JP4165485B2 - リセット回路及び集積回路装置 - Google Patents

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Description

本発明は、LSI内の所定回路を初期化するためのリセット信号を生成するリセット回路、及びリセット機能を持つ集積回路装置に関するものである。
一般に、外部からのリセット信号を入力する外部リセット端子が備えられていないLSIには、電源投入時にLSI内の所定回路をリセットするパワーオンリセット回路が内蔵されている。例えば、下記の特許文献1には、抵抗、容量、及びバッファゲート回路からなるパワーオンリセット回路の構成例が開示されている。
特開平5−299993号公報
この従来のパワーオンリセット回路によって、所望の波形(例えば、パルス幅)のリセット信号を生成するためには、抵抗及び容量を形成するトランジスタの構成及び寸法(ディメンション)を調整する必要がある。しかし、SOG(Sea of Gates)型のASIC(Application Specific Integrated Circuit)を設計する場合、配線層を調整することによってゲート接続を変更することは可能であるが、個々のトランジスタのゲートの構成及び寸法(具体的には、ゲート長やゲート幅)を調整することはできない。従って、SOG型のASICに、抵抗や容量を有するパワーオンリセット回路を形成することは困難である。このため、SOG型のASICには、外部リセット端子を設け、外部回路で生成したリセット信号を外部リセット端子を介してASICに入力する必要があった。
本発明の目的は、外部リセット端子を持たない集積回路装置にパワーオンリセット機能を持たせることができるリセット回路及びパワーオンリセット機能を持つ集積回路装置を提供することである。
本発明のリセット回路は、オートロード機能を有する集積回路装置の内部回路を初期化するためのリセット信号を生成するリセット回路であって、所定の期待値データを記憶している第1の記憶部と、オートロードされたデータを保持する第2の記憶部と、前記第2の記憶部にデータをオートロードし、前記オートロードによって前記第2の記憶部に保持されデータと前記第1の記憶部に記憶されている前記期待値データとの比較を実行する処理を、所定の複数回実行し、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のうちの1つでも不一致の判定が含まれる場合には前記内部回路の通常動作を開始させず、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のすべてが一致の判定である場合には前記内部回路の通常動作を開始させる前記リセット信号を生成するリセット制御部とを有するものである。
また、本発明の集積回路装置は、オートロード機能を有する集積回路装置であって、内部回路と、前記内部回路を初期化するためのリセット信号を生成するリセット回路とを有し、前記リセット回路が、所定の期待値データを記憶する第1の記憶部と、オートロードされたデータを保持する第2の記憶部と、前記第2の記憶部にデータをオートロードし、前記オートロードによって前記第2の記憶部に保持されデータと前記第1の記憶部に記憶されている前記期待値データとの比較を実行する処理を、所定の複数回実行し、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のうちの1つでも不一致の判定が含まれる場合には前記内部回路の通常動作を開始させず、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のすべてが一致の判定である場合には前記内部回路の通常動作を開始させる前記リセット信号を生成するリセット制御部とを有するものである。
本発明によれば、オートロードされて第2の記憶部に保持されているデータと第1の記憶部に記憶されている所定の期待値データとの比較を実行し、この比較の結果に基づいてリセット信号を生成するので、外部リセット端子を持たない集積回路装置にパワーオンリセット機能を持たせることができるという効果を得ることができる。
第1の実施形態
図1は、本発明の第1の実施形態に係る集積回路装置の構成及び動作を示す説明図である。また、図2は、第1の実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。図1及び図2に示されるように、集積回路装置100は、SOG型のASICチップ110と、ROMチップ120とを有する。
図2に示されるように、ASICチップ110は、リセット信号RSを生成するリセット回路130と、ロジック回路(内部回路)140と、内部クロックCLKを生成するオシレータ150と、入出力ポート160とを有する。ロジック回路140は、リセット回路130により生成されるリセット信号RSに従って、リセット状態(即ち、ロジック回路130の通常動作を開始させる前の初期化された状態)又はリセット解除状態(即ち、ロジック回路130の通常動作を開始させた後の状態)のいずれかの状態になる。
図1及び図2に示されるように、リセット回路130は、内部クロックCLKに応じてオートロードされるデータのアドレスADRとリードコマンドCOMを生成するリードコマンド/アドレス生成回路131と、所定の期待値データを記憶している第1のレジスタ(期待値データ格納部)132と、オートロードされたデータを保持する第2のレジスタ(ロードデータレジスタ)133と、第2のレジスタ133に保持されているデータと第1のレジスタ132に記憶されている期待値データとの比較を実行し、この比較の結果に基づいてリセット信号RSを生成するデータ比較回路(リセット制御部)134と、内部カウンタ135とを有する。集積回路装置100は、例えば、半導体記憶装置であるが、本発明は、データをロードする機能を有する半導体装置であれば、半導体記憶装置以外の装置にも適用可能である。
図3は、集積回路装置100の動作、主に、リセット回路130の動作を示すタイミング図である。図3に示されるように、集積回路装置100に電源が投入された後(時刻t10の後)、電源電圧Vは上昇し、所定の電圧で安定する。電源投入の後、電源電圧Vがオシレータ150の発振可能電圧に達すると(時刻t11)、オシレータ11が発振し、内部クロックCLKを出力する。リードコマンド/アドレス生成回路12は、この内部クロックCLKを内部カウンタ135により一定値(例えば、20ビット構成の場合には、‘FFFFF’(16進数表記))まで巡回カウントし、そのカウントに応じてアドレスADR及びリードコマンドCOMをROMチップ120に送る。これにより、ROMチップ120のアドレスADRで指定された領域に格納されている予めプログラムされたデータ(16bit×4words)の読み出し動作が実行される。このオートロード動作(時刻t11からt12まで、即ち、図3においては期間AL)により読み出されたデータは、ASICチップ110のロードデータレジスタ133(16bit×4words)に保持される。
期待値データ格納部132には、ROMチップ120の所定の領域に格納されているデータと同一のデータが予めハードセット(0/1固定)されている。データ比較回路134は、内部カウンタ135が一定値(例えば、‘FFFFF’(16進数表記))をカウントしたときに(時刻t12)、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132にハードセットされている期待値データとを比較する。この比較の結果、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致しないときには、ASICチップ110は過渡状態にあり、正常な動作を行う安定状態に達していないと判断できる。一方、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致したときには、ASICチップ110は安定状態に達したと判断できる。
したがって、データ比較回路134は、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致しないときには、ASICチップ110内のロジック回路140をリセット状態とし、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致したときには、ASICチップ110内のロジック回路140をリセット解除状態とするリセット信号RSを生成する。時刻t12において、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致したときには、リセット信号RSは、例えば、図3に示されるように、時刻t12より前がローレベルで、時刻t12以後でハイレベルになる。なお、時刻t12において、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132に設定されている期待値データとが一致しないときには、リセット信号RSはローレベルを維持し続け、ロジック回路140はリセット状態を維持する。
以上に説明したように、第1の実施形態によれば、ロードデータレジスタ133、期待値データ格納部132、及びデータ比較回路134を用いて、電源電圧が内部回路を安定に動作させることができる状態に達したことを確認する前は、内部回路をリセット状態とし、前記確認の後は、内部回路をリセット解除状態としている。このため、第1の実施形態に係る集積回路装置100又はリセット回路130を用いれば、外部リセット端子を有する集積回路装置と同様に、電源電圧が内部回路を安定動作させることができる状態に達した後に内部回路を通常動作状態(リセット解除状態)へと切り替えることができる。
図4は、第1の実施形態に係る集積回路装置の変形例の構成を示すブロック図である。図4において、図2に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図2に示される集積回路装置100においては、ROMチップ120は集積回路装置100の一部であるが、図4に示される集積回路装置200においては、ROM装置220は、集積回路装置200の一部ではなく、入出力ポート160によって集積回路装置200に接続されている。図4に示される集積回路装置200は、ROM装置220を外付けとした点以外は、上記図2に示される集積回路装置100と同じである。
また、図5は、第1の実施形態に係る集積回路装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。図5において、図2に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図2に示される集積回路装置100においては、ROMチップ120は集積回路装置100のASICチップ110とは別のチップに形成されているが、図5に示される集積回路装置300においては、ROM320は、集積回路装置300のASICチップ310の一部として構成されている。図5に示される集積回路装置300は、ROM320をASICチップ310の一部として構成した点以外は、上記図2に示される集積回路装置100と同じである。
第2の実施形態
図6は、本発明の第2の実施形態に係る集積回路装置の構成及び動作を示す説明図である。また、図7は、第2の実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。図6及び図7に示されるように、集積回路装置400は、SOG型のASICチップ410と、ROMチップ420とを有する。
図6に示されるように、ASICチップ410は、リセット信号RSを生成するリセット回路430と、ロジック回路(内部回路)440と、内部クロックCLKを生成するオシレータ450と、入出力ポート460とを有する。ロジック回路440は、リセット回路430により生成されるリセット信号RSに従って、リセット状態(即ち、ロジック回路430の通常動作を開始させる前の初期化された状態)又はリセット解除状態(即ち、ロジック回路430の通常動作を開始させた後の状態)のいずれかの状態になる。
図6及び図7に示されるように、リセット回路430は、内部クロックCLKに応じてオートロードされるデータのアドレスADRとリードコマンドCOMを生成するリードコマンド/アドレス生成回路431と、所定の期待値データを記憶している第1のレジスタ(期待値データ格納部)432と、オートロードされたデータを保持する第2のレジスタ(ロードデータレジスタ)433と、第2のレジスタ433に保持されているデータと第1のレジスタ432に記憶されている期待値データとの比較を実行し、この比較の結果に基づいてリセット信号RSを生成するデータ比較回路(リセット制御部)434と、第1のカウンタ435と、第2のカウンタ436とを有する。
第1のカウンタ435は、内部クロックCLKを一定値(例えば、20ビット構成の場合には、‘FFFFF’(16進数表記))まで巡回カウントし、第2のカウンタ436は、第1のカウンタ435が巡回カウントした回数を計測する。第2の実施形態においては、第2のカウンタ436が所定回数を計測した時点(時刻t22)において、第2のレジスタ433に保持されているデータと第1のレジスタ432に記憶されている期待値データとの比較を実行し、この1回の比較結果に基づいてリセット信号RSを生成する。上記第1の実施形態では、データ比較回路134はロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部132にハードセットされた期待値データとが一致したときには無条件でリセット解除するが、第2の実施形態では、第2のカウンタ436が所定値(例えば、各ビットが全て‘1’、即ち、カウント値が‘63’)に達する前はリセット解除を行わない。
なお、集積回路装置400は、例えば、半導体記憶装置であるが、本発明は、半導体記憶装置以外のデータをロードする機能を有する半導体装置であれば、半導体記憶装置以外の装置にも適用可能である。
図8は、集積回路装置400の動作、主に、リセット回路430の動作を示すタイミング図である。図8に示されるように、集積回路装置400に電源が投入された後(時刻t20の後)、電源電圧Vは上昇し、所定の電圧で安定する。電源投入の後、電源電圧Vがオシレータ150の発振可能電圧に達すると(時刻t21)、オシレータ450が発振し、内部クロックCLKを出力する。リードコマンド/アドレス生成回路431は、この内部クロックCLKを第1のカウンタ435により一定値(例えば、20ビット構成の場合、‘FFFFF’(16進数表記))まで巡回カウントし、そのカウントに応じてアドレスADR及びリードコマンドCOMをROMチップ420に送る。これにより、ROMチップ420のアドレスADRで指定された領域に格納されている予めプログラムされたデータ(16bit×4words)の読み出し動作が実行される。このオートロード動作(期間AL)により読み出されたデータは、ASICチップ410のロードデータレジスタ433(16bit×4words)に保持される。第2の実施形態においては、図8に示されるように、オートロードALを複数回(図8においては64回)繰り返し、時刻t22において、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432にハードセットされている期待値データとを比較する。
ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致しないときには、ASICチップ410は過渡状態にあり、正常な動作を行う安定状態に達していないと判断できる。一方、ロードデータレジスタ133に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致したときには、ASICチップ410は安定状態に達したと判断できる。
したがって、データ比較回路434は、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致しないときには、ASICチップ410内のロジック回路440をリセット状態とし、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致したときには、ASICチップ410内のロジック回路440をリセット解除状態とするリセット信号RSを生成する。時刻t22において、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致したときには、リセット信号RSは、例えば、図8に示されるように、時刻t22より前がローレベルで、時刻t22以後でハイレベルになる。なお、時刻t22において、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致しないときには、リセット信号RSはローレベルを維持し、ロジック回路440はリセット状態を維持する。
以上に説明したように、第2の実施形態によれば、ロードデータレジスタ433、期待値データ格納部432、及びデータ比較回路434を用いて、電源電圧が内部回路を安定に動作させることができる状態に達したことを確認する前は、内部回路をリセット状態とし、前記確認の後は、内部回路をリセット解除状態としている。このため、第2の実施形態に係る集積回路装置400又はリセット回路430を用いれば、外部リセット端子を有する集積回路装置と同様に、電源電圧が内部回路を安定動作させることができる状態に達した後に内部回路を通常動作状態(リセット解除状態)へと切り替えることができる。
図9は、第2の実施形態に係る集積回路装置の変形例の動作を示すタイミング図である。図9に示される動作は、内部クロックCLKを第1のカウンタ435により一定値(例えば、20ビット構成の場合、‘FFFFF’(16進数表記))までカウントする毎に(時刻t101、…、t164)、第2のレジスタ433に保持されているデータと第1のレジスタ432に記憶されている期待値データとの比較を実行し、これら複数の比較結果に基づいてリセット信号RSを生成する点が、図8に示される動作と相違する。図9に示される例においては、時刻t101、…、t164の1つでも、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致しないときには、ASICチップ410内のロジック回路440をリセット状態とし、時刻t101、…、t164のすべてにおいて、ロードデータレジスタ433に保持されているデータと期待値データ格納部432に設定されている期待値データとが一致したときには、ASICチップ410内のロジック回路440をリセット解除状態とするリセット信号RSを生成する。
図9の動作の場合には、図8の動作の場合の効果に加え、電源投入時のROM読み出し不具合によるリセット誤解除、ロードデータレジスタ433の初期値と期待値データとの偶然の一致によるリセット誤解除を防止できる。
以上説明した第1及び第2の実施形態では、オシレータ150,450及びロードコマンド/アドレス生成回路131,431により、電源投入時、オードロード動作を実行するが、本発明は、このような構成に限定されず、電源投入時にROMに格納されたデータを読み取る任意の構成に適用することが可能である。
また、第1及び第2の実施形態では、オートロードにより読み取られるデータ、ロードデータレジスタ133,433、期待値データ格納部132,432は、16bit×4wordsのビット幅の構成とし、また、カウンタ135,435,436は‘0’から‘63’までカウントできる6bit構成としたが、これらの構成に限定されず、ノイズの大小等、ASICの使用状況に応じた任意の構成とすることができる。
本発明の第1の実施形態に係る集積回路装置の構成及び動作を示す説明図である。 第1の実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る集積回路装置の動作を示すタイミング図である。 第1の実施形態に係る集積回路装置の変形例の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る集積回路装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る集積回路装置の構成及び動作を示す説明図である。 第2の実施形態に係る集積回路装置の構成を示すブロック図である。 第2の実施形態に係る集積回路装置の動作を示すタイミング図である。 第2の実施形態に係る集積回路装置の変形例の動作を示すタイミング図である。
符号の説明
100,200,300,400 集積回路装置、
110,310,410 ASICチップ、
120,320,420 ROMチップ、
130,430 リセット回路、
131,431 リードコマンド/アドレス生成回路、
132,432 第1のレジスタ、
133,433 第2のレジスタ、
134,434 データ比較回路、
135 内部カウンタ、
140,440 ロジック回路、
150,450 オシレータ、
160 入出力ポート、
220 ROM装置、
435 第1のカウンタ、
436 第2のカウンタ。

Claims (15)

  1. オートロード機能を有する集積回路装置の内部回路を初期化するためのリセット信号を生成するリセット回路において、
    所定の期待値データを記憶している第1の記憶部と、
    オートロードされたデータを保持する第2の記憶部と、
    前記第2の記憶部にデータをオートロードし、前記オートロードによって前記第2の記憶部に保持されデータと前記第1の記憶部に記憶されている前記期待値データとの比較を実行する処理を、所定の複数回実行し、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のうちの1つでも不一致の判定が含まれる場合には前記内部回路の通常動作を開始させず、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のすべてが一致の判定である場合には前記内部回路の通常動作を開始させる前記リセット信号を生成するリセット制御部と
    を有することを特徴とするリセット回路。
  2. 前記リセット制御部は、時間を計測する計測部を有し、
    前記リセット制御部は、前記計測部が前記集積回路装置の電源投入後において所定の時間を計測したときに前記所定の複数回の処理を実行する
    ことを特徴とする請求項1に記載のリセット回路。
  3. 前記計測部は、前記集積回路装置の内部クロックを計測するカウンタを有することを特徴とする請求項2に記載のリセット回路。
  4. 前記リセット制御部は、
    所定時間の計測を繰り返し実行する第1の計測部と、
    前記第1の計測部が前記所定時間を計測した回数を計測する第2の計測部と
    を有し、
    前記第2の計測部が所定回数を計測するまでの期間、前記第1の計測部が前記所定時間を計測する毎に前記所定の複数回の処理のうちの1回の処理を実行する
    ことを特徴とする請求項1に記載のリセット回路。
  5. 前記第1の計測部は、前記集積回路装置の内部クロックを一定値まで循環カウントする第1のカウンタを有し、
    前記第2の計測部は、前記第1のカウンタが前記一定値まで循環カウントした回数を計測する第2のカウンタを有する
    ことを特徴とする請求項に記載のリセット回路。
  6. 前記リセット回路は、ASICチップに形成され、
    前記オートロードされたデータは、ROMからオートロードされたデータである
    ことを特徴とする請求項1からまでのいずれかに記載のリセット回路。
  7. オートロード機能を有する集積回路装置において、
    内部回路と、
    前記内部回路を初期化するためのリセット信号を生成するリセット回路と
    を有し、
    前記リセット回路が、
    所定の期待値データを記憶する第1の記憶部と、
    オートロードされたデータを保持する第2の記憶部と、
    前記第2の記憶部にデータをオートロードし、前記オートロードによって前記第2の記憶部に保持されデータと前記第1の記憶部に記憶されている前記期待値データとの比較を実行する処理を、所定の複数回実行し、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のうちの1つでも不一致の判定が含まれる場合には前記内部回路の通常動作を開始させず、前記所定の複数回の処理における複数の比較結果のすべてが一致の判定である場合には前記内部回路の通常動作を開始させる前記リセット信号を生成するリセット制御部と
    を有することを特徴とする集積回路装置。
  8. 前記オートロードされるデータを保持するROMをさらに有し、
    前記リセット回路によるオートロードが、前記ROMからのオートロードである
    ことを特徴とする請求項に記載の集積回路装置。
  9. 前記リセット回路が、ROMに接続されており、
    前記リセット回路によるオートロードが、前記ROMからのオートロードである
    ことを特徴とする請求項に記載の集積回路装置。
  10. 内部クロックを生成するオシレータと、
    前記内部クロックに応じてオートロードされるデータのアドレスとリードコマンドを生成するリードコマンド/アドレス生成回路と
    をさらに有することを特徴とする請求項からまでのいずれかに記載の集積回路装置。
  11. 前記リセット制御部は、時間を計測する計測部を有し、
    前記リセット制御部は、前記計測部が前記集積回路装置の電源投入後において所定の時間を計測したときに前記所定の複数回の処理を実行する
    ことを特徴とする請求項から10までのいずれかに記載の集積回路装置。
  12. 前記計測部は、前記集積回路装置の内部クロックを計測するカウンタを有することを特徴とする請求項11に記載の集積回路装置。
  13. 前記リセット制御部は、
    所定時間の計測を繰り返し実行する第1の計測部と、
    前記第1の計測部が前記所定時間を計測した回数を計測する第2の計測部と
    を有し、
    前記リセット制御部は、前記第2の計測部が所定回数を計測するまでの期間、前記第1の計測部が前記所定時間を計測する毎に前記所定の複数回の処理のうちの1回の処理を実行する
    ことを特徴とする請求項から10までのいずれかに記載の集積回路装置。
  14. 前記第1の計測部は、前記集積回路装置の内部クロックを一定値まで循環カウントする第1のカウンタを有し、
    前記第2の計測部は、前記第1のカウンタが前記一定値まで循環カウントした回数を計測する第2のカウンタを有する
    ことを特徴とする請求項13に記載の集積回路装置。
  15. 前記集積回路装置は、ASICチップに形成されたことを特徴とする請求項から14までのいずれかに記載の集積回路装置。
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