JP5498047B2 - 半導体集積回路 - Google Patents
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Description
と、前記温度センサおよび前記電圧モニタからの信号に基づき、前記ジャンクション温度が基準温度に達しているか否か、前記電源電圧が基準電圧よりも低いか否かをそれぞれ判断し、前記電源電圧が基準電圧よりも高い場合は前記発熱回路を動作させず、前記ジャンクション温度が基準温度に達していない場合で、かつ前記電源電圧が基準電圧よりも低い場合に前記発熱回路を動作させ、前記ジャンクション温度が基準温度に到達すると、前記発熱回路の動作を停止させる制御回路とで構成される遅延特性補償回路を、チップの内部と表面を含むロジックエリアに設けた半導体集積回路が提供される。
図3は、本発明の第1の実施の形態として、本発明による遅延特性補償回路の構成を示すブロック図および該遅延特性補償回路を組み込む半導体集積回路のレイアウトを示す平面図である。
図4は、本発明の第2の実施の形態として、図3に示す遅延特性補償回路の構成例(その1)を示す回路図である。図4において、図3に示す制御回路13は、例えば2入力のNORゲート13aで構成することができる。NORゲート13aの一方の入力端子には温度センサ11の出力が入力され、他方の入力端子には電圧モニタ12の出力が入力されている。NORゲート13aの出力端子は発熱回路10の制御ポートに接続されている。
図5は、本発明の第3の実施の形態として、図3に示す遅延特性補償回路の構成例(その2)を示す回路図である。図5(1)に示すように、本第3の実施の形態では、図3に示す発熱回路10として、故障検出の目的で既に配置されているSCANテスト回路16を利用する場合を示す。そのため、セレクタ17a,17bと、クロック発生回路18と、データ発生回路19とを追加してある。温度センサ11、電圧モニタ12および制御回路13は、図4に示した構成である。
図6は、本発明の第4の実施の形態として、図3に示す遅延特性補償回路の配置例(その1)を示す回路図である。本第4の実施の形態では、図6に示すように、図3に示す遅延特性補償回路4を、温度センサ11と電圧モニタ12と制御回路13との組と、発熱回路10とに分けて、温度センサ11と電圧モニタ12と制御回路13とをまとめて配置した回路ブロック21をロジックエリア2のチップ内の任意の一箇所に配置し、発熱回路10を配置した回路ブロック23をロジックエリア2内に均一に複数個配置し、回路ブロック21に設けた制御端子22と各回路ブロック23に設けた制御端子24とを接続する構成としてある。
図7は、本発明の第5の実施の形態として、図3に示す遅延特性補償回路の配置例(その2)を示す回路図である。本第5の実施の形態では、図7に示すように、図3に示す遅延特性補償回路4を構成する発熱回路10と温度センサ11と電圧モニタ12と制御回路13との全体をまとめて回路ブロック26に配置し、回路ブロック26をロジックエリア2内に均一に複数個配置する構成としてある。
図8は、本発明の第6の実施の形態として、図3に示す遅延特性補償回路の配置例(その3)を示す回路図である。本第6の実施の形態では、図8に示すように、ロジックエリア2の或る箇所において、クロックCLKが共通のバッファ28から供給されるフリップフロップ29,30の間に、クロックCLKとのタイミングがクリティカルなデータパス31が存在する場合に、このクリティカルなデータパス31の近傍に、図3に示す遅延特性補償回路4を構成する発熱回路10と温度センサ11と電圧モニタ12と制御回路13とを適宜に配置し、クリティカルなデータパス31近傍を加熱して遅延特性を補償・調節できる構成としてある。
Claims (6)
- 電源電圧が基準電圧より低く、且つジャンクション温度が基準温度に達していない場合に、低温度になるほど遅延時間が大きくなる半導体集積回路であって、
チップの内部と表面を含むロジックエリアに遅延特性補償回路を備え、
前記遅延特性補償回路は、
自己動作により熱を発生し半導体集積回路を加熱する発熱回路と、
前記ジャンクション温度を測定する温度センサと、
前記電源電圧を測定する電圧モニタと、
前記温度センサおよび前記電圧モニタからの信号に基づき、前記ジャンクション温度が前記基準温度に達しているか否かと前記電源電圧が前記基準電圧よりも低いか否かとの組み合わせを判定し、前記電源電圧が前記基準電圧よりも高い場合は前記発熱回路を動作させず、前記ジャンクション温度が前記基準温度に達していない場合で、かつ前記電源電圧が前記基準電圧よりも低い場合に前記発熱回路を動作させ、前記ジャンクション温度が前記基準温度に到達すると、前記発熱回路の動作を停止させる制御回路と、を含む
ことを特徴とする半導体集積回路。 - 前記温度センサと前記電圧モニタと前記制御回路とをまとめて配置した回路ブロックが前記ロジックエリアにおけるチップ内の任意の一箇所に配置され、前記発熱回路が前記ロジックエリア内に均一に複数個配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
- 前記発熱回路と前記温度センサと前記電圧モニタと前記制御回路とをまとめて配置した回路ブロックが前記ロジックエリア内に均一に複数個配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
- 前記発熱回路と前記温度センサと前記電圧モニタと前記制御回路とが、クロックとのタイミングがクリティカルなデータパス近傍に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
- 前記発熱回路は、故障検出の目的で既に配置されているSCANテスト回路であり、前記制御回路は、前記電源電圧が前記基準電圧よりも高い場合には前記SCANテスト回路にクロックとデータとを入力させず、前記ジャンクション温度が前記基準温度に達していない場合で、かつ前記電源電圧が前記基準電圧よりも低い場合に、前記SCANテスト回路にクロックとデータとを入力させて動作させ、前記ジャンクション温度が前記基準温度に到達すると、前記SCANテスト回路へのクロックとデータの入力を中止させることを特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
- 前記制御回路は、第1信号および第2信号を入力信号としてNOR演算をして高レベルまたは低レベルを出力するNORゲートを備え、前記NORゲートが高レベルを出力する場合は前記発熱回路を動作させ、前記NORゲートが低レベルを出力する場合は前記発熱回路を動作させず、
前記温度センサは、前記ジャンクション温度が前記基準温度よりも高い場合は前記NORゲートが高レベルと判定する前記第1信号を出力し、前記ジャンクション温度が前記基準温度よりも低い場合は前記NORゲートが低レベルと判定する前記第1信号を出力し、
前記電圧モニタは、前記電源電圧が前記基準電圧よりも高い場合は前記NORゲートが高レベルと判定する前記第2信号を出力し、前記電源電圧が前記基準電圧よりも低い場合は前記NORゲートが低レベルと判定する前記第2信号を出力する
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の半導体集積回路。
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