JP5105415B2 - Semiconductor device, power supply system including the same, and startup control method for semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置およびそれを備えた電源システムならびに半導体装置の起動制御方法に関し、特に、複数の電源から電力が供給される半導体装置およびそれを備えた電源システムならびに半導体装置の起動制御方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, a power supply system including the semiconductor device, and a startup control method for the semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device supplied with power from a plurality of power supplies, a power supply system including the semiconductor device, and a startup control method for the semiconductor device. .
複数の電源系を有するLSI(Large Scale Integration)の電源制御方法として、たとえば、特許文献1には、以下のような電源投入制御方法が開示されている。すなわち、電源監視回路は複数の電源が投入された否かをチェックし、すべての電源が投入された場合のみ論理回路が、平滑回路を介して各MOS(Metal Oxide Semiconductor)−FET(Field Effect Transistor)を同時にオンさせる。これにより、オン状態の各MOS−FETを介して各電源からの電力がLSI内部回路の素子に供給される。 As a power control method for an LSI (Large Scale Integration) having a plurality of power systems, for example, Patent Literature 1 discloses the following power-on control method. That is, the power supply monitoring circuit checks whether or not a plurality of power supplies are turned on, and only when all the power supplies are turned on, the logic circuit is connected to each MOS (Metal Oxide Semiconductor) -FET (Field Effect Transistor) via the smoothing circuit. ) At the same time. As a result, power from each power source is supplied to the elements of the LSI internal circuit via each MOS-FET in the on state.
このような構成により、LSIの内部回路に複数の電源からの電力が同時に供給される。よって、電源投入時、各電源の投入順序が不定であっても、内部回路の素子に突入電流が流れることを防止することができるため、内部回路の素子が破壊されることを回避することができる。しかも、各MOS−FETは平滑回路により徐々にオンするので、内部回路の素子の破壊を確実に防ぐことができる。
しかしながら、特許文献1記載の電源投入制御方法は、下記の問題点を有する。すなわち、第1に、すべての電源を同時にオンするか、同時にオフするかの制御しかできないため、たとえばLSIのスタンバイ時に複数の電源のうち一部の電源のみをオフする必要がある電源システムには適用できない。 However, the power-on control method described in Patent Document 1 has the following problems. That is, firstly, since it is only possible to control whether all the power supplies are turned on or off at the same time, for example, in a power supply system in which only a part of a plurality of power supplies needs to be turned off during standby of the LSI. Not applicable.
第2に、論理回路が、各MOS−FETを同時にオンさせるための制御信号を各MOS−FETへ出力しても、各MOS−FETがオンする時間のばらつきにより、LSIに対して複数の電源からの電力を同時に供給できない場合がある。この場合、すべての電源からの電力がLSIに供給されるまでの間、LSIが外部から受ける信号のLSI内部回路における状態(レベル)、およびLSIから外部端子へ出力される信号の状態が不定となってしまう。 Second, even if the logic circuit outputs a control signal for simultaneously turning on each MOS-FET to each MOS-FET, a plurality of power supplies are supplied to the LSI due to variations in the time when each MOS-FET is turned on. May not be able to supply power simultaneously. In this case, until the power from all the power supplies is supplied to the LSI, the state (level) of the signal received by the LSI from the outside in the LSI internal circuit and the state of the signal output from the LSI to the external terminal are indefinite. turn into.
第3に、各MOS−FETは平滑回路により徐々にオンするため、各MOS−FETがオンするのに時間がかかることから、LSIの起動時間が長くなってしまう。 Thirdly, since each MOS-FET is gradually turned on by the smoothing circuit, it takes time for each MOS-FET to be turned on, so that the startup time of the LSI becomes long.
それゆえに、本発明の目的は、種々の電源起動シーケンスに対応し、回路動作の安定化を図り、かつ起動時間を短縮することが可能な半導体装置およびそれを備えた電源システムならびに半導体装置の起動制御方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device, a power supply system including the semiconductor device capable of stabilizing circuit operations and shortening the startup time, and the startup of the semiconductor device, corresponding to various power supply startup sequences. It is to provide a control method.
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる半導体装置は、複数の電源から電力が供給される半導体装置であって、それぞれ複数の電源に対応して設けられ、各々が対応の電源から電力を受けるための複数の電源端子と、複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達すると第1の論理レベルから第2の論理レベルに変わる制御信号を受けるための制御端子と、半導体装置の外部から第1の信号を受け、制御信号が第2の論理レベルである場合には第1の信号を通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には第1の信号の通過を禁止する第1の制御回路と、第1の制御回路を通過した第1の信号を受け、第2の信号を出力する内部回路と、内部回路から第2の信号を受け、制御信号が第2の論理レベルである場合には第2の信号を半導体装置の外部に通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には第2の信号の通過を禁止する第2の制御回路とを備える。第1および第2の制御回路は、複数の電源から複数の電源端子を介して与えられる電力によって動作する。内部回路は、複数の電源のうちの少なくとも1つの電源から複数の電源端子のうちの少なくとも1つの電源端子を介して与えられる電力によって動作する。 In order to solve the above problems, a semiconductor device according to one aspect of the present invention is a semiconductor device in which a plurality of power supply or et power is supplied, are respectively provided corresponding to the plurality of power supply, each corresponding a control terminal for receiving a plurality of power supply terminals for receiving power from a power source, a control signal which varies the output voltage of the plurality of power supplies respectively reach the plurality of voltage thresholds from a first logic level to a second logic level When the control signal is at the second logic level, the first signal is passed, and when the control signal is at the first logic level, the first signal is received from outside the semiconductor device. A first control circuit that prohibits the passage of the signal, an internal circuit that receives the first signal that has passed through the first control circuit and outputs a second signal, a second signal from the internal circuit, When the control signal is at the second logic level Passed through a second signal to the outside of the semiconductor device, when the control signal is at a first logic level and a second control circuit for inhibiting the passage of the second signal. The first and second control circuits operate with electric power supplied from a plurality of power supplies via a plurality of power supply terminals. The internal circuit is operated by power supplied from at least one power source of the plurality of power sources through at least one power source terminal of the plurality of power source terminals.
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる電源システムは、複数の電源と、複数の電源の各々の出力電圧を監視し、複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達すると第1の論理レベルから第2の論理レベルに変わる制御信号を生成する電源監視部と、半導体装置とを備える。この半導体装置は、それぞれ複数の電源に対応して設けられ、各々が対応の電源からの電力を受けるための複数の電源端子と、制御信号を受けるための制御端子と、半導体装置の外部から第1の信号を受け、制御信号が第2の論理レベルである場合には第1の信号を通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には第1の信号の通過を禁止する第1の制御回路と、第1の制御回路を通過した第1の信号を受け、第2の信号を出力する内部回路と、内部回路から第2の信号を受け、制御信号が第2の論理レベルである場合には第2の信号を半導体装置の外部に通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には第2の信号の通過を禁止する第2の制御回路とを含む。第1および第2の制御回路は、複数の電源から複数の電源端子を介して与えられる電力によって動作する。内部回路は、複数の電源のうちの少なくとも1つの電源から複数の電源端子のうちの少なくとも1つの電源端子を介して与えられる電力によって動作する。 In order to solve the above problems, a power supply system according to one aspect of the present invention includes a plurality of power supply, monitors the output voltage of each of the plurality of power supply, the output voltages of the power source reaches to the plurality of voltage thresholds Then a power supply monitoring unit for generating a control signal from a first logic level changes to a second logic level, Ru and a semiconductor device. The semiconductor device is provided corresponding to each of a plurality of power supplies, each of which has a plurality of power supply terminals for receiving power from the corresponding power supply, a control terminal for receiving a control signal, and a first externally connected to the semiconductor device. The first signal is passed when the control signal is at the second logic level, and the first signal is inhibited from passing when the control signal is at the first logic level. 1 control circuit, an internal circuit that receives the first signal that has passed through the first control circuit and outputs a second signal, and receives a second signal from the internal circuit, and the control signal is at the second logic level. And a second control circuit that passes the second signal to the outside of the semiconductor device and prohibits the passage of the second signal when the control signal is at the first logic level. The first and second control circuits operate with electric power supplied from a plurality of power supplies via a plurality of power supply terminals. The internal circuit is operated by power supplied from at least one power source of the plurality of power sources through at least one power source terminal of the plurality of power source terminals.
上記課題を解決するために、本発明のある局面に係わる半導体装置の起動制御方法は、複数の電源から電力が供給される半導体装置の起動制御方法であって、複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達したという条件が満たされていない場合には第1の論理レベルの制御信号を半導体装置へ出力し、複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達したという条件が満たされた場合には第2の論理レベルの制御信号を半導体装置へ出力するステップと、制御信号が第2の論理レベルである場合には、半導体装置の外部から受けた入力信号を半導体装置の内部回路へ通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には、入力信号の通過を禁止するステップと、制御信号が第2の論理レベルである場合には、内部回路の出力信号を半導体装置の外部へ通過させ、制御信号が第1の論理レベルである場合には、出力信号の通過を禁止するステップとを含む。 In order to solve the above problems, the start control method of the semiconductor device according to one aspect of the present invention is the activation control method of a semiconductor device in which a plurality of power supply or et power is supplied, a plurality of the output voltage of the power supply When the condition that each of the plurality of voltage thresholds has reached a plurality of voltage thresholds is not satisfied, a control signal of the first logic level is output to the semiconductor device, and the output voltages of the plurality of power supplies respectively reach the plurality of voltage thresholds. A step of outputting a control signal of the second logic level to the semiconductor device if the condition is satisfied, and an input signal received from the outside of the semiconductor device if the control signal is of the second logic level; If the control signal is at the first logic level and passing the signal to the internal circuit of the device, and prohibiting the passage of the input signal; and if the control signal is at the second logic level, the output of the internal circuit Trust It is passed through to the outside of the semiconductor device, when the control signal is at a first logic level, and a step of prohibiting the passage of the output signal.
本発明によれば、種々の電源起動シーケンスに対応し、回路動作の安定化を図り、かつ起動時間を短縮することができる。 According to the present invention, it is possible to cope with various power supply startup sequences, stabilize the circuit operation, and shorten the startup time.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[構成および基本動作]
図1は、本発明の実施の形態に係る電源システムの構成を示す図である。
[Configuration and basic operation]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a power supply system according to an embodiment of the present invention.
図1を参照して、電源システム301は、半導体装置101,201と、電源PS1〜PS3と、電源監視部61とを備える。半導体装置201は、半導体装置101によって制御される。
With reference to FIG. 1, a
半導体装置101は、制御回路CKTA,CKTB,CKTCと、内部回路51と、入力端子TIN1,TIN2と、出力端子TOUT1,TOUT2と、制御端子TCONT1と、電源端子TPS1〜TPS3とを備える。制御回路CKTAは、AND回路5,6を含む。制御回路CKTBは、AND回路7,8を含む。制御回路CKTCは、AND回路9,10を含む。電源監視部61は、電源監視回路1〜3と、AND回路4とを含む。
The
電源PS1〜PS3は、電力を生成し、生成した電力を半導体装置101に供給する。半導体装置101における電源端子TPS1〜TPS3は、電源PS1〜PS3からの電力をそれぞれ受ける。
The power supplies PS1 to PS3 generate power and supply the generated power to the
制御回路CKTA,CKTB,CKTCは、それぞれ電源端子TPS1〜TPS3を介して供給される電源PS1〜PS3からの電力によって動作する。 The control circuits CKTA, CKTB, and CKTC are operated by power from the power supplies PS1 to PS3 supplied via the power supply terminals TPS1 to TPS3, respectively.
内部回路51は、電源端子TPS1〜TPS3を介して供給される電源PS1〜PS3からの電力のうちの少なくともいずれか1つによって動作する。
The
電源監視部61は、電源PS1〜PS3が正常に半導体装置101に電力を供給しているか否かを監視する。
The
より詳細には、電源監視回路1〜3は、電源PS1〜PS3の出力電圧をそれぞれ監視し、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達した場合には論理ハイレベルの検出信号をそれぞれ出力し、電源PS1〜PS3の出力電圧が第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値未満である場合には論理ローレベルの検出信号をそれぞれ出力する。 More specifically, the power supply monitoring circuits 1 to 3 monitor the output voltages of the power supplies PS1 to PS3, respectively, and when the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 reach the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, respectively. Outputs a logic high level detection signal, and outputs a logic low level detection signal when the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 are lower than the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, respectively.
AND回路4は、電源監視回路1〜3からそれぞれ受けた検出信号の論理積を出力する。すなわち、AND回路4は、電源PS1〜PS3の出力電圧のうちのいずれか1つが電圧閾値未満である場合には論理ローレベルの信号を出力し、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達した場合には論理ハイレベルの制御信号CONT3を出力する。 AND circuit 4 outputs a logical product of detection signals received from power supply monitoring circuits 1 to 3, respectively. That is, the AND circuit 4 outputs a logic low level signal when any one of the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 is less than the voltage threshold, and the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 are the first voltages, respectively. When the voltage threshold value to the third voltage threshold value are reached, a logic high level control signal CONT3 is output.
半導体装置101における制御端子TCONT1は、AND回路4からの制御信号CONT3を受ける。
A control terminal TCONT 1 in the
制御回路CKTA,CKTB,CKTCは、入力端子TIN1,TIN2を介して半導体装置101の外部から受けた信号を内部回路51へ出力する。また、制御回路CKTA,CKTB,CKTCは、内部回路51で生成された信号を出力端子TOUT1,TOUT2を介して半導体装置101の外部へ出力する。また、制御回路CKTA,CKTB,CKTCは、電源監視部61の監視結果に基づいて、半導体装置101の外部から受けた信号を内部回路51へ出力するか否かを切り替え、かつ内部回路51で生成された信号を半導体装置101の外部へ出力するか否かを切り替える。
The control circuits CKTA, CKTB, and CKTC output signals received from the outside of the
[動作]
次に、本発明の実施の形態に係る電源システムが半導体装置に電源を投入する際の動作について説明する。
[Operation]
Next, an operation when the power supply system according to the embodiment of the present invention supplies power to the semiconductor device will be described.
電源PS1〜PS3がオンすると、電源PS1〜PS3のすべてから半導体装置101に電力が正常に供給される。すなわち、半導体装置101の電源端子TPS1〜TPS3にそれぞれ電力が供給されるため、半導体装置101における制御回路CKTA,CKTB,CKTCおよび内部回路51に電力が供給される。
When the power supplies PS1 to PS3 are turned on, power is normally supplied to the
また、電源監視回路1〜3は、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達しているため、論理ハイレベルの検出信号をそれぞれ出力する。 Further, the power supply monitoring circuits 1 to 3 each output a logic high level detection signal because the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 have reached the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, respectively.
AND回路4は、電源監視回路1〜3のすべてから論理ハイレベルの検出信号を受けて、論理ハイレベルの制御信号CONT3を半導体装置101の制御端子TCONT1へ出力する。
The AND circuit 4 receives a logic high level detection signal from all of the power supply monitoring circuits 1 to 3 and outputs a logic high level
AND回路5は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、入力端子TIN1を介して外部から受けた信号の論理レベルを制御回路CKTCへ伝達する。 The AND circuit 5 receives the logic high level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and transmits the logic level of the signal received from the outside via the input terminal TIN1 to the control circuit CKTC.
AND回路6は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、内部回路51から受けた信号の論理レベルを出力端子TOUT1を介して制御信号CONT1として半導体装置201に伝達する。
The AND circuit 6 receives the logic high level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and sends the logic level of the signal received from the
AND回路9は、AND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、AND回路5から受けた信号の論理レベルを内部回路51に伝達する。
AND circuit 9 receives logic high level
AND回路7は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、入力端子TIN2を介して外部から受けた信号の論理レベルを制御回路CKTCへ伝達する。 The AND circuit 7 receives a logic high level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and transmits the logic level of the signal received from the outside via the input terminal TIN2 to the control circuit CKTC.
AND回路8は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、内部回路51から受けた信号の論理レベルを出力端子TOUT2を介して制御信号CONT2として半導体装置201に伝達する。
The AND circuit 8 receives the logic high level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and converts the logic level of the signal received from the
AND回路10は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ハイレベルの制御信号CONT3を受けて、AND回路7から受けた信号の論理レベルを内部回路51に伝達する。
The AND
一方、電源PS1〜PS3のすべてから半導体装置101に電力が正常に供給されるまでの間、電源監視回路1〜3のうちの少なくともいずれか1個は、対応の電源の出力電圧が電圧閾値未満であるため論理ローレベルの検出信号を出力する。
On the other hand, until power is normally supplied from all of the power supplies PS1 to PS3 to the
AND回路4は、電源監視回路1〜3のうちの少なくともいずれか1個から論理ローレベルの検出信号を受けて、論理ローレベルの制御信号CONT3を半導体装置101へ出力する。
The AND circuit 4 receives a logic low level detection signal from at least one of the power supply monitoring circuits 1 to 3, and outputs a logic low level
AND回路5は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、入力端子TIN1を介して外部から受けた信号の制御回路CKTCへの出力を停止する。すなわち、AND回路5は、入力端子TIN1を介して外部から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへ出力する。 The AND circuit 5 receives a logic low level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and stops outputting the signal received from the outside via the input terminal TIN1 to the control circuit CKTC. That is, the AND circuit 5 outputs a logic low level signal to the control circuit CKTC regardless of the logic level of the signal received from the outside via the input terminal TIN1.
AND回路6は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、内部回路51から受けた信号の半導体装置201への出力を停止する。すなわち、AND回路6は、内部回路51から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を制御信号CONT1として半導体装置201へ出力する。
The AND circuit 6 receives a logic low level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and stops outputting the signal received from the
AND回路9は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、AND回路5から受けた信号の内部回路51への出力を停止する。すなわち、AND回路9は、AND回路5から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
The AND circuit 9 receives the logic low level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and stops outputting the signal received from the AND circuit 5 to the
AND回路7は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、入力端子TIN2を介して外部から受けた信号の制御回路CKTCへの出力を停止する。すなわち、AND回路7は、入力端子TIN2を介して外部から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへ出力する。 The AND circuit 7 receives the logic low level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and stops the output of the signal received from the outside via the input terminal TIN2 to the control circuit CKTC. That is, AND circuit 7 outputs a logic low level signal to control circuit CKTC regardless of the logic level of the signal received from the outside via input terminal TIN2.
AND回路8は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、内部回路51から受けた信号の半導体装置201への出力を停止する。すなわち、AND回路6は、内部回路51から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を制御信号CONT2として半導体装置201へ出力する。
The AND circuit 8 receives the logic low level control signal CONT3 from the AND circuit 4 via the control terminal TCONT1, and stops outputting the signal received from the
AND回路10は、制御端子TCONT1経由でAND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けて、AND回路7から受けた信号の内部回路51への出力を停止する。すなわち、AND回路10は、AND回路7から受けた信号の論理レベルに関わらず論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
The AND
図2は、本発明の実施の形態に係る電源システムの起動時における半導体装置101の各端子および内部回路の状態の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the state of each terminal and internal circuit of the
図2を参照して、電源PS1、PS2、PS3は、この順番にオンされる。すなわち、電源端子TPS1、電源端子TPS2、電源端子TPS3には、この順番に電源PS1〜PS3から電力が供給される。 Referring to FIG. 2, power supplies PS1, PS2, and PS3 are turned on in this order. That is, power is supplied from the power supplies PS1 to PS3 to the power supply terminal TPS1, the power supply terminal TPS2, and the power supply terminal TPS3 in this order.
時刻T0においては、電源PS1〜PS3から制御回路CKTA,CKTB,CKTCにそれぞれ電力が供給されていないため、制御回路CKTA,CKTB,CKTCは動作していない。このとき、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。 At time T0, power is not supplied from the power sources PS1 to PS3 to the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC, respectively, so that the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC are not operating. At this time, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level.
時刻T1において、電源端子TPS1を介して電源PS1からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTAは動作を開始する。しかしながら、電源PS2,PS3からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTAは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1として半導体装置201へ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへ出力する。
At time T1, power supply from the power supply PS1 is started via the power supply terminal TPS1. Then, the control circuit CKTA starts operating. However, since power supply is not started from the power supplies PS2 and PS3, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuit CKTA outputs a logic low level signal as the control signal CONT1 to the
時刻T2において、電源端子TPS2を介して電源PS2からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTBは動作を開始する。しかしながら、電源PS3からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTA,CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1,CONT2として半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。
At time T2, power supply from the power supply PS2 is started via the power supply terminal TPS2. Then, the control circuit CKTB starts its operation. However, since the power supply from the power source PS3 has not started, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuits CKTA and CKTB output logic low level signals to the
時刻T3において、電源端子TPS3を介して電源PS3からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTCは動作を開始する。しかしながら、電源PS3の出力電圧が第3の電圧閾値に達していないため、AND回路4は、未だ論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。したがって、制御回路CKTA,CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1,CONT2として半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、AND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けているため、論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
At time T3, power supply from the power supply PS3 is started via the power supply terminal TPS3. Then, the control circuit CKTC starts operation. However, since the output voltage of the power supply PS3 does not reach the third voltage threshold, the AND circuit 4 still outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuits CKTA and CKTB output logic low level signals to the
時刻T4において、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達したことから、AND回路4は、論理ハイレベルの制御信号CONT3を出力する。そうすると、制御回路CKTA,CKTBは、内部回路51から受けた信号を半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ半導体装置101の外部から受けた信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、制御回路CKTA,CKTBからそれぞれ受けた信号を内部回路51へ出力する。
At time T4, since the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 have reached the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic high level. Then, control circuits CKTA and CKTB output signals received from
図3は、本発明の実施の形態に係る電源システムの起動時における半導体装置101の各端子および内部回路の状態の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the state of each terminal and internal circuit of the
図3を参照して、電源PS2、PS1、PS3は、この順番にオンされる。すなわち、電源端子TPS2、電源端子TPS1、電源端子TPS3には、この順番に電源PS1〜PS3から電力が供給される。 Referring to FIG. 3, power supplies PS2, PS1, and PS3 are turned on in this order. That is, power is supplied from the power supplies PS1 to PS3 to the power supply terminal TPS2, the power supply terminal TPS1, and the power supply terminal TPS3 in this order.
時刻T0においては、電源PS1〜PS3から制御回路CKTA,CKTB,CKTCにそれぞれ電力が供給されていないため、制御回路CKTA,CKTB,CKTCは動作していない。このとき、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。 At time T0, power is not supplied from the power sources PS1 to PS3 to the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC, respectively, so that the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC are not operating. At this time, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level.
時刻T1において、電源端子TPS2を介して電源PS2からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTBは動作を開始する。しかしながら、電源PS1,PS3からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT2として半導体装置201へ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへ出力する。
At time T1, power supply from the power supply PS2 is started via the power supply terminal TPS2. Then, the control circuit CKTB starts its operation. However, since power supply from the power sources PS1 and PS3 has not started, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuit CKTB outputs a logic low level signal to the
時刻T2において、電源端子TPS1を介して電源PS1からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTAは動作を開始する。しかしながら、電源PS3からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTA,CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1,CONT2として半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。
At time T2, power supply from the power supply PS1 is started via the power supply terminal TPS1. Then, the control circuit CKTA starts operating. However, since the power supply from the power source PS3 has not started, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuits CKTA and CKTB output logic low level signals to the
時刻T3において、電源端子TPS3を介して電源PS3からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTCは動作を開始する。しかしながら、電源PS3の出力電圧が第3の電圧閾値に達していないため、AND回路4は、未だ論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。したがって、制御回路CKTA,CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1,CONT2として半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、AND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けているため、論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
At time T3, power supply from the power supply PS3 is started via the power supply terminal TPS3. Then, the control circuit CKTC starts operation. However, since the output voltage of the power supply PS3 does not reach the third voltage threshold, the AND circuit 4 still outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuits CKTA and CKTB output logic low level signals to the
時刻T4において、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達したことから、AND回路4は、論理ハイレベルの制御信号CONT3を出力する。そうすると、制御回路CKTA,CKTBは、内部回路51から受けた信号を半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ半導体装置101の外部から受けた信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、制御回路CKTA,CKTBからそれぞれ受けた信号を内部回路51へ出力する。
At time T4, since the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 have reached the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic high level. Then, control circuits CKTA and CKTB output signals received from
図4は、本発明の実施の形態に係る電源システムの起動時における半導体装置101の各端子および内部回路の状態の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of the state of each terminal and internal circuit of the
図4を参照して、電源PS3、PS1、PS2は、この順番にオンされる。すなわち、電源端子TPS3、電源端子TPS1、電源端子TPS2には、この順番に電源PS1〜PS3から電力が供給される。 Referring to FIG. 4, power supplies PS3, PS1, and PS2 are turned on in this order. That is, power is supplied from the power supplies PS1 to PS3 to the power supply terminal TPS3, the power supply terminal TPS1, and the power supply terminal TPS2 in this order.
時刻T0においては、電源PS1〜PS3から制御回路CKTA,CKTB,CKTCにそれぞれ電力が供給されていないため、制御回路CKTA,CKTB,CKTCは動作していない。このとき、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。 At time T0, power is not supplied from the power sources PS1 to PS3 to the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC, respectively, so that the control circuits CKTA, CKTB, and CKTC are not operating. At this time, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level.
時刻T1において、電源端子TPS3を介して電源PS3からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTCは動作を開始する。しかしながら、電源PS1,PS2からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTCは、論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
At time T1, power supply from the power supply PS3 is started via the power supply terminal TPS3. Then, the control circuit CKTC starts operation. However, since power supply from the power sources PS1 and PS2 has not been started, the AND circuit 4 outputs a control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuit CKTC outputs a logic low level signal to the
時刻T2において、電源端子TPS1を介して電源PS1からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTAは動作を開始する。しかしながら、電源PS3からは電力供給が開始されていないため、AND回路4は、論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、制御回路CKTAは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1として半導体装置201へ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへ出力する。また、制御回路CKTCは、論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
At time T2, power supply from the power supply PS1 is started via the power supply terminal TPS1. Then, the control circuit CKTA starts operating. However, since the power supply from the power source PS3 has not started, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuit CKTA outputs a logic low level signal as the control signal CONT1 to the
時刻T3において、電源端子TPS2を介して電源PS2からの電力供給が開始される。そうすると、制御回路CKTBは動作を開始する。しかしながら、電源PS2の出力電圧が第2の電圧閾値に達していないため、AND回路4は、未だ論理ローレベルの制御信号CONT3を出力している。したがって、制御回路CKTA,CKTBは、論理ローレベルの信号を制御信号CONT1,CONT2として半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ論理ローレベルの信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、AND回路4から論理ローレベルの制御信号CONT3を受けているため、論理ローレベルの信号を内部回路51へ出力する。
At time T3, power supply from the power supply PS2 is started via the power supply terminal TPS2. Then, the control circuit CKTB starts its operation. However, since the output voltage of the power supply PS2 does not reach the second voltage threshold, the AND circuit 4 still outputs the control signal CONT3 having a logic low level. Therefore, the control circuits CKTA and CKTB output logic low level signals to the
時刻T4において、電源PS1〜PS3の出力電圧がそれぞれ第1の電圧閾値〜第3の電圧閾値に達したことから、AND回路4は、論理ハイレベルの制御信号CONT3を出力する。そうすると、制御回路CKTA,CKTBは、内部回路51から受けた信号を半導体装置201へそれぞれ出力し、かつ半導体装置101の外部から受けた信号を制御回路CKTCへそれぞれ出力する。また、制御回路CKTCは、制御回路CKTA,CKTBからそれぞれ受けた信号を内部回路51へ出力する。
At time T4, since the output voltages of the power supplies PS1 to PS3 have reached the first voltage threshold value to the third voltage threshold value, the AND circuit 4 outputs the control signal CONT3 having a logic high level. Then, control circuits CKTA and CKTB output signals received from
ところで、特許文献1記載の電源投入制御方法では、第1に、たとえばLSIのスタンバイ時に複数の電源のうち一部の電源のみをオフする必要がある電源システムには適用できない。第2に、すべての電源からの電力がLSIに供給されるまでの間、LSIが外部から受ける信号のLSI内部回路における状態(レベル)、およびLSIから外部端子へ出力される信号の状態が不定となってしまう。第3に、LSIの起動時間が長くなってしまう。 By the way, the power-on control method described in Patent Document 1 cannot be applied first to a power supply system in which only a part of a plurality of power supplies needs to be turned off at the time of standby of an LSI, for example. Second, the state (level) of the signal received from the outside in the LSI and the state of the signal output from the LSI to the external terminal are indefinite until power from all the power supplies is supplied to the LSI. End up. Third, the startup time of the LSI becomes long.
しかしながら、本発明の実施の形態に係る半導体装置101では、電源PS1〜PS3のすべてが投入された後、電源PS1〜PS3の一部をオフにしてスタンバイ状態にする場合、オフされた電源に対応する電源監視回路が、論理ローレベルの検出信号を出力することから、AND回路4は論理ローレベルの制御信号CONT3を出力する。したがって、このような場合でも、半導体装置101の内部回路51への信号および半導体装置201への制御信号CONT1,CONT2は論理ローレベルに固定されていることから、半導体装置101および201における貫通電流および誤動作を防止することができる。
However, in the
また、本発明の実施の形態に係る半導体装置101では、電源PS1〜PS3のすべてから半導体装置101に電力が正常に供給されるまでの間、半導体装置101の内部回路51への信号が論理ローレベルに固定される。これにより、半導体装置101が外部から受ける信号のLSI内部回路における状態(レベル)が不定になることを防ぐことができる。また、電源PS1〜PS3のすべてから半導体装置101に電力が正常に供給されるまでの間、半導体装置101から常に論理ローレベルの制御信号CONT1,CONT2が出力される。これにより、半導体装置101から外部端子へ出力される信号の状態が不定になることを防ぐことができる。
Further, in the
すなわち、電源PS1〜PS3の電源投入順序が不確定であっても、電源PS1〜PS3のすべてが投入されるまでは、半導体装置101の内部回路51への信号および半導体装置201への制御信号CONT1,CONT2は論理ローレベルに固定されていることから、半導体装置101および201における貫通電流および誤動作を防止することができる。また、何らかの不具合で電源PS1〜PS3が誤った順番で起動した場合でも、半導体装置101および201が破壊されることを防ぐことができる。
That is, even if the power-on sequence of the power supplies PS1 to PS3 is uncertain, the signals to the
また、本発明の実施の形態に係る半導体装置101は、MOS−FET等の回路を介さずに電源端子TPS1〜TPS3において電源PS1〜PS3からの電力を直接受ける構成であることから、半導体装置101と電源PS1〜PS3との間の回路に起因して起動時間が長くなることを防ぐことができる。
In addition, the
したがって、本発明の実施の形態に係る半導体装置101および電源システム301では、種々の電源起動シーケンスに対応し、回路動作の安定化を図り、かつ起動時間を短縮することができる。
Therefore, in the
また、本発明の実施の形態に係る半導体装置101および電源システム301では、ハードウェアのみで、電源PS1〜PS3のすべてから半導体装置101に電力が正常に供給されたか否かに応じて、半導体装置101の外部からの信号を有効にするか無効にするかを切り替え、かつ半導体装置101の内部回路51で生成されて半導体装置201へ出力されるべき信号を有効にするか無効にするかを切り替える。このような構成により、ソフトウェア等を用いることなく、あるいはソフトウェアの手順を複雑にすることなく、安全に電源を投入することができる。
Further, in the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
51 内部回路、61 電源監視部、101,201 半導体装置、301 電源システム、PS1〜PS3 電源、CKTA,CKTB,CKTC 制御回路、TIN1,TIN2 入力端子、TOUT1,TOUT2 出力端子、TCONT1 制御端子、TPS1〜TPS3 電源端子、1〜3 電源監視回路、4〜10 AND回路。 51 internal circuit, 61 power supply monitoring unit, 101, 201 semiconductor device, 301 power supply system, PS1 to PS3 power supply, CKTA, CKTB, CKTC control circuit, TIN1, TIN2 input terminal, TOUT1, TOUT2 output terminal, TCONT1 control terminal, TPS1 TPS3 power supply terminal, 1-3 power supply monitoring circuit, 4-10 AND circuit.
Claims (3)
それぞれ前記複数の電源に対応して設けられ、各々が対応の電源から電力を受けるための複数の電源端子と、
前記複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達すると第1の論理レベルから第2の論理レベルに変わる制御信号を受けるための制御端子と、
前記半導体装置の外部から第1の信号を受け、前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には前記第1の信号を通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には前記第1の信号の通過を禁止する第1の制御回路と、
前記第1の制御回路を通過した前記第1の信号を受け、第2の信号を出力する内部回路と、
前記内部回路から前記第2の信号を受け、前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には前記第2の信号を前記半導体装置の外部に通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には前記第2の信号の通過を禁止する第2の制御回路とを備え、
前記第1および第2の制御回路は、前記複数の電源から前記複数の電源端子を介して与えられる電力によって動作し、
前記内部回路は、前記複数の電源のうちの少なくとも1つの電源から前記複数の電源端子のうちの少なくとも1つの電源端子を介して与えられる電力によって動作する半導体装置。 A semiconductor device in which a plurality of power supply or et power is supplied,
A plurality of power supply terminals each provided corresponding to the plurality of power supplies, each receiving power from a corresponding power supply;
A control terminal for receiving a control signal that changes from a first logic level to a second logic level when output voltages of the plurality of power sources respectively reach a plurality of voltage thresholds ;
When a first signal is received from the outside of the semiconductor device, the first signal is passed when the control signal is at the second logic level, and the control signal is at the first logic level Includes a first control circuit that prohibits passage of the first signal;
An internal circuit for receiving the first signal passing through the first control circuit and outputting a second signal ;
When the second signal is received from the internal circuit and the control signal is at the second logic level, the second signal is allowed to pass outside the semiconductor device, and the control signal is transmitted to the first circuit. A second control circuit for prohibiting the passage of the second signal when it is at a logic level ;
The first and second control circuits are operated by electric power supplied from the plurality of power supplies via the plurality of power supply terminals,
The internal circuit is a semiconductor device that operates by electric power supplied via at least one power supply terminal of the plurality of power supply terminals from at least one power source of the plurality of power supply.
前記複数の電源の各々の出力電圧を監視し、前記複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達すると第1の論理レベルから第2の論理レベルに変わる制御信号を生成する電源監視部と、
半導体装置とを備え、
前記半導体装置は、
それぞれ前記複数の電源に対応して設けられ、各々が対応の電源からの電力を受けるための複数の電源端子と、
前記制御信号を受けるための制御端子と、
前記半導体装置の外部から第1の信号を受け、前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には前記第1の信号を通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には前記第1の信号の通過を禁止する第1の制御回路と、
前記第1の制御回路を通過した前記第1の信号を受け、第2の信号を出力する内部回路と、
前記内部回路から前記第2の信号を受け、前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には前記第2の信号を前記半導体装置の外部に通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には前記第2の信号の通過を禁止する第2の制御回路とを含み、
前記第1および第2の制御回路は、前記複数の電源から前記複数の電源端子を介して与えられる電力によって動作し、
前記内部回路は、前記複数の電源のうちの少なくとも1つの電源から前記複数の電源端子のうちの少なくとも1つの電源端子を介して与えられる電力によって動作する電源システム。 Multiple power supplies,
Monitoring the output voltage of each of the plurality of power supply, the power supply monitoring unit the output voltages of the power supply for generating a control signal respectively vary from reaching the plurality of voltage thresholds first logic level to a second logic level When,
A semiconductor device,
The semiconductor device includes:
A plurality of power supply terminals each provided corresponding to the plurality of power supplies, each receiving power from a corresponding power supply;
A control terminal for receiving the control signal;
When a first signal is received from the outside of the semiconductor device, the first signal is passed when the control signal is at the second logic level, and the control signal is at the first logic level Includes a first control circuit that prohibits passage of the first signal;
An internal circuit for receiving the first signal passing through the first control circuit and outputting a second signal ;
When the second signal is received from the internal circuit and the control signal is at the second logic level, the second signal is allowed to pass outside the semiconductor device, and the control signal is transmitted to the first circuit. If the logic level seen including a second control circuit for prohibiting the passing of said second signal,
The first and second control circuits are operated by electric power supplied from the plurality of power supplies via the plurality of power supply terminals,
The internal circuit is operated by power supplied from at least one of the plurality of power supplies through at least one power terminal of the plurality of power terminals .
前記複数の電源の出力電圧がそれぞれ複数の電圧閾値に達したという条件が満たされていない場合には第1の論理レベルの制御信号を前記半導体装置へ出力し、前記複数の電源の出力電圧がそれぞれ前記複数の電圧閾値に達したという前記条件が満たされた場合には第2の論理レベルの制御信号を前記半導体装置へ出力するステップと、
前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には、前記半導体装置の外部から受けた入力信号を前記半導体装置の内部回路へ通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には、前記入力信号の通過を禁止するステップと、
前記制御信号が前記第2の論理レベルである場合には、前記内部回路の出力信号を前記半導体装置の外部へ通過させ、前記制御信号が前記第1の論理レベルである場合には、前記出力信号の通過を禁止するステップとを含む半導体装置の起動制御方法。 A startup control method of a semiconductor device in which a plurality of power supply or et power is supplied,
When the condition that the output voltages of the plurality of power supplies have reached a plurality of voltage thresholds is not satisfied, a control signal of a first logic level is output to the semiconductor device, and the output voltages of the plurality of power supplies Outputting a control signal of a second logic level to the semiconductor device when the condition that each of the plurality of voltage thresholds has been satisfied is satisfied ;
When the control signal is at the second logic level, an input signal received from outside the semiconductor device is passed to an internal circuit of the semiconductor device, and the control signal is at the first logic level. The step of prohibiting the passage of the input signal ;
When the control signal is at the second logic level, the output signal of the internal circuit is passed to the outside of the semiconductor device, and when the control signal is at the first logic level, the output And a step of inhibiting the passage of signals .
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