JP3534096B2 - Low power semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はクロック分配回路の
低消費電力化を図った半導体集積回路に関し、特に、誤
動作が発生しても永久停止状態に陥らないように改良し
た半導体集積回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit in which power consumption of a clock distribution circuit is reduced, and more particularly to a semiconductor integrated circuit improved so as not to fall into a permanent stop state even if a malfunction occurs.
【0002】[0002]
【従来の技術】論理処理を行う半導体集積回路において
は、設計容易性の観点から、クロック信号供給回路から
の共通のクロック信号を内部演算回路に分配し、そのク
ロックのタイミングにより演算回路を動作させ、演算結
果をフリップフロップに取り込む同期設計が一般的であ
る。近年、回路動作の高速化、および回路規模の増大傾
向により、高周波クロック信号を大規模回路に分配する
必要が出てきている。しかしながら、高速のクロック信
号を大規模回路に分配することにより、多大な電力が消
費されるため、クロック分配における消費電力を低減す
ることが要求されている。この要請に応えるために、例
えば、特開平11−110064に開示されているよう
に、不要なクロック信号を不要なタイミングに分配しな
いように制御する回路が提案されている。この先行技術
文献に開示された回路を図5に示す。この回路は、多数
の内部機能ブロックを擁する内部演算回路200と、外
部入力クロック1のクロック信号に基づいて、内部演算
回路内の多数の内部機能ブロックにクロックを分配する
クロック分配回路100と、内部演算ブロックの演算結
果からクロック分配回路を制御する制御信号400を発
生する制御部300とから構成されている。クロック分
配回路100は、その内部に制御信号400とクロック
信号とのANDを取るAND回路のクロックドライバー
をツリー構造に配置している。制御部300は、内部演
算ブロックの演算結果から、クロック信号を分配する必
要がない内部演算ブロックには、該当するクロックドラ
イバーの制御信号をLOWレベルに設定して、図6のC
LKa〜CLKdに示すように、クッロクの供給を不要
な時間停止するものである。この制御部は、内部演算ブ
ロックの演算結果の出力とクロック分配回路の動作から
論理回路によって予め設計され、集積回路中に作り込ま
れている。このような構成を取ることによって、図7
(A)に示すそれまでのクロック分配回路が行っていた
常時クロックを供給する動作(図7(B)に示す)に比
べて、集積回路内における消費電力を低減することがで
きるという利点を有する。2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit for performing logic processing
From the viewpoint of design ease, from the clock signal supply circuit
Common clock signal of the
The operation circuit is operated according to the lock timing, and the operation result
Generally, a synchronous design that takes the result into a flip-flop is used.
It In recent years, the speed of circuit operations has increased and the scale of circuits has increased.
Depending on the direction, distribute high frequency clock signals to large scale circuits
The need is emerging. However, high-speed clock signals
Signal is distributed to a large-scale circuit,
Cost, which reduces power consumption in clock distribution.
Is required. To meet this request, an example
For example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-110064.
In addition, do not distribute unnecessary clock signals to unnecessary timing.
A circuit for controlling the operation is proposed. This prior art
Figure of circuit disclosed in the literature5Shown in. This circuit has many
Internal arithmetic circuit 200 with internal functional blocks of
Internal calculation based on the clock signal of input clock 1
Distribute clocks to many internal functional blocks in the circuit
The operation result of the clock distribution circuit 100 and the internal operation block
The control signal 400 for controlling the clock distribution circuit is issued from the result.
It is composed of a control unit 300 for generating the data. Clock minutes
The distribution circuit 100 includes a control signal 400 and a clock therein.
Clock driver for AND circuit that takes AND with signal
Are arranged in a tree structure. The control unit 300
It is necessary to distribute the clock signal from the calculation result of the calculation block.
For the internal calculation blocks that are not necessary, use the corresponding clock driver.
Set the EVER control signal to LOW level and6C
As shown in LKa to CLKd, it is not necessary to supply the clock.
It will stop for a long time. This control unit
From the output of the lock operation result and the operation of the clock distribution circuit
Pre-designed by logic circuit and built in integrated circuit
Has been. By taking such a configuration,7
The clock distribution circuit up to that point shown in FIG.
Operation that constantly supplies a clock (Fig.7(Shown in (B))
In all, it is possible to reduce the power consumption in the integrated circuit.
Has the advantage that
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の技術
では、半導体集積回路内部または半導体集積回路外部の
雑音などの要因で半導体集積回路が誤動作をし、クロッ
クドライバーの全ての制御信号がLOWレベルとなった
場合には、内部機能ブロックにクロックが分配されなく
なるため、内部機能ブロックが停止してしまうという問
題がある。また、クロックが分配されなくなったことを
検出する手段がないため、半導体集積回路内部または半
導体集積回路外部でその異常な状態に対処することもで
きない。このため、半導体集積回路が永久に停止し続け
るという問題も生じる。本発明の主な目的は、不要なク
ロックを分配しないことで低消費電力化を図りながら、
同時に、誤動作が発生しても永久停止状態に陥らない半
導体集積回路を提供することにある。However, in the above technique, the semiconductor integrated circuit malfunctions due to noise inside the semiconductor integrated circuit or outside the semiconductor integrated circuit, and all the control signals of the clock driver are set to the LOW level. In that case, the clock is no longer distributed to the internal function block, which causes a problem that the internal function block stops. Further, since there is no means for detecting that the clock is no longer distributed, it is not possible to deal with the abnormal state inside the semiconductor integrated circuit or outside the semiconductor integrated circuit. Therefore, there is a problem that the semiconductor integrated circuit is stopped forever. The main object of the present invention is to reduce power consumption by not distributing unnecessary clocks,
At the same time, another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that does not fall into a permanent stop state even if a malfunction occurs.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係わ
る発明の低消費電力半導体集積回路は、半導体集積回路
の外部から入力する第1のクロック信号から遅延時間差
が調整された複数の第2のクロック信号を生成し分配す
るクロック分配手段と、前記分配された第2のクロック
信号に同期して前記半導体集積回路の外部から入力する
データ信号を演算し出力する複数の内部演算手段と、前
記複数の内部演算手段のうち、クロック供給不要の内部
演算手段には前記第2のクロック信号を停止するための
制御信号を、前記クロック分配手段に出力するクロック
分配制御手段を備え、不要なクロックを前記内部演算手
段には分配しないことによって、クロック分配に要する
電力を低減する低消費電力半導体集積回路であって、さ
らに、前記クロック分配手段の出力する前記制御信号と
前記第1のクロック信号とから、前記複数の内部演算手
段に分配されるクロックが全て停止し続ける異常状態を
検出した場合にはアラーム信号を出力する異常状態検出
手段、を備えることを特徴とする。また、本発明の請求
項2に係わる発明の低消費電力半導体集積回路は、前記
請求項1に係わる発明記載の前記クロック分配制御手段
の出力する前記制御信号が、前記複数の内部演算手段の
演算出力に基づいて生成されることを特徴とする。ま
た、本発明の請求項3に係わる発明の低消費電力半導体
集積回路は、前記請求項1または2に係わる発明記載の
前記低消費電力半導体集積回路が、さらに、前記クロッ
ク分配制御手段と前記クロック分配手段との間に、前記
制御信号と前記アラーム信号とから、前記異常状態が生
じた場合に、前記内部演算手段に強制的にクロックを分
配する制御信号を前記クロック分配手段に出力して、前
記半導体集積回路が前記異常状態から正常な状態に自立
的に復帰させる自立復帰手段を備えることを特徴とす
る。また、本発明の請求項4に係わる発明の低消費電力
半導体集積回路は、前記請求項1から3のいずれかに係
わる発明記載の前記異常状態検出手段が、前記クロック
分配制御手段から出力された制御信号を入力するNOR
回路と、前記NOR回路の出力と前記第1のクロック信
号とを入力し、前記アラーム信号を出力するフリップフ
ロップを、備えることを特徴とする。また、本発明の請
求項5に係わる発明の低消費電力半導体集積回路は、前
記請求項1から3のいずれかに係わる発明記載の前記異
常状態検出手段が、前記クロック分配制御手段から出力
された制御信号を入力するNOR回路と、複数段のフリ
ップフロップと、前記複数段のフリップフロップの出力
全てのAND取って、前記アラーム信号を出力するAN
D回路を備え、第1段の前記フリップフロップは、前記
NOR回路の出力と前記第1のクロック信号とを入力と
し、2段目以降の前記フリップフロップは、前段の前記
フリップフロップの出力と前記第1のクロック信号とを
入力とすることを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a low power consumption semiconductor integrated circuit which comprises a plurality of first delay time differences adjusted from a first clock signal input from the outside of the semiconductor integrated circuit. Clock distribution means for generating and distributing two clock signals, and a plurality of internal processing means for calculating and outputting a data signal input from the outside of the semiconductor integrated circuit in synchronization with the distributed second clock signal. Among the plurality of internal arithmetic means, the internal arithmetic means that does not require clock supply is provided with a clock distribution control means for outputting a control signal for stopping the second clock signal to the clock distribution means, and an unnecessary clock is provided. Is a low power consumption semiconductor integrated circuit that reduces the power required for clock distribution by not distributing the clock to the internal computing means. Abnormal state detection that outputs an alarm signal when an abnormal state in which all clocks distributed to the plurality of internal arithmetic units continue to stop is detected from the control signal output from the distribution unit and the first clock signal Means, are provided. In the low power consumption semiconductor integrated circuit of the invention according to claim 2 of the present invention, the control signal output from the clock distribution control means according to the invention of claim 1 is calculated by the plurality of internal calculation means. It is characterized in that it is generated based on the output. The low power consumption semiconductor integrated circuit of the invention according to claim 3 of the present invention is the low power consumption semiconductor integrated circuit according to the invention of claim 1 or 2, further comprising the clock distribution control means and the clock. Between the distribution means, from the control signal and the alarm signal, when the abnormal state occurs, to output a control signal for forcibly distributing the clock to the internal calculation means, to the clock distribution means, It is characterized in that the semiconductor integrated circuit is provided with self-sustained recovery means for autonomously returning from the abnormal state to a normal state. Further, in the low power consumption semiconductor integrated circuit of the invention according to claim 4 of the present invention, the abnormal state detection means according to any one of claims 1 to 3 is output from the clock distribution control means. NOR to input control signal
And a flip-flop for receiving the output of the NOR circuit and the first clock signal and outputting the alarm signal. Further, in the low power consumption semiconductor integrated circuit of the invention according to claim 5 of the present invention, the abnormal state detection means according to any one of claims 1 to 3 is output from the clock distribution control means. An NOR circuit for inputting a control signal, a plurality of stages of flip-flops, and an AND of all the outputs of the plurality of stages of flip-flops to output the alarm signal.
The flip-flop of the first stage is provided with a D circuit, the output of the NOR circuit and the first clock signal are input, and the flip-flops of the second and subsequent stages include the output of the flip-flop of the previous stage and the It is characterized in that it receives the first clock signal and the input.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】本発明の目的、特徴および利点を
明確にすべく、以下添付した図面を参照しながら、本発
明の実施の形態につき詳細に説明する。図1を参照する
と、本発明の一実施の形態としての低消費電力半導体集
積回路が示されている。本低消費電力半導体集積回路
は、クロック分配回路10と、内部機能ブロック21〜
24を擁する内部演算回路20と、クロック分配制御回
路30と、本発明の特徴である異常状態検出回路40を
有する。クロック分配回路10は、AND演算を行なう
クロックドライバー11、12a、12b、13a、1
3b、13c、13dがツリー状に接続されて構成され
る。これら各クロックドライバーの入力のうち、一方の
入力には外部入力クロック1(クロックドライバー1
1)または他のクロックドライバーからの出力信号が入
力され(12a〜13d)、もう一方の入力にはクロッ
クドライバーを制御する制御信号が入力されている。図
1に示す例では、この制御信号は、HIGHレベルに固
定されているもの(12a)と、クロック分配制御回路
30の出力信号が入力されているもの(11、12b、
13a、13b、13c、13d)の2種類に分類され
る。ツリー構造をなすクロックドライバーの最終段のク
ロックドライバー13a〜13dから出力されるクロッ
ク信号CLKa〜CLKdは、内部演算回路20の擁す
る内部機能ブロック21〜24に入力される。内部演算
回路20は、CLKa〜CLKdに同期して演算を行な
う。各内部機能ブロックの演算結果には、他の機能ブロ
ックへ入力される信号6a〜6cと、クロック分配制御
回路30に入力される信号3a〜3cとがある。クロッ
ク分配制御回路30では、各内部機能ブロックから入力
される信号3a〜3cをもとに、クロック分配回路10
を制御する制御信号4a〜4gが出力される。クロック
分配制御回路30から出力される信号4a〜4gは、ク
ロック分配回路10に出力されると同時に異常状態検出
回路40にも出力される。クロック分配制御回路30か
ら出力される信号は、4a〜4eのように異常状態検出
回路40とクロック分配回路10の両方に入力される信
号と、4fのようにクロック分配回路10のみに入力さ
れる信号と、4gのように異常状態検出回路40のみに
入力される信号とが存在する。異常状態検出回路40
は、クロック分配制御回路30から出力される制御信号
4a〜4eおよび4gの状態から、内部機能ブロックに
供給されているクロックが、異常状態に陥っているかど
うかを表すアラーム信号2を半導体集積回路外に出力す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to clarify the objects, features and advantages of the present invention, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, there is shown a low power consumption semiconductor integrated circuit as an embodiment of the present invention. The low power consumption semiconductor integrated circuit includes a clock distribution circuit 10 and internal function blocks 21 to 21.
It has an internal arithmetic circuit 20 including 24, a clock distribution control circuit 30, and an abnormal state detection circuit 40 which is a feature of the present invention. The clock distribution circuit 10 includes clock drivers 11, 12a, 12b, 13a, 1 that perform an AND operation.
3b, 13c and 13d are connected in a tree shape. Of these clock driver inputs, one input is the external input clock 1 (clock driver 1
1) or an output signal from another clock driver (12a to 13d), and a control signal for controlling the clock driver is input to the other input. In the example shown in FIG. 1, the control signal is fixed to the HIGH level (12a) and the output signal of the clock distribution control circuit 30 is input (11, 12b,
13a, 13b, 13c, 13d). The clock signals CLKa to CLKd output from the clock drivers 13a to 13d at the final stage of the clock driver having the tree structure are input to the internal function blocks 21 to 24 included in the internal arithmetic circuit 20. Internal arithmetic circuit 20 performs arithmetic operations in synchronization with CLKa to CLKd. The calculation result of each internal functional block includes signals 6a to 6c input to other functional blocks and signals 3a to 3c input to the clock distribution control circuit 30. In the clock distribution control circuit 30, the clock distribution circuit 10 is based on the signals 3a to 3c input from each internal functional block.
Control signals 4a to 4g for controlling are output. The signals 4a to 4g outputted from the clock distribution control circuit 30 are outputted to the clock distribution circuit 10 and simultaneously to the abnormal state detection circuit 40. The signal output from the clock distribution control circuit 30 is input to both the abnormal state detection circuit 40 and the clock distribution circuit 10 like 4a to 4e, and is input only to the clock distribution circuit 10 like 4f. There are signals and signals such as 4g that are input only to the abnormal state detection circuit 40. Abnormal condition detection circuit 40
From the states of the control signals 4a to 4e and 4g output from the clock distribution control circuit 30, an alarm signal 2 indicating whether the clock supplied to the internal functional block is in an abnormal state is output from the semiconductor integrated circuit. Output to.
【0006】本発明の特徴である異常状態検出回路40
は、一例として、図2に示すように2つのフリップフロ
ップとAND回路とで構成することができる。クロック
分配制御回路30から出力された信号4a〜4e、4g
は、NOR回路41に入力される。NOR回路41の出
力信号は、フリプフロップ42に入力され、さらにフリ
ップフロップ42の出力信号はフリップフロップ43に
入力されている。フリップフロップ42およびフリップ
フロップ43の出力信号は、AND回路44に入力さ
れ、AND回路44からは、アラーム信号2が出力され
る。本異常状態検出回路は、この構成に限定されるもの
ではなく、フリップフロップは、1個で構成しても良
く、また3個以上で構成しても良い。1個の場合は44
のAND回路44は不要となり、3個以上の場合には、
各フリップフロップの全部の出力のANDを取ってアラ
ーム信号2を出力するように構成すればよい。An abnormal state detection circuit 40 which is a feature of the present invention
Can be configured by two flip-flops and an AND circuit as shown in FIG. Signals 4a to 4e and 4g output from the clock distribution control circuit 30
Is input to the NOR circuit 41. The output signal of the NOR circuit 41 is input to the flip-flop 42, and the output signal of the flip-flop 42 is input to the flip-flop 43. The output signals of the flip-flop 42 and the flip-flop 43 are input to the AND circuit 44, and the AND circuit 44 outputs the alarm signal 2. The present abnormal state detection circuit is not limited to this configuration, and the number of flip-flops may be one or three or more. 44 for one
AND circuit 44 becomes unnecessary, and when there are three or more,
The alarm signal 2 may be output by ANDing all the outputs of the flip-flops.
【0007】以下、本実施の形態の動作について説明す
る。まず、クロック分配回路10においては、制御信号
4a〜4fにより、各クロックドライバーの出力信号が
制御される。すなわち、制御信号4a〜4fのそれぞれ
の状態がHIGHレベルの場合には、対応するクロック
ドライバーよりクロックパルスが出力されるが、制御信
号4a〜4fがLOWレベルの場合には、対応するクロ
ックドライバーからはLOWレベルの信号が出力され
る。このように、制御信号4a〜4fにしたがって信号
CLKa〜CLKdよりクロックパルスまたはLOWレ
ベルの信号が出力される。次に、内部機能ブロック21
〜24においては、クロック分配回路10より出力され
た信号CLKa〜CLKdにしたがって演算処理が行な
われる。このとき、CLKa〜CLKdがクロックパル
スであれば、対応する内部機能ブロックで演算処理が行
なわれるが、CLKa〜CLKdがLOWレベルの信号
であれば、対応する内部機能ブロックでは演算処理は停
止したままとなる。次に、クロック分配制御回路30で
は、内部機能ブロックより出力された信号3a〜3cを
もとに、クロック分配回路10を制御する制御信号4a
〜4gを出力する。異常状態検出回路40では、半導体
集積回路内部または半導体集積回路外部の雑音などの要
因で半導体集積回路が誤動作をし、クロック分配回路1
0の出力信号CLKa〜CLKdがLOWレベルとなり
続けることにより、全ての内部機能ブロック21〜24
が停止し続ける状態が起こった場合、この状態を検出す
ると、アラーム信号をHIGHレベルに設定して出力す
る。すなわち、クロック分配回路10を制御する制御信
号4a〜4fが全てLOWレベルとなり続ける場合に
は、信号CLKa〜CLKdも全てLOWレベルとなり
続け、内部機能ブロック21〜24にクロックが分配さ
れなくなる。このとき、図2に示す異常状態検出回路4
0においては、信号4a〜4e、4gが全てLOWレベ
ルとなる状態が2クロック続くと、フリップフロップ4
2およびフリップフロップ43の出力信号がともにHI
GHレベルとなり、アラーム信号2をHIGHレベルに
設定して出力する。The operation of this embodiment will be described below. First, in the clock distribution circuit 10, the output signals of the respective clock drivers are controlled by the control signals 4a to 4f. That is, when each of the control signals 4a to 4f is at the high level, a clock pulse is output from the corresponding clock driver, but when the control signals 4a to 4f are at the low level, the corresponding clock driver outputs the clock pulse. Outputs a LOW level signal. In this way, clock pulses or LOW level signals are output from the signals CLKa to CLKd according to the control signals 4a to 4f. Next, the internal function block 21
24 to 24, arithmetic processing is performed in accordance with signals CLKa to CLKd output from clock distribution circuit 10. At this time, if CLKa to CLKd are clock pulses, arithmetic processing is performed in the corresponding internal functional block, but if CLKa to CLKd is a LOW level signal, arithmetic processing remains stopped in the corresponding internal functional block. Becomes Next, the clock distribution control circuit 30 controls the clock distribution circuit 10 based on the signals 3a to 3c output from the internal function blocks.
Output ~ 4g. In the abnormal state detection circuit 40, the semiconductor integrated circuit malfunctions due to factors such as noise inside the semiconductor integrated circuit or outside the semiconductor integrated circuit, and the clock distribution circuit 1
By keeping the output signals CLKa to CLKd of 0 continuously at the LOW level, all the internal function blocks 21 to 24 are
If a state occurs in which the signal continues to stop, when this state is detected, the alarm signal is set to HIGH level and output. That is, when all the control signals 4a to 4f for controlling the clock distribution circuit 10 continue to be LOW level, all the signals CLKa to CLKd also keep LOW level, and the clock is not distributed to the internal function blocks 21 to 24. At this time, the abnormal state detection circuit 4 shown in FIG.
At 0, when the signals 4a to 4e and 4g are all at the LOW level for two clocks, the flip-flop 4
2 and the output signals of the flip-flop 43 are both HI
It becomes the GH level, and the alarm signal 2 is set to the HIGH level and output.
【0008】[0008]
【0009】[0009]
【0010】このように、図1に示す本発明の半導体集
積回路では、クロック分配制御回路30により内部演算
回路20の出力に基づいて制御信号4a〜4fを適切に
設定することで、内部機能ブロック21〜24の中の動
作させたいブロックのみにクロックを分配し、動作させ
たくない内部機能ブロックには不要なクロックを分配せ
ず、不要なクロック分配にかかる電力の消費を抑え、低
消費電力な半導体集積回路を実現することができる、と
同時に、本発明ではその特徴である異常状態検出回路を
備えており、その異常状態検出回路40では、内部機能
ブロック21〜24に分配されているクロック信号CL
Ka〜CLKdが全て停止し続ける異常状態に陥ってい
ないか常に検出しており、異常状態を検出した場合には
アラーム信号を出力する。従って、本低消費電力半導体
集積回路外部では、上記アラーム信号を監視することに
より、異常状態に陥っているかどうかを知ることができ
る。また、必要であれば、本低消費電力半導体集積回路
外部より、異常状態から抜け出すため上述のリセット信
号入力ような何らかの処置を施すことができる。As described above, in the semiconductor integrated circuit according to the present invention shown in FIG. 1, the clock distribution control circuit 30 appropriately sets the control signals 4a to 4f based on the output of the internal arithmetic circuit 20. The clock is distributed only to the blocks to be operated in 21 to 24, and the unnecessary clocks are not distributed to the internal functional blocks which are not desired to operate. A semiconductor integrated circuit can be realized, and at the same time, the present invention includes an abnormal state detection circuit, which is a feature of the present invention. In the abnormal state detection circuit 40, the clock signals distributed to the internal function blocks 21 to 24 are provided. CL
It constantly detects whether or not Ka to CLKd are in an abnormal state in which they all stop, and when an abnormal state is detected, an alarm signal is output. Therefore, outside the present low power consumption semiconductor integrated circuit, it is possible to know whether or not an abnormal state has occurred by monitoring the alarm signal. Further, if necessary, some measures such as the reset signal input can be taken from the outside of the low power consumption semiconductor integrated circuit in order to get out of the abnormal state.
【0011】なお、図2においては、全ての信号4a〜
4e、4gがLOWレベルとなった場合のみ異常状態と
判断しているが、異常状態となる条件はこれだけとは限
らない。例えば、図1に示す構成図では、4b、4d、
4e、4fがLOWレベルを取り続ける場合でも、内部
機能ブロック21〜24にクロックが分配されなくなり
停止する。必要に応じて、異常状態と判断する条件を変
更して良い。また、図2に示す異常状態検出回路40は
常に動作させておく必要があるため、フリップフロップ
に入力するクロック信号は外部入力クロック1を用いて
いるが、他の停止することのないクロックを用いても良
い。In FIG. 2, all the signals 4a ...
Only when 4e and 4g are at the LOW level, the abnormal state is determined, but the abnormal state is not limited to this. For example, in the configuration diagram shown in FIG. 1, 4b, 4d,
Even if 4e and 4f continue to take the LOW level, the clock is not distributed to the internal function blocks 21 to 24 and the function blocks stop. The condition for determining an abnormal state may be changed as necessary. Further, since the abnormal state detection circuit 40 shown in FIG. 2 needs to be always operated, the external input clock 1 is used as the clock signal input to the flip-flop, but another non-stopped clock is used. May be.
【0012】本発明の第2の実施の形態として、さらに
工夫した構成を図3に示す。図3において、クロック分
配制御回路30とクロック分配回路10との間に強制復
帰回路50を追加した。強制復帰回路50は、図4に示
すように構成されている。すなわち、クロック分配制御
回路30から出力された信号4a、4c、4d及び4f
と、異常状態検出回路40から出力されたアラーム信号
2とのOR演算を行なうOR回路51〜54から構成さ
れている。OR演算を行なう必要のない信号4b、4e
に関しては、そのまま出力される。強制復帰回路50か
ら出力される信号5a〜5fは、クロック分配回路10
に入力される。As a second embodiment of the present invention, shown in FIG. 3 the arrangement further devised. In FIG. 3 , a forced recovery circuit 50 is added between the clock distribution control circuit 30 and the clock distribution circuit 10. Forced recovery circuit 50 is configured as shown in FIG. That is, the signals 4a, 4c, 4d and 4f output from the clock distribution control circuit 30.
And OR circuits 51 to 54 for performing an OR operation with the alarm signal 2 output from the abnormal state detection circuit 40. Signals 4b and 4e that do not require OR operation
Is output as it is. The signals 5a to 5f output from the forced recovery circuit 50 are transmitted to the clock distribution circuit 10
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【0013】この強制復帰回路を用いた低消費電力半導
体集積回路の動作を説明する。まず、クロック分配回路
10、内部機能ブロック21〜24、クロック分配制御
部30、異常状態検出回路40の動作に関しては、第1
の実施例と全く同じである。次に、強制復帰回路50で
は、クロック分配制御回路30から出力された信号4a
〜4fと、異常状態検出回路40から出力されたアラー
ム信号2とのOR演算を行ない、その結果を信号5a〜
5fに出力する。このとき、内部機能ブロック21〜2
4に正常にクロックが分配されて正常状態である場合に
は、異常状態検出回路40から出力されるアラーム信号
2がLOWレベルとなり、5a〜5fは4a〜4fと同
じ値をとる。一方、内部機能ブロック21〜24に分配
されるクロック信号CLKa〜CLKdが全て停止し続
ける異常状態となる場合には、異常状態検出回路40か
ら出力されるアラーム信号2がHIGHレベルとなり、
OR回路51〜54の出力信号5a、5c、5d、5f
は強制的にHIGHレベルに設定される。図3および図
4に示す構成例では、アラーム信号2がHIGHとなっ
た場合に、5a、5c、5d、5fがHIGHレベルと
なり、クロック分配回路10からCLKbおよびCLK
cにクロックパルスが出力される。このように、本形態
では、内部機能ブロック21〜24に分配されるクロッ
ク信号CLKa〜CLKdが全て停止し続ける異常状態
に陥った場合には、強制復帰回路50から出力される信
号5a〜5fの中からある特定の信号をHIGHレベル
に設定することで、強制的にCLKa〜CLKdにクロ
ックパルスを発生させることができる。これにより、半
導体集積回路内部または半導体集積回路外部の雑音など
の要因で、内部機能ブロック21〜24にクロックが分
配されない異常状態に陥った場合でも、半導体集積回路
外部より何らかの処置を施すことなしに、自律的に正常
状態に復帰することができる。なお、図4に示す本実施
例では、アラーム信号2が検出された場合に、5a、5
c、5d、5eを強制的にHIGHに設定するが、必要
に応じてこの組み合わせを変更しても良い。The operation of the low power consumption semiconductor integrated circuit using this forced recovery circuit will be described. First, regarding the operation of the clock distribution circuit 10, the internal function blocks 21 to 24, the clock distribution control unit 30, and the abnormal state detection circuit 40,
Is exactly the same as the embodiment of Next, in the forced recovery circuit 50, the signal 4a output from the clock distribution control circuit 30 is output.
4f and the alarm signal 2 output from the abnormal state detection circuit 40 are ORed and the result is signal 5a.
Output to 5f. At this time, the internal function blocks 21 to 2
When the clock is normally distributed to 4 and is in a normal state, the alarm signal 2 output from the abnormal state detection circuit 40 becomes LOW level, and 5a to 5f have the same values as 4a to 4f. On the other hand, when all the clock signals CLKa to CLKd distributed to the internal function blocks 21 to 24 are in an abnormal state where they continue to stop, the alarm signal 2 output from the abnormal state detection circuit 40 becomes HIGH level,
Output signals 5a, 5c, 5d, 5f of the OR circuits 51-54
Is forcibly set to the HIGH level. Figure 3 and Figure
In the configuration example shown in FIG. 4 , when the alarm signal 2 becomes HIGH, 5a, 5c, 5d and 5f become HIGH level, and the clock distribution circuit 10 outputs CLKb and CLKb.
A clock pulse is output to c. As described above, in the present embodiment, when the clock signals CLKa to CLKd distributed to the internal function blocks 21 to 24 all fall into an abnormal state where they continue to stop, the signals 5a to 5f output from the forced recovery circuit 50 are changed. By setting a certain signal from among them to the HIGH level, it is possible to forcibly generate clock pulses in CLKa to CLKd. As a result, even if a clock is not distributed to the internal function blocks 21 to 24 due to noise or the like inside or outside the semiconductor integrated circuit, no action is taken from outside the semiconductor integrated circuit. , It is possible to autonomously return to the normal state. In the present embodiment shown in FIG. 4 , when the alarm signal 2 is detected, 5a, 5a
Although c, 5d, and 5e are forcibly set to HIGH, this combination may be changed as necessary.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように、本願発明によれ
ば、クロック分配制御手段によりクロック分配回路を制
御し、必要なクロックのみ分配し、不要なクロックを分
配しないことで低消費電力化が実現できる。また、クロ
ック分配回路から内部機能ブロックへ分配されるクロッ
クが全て停止し続ける場合には、その異常状態を検出し
アラーム信号を出力する異常状態検出手段を設けたこと
で、本低消費電力半導体集積回路外部に異常状態の発生
を通知することができる。これにより、本低消費電力半
導体集積回路外部から何らかの処置を行なうことができ
る。また、上記異常状態が発生した場合に、強制復帰手
段を設けて、強制的に内部機能ブロックへクロックを分
配させることで、異常状態のまま永久に停止し続けるこ
とを防止することができる。As described above, according to the present invention, the clock distribution control means controls the clock distribution circuit to distribute only necessary clocks and not distribute unnecessary clocks, thereby realizing low power consumption. it can. Further, when all the clocks distributed from the clock distribution circuit to the internal functional blocks continue to stop, the abnormal state detecting means for detecting the abnormal state and outputting an alarm signal is provided, so that the low power consumption semiconductor integrated circuit is provided. The occurrence of an abnormal state can be notified to the outside of the circuit. As a result, some measure can be taken from outside the low power consumption semiconductor integrated circuit. In addition, when the above-mentioned abnormal state occurs, by forcibly distributing the clock to the internal functional blocks by providing the forcible recovery means, it is possible to prevent a permanent stop in the abnormal state.
【図1】 本発明の低消費電力半導体集積回路の第1の
実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a low power consumption semiconductor integrated circuit of the present invention.
【図2】 本発明の低消費電力半導体集積回路の第1の
実施形態に示した異常状態検出回路の一構成例を示す回
路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing one configuration example of the abnormal state detection circuit shown in the first embodiment of the low power consumption semiconductor integrated circuit of the present invention.
【図3】 本発明の低消費電力半導体集積回路の第2の
実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of a low power consumption semiconductor integrated circuit of the present invention.
【図4】 本発明の低消費電力半導体集積回路の第2の
実施形態に示した強制復帰回路の一構成例を示す回路図
である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a forced recovery circuit shown in a second embodiment of a low power consumption semiconductor integrated circuit of the present invention.
【図5】 従来の低消費電力半導体集積回路の構成を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional low power consumption semiconductor integrated circuit.
【図6】 従来の低消費電力半導体集積回路の動作を説
明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of a conventional low power consumption semiconductor integrated circuit.
【図7】 従来の非低消費電力半導体集積回路のクロッ
ク分配回路とその動作を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional clock distribution circuit of a non-low power consumption semiconductor integrated circuit and its operation.
1 外部入力クロック
2 アラーム信号
10 クロック分配回路
11、12a、12b、13a、13b、13c、13
d クロックドライバー
20 内部演算回路
21、22、23、24 内部機能ブロック
30 クロック分配制御回路
40 異常状態検出回路
50 強制復帰回路
100 クロック分配回路
200 内部演算回路
300 制御部
400 制御信号1 External Input Clock 2 Alarm Signal 10 Clock Distribution Circuits 11, 12a, 12b, 13a, 13b, 13c, 13
d clock driver 20 internal arithmetic circuits 21, 22, 23, 24 internal function block 30 clock distribution control circuit 40 abnormal state detection circuit 50 forced recovery circuit 100 clock distribution circuit 200 internal arithmetic circuit 300 control unit 400 control signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/04 301 G06F 1/04 302 G06F 1/10 G06F 1/32 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 1/04 301 G06F 1/04 302 G06F 1/10 G06F 1/32
Claims (5)
のクロック信号から遅延時間差が調整された複数の第2
のクロック信号を生成し分配するクロック分配手段と、 前記分配された第2のクロック信号に同期して前記半導
体集積回路の外部から入力するデータ信号を演算し出力
する複数の内部演算手段と、 前記複数の内部演算手段のうち、クロック供給不要の内
部演算手段には前記第2のクロック信号を停止するため
の制御信号を、前記クロック分配手段に出力するクロッ
ク分配制御手段を備え、 不要なクロックを前記内部演算手段には分配しないこと
によって、クロック分配に要する電力を低減する低消費
電力半導体集積回路であって、 さらに、前記クロック分配手段の出力する前記制御信号
と前記第1のクロック信号とから、前記複数の内部演算
手段に分配されるクロックが全て停止し続ける異常状態
を検出した場合にはアラーム信号を出力する異常状態検
出手段、 を備えることを特徴とする低消費電力半導体集積回路。1. A first input from the outside of a semiconductor integrated circuit
A plurality of second delay time differences adjusted from the second clock signal
Clock distributing means for generating and distributing the clock signal, a plurality of internal calculating means for calculating and outputting a data signal input from the outside of the semiconductor integrated circuit in synchronization with the distributed second clock signal, Of the plurality of internal arithmetic means, the internal arithmetic means that does not require clock supply is provided with a clock distribution control means for outputting a control signal for stopping the second clock signal to the clock distribution means, and an unnecessary clock is supplied. A low-power-consumption semiconductor integrated circuit that reduces power required for clock distribution by not distributing to the internal arithmetic means, further comprising: the control signal and the first clock signal output from the clock distribution means. An alarm signal is output when an abnormal state in which all clocks distributed to the plurality of internal arithmetic means continue to stop is detected. A low power consumption semiconductor integrated circuit, comprising:
記制御信号が、前記複数の内部演算手段の演算出力に基
づいて生成されることを特徴とする請求項1に記載の低
消費電力半導体集積回路。Wherein said control signal output from the clock distribution control means, said plurality of low-power semiconductor according to 請 Motomeko 1 you characterized in that it is produced on the basis of the operation output of the internal calculation means Integrated circuit.
に、前記クロック分配制御手段と前記クロック分配手段
との間に、前記制御信号と前記アラーム信号とから、前
記異常状態が生じた場合に、前記内部演算手段に強制的
にクロックを分配する制御信号を前記クロック分配手段
に出力して、前記半導体集積回路が前記異常状態から正
常な状態に自立的に復帰させる自立復帰手段を備えるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の低消費電力半
導体集積回路。3. The low power consumption semiconductor integrated circuit further comprises: when the abnormal state occurs between the clock distribution control means and the clock distribution means from the control signal and the alarm signal, The semiconductor integrated circuit is provided with self-sustained recovery means for autonomously recovering from the abnormal state to the normal state by outputting to the clock distribution means a control signal for forcibly distributing the clock to the internal arithmetic means. low-power semiconductor integrated circuit according to 請 Motomeko 1 or 2 shall be the.
力するNOR回路と、 前記NOR回路の出力と前記第1のクロック信号とを入
力し、前記アラーム信号を出力するフリップフロップ
を、 備えることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記
載の低消費電力半導体集積回路。4. The abnormal state detection means inputs a NOR circuit to which the control signal output from the clock distribution control means is input, the output of the NOR circuit and the first clock signal, and the alarm signal. low-power semiconductor integrated circuit of the flip-flop, to any of 請 Motomeko 1 you characterized 3, further comprising serial <br/> mounting for outputting.
力するNOR回路と、 複数段のフリップフロップと、 前記複数段のフリップフロップの出力全てのAND取っ
て、前記アラーム信号を出力するAND回路を備え、 第1段の前記フリップフロップは、前記NOR回路の出
力と前記第1のクロック信号とを入力とし、2段目以降
の前記フリップフロップは、前段の前記フリップフロッ
プの出力と前記第1のクロック信号とを入力とすること
を特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の低消費
電力半導体集積回路。5. The NOR circuit for inputting the control signal output from the clock distribution control unit, the plurality of stages of flip-flops, and the AND output of all the outputs of the plurality of stages of flip-flops are taken by the abnormal state detection unit. And an AND circuit that outputs the alarm signal, wherein the first-stage flip-flop receives the output of the NOR circuit and the first clock signal as input, and the second- and subsequent-stage flip-flops low-power semiconductor integrated circuit according to any one of 3 請 Motomeko 1 you, characterized in that an input of the output and the first clock signal of the flip-flop.
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