JP4656040B2 - Electronic circuit - Google Patents

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Description

本発明は、クロック信号に同期して動作する制御回路を備えて構成される電子回路に関する。   The present invention relates to an electronic circuit including a control circuit that operates in synchronization with a clock signal.

電子回路において、電源の瞬断が発生した場合にデータを保護したり誤動作の発生を防止するための対策としては、比較的容量が大きいコンデンサを用意し、そのコンデンサに蓄積された電荷により電圧の低下を遅延させて、電源の供給が遮断されている期間をやり過ごすことが一般に行われている。しかしながら、大容量のコンデンサを使用すると、素子サイズが大きく配置スペースをとると共に、コストアップも招くという問題がある。
また、特許文献1には、EEPROMに記憶されているデータの破壊を防止するため、電源電圧の低下を検出すると、CPUがEEPROMに対して出力するチップセレクト信号を阻止してEEPROMへのアクセスを禁止する技術が開示されている。
特開平8−249244号公報
In electronic circuits, as a measure to protect data or prevent malfunctions in the event of a momentary power interruption, a capacitor with a relatively large capacity is prepared, and the voltage accumulated by the charge accumulated in the capacitor is reduced. It is common practice to pass the period when the power supply is cut off by delaying the drop. However, when a large-capacitance capacitor is used, there is a problem that the element size is large and an arrangement space is required and the cost is increased.
Further, in Patent Document 1, in order to prevent destruction of data stored in the EEPROM, when a drop in the power supply voltage is detected, a chip select signal output from the CPU to the EEPROM is blocked to access the EEPROM. Disallowed technology is disclosed.
JP-A-8-249244

しかしながら、特許文献1に開示されている技術は、EEPROMのように、CPUなどからアクセスされる不揮発性メモリのデータ保護にしか適用できず、CPU自体やハードウエアロジックで構成されるシーケンサなどの制御回路について誤動作を防止するには、やはり大容量のコンデンサが必要になってしまう。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大容量のコンデンサを使用することなく、電源の瞬断が発生した場合に制御回路の誤動作を防止できる電子回路を提供することにある。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 can be applied only to data protection of a nonvolatile memory accessed from a CPU, such as an EEPROM, and controls a sequencer composed of the CPU itself and hardware logic. In order to prevent malfunction of the circuit, a large-capacity capacitor is still necessary.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an electronic circuit capable of preventing malfunction of a control circuit when a power supply interruption occurs without using a large-capacitance capacitor. It is in.

請求項1記載の電子回路によれば、制御回路の動作用電源は、主電源からダイオードを介して充電されているコンデンサより供給する。そして、クロック信号出力回路には主電源を供給して動作させ、制御回路に対しては、クロックレベルシフト回路によりクロック信号のレベルをシフトさせて出力する。そして、電圧低下検出回路が、動作用電源電圧未満に設定される検出閾値よりも主電源電圧が低下したことを検出すると、クロック供給停止回路は、制御回路に対するクロック信号の供給を停止する。即ち、主電源電圧が一時的に低下した場合はクロック信号に基づくロジック動作が停止され、制御回路による電力消費は僅かとなる。従って、主電源電圧が低下している期間の動作用電源を、比較的小容量のコンデンサであってもその充電電荷によりバックアップすることが可能となる。   According to the electronic circuit of the first aspect, the power supply for operation of the control circuit is supplied from the capacitor charged from the main power supply via the diode. The main power is supplied to the clock signal output circuit and the clock signal output circuit is operated by shifting the level of the clock signal by the clock level shift circuit. Then, when the voltage drop detection circuit detects that the main power supply voltage has fallen below the detection threshold set to be lower than the operation power supply voltage, the clock supply stop circuit stops the supply of the clock signal to the control circuit. That is, when the main power supply voltage is temporarily lowered, the logic operation based on the clock signal is stopped, and the power consumption by the control circuit becomes small. Therefore, it is possible to back up the operating power supply during the period when the main power supply voltage is lowered, even with a relatively small capacitor.

請求項2記載の電子回路によれば、クロックレベルシフト回路とクロック供給停止回路とを一体に構成するので、両者の機能を統合して回路全体の小型化を図ることができる。
請求項3記載の電子回路によれば、リセット回路は、制御回路の動作用電源電圧が、上記検出閾値未満に設定されるリセット閾値よりも低下したことを検出すると、制御回路にリセット信号を出力する。従って、主電源電圧が低下している期間が比較的長く継続した結果、コンデンサの充電電荷が消費されて制御回路の動作用電源電圧が低下し、制御回路の内部状態が保証できなくなった場合は、制御回路をリセットさせることができる。
According to the electronic circuit of the second aspect, since the clock level shift circuit and the clock supply stop circuit are integrally formed, the functions of both can be integrated to reduce the size of the entire circuit.
According to another aspect of the electronic circuit of the present invention, the reset circuit outputs a reset signal to the control circuit when detecting that the power supply voltage for operation of the control circuit is lower than the reset threshold set below the detection threshold. To do. Therefore, if the main power supply voltage is lowered for a relatively long period of time, the charging charge of the capacitor is consumed, the power supply voltage for operation of the control circuit is lowered, and the internal state of the control circuit cannot be guaranteed. The control circuit can be reset.

請求項4記載の電子回路によれば、主電源が供給されて、制御回路との間で信号を入出力する周辺回路が存在する場合、信号レベルシフト回路が両者の間で転送される信号のレベルをシフトするので、信号の入出力を問題なく行うことができる。   According to the electronic circuit of claim 4, when there is a peripheral circuit that inputs / outputs a signal to / from the control circuit when the main power is supplied, the signal level shift circuit transmits the signal transferred between the two. Since the level is shifted, signal input / output can be performed without any problem.

請求項5記載の電子回路によれば、信号レベルシフト回路は、電圧低下検出回路が電圧低下を検出すると、制御回路側に出力される信号レベルを対応する入力信号レベルにかかわらずに固定すると共に、周辺回路側に出力される信号レベルを対応する入力信号レベルに応じて固定する。従って、主電源電圧が低下し、制御回路の動作が停止している期間における入出力信号レベルを、信号レベルシフト回路によって適切に固定することができる。   According to the electronic circuit of the fifth aspect, the signal level shift circuit fixes the signal level output to the control circuit side regardless of the corresponding input signal level when the voltage drop detection circuit detects the voltage drop. The signal level output to the peripheral circuit side is fixed according to the corresponding input signal level. Therefore, the input / output signal level during the period when the main power supply voltage is lowered and the operation of the control circuit is stopped can be appropriately fixed by the signal level shift circuit.

請求項6記載の電子回路によれば、制御回路がCPUである場合、コンデンサにより供給される動作用電源をCPUが直接アクセスするメモリ回路にも供給するので、メモリ回路が揮発性である場合でも、その記憶内容のバックアップを図ることができる。   According to the electronic circuit of claim 6, when the control circuit is a CPU, the operation power supplied by the capacitor is also supplied to the memory circuit that is directly accessed by the CPU, so that even when the memory circuit is volatile, The stored contents can be backed up.

請求項7記載の電子回路によれば、制御回路は、車両に関する制御を行うように構成される。即ち、車両に搭載される電子回路は、極めてノイジーな環境で動作しなければならず、そのノイズの影響を受けてバッテリの電圧が変動することも少なくない。従って、本発明を車両に搭載される制御回路に適用すれば、極めて有効である。   According to the electronic circuit of the seventh aspect, the control circuit is configured to perform control related to the vehicle. That is, an electronic circuit mounted on a vehicle must operate in a very noisy environment, and the voltage of the battery often fluctuates due to the noise. Therefore, the present invention is extremely effective when applied to a control circuit mounted on a vehicle.

(第1実施例)
以下、本発明の第1実施例について図1乃至図4を参照して説明する。図1は、シーケンサを中心とする制御システムの構成を示すブロック図である。電源VDDは、クロック生成回路(クロック信号出力回路)1、レベルシフト回路2,3、ロジック回路(周辺回路)4、低電圧検出回路(電圧低下検出回路)5に対して直接供給されている。また、電源VDDは、ダイオード6及びコンデンサ7の直列回路を介してグランドに接続されており、ダイオード6のカソード側は、電源VDDHの供給端子としてシーケンサ(制御回路)8並びにレベルシフト回路2,3に接続されている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control system centering on a sequencer. The power supply VDD is directly supplied to the clock generation circuit (clock signal output circuit) 1, level shift circuits 2 and 3, logic circuit (peripheral circuit) 4, and low voltage detection circuit (voltage drop detection circuit) 5. The power supply VDD is connected to the ground via a series circuit of a diode 6 and a capacitor 7. The cathode side of the diode 6 is a sequencer (control circuit) 8 and level shift circuits 2 and 3 as a supply terminal for the power supply VDDH. It is connected to the.

シーケンサ8はハードウエアロジックで構成されており、クロック生成回路1により生成されたクロック信号CLKがレベルシフト回路2を介して供給されている。そして、シーケンサ8はクロック同期で動作して、所定の制御シーケンスに応じた制御信号を出力するようになっている。ロジック回路4はシーケンサ8の制御対象であり、両者の間で入出力される信号等は双方向のレベルシフト回路3を介して相互に転送される。   The sequencer 8 is configured by hardware logic, and the clock signal CLK generated by the clock generation circuit 1 is supplied via the level shift circuit 2. The sequencer 8 operates in clock synchronization and outputs a control signal corresponding to a predetermined control sequence. The logic circuit 4 is an object to be controlled by the sequencer 8, and signals and the like input / output between them are transferred to each other via the bidirectional level shift circuit 3.

低電圧検出回路5は、バンドギャップレギュレータ(BGR)9と、抵抗素子10及び11の直列回路と、コンパレータ12とで構成されており、電源VDDの電圧低下を検出する。即ち、上記直列回路の共通接続点はコンパレータ12の(+)端子に接続され、BGR9の出力端子は(−)端子に接続されている。そして、コンパレータ12は、電源VDDの電圧が閾値VPOR1を下回ることで、分圧電位がBGR9により生成される参照電圧Vrefより低下すると、出力信号レベルをハイからロウに変化させる。   The low voltage detection circuit 5 includes a band gap regulator (BGR) 9, a series circuit of resistance elements 10 and 11, and a comparator 12, and detects a voltage drop of the power supply VDD. That is, the common connection point of the series circuit is connected to the (+) terminal of the comparator 12, and the output terminal of the BGR 9 is connected to the (-) terminal. Then, the comparator 12 changes the output signal level from high to low when the voltage of the power supply VDD falls below the threshold value VPOR1 and the divided potential falls below the reference voltage Vref generated by the BGR9.

即ち、閾値電圧VPOR1は、抵抗素子10,11の抵抗値をR3,R4とすると、以下ように表される。
VPOR1=Vref×(R3+R4)/R4
コンパレータ12の出力信号は、レベルシフト回路2,3にイネーブル信号EN(ハイアクティブ)として与えられており、そのイネーブル信号ENがロウレベルになると、シーケンサ8に対するクロック信号CLKの出力と、シーケンサ8とロジック回路4との間の信号の入出力は停止されるようになっている。
That is, the threshold voltage VPOR1 is expressed as follows when the resistance values of the resistance elements 10 and 11 are R3 and R4.
VPOR1 = Vref × (R3 + R4) / R4
The output signal of the comparator 12 is given to the level shift circuits 2 and 3 as an enable signal EN (high active). When the enable signal EN becomes low level, the output of the clock signal CLK to the sequencer 8, the sequencer 8 and the logic Input / output of signals to / from the circuit 4 is stopped.

リセット回路13は、電源VDDHとグランドとの間に、抵抗素子14及びNチャネルMOSFET15の直列回路と、PチャネルMOSFET16及び抵抗素子17の直列回路を並列に接続して構成されている。そして、FET15,16のゲートは共通に、FET15のドレインに接続されており、FET16のソースは、NOTゲート18を介してシーケンサ8のリセット端子(ハイアクティブ)に接続されている。   The reset circuit 13 is configured by connecting a series circuit of a resistance element 14 and an N-channel MOSFET 15 and a series circuit of a P-channel MOSFET 16 and a resistance element 17 in parallel between a power supply VDDH and the ground. The gates of the FETs 15 and 16 are commonly connected to the drain of the FET 15, and the source of the FET 16 is connected to the reset terminal (high active) of the sequencer 8 via the NOT gate 18.

従って、電源VDDHの電圧が、2つのFET15,16の閾値電圧Vtn,Vtpの和であるVPOR2=2V以上であれば、FET15,16は何れもONしており、NOTゲート18の入力端子にはハイレベル(=VDDH)が与えられる。そして、電源VDDHの電圧が2V未満になると、FET15,16は何れもOFFとなり、NOTゲート18の入力端子(リセット信号RESB)はロウレベルとなり、シーケンサ8はリセットされる。
ここで、例えば、VDD=5.0Vであるとすると、
VDDH=4.3V,VPOR1=4.0V,VPOR2=2.0V
というレベルに設定されている。
Therefore, if the voltage of the power supply VDDH is equal to or higher than VPOR2 = 2V, which is the sum of the threshold voltages Vtn and Vtp of the two FETs 15 and 16, the FETs 15 and 16 are both ON, and the input terminal of the NOT gate 18 A high level (= VDDH) is given. When the voltage of the power supply VDDH becomes less than 2V, both the FETs 15 and 16 are turned OFF, the input terminal (reset signal RESB) of the NOT gate 18 is set to the low level, and the sequencer 8 is reset.
Here, for example, assuming that VDD = 5.0V,
VDDH = 4.3V, VPOR1 = 4.0V, VPOR2 = 2.0V
Is set to the level.

図2は、クロックレベルシフト回路(クロック供給停止回路)2の内部構成を示す。レベルシフト回路2は、NOTゲート19〜21とNANDゲート22とで構成されている。高電位(VDD)側となる入力側は、NOTゲート19及び20を直列に接続して構成され、これらには電源VDDが供給されている。低電位側となる出力側は、NANDゲート22とNOTゲート21とを直列に接続して構成され、これらには電源VDDHが供給されている。そして、NOTゲート20の出力端子はNANDゲート22の一方の入力端子に接続されており、NANDゲート22の他方の入力端子には、低電圧検出回路5よりイネーブル信号ENが与えられている。   FIG. 2 shows an internal configuration of the clock level shift circuit (clock supply stop circuit) 2. The level shift circuit 2 includes NOT gates 19 to 21 and a NAND gate 22. The input side which is the high potential (VDD) side is configured by connecting NOT gates 19 and 20 in series, and a power supply VDD is supplied to them. The output side which is the low potential side is configured by connecting a NAND gate 22 and a NOT gate 21 in series, and a power supply VDDH is supplied to them. The output terminal of the NOT gate 20 is connected to one input terminal of the NAND gate 22, and the enable signal EN is given to the other input terminal of the NAND gate 22 from the low voltage detection circuit 5.

即ち、イネーブル信号ENがハイであれば、NOTゲート19の入力端子に高電位側のハイレベル信号が入力されると、NOTゲート21の出力端子より低電位側のハイレベル信号が出力される。そして、イネーブル信号ENがロウレベルになると、NOTゲート21の出力端子は高電位側の信号レベルにかかわらずロウレベルを維持する。   That is, if the enable signal EN is high, when a high-level signal on the high potential side is input to the input terminal of the NOT gate 19, a high-level signal on the low potential side is output from the output terminal of the NOT gate 21. When the enable signal EN becomes low level, the output terminal of the NOT gate 21 maintains low level regardless of the signal level on the high potential side.

また、図3は、双方向の信号レベルシフト回路3の内部構成を示す。信号レベルシフト回路3は、シーケンサ8とロジック回路4との間で入出力される信号レベルを変換する。即ち、シーケンサ8→ロジック回路4の方向については、高電位変換部3Hにおいて低電位側から高電位側へのレベルシフトを行い、シーケンサ8←ロジック回路4の方向については、低電位変換部3Lにおいて高電位側から低電位側へのレベルシフトを行う。
従って、低電位変換部3Lは、NOTゲート23〜25とNANDゲート26とでレベルシフト回路2と同様の接続で構成されている。一方、高電位変換部3Hは、低電位入力側がNOTゲート27及び28を直列接続して構成され、高電位出力側が、4つのFET29〜32とNOTゲート33及び34とで構成されている。
FIG. 3 shows the internal configuration of the bidirectional signal level shift circuit 3. The signal level shift circuit 3 converts a signal level input / output between the sequencer 8 and the logic circuit 4. That is, the level shift from the low potential side to the high potential side is performed in the high potential conversion unit 3H in the direction of the sequencer 8 → logic circuit 4, and in the low potential conversion unit 3L in the direction of the sequencer 8 ← logic circuit 4. A level shift from the high potential side to the low potential side is performed.
Therefore, the low potential conversion unit 3L is configured by the NOT gates 23 to 25 and the NAND gate 26 with the same connection as the level shift circuit 2. On the other hand, in the high potential conversion unit 3H, the low potential input side is configured by connecting NOT gates 27 and 28 in series, and the high potential output side is configured by four FETs 29 to 32 and NOT gates 33 and 34.

即ち、電源VDDとグランドとの間に、PチャネルMOSFET29,NチャネルMOSFET30の直列回路と、PチャネルMOSFET31,NチャネルMOSFET32の直列回路とが並列に接続されており、FET29のゲートはFET31のドレイン及びNOTゲート33の入力端子に接続されている。また、FET31のゲートはFET29のドレインに接続され、FET30のゲートはNOTゲート28の出力端子に、FET32のゲートはNOTゲート27の出力端子に夫々接続されている。そして、NOTゲート33及び34は直列に接続されており、これらには電源VDDが供給されている。   That is, a series circuit of a P-channel MOSFET 29 and an N-channel MOSFET 30 and a series circuit of a P-channel MOSFET 31 and an N-channel MOSFET 32 are connected in parallel between the power supply VDD and the ground. It is connected to the input terminal of the NOT gate 33. The gate of the FET 31 is connected to the drain of the FET 29, the gate of the FET 30 is connected to the output terminal of the NOT gate 28, and the gate of the FET 32 is connected to the output terminal of the NOT gate 27. The NOT gates 33 and 34 are connected in series, and a power supply VDD is supplied to them.

高電位変換部3Hの入力信号がハイレベル(VDDH)になると、FET30,31がON,FET32,29がOFFとなり、NOTゲート34の出力端子はハイレベル(VDD)となる。高電位変換部3Hの入力信号がロウレベルの場合、FET29〜32のON,OFF関係は逆になり、NOTゲート34の出力端子はロウレベルとなる。
尚、図3では図示の都合上、高電位変換部3H,低電位変換部3Lを夫々1つのみ示しているが、実際にはシーケンサ8とロジック回路4との間で相互に入出力される信号の数に応じてそれらは1つ以上配置されている。
When the input signal of the high potential converter 3H becomes high level (VDDH), the FETs 30 and 31 are turned on, the FETs 32 and 29 are turned off, and the output terminal of the NOT gate 34 becomes high level (VDD). When the input signal of the high potential converter 3H is at low level, the ON / OFF relationship of the FETs 29 to 32 is reversed, and the output terminal of the NOT gate 34 is at low level.
In FIG. 3, only one high potential conversion unit 3H and one low potential conversion unit 3L are shown for the sake of illustration, but in actuality, mutual input / output is performed between the sequencer 8 and the logic circuit 4. One or more of them are arranged according to the number of signals.

次に、本実施例の作用について図4も参照して説明する。図4は、電源VDDの電圧が低下した場合の各部の波形変化を示すタイミングチャートである。図4(a)に示すように、主電源VDDの電圧が正常である場合(期間A)、イネーブル信号EN並びにリセット信号RESBは何れもハイレベルであり((c),(b)参照)、シーケンサ8にはクロック信号CLKが供給され((e)参照)、シーケンサ8とロジック回路4との間の信号の入出力も行われている。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a timing chart showing the waveform change of each part when the voltage of the power supply VDD decreases. As shown in FIG. 4A, when the voltage of the main power supply VDD is normal (period A), both the enable signal EN and the reset signal RESB are at a high level (see (c) and (b)). A clock signal CLK is supplied to the sequencer 8 (see (e)), and signal input / output between the sequencer 8 and the logic circuit 4 is also performed.

この状態から、何らかの原因によって主電源VDDの電圧が低下し、閾値VPOR1のレベルを下回ると、低電圧検出回路5は、イネーブル信号ENをロウレベルに変化させる(期間B)。すると、クロック信号CLKの供給はレベルシフト回路2によって停止される(出力レベルはロウに固定)。また、シーケンサ8とロジック回路4と間の信号入出力も、信号レベルシフト回路3によって停止される。この時、低電位変換部3L側では、NOTゲート24の出力レベルが不定となるが、シーケンサ8に対する出力レベルはロウに固定される。
この時、シーケンサ8には、コンデンサ7により保持されている電源VDDHが供給されており、また、クロック信号CLKの供給が停止することでシーケンサ8の消費電力は大きくて低減される。従って、電源VDDHのレベルは、主電源VDDよりも緩やかに低下するようになり、シーケンサ8の内部状態は保持される。
From this state, when the voltage of the main power supply VDD decreases for some reason and falls below the level of the threshold VPOR1, the low voltage detection circuit 5 changes the enable signal EN to the low level (period B). Then, the supply of the clock signal CLK is stopped by the level shift circuit 2 (the output level is fixed to low). Signal input / output between the sequencer 8 and the logic circuit 4 is also stopped by the signal level shift circuit 3. At this time, on the low potential conversion unit 3L side, the output level of the NOT gate 24 becomes indefinite, but the output level for the sequencer 8 is fixed to low.
At this time, the power supply VDDH held by the capacitor 7 is supplied to the sequencer 8, and the power consumption of the sequencer 8 is greatly reduced by stopping the supply of the clock signal CLK. Accordingly, the level of the power supply VDDH becomes lower than that of the main power supply VDD, and the internal state of the sequencer 8 is maintained.

そして、主電源VDDのレベルがグランドGNDから一度正常状態に復帰し、クロック信号CLKの供給が再開されると、シーケンサ8は、保持されている内部状態から制御を継続する(期間C)。また、主電源VDDのレベルが再度低下すると、同じようにクロック信号CLKの供給が停止する(期間D)。その期間がより長く継続すると、コンデンサ7の充電電荷は次第に消費され、電源VDDHのレベルも漸次低下して行く。そして、電源VDDHのレベルがVPOR2を下回ると、リセット回路13がリセット信号RESBをロウレベルにする(期間E)。この場合、シーケンサ8の内部状態は保障されないため、シーケンサ8をリセットする。   When the level of the main power supply VDD returns to the normal state once from the ground GND and the supply of the clock signal CLK is resumed, the sequencer 8 continues the control from the held internal state (period C). Further, when the level of the main power supply VDD decreases again, the supply of the clock signal CLK is similarly stopped (period D). When the period continues for a longer period, the charge of the capacitor 7 is gradually consumed, and the level of the power supply VDDH gradually decreases. When the level of the power supply VDDH falls below VPOR2, the reset circuit 13 sets the reset signal RESB to a low level (period E). In this case, since the internal state of the sequencer 8 is not guaranteed, the sequencer 8 is reset.

尚、電源VDDHのレベルが閾値VPOR2に達するまでの時間は、コンデンサ7の容量と、リセット回路13の消費電力量によって決まる。その後、主電源VDDのレベルが正常状態に復帰すれば、シーケンサ8のリセットは解除されると共にクロック信号CLKの供給が再開されるので、シーケンサ8は、制御シーケンスをリセット状態から実行する(期間F)。   Note that the time until the level of the power supply VDDH reaches the threshold value VPOR2 is determined by the capacitance of the capacitor 7 and the power consumption of the reset circuit 13. After that, when the level of the main power supply VDD returns to the normal state, the reset of the sequencer 8 is released and the supply of the clock signal CLK is resumed, so that the sequencer 8 executes the control sequence from the reset state (period F ).

以上のように本実施例によれば、シーケンサ8の動作用電源を、主電源VDDからダイオード6を介して充電されているコンデンサ7より供給し、クロック生成回路1には、主電源VDDを供給して動作させ、シーケンサ8に対してはレベルシフト回路2によりクロック信号のレベルをシフトさせて出力する。そして、低電圧検出回路5が主電源電圧が検出閾値VPOR1よりも低下したことを検出すると、レベルシフト回路2は、シーケンサ8に対するクロック信号の供給を停止する。従って、主電源電圧が低下している期間の動作用電源を、比較的小容量のコンデンサ7であってもその充電電荷によりバックアップすることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the power supply for operating the sequencer 8 is supplied from the main power supply VDD via the diode 6 and the capacitor 7 is charged, and the clock generation circuit 1 is supplied with the main power supply VDD. The level shift circuit 2 shifts the level of the clock signal and outputs it to the sequencer 8. When the low voltage detection circuit 5 detects that the main power supply voltage has dropped below the detection threshold VPOR1, the level shift circuit 2 stops supplying the clock signal to the sequencer 8. Therefore, it is possible to back up the operating power supply during the period when the main power supply voltage is lowered, even if the capacitor 7 has a relatively small capacity.

ここで、従来のようにコンデンサの充電電荷のみにより電源のバックアップを図る場合、コンデンサの容量としてはμFオーダーのものが必要となる。そのような大容量のコンデンサは、半導体基板上の素子として形成することができず、ディスクリート素子をICに外付けせざるを得ない。これに対して、本実施例の構成によれば、コンデンサ7の容量は数10pFオーダーであってもバックアップが可能となるため、コンデンサ7も半導体基板上に形成し、ICとして一体に構成することができる。   Here, when the power source is backed up only by the charge of the capacitor as in the prior art, the capacitance of the capacitor needs to be on the order of μF. Such a large-capacity capacitor cannot be formed as an element on a semiconductor substrate, and a discrete element must be externally attached to the IC. On the other hand, according to the configuration of the present embodiment, the capacitor 7 can be backed up even if the capacitance is on the order of several tens of pF. Therefore, the capacitor 7 is also formed on the semiconductor substrate and is integrally configured as an IC. Can do.

また、リセット回路13は、シーケンサ8の動作用電源電圧が、上記検出閾値VPOR1未満に設定されるリセット閾値VPOR2よりも低下したことを検出すると、シーケンサ8にリセット信号を出力するので、シーケンサ8の内部状態が保証できなくなった場合にシーケンサ8をリセットさせることができる。
そして、レベルシフト回路3は、シーケンサ8とロジック回路4との間で転送される信号のレベルをシフトするので、両者間での信号の入出力を問題なく行うことができる。また、レベルシフト回路3は、低電圧検出回路5が電圧低下を検出すると、シーケンサ8側に出力される信号レベルを対応する入力信号レベルにかかわらずに固定し、ロジック回路4側に出力される信号レベルを対応する入力信号レベルに応じて固定する。従って、主電源電圧が低下し、シーケンサ8の動作が停止している期間における入出力信号状態を、レベルシフト回路3によって適切に固定することができる。
The reset circuit 13 outputs a reset signal to the sequencer 8 when detecting that the operation power supply voltage of the sequencer 8 is lower than the reset threshold value VPOR2 set to be less than the detection threshold value VPOR1. The sequencer 8 can be reset when the internal state cannot be guaranteed.
Since the level shift circuit 3 shifts the level of the signal transferred between the sequencer 8 and the logic circuit 4, it is possible to input / output signals between the two without any problem. Further, when the low voltage detection circuit 5 detects a voltage drop, the level shift circuit 3 fixes the signal level output to the sequencer 8 side regardless of the corresponding input signal level and outputs it to the logic circuit 4 side. The signal level is fixed according to the corresponding input signal level. Therefore, the level shift circuit 3 can appropriately fix the input / output signal state during the period when the main power supply voltage is lowered and the operation of the sequencer 8 is stopped.

(第2実施例)
図5は本発明の第2実施例であり、第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。第2実施例の制御システムは、シーケンサ8に替えてCPU(制御回路)41を使用し、そのCPU41を中心に構成されるマイクロコンピュータに適用した場合である。レベルシフト回路2より出力されるクロック信号CLKはCPU41のクロック入力端子に与えられ、リセット回路13より出力されるリセット信号RSTBは、CPU41のリセット端子に与えられている。
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. Only the different parts will be described below. The control system of the second embodiment is a case where a CPU (control circuit) 41 is used in place of the sequencer 8 and is applied to a microcomputer mainly composed of the CPU 41. The clock signal CLK output from the level shift circuit 2 is applied to the clock input terminal of the CPU 41, and the reset signal RSTB output from the reset circuit 13 is applied to the reset terminal of the CPU 41.

また、CPU41には、制御プログラムが記憶されているROM(メモリ回路)42やワークエリアとして使用するRAM(メモリ回路)43がアドレスバス並びにデータバスを介して接続されており、これらに対してもCPU41と同様に電源VDDHが供給されている。第1実施例のロジック回路4に替えてI/O部(周辺回路)44が配置されており、A/Dコンバータ(ADC)45は、CPU41との入出力形態に応じてレベルシフト回路3と同様に構成される信号レベルシフト回路46を介してCPU41に接続されている。尚、A/Dコンバータ(周辺回路)45に対しては、電源VDDが供給されている。   Further, a ROM (memory circuit) 42 storing a control program and a RAM (memory circuit) 43 used as a work area are connected to the CPU 41 via an address bus and a data bus. Similar to the CPU 41, the power supply VDDH is supplied. An I / O unit (peripheral circuit) 44 is arranged in place of the logic circuit 4 of the first embodiment, and the A / D converter (ADC) 45 is connected to the level shift circuit 3 according to the input / output configuration with the CPU 41. It is connected to the CPU 41 through a signal level shift circuit 46 configured similarly. A power supply VDD is supplied to the A / D converter (peripheral circuit) 45.

上記の制御システムは、例えば車両制御用のECU(Electronic Control Unit)として構成されている。即ち、CPU41は、図示しない通信回路を介して外部、例えば他のECUより与えられる制御指令などに応じて、I/O部44を介して制御対象(エンジンやモータなど)を制御したり、A/Dコンバータ45より読み込んだデータを外部に送信したりする。   The control system is configured as an ECU (Electronic Control Unit) for vehicle control, for example. That is, the CPU 41 controls a control target (such as an engine or a motor) via the I / O unit 44 according to a control command or the like given from the outside, for example, another ECU via a communication circuit (not shown) The data read from the / D converter 45 is transmitted to the outside.

以上のように構成される第2実施例によれば、制御回路がCPU41である場合、コンデンサ7により供給される動作用電源をCPU41が直接アクセスするROM42,RAM43にも供給するので、RAM43の記憶内容についてもバックアップを図ることができる。そして、車両制御用ECUは、バッテリ電源VDDがノイズの影響を受け易く、比較的瞬断が発生する可能性が高い環境で動作している。従って、本発明を有効に適用することができる。   According to the second embodiment configured as described above, when the control circuit is the CPU 41, the operation power supplied from the capacitor 7 is also supplied to the ROM 42 and the RAM 43 that are directly accessed by the CPU 41. Can also be backed up. The vehicle control ECU operates in an environment in which the battery power supply VDD is easily affected by noise and the possibility of instantaneous interruption is relatively high. Therefore, the present invention can be applied effectively.

(第3実施例)
図6は本発明の第3実施例であり、要部のみ示す図1相当図である。第3実施例では、ダイオード6に替えて、NチャネルMOSFET47をダイオード接続したものを使用している。即ち、FET47のドレインは電源VDD側に接続され、ソースはコンデンサ7側に接続されている。そして、FET47のゲートは自身のドレインに接続され、バックゲートはグランドに接続されている。
以上のように構成された第3実施例によれば、第1,第2実施例と同様の効果が得られる。
(Third embodiment)
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention and is a view corresponding to FIG. In the third embodiment, a diode-connected N-channel MOSFET 47 is used instead of the diode 6. That is, the drain of the FET 47 is connected to the power supply VDD side, and the source is connected to the capacitor 7 side. The gate of the FET 47 is connected to its own drain, and the back gate is connected to the ground.
According to the third embodiment configured as described above, the same effects as in the first and second embodiments can be obtained.

本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形が可能である。
第2実施例における周辺回路は、その他、通信回路などでも良い。また、CPU41にゲートアレイやDMAコントローラが接続されている場合、それらも制御回路として扱い、CPU41と同様にコンデンサ7より動作用電源を供給し、クロック供給を停止させるようにしても良い。
また、上記のように制御回路が複数存在する場合は、それらの動作用電源のバックアップを適切に図るためコンデンサを複数設けても良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications are possible.
The peripheral circuit in the second embodiment may be a communication circuit or the like. Further, when a gate array or a DMA controller is connected to the CPU 41, these may also be handled as a control circuit, and the power supply for operation may be supplied from the capacitor 7 in the same manner as the CPU 41 to stop the clock supply.
In addition, when there are a plurality of control circuits as described above, a plurality of capacitors may be provided in order to appropriately back up the operation power supply.

本発明の第1実施例であり、シーケンサを中心とする制御システムの構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a control system centering on a sequencer according to a first embodiment of the present invention. クロックレベルシフト回路の内部構成を示す図The figure which shows the internal configuration of the clock level shift circuit 信号レベルシフト回路内部構成を示す図Diagram showing the internal configuration of the signal level shift circuit 電源VDDの電圧変化に応じた回路動作のタイミングチャートTiming chart of circuit operation according to voltage change of power supply VDD 本発明の第2実施例を示す図1相当図FIG. 1 equivalent view showing a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施例を示す図1の一部相当図FIG. 1 is a partial equivalent diagram of FIG. 1 showing a third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

図面中、1はクロック生成回路(クロック信号出力回路)、2はクロックレベルシフト回路(クロック供給停止回路)、3は信号レベルシフト回路、4はロジック回路(周辺回路)、5は低電圧検出回路(電圧低下検出回路)、6はダイオード、7はコンデンサ、8はシーケンサ(制御回路)、13はリセット回路、41はCPU(制御回路)、42はROM(メモリ回路)、43はRAM(メモリ回路)、44はI/O部(周辺回路)、45はA/Dコンバータ(周辺回路)、46は信号レベルシフト回路、47はNチャネルMOSFET(ダイオード)を示す。   In the drawings, 1 is a clock generation circuit (clock signal output circuit), 2 is a clock level shift circuit (clock supply stop circuit), 3 is a signal level shift circuit, 4 is a logic circuit (peripheral circuit), and 5 is a low voltage detection circuit. (Voltage drop detection circuit), 6 is a diode, 7 is a capacitor, 8 is a sequencer (control circuit), 13 is a reset circuit, 41 is a CPU (control circuit), 42 is a ROM (memory circuit), 43 is a RAM (memory circuit) , 44 is an I / O unit (peripheral circuit), 45 is an A / D converter (peripheral circuit), 46 is a signal level shift circuit, and 47 is an N-channel MOSFET (diode).

Claims (7)

クロック信号に同期して動作する制御回路を備えて構成される電子回路において、
主電源にダイオードを介して接続されることで充電され、その充電電圧が前記制御回路の動作用電源として供給されるコンデンサと、
前記主電源が供給されて動作するクロック信号出力回路と、
このクロック信号出力回路より前記制御回路に供給される前記クロック信号のレベルをシフトするクロックレベルシフト回路と、
前記主電源電圧が、前記動作用電源電圧未満に設定される検出閾値よりも低下したことを検出する電圧低下検出回路と、
この電圧低下検出回路が電圧低下を検出すると、前記制御回路に対するクロック信号の供給を停止するクロック供給停止回路とを備えることを特徴とする電子回路。
In an electronic circuit configured with a control circuit that operates in synchronization with a clock signal,
A capacitor that is charged by being connected to a main power source via a diode, and whose charging voltage is supplied as an operation power source of the control circuit;
A clock signal output circuit which operates by being supplied with the main power;
A clock level shift circuit for shifting the level of the clock signal supplied from the clock signal output circuit to the control circuit;
A voltage drop detection circuit for detecting that the main power supply voltage has fallen below a detection threshold set to be lower than the operation power supply voltage;
An electronic circuit comprising: a clock supply stop circuit that stops supply of a clock signal to the control circuit when the voltage drop detection circuit detects a voltage drop.
前記クロックレベルシフト回路と、前記クロック供給停止回路とを一体に構成したことを特徴とする請求項1記載の電子回路。   2. The electronic circuit according to claim 1, wherein the clock level shift circuit and the clock supply stop circuit are integrated. 前記動作用電源電圧が、前記検出閾値未満に設定されるリセット閾値よりも低下したことを検出すると、前記制御回路にリセット信号を出力するリセット回路を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の電子回路。   3. A reset circuit that outputs a reset signal to the control circuit when detecting that the operating power supply voltage has dropped below a reset threshold set below the detection threshold. Electronic circuit. 前記制御回路と、前記主電源が供給されて動作する周辺回路との間で転送される信号のレベルをシフトする信号レベルシフト回路を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の電子回路。   4. A signal level shift circuit that shifts a level of a signal transferred between the control circuit and a peripheral circuit that operates by being supplied with the main power supply. Electronic circuit. 前記信号レベルシフト回路は、前記電圧低下検出回路が電圧低下を検出すると、前記制御回路側に出力される信号レベルを対応する入力信号レベルにかかわらずに固定すると共に、前記周辺回路側に出力される信号レベルを、対応する入力信号レベルに応じて固定するように構成されることを特徴とする請求項4記載の電子回路。   When the voltage drop detection circuit detects a voltage drop, the signal level shift circuit fixes the signal level output to the control circuit side regardless of the corresponding input signal level and outputs it to the peripheral circuit side. 5. The electronic circuit according to claim 4, wherein the signal level is fixed in accordance with a corresponding input signal level. 前記制御回路がCPUである場合、前記動作用電源を、前記CPUが直接アクセスするメモリ回路にも供給することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電子回路。   6. The electronic circuit according to claim 1, wherein when the control circuit is a CPU, the power supply for operation is also supplied to a memory circuit that is directly accessed by the CPU. 車両に搭載され、前記制御回路は、前記車両に関する制御を行うように構成されることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の電子回路。   The electronic circuit according to claim 1, wherein the electronic circuit is mounted on a vehicle, and the control circuit is configured to perform control related to the vehicle.
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