JP5008612B2 - Semiconductor integrated circuit and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路及びその制御方法に係り、更に詳しくは、独立して電源供給される回路領域としてのフルタイムコア及びパートタイムコアを備え、フルタイムコアへの電源供給中にパートタイムコアへの電源供給を一時的に遮断して消費電力を低減させるスタンバイモードを有する半導体集積回路、例えば、マイコンシステムにおいて使用される半導体集積回路に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a control method therefor, and more specifically, a full-time core and a part-time core as circuit areas that are independently supplied with power, and a part-time during power supply to the full-time core. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit having a standby mode in which power supply to a core is temporarily interrupted to reduce power consumption, for example, a semiconductor integrated circuit used in a microcomputer system.

近年、半導体の微細化プロセスが進化してトランジスタのサイズが小さくなり、その動作速度が向上するとともに、半導体集積回路内部の低電圧化によるトランジスタの消費電力が低減されている。ところが、低電圧化によって、電源電圧がトランジスタのスレッショルド電圧に近づき、回路停止状態でのリーク電流が大きくなる傾向にある。また、トランジスタの高速化に伴って、同期回路のクロック周波数が高くなり、回路設計時におけるタイミング調整が難しくなっている。このため、タイミング調整のための遅延バッファが同期回路内に多数配置され、トランジスタ数が増大することによりリーク電流の増大を加速させている。   In recent years, semiconductor miniaturization processes have evolved to reduce the size of transistors, improving their operating speed, and reducing the power consumption of transistors due to the lower voltage inside semiconductor integrated circuits. However, as the voltage decreases, the power supply voltage approaches the threshold voltage of the transistor, and the leakage current tends to increase when the circuit is stopped. In addition, as the speed of the transistor increases, the clock frequency of the synchronous circuit increases, making it difficult to adjust timing during circuit design. For this reason, a large number of delay buffers for timing adjustment are arranged in the synchronous circuit, and the increase in the leakage current is accelerated by increasing the number of transistors.

このようなリーク電流は、例えば、携帯電話のように低消費電力化が強く求められる機器では無視することができない。従って、機器の動作状態に応じて、半導体集積回路内の停止している回路領域への電源供給を動的にオン/オフ制御する必要性が高まっている。   Such a leakage current cannot be ignored in a device that is strongly required to reduce power consumption, such as a mobile phone. Accordingly, there is an increasing need to dynamically turn on / off the power supply to the stopped circuit area in the semiconductor integrated circuit in accordance with the operation state of the device.

図12及び図13を用いて、半導体集積回路への電源供給を動的にオン/オフする従来の方法について説明する。図12は、半導体集積回路内部における電源分離の一例を示した図である。この半導体集積回路は、多数のI/Oセルが5つのI/Oセルブロック101〜105に区分されており、それぞれ異なる電源電圧VDD_B1,VDD_B2,VDD_B3,VDD_B4,VDD_B5が供給されている。また、主要な回路領域であるコア120には電源電圧VDD_Cが供給され、I/Oセルブロック101〜105の電源とは分離されている。   A conventional method for dynamically turning on / off power supply to a semiconductor integrated circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a diagram showing an example of power source separation inside the semiconductor integrated circuit. In this semiconductor integrated circuit, a large number of I / O cells are divided into five I / O cell blocks 101 to 105, and different power supply voltages VDD_B1, VDD_B2, VDD_B3, VDD_B4, and VDD_B5 are supplied thereto. A power supply voltage VDD_C is supplied to the core 120, which is a main circuit area, and is separated from the power supplies of the I / O cell blocks 101 to 105.

各I/Oセルブロック101〜105は、コア120に対する電源分離素子として、I/Oゲート回路111〜115をそれぞれ備えている。I/Oゲート回路111〜115は、外部入力されるI/Oゲート信号G1〜G5によって制御され、コア120に対する入出力信号を所定レベルに固定することができる。   Each of the I / O cell blocks 101 to 105 includes I / O gate circuits 111 to 115 as power source separation elements for the core 120. The I / O gate circuits 111 to 115 are controlled by externally input I / O gate signals G1 to G5, and can fix input / output signals for the core 120 at a predetermined level.

図13には、図12のI/Oセルブロック101の詳細構成が示されている。I/Oセルブロック101及びコア120は、供給される電源電圧が異なっており、電圧レベルを変換するためのレベルシフタLSを介して接続されている。I/Oセルブロック101は、多数のI/Oセル130によって構成されている。各I/Oセル130は、データ出力用のトライステートバッファ131、プルアップ用のトランジスタ132、プルダウン用のトランジスタ133及びI/Oゲート回路111からなる。I/Oゲート回路111は、ゲート信号G1をローレベルにすることにより、コア120に対する入出力信号をローレベルに固定することができる。   FIG. 13 shows a detailed configuration of the I / O cell block 101 of FIG. The I / O cell block 101 and the core 120 are supplied with different power supply voltages and are connected via a level shifter LS for converting the voltage level. The I / O cell block 101 is composed of a large number of I / O cells 130. Each I / O cell 130 includes a tri-state buffer 131 for data output, a pull-up transistor 132, a pull-down transistor 133, and an I / O gate circuit 111. The I / O gate circuit 111 can fix the input / output signal to the core 120 at a low level by setting the gate signal G1 to a low level.

コア120から各I/Oセル130へは、プルアップ用トランジスタ132をオン/オフ制御するプルアップ制御信号PUと、出力バッファ131をオン/オフ制御する入出力切替信号EN、外部端子Tから出力させる出力データ信号DOと、プルダウン用トランジスタ133をオン/オフ制御するプルダウン制御信号PDが出力されている。また、I/Oセル130からコア120へは、外部端子T1から入力された入力データ信号DIが入力される。   From the core 120 to each I / O cell 130, a pull-up control signal PU for controlling on / off of the pull-up transistor 132, an input / output switching signal EN for controlling on / off of the output buffer 131, and an output from the external terminal T are output. An output data signal DO to be turned on and a pull-down control signal PD for turning on / off the pull-down transistor 133 are output. The input data signal DI input from the external terminal T1 is input from the I / O cell 130 to the core 120.

この半導体集積回路が動作状態の場合、ゲート信号G1をハイレベルにすることによって、コア120からI/Oセルブロック101への信号、I/Oセルブロック101からコア120への信号をともに伝搬させることができる。一方、半導体集積回路内部の動作が一時不要になり、コア120の電源を遮断したい場合には、I/Oゲート信号G1をローレベルとすることによって、コア120からI/Oセルブロック101への信号は、I/Oセル130を初期状態にするためのレベルに各信号が固定される。また、I/Oセルブロック101からコア120への信号は、すべてローレベルに固定される。ここでは、I/Oセルブロック101について説明したが、他のI/Oブロック102〜105も全く同様に構成されている。   When this semiconductor integrated circuit is in an operating state, the signal from the core 120 to the I / O cell block 101 and the signal from the I / O cell block 101 to the core 120 are both propagated by setting the gate signal G1 to the high level. be able to. On the other hand, when the operation inside the semiconductor integrated circuit is temporarily unnecessary and it is desired to cut off the power supply of the core 120, the I / O gate signal G1 is set to a low level, so that the core 120 transmits the I / O cell block 101. Each signal is fixed to a level for setting the I / O cell 130 to an initial state. All signals from the I / O cell block 101 to the core 120 are fixed at a low level. Although the I / O cell block 101 has been described here, the other I / O blocks 102 to 105 are configured in exactly the same manner.

このようにして、I/Oゲート信号G1〜G5をローレベルにし、I/Oセルブロック101〜105からの入力信号の全てをローレベルに固定した上で、コア120への電源供給を遮断すれば、コア120内で信号から電源に向かって流れる電流経路がなくなり、コア120の電源を安全に遮断することができる。従って、半導体集積回路内の不要な回路部分への電源供給を動的にオン/オフすることができる。   In this way, the I / O gate signals G1 to G5 are set to the low level, all the input signals from the I / O cell blocks 101 to 105 are fixed to the low level, and the power supply to the core 120 is cut off. Thus, there is no current path flowing from the signal toward the power source in the core 120, and the power source of the core 120 can be safely shut off. Therefore, it is possible to dynamically turn on / off power supply to unnecessary circuit portions in the semiconductor integrated circuit.

しかしながら、コア120への電源供給を遮断すると、半導体集積回路の外部端子Tは全て初期状態となり、初期状態とは異なる端子状態を保持させておくことはできないという問題があった。つまり、外部端子Tを任意の出力状態に維持したままで、コア120への電源供給を遮断することができないという問題があった。例えば、初期状態ではローレベルが出力される外部端子Tから、他の半導体集積回路に対し、ローアクティブのリセット信号を供給している場合、コア120への電源供給を遮断するためにI/Oゲート回路111〜115を遮断すれば、当該外部端子Tからはローレベルの信号が出力され、上記他の半導体集積回路がリセット状態になってしまう。   However, when the power supply to the core 120 is cut off, all the external terminals T of the semiconductor integrated circuit are in an initial state, and there is a problem that a terminal state different from the initial state cannot be maintained. That is, there is a problem that the power supply to the core 120 cannot be cut off while the external terminal T is maintained in an arbitrary output state. For example, when a low-active reset signal is supplied from the external terminal T that outputs a low level in the initial state to another semiconductor integrated circuit, the I / O is used to cut off the power supply to the core 120. If the gate circuits 111 to 115 are cut off, a low level signal is output from the external terminal T, and the other semiconductor integrated circuit is reset.

そこで、出力端子のレベルを予めラッチしておき、コア120への電源供給を遮断した後も、任意の端子状態を維持する技術が既に提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。このような半導体集積回路を用いれば、コア120への電源遮断中における外部端子Tの出力状態を任意の状態に保持させることができ、上記問題を解決することができる。   Therefore, a technique has been proposed in which the level of the output terminal is latched in advance and an arbitrary terminal state is maintained even after the power supply to the core 120 is cut off (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). . If such a semiconductor integrated circuit is used, the output state of the external terminal T while the power supply to the core 120 is shut off can be held in an arbitrary state, and the above problem can be solved.

しかしながら、このような半導体集積回路では、コア120への電源遮断中に出力端子のレベルを固定しておくことしかできず、入力端子として使用される外部端子Tの端子設定情報を保持しておくことや、出力端子の出力レベルを変化させることができないという問題があった。すなわち、コア120への電源遮断中に、入力端子として機能させるように、入出力切替信号EN、プルアップ制御信号PU、プルダウン制御信号PD、などを保持しておくことができなかった。また、コア120への電源遮断中に、入力端子への入力レベルに基づいて論理回路を動作させ、出力端子の出力レベルを変化させることはできないという問題があった。例えば、割り込み受付用の外部端子Tに対し、他の周辺回路から割り込み信号INT1が入力された場合に、当該割り込み信号INT1に対するマスク設定や極性設定を考慮して割り込み信号INTを生成し、割り込み出力用の外部端子Tからマイコンへ出力するというような動作を行わせることができなかった。
特開2003−215214号公報 特開2005−197478号公報
However, in such a semiconductor integrated circuit, the level of the output terminal can only be fixed while the power supply to the core 120 is shut off, and the terminal setting information of the external terminal T used as the input terminal is held. In addition, there is a problem that the output level of the output terminal cannot be changed. That is, the input / output switching signal EN, the pull-up control signal PU, the pull-down control signal PD, etc. cannot be held so as to function as input terminals while the power to the core 120 is shut off. Further, there is a problem in that the logic circuit cannot be operated based on the input level to the input terminal and the output level of the output terminal cannot be changed while the power to the core 120 is shut off. For example, when an interrupt signal INT1 is input from another peripheral circuit to the external terminal T for interrupt reception, an interrupt signal INT is generated in consideration of mask setting and polarity setting for the interrupt signal INT1, and an interrupt output is generated. The operation of outputting from the external terminal T to the microcomputer cannot be performed.
JP 2003-215214 A JP 2005-197478 A

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、回路領域の一部への電源供給を遮断し消費電力を低減させるスタンバイモード中であっても、入出力動作を行うことができる半導体集積回路を提供することを目的とする。特に、スタンバイモード中に、入力信号に応じた出力信号を生成することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a semiconductor capable of performing input / output operations even in a standby mode in which power supply to a part of a circuit area is cut off to reduce power consumption. An object is to provide an integrated circuit. In particular, it is an object to provide a semiconductor integrated circuit capable of generating an output signal corresponding to an input signal during a standby mode.

また、スタンバイモード中における入出力動作が、スタンバイモードへの移行時に決定される半導体集積回路を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit in which an input / output operation in the standby mode is determined when shifting to the standby mode.

また、スタンバイモードの移行及び復帰、すなわち、回路領域の一部への電源遮断及び電源投入を安全に行うことができる半導体集積回路を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit capable of safely performing transition and return to standby mode, that is, power shutdown and power on to a part of a circuit area.

また、スタンバイモードからの復帰時に、回路領域の一部に含まれるレジスタの内容をスタンバイモードへの移行前の状態に復元することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit capable of restoring the contents of a register included in a part of a circuit area to a state before shifting to the standby mode when returning from the standby mode.

また、上記半導体集積回路の端子数を削減することを目的とする。   Another object of the present invention is to reduce the number of terminals of the semiconductor integrated circuit.

第1の本発明による半導体集積回路は、独立して電源供給される回路領域としてのフルタイムコア及びパートタイムコアと、外部入力及び外部出力を行うための多数の外部端子とを備え、上記フルタイムコアへの電源供給中に上記パートタイムコアへの電源供給を一時的に遮断することができる半導体集積回路であって、上記パートタイムコアが、多数のレジスタを含む同期回路を有する。また、上記フルタイムコアが、外部入力されるコアゲート信号に基づいて、上記パートタイムコアに対する入出力信号を所定レベルに固定して遮断するコアゲート回路と、上記コアゲート回路を介して上記同期回路からの出力信号が入力され、外部入力されるラッチ信号に基づいて、入力信号の通過及び保持を選択的に行うラッチ回路と、論理素子の組み合わせ回路であって、外部入力される第1信号及び上記ラッチ回路の出力信号に基づいて、外部出力される第2信号を生成する非同期回路とを有する。   A semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention includes a full-time core and a part-time core as circuit regions that are independently supplied with power, and a large number of external terminals for performing external input and external output. A semiconductor integrated circuit capable of temporarily interrupting power supply to the part-time core during power supply to the time core, wherein the part-time core includes a synchronization circuit including a plurality of registers. In addition, the full-time core fixes and shuts off the input / output signal to the part-time core at a predetermined level based on a core gate signal input from the outside, and from the synchronization circuit via the core gate circuit A combination circuit of a latch circuit for selectively passing and holding an input signal based on a latch signal to which an output signal is input and externally input, and a logic element, the first signal being externally input and the latch And an asynchronous circuit that generates a second signal output externally based on the output signal of the circuit.

この様な構成により、コアゲート信号を用いて外部からコアゲート回路を制御することによって、フルタイムコアのパートタイムコアに対する入出力信号を所定レベルに固定することができる。従って、フルタイムコアへの電源供給中に、パートタイムコアへの電源投入及び電源遮断を安全に行うことができる。   With such a configuration, by controlling the core gate circuit from the outside using the core gate signal, the input / output signals for the part-time core of the full-time core can be fixed at a predetermined level. Therefore, it is possible to safely turn on and off the power to the part-time core while supplying power to the full-time core.

また、ラッチ信号を用いて外部からラッチ回路を制御することによって、パートタイムコアへの電源供給が遮断されているスタンバイモード中であっても、同期回路から非同期回路へ入力される信号を保持しておくことができる。しかも、非同期回路は、外部入力される第1信号及びラッチ回路の出力信号に基づいて第2信号を生成している。このため、スタンバイモード中であっても、第1信号に応じて第2信号を生成する動作を行わせることができるとともに、この動作をスタンバイモード移行直前の同期回路の出力信号に応じて決定することができる。従って、スタンバイモード中に、第1信号から第2信号を生成する所望の動作を行わせることができる。つまり、スタンバイモード中であっても、外部から見て最小限の機能を維持しておくことができる。   In addition, by controlling the latch circuit from the outside using the latch signal, the signal input from the synchronous circuit to the asynchronous circuit is retained even in the standby mode where the power supply to the part-time core is shut off. I can keep it. Moreover, the asynchronous circuit generates the second signal based on the first signal input from the outside and the output signal of the latch circuit. For this reason, even in the standby mode, the operation of generating the second signal according to the first signal can be performed, and this operation is determined according to the output signal of the synchronization circuit immediately before the transition to the standby mode. be able to. Therefore, a desired operation for generating the second signal from the first signal can be performed during the standby mode. That is, even in the standby mode, it is possible to maintain a minimum function as viewed from the outside.

第2の本発明による半導体集積回路は、上記構成に加えて、独立して電源供給される回路領域としてのI/Oセルブロックを備え、上記I/Oセルブロックが、上記フルタイムコア及び上記外部端子を接続するI/Oセルを有し、上記I/Oセルが、外部入力されるI/Oゲート信号に基づいて、上記フルタイムコア及び外部端子間の入出力信号を所定レベルに固定して遮断する第1のI/Oゲート回路とを有する。   A semiconductor integrated circuit according to a second aspect of the present invention includes, in addition to the above configuration, an I / O cell block as a circuit region that is independently supplied with power, and the I / O cell block includes the full time core and the full time core. An I / O cell for connecting an external terminal is provided, and the I / O cell fixes an input / output signal between the full-time core and the external terminal at a predetermined level based on an I / O gate signal input from the outside. And a first I / O gate circuit that shuts off.

この様な構成により、コアゲート信号を用いて外部からコアゲート回路を制御することによって、I/Oセルブロックのフルタイムコアに対する入出力信号を所定レベルに固定することができる。従って、I/Oセルブロックへの電源供給中に、フルタイムコアへの電源投入及び電源遮断を安全に行うことができる。   With such a configuration, the input / output signals for the full-time core of the I / O cell block can be fixed at a predetermined level by controlling the core gate circuit from the outside using the core gate signal. Accordingly, it is possible to safely turn on and shut off the power to the full-time core while supplying power to the I / O cell block.

第3の本発明による半導体集積回路は、上記構成に加えて、上記I/Oセルブロックが、上記パートタイムコア及び上記外部端子を接続するI/Oセルを有し、上記I/Oセルが、上記コアゲート信号に基づいて、上記パートタイムコア及び上記外部端子間の入出力信号を所定レベルに固定して遮断する第2のI/Oゲート回路とを有する。   In a semiconductor integrated circuit according to a third aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the I / O cell block includes an I / O cell that connects the part-time core and the external terminal. And a second I / O gate circuit for blocking an input / output signal between the part-time core and the external terminal at a predetermined level based on the core gate signal.

この様な構成により、同じコアゲート信号を用いて、コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を制御することができる。このため、コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路のそれぞれについて整合信号用の外部端子を用意する必要がなく、半導体集積回路の外部端子の数を削減することができる。   With such a configuration, the core gate circuit and the second I / O gate circuit can be controlled using the same core gate signal. Therefore, there is no need to prepare matching signal external terminals for each of the core gate circuit and the second I / O gate circuit, and the number of external terminals of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

第4の本発明による半導体集積回路は、上記構成に加えて、上記第1信号及び第2信号が、上記I/Oセルを介して上記外部端子から入出力され、上記第1信号が入力されるI/Oセルが、上記同期回路が生成する出力制御信号に基づいて入出力方向が制御され、上記出力制御信号が、上記コアゲート回路及び上記ラッチ回路を介して上記I/Oセルに入力される。   In a semiconductor integrated circuit according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the first signal and the second signal are input / output from the external terminal via the I / O cell, and the first signal is input. The input / output direction of the I / O cell is controlled based on the output control signal generated by the synchronization circuit, and the output control signal is input to the I / O cell via the core gate circuit and the latch circuit. The

この様な構成により、同期回路からの出力制御信号によって、入出力方向が制御される双方向のI/Oセルであっても、この出力制御信号をラッチ回路が保持することによって、スタンバイモード中であっても入出力方向を制御することができる。従って、当該I/Oを介して第1信号を入力させることができる。   With such a configuration, even in a bidirectional I / O cell whose input / output direction is controlled by the output control signal from the synchronization circuit, the latch circuit holds this output control signal so that it is in the standby mode. Even so, the input / output direction can be controlled. Therefore, the first signal can be input via the I / O.

第5の本発明による半導体集積回路は、上記構成に加えて、上記レジスタをリセットするためのリセット信号が、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記パートタイムコアへ上記外部端子から入力され、また、上記レジスタに対する書込信号及び読出信号が、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記パートタイムコアへ上記外部端子から入力され、また、上記レジスタから読み出されたデータが、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記ラッチ回路を介在させることなく、上記外部端子へ出力されるように構成される。   In the semiconductor integrated circuit according to the fifth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, a reset signal for resetting the register is sent to the part-time core via the core gate circuit or the second I / O gate circuit. A write signal and a read signal for the register are input from the external terminal to the part-time core via the core gate circuit or the second I / O gate circuit. The data read from the register is output to the external terminal via the core gate circuit or the second I / O gate circuit without interposing the latch circuit.

この様な構成により、スタンバイモードから復帰させる際、ラッチ回路を保持状態から通過状態へ切り替える前に、同期回路中のレジスタをリセットし、所望のデータの書き込み及び読み出しを行うことができる。このため、例えば、スタンバイモードへの移行前の状態を復元させた後にラッチ回路を通過状態へ切り替えることができるので、スタンバイモードからの復帰を安全かつ簡単に行うことができる。   With such a configuration, when returning from the standby mode, before switching the latch circuit from the holding state to the passing state, the register in the synchronization circuit can be reset, and desired data can be written and read. For this reason, for example, since the state before the transition to the standby mode is restored and the latch circuit can be switched to the passing state, the return from the standby mode can be performed safely and easily.

第6の本発明による半導体集積回路は、上記構成に加えて、上記パートタイムコアは、上記I/Oセルブロックよりも電源電圧が低く、上記コアゲート信号は、電圧変換を行うレベルシフタを介して、上記I/Oセルブロックから上記パートタイムコアへ出力されるように構成される。   In the semiconductor integrated circuit according to a sixth aspect of the present invention, in addition to the above configuration, the part-time core has a power supply voltage lower than that of the I / O cell block, and the core gate signal is passed through a level shifter that performs voltage conversion. The I / O cell block is configured to be output to the part time core.

このような構成により、パートタイムコア及びI/Oセルブロックの電源電圧が異なる場合であっても、同じコアゲート信号を用いて、コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を制御することができる。   With such a configuration, the core gate circuit and the second I / O gate circuit can be controlled using the same core gate signal even when the power supply voltages of the part-time core and the I / O cell block are different. .

第7の本発明による半導体集積回路の制御方法は、上記半導体集積回路を初期化するための制御方法であって、上記コアゲート回路、第1のI/Oゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態、上記ラッチ回路を通過状態、上記レジスタをリセット状態にそれぞれ維持するステップと、上記フルタイムコア及びI/Oセルブロックに対する電源供給を開始するステップと、上記フルタイムコア及びI/Oセルブロックの電源電圧の安定化後に、上記第1のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へ切り替えるステップと、上記I/Oゲート回路の導通後に、上記パートタイムコアに対する電源供給を開始するステップと、上記パートタイムコアの電源電圧の安定化後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へそれぞれ切り替えるステップと、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の導通後に、上記リセット状態を解除するステップとを備えて構成される。このような構成により、半導体集積回路への電源投入を安全に行うことができる。   A control method for a semiconductor integrated circuit according to a seventh aspect of the present invention is a control method for initializing the semiconductor integrated circuit, the core gate circuit, the first I / O gate circuit, and the second I / O gate. Maintaining the circuit in a cut-off state, passing through the latch circuit, and maintaining the register in a reset state, starting power supply to the full-time core and I / O cell block, and the full-time core and I / O After stabilization of the power supply voltage of the O cell block, the step of switching the first I / O gate circuit from the cut-off state to the passing state, and the power supply to the part-time core is started after the conduction of the I / O gate circuit And after the power supply voltage of the part-time core is stabilized, whether the core gate circuit and the second I / O gate circuit are in a cut-off state. A step of switching each to pass state, after conducting the Koageto circuit and the second I / O gate circuit, and a step for releasing the reset state. With such a configuration, it is possible to safely power on the semiconductor integrated circuit.

第8の本発明による半導体集積回路の制御方法は、半導体集積回路を上記パートタイムコアへの電源供給が遮断されたスタンバイモードへ移行させるための制御方法であって、上記フルタイムコア、パートタイムコア及びI/Oセルブロックへの電源供給中に、上記ラッチ回路を通過状態から保持状態へ切り替えるステップと、上記ラッチ回路の保持状態への切り替え後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲートを通過状態から遮断状態へ切り替えるステップと、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の遮断後に、上記パートタイムコアに対する電源供給を遮断するステップとを備えて構成される。このような構成により、安全にスタンバイ状態に移行することができるとともに、スタンバイ状態への移行後に所望の動作を行わせることができる。   A semiconductor integrated circuit control method according to an eighth aspect of the present invention is a control method for shifting a semiconductor integrated circuit to a standby mode in which power supply to the part-time core is cut off. A step of switching the latch circuit from a passing state to a holding state during power supply to the core and the I / O cell block; and after the switching of the latch circuit to the holding state, the core gate circuit and the second I / O gate Switching from a passing state to a cut-off state, and a step of cutting off power supply to the part-time core after the core gate circuit and the second I / O gate circuit are cut off. With such a configuration, it is possible to safely shift to the standby state and to perform a desired operation after shifting to the standby state.

第9の本発明による半導体集積回路の制御方法は、上記構成に加えて、半導体集積回路を上記スタンバイモードから復帰させるための制御方法であって、上記パートタイムコアに対する電源供給を開始するステップと、上記パートタイムコアの電源電圧の安定化後、かつ、上記レジスタをリセット状態に維持した後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へ切り替えるステップと、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の導通後に、上記レジスタに対する書き込み及び読き出しを行って、上記レジスタをスタンバイモードへの移行直前の状態に復帰させるステップと、上記レジスタの復帰後に、上記ラッチ回路を保持状態から通過状態へ切り替えるステップとを備えて構成される。このような構成により、安全かつ簡単にスタンバイ状態から復帰することができる。   A control method for a semiconductor integrated circuit according to a ninth aspect of the present invention is a control method for returning the semiconductor integrated circuit from the standby mode in addition to the above-described configuration, and includes a step of starting power supply to the part-time core; Switching the core gate circuit and the second I / O gate circuit from a cut-off state to a passing state after stabilizing the power supply voltage of the part-time core and maintaining the register in a reset state; and After the circuit and the second I / O gate circuit are turned on, writing to and reading from the register to return the register to a state immediately before the transition to the standby mode; And switching the latch circuit from the holding state to the passing state. With such a configuration, it is possible to return from the standby state safely and easily.

本発明によれば、回路領域の一部への電源供給を遮断し消費電力を低減させるスタンバイモード中であっても、入出力動作を行うことができる半導体集積回路を提供することができる。特に、スタンバイモード中に、入力信号に応じた出力信号を生成することができる半導体集積回路を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit capable of performing an input / output operation even in a standby mode in which power supply to a part of a circuit region is interrupted to reduce power consumption. In particular, a semiconductor integrated circuit capable of generating an output signal corresponding to an input signal during the standby mode can be provided.

また、スタンバイモード中における入出力動作が、スタンバイモードへの移行時に決定される半導体集積回路を提供することができる。   Further, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit in which an input / output operation in the standby mode is determined at the time of transition to the standby mode.

また、スタンバイモードの移行及び復帰、すなわち、回路領域の一部への電源遮断及び電源投入を安全に行うことができる半導体集積回路を提供することができる。   Further, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit that can safely perform the transition and return of the standby mode, that is, the power cutoff and power on to a part of the circuit area.

また、スタンバイモードからの復帰時に、回路領域の一部に含まれるレジスタの内容をスタンバイモードへの移行前の状態に復元することができる半導体集積回路を提供することができる。   In addition, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit that can restore the contents of the registers included in a part of the circuit area to the state before the transition to the standby mode when returning from the standby mode.

また、上記半導体集積回路の端子数を削減することができる。   In addition, the number of terminals of the semiconductor integrated circuit can be reduced.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による半導体集積回路の概略構成例を示した図であり、半導体チップ上におけるレイアウトが示されている。この半導体集積回路は、薄いシリコン単結晶からなる半導体チップ上に形成され、外部端子を露出させたパッケージ内に封入された状態で使用される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration example of a semiconductor integrated circuit according to Embodiment 1 of the present invention, and shows a layout on a semiconductor chip. This semiconductor integrated circuit is formed on a semiconductor chip made of a thin silicon single crystal, and is used in a state of being enclosed in a package in which external terminals are exposed.

[I/Oセルブロック101〜105]
矩形からなる半導体チップの周縁部には、多数のI/Oセルが配置されており、これらのI/Oセルは5つのI/Oセルブロック101〜105に区分され、電源が分離されている。各I/Oセルブロック101〜105には、電源電圧VDD_B1,VDD_B2,VDD_B3,VDD_B4,VDD_B5がそれぞれ供給され、個別にオン/オフすることができる。上記電源電圧はI/Oセルブロック101〜105を構成するデバイスに応じて選択される。例えば、VDD_B1=1.8V,VDD_B2=3.0V,VDD_B3=VDD_B4=VDD_B5=2.6Vとすることができる。なお、本実施の形態では、5つのI/Oセルブロック101〜105に区分したが、電源電圧が同一であれば分割することなく1つのI/Oセルブロックとすることもできるし、更に分割数を多くすることもできる。
[I / O cell blocks 101 to 105]
A large number of I / O cells are arranged on the periphery of the rectangular semiconductor chip. These I / O cells are divided into five I / O cell blocks 101 to 105, and the power source is separated. . Each of the I / O cell blocks 101 to 105 is supplied with power supply voltages VDD_B1, VDD_B2, VDD_B3, VDD_B4, and VDD_B5, and can be individually turned on / off. The power supply voltage is selected according to the devices constituting the I / O cell blocks 101-105. For example, VDD_B1 = 1.8V, VDD_B2 = 3.0V, VDD_B3 = VDD_B4 = VDD_B5 = 2.6V. In this embodiment, although divided into five I / O cell blocks 101 to 105, if the power supply voltage is the same, it can be divided into one I / O cell block without being divided, and further divided. You can also increase the number.

[コア121,122]
I/Oセル以外の主要な回路領域であるコアは、フルタイムコア121とパートタイムコア122に区分され、電源が分離されている。各コア121,122には、電源電圧VDD_C1,VDD_C2がそれぞれ供給され、個別にオン/オフすることができる。近年、半導体プロセスの微細化に伴って、コアの供給電源電圧は低下しており、一般にI/Oセルへの供給電圧よりも低くなってきている。例えば、VDD_C1=VDD_C2=1.2Vとすることができる。なお、本実施の形態では、2つのコアに分離しているが、機能的にさらに分割して、独立に電源をオン/オフできるようにさらに分割数を多くしてもよい。
[Core 121, 122]
The core, which is a main circuit area other than the I / O cell, is divided into a full-time core 121 and a part-time core 122, and the power source is separated. The power supply voltages VDD_C1 and VDD_C2 are supplied to the cores 121 and 122, respectively, and can be turned on / off individually. In recent years, with the miniaturization of semiconductor processes, the power supply voltage of the core has been reduced, and is generally lower than the supply voltage to the I / O cell. For example, VDD_C1 = VDD_C2 = 1.2V can be set. In this embodiment, the core is separated into two cores. However, the number of divisions may be further increased so that the power supply can be independently turned on / off by further dividing functionally.

[I/Oゲート回路111〜116]
各I/Oセルブロック101〜105には、電源分離素子としてI/Oゲート回路111〜116が設けられ、フルタイムコア121及びパートタイムコア122に対する入出力信号は、このI/Oゲート回路111〜116を介して入出力される。I/Oゲート回路111〜115は、外部入力されるI/Oゲート信号G1〜G5によってそれぞれ制御される。また、I/Oゲート回路116は、外部入力されるコアゲート信号G6によって制御される。これらのI/Oゲート回路111〜116は、I/Oゲート信号G1〜G5又はコアゲート信号Gcがハイレベルであれば信号を通過させ、ローレベルであればコア122に対する入出力信号を所定の信号レベルに固定することができる。
[I / O gate circuits 111 to 116]
Each I / O cell block 101-105 is provided with I / O gate circuits 111-116 as power source separation elements, and input / output signals to / from the full-time core 121 and the part-time core 122 are input to the I / O gate circuit 111. Are input / output via .about.116. The I / O gate circuits 111 to 115 are controlled by I / O gate signals G1 to G5 inputted from the outside, respectively. The I / O gate circuit 116 is controlled by a core gate signal G6 input from the outside. These I / O gate circuits 111 to 116 pass signals if the I / O gate signals G1 to G5 or the core gate signal Gc are at a high level, and input / output signals to the core 122 if they are at a low level. Can be fixed to level.

本実施の形態では、I/Oゲート信号G1〜G5、コアゲート信号Gcがローレベルであれば、I/Oセル側及びコア側への出力信号をいずれもローレベルに固定し、I/Oセルブロック101〜105へ電源を供給し、フルタイムコア121又はパートタイムコア122への電源供給を遮断しても、信号線から電源遮断中の回路領域へ電流が流入しないようにするとともに、電源遮断中の回路領域の電源電圧よりも高い電圧が印加されないようにして、ラッチアップ等が発生するのを防止している。   In this embodiment, if the I / O gate signals G1 to G5 and the core gate signal Gc are at a low level, the output signals to the I / O cell side and the core side are both fixed at a low level, and the I / O cell Even if the power is supplied to the blocks 101 to 105 and the power supply to the full-time core 121 or the part-time core 122 is cut off, the current is prevented from flowing from the signal line to the circuit area where the power is cut off. Latch-up and the like are prevented from occurring by preventing a voltage higher than the power supply voltage in the circuit area inside from being applied.

I/Oゲート回路111〜116は、I/Oセルブロック101〜105に配置されており、I/Oセルブロック101〜105の電源によって動作している。このため、各I/Oゲート信号G1〜G5及びコアゲート信号Gcは、それぞれが入力されるI/Oセルブロック101〜105の電源電圧VDD_B1,VDD_B2,VDD_B3,VDD_B4,VDD_B5に応じた信号となっている。各I/Oセルブロック101〜105への電源供給を独立してオン/オフさせる場合には、I/Oゲート信号G1〜G5を個別の制御信号として外部入力する必要があるが、本実施の形態では、互いに異なる電源電圧VDD_B1,VDD_B3及びVDD_B4のオン/オフ制御をまとめて行っている。   The I / O gate circuits 111 to 116 are arranged in the I / O cell blocks 101 to 105 and are operated by the power supply of the I / O cell blocks 101 to 105. Therefore, the I / O gate signals G1 to G5 and the core gate signal Gc are signals corresponding to the power supply voltages VDD_B1, VDD_B2, VDD_B3, VDD_B4, and VDD_B5 of the I / O cell blocks 101 to 105 to which the respective I / O gate signals G1 to G5 are input. Yes. When the power supply to each I / O cell block 101-105 is turned on / off independently, it is necessary to externally input the I / O gate signals G1-G5 as individual control signals. In the embodiment, on / off control of different power supply voltages VDD_B1, VDD_B3, and VDD_B4 is performed collectively.

VDD_B1のレベルで入力されたI/Oゲート信号G1は、I/Oセルブロック101及び104間のレベルシフタLSにおいてVDD_B4のレベルへ変換され、I/Oゲート信号G4となる。さらに、I/Oゲート信号G4は、I/Oセルブロック103及び104間のレベルシフタLSにおいてVDD_B3のレベルへ変換され、I/Oゲート信号G3となる。従って、外部入力される1つのゲート信号G1を用いて、3つのI/Oゲート回路111、113及び114を制御することができる。一方、電源電圧VDD_B2及びVDD_B5は、独立してオン/オフ制御されるものとし、独立したI/Oゲート信号G2、G5として、それぞれ外部入力される。   The I / O gate signal G1 input at the level of VDD_B1 is converted to the level of VDD_B4 in the level shifter LS between the I / O cell blocks 101 and 104, and becomes the I / O gate signal G4. Further, the I / O gate signal G4 is converted to the level of VDD_B3 in the level shifter LS between the I / O cell blocks 103 and 104, and becomes the I / O gate signal G3. Therefore, it is possible to control the three I / O gate circuits 111, 113, and 114 using one gate signal G1 input from the outside. On the other hand, the power supply voltages VDD_B2 and VDD_B5 are controlled on / off independently and are externally input as independent I / O gate signals G2 and G5, respectively.

なお、本実施の形態では、まとめてオン/オフ制御されるI/Oセルブロック用のI/Oゲート信号をチップ内部でレベルシフタLSを用いて作成することにより、I/Oゲート信号を入力するための外部端子を削減しているが、それぞれを外部端子から入力するように構成してもよいことは言うまでもない。また、独立してオン/オフ制御されるI/Oセルブロック用のI/Oゲート信号であっても、他のI/Oゲート信号に基づいてチップ内部で生成させることができる場合には、当該他のI/Oゲート信号をレベル変換して利用することもできる。例えば、VDD_B1レベルのゲート信号G1をレベル変換して、VDD_B2レベルのゲート信号B2や、VDD_B5レベルのゲート信号B5をチップ内部で生成してもよい。このようにすれば、全てのI/Oゲート信号を外部から制御する際、1つの電源レベルの信号のみで制御することができるので望ましい。   In the present embodiment, the I / O gate signal for the I / O cell block that is collectively turned on / off is created using the level shifter LS inside the chip, thereby inputting the I / O gate signal. However, it goes without saying that each may be configured to input from the external terminal. Also, even if the I / O gate signal for the I / O cell block that is independently controlled on / off can be generated inside the chip based on another I / O gate signal, The other I / O gate signal can be used after level conversion. For example, the VDD_B1 level gate signal G1 may be level-converted to generate the VDD_B2 level gate signal B2 or the VDD_B5 level gate signal B5 inside the chip. This is desirable because all the I / O gate signals can be controlled from the outside by controlling only one power level signal.

[コアゲート回路151]
フルタイムコア121には、電源分離素子としてのコアゲート回路151が設けられ、パートタイムコア122に対する入出力信号は、このコアゲート回路151を介して入出力される。コアゲート回路151を制御するコアゲート信号Gccは、コアゲート信号Gcとして外部端子からI/Oセルブロック101へ入力され、レベルシフタLSを介してフルタイムコア121に入力されている。コアゲート回路151及びI/Oゲート回路116の制御信号は、個別の信号として外部入力してもよいが、本実施の形態のように、同じコアゲート信号Gcを用いることにより、外部端子の数を削減することができる。
[Core gate circuit 151]
The full-time core 121 is provided with a core gate circuit 151 as a power source separation element, and input / output signals for the part-time core 122 are input / output through the core gate circuit 151. The core gate signal Gcc for controlling the core gate circuit 151 is input from the external terminal to the I / O cell block 101 as the core gate signal Gc, and is input to the full-time core 121 via the level shifter LS. The control signals of the core gate circuit 151 and the I / O gate circuit 116 may be externally input as individual signals, but the number of external terminals is reduced by using the same core gate signal Gc as in this embodiment. can do.

コアゲート回路151は、コアゲート信号Gccがハイレベルであれば信号を通過させ、ローレベルであればパートタイムコア122に対する入出力信号を所定の信号レベルに固定している。これにより、フルタイムコア121への電源供給中に、パートタイムコア122の電源を遮断しても、信号線を介して電源遮断中のパートタイムコア122へ電流が流入しないようにするとともに、電源遮断中のパートタイムコア122の電源電圧VDD_C2よりも高い電圧が印加されないようにして、ラッチアップ等が発生するのを防止している。   The core gate circuit 151 passes the signal if the core gate signal Gcc is at a high level, and fixes the input / output signal for the part time core 122 at a predetermined signal level if the core gate signal Gcc is at a low level. As a result, even if the power of the part-time core 122 is cut off while the power is supplied to the full-time core 121, the current is prevented from flowing into the part-time core 122 being cut off via the signal line. A voltage higher than the power supply voltage VDD_C2 of the part-time core 122 being cut off is not applied to prevent the occurrence of latch-up or the like.

なお、パートタイムコア122は、さらに複数のコア部に分離されていてもよい。その場合には、分離されたパートタイムコア122間をコアゲート回路を介して接続すればよい。また、これらのコアゲート回路の制御信号は、フルタイムコア121又は他のパートタイムコア122内に配置されているレジスタからの信号を用いることができる。   Note that the part-time core 122 may be further separated into a plurality of core portions. In that case, the separated part-time cores 122 may be connected via a core gate circuit. Further, as control signals for these core gate circuits, signals from registers arranged in the full-time core 121 or other part-time cores 122 can be used.

[書き戻し端子]
パートタイムコア122及びI/Oセルブロック101〜105間の入出力信号は、その全てが、フルタイムコア121を介して入出力されているわけではない。すなわち、パートタイムコア122及びI/Oセルブロック101〜105間の入出力信号の一部は、フルタイムコア121を介在させることなく、パートタイムコア122及びI/Oセルブロック101〜105間で直接入出力されている。
[Write-back terminal]
The input / output signals between the part-time core 122 and the I / O cell blocks 101 to 105 are not all input / output via the full-time core 121. That is, some of the input / output signals between the part time core 122 and the I / O cell blocks 101 to 105 are transferred between the part time core 122 and the I / O cell blocks 101 to 105 without interposing the full time core 121. Direct input / output.

I/Oセルブロック101には、フルタイムコア121に接続されているI/Oセルと、パートタイムコア122に接続されているI/Oセルとが存在している。一方、I/Oセルブロック103及び104は、すべてのI/Oセルがフルタイムコア121に接続され、I/Oセルブロック102及び105は、すべてのI/Oセルがパートタイムコア122に接続されている。   The I / O cell block 101 includes an I / O cell connected to the full time core 121 and an I / O cell connected to the part time core 122. On the other hand, in the I / O cell blocks 103 and 104, all I / O cells are connected to the full-time core 121, and in the I / O cell blocks 102 and 105, all I / O cells are connected to the part-time core 122. Has been.

上述した通り、I/Oセルブロック101は、2つのI/Oゲート回路111及び116を有しており、I/Oゲート回路111は、I/Oゲート信号G1に基づいて、フルタイムコア121に対する入出力信号を遮断し、I/Oゲート回路116は、コアゲート信号Gcに基づいて、パートタイムコア122に対する入出力信号を遮断する。   As described above, the I / O cell block 101 includes the two I / O gate circuits 111 and 116, and the I / O gate circuit 111 is based on the I / O gate signal G1. The I / O gate circuit 116 blocks the input / output signal for the part-time core 122 based on the core gate signal Gc.

[I/Oセル130の詳細構成]
図2は、図1のI/Oセルブロック101及びフルタイムコア121の一構成例を示した回路図である。I/Oセルブロック101内には、多数のI/Oセル130が配置されているが、説明の便宜上、フルタイムコア121及びパートタイムコア122にそれぞれ接続された2つのI/Oセル130のみを図示している。
[Detailed Configuration of I / O Cell 130]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the I / O cell block 101 and the full-time core 121 of FIG. A large number of I / O cells 130 are arranged in the I / O cell block 101, but for convenience of explanation, only two I / O cells 130 connected to the full-time core 121 and the part-time core 122, respectively. Is illustrated.

I/Oセル130は、ワイヤボンディングあるいはバンプによるフリップチップ接続によって外部端子Tと接続され、パッケージ外と電気的に導通させている。各I/Oセル130は、外部出力を駆動するトライステートバッファ131、プルアップ用のPchトランジスタ132、プルダウン用のNchトランジスタ133を備え、I/Oセル130を制御するための端子制御信号PU,DO,EN,PDが、コア121,122側から入力され、入力データ信号DIがコア121,122側へ出力される。   The I / O cell 130 is connected to the external terminal T by wire bonding or flip chip connection by bumps, and is electrically connected to the outside of the package. Each I / O cell 130 includes a tri-state buffer 131 that drives an external output, a pull-up Pch transistor 132, and a pull-down Nch transistor 133, and a terminal control signal PU, for controlling the I / O cell 130, DO, EN, and PD are input from the cores 121 and 122, and the input data signal DI is output to the cores 121 and 122.

入出力切替信号ENがローレベルの場合、トライステートバッファ131の出力端子がハイインピーダンスとなって入力状態となる一方、ハイレベルの場合には、トライステートバッファ131の出力端子から出力データ信号DOが出力される。プルアップ制御信号PUがローレベルの場合、Pchトランジスタ132がオンして外部端子Tにプルアップ抵抗が付加される一方、ハイレベルの場合には、Pchトランジスタ132がオンして外部端子Tからプルアップ抵抗が切り離される。プルダウン制御信号PDがハイレベルの場合、Nchトランジスタ133がオンして外部端子Tにプルダウン抵抗が付加される一方、ローレベルの場合には、Nchトランジスタ133がオンして外部端子Tからプルダウン抵抗が切り離される。外部端子からの入力信号は、入力データ信号DIとしてコア121,122へ出力される。   When the input / output switching signal EN is at a low level, the output terminal of the tri-state buffer 131 becomes high impedance and enters an input state. On the other hand, when the input / output switching signal EN is at a high level, the output data signal DO is output from the output terminal of the tri-state buffer 131. Is output. When the pull-up control signal PU is at a low level, the Pch transistor 132 is turned on and a pull-up resistor is added to the external terminal T. On the other hand, when the pull-up control signal PU is at a high level, the Pch transistor 132 is turned on and pulled from the external terminal T. The up resistor is disconnected. When the pull-down control signal PD is at a high level, the Nch transistor 133 is turned on and a pull-down resistor is added to the external terminal T. On the other hand, when the pull-down control signal PD is at a low level, the Nch transistor 133 is turned on and a pull-down resistor is connected from the external terminal T. Disconnected. An input signal from the external terminal is output to the cores 121 and 122 as an input data signal DI.

[I/Oゲート回路111,116の詳細構成]
フルタイムコア121に接続されているI/Oセル130は、I/Oゲート回路111を備え、パートタイムコア122に接続されているI/Oセル130は、I/Oゲート回路116を備えている。
[Detailed Configuration of I / O Gate Circuits 111 and 116]
The I / O cell 130 connected to the full-time core 121 includes an I / O gate circuit 111, and the I / O cell 130 connected to the part-time core 122 includes an I / O gate circuit 116. Yes.

I/Oゲート回路111,116は、複数のアンド素子134によって構成される。これらのアンド素子134の一方の入力端子には、フルタイムコア121に対する入出力信号がそれぞれ入力され、他方の入力端子は共通接続されている。I/Oゲート回路111の場合、他方の入路端子にI/Oゲート信号G1が入力され、各入出力信号とI/Oゲート信号G1との論理積が求められている。I/Oゲート回路116の場合、他方の入路端子にコアゲート信号Gcが入力され、各入出力信号とI/Oゲート信号Gcとの論理積が求められている。   The I / O gate circuits 111 and 116 are constituted by a plurality of AND elements 134. Input and output signals for the full-time core 121 are input to one input terminal of these AND elements 134, and the other input terminal is connected in common. In the case of the I / O gate circuit 111, the I / O gate signal G1 is input to the other input terminal, and the logical product of each input / output signal and the I / O gate signal G1 is obtained. In the case of the I / O gate circuit 116, the core gate signal Gc is input to the other input terminal, and the logical product of each input / output signal and the I / O gate signal Gc is obtained.

つまり、I/Oゲート信号G1がローレベルの場合、フルタイムコア121に対する入出力信号の全てを所定レベル、この例ではローレベルに固定される。一方、I/Oゲート信号G1をハイレベルにすると、フルタイムコア121に対する入出力信号をそのまま通過させることができる。同様にして、コアゲート信号Gcがローレベルの場合、パートタイムコア122に対する入出力信号の全てが所定のレベル、この例ではローレベルに固定される一方、コアゲート信号Gcをハイレベルにすると、パートタイムコア122に対する入出力信号をそのまま通過させることができる。   That is, when the I / O gate signal G1 is at a low level, all the input / output signals for the full-time core 121 are fixed at a predetermined level, in this example, at a low level. On the other hand, when the I / O gate signal G1 is set to the high level, the input / output signal for the full-time core 121 can be passed as it is. Similarly, when the core gate signal Gc is at a low level, all the input / output signals for the part-time core 122 are fixed to a predetermined level, in this example, the low level, while when the core gate signal Gc is set to a high level, the part time Input / output signals for the core 122 can be passed as they are.

このようにして、ゲート信号G1、Gcをローレベルにすることによって、I/Oゲート回路111、116の出力信号を初期値に固定し、外部端子Tを初期状態(Gate状態)にすることができる。図2に示された例では、端子制御信号PU,EN及びPDの初期値が、いずれもローレベルであるため、外部端子Tの初期状態は、入力プルアップ状態となる。   Thus, by setting the gate signals G1 and Gc to the low level, the output signals of the I / O gate circuits 111 and 116 are fixed to the initial values, and the external terminal T is set to the initial state (Gate state). it can. In the example shown in FIG. 2, since the initial values of the terminal control signals PU, EN and PD are all at a low level, the initial state of the external terminal T is an input pull-up state.

外部端子Tの初期状態を異ならせるには、端子制御信号PU,EN,PD及びDOが入力されるアンド素子134の論理を変更し、各信号の初期値を変更すればよい。例えば、各初期値がPU=High,EN=PD=Lowとすれば、外部端子Tの初期状態は、入力ハイインピーダンス状態となる。また、各初期値がPU=High,EN=Low,PD=Highとすれば、外部端子Tの初期状態は入力プルダウン状態となり、PU=EN=High,PD=Low,DO=Lowとすれば、外部端子Tの初期状態はローレベル出力状態となり、PU=EN=High,PD=Low,DO=Highとすれば、外部端子Tの初期状態はハイレベル出力状態となる。   In order to change the initial state of the external terminal T, the logic of the AND element 134 to which the terminal control signals PU, EN, PD, and DO are input may be changed to change the initial value of each signal. For example, if each initial value is PU = High and EN = PD = Low, the initial state of the external terminal T is an input high impedance state. If each initial value is PU = High, EN = Low, PD = High, the initial state of the external terminal T is an input pull-down state, and if PU = EN = High, PD = Low, DO = Low, The initial state of the external terminal T is a low level output state. If PU = EN = High, PD = Low, and DO = High, the initial state of the external terminal T is a high level output state.

また、ゲート信号G1及びGcをローレベルにすれば、コア121,122へ出力する入力データ信号DIをローレベルに固定することができる。このため、コア121,122への電源遮断中に、I/Oセルブロック101からの入力信号の全てをローレベルにすることができ、I/Oセルブロック101から信号線を通じてコア121,122へ電流が流入するのを防止することができ、コア121,122への電源供給の遮断を安全に行うことができる。また、ゲート回路111,116内のアンド素子134は、入力レベルがフローティング状態であっても、貫通電流が流れない構造となっており、コア121,122への電源供給が遮断され、I/Oゲート回路111,116への入力信号がフローティング状態となっても、アンド素子134に異常な電流が流れることはない。   If the gate signals G1 and Gc are set to a low level, the input data signal DI output to the cores 121 and 122 can be fixed to a low level. For this reason, all of the input signals from the I / O cell block 101 can be set to a low level while the power supply to the cores 121 and 122 is shut off, and the I / O cell block 101 passes through the signal line to the cores 121 and 122. Current can be prevented from flowing, and power supply to the cores 121 and 122 can be safely shut off. In addition, the AND element 134 in the gate circuits 111 and 116 has a structure in which no through current flows even when the input level is in a floating state, and the power supply to the cores 121 and 122 is cut off. Even if the input signals to the gate circuits 111 and 116 are in a floating state, no abnormal current flows through the AND element 134.

[レベルシフタLS]
I/Oセルブロック101と、コア121,122との間には、レベルシフタLSが配置されており、両者にまたがる信号の電圧変換を行っている。I/Oゲート回路111を有するI/Oセル130は、I/Oセルブロック101内で隣り合うように配置され、I/Oゲート信号G1が、これらのI/Oセル130に順次接続されている。I/Oゲート回路116を有するI/Oセル130も隣り合うように配置され、コアゲート信号Gcが、これらのI/Oセル130に順次接続されている。また、コアゲート信号Gcは、レベルシフタLSによって電圧変換され、コアゲート信号Gccとしてフルタイムコア121へ入力される。ラッチ信号Lも、レベルシフタLSによって電圧変換され、フルタイムコア121へ入力される。
[Level Shifter LS]
A level shifter LS is disposed between the I / O cell block 101 and the cores 121 and 122, and performs voltage conversion of signals across both. The I / O cells 130 having the I / O gate circuit 111 are arranged adjacent to each other in the I / O cell block 101, and the I / O gate signal G1 is sequentially connected to these I / O cells 130. Yes. The I / O cells 130 having the I / O gate circuit 116 are also arranged adjacent to each other, and the core gate signal Gc is sequentially connected to these I / O cells 130. The core gate signal Gc is voltage-converted by the level shifter LS and input to the full-time core 121 as the core gate signal Gcc. The latch signal L is also voltage-converted by the level shifter LS and input to the full time core 121.

[コアゲート回路151]
I/Oゲート回路111を有するI/Oセル130は、フルタイムコア121を介して、パートタイムコア122と接続されている。パートタイムコアからの出力信号は、フルタイムコア121内のコアゲート回路151及びラッチ回路152を介して、端子制御信号PU,EN,PDとしてI/Oセルブロック101へ出力される。一方、I/Oセルブロック101からの入力データ信号DIは、フルタイムコア121内のコアゲート回路151を介して、パートタイムコア122へ出力される。
[Core gate circuit 151]
An I / O cell 130 having an I / O gate circuit 111 is connected to a part-time core 122 through a full-time core 121. An output signal from the part time core is output to the I / O cell block 101 as a terminal control signal PU, EN, PD via the core gate circuit 151 and the latch circuit 152 in the full time core 121. On the other hand, the input data signal DI from the I / O cell block 101 is output to the part time core 122 via the core gate circuit 151 in the full time core 121.

コアゲート回路151は、I/Oゲート回路と同様にして、複数のアンド素子153によって構成される。これらのアンド素子153の一方の入力端子には、パートタイムコア122に対する入出力信号がそれぞれ入力され、他方の入力端子は共通接続されている。この他方の端子は、コアゲート信号Gcを電圧変換した信号Gccと接続されており、各入出力信号とコアゲート信号Gcとの論理積が求められている。   The core gate circuit 151 includes a plurality of AND elements 153 in the same manner as the I / O gate circuit. Input and output signals for the part-time core 122 are input to one input terminal of these AND elements 153, and the other input terminal is commonly connected. The other terminal is connected to a signal Gcc obtained by voltage-converting the core gate signal Gc, and the logical product of each input / output signal and the core gate signal Gc is obtained.

つまり、コアゲート信号Gcがローレベルの場合、パートタイムコア122に対する入出力信号の全てが所定レベル、この例ではローレベルに固定される。一方、コアゲート信号Gcをハイレベルにすると、パートタイムコア122に対する入出力信号をそのまま通過させることができる。なお、I/Oゲート回路111の場合と同様、アンド素子153の論理を変更することにより、パートタイムコア122からの出力信号の初期値(STBY値)を変更することができる。従って、I/Oゲート回路111が通過状態である場合における、外部端子Tの初期状態を決定することができる。   That is, when the core gate signal Gc is at a low level, all input / output signals for the part-time core 122 are fixed at a predetermined level, in this example, at a low level. On the other hand, when the core gate signal Gc is set to the high level, the input / output signal for the part-time core 122 can be passed as it is. As in the case of the I / O gate circuit 111, the initial value (STBY value) of the output signal from the part-time core 122 can be changed by changing the logic of the AND element 153. Therefore, the initial state of the external terminal T when the I / O gate circuit 111 is in the passing state can be determined.

[ラッチ回路152]
端子制御信号PU,EN,PD,DOは、パートタイムコア122によって生成され、フルタイムコア121や、I/Oセルブロック101〜105へ出力される。パートタイムコア122は、その内部に多数のレジスタを有しており、これらのレジスタに基づいて所定の動作を行って、端子制御信号を生成している。パートタイムコア122からフルタイムコア121へ出力された端子制御信号は、コアゲート回路151を介して、ラッチ回路152へ入力される。
[Latch circuit 152]
The terminal control signals PU, EN, PD, and DO are generated by the part time core 122 and output to the full time core 121 and the I / O cell blocks 101 to 105. The part-time core 122 has a large number of registers therein, and performs a predetermined operation based on these registers to generate a terminal control signal. The terminal control signal output from the part time core 122 to the full time core 121 is input to the latch circuit 152 via the core gate circuit 151.

ラッチ回路152は、複数のラッチ素子154からなる。各ラッチ素子154は、ゲート端子Gへ入力されるゲート信号に基づいて、入力端子Dへの入力信号の通過及び保持を選択することができる。すなわち、ゲート信号がハイレベルであれば、入力端子Dの入力信号がそのまま出力端子Qから出力され(通過状態)、ゲート信号がローレベルであれば、ゲート信号の立ち下がり時における入力信号を保持し、この入力信号が出力端子Qから出力される(ラッチ状態)。   The latch circuit 152 includes a plurality of latch elements 154. Each latch element 154 can select the passage and holding of the input signal to the input terminal D based on the gate signal input to the gate terminal G. That is, if the gate signal is high level, the input signal of the input terminal D is output as it is from the output terminal Q (passing state), and if the gate signal is low level, the input signal at the fall of the gate signal is held. Then, this input signal is output from the output terminal Q (latch state).

これらのラッチ素子154は、ゲート端子Gが共通接続され、ラッチ制御信号Lcが入力される。ラッチ制御信号Lcは、レベルシフタLSで電圧変換し、さらに論理を反転させたラッチ信号Lである。従って、ラッチ信号Lがローレベルであれば、ラッチ制御信号Lcがハイレベルとなり、コアゲート回路151を通過したパートタイムコア122からの出力信号は、ラッチ回路152をそのまま通過する。一方、ラッチ信号Lがハイレベルであれば、ラッチ制御信号Lcがローレベルとなり、ラッチ回路152が保持している過去の出力信号が出力される。   These latch elements 154 have gate terminals G connected in common and receive a latch control signal Lc. The latch control signal Lc is a latch signal L that is voltage-converted by the level shifter LS and further inverted in logic. Therefore, if the latch signal L is at a low level, the latch control signal Lc is at a high level, and the output signal from the part-time core 122 that has passed through the core gate circuit 151 passes through the latch circuit 152 as it is. On the other hand, if the latch signal L is at a high level, the latch control signal Lc is at a low level, and a past output signal held by the latch circuit 152 is output.

ラッチ信号Lを用いて、パートタイムコア122が生成した端子制御信号PU,EN,PD,DOをラッチ回路152に保持させることにより、外部端子Tの入出力方向、出力レベル、プルアップ抵抗のオン/オフ、プルダウン抵抗のオン/オフなどの端子状態を保持することができる。このような保持状態において、コアゲート信号Gcを用いて、コアゲート回路151を遮断すれば、外部端子Tの端子状態を保持したまま、パートタイムコア122の電源供給を遮断することができる。   By using the latch signal L, the terminal control signals PU, EN, PD, and DO generated by the part-time core 122 are held in the latch circuit 152, so that the input / output direction of the external terminal T, the output level, and the pull-up resistor are turned on. Terminal states such as ON / OFF and pull-down resistor ON / OFF can be maintained. In such a holding state, if the core gate circuit 151 is cut off using the core gate signal Gc, the power supply to the part-time core 122 can be cut off while the terminal state of the external terminal T is held.

実施の形態2.
実施の形態1では、フルタイムコア121が、コアゲート回路151及びラッチ回路152を有する場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、フルタイムコア121が、I/Oセル130の端子制御信号を生成する論理回路を更に有する場合について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the example in which the full-time core 121 includes the core gate circuit 151 and the latch circuit 152 has been described. In contrast, in the present embodiment, a case will be described in which full-time core 121 further includes a logic circuit that generates a terminal control signal for I / O cell 130.

図3は、本発明の実施の形態2による半導体集積回路の要部について一構成例を示した説明図である。半導体チップ上におけるレイアウトは、図1と同様であり、I/Oセルブロック101,105、フルタイムコア121及びパートタイムコア122の要部が示されている。なお、この図は、基本的な構成及び動作を説明するための概念図であり、説明に直接関係のない構成要素は省略されている。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a configuration example of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. The layout on the semiconductor chip is the same as that in FIG. 1, and the main parts of the I / O cell blocks 101 and 105, the full-time core 121 and the part-time core 122 are shown. This diagram is a conceptual diagram for explaining the basic configuration and operation, and components not directly related to the explanation are omitted.

I/Oセルブロック101は、多数のI/Oセル130を有している。これらのI/Oセル130のうち、I/Oゲート信号G1が入力されるI/Oセル130は、フルタイムコア121に接続されている。一方、コアゲート信号Gcが入力されるI/Oセル130は、パートタイムコア122に接続されている。また、I/Oセルブロック105も多数のI/Oセル130を有しており、これらのI/Oセル130には、I/Oゲート信号G5が入力されるとともに、パートタイムコア122に接続されている。   The I / O cell block 101 has a large number of I / O cells 130. Among these I / O cells 130, the I / O cell 130 to which the I / O gate signal G 1 is input is connected to the full-time core 121. On the other hand, the I / O cell 130 to which the core gate signal Gc is input is connected to the part time core 122. The I / O cell block 105 also has a large number of I / O cells 130. The I / O gate signal G5 is input to these I / O cells 130 and is connected to the part-time core 122. Has been.

[同期回路161]
パートタイムコア122は、クロック信号に同期して動作する同期回路161を有している。クロック信号は外部端子Tから入力される。また、同期回路161は多数のレジスタ163を有しており、これらのレジスタ163が保持するデータに基づいて動作し、出力信号を生成している。この出力信号は、フルタイムコア121及びI/Oセルブロック101〜105へ出力される。
[Synchronization circuit 161]
The part time core 122 includes a synchronization circuit 161 that operates in synchronization with a clock signal. The clock signal is input from the external terminal T. Further, the synchronization circuit 161 has a large number of registers 163 and operates based on data held by these registers 163 to generate an output signal. This output signal is output to full-time core 121 and I / O cell blocks 101-105.

この同期回路161は、リセット信号RSTを外部入力することによって、半導体集積回路の外部からリセットすることができる。また、書込信号及び書込データを外部入力することにより、同期回路161内のレジスタ163へデータを書き込むことができる。さらに、読出信号を外部入力することにより、同期回路161内のレジスタ163からデータを読み出すことができる。これらの各信号は、I/Oセルブロック101〜105のいずれを介して入力されるものであってもよい。また、I/Oセルブロック101を介して入力される場合には、更にフルタイムコア121を介して、パートタイムコア122に入力されるものであってもよい。   The synchronization circuit 161 can be reset from the outside of the semiconductor integrated circuit by externally inputting a reset signal RST. Further, data can be written to the register 163 in the synchronization circuit 161 by externally inputting a write signal and write data. Furthermore, data can be read from the register 163 in the synchronization circuit 161 by externally inputting a read signal. Each of these signals may be input via any of the I / O cell blocks 101-105. Further, when input is made via the I / O cell block 101, it may be inputted to the part-time core 122 via the full-time core 121.

一方、レジスタ163から読み出された読出データは、ラッチ回路152を介在させることなく、外部端子へ出力される。すなわち、I/Oセルブロック101〜105のいずれを介して外部端子へ出力され、更にフルタイムコア121を介してもよいが、フルタイムコア121内においてラッチ回路152を通ることなく出力される。このため、各信号が通過するI/Oゲート回路111〜116やコアゲート回路151を通過状態にしておけば、ラッチ回路152が保持状態であっても、同期回路161をリセットし、レジスタ163へのデータ書き込みやデータ読み出しを行うことができる。特に、ラッチ回路152を保持状態に維持したまま、レジスタ読み出しを可能とすることによって、スタンバイモードからの復帰手順において、同期回路161の内部状態を確認することができ、スタンバイモードからの復帰を迅速に行うことができる。   On the other hand, read data read from the register 163 is output to an external terminal without the latch circuit 152 interposed. In other words, the data is output to the external terminal via any of the I / O cell blocks 101 to 105, and may further be output via the full-time core 121, but is output without passing through the latch circuit 152 in the full-time core 121. For this reason, if the I / O gate circuits 111 to 116 and the core gate circuit 151 through which each signal passes are set to the passing state, the synchronization circuit 161 is reset even if the latch circuit 152 is in the holding state. Data writing and data reading can be performed. In particular, by enabling register reading while maintaining the latch circuit 152 in the holding state, the internal state of the synchronization circuit 161 can be confirmed in the procedure for returning from the standby mode, and the return from the standby mode can be performed quickly. Can be done.

[非同期回路162]
フルタイムコア121は、コアゲート回路151、ラッチ回路152及び非同期回路162を備えている。非同期回路162は、論理回路の一例であり、2以上の論理素子からなる組み合わせ回路であって、同期回路161からの信号s1と、外部端子T1からの信号s2が入力され、信号s3を出力している。入力信号s1は、同期回路161によって生成され、フルタイムコア121へ入力された後、コアゲート回路151及びラッチ回路152を介して、非同期回路162に入力される。一方、入力信号s2は、外部端子T1からI/Oセルブロック101へ入力された後、フルタイムコア121内の非同期回路162へ入力される。一方、非同期回路162で生成された信号s3は、I/Oセルブロック101を介して、外部端子T2へ出力される。
[Asynchronous circuit 162]
The full time core 121 includes a core gate circuit 151, a latch circuit 152, and an asynchronous circuit 162. The asynchronous circuit 162 is an example of a logic circuit, and is a combinational circuit including two or more logic elements. The asynchronous circuit 162 receives the signal s1 from the synchronization circuit 161 and the signal s2 from the external terminal T1, and outputs the signal s3. ing. The input signal s1 is generated by the synchronous circuit 161, input to the full-time core 121, and then input to the asynchronous circuit 162 via the core gate circuit 151 and the latch circuit 152. On the other hand, the input signal s <b> 2 is input from the external terminal T <b> 1 to the I / O cell block 101 and then input to the asynchronous circuit 162 in the full-time core 121. On the other hand, the signal s3 generated by the asynchronous circuit 162 is output to the external terminal T2 via the I / O cell block 101.

つまり、非同期回路162は、同期回路161で生成された信号s1と、外部入力された信号s2に基づいて、外部出力される信号s3を生成している。このため、パートタイムコア122に電源が供給されている場合には、同期回路161の制御下で、外部入力に応じて外部出力を行う種々の動作を実現することができる。   That is, the asynchronous circuit 162 generates an externally output signal s3 based on the signal s1 generated by the synchronous circuit 161 and the externally input signal s2. For this reason, when power is supplied to the part-time core 122, various operations for performing an external output in accordance with the external input can be realized under the control of the synchronization circuit 161.

これに加えて、パートタイムコア122へ電源が供給されないスタンバイモード時であっても、外部入力に応じて外部出力を行うことができる。非同期回路162の信号s2は、フルタイムコア121内のラッチ回路152を介して非同期回路に入力されているため、スタンバイモード中であっても、ラッチ回路152が保持しているデータが、信号s2として、非同期回路162へ入力される。このため、パートタイムコア122への電源供給中のように、複雑な動作を行わせることはできないが、外部入力に応じて外部出力を行わせることができる。   In addition to this, even in the standby mode in which no power is supplied to the part-time core 122, external output can be performed according to the external input. Since the signal s2 of the asynchronous circuit 162 is input to the asynchronous circuit via the latch circuit 152 in the full-time core 121, the data held in the latch circuit 152 becomes the signal s2 even during the standby mode. Is input to the asynchronous circuit 162. For this reason, a complicated operation cannot be performed as in the case of supplying power to the part-time core 122, but an external output can be performed according to an external input.

また、その動作は、非同期回路162の構成のみによって決まるのではなく、スタンバイモード移行時に非同期回路162によって指定又は選択することができる。従って、スタンバイモード中であっても、外部から見て最小限の機能を維持しておくことができる。   Further, the operation is not determined only by the configuration of the asynchronous circuit 162, but can be designated or selected by the asynchronous circuit 162 when the standby mode is shifted. Therefore, even during the standby mode, a minimum function can be maintained from the outside.

また、非同期回路162は、同期回路に比べて、少ないゲート数で実現することができリーク電流も少ない。このため、回路規模を顕著に増大させず。また、消費電力も顕著に増大させずに実現することができる。   Further, the asynchronous circuit 162 can be realized with a smaller number of gates and has less leakage current than the synchronous circuit. For this reason, the circuit scale is not significantly increased. Further, it can be realized without significantly increasing the power consumption.

なお、本実施の形態では、非同期回路162に入力される信号s1,s2がそれぞれ1つであり、非同期回路162から出力される信号s3も1つの場合について説明したが、いずれも2以上とすることができることは言うまでもない。また、フルタイムコア121内には同期回路が含まれていないことが望ましいが、一部に同期回路が含まれていてもよい。   Note that, in this embodiment, a case has been described in which each of the signals s1 and s2 input to the asynchronous circuit 162 is one and the signal s3 output from the asynchronous circuit 162 is one, but both are two or more. It goes without saying that it can be done. Further, although it is desirable that the full-time core 121 does not include a synchronization circuit, a part of the synchronization circuit may be included.

実施の形態3.
本実施の形態では、フルタイムコア121内の非同期回路162を用いて、スルー割り込み機能、セレクタ機能、レベルシフタ機能を実現する場合について説明する。
Embodiment 3 FIG.
In this embodiment, a case where a through interrupt function, a selector function, and a level shifter function are realized by using the asynchronous circuit 162 in the full-time core 121 will be described.

図4は、本発明の実施の形態3による半導体集積回路の要部について一構成例を示した図である。この半導体集積回路は、パートタイムコア122への電源遮断中も動作させることができるスルー割り込み機能、セレクタ機能、レベルシフタ機能を実現している。スルー割り込みとは、内部に保持しているマスク設定及び極性反転設定などに基づいて、外部端子から入力された割込信号を他の外部端子から出力する機能である。例えば、2以上の割り込み信号に基づいて、1つの割り込み信号を生成するような場合に使用される。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a main part of the semiconductor integrated circuit according to the third embodiment of the present invention. This semiconductor integrated circuit realizes a through interrupt function, a selector function, and a level shifter function that can be operated even when the power to the part-time core 122 is shut off. The through interrupt is a function of outputting an interrupt signal input from an external terminal from another external terminal based on the mask setting and polarity inversion setting held therein. For example, it is used when one interrupt signal is generated based on two or more interrupt signals.

[スルー割り込み]
外部端子T2aは、割り込み信号INTの出力端子であり、I/Oゲート回路111の遮断中における初期値(I/Oゲート状態)は、ローレベル出力状態である。パートタイムコア122は、ハイアクティブの割り込み信号INT0を生成している。この割り込み信号INT0は、出力極性設定レジスタの値POLに基づいて極性反転され、外部端子T2aから出力される。ここでは、出力極性設定POLがローレベルであれば、ハイアクティブの割り込み信号INT0をそのまま割り込み信号INTとして、外部端子T2aから出力する。一方、出力極性設定がハイレベルであれば、信号INT0はEXORゲートによって反転され、ローアクティブの割り込み信号INTとして外部端子T2aから出力される。
[Through interrupt]
The external terminal T2a is an output terminal for the interrupt signal INT, and an initial value (I / O gate state) during the interruption of the I / O gate circuit 111 is a low level output state. The part time core 122 generates a high active interrupt signal INT0. The interrupt signal INT0 is inverted in polarity based on the value POL of the output polarity setting register and output from the external terminal T2a. Here, if the output polarity setting POL is at a low level, the high active interrupt signal INT0 is output as it is from the external terminal T2a as the interrupt signal INT. On the other hand, if the output polarity setting is at a high level, the signal INT0 is inverted by the EXOR gate and is output from the external terminal T2a as a low active interrupt signal INT.

外部端子T1aには、割り込み信号INT1が入力される。このため、ローレベルの入出力切替信号ENを外部端子T1aのI/Oセル130に入力すれば、外部端子T1aを入力端子として用いることができる。この場合、外部端子T1aの入力信号は、I/Oセル130の入力データ信号DIとして、フルタイムコア121へ入力される。この入力データ信号DIは、更にパートタイムコア122へ入力されるとともに、フルタイムコア121内の非同期回路162を介して、外部端子T2aへも伝達される。   An interrupt signal INT1 is input to the external terminal T1a. Therefore, if the low-level input / output switching signal EN is input to the I / O cell 130 of the external terminal T1a, the external terminal T1a can be used as an input terminal. In this case, the input signal of the external terminal T 1 a is input to the full time core 121 as the input data signal DI of the I / O cell 130. The input data signal DI is further input to the part time core 122 and is also transmitted to the external terminal T2a via the asynchronous circuit 162 in the full time core 121.

割り込み信号INT1が、ハイアクティブ、ローアクティブのいずれであるのかは、パートタイムコア122からの極性設定POL1によって指定される。極性設定POL1がローレベルであれば、割り込み信号INT1はハイアクティブであるため、EXORゲートをそのまま通過させる。一方、極性設定POL1がハイレベルであれば、割り込み信号INT1はローアクティブであるため、EXORゲートにおいて反転させる。   Whether the interrupt signal INT1 is high active or low active is specified by the polarity setting POL1 from the part time core 122. If the polarity setting POL1 is at a low level, the interrupt signal INT1 is high active, and therefore passes through the EXOR gate as it is. On the other hand, if the polarity setting POL1 is at a high level, the interrupt signal INT1 is low active and is inverted at the EXOR gate.

割り込み信号INT1をマスクするか否かは、パートタイムコア122からのマスク設定MSK1によって指定される。マスク設定MSK1がローレベルであれば、割り込み信号INT1はマスクされており、マスク設定MSK1との論理積を求めるANDゲートにおいて遮断される。一方、マスク設定MSK1がハイレベルであれば、割り込み信号INT1が許可されており、上記素子ANDゲートを通過することができる。上記ANDゲートを通過した割り込み信号INT1は、ORゲートにおいて、他の割り込み信号と束ねられて、外部端子T2aへ伝達される。   Whether to mask the interrupt signal INT1 is specified by the mask setting MSK1 from the part-time core 122. If the mask setting MSK1 is at a low level, the interrupt signal INT1 is masked, and is interrupted by an AND gate that calculates a logical product with the mask setting MSK1. On the other hand, if the mask setting MSK1 is at a high level, the interrupt signal INT1 is permitted and can pass through the element AND gate. The interrupt signal INT1 passing through the AND gate is bundled with other interrupt signals in the OR gate and transmitted to the external terminal T2a.

同様にして、外部端子T1bには、割り込み信号INT2が入力される。このため、外部端子T1bが入力端子となるように、そのI/Oセル130には、ローレベルの入出力切替信号ENが入力されている。このため、外部端子T1bの入力信号は、I/Oセル130の入力データ信号DIとして、フルタイムコア121へ入力される。この入力データ信号DIは、更にパートタイムコア122へ入力されるとともに、フルタイムコア121内の非同期回路162を介して、外部端子T2aへも伝達される。   Similarly, the interrupt signal INT2 is input to the external terminal T1b. For this reason, a low-level input / output switching signal EN is input to the I / O cell 130 so that the external terminal T1b becomes an input terminal. Therefore, the input signal of the external terminal T 1 b is input to the full time core 121 as the input data signal DI of the I / O cell 130. The input data signal DI is further input to the part time core 122 and is also transmitted to the external terminal T2a via the asynchronous circuit 162 in the full time core 121.

割り込み信号INT2が、ハイアクティブ、ローアクティブのいずれであるのかは、パートタイムコア122からの極性設定POL2によって指定される。極性設定POL2がローレベルであれば、割り込み信号INT2はハイアクティブであるため、EXORゲートをそのまま通過させる。一方、極性設定POL2がハイレベルであれば、割り込み信号INT2はローアクティブであるため、EXORゲートにおいて反転させる。   Whether the interrupt signal INT2 is high active or low active is specified by the polarity setting POL2 from the part time core 122. If the polarity setting POL2 is at a low level, the interrupt signal INT2 is high active, and therefore passes through the EXOR gate as it is. On the other hand, if the polarity setting POL2 is at a high level, the interrupt signal INT2 is inactive at the low level, and is inverted in the EXOR gate.

割り込み信号INT2をマスクするか否かは、パートタイムコア122からのマスク設定MSK2によって指定される。マスク設定MSK2がローレベルであれば、割り込み信号INT2はマスクされており、マスク設定MSK2との論理積を求めるANDゲートにおいて遮断される。一方、マスク設定MSK2がハイレベルであれば、割り込み信号INT2が許可されており、上記素子ANDゲートを通過することができる。上記ANDゲートを通過した割り込み信号INT2は、ORゲートにおいて、他の割り込み信号と束ねられて、外部端子T2aへ伝達される。   Whether to mask the interrupt signal INT2 is specified by the mask setting MSK2 from the part-time core 122. If the mask setting MSK2 is at a low level, the interrupt signal INT2 is masked and interrupted by an AND gate that calculates a logical product with the mask setting MSK2. On the other hand, if the mask setting MSK2 is at a high level, the interrupt signal INT2 is permitted and can pass through the element AND gate. The interrupt signal INT2 that has passed through the AND gate is bundled with other interrupt signals in the OR gate and transmitted to the external terminal T2a.

この様な構成によって、パートタイムコア122が動作状態であっても、パートタイムコア122の電源を遮断してフルタイムコア121のみ動作している状態であっても、極性設定POL1,POL2及びマスク設定MSK1,MSK2を考慮して、外部端子T1a、T1bに入力された割り込み信号INT1、INT2を外部端子T2aへ伝達し、割り込み信号INTとして出力することができる。   With such a configuration, even when the part-time core 122 is in an operating state or in a state where only the full-time core 121 is operating with the power supply to the part-time core 122 cut off, the polarity setting POL1, POL2 and mask Considering the settings MSK1 and MSK2, the interrupt signals INT1 and INT2 input to the external terminals T1a and T1b can be transmitted to the external terminal T2a and output as the interrupt signal INT.

[セレクタ・レベルシフタ]
また、外部端子T1aのI/Oセル130には、セレクタの出力信号が出力データ信号DOとして入力されている。従って、このI/Oセル130に対し、ハイレベルの入出力切替信号ENを入力すれば、外部端子T1aを出力端子とし、セレクタの出力信号を外部端子T1aへ出力することができる。
[Selector level shifter]
Further, the output signal of the selector is input to the I / O cell 130 of the external terminal T1a as the output data signal DO. Therefore, when a high-level input / output switching signal EN is input to the I / O cell 130, the external terminal T1a can be used as an output terminal, and the output signal of the selector can be output to the external terminal T1a.

上記セレクタが4つの入力信号の中から、いずれを選択して出力信号とするのかは、パートタイムコア122から出力される2ビットのセレクト信号SEL1,SEL2によって指定される。セレクト信号SEL1,SEL2が「00」であれば、パートタイムコア122からの出力信号が選択される。「01」であれば、外部端子T1bのI/Oセル130の入力データ信号DIが選択され、「10」、「11」であれば、図示しない他の外部端子からの入力信号がそれぞれ選択される。   Which of the four input signals the selector selects as an output signal is designated by 2-bit select signals SEL1 and SEL2 output from the part-time core 122. If the select signals SEL1, SEL2 are “00”, the output signal from the part time core 122 is selected. If “01”, the input data signal DI of the I / O cell 130 of the external terminal T1b is selected, and if “10” and “11”, input signals from other external terminals not shown are respectively selected. The

この様な構成によって、パートタイムコア122が動作状態であっても、パートタイムコア122の電源を遮断してフルタイムコア121のみ動作している状態であっても、I/Oセル130の入出力切替信号ENや、セレクト信号SEL1,SEL2をラッチすることによって、他の入力端子からの入力信号を選択して、出力信号として伝達することができ、セレクタとして機能させることができる。   With such a configuration, even when the part-time core 122 is in an operating state, or when only the full-time core 121 is operating with the power supply to the part-time core 122 being cut off, the I / O cell 130 is turned on. By latching the output switching signal EN and the select signals SEL1 and SEL2, an input signal from another input terminal can be selected and transmitted as an output signal, and can function as a selector.

また、セレクタに入力される信号が、他のI/Oセルブロックの外部端子からの入力信号であり、レベルシフタを介して接続されている電源電圧の異なるI/Oセルブロックをまたいで伝達された信号であれば、入力信号及び出力信号の電圧を異ならせることができ、外部から見ればレベルシフタとして機能させることができる。   Further, the signal input to the selector is an input signal from an external terminal of another I / O cell block, and is transmitted across the I / O cell blocks having different power supply voltages connected via the level shifter. If it is a signal, the voltage of an input signal and an output signal can be varied, and it can function as a level shifter from the outside.

実施の形態4.
本実施の形態では、フルタイムコア121内の非同期回路162を用いて、アドレスデコーダを実現する場合について説明する。
Embodiment 4 FIG.
In the present embodiment, a case where an address decoder is realized using the asynchronous circuit 162 in the full-time core 121 will be described.

図5は、本発明の実施の形態4による半導体集積回路の要部について一構成例を示した図である。この半導体集積回路は、パートタイムコア122への電源遮断中も動作させることができるアドレスデコーダを実現している。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of the main part of the semiconductor integrated circuit according to the fourth embodiment of the present invention. This semiconductor integrated circuit realizes an address decoder that can be operated even when the power to the part-time core 122 is shut off.

[アドレスデコーダ]
外部端子T1cは、チップセレクト信号CSが入力される入力端子であり、対応するI/Oセル130のI/Oゲート回路111が遮断されている状態では、入力状態となっている。チップセレクト入力信号CSは、この半導体集積回路を外部から活性化させるためのローアクティブの信号である。
[Address decoder]
The external terminal T1c is an input terminal to which the chip select signal CS is input, and is in an input state when the I / O gate circuit 111 of the corresponding I / O cell 130 is cut off. The chip select input signal CS is a low active signal for activating the semiconductor integrated circuit from the outside.

パートタイムコア122から出力されるCS設定1及びCS設定2がともにローレベルであれば、外部端子T1cに入力されたチップセレクト入力信号CSは、内部CS信号として、パートタイムコア122へそのまま伝達される。一方、CS設定1及びCS設定2がともにハイレベルであれば、フルタイムコア121内の2つのセレクタは、ともに「1」側を選択する。その結果、外部端子T1c、T1dに入力されるチップセレクト入力信号CS及びアドレス信号に従って、パートタイムコア122へ入力する内部CS及び外部端子T2bから出力されるチップセレクト出力信号CSが生成される。   If both CS setting 1 and CS setting 2 output from the part time core 122 are at a low level, the chip select input signal CS input to the external terminal T1c is directly transmitted to the part time core 122 as an internal CS signal. The On the other hand, if both CS setting 1 and CS setting 2 are at a high level, the two selectors in full-time core 121 both select the “1” side. As a result, according to the chip select input signal CS and the address signal input to the external terminals T1c and T1d, the internal CS input to the part time core 122 and the chip select output signal CS output from the external terminal T2b are generated.

図6は、CS設定1及びCS設定2がともにハイレベルの場合の動作の一例を示した表示である。アドレス入力信号が「0」で、チップセレクト入力信号CSがアクティブ(=0)であれば、内部CS信号をアクティブ(=0)とし、チップセレクト出力信号CSを非アクティブ(=1)とする。アドレス入力信号が「1」で、チップセレクト入力信号CSがアクティブ(=0)になれば、内部CS信号を非アクティブ(=1)とし、チップセレクト出力信号CSをアクティブ(=0)とする。   FIG. 6 is a display showing an example of the operation when both CS setting 1 and CS setting 2 are at a high level. If the address input signal is “0” and the chip select input signal CS is active (= 0), the internal CS signal is active (= 0) and the chip select output signal CS is inactive (= 1). When the address input signal is “1” and the chip select input signal CS becomes active (= 0), the internal CS signal is made inactive (= 1), and the chip select output signal CS is made active (= 0).

すなわち、上位アドレス信号をアドレス入力用の外部端子T1dへ入力しておけば、1つのCSアドレス空間を2つに分割して、本半導体集積回路の内部CS空間と、チップセレクト出力信号CSが入力される他の半導体集積回路のCS空間とに分割することができる。また、このアドレスデコーダ機能は、本半導体集積回路のパートタイムコアが動作状態であっても、パートタイムコアが電源遮断状態であっても、ラッチ回路152が、CS設定1及びCS設定2をラッチすることによって、動作させることができる。   That is, if an upper address signal is input to the external terminal T1d for address input, one CS address space is divided into two, and the internal CS space of this semiconductor integrated circuit and the chip select output signal CS are input. It can be divided into CS spaces of other semiconductor integrated circuits. In addition, the address decoder function allows the latch circuit 152 to latch CS setting 1 and CS setting 2 regardless of whether the part time core of the semiconductor integrated circuit is in an operating state or the part time core is in a power-off state. By doing so, it can be operated.

実施の形態5.
図7は、本発明の実施の形態5による半導体集積回路を含むマイコンシステムの一例を示したブロック図である。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a microcomputer system including a semiconductor integrated circuit according to the fifth embodiment of the present invention.

このマイコンシステムは、マイコンチップ200、複数の電源回路201、本実施の形態による半導体集積回路202、メモリ203、LCD204、カメラ205及びメモリカード206により構成される。マイコンチップ200は、CPU(Central Processing Unit)210、汎用ポート211、割り込みコントローラ212及びメモリI/F213を内蔵しており、互いに内部バスを介して接続されている。   The microcomputer system includes a microcomputer chip 200, a plurality of power supply circuits 201, a semiconductor integrated circuit 202 according to this embodiment, a memory 203, an LCD 204, a camera 205, and a memory card 206. The microcomputer chip 200 includes a CPU (Central Processing Unit) 210, a general-purpose port 211, an interrupt controller 212, and a memory I / F 213, which are connected to each other via an internal bus.

汎用ポート211は、7つの電源回路のオン/オフ制御を行っている。これらの電源回路は、互いに独立して電源を供給する回路であり、I/Oセルブロック101〜105、フルタイムコア121及びパートタイムコア122に対応する電源電圧VDD_B1〜VDD_B5,VDD_C1,VDD_C2をそれぞれ供給している。なお、同時にオン/オフ制御される電源は、同一の汎用ポートで制御することもできる。また、汎用ポート211は、半導体集積回路202に入力されるI/Oゲート信号G1,G2,G5、コアゲート信号Gc、ラッチ信号L及びリセット信号RSTを出力している。   The general-purpose port 211 performs on / off control of seven power supply circuits. These power supply circuits supply power independently of each other, and supply power supply voltages VDD_B1 to VDD_B5, VDD_C1, and VDD_C2 corresponding to the I / O cell blocks 101 to 105, the full-time core 121, and the part-time core 122, respectively. Supply. Note that power supplies that are simultaneously turned on / off can be controlled by the same general-purpose port. The general-purpose port 211 outputs I / O gate signals G1, G2, and G5, a core gate signal Gc, a latch signal L, and a reset signal RST that are input to the semiconductor integrated circuit 202.

割り込みコントローラ212は、半導体集積回路202に出力される割り込み信号INTを受け付けて処理している。この割り込み信号INTがアクティブになると、CPU210は割り込み処理を実行する。また、メモリI/F213にはメモリバスが接続されており、当該メモリバスにはメモリ203が接続されるととともに、半導体集積回路202のバスI/Fも接続されており、半導体集積回路202内のレジスタ163等の書き込みや読出しは、このメモリバスを介して行なわれる。   The interrupt controller 212 receives and processes the interrupt signal INT output to the semiconductor integrated circuit 202. When the interrupt signal INT becomes active, the CPU 210 executes an interrupt process. In addition, a memory bus is connected to the memory I / F 213, and a memory 203 is connected to the memory bus, and a bus I / F of the semiconductor integrated circuit 202 is also connected to the memory I / F 213. Writing to and reading from the register 163 and the like are performed via this memory bus.

更に、半導体集積回路202には、周辺装置としてのLCD204、カメラ205、メモリカード206が接続されている。これらの周辺装置は一例であり、半導体集積回路202には、様々な周辺装置を接続することができる。   Further, an LCD 204, a camera 205, and a memory card 206 as peripheral devices are connected to the semiconductor integrated circuit 202. These peripheral devices are examples, and various peripheral devices can be connected to the semiconductor integrated circuit 202.

この実施の形態では、メモリバスとリセット信号が、半導体集積回路202内のI/Oセルブロック101に対応する外部端子Tと接続されており、フルタイムコア121を介することなく、I/Oセルブロック101及びパートタイムコア122間で入出力されているものとする。   In this embodiment, the memory bus and the reset signal are connected to the external terminal T corresponding to the I / O cell block 101 in the semiconductor integrated circuit 202, and the I / O cell is not passed through the full-time core 121. It is assumed that input / output is performed between the block 101 and the part time core 122.

図8〜図10は、本発明の実施の形態5による半導体集積回路202の各信号を示したタイミングチャートであり、図7のマイコンシステム上で半導体集積回路202を制御する手順を説明するための図である。図中のVDD_B1,VDD_B2,VDD_B5,VDD_C1,VDD_C2は、それぞれI/Oセルブロック101,102,105、フルタイムコア121,パートタイムコア122への供給電源である。また、RSTはリセット信号、G1,G2,G5は、それぞれI/Oゲート回路111,112,115のI/Oゲート信号、Gcはコアゲート信号、Lはラッチ信号である。「B1→C1」は、I/Oセルブロック101からフルタイムコア121への入力信号、「C1→B1」は、フルタイムコア121からI/Oセルブロック101への出力信号、「C1→C2」は、フルタイムコア121からパートタイムコア122への入力信号である。   8 to 10 are timing charts showing respective signals of the semiconductor integrated circuit 202 according to the fifth embodiment of the present invention, for explaining the procedure for controlling the semiconductor integrated circuit 202 on the microcomputer system of FIG. FIG. VDD_B1, VDD_B2, VDD_B5, VDD_C1, and VDD_C2 in the figure are power supplies to the I / O cell blocks 101, 102, and 105, the full-time core 121, and the part-time core 122, respectively. RST is a reset signal, G1, G2, and G5 are I / O gate signals of the I / O gate circuits 111, 112, and 115, Gc is a core gate signal, and L is a latch signal. “B1 → C1” is an input signal from the I / O cell block 101 to the full time core 121, “C1 → B1” is an output signal from the full time core 121 to the I / O cell block 101, and “C1 → C2”. "Is an input signal from the full-time core 121 to the part-time core 122.

[初期化手順]
VDD_B2、VDD_B5が供給されるI/Oセルブロック102、105は、フルタイムコア121とは接続されていない。また、VDD_B5は、VDD_B1、VDD_B3、VDD_B4と同時にオン/オフ制御され、VDD_B2は、独立に制御され、かつ、パートタイムコア122が動作状態である場合に限りオンされる。
[Initialization procedure]
The I / O cell blocks 102 and 105 to which VDD_B2 and VDD_B5 are supplied are not connected to the full-time core 121. Further, VDD_B5 is controlled to be turned on / off simultaneously with VDD_B1, VDD_B3, and VDD_B4, and VDD_B2 is controlled independently and is turned on only when the part-time core 122 is in an operating state.

まず、半導体集積回路への電源投入前は、すべての外部端子がローレベルになっている。この状態から、I/O電源VDD_B1、VDD_B3、VDD_B4及びVDD_B5と、フルタイムコア電源VDD_CORE1を投入し、電源電圧が安定した後、I/Oゲート信号G1をローレベルからハイレベルへ変化させる。   First, all external terminals are at a low level before the power supply to the semiconductor integrated circuit is turned on. From this state, the I / O power supplies VDD_B1, VDD_B3, VDD_B4 and VDD_B5 and the full-time core power supply VDD_CORE1 are turned on, and after the power supply voltage is stabilized, the I / O gate signal G1 is changed from the low level to the high level.

この時、I/Oゲート回路111のI/Oセル130側が、I/Oゲート回路111の遮断状態で決まる端子の初期状態(Gate状態)から、コアゲート回路151の遮断状態で決まる端子の初期状態(STBY状態)に遷移する。I/Oゲート回路111のフルタイムコア121側は、ロー固定状態から入力データ信号DIがフルタイムコア121に入力される状態に変化する。フルタイムコア121のコアゲート回路151のフルタイムコア121側は、STBY状態のままで、コアゲート回路151のパートタイムコア122側は、ロー固定状態のままである。   At this time, the I / O cell 130 side of the I / O gate circuit 111 changes the initial state of the terminal determined by the cutoff state of the core gate circuit 151 from the initial state of the terminal determined by the cutoff state of the I / O gate circuit 111 (Gate state). Transition to (STBY state). The full time core 121 side of the I / O gate circuit 111 changes from a low fixed state to a state in which the input data signal DI is input to the full time core 121. The full time core 121 side of the core gate circuit 151 of the full time core 121 remains in the STBY state, and the part time core 122 side of the core gate circuit 151 remains in the low fixed state.

その後、パートタイムコア122の電源を投入し、電源電圧が安定した後、I/Oゲート信号G5と、コアゲート信号Gcをローレベルからハイレベルに変化させる。この時、I/Oゲート回路111もコアゲート回路151も通過状態となり、パートタイムコア122はリセット状態であるため、すべての外部端子Tは、パートタイムコア122のリセット状態で決まる初期状態(Reset状態)となる。この間、異常な電流や端子の異常な状態を経由することなく、安全に電源投入することができる。その後、リセット信号RSTをローレベルからハイレベルに変化させ、パートタイムコア122の動作を開始する。   Thereafter, the part-time core 122 is powered on, and after the power supply voltage is stabilized, the I / O gate signal G5 and the core gate signal Gc are changed from the low level to the high level. At this time, since both the I / O gate circuit 111 and the core gate circuit 151 are in the passing state, and the part-time core 122 is in the reset state, all the external terminals T are in the initial state (Reset state) determined by the reset state of the part-time core 122 ) During this time, the power can be safely turned on without going through an abnormal current or an abnormal state of the terminal. Thereafter, the reset signal RST is changed from the low level to the high level, and the operation of the part time core 122 is started.

I/Oセルブロック102の外部端子Tを使う場合、パートタイムコア122の動作開始後に、VDD_B2の電源を投入し、電源電圧が安定した後、ゲート信号G2をローレベルからハイレベルに変化させ、I/Oゲート回路112を通過状態とし、I/Oセルブロック102の外部端子Tの動作を開始する。その後、これらの外部端子Tの動作が必要なくなった時には、ゲート信号G2をローレベルに下げてI/Oゲート回路112を遮断状態とした後、VDD_B2電源を遮断する。   When using the external terminal T of the I / O cell block 102, after the operation of the part-time core 122 is started, the VDD_B2 is turned on, and after the power supply voltage is stabilized, the gate signal G2 is changed from the low level to the high level. The I / O gate circuit 112 is set in the passing state, and the operation of the external terminal T of the I / O cell block 102 is started. Thereafter, when the operation of these external terminals T becomes unnecessary, the gate signal G2 is lowered to a low level to turn off the I / O gate circuit 112, and then the VDD_B2 power supply is cut off.

[スタンバイ投入手順]
主要な回路部分であるパートタイムコア122の動作が一時必要なくなった時は、リーク電流を削減するために、パートタイムコア122の電源を遮断することができる。パートタイムコア122の回路の動作を停止させ、外部端子Tの状態を所望の状態に設定した後、ラッチ信号Lをローレベルからハイレベルに変化させる。これにより、フルタイムコア121内のラッチ回路152に端子制御信号が保持され、その後も現在の端子状態を保持させることができる。ラッチ回路152は、外部端子Tの出力レベルを固定するだけでなく、外部端子Tの端子設定情報、すなわち、プルアップ制御信号PU、入出力切替信号EN、プルダウン制御信号PDも保持される。さらに、フルタイムコア121内の論理回路に入力される外部端子Tの端子制御情報に付随する設定情報、例えば、スルー割り込みのマスク設定等も含めて保持される。
[Standby procedure]
When the operation of the part time core 122 which is a main circuit part is temporarily unnecessary, the power source of the part time core 122 can be cut off in order to reduce the leakage current. After the operation of the circuit of the part time core 122 is stopped and the state of the external terminal T is set to a desired state, the latch signal L is changed from the low level to the high level. Thereby, the terminal control signal is held in the latch circuit 152 in the full-time core 121, and the current terminal state can be held thereafter. The latch circuit 152 not only fixes the output level of the external terminal T but also holds terminal setting information of the external terminal T, that is, the pull-up control signal PU, the input / output switching signal EN, and the pull-down control signal PD. Furthermore, setting information associated with the terminal control information of the external terminal T input to the logic circuit in the full-time core 121, for example, a mask setting for a through interrupt is held.

その後、リセット信号RSTをハイレベルからローレベルに変化させる。この時、パートタイムコア122はリセット状態になるが、ラッチ回路152によって、端子制御信号が保持されたままであるので、端子状態はラッチ信号Lを立ち上げる直前の状態が保持されている。   Thereafter, the reset signal RST is changed from the high level to the low level. At this time, the part-time core 122 is in a reset state, but since the terminal control signal is held by the latch circuit 152, the terminal state is held immediately before the latch signal L is raised.

その後、コアゲート信号Gc、I/Oゲート信号G5をハイレベルからローレベルへ変化させ、パートタイムコア122の外側全体をゲート回路で固定し、パートタイムコア電源VDD_CORE2を遮断する。この時も、パートタイムコア122の電源はなくなるが、端子状態はフルタイムコア121内のラッチ回路152で保持している状態に基づいて、ラッチ信号を立ち上げた時の直前の状態を保持したままである。この間も、異常な電流や端子の異常な状態を経由することなく、安全にスタンバイ状態に投入することができる。   Thereafter, the core gate signal Gc and the I / O gate signal G5 are changed from the high level to the low level, the entire outside of the part time core 122 is fixed by the gate circuit, and the part time core power supply VDD_CORE2 is shut off. At this time, the power of the part-time core 122 is lost, but the terminal state is held immediately before the latch signal is raised based on the state held by the latch circuit 152 in the full-time core 121. It remains. During this time, it is possible to safely enter the standby state without passing through an abnormal current or an abnormal state of the terminal.

[スタンバイ復帰手順]
スタンバイ状態からパートタイムコア122を動作させたい時は、まずパートタイムコア電源VDD_CORE2を投入し、電源電圧が安定した後、I/Oゲート信号G5、コアゲート信号Gcをローレベルからハイレベルに変化させる。リセット信号RSTは、フルタイムコア121を介在させることなく、I/Oセルブロック101からパートタイムコア122へ直接伝達される。ここで、リセット信号RSTを立ち上げて、パートタイムコア122のリセットを解除する。また、メモリバスの信号群も、フルタイムコア121を介在させることなく、コアゲート信号Gcを立ち上げることにより、I/Oセルブロック101からパートタイムコア122へ直接伝達されるので、この状態にてメモリバスからパートタイムコア122のレジスタ等の書き込み及び読み出しを行なうことができる。
[Standby recovery procedure]
In order to operate the part-time core 122 from the standby state, the part-time core power supply VDD_CORE2 is first turned on, and after the power supply voltage is stabilized, the I / O gate signal G5 and the core gate signal Gc are changed from the low level to the high level. . The reset signal RST is directly transmitted from the I / O cell block 101 to the part time core 122 without interposing the full time core 121. Here, the reset signal RST is raised to release the reset of the part time core 122. Further, the signal group of the memory bus is also directly transmitted from the I / O cell block 101 to the part-time core 122 by raising the core gate signal Gc without interposing the full-time core 121. Writing to and reading from the registers of the part-time core 122 can be performed from the memory bus.

ラッチ信号Lを立ち下げる前に、メモリバスを経由して端子関連情報を前回スタンバイ状態に投入した直前の状態に書き戻す。これら書き戻すべきレジスタ設定値は、半導体集積回路202の内部には記憶されていない。このため、マイコンシステム内のメモリ203等に予め記憶しておく。端子制御情報をすべて前回スタンバイに投入した直前の状態に書き戻したら、ラッチ信号Lを立ち下げ、ラッチ回路152を通過状態とする。この時、端子状態はパートタイムコア122の回路状態に依存した状態になるが、前回スタンバイに投入した直前と同じ状態であり、端子状態が連続してスタンバイ状態から復帰される。   Before the latch signal L is lowered, the terminal related information is written back to the state immediately before the standby state is input via the memory bus. These register set values to be written back are not stored in the semiconductor integrated circuit 202. For this reason, it is stored in advance in the memory 203 or the like in the microcomputer system. When all the terminal control information is written back to the state immediately before it was put into standby last time, the latch signal L is lowered and the latch circuit 152 is made to pass. At this time, the terminal state depends on the circuit state of the part-time core 122, but is the same state as immediately before the standby state is last entered, and the terminal state is continuously returned from the standby state.

ここでは、ラッチ状態にて端子制御信号をパートタイムコア122内部に書き戻すために必要な外部端子をフルタイムコアを介在させないように構成し、また、リセット信号及びメモリバス信号を用いたが、この様な場合に限らず、設定情報を書き戻すために必要な信号群であればよく、例えばシリアル通信にてレジスタ設定する場合にはそのシリアル通信関連端子がフルタイムコア121を介在させずに、パートタイムコア122に伝達されればよい。   Here, the external terminal necessary for writing back the terminal control signal into the part-time core 122 in the latched state is configured not to interpose the full-time core, and the reset signal and the memory bus signal are used. The signal group is not limited to such a case, and any signal group necessary for writing back the setting information may be used. For example, when register setting is performed by serial communication, the serial communication related terminal does not interpose the full-time core 121. , It may be transmitted to the part-time core 122.

[電源遮断手順]
パートタイムコア122の動作状態において、半導体集積回路202全体の電源を遮断する時には、まずリセット信号RSTを立ち下げて、パートタイムコア122の動作をリセットし、I/Oゲート信号G5、コアゲート信号Gcを下げてパートタイムコア122の外側全体をゲート回路で固定し、パートタイムコア電源VDD_CORE2を遮断する。次に、I/Oゲート信号G1を立ち下げて、I/Oセルブロック101のI/Oゲート回路111を固定して、フルタイムコア電源VDD_CORE1を遮断し、I/O電源VDD_B1、VDD_B3、VDD_B4、VDD_B5を遮断し、全ての電源を遮断する。この間も、異常な電流や端子の異常な状態を経由することなく、安全に電源を遮断することができる。
[Power-off procedure]
When the power supply of the entire semiconductor integrated circuit 202 is cut off in the operation state of the part time core 122, the reset signal RST is first lowered to reset the operation of the part time core 122, and the I / O gate signal G5 and the core gate signal Gc are reset. And the entire outside of the part-time core 122 is fixed by the gate circuit, and the part-time core power supply VDD_CORE2 is shut off. Next, the I / O gate signal G1 is lowered, the I / O gate circuit 111 of the I / O cell block 101 is fixed, the full-time core power supply VDD_CORE1 is shut off, and the I / O power supplies VDD_B1, VDD_B3, VDD_B4 , Shut off VDD_B5 and shut off all power. During this time, the power supply can be safely shut off without going through an abnormal current or an abnormal state of the terminal.

[スルー割り込み処理手順]
図11は、スルー割り込みの制御手順を示したフローチャートである。スルー割り込み信号INT1の入力端子には、すべて汎用ポートの機能が多重されているものとする。スルー割り込みをイネーブルするには、まず、割り込み信号INT1の入力端子を入力状態、すなわち、入出力切替信号ENがローレベルとなるように設定し、スルー割り込みの極性設定POL1を適切に設定し、マスク設定MSK1を許可側に設定する。この時点で、所望の割り込み入力端子からアクティブレベルが入力されると、パートタイムコア122が動作状態であっても、スタンバイ状態であっても、割り込み出力端子に割り込みが伝達される。
[Through interrupt handling procedure]
FIG. 11 is a flowchart showing the control procedure of the through interrupt. It is assumed that the functions of the general-purpose port are multiplexed at all the input terminals of the through interrupt signal INT1. To enable the through interrupt, first, the input terminal of the interrupt signal INT1 is set to the input state, that is, the input / output switching signal EN is set to the low level, the through interrupt polarity setting POL1 is appropriately set, and the mask is set. Set the setting MSK1 to the permitted side. At this time, when an active level is input from a desired interrupt input terminal, an interrupt is transmitted to the interrupt output terminal regardless of whether the part-time core 122 is in an operating state or in a standby state.

スタンバイモードに移行する時には、パートタイムコア122内のレジスタ163等はすべて電源をオフすることで内容が消えてしまう。このため、マイコンシステム上のメモリ203等に予め記憶させておく。特に、スルー割り込みの極性設定POL1,POL2、マスク設定MSK1,MSK2、多重されている汎用ポートのレジスタ設定、端子機能切換機能のある端子であればその切換設定を記憶しておく。   When shifting to the standby mode, the contents of all the registers 163 and the like in the part-time core 122 are erased by turning off the power. For this reason, it is stored in advance in the memory 203 on the microcomputer system. In particular, the polarity setting POL1 and POL2 of the through interrupt, the mask settings MSK1 and MSK2, the register setting of the multiplexed general-purpose port, and the switching setting are stored if the terminal has a terminal function switching function.

マイコンシステムのCPU210に、本実施の形態の半導体集積回路202からの割り込みが発生すると、まず、現在スタンバイ状態か否かをソフトウエア制御で管理しておき、もしスタンバイ状態でなければ、通常動作時のパートタイムコア122内にある割り込み要因を示すレジスタを読み出し、その内容に従った割り込み処理を行なう。いずれの割り込み要因もフラグが立っていなかったら、スルー割り込みと判断し、スルー割り込み処理を行なう。あるいは、現在スタンバイ状態であった場合には、スタンバイ復帰手順にてパートタイムコア122を立ち上げた後、スルー割り込み処理を行なう。   When an interrupt from the semiconductor integrated circuit 202 of the present embodiment is generated in the CPU 210 of the microcomputer system, first, whether or not it is in a standby state is managed by software control. The register indicating the interrupt factor in the part-time core 122 is read, and interrupt processing is performed according to the contents. If any of the interrupt factors is not flagged, it is determined as a through interrupt and through interrupt processing is performed. Alternatively, if it is currently in a standby state, through interrupt processing is performed after the part-time core 122 is started in the standby return procedure.

スルー割り込み処理は、まずスルー割り込み信号INT1が入力される外部端子を汎用ポート入力に切り換えて、スルー割り込み信号INT1のレベルをレジスタに保持させた後、当該汎用ポートのレジスタを読み出すことによって、スルー割り込み用の外部端子への入力状態を取得する。予め記憶しておいたスルー割り込みの極性設定POL1、マスク設定MSK1と、今読み出した端子入力状態とにより、マスク設定MSK1が許可状態で、極性設定POL1がハイアクティブで、端子入力状態がハイレベルであった場合、該当端子のハイアクティブ割り込みが発生したと判断し、その割り込み処理を行なう。また、マスク設定MSK1が許可状態で、極性設定POL1はローアクティブで、端子入力状態がローレベルであった場合、該当端子のローアクティブ割り込みが発生したと判断し、その割り込み処理を行なう。   In the through interrupt process, first, the external terminal to which the through interrupt signal INT1 is input is switched to the general-purpose port input, the level of the through interrupt signal INT1 is held in the register, and then the register of the general-purpose port is read, thereby enabling the through interrupt. Get the input status to the external terminal. Depending on the polarity setting POL1 and mask setting MSK1 of the through interrupt stored in advance and the terminal input state read now, the mask setting MSK1 is enabled, the polarity setting POL1 is high active, and the terminal input state is high. If there is, it is determined that a high active interrupt at the corresponding terminal has occurred, and the interrupt processing is performed. If the mask setting MSK1 is enabled, the polarity setting POL1 is low active, and the terminal input state is low level, it is determined that a low active interrupt has occurred for the corresponding terminal, and the interrupt processing is performed.

いずれの割り込み要因も検出されなかった場合には、スルー割り込み入力端子にチャタリングが発生したと判断する。すなわち、アクティブレベルの割り込み入力が発生したが、スタンバイ復帰手順等の間に割り込み入力端子状態が逆レベルに変化してしまい、汎用ポート入力レジスタから端子入力状態がアクティブレベルではないと判断されてしまったと判断する。この場合、もしチャタリングであれば、再度割り込みが発生することを期待して、何もしないで割り込み処理を終了する。   If no interrupt factor is detected, it is determined that chattering has occurred at the through interrupt input terminal. In other words, an active level interrupt input occurred, but the interrupt input terminal state changed to the reverse level during the standby recovery procedure, etc., and it was determined from the general-purpose port input register that the terminal input state was not at the active level. Judge that In this case, if chattering, the interrupt process is terminated without expecting that an interrupt will occur again.

上記実施の形態による半導体集積回路は、I/Oゲート信号G1〜G5及びコアゲート信号Gcを用いて、I/Oゲート回路111〜115を外部から制御することによって、半導体集積回路への電源の投入及び遮断を安全に行うことができる。また、コアゲート信号Gcを用いて、I/Oゲート回路116及びコアゲート回路151を外部から制御することにより、フルタイムコア121への電源供給中に、パートタイムコア122への電源供給の遮断及び再開を安全に行うことができる。   In the semiconductor integrated circuit according to the above embodiment, the I / O gate signals 111 to 115 are externally controlled using the I / O gate signals G1 to G5 and the core gate signal Gc, thereby turning on the power to the semiconductor integrated circuit. And can be safely shut off. In addition, by controlling the I / O gate circuit 116 and the core gate circuit 151 from the outside using the core gate signal Gc, the power supply to the part-time core 122 is interrupted and restarted during the power supply to the full-time core 121. Can be done safely.

また、ラッチ信号Lを用いて、ラッチ回路152を外部から制御することにより、スタンバイモード中も外部端子Tの端子制御信号EN,PU,DO,PDを保持し、その制御状態を維持することができる。特に、入力端子として使用される外部端子Tの制御状態を維持することができる。さらにフルタイムコア121内に非同期回路162を設け、この非同期回路162に入力される信号、例えば入出力端子周辺回路の設定情報の保持をすることができる。このため、スタンバイモード中であっても、外部から見た最低限の動作状態を維持することができる。さらに、リセット信号RST、レジスタ163への書込信号、書込データ及び読出信号を用いることにより、スタンバイモードからの復帰前に、パートタイムコア122の内部状態を所望の状態に変更することができるため、スタンバイモードからの復帰を安全にかつ簡単に行なうことができる。   Further, by controlling the latch circuit 152 from the outside using the latch signal L, the terminal control signals EN, PU, DO, and PD of the external terminal T can be held and maintained in the control state even during the standby mode. it can. In particular, the control state of the external terminal T used as the input terminal can be maintained. Further, an asynchronous circuit 162 is provided in the full-time core 121, and a signal input to the asynchronous circuit 162, for example, setting information of the input / output terminal peripheral circuit can be held. For this reason, even in the standby mode, the minimum operating state seen from the outside can be maintained. Further, by using the reset signal RST, the write signal to the register 163, the write data, and the read signal, the internal state of the part-time core 122 can be changed to a desired state before returning from the standby mode. Therefore, the return from the standby mode can be performed safely and easily.

また、初期起動時にリセット信号RSTにより初期化されたパートタイムコア122の出力する端子制御信号をラッチ回路152に同時に設定して動作状態とする手順にて初期化を行なうことにより、安全にかつ端子状態を連続した状態として電源投入することができる。   In addition, the terminal control signal output from the part-time core 122 initialized by the reset signal RST at the time of initial activation is simultaneously set in the latch circuit 152 and is initialized in the procedure for setting the operation state, so that the terminal can be safely and The power can be turned on as a continuous state.

また、スタンバイ状態に移行する手順により、外部から見た最低限の動作状態を保持したままパートタイムコアの電源を遮断することができる。   Further, the power to the part-time core can be shut off while maintaining the minimum operating state seen from the outside by the procedure for shifting to the standby state.

また、スタンバイ状態から復帰する手順により、安全にかつ端子状態を連続した状態としてスタンバイ状態からの復帰を行なうことができる。   Further, by the procedure for returning from the standby state, it is possible to return from the standby state safely and with the terminal state being continued.

また、複数のI/Oゲート信号G1,G3,G4を電圧変換して共通化して外部から入力することにより、複数の電源電圧で動作する複数のI/Oセルブロックに対して、個別にI/Oゲート信号を用意する必要がなくなり、端子数の増大を防ぐことができる。   In addition, by converting a plurality of I / O gate signals G1, G3, and G4 into common and inputting them from the outside, I / O cell blocks that operate with a plurality of power supply voltages are individually connected to I / O cell blocks. It is not necessary to prepare the / O gate signal, and an increase in the number of terminals can be prevented.

また、I/Oセルブロック101内のI/Oゲート回路116を制御するコアゲート信号Gcが、レベルシフタLSにおいて電圧変換され、フルタイムコア121内のコアゲート回路151のゲート信号として用いられている。このため、I/Oセルブロック101及びパートタイムコア122を分離するI/Oゲート回路116と、フルタイムコア121及びパートタイムコア122を分離するコアゲート回路151とを単一の外部入力で制御することができ、端子数の増大を防ぐことができる。   Further, the core gate signal Gc for controlling the I / O gate circuit 116 in the I / O cell block 101 is voltage-converted in the level shifter LS and used as the gate signal for the core gate circuit 151 in the full-time core 121. Therefore, the I / O gate circuit 116 that separates the I / O cell block 101 and the part-time core 122 and the core gate circuit 151 that separates the full-time core 121 and the part-time core 122 are controlled by a single external input. And increase in the number of terminals can be prevented.

また、フルタイムコア121に非同期回路162を備え、この非同期回路162は、パートタイムコア122への電源供給中でも電源遮断中であっても動作可能であり、ラッチ回路152の出力信号及び外部端子Tからの入力信号に基づいて動作している。このため、入力端子及び出力端子を連携させる機能を実現する論理回路をパートタイムコアの電源遮断時であっても動作させることができ、これらの外部端子の端子制御情報と、論理回路の設定情報も合わせて保持することができる。   Further, the asynchronous circuit 162 is provided in the full-time core 121. The asynchronous circuit 162 can operate even when power is supplied to the part-time core 122 or when the power is cut off. The output signal of the latch circuit 152 and the external terminal T It operates based on the input signal from. For this reason, the logic circuit that realizes the function of linking the input terminal and the output terminal can be operated even when the power of the part-time core is shut off, and the terminal control information of these external terminals and the setting information of the logic circuit Can also be held together.

また、外部端子Tからの入力信号及びパートタイムコア122からの出力信号のいずれかを選択して出力するセレクタと、上記セレクタによる信号選択を指示する信号選択情報をラッチするラッチ回路152と、出力信号のレベルを反転するか否かの信号反転情報をラッチするラッチ回路152とをフルタイムコア121に備えることにより、パートタイムコア122が動作状態であっても電源遮断状態であっても、ある外部端子Tの入力状態を別の外部端子Tの出力状態に選択的に伝えることができる。また、これらの外部端子Tが、レベルシフタLSを介して接続された異なるI/Oセルブロック101〜105に接続されている場合には、当該半導体集積回路をレベルシフタとして利用することができる。   Further, a selector that selects and outputs either an input signal from the external terminal T or an output signal from the part time core 122, a latch circuit 152 that latches signal selection information instructing signal selection by the selector, and an output By providing the full-time core 121 with a latch circuit 152 that latches signal inversion information indicating whether to invert the signal level, the part-time core 122 may be in an operating state or in a power-off state. The input state of the external terminal T can be selectively transmitted to the output state of another external terminal T. Further, when these external terminals T are connected to different I / O cell blocks 101 to 105 connected through the level shifter LS, the semiconductor integrated circuit can be used as a level shifter.

また、外部端子Tから入力されるアドレス信号及びチップセレクト信号に基づいて、新たなチップセレクト信号を生成するアドレスデコーダと、パートタイムコア122及び上記アドレスデコーダの出力信号のいずれかを選択して出力するセレクタと、上記セレクタによる信号選択を指示する信号選択情報をラッチするラッチ回路152をフルタイムコアに備えることにより、パートタイムコア122が動作状態であっても電源遮断状態であっても、新たなチップセレクト信号を外部端子Tへ出力することができ、別の半導体集積回路のチップセレクトとして常時使用することができる。   Further, based on the address signal and chip select signal input from the external terminal T, the address decoder for generating a new chip select signal, and the part time core 122 and the output signal of the address decoder are selected and output. And a latch circuit 152 for latching signal selection information for instructing signal selection by the selector are provided in the full-time core, so that a new one can be obtained regardless of whether the part-time core 122 is in an operating state or a power-off state. A chip select signal can be output to the external terminal T, and can always be used as a chip select for another semiconductor integrated circuit.

また、パートタイムコア122が動作状態であっても電源遮断状態であっても、他の半導体集積回路が発生する割り込み信号を複数束ねてマイコン部に割り込みとして伝えることができる。   Even when the part-time core 122 is in an operating state or a power-off state, a plurality of interrupt signals generated by other semiconductor integrated circuits can be bundled and transmitted to the microcomputer unit as an interrupt.

また、パートタイムコアが動作状態であっても電源遮断状態であっても伝えられる割り込みを、どの状態であっても正常に処理できるマイコンシステムを提供できる。   Further, it is possible to provide a microcomputer system that can normally process an interrupt that is transmitted regardless of whether the part-time core is in an operating state or a power-off state.

本実施の形態では、パートタイムコアを1つのコアブロックとしたが、さらに複数のパートタイムコアに分割して、動作機能ごとに電源遮断することにより、さらなる消費電力の最適化をすることができる。   In this embodiment, the part-time core is a single core block. However, the power consumption can be further optimized by further dividing the part-time core into a plurality of part-time cores and shutting off the power for each operation function. .

なお、上記実施の形態では、外部端子Tの端子制御信号が、プルアップ制御信号PU、入出力切替信号EN、プルダウン制御信号PD、出力データDOである場合の例について説明したが、出力バッファの駆動能力切換信号や、シュミットトリガ入力機能のオン/オフ制御信号や、プルアップ抵抗やプルダウン抵抗の抵抗値切換信号等を含めることもできる。   In the above embodiment, an example in which the terminal control signal of the external terminal T is the pull-up control signal PU, the input / output switching signal EN, the pull-down control signal PD, and the output data DO has been described. A drive capability switching signal, a Schmitt trigger input function on / off control signal, a pull-up resistance or pull-down resistance value switching signal, and the like can also be included.

また、上記実施の形態では、I/OセルがデジタルCMOS入出力端子である場合の例について説明したが、本発明は、アナログバッファが含まれている半導体集積回路にも適用可能である。例えば、水晶発振用やCR発振用の発振バッファが含まれる場合であれば、その発振オン/オフ設定等を端子制御信号とすることもできる。また、差動出力バッファが含まれる場合であれば、差動振幅や差動オフセット電圧の設定、差動バッファのオン/オフ等を制御する信号を端子制御信号とすることもできる。また、差動入力バッファが含まれる場合であれば、差動入力スレッショールド電圧の設定や、差動バッファのオン/オフ等を制御する信号を端子制御信号とすることもできる。また、アナログ電圧入出力バッファが含まれる場合であれば、I/Oゲート回路に代えて、パストランジスタでその経路を切断してもよい。   In the above embodiment, an example in which the I / O cell is a digital CMOS input / output terminal has been described. However, the present invention is also applicable to a semiconductor integrated circuit including an analog buffer. For example, if an oscillation buffer for crystal oscillation or CR oscillation is included, the oscillation on / off setting or the like can be used as the terminal control signal. If a differential output buffer is included, a signal for controlling setting of differential amplitude and differential offset voltage, ON / OFF of the differential buffer, and the like can be used as a terminal control signal. If a differential input buffer is included, a signal for controlling setting of a differential input threshold voltage, ON / OFF of the differential buffer, and the like can be used as a terminal control signal. If an analog voltage input / output buffer is included, the path may be cut by a pass transistor instead of the I / O gate circuit.

また、上記実施の形態では、フルタイムコア121に内蔵する論理回路として、組み合わせ回路のみを例としたが、クロックを必要とする順序回路を内蔵することもできる。しかし、フルタイムコア121のリーク電流を低減するためには、フルタイムコア121の回路規模すなわちトランジスタ数を極力減らすことが有効であり、近年、同期設計される順序回路をフルタイムコア121に内蔵すると、クロックツリーおよびパスのタイミング調整用ゲート等がフルタイムコア121に含まれてしまうことから、フルタイムコア121の規模に注意する必要がある。   In the above embodiment, only the combinational circuit is taken as an example of the logic circuit built in the full-time core 121. However, a sequential circuit that requires a clock may be built in. However, in order to reduce the leakage current of the full-time core 121, it is effective to reduce the circuit scale of the full-time core 121, that is, the number of transistors as much as possible. In recent years, a sequential circuit designed synchronously is built in the full-time core 121. Then, since the clock tree, the gate for adjusting the timing of the path, and the like are included in the full-time core 121, it is necessary to pay attention to the scale of the full-time core 121.

また、上記実施の形態では、フルタイムコア121とパートタイムコア122を同じ電圧レベルで動作するコアとしたが、異なる電源電圧で動作するものとしても良い。コア電圧を上げれば動作電流は上がるが、リーク電流は下がる傾向にある。このため、フルタイムコア121は高めの電圧を供給し、パートタイムコア122よりも、さらにリーク電流を低減させることも可能である。また、フルタイムコア121をI/Oセルブロック101〜105の電源電圧で動作させるよう設計すれば、さらに高耐圧トランジスタを用いた回路にて設計でき、さらにリーク電流を低減することも可能である。   In the above embodiment, the full-time core 121 and the part-time core 122 are cores that operate at the same voltage level, but may operate at different power supply voltages. Increasing the core voltage increases the operating current, but the leakage current tends to decrease. Therefore, the full-time core 121 supplies a higher voltage, and the leakage current can be further reduced as compared with the part-time core 122. Further, if the full-time core 121 is designed to operate with the power supply voltage of the I / O cell blocks 101 to 105, it can be designed with a circuit using a higher voltage transistor, and the leakage current can be further reduced. .

また、上記実施の形態では、I/Oゲート信号G1〜G5、コアゲート信号Gc、ラッチ信号Lを、すべて外部からの端子入力信号としたが、これらをフルタイムコア121やI/Oセルブロック101〜105で生成し、マイコンチップからの制御はシリアル通信等を用いれば、さらに端子数を低減することができる。   In the above embodiment, the I / O gate signals G1 to G5, the core gate signal Gc, and the latch signal L are all input terminal signals from the outside. However, these are used as the full-time core 121 and the I / O cell block 101. If the serial communication or the like is used for the control from the microcomputer chip, the number of terminals can be further reduced.

また、上記実施の形態では、電源回路を外部に置き、それらの出力のオン/オフ制御をマイコンの汎用ポートで行っている場合の例について説明したが、電源回路自体を本実施の形態の半導体集積回路内部に配置してもよい。また、電源回路からの供給電源を伝えるか否かを制御することができるパストランジスタを上記実施の形態による半導体集積回路に内蔵してもよい。これらの場合には、電源供給のオン/オフ制御を汎用ポートでなく、シリアル通信にて制御することもできる。   In the above embodiment, an example in which the power supply circuit is placed outside and the output on / off control is performed by the general-purpose port of the microcomputer is described. However, the power supply circuit itself is the semiconductor of this embodiment. You may arrange | position inside an integrated circuit. In addition, a pass transistor that can control whether or not to supply power from the power supply circuit may be incorporated in the semiconductor integrated circuit according to the above embodiment. In these cases, on / off control of power supply can be controlled not by a general-purpose port but by serial communication.

本発明の実施の形態1による半導体集積回路の概略構成例を示した図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention. 図1のI/Oセルブロック101及びフルタイムコア121の一構成例を示した回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of an I / O cell block 101 and a full-time core 121 in FIG. 1. 本発明の実施の形態2による半導体集積回路の要部について一構成例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed one structural example about the principal part of the semiconductor integrated circuit by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による半導体集積回路の要部について一構成例を示した図である。It is the figure which showed one structural example about the principal part of the semiconductor integrated circuit by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による半導体集積回路の要部について一構成例を示した図である。It is the figure which showed one structural example about the principal part of the semiconductor integrated circuit by Embodiment 4 of this invention. CS設定1及びCS設定2がともにハイレベルの場合の動作の一例を示した表示である。It is the display which showed an example of the operation | movement when both CS setting 1 and CS setting 2 are high level. 本発明の実施の形態5による半導体集積回路を含むマイコンシステムの一例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed an example of the microcomputer system containing the semiconductor integrated circuit by Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5による半導体集積回路202の各信号を示したタイミングチャートである。10 is a timing chart showing signals of a semiconductor integrated circuit 202 according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態5による半導体集積回路202の各信号を示したタイミングチャートである。10 is a timing chart showing signals of a semiconductor integrated circuit 202 according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態5による半導体集積回路202の各信号を示したタイミングチャートである。10 is a timing chart showing signals of a semiconductor integrated circuit 202 according to a fifth embodiment of the present invention. スルー割り込みの制御手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the control procedure of through interruption. 従来の半導体集積回路内部における電源分離の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the power supply isolation | separation in the conventional semiconductor integrated circuit. 図12のI/Oセルブロック101の詳細構成が示されている。A detailed configuration of the I / O cell block 101 of FIG. 12 is shown.

符号の説明Explanation of symbols

101〜106 I/Oセルブロック
111〜116 I/Oゲート回路
101〜105 I/Oセルブロック
111〜115 ゲート回路
121 フルタイムコア
122 パートタイムコア
130 I/Oセル
131 出力バッファ
132 プルアップ用トランジスタ
133 プルダウン用トランジスタ
134 アンド素子
LS レベルシフタ
151 コアゲート回路
152 ラッチ回路
153 アンド素子
154 ラッチ素子
161 同期回路
162 非同期回路
163 レジスタ
200 マイコンチップ
201 電源回路
202 半導体集積回路
203 メモリ
211 汎用ポート
212 割り込みコントローラ
B1〜B5 ゲート信号
CS チップセレクト信号
DI 入力データ信号
DO 出力データ信号
EN 入出力切替信号
PD プルダウン制御信号
PU プルアップ制御信号
G1〜G5 I/Oゲート信号
Gc,Gcc コアゲート信号
L ラッチ信号
Lc ラッチ制御信号
LS レベルシフタ
POL1,POL2 極性設定
MSK1,MSK2 マスク設定
RST リセット信号
SEL1,SEL2 セレクト信号
RST リセット信号
T,T1,T1a〜T1d,T2,T2a,T2b 外部端子
VDD_B1〜VDD_B5 I/Oセルブロックの電源電圧
VDD_C1 フルタイムコアの電源電圧
VDD_C2 パートタイムコアの電源電圧
101-106 I / O cell block 111-116 I / O gate circuit 101-105 I / O cell block 111-115 Gate circuit 121 Full time core 122 Part time core 130 I / O cell 131 Output buffer 132 Pull-up transistor 133 Pull-down transistor 134 AND element LS Level shifter 151 Core gate circuit 152 Latch circuit 153 AND element 154 Latch element 161 Synchronous circuit 162 Asynchronous circuit 163 Register 200 Microcomputer chip 201 Power supply circuit 202 Semiconductor integrated circuit 203 Memory 211 General-purpose port 212 Interrupt controllers B1 to B5 Gate signal CS Chip select signal DI Input data signal DO Output data signal EN Input / output switching signal PD Pull-down control signal PU Pull-up control signal G1-G5 I / O gate signal Gc, Gcc Core gate signal L Latch signal Lc Latch control signal LS Level shifter POL1, POL2 Polarity setting MSK1, MSK2 Mask setting RST Reset signal SEL1, SEL2 Select signal RST Reset signal T, T1, T1a to T1d , T2, T2a, T2b External terminals
VDD_B1 to VDD_B5 I / O cell block power supply voltage
VDD_C1 Full-time core power supply voltage
VDD_C2 Part time core power supply voltage

Claims (9)

独立して電源供給される回路領域としてのフルタイムコア及びパートタイムコアと、外部入力及び外部出力を行うための多数の外部端子とを備え、上記フルタイムコアへの電源供給中に上記パートタイムコアへの電源供給を一時的に遮断することができる半導体集積回路において、
上記パートタイムコアは、多数のレジスタを含む同期回路を有し、
上記フルタイムコアは、外部入力されるコアゲート信号に基づいて、上記パートタイムコアに対する入出力信号を所定レベルに固定して遮断するコアゲート回路と、
上記コアゲート回路を介して上記同期回路からの出力信号が入力され、外部入力されるラッチ信号に基づいて、入力信号の通過及び保持を選択的に行うラッチ回路と、
論理素子の組み合わせ回路であって、外部入力される第1信号及び上記ラッチ回路からの出力信号に基づいて、外部出力される第2信号を生成する非同期回路とを有することを特徴とする半導体集積回路。
A full-time core and a part-time core as circuit areas to be independently supplied with power, and a plurality of external terminals for external input and output, and the part-time during the power supply to the full-time core In a semiconductor integrated circuit capable of temporarily interrupting power supply to the core,
The part-time core has a synchronization circuit including a large number of registers,
The full-time core is based on a core gate signal input from the outside, and a core gate circuit that fixes and shuts off an input / output signal for the part-time core at a predetermined level;
A latch circuit that receives an output signal from the synchronization circuit via the core gate circuit and selectively passes and holds the input signal based on an externally input latch signal;
A semiconductor integrated circuit comprising a combination circuit of logic elements and an asynchronous circuit that generates a second signal output externally based on a first signal input externally and an output signal from the latch circuit circuit.
独立して電源供給される回路領域としてのI/Oセルブロックを備え、
上記I/Oセルブロックは、上記フルタイムコア及び上記外部端子を接続するI/Oセルを有し、
上記I/Oセルは、外部入力されるI/Oゲート信号に基づいて、上記フルタイムコア及び外部端子間の入出力信号を所定レベルに固定して遮断する第1のI/Oゲート回路とを有することを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
An I / O cell block as a circuit area that is independently supplied with power,
The I / O cell block has an I / O cell that connects the full-time core and the external terminal,
The I / O cell includes a first I / O gate circuit that blocks an input / output signal between the full-time core and an external terminal at a predetermined level based on an input I / O gate signal. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, comprising:
上記I/Oセルブロックは、上記パートタイムコア及び上記外部端子を接続するI/Oセルを有し、
上記I/Oセルは、上記コアゲート信号に基づいて、上記パートタイムコア及び上記外部端子間の入出力信号を所定レベルに固定して遮断する第2のI/Oゲート回路とを有することを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
The I / O cell block has an I / O cell that connects the part-time core and the external terminal,
The I / O cell includes a second I / O gate circuit that blocks an input / output signal between the part-time core and the external terminal at a predetermined level based on the core gate signal. The semiconductor integrated circuit according to claim 2.
上記第1信号及び第2信号は、上記I/Oセルを介して上記外部端子から入出力され、
上記第1信号が入力されるI/Oセルは、上記同期回路が生成する出力制御信号に基づいて入出力方向が制御され、
上記出力制御信号は、上記コアゲート回路及び上記ラッチ回路を介して上記I/Oセルに入力されることを特徴とする請求項2に記載の半導体集積回路。
The first signal and the second signal are input / output from the external terminal via the I / O cell,
The input / output direction of the I / O cell to which the first signal is input is controlled based on the output control signal generated by the synchronization circuit,
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the output control signal is input to the I / O cell via the core gate circuit and the latch circuit.
上記レジスタをリセットするためのリセット信号が、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記パートタイムコアへ上記外部端子から入力され、
上記レジスタに対する書込信号及び読出信号が、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記パートタイムコアへ上記外部端子から入力され、
上記レジスタから読み出されたデータが、上記コアゲート回路又は上記第2のI/Oゲート回路を介して、上記ラッチ回路を介在させることなく、上記外部端子へ出力されることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体集積回路。
A reset signal for resetting the register is input from the external terminal to the part-time core via the core gate circuit or the second I / O gate circuit.
A write signal and a read signal for the register are input from the external terminal to the part-time core via the core gate circuit or the second I / O gate circuit,
The data read from the register is output to the external terminal via the core gate circuit or the second I / O gate circuit without interposing the latch circuit. 2. The semiconductor integrated circuit according to 2 or 3.
上記パートタイムコアは、上記I/Oセルブロックよりも電源電圧が低く、
上記コアゲート信号は、電圧変換を行うレベルシフタを介して、上記I/Oセルブロックから上記パートタイムコアへ出力されることを特徴とする請求項3に記載の半導体集積回路。
The part-time core has a lower power supply voltage than the I / O cell block,
4. The semiconductor integrated circuit according to claim 3, wherein the core gate signal is output from the I / O cell block to the part-time core through a level shifter that performs voltage conversion.
請求項5に記載した半導体集積回路を初期化するための制御方法であって、
上記コアゲート回路、第1のI/Oゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態、上記ラッチ回路を通過状態、上記レジスタをリセット状態にそれぞれ維持するステップと、
上記フルタイムコア及びI/Oセルブロックに対する電源供給を開始するステップと、
上記フルタイムコア及びI/Oセルブロックの電源電圧の安定化後に、上記第1のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へ切り替えるステップと、
上記I/Oゲート回路の導通後に、上記パートタイムコアに対する電源供給を開始するステップと、
上記パートタイムコアの電源電圧の安定化後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へそれぞれ切り替えるステップと、
上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の導通後に、上記リセット状態を解除するステップとを備えたことを特徴とする半導体集積回路の制御方法。
A control method for initializing a semiconductor integrated circuit according to claim 5, comprising:
Maintaining the core gate circuit, the first I / O gate circuit and the second I / O gate circuit in a cut-off state, passing through the latch circuit, and maintaining the register in a reset state;
Starting power supply to the full-time core and I / O cell block;
After the power supply voltage of the full-time core and the I / O cell block is stabilized, switching the first I / O gate circuit from a cut-off state to a pass state;
Starting power supply to the part-time core after conduction of the I / O gate circuit;
Switching the core gate circuit and the second I / O gate circuit from a cut-off state to a passing state after stabilization of the power supply voltage of the part-time core, and
A method for controlling a semiconductor integrated circuit, comprising: releasing the reset state after the core gate circuit and the second I / O gate circuit are turned on.
請求項5に記載した半導体集積回路を上記パートタイムコアへの電源供給が遮断されたスタンバイモードへ移行させるための制御方法であって、
上記フルタイムコア、パートタイムコア及びI/Oセルブロックへの電源供給中に、上記ラッチ回路を通過状態から保持状態へ切り替えるステップと、
上記ラッチ回路の保持状態への切り替え後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲートを通過状態から遮断状態へ切り替えるステップと、
上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の遮断後に、上記パートタイムコアに対する電源供給を遮断するステップとを備えたことを特徴とする半導体集積回路の制御方法。
A control method for shifting the semiconductor integrated circuit according to claim 5 to a standby mode in which power supply to the part-time core is interrupted,
Switching the latch circuit from a passing state to a holding state during power supply to the full-time core, part-time core, and I / O cell block;
Switching the core gate circuit and the second I / O gate from a passing state to a blocking state after switching to the holding state of the latch circuit;
And a step of shutting off power supply to the part-time core after the core gate circuit and the second I / O gate circuit are shut off.
半導体集積回路を上記スタンバイモードから復帰させるための制御方法であって、
上記パートタイムコアに対する電源供給を開始するステップと、
上記パートタイムコアの電源電圧の安定化後、かつ、上記レジスタをリセット状態に維持した後に、上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路を遮断状態から通過状態へ切り替えるステップと、
上記コアゲート回路及び第2のI/Oゲート回路の導通後に、上記レジスタに対する書き込み及び読き出しを行って、上記レジスタをスタンバイモードへの移行直前の状態に復帰させるステップと、
上記レジスタの復帰後に、上記ラッチ回路を保持状態から通過状態へ切り替えるステップとを備えたことを特徴とする請求項8に記載の半導体集積回路の制御方法。
A control method for returning a semiconductor integrated circuit from the standby mode,
Starting power supply to the part-time core;
Switching the core gate circuit and the second I / O gate circuit from a cut-off state to a passing state after stabilizing the power supply voltage of the part-time core and maintaining the register in a reset state;
After the core gate circuit and the second I / O gate circuit are turned on, writing to and reading from the register to return the register to the state immediately before the transition to the standby mode;
9. The method of controlling a semiconductor integrated circuit according to claim 8, further comprising a step of switching the latch circuit from a holding state to a passing state after the register is restored.
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