞれ入
力データIN1の最上位ビットに相当する信号線から順
に、バッファ21の入力端子、2入力EXNOR(EXclus
ive NOR)ゲート22の入力端子の一方、2入力EXNO
Rゲート22の入力端子のもう一方、バッファ23の入
力端子に接続される。それぞれの論理ゲートの出力端子
は、制御信号線14によって、遅延時間制御回路4の入
力端子へ接続される。制御信号線14上の遅延時間制御
信号Vpin は、バッファ21の出力端子に接続されてい
る側を上位ビット、バッファ23の出力端子に接続され
ている側を下位ビットとする。
【0038】図3は、遅延時間制御回路4の実施例とし
て、電圧レギュレータを用いた場合のブロック図の一例
である。図3の電圧レギュレータの構成は、基準電位発
生部とドライバ部から成る。基準電位発生部は、入力端
子が制御信号線14に接続された3つのインバータ群3
1と、オペアンプ反転入力端子40と電源電位Vddの間
に並列に接続されたPchトランジスタ32〜35と、
オペアンプ反転入力端子40と接地電位の間に接続され
た抵抗素子36から構成される。3つのインバータ群3
1の出力端子は、それぞれPchトランジスタ32〜3
4のゲート端子に接続される。ここでは便宜的に、Pc
hトランジスタ32〜34は、制御信号線14上の遅延
時間制御信号Vpin の上位ビットから順にそれぞれ対応
しているものとする。Pchトランジスタ35のゲート
端子は接地されているものとする。ドライバ部はオペア
ンプ37とドライバトランジスタ38から構成される。
オペアンプ正転入力端子とドライバトランジスタ38の
ドレイン端子は、内部電源線15に接続される。ドライ
バトランジスタ38のソース端子とゲート端子は、それ
ぞれ外部電源電位Vddとオペアンプ37の出力端子に接
続される。Pchトランジスタ32〜34のサイズは、
遅延時間制御信号Vpin の上位ビットに接続されるもの
ほど大きくなるように設計することで重み付けされる。
Pchトランジスタ35のサイズはさらに大きく、遅延
時間制御信号Vpin の値に関わらず、ある程度の電流は
流れるようになっている。内部電源線15は、後段内部
回路2を構成する論理ゲート39の電源端子に接続され
ている。後段内部回路2は、図3ではインバータの縦続
接続で表されているが、実際は内部回路の機能に応じて
様々な論理ゲートの組み合わせで実現される。
【0039】次に図1の回路の動作について、図を参照
して説明する。クロック信号CLKが立ち上がると、入
力データIN1は入力信号線11から信号線12を経
て、前段内部回路1と入力パタン検知回路3の両方へと
伝播する。入力パタン検知回路3へは、入力データIN
1の一部または全てが入力される。前段内部回路1と後
段内部回路2はその入力データIN1に対し所定の演算
処理などの機能を果たしたうえで出力信号線16上に出
力データOUTを出力する。この間、入力フリップフロ
ップ5にて先の入力データIN1が保持されるため、演
算処理などの実行中に入力信号線11に新たな入力デー
タを受信しても誤動作しない。
【0040】一方、入力パタン検知回路3は、入力デー
タIN1のデータパタンを読み取り、前段内部回路1と
後段内部回路2の合計遅延時間がどれくらいかを判定
し、その判定結果に応じて遅延時間制御回路4へ遅延時
間制御信号Vpin を出力する。遅延時間制御回路4は遅
延時間制御信号Vpin の値に応じて、後段内部回路2の
内部電源電位Vint を制御する。半導体集積回路では一
般に、電源電位が高くなるほど動作が高速になる代わり
に消費電力が大きくなる。内部電源電位Vint は、前段
内部回路1と後段内部回路2の合計遅延時間が所望の遅
延時間になるような最低限の電源電位となるように、入
力パタン検知回路3と遅延時間制御回路4によって制御
される。
【0041】入力パタン検知回路3に入力データIN1
(の一部または全部)が入力されてから遅延時間制御回路
4が内部電源電位Vint の電位を制御し安定するまでの
時間は、入力データIN1が前段内部回路1内で処理さ
れ後段内部回路2への入力データIN2として出力され
るまでの時間と同程度か短くなるようにタイミング調整
され、回路設計時に内部回路を前段内部回路1と後段内
部回路2へ切り分けておく。これによって、後段内部回
路2への入力データIN2が入力された時点で既に、後
段内部回路2の内部電源電位は最適なVint に設定され
ており、動作中の電源電位の変動によって誤動作が起き
る危険はない。なお、図1では、前段内部回路1や後段
内部回路2を同期回路としているので、クロック信号C
LKが外部から入力されているが、本発明は、特にそれ
に限定されるものではない。
【0042】次に、さらに具体的な動作を、内部回路と
して図13に示したメモリ回路と、入力パタン検知回路
3として図2に示す実施例と、遅延時間制御回路4とし
て図3に示す実施例とを用いて説明する。
【0043】図2を参照すると、入力パタン検知回路3
がバッファ21、23と2入力EXNORゲート22で
構成されているので、入力データIN1の上位4ビット
と遅延時間制御信号Vpin の対応は、0010や010
0のときVpin =000、0011や0101のときV
pin =001、0000や0110のときVpin =01
0、0001や0111のときVpin =011、101
0や1100のときVpin =100、1011や110
1のときVpin =101、1000や1110のときV
pin =110、1001や1111のときVpin =11
1となる。
【0044】図13を参照すると、入出力部111から
バンク114〜121までの距離は、バンク118と1
21、バンク119と120、バンク114と117、
バンク115と116の順に遠くなる。また、各バンク
の上半分は、下半分よりも入出力部111からみて遠く
に設置されている。したがって、入力データIN1によ
って選択されるバンク114〜121が入出力部111
から遠ければ遠いほど、遅延時間制御信号Vpin の値は
大きくなる。言い換えれば、入出力部111が入力デー
タIN1を受信して、対応するメモリセルを選択し、メ
モリセルのデータが入出力部111に戻ってくるまでの
遅延時間が長いほど、遅延時間制御信号Vpin の値が大
きくなる。
【0045】次に図3の基準電位発生部の動作を説明す
る。オペアンプ反転入力端子40の電位は、(抵抗素子
36の抵抗値)×(抵抗素子36に流れる電流)で決ま
る。抵抗素子36に流れ込む電流は、Pchトランジス
タ32〜35に流れる電流の和なので、遅延時間制御信
号Vpin の値によって、オペアンプ反転入力端子40の
電位が制御される。
【0046】より具体的に、図13に示すメモリ回路の
各バンク114〜121の配置と、図2に示す入力パタ
ン検知回路3の実施例の動作と、図3に示す遅延時間制
御回路4の実施例の抵抗素子36に流れ込む電流の大き
さとは、以下のように関連づけられる。
【0047】図13のメモリ回路全体の上半分のバンク
118〜121に属するメモリセルを読み出すときは、
図3のPchトランジスタ32が導通し、(Pchトラ
ンジスタ32のサイズ即ちゲート幅に比例した電流)×
(抵抗素子36の抵抗値)の分だけ、オペアンプ反転入
力端子40の電位が上がる。逆に、図13のバンク11
4〜117を読み出すときは、図3のPchトランジス
タ32は導通しない。したがって、Pchトランジスタ
32のサイズは、図13の中央制御部113を通過する
配線131の抵抗による遅延時間に対応した大きさとす
る。同様に、図13の左右端のバンク114、117、
118、121を読み出すときは図3のPchトランジ
スタ33が導通し、内側のバンク115、116、11
9、120を読み出すときは、図3のPchトランジス
タ33が導通しない。したがって、Pchトランジスタ
33のサイズは、図13のバス配線132や134の抵
抗による遅延時間に対応した大きさとする。最後に、図
13の各バンク114〜121内の上半分に属するメモ
リセルを読み出すときは、図3のPchトランジスタ3
4が導通する。したがって、Pchトランジスタ34の
サイズは、図13のバンク内配線133や135の抵抗
による遅延時間に対応した大きさとする。また、図3の
Pchトランジスタ35は、遅延時間制御信号Vpin の
値に関わらず常に導通し、一定の電流を流す。したがっ
て、Pchトランジスタ35のサイズは、図13のメモ
リ回路の遅延時間の各バンク114〜121をアクセス
する時間のうち、バンク内配線133,135の抵抗、
バス配線132,134の抵抗、中央制御部113を通
過する配線131の抵抗の影響を除いた全てに対応した
大きさとする。
【0048】次に図3の、オペアンプ37とドライバト
ランジスタ38によって構成されるドライバ部の動作を
説明する。オペアンプ反転入力端子40の電位は、Pc
hトランジスタ32〜35と抵抗素子36の抵抗分割に
よって発生させているので出力インピーダンスが非常に
高く、電流を取り出すことで電位が低下する。ドライバ
部は、この効果を低減するために低インピーダンス変換
回路として機能する。オペアンプ37の電圧利得は非常
に大きいので、出力電位が有限の値をとるときは、オペ
アンプ反転入力端子40とオペアンプ正転入力端子間の
電位差はゼロと見なすことができる。よって、オペアン
プ正転入力端子とドライバトランジスタ38のドレイン
端子が、内部電源線15として接続されているので、オ
ペアンプ反転入力端子40の電位と内部電源電位Vint
が等しくなる。しかも、非常にサイズが大きなドライバ
トランジスタ38によって内部電源電位Vint を駆動す
るので、安定した電位で大電流を流すことができる。後
段内部回路2は、内部電源電位Vint を電源電位とし
て、所定の演算処理などを果たし、出力データOUTを
出力する。図13のメモリ回路の例では、後段内部回路
2が誤り訂正符号回路部112に相当する。
【0049】以上の回路動作によって、図13に示すメ
モリ回路を用いた本発明の実施例における、アクセス時
間の入力信号パタン依存性、つまり読み出し時間の入力
アドレス依存性は、例えば図4のように表される。本発
明の技術を用いない場合の図14とを比較すれば分かる
ように、入力アドレスに依存する遅延時間のばらつきが
効果的に抑制される。これによって、遅延時間の最大値
tmax が減少するため、回路全体の性能として規定され
る遅延時間が改善されることになる。図4においても、
入力信号パタンに応じた若干の遅延時間のばらつきが残
される。なぜなら、図13の各バンク114〜121の
半分の大きさ内であっても、読み出すメモリセルの位置
の違いによって微妙に遅延時間に差が生じるからであ
る。本実施の形態ではこれら微妙な遅延時間の差を制御
することはできないが、本実施の形態と同様の考え方
で、入力パタン検知回路3や遅延時間制御回路4の構成
を変えれば、容易に遅延制御の分解能を細かくすること
も粗くすることもできる。特に、回路全体の性能を決め
る、遅延時間がtmax となるパタンが入力されるときに
限定して遅延時間の制御を行うことで、回路規模の増大
を最小限にすることができる。
【0050】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図1に示した本発明の第1の実施の形態と対比し
て、図5を用いて説明する。ここで同じものは同一符号
で示される。図1では、前段内部回路1と後段内部回路
2を縦続接続することによって、所望の機能を果たす内
部回路を形成していた。しかし図5では、前段内部回路
1と後段内部回路2が一つにまとめられて、内部回路6
として示されている。
【0051】本発明の第1の実施の形態では、入力パタ
ン検知回路3に入力データIN1が入力されてから遅延
時間制御回路4が内部電源電位Vint の電位を制御し安
定するまでの時間を、入力データIN1が前段内部回路
1内で処理され後段内部回路2への入力データIN2と
して出力されるまでの時間と同程度か短くなるように、
回路設計時に内部回路を前段内部回路1と後段内部回路
2の二つへ切り分けていた。これに対して本発明の第2
の実施の形態では、入力データIN1が入力パタン検知
回路3と遅延時間制御回路4で処理され次第、すぐさま
内部電源電位Vint に反映され、内部回路6の遅延時間
と消費電力が最適化される。
【0052】これによって、内部回路6を前段内部回路
1と後段内部回路2に切り分ける必要がないので回路設
計が容易になる、内部回路6の電源電位線が内部電源線
15の一種類になるのでレイアウトが容易になるという
効果が期待できる。ただし、本発明の第2の実施の形態
が適用できる内部回路6は、動作中に内部電源電位Vin
t を変化させても誤動作しないような動作マージンが広
い回路であること、逆に動作マージンが小さくなりすぎ
ないように内部電源電位Vint の変化幅が小さくても良
いような回路であること、のいずれかが成立することが
必要である。
【0053】次に、本発明の第3の実施の形態につい
て、図1に示した本発明の第1の実施の形態と対比し
て、図6と図7を用いて説明する。ここでも同じものは
同一符号で示される。
【0054】図1では、前段内部回路1の出力端子が、
後段内部回路2の入力端子に直接接続されていた。それ
に対し、図6に示す第3の実施の形態では、前段内部回
路1と後段内部回路2との間にレベルシフタ7が挿入さ
れ信号線17,13を通してそれぞれに接続される。レ
ベルシフタ7の電源端子は内部電源線15に接続され、
例えば図7に示すような公知の回路構成で実現できる。
ここで、図6と同じものは同一符号で示されている。
【0055】本発明の第3の実施の形態は、前段内部回
路1に供給される電源電位すなわち外部電源電位Vdd
と、後段内部回路2に供給される電源電位すなわち内部
電源電位Vint の高さが大きく異なる場合に用いられ
る。レベルシフタ7は、外部電源電位Vddレベルを内部
電源電位Vint のレベルにスムーズに変換するために用
いられ、これによって、前段内部回路1の処理が後段内
部回路2へ安定して引き継がれる。
【0056】次に、上記発明の実施の形態で用いられる
遅延時間制御回路4の別の例を説明する。図8は、遅延
時間制御回路4の第2の実施の形態たるDC−DCコン
バータであり、本発明の第1〜第3の実施の形態のいず
れにも用いることもできる。ここで、図3と同じものは
同一符号で示される。
【0057】この種のDC−DCコンバータは、例えば
1999年3月、アイ・イー・イー・イー・ジャーナル
・オブ・ソリッド・ステート・サーキッツ、第33巻、
第3号(IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL.
33, NO.3, MARCH 1998)の454〜462ペー
ジに詳細に示されている。なお図8では、遅延時間制御
信号Vpin のビット幅を6ビットとしたが、これに限定
されるものではない。例えば、図2に示した3ビット出
力の入力パタン検知回路3と接続する場合には、図8の
遅延時間制御信号線14の上位3ビットのみを入力パタ
ン検知回路3の出力線と接続し、下位の3ビットは常に
外部電源電位Vddに保てばよい。
【0058】図8を参照すると、リングオシレータ51
は縦続接続された奇数論理ゲートの入力端子と出力端子
を接続することを基本構成とし、クロック信号CLKよ
りも周波数が充分高い内部クロック信号fpを生成する。
6ビットカウンタ52は、内部クロック信号fpが立ち上
げる毎に"1"ずつカウンタ出力線65への出力値を増加
させ、出力値が"63"に達する度に次の内部クロック信
号fpの立ち上がりで出力値を"0"に戻す。
【0059】6ビット並列接続2入力EXNORゲート
53と、6入力ANDゲート54、55と、Dフリップ
フロップ56、57とセットリセットフリップフロップ
58、59と、Pchドライバトランジスタ60と、N
chドライバトランジスタ61は、図8に示すように接
続されパルス幅変調回路を形成する。6ビット並列に接
続された6ビット並列接続2入力EXNORゲート53
の入力端子には、カウンタ出力線65と制御信号線14
が接続され、各々の6ビット並列出力は6入力ANDゲ
ート54の入力にそれぞれ接続される。よって、カウン
タ出力線65上の値と遅延時間制御信号Vpin の値が逐
次比較され、両者が6ビットとも等しい場合にのみ、6
入力ANDゲート54の出力線66上の値が"1"にな
り、それ以外は"0"になる。もう一方の6入力ANDゲ
ート55の入力端子にはカウンタ出力線65が接続さ
れ、6ビットカウンタ52の値が"63"のときのみ、6
入力ANDゲート55の出力端子67上の値が"1"にな
り、それ以外は"0"になる。したがって、パルス幅変調
回路全体での動作は次の通りである。
【0060】まず、6ビットカウンタ52の出力値が"
63"から"0"に変わるとき、Pchドライバトランジ
スタ60が導通すると同時に、Nchドライバトランジ
スタ61が非導通となる。続いて、6ビットカウンタ5
2の出力値が遅延時間制御信号Vpin と等しくなるまで
は、Pchドライバトランジスタ60が節点68を充電
する。6ビットカウンタ52の出力値が遅延時間制御信
号Vpin よりも大きくなると、Pchドライバトランジ
スタ60が非導通となると同時に、Nchドライバトラ
ンジスタ61が導通する。よって、6ビットカウンタ5
2の出力値が"0"に変わるまでは、Nchドライバトラ
ンジスタ61が節点68を放電する。以上により図8に
示す回路で、遅延時間制御信号Vpin の値の大きさに応
じた幅のパルスが発生が可能となり即ちパルス幅変調が
実現できる。
【0061】図8において、インダクタ62とキャパシ
タ63は、二次ローパスフィルタを形成し、パルス幅変
調回路の出力節点68の変動する電位を平坦化して、内
部電源線15に出力する。つまり、パルス幅変調回路出
力信号のデューティ比に比例した電位を内部電源電位V
int として出力する。内部電源電位Vint を平坦化する
とき、インダクタ62が磁束としてエネルギーを蓄積/
放電するので、図8に示すDC−DCコンバータ全体と
しては電力損失が非常に少ない。この点が、図3のよう
に遅延時間制御回路4として電圧レギュレータを用いる
実施例に対する長所である。
【0062】次に、本発明の第4の実施の形態を図9と
図10に基づいて説明する。この実施の形態は、図15
に示した従来の遅延時間ばらつき補償技術と、本発明を
組み合わせた一例のブロック図である。図15に示すシ
ステムと同様、電圧制御発振器72の出力周波数がクロ
ック信号CLKのちょうどN倍になるように内部電源電
位Vint が調整される。しかし、本発明の第4の実施の
形態では、位相比較器74の出力と入力パタン検知回路
77の出力が演算回路78を通して演算(例えば、重み
付きの乗算)された結果がチャージポンプ75に入力さ
れるという点が異なる。これによって、図15の従来例
と同様、製造ばらつきや動作温度や外部電源電位Vddの
変動に対する内部回路71の遅延時間ばらつきが補償さ
れると同時に、入力データINのデータパタンによる内
部回路71の遅延時間ばらつきが補償される。なお、ロ
ーパスフィルタ76の働きは、図15で示したのと同じ
である。また、入力フリップフロップ79の動作は、第
1〜第3の実施の形態で説明した通りである。
【0063】図10は、以上の遅延時間ばらつき補償の
様子をグラフ化したものである。図10の破線は図16
で説明した従来の結果であり、入力データパタンによる
個々の遅延時間の変動に加えて、製造ばらつきや動作温
度や外部電源電位Vddの変動によって、内部回路71の
遅延時間がばらつき、回路全体の性能を示す遅延時間が
tmax ’となっていることを表している。これに対して
実線は、本発明の第4の実施の形態によって内部回路7
1の遅延時間ばらつきが制御され、変動が著しく抑制さ
れていることを表している。全ての遅延時間変動のうち
最も遅延時間が遅くなる値もtmax となり、全体として
大幅な回路性能向上となっている。なお、本発明の第4
の実施の形態と全く同様に、特開平8−223018号
公報や特開平7−264056号公報や特開平9−13
9656号公報の従来例や発明の実施の形態と、本発明
を組み合わせることは容易である。
【0064】最後に、本発明の第5の実施の形態として
図11を示す。ここで、図1と同じものは同一符号で示
されている。図11では、前段内部回路1と後段内部回
路2との間に中段内部回路81およびフリップフロップ
82が挿入される。そして、入力フリップフロップ5の
信号線12に加えて、内部回路の途中にあるフリップフ
ロップ82の信号線83も、入力パタン検知回路3に入
力されるという点に特徴がある。
【0065】このような順序回路一般では、入力データ
に加えて内部に記憶したデータを用いて、演算などの処
理を実行する。よって、本発明をこのような回路に適用
したとき、各々のフリップフロップ5,82の出力に接
続する信号線12,83の一部または全部を入力パタン
検知回路3へ入力することによって、より精確に内部回
路の遅延時間を検知し、制御することが可能となる。ま
た、クロック周波数が高い回路の多くでパイプライン
(Pipeline)制御が用いられているが、本発明の第5の
実施の形態を用いれば、容易にパイプライン制御と本発
明を組み合わせることができる。
【0066】以上の実施の形態では、内部電源電位Vin
t が外部電源電位Vddより低くなる場合について説明さ
れているが、本発明は、昇圧回路が用いられて内部電源
電位Vint が外部電源電位Vddより高くなる場合でも同
様に適用できる。
【0067】
【発明の効果】このように本発明では、動作速度判定手
段で機能回路への入力信号のデータパタンを解読し、そ
の結果から予測される機能回路の遅延時間を予測し、所
望の遅延時間との差異を制御信号として動作速度調整手
段へ送信する。そして、上記制御信号に基づき動作速度
調整手段が機能回路の一部もしくは全部の動作速度を調
整するようになる。
【0068】このようにして、本発明の第1の効果とし
て、半導体集積回路の高速動作が可能になる。その理由
は、まれにしか入力されない遅延時間が最大となる入力
信号パタンによって、回路全体の動作速度が制限されな
いからである。そして、その第2の効果は、所定の動作
速度を満たす範囲で、消費電力を最小限に抑えることが
可能ということである。その理由は、まれにしか入力さ
れない遅延時間が最大となる入力信号パタンに制限され
ることなく、柔軟に内部電源電位を設定できるからであ
る。
【0069】更に、第3の効果は、所定の動作速度を満
たす範囲で、回路素子の経時劣化を最小限に抑えること
が可能ということである。その理由は、まれにしか入力
されない遅延時間が最大となる入力信号パタンに制限さ
れることなく、柔軟に回路素子へ印加される電界を設定
できるからである。
【0070】このようにして、本発明により、半導体集
積回路の大容量化、高速化および低消費電力化が著しく
容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための回
路ブロック図である。
【図2】本発明を構成する入力パタン検知回路の一実施
例を示す回路図である。
【図3】本発明を構成する遅延時間制御回路の一実施例
を示す回路図である。
【図4】本発明を適用した回路の遅延時間の入力信号パ
タン依存性の一例を示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施の形態を説明するための回
路ブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の実施の形態を説明するた
めの回路ブロック図である。
【図7】上記第3の実施の形態でのレベルシフタの一例
を示す回路図である。
【図8】本発明を構成する遅延時間制御回路の別の実施
例を示す回路図である。
【図9】本発明の第4の実施の形態を説明するための回
路ブロック図である。
【図10】上記第4の実施の形態の遅延時間の入力信号
パタン依存性の一例を示すグラフである。
【図11】本発明の第5の実施の形態を説明するための
回路ブロック図である。
【図12】従来の技術を説明するための回路ブロック図
である。
【図13】半導体メモリ回路の一例を示す回路ブロック
図である。
【図14】上記メモリ回路の従来の技術での遅延時間の
入力信号パタン依存性の一例を示すグラフである。
【図15】従来の技術を説明するための別の回路ブロッ
ク図である。
【図16】上記の別の回路での遅延時間の入力信号パタ
ン依存性の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
1 前段内部回路 2 後段内部回路 3,77 入力パタン検知回路 4 遅延時間制御回路 5,79,103 入力フリップフロップ 6,71,101,141 内部回路 7 レベルシフタ 11,104 入力信号線 12,13,17,83,84 信号線 14 遅延時間制御信号線 15,106 内部電源線 16,105 出力信号線 21,23 バッファ 22 2入力EXNORゲート 31 インバータ群 32〜35 Pchトランジスタ 36 抵抗素子 37 オペアンプ 38 ドライバトランジスタ 39 論理ゲート 40 オペアンプ反転入力端子 51 リングオシレータ 52 6ビットカウンタ 53 6ビット並列接続2入力EXNORゲート 54,55 6入力ANDゲート 56,57 Dフリップフロップ 58,59 セットリセットフリップフロップ 60 Pchドライバトランジスタ 61 Nchドライバトランジスタ 62 インダクタ 63 キャパシタ 64 内部クロック信号線 65 カウンタ出力線 66,67 フリップフロップ入力信号線 68 出力接点 72,142 電圧制御発振器 73,143 固定N分周器 74,144 位相比較器 75,145 チャージポンプ 76,146 ローパスフィルタ 78 演算回路 81 中段内部回路 82 フリップフロップ 102 降圧回路 111 入出力部 112 誤り訂正符号回路部 113 中央制御部 114〜121 バンク 131 中央制御部を通過する配線 132,134 バス配線 133,135 バンク内配線 136 入出力信号線 IN1、IN2、IN3 入力データ CLK クロック信号 Vpin 遅延時間制御信号 Vint 内部電源電位 OUT 出力データ A0〜An−1 入力アドレス Vdd 外部電源電位 tmax 、tmax' 個々の遅延時間変動のうちの最大値 fp 内部クロック信号 Up アップ信号 Down ダウン信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H03K 19/0175 H03K 19/00 101K // H03K 5/13 G06F 1/04 330A (56)参考文献 特開 平8−136621(JP,A) 特開 平5−152935(JP,A) 特開 平10−228770(JP,A) 特開 平6−131869(JP,A) 特開 平11−120770(JP,A) 特開 平7−264056(JP,A) 特開 平9−139656(JP,A) 特開 平8−223018(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11C 11/401 - 11/419

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号に基づいて動作し該入力信号に応
    じた信号を出力する機能回路と、前記入力信号パターン
    の一部または全部を基に前記機能回路の遅延時間を見積
    もる動作速度判定手段と、前記機能回路の一部または全
    部の動作速度を前記動作速度判定手段の判定結果に基づ
    いて調整する動作速度調整手段とを備えていることを特
    徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】半導体集積回路の内部に記憶された情報デ
    ータに基づいて動作し該情報データに応じた信号を出力
    する機能回路と、前記情報データパターンの一部または
    全部を基に前記機能回路の遅延時間を見積もる動作速度
    判定手段と、前記機能回路の一部または全部の動作速度
    前記動作速度判定手段の判定結果に基づいて調整する
    動作速度調整手段とを備えていることを特徴とする半導
    体集積回路。
  3. 【請求項3】半導体集積回路の内部に記憶された情報デ
    ータと入力信号の両方に基づいて動作し該情報データと
    入力信号に応じた信号を出力する機能回路と、前記情報
    データパターンおよび入力信号パターンの一部または全
    部を基に前記機能回路の遅延時間を見積もる動作速度判
    定手段と、前記機能回路の一部または全部の動作速度を
    前記動作速度判定手段の判定結果に基づいて調整する動
    作速度調整手段とを備えていることを特徴とする半導体
    集積回路。
  4. 【請求項4】前記機能回路と、前記動作速度判定手段と
    なる回路と、前記動作速度調整手段となる回路とが同一
    半導体チップに搭載されていることを特徴とする請求項
    1、請求項2または請求項3記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】前記動作速度調整手段が電圧レギュレータ
    であり、前記機能回路に印加する電源電位を調整するこ
    とによって前記機能回路の動作速度を変化させることを
    特徴とする請求項1から請求項のうち1つの請求項に
    記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】前記動作速度調整手段がDC−DCコンバ
    ータであり、前記機能回路に印加する電源電位を調整す
    ることによって前記機能回路の動作速度を変化させるこ
    とを特徴とする請求項1から請求項のうち1つの請求
    項に記載の半導体集積回路。
  7. 【請求項7】前記機能回路のうち前記動作速度調整手段
    の制御下にある部分と前記制御下にない部分との間の信
    号の授受がレベルシフタを介して行われることを特徴と
    する請求項1から請求項のうち1つの請求項に記載の
    半導体集積回路。
  8. 【請求項8】前記動作速度調整手段の回路から前記動作
    速度調整手段の回路の制御下にある部分への信号伝達
    が、前記機能回路のうち前記動作速度調整手段の回路の
    制御下にない部分から制御下にある部分への信号伝達よ
    りも早くなるようにタイミング調整されることを特徴と
    する請求項1から請求項のうち1つの請求項に記載の
    半導体集積回路。
  9. 【請求項9】前記集積回路内部に記憶された情報データ
    がパイプラインレジスタに記憶されていることを特徴と
    する請求項2から請求項のうち1つの請求項に記載の
    半導体集積回路。
JP2000014372A 2000-01-24 2000-01-24 半導体集積回路 Expired - Fee Related JP3479018B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000014372A JP3479018B2 (ja) 2000-01-24 2000-01-24 半導体集積回路
US09/767,945 US6810497B2 (en) 2000-01-24 2001-01-24 Semiconductor integrated circuit compensating variations of delay time

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000014372A JP3479018B2 (ja) 2000-01-24 2000-01-24 半導体集積回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001210078A JP2001210078A (ja) 2001-08-03
JP3479018B2 true JP3479018B2 (ja) 2003-12-15

Family

ID=18541842

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000014372A Expired - Fee Related JP3479018B2 (ja) 2000-01-24 2000-01-24 半導体集積回路

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6810497B2 (ja)
JP (1) JP3479018B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI122292B (fi) * 2002-10-24 2011-11-15 Tellabs Oy Menetelmä, järjestelmä ja verkko-olio puolenvaihdon suorittamiseksi
US7590173B2 (en) * 2005-06-30 2009-09-15 Intel Corporation System and method for performing adaptive phase equalization
US7987399B2 (en) * 2007-06-06 2011-07-26 International Business Machines Corporation System and method for electronic device development

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3092630B2 (ja) 1991-03-25 2000-09-25 株式会社日立製作所 制御回路及びその制御回路により制御される集積回路
JP3084151B2 (ja) * 1992-09-18 2000-09-04 株式会社日立製作所 情報処理システム
JPH06131869A (ja) 1992-10-19 1994-05-13 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体装置
JP3028023B2 (ja) 1994-03-25 2000-04-04 日本電気株式会社 集積化ディジタル回路
JPH08136621A (ja) 1994-11-11 1996-05-31 Oki Electric Ind Co Ltd 電源電圧供給装置
JP3109560B2 (ja) 1995-02-10 2000-11-20 日本電気株式会社 ばらつき補償技術による半導体集積回路
JP3355894B2 (ja) * 1995-09-27 2002-12-09 安藤電気株式会社 可変遅延回路
US5767715A (en) * 1995-09-29 1998-06-16 Siemens Medical Systems, Inc. Method and apparatus for generating timing pulses accurately skewed relative to clock
JPH09139656A (ja) 1995-11-13 1997-05-27 Fujitsu Ltd 半導体装置
US6124744A (en) * 1996-03-26 2000-09-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic circuit apparatus having circuits for effectively compensating for clock skew
US5621739A (en) * 1996-05-07 1997-04-15 Intel Corporation Method and apparatus for buffer self-test and characterization
JPH10228770A (ja) 1997-02-14 1998-08-25 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路
US6119251A (en) * 1997-04-22 2000-09-12 Micron Technology, Inc. Self-test of a memory device
JPH1165699A (ja) * 1997-06-13 1999-03-09 Toshiba Microelectron Corp 半導体集積回路装置
JP3938617B2 (ja) * 1997-09-09 2007-06-27 富士通株式会社 半導体装置及び半導体システム
US5990719A (en) * 1997-10-07 1999-11-23 Intel Corporation Adaptive filtering scheme for sampling phase relations of clock networks
JP3512611B2 (ja) 1997-10-14 2004-03-31 株式会社東芝 半導体集積回路
US5986486A (en) * 1997-11-10 1999-11-16 Adc Telecommunications, Inc. Circuits and methods for a phase lock loop for synchronous reference clocks
US5973526A (en) * 1997-12-19 1999-10-26 Intel Corporation Compensating a characteristic of a circuit
JP3344466B2 (ja) * 1998-11-04 2002-11-11 日本電気株式会社 信号転送制御方法およびその回路
US6381722B1 (en) * 1999-06-08 2002-04-30 Intel Corporation Method and apparatus for testing high speed input paths

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001210078A (ja) 2001-08-03
US20010024136A1 (en) 2001-09-27
US6810497B2 (en) 2004-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6292040B1 (en) Internal clock signal generating circuit having function of generating internal clock signals which are multiplication of an external clock signal
Lin et al. A novel high-speed and energy efficient 10-transistor full adder design
US7948263B2 (en) Power gating circuit and integrated circuit including same
KR100875675B1 (ko) 임피던스 조정된 의사 오픈 드레인 출력 드라이버
US6711229B1 (en) Method of synchronizing phase-locked loop, phase-locked loop and semiconductor provided with same
US20070146013A1 (en) Dynamic logic with adaptive keeper
JPH08335830A (ja) 駆動電流調整機能付きバッファ回路
US6486719B2 (en) Flip-flop circuits having digital-to-time conversion latches therein
US20150046721A1 (en) Reconfigurable circuit to emulate system critical paths
US20130241608A1 (en) High speed, wide frequency-range, digital phase mixer and methods of operation
US20050280442A1 (en) Semiconductor integrated circuit
JPH1091269A (ja) 高周波数クロック式回路の電力消費を低減するシステム及び方法
US6661728B2 (en) Supply voltage generating circuit and semiconductor memory device using same
JP3986103B2 (ja) 半導体集積回路
JP3479018B2 (ja) 半導体集積回路
US6127874A (en) Skew adjustable IC and a method for designing the same
US20010016022A1 (en) Delay time adjusting circuit comprising frequency dividers having different frequency division rates
US10826467B1 (en) High-accuracy dual-mode free running oscillator
US6075397A (en) Semiconductor integrated circuit
CN114244323A (zh) 一种可控的时钟脉宽补偿方法电路
US6738792B1 (en) Parallel mask generator
KR100353903B1 (ko) 최소한의위상로크루프신호집합을사용하여다중위상이동클록을발생하는방법및장치
US7362156B2 (en) Reliable phase adjustment circuit
JP2891920B2 (ja) 出力バッファ回路
JP2000196451A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030902

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees