JP5695538B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP5695538B2
JP5695538B2 JP2011222989A JP2011222989A JP5695538B2 JP 5695538 B2 JP5695538 B2 JP 5695538B2 JP 2011222989 A JP2011222989 A JP 2011222989A JP 2011222989 A JP2011222989 A JP 2011222989A JP 5695538 B2 JP5695538 B2 JP 5695538B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
output
circuit
voltage
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011222989A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013085082A (en
Inventor
神崎 照明
照明 神崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2011222989A priority Critical patent/JP5695538B2/en
Publication of JP2013085082A publication Critical patent/JP2013085082A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5695538B2 publication Critical patent/JP5695538B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Description

本発明は、複数の異なる電圧で動作する回路を含んだ半導体装置に関し、特に、I/O(Input/Output)回路を含んだ半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device including a circuit that operates at a plurality of different voltages, and more particularly to a semiconductor device including an I / O (Input / Output) circuit.

近年、半導体装置の高機能化、多機能化が進んでおり、それに伴って高集積化(製造方式の微細化)も進んでいる。このような半導体装置においては、外部のデバイスなどに接続されるI/O回路が搭載されている。   In recent years, semiconductor devices have become more sophisticated and multifunctional, and accordingly, higher integration (miniaturization of manufacturing methods) is also progressing. In such a semiconductor device, an I / O circuit connected to an external device or the like is mounted.

I/O回路は、入力や出力のI/O基本機能を有するだけでなく、外部端子の抵抗プルアップ機能や抵抗プルダウン機能を搭載したり、内部コア回路の電源遮断時に、コア電圧とI/O電圧との間に配置されたレベル変換回路に出力を固定する機能を加えて、コア電圧不定時の貫通電流の抑止を図ったり、内部コア回路の電源遮断時に端子状態を保持する回路を搭載したりして、高機能化が進んでいる。   The I / O circuit has not only basic I / O functions for input and output, but also a resistance pull-up function and a resistance pull-down function for external terminals, and when the internal core circuit is powered off, Adds a function to fix the output to the level conversion circuit arranged between the O voltage and suppresses the through current when the core voltage is indefinite, or has a circuit that keeps the terminal state when the internal core circuit is powered off As a result, higher functionality is progressing.

ここで、集積度の高いトランジスタを動作させる低電位の電圧をコア電圧と呼び、そのような低電位で動作する回路を内部コア回路と呼ぶことにする。また、外部インタフェースを行なうための集積度の低いトランジスタを動作させる高電位、たとえば3.3Vや5Vの電圧をI/O電圧と呼ぶことにする。   Here, a low-potential voltage that operates a highly integrated transistor is called a core voltage, and a circuit that operates at such a low potential is called an internal core circuit. In addition, a high potential for operating a low-integration transistor for performing an external interface, for example, a voltage of 3.3 V or 5 V is referred to as an I / O voltage.

コア電圧で動作する回路においては製造方式の微細化が進んでいるのに対して、I/O回路においては外部I/F(Interface)電圧である3.3Vや5Vなどの電圧に耐え得るトランジスタ特性を得る必要があるため、トランジスタのゲート酸化膜の薄膜化が進んでおらず、製造方式の微細化が遅れている。   Transistors that can withstand voltages such as 3.3 V and 5 V, which are external interface (I / F) voltages, are being used in I / O circuits, whereas circuits that operate at core voltages are becoming increasingly finer. Since it is necessary to obtain the characteristics, the gate oxide film of the transistor is not thinned, and the miniaturization of the manufacturing method is delayed.

たとえば、コア電圧で動作するトランジスタのゲート長は0.16μmなどであるのに対し、I/O回路のトランジスタのゲート長は1μmなどである。これに関連する技術として、下記の特許文献1に開示された発明がある。   For example, the gate length of a transistor operating at a core voltage is 0.16 μm, while the gate length of a transistor in an I / O circuit is 1 μm. As a technology related to this, there is an invention disclosed in Patent Document 1 below.

特許文献1に開示されたディスクドライブで使用するための集積回路は、コア電圧に接続されたコアロジックモジュールと、入力/出力電圧に接続された入力/出力バッファモジュールであって、コアロジックモジュールに接続された入力/出力バッファ制御線を備える入力/出力バッファモジュールと、コア電圧が安全な動作レベルより下であるときには常に、I/Oバッファが出力動作を行わないように動作し得るI/Oバッファモジュールのモードスイッチ入力とを備える。一つの実施例は、安全な動作レベルを満足しているときを判定するコアロジックモジュールを備える。もう一つの実施例は、コア電圧と入力/出力電圧とに動作接続され、安全な動作レベルを満足しているときを判定し、出力がI/Oバッファモジュールのモードスイッチ入力に接続された別個のレベル検出回路モジュールを備える。   An integrated circuit for use in a disk drive disclosed in Patent Document 1 includes a core logic module connected to a core voltage, and an input / output buffer module connected to an input / output voltage. An input / output buffer module with connected input / output buffer control lines and an I / O that can operate so that the I / O buffer does not perform output operations whenever the core voltage is below a safe operating level A mode switch input of the buffer module. One embodiment comprises a core logic module that determines when a safe operating level is satisfied. Another embodiment is a separate connected operably connected to the core voltage and the input / output voltage to determine when a safe operating level is met and the output is connected to the mode switch input of the I / O buffer module. Level detection circuit module.

特表2003−530733号公報Special table 2003-530733 gazette

上述のように、I/O回路の集積度を高くすることができないため、半導体装置に占めるI/O回路の面積の比率が増えてしまい、半導体装置の小面積化、すなわち低コスト化を阻害する要因となっていた。   As described above, since the degree of integration of the I / O circuit cannot be increased, the ratio of the area of the I / O circuit in the semiconductor device increases, which hinders the reduction of the area of the semiconductor device, that is, the cost reduction. It was a factor.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、小面積化、低コスト化を図ることが可能な半導体装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing the area and cost.

本発明の一実施例によれば、VDD電圧で動作するVDD系回路と、VDD電圧よりも高いVCC電圧で動作するI/O回路とを含んだ半導体装置が提供される。VDD系回路は、外部のデバイスが接続される電極に対してプルアップ抵抗の接続を許可するか否かを設定するための第1の値が格納されるプルアップ許可レジスタと、I/O回路の入出力の方向を設定するための第2の値が格納されるI/O方向レジスタと、I/O回路が出力状態の時に電極に出力すべき第3の値が格納されるI/Oレジスタと、第2の値に応じて、第1の値と第3の値とのいずれかを選択し、第4の値として出力する制御回路とを含む。   According to an embodiment of the present invention, a semiconductor device including a VDD system circuit that operates at a VDD voltage and an I / O circuit that operates at a VCC voltage higher than the VDD voltage is provided. The VDD circuit includes a pull-up permission register storing a first value for setting whether or not to permit connection of a pull-up resistor to an electrode to which an external device is connected, and an I / O circuit An I / O direction register storing a second value for setting the input / output direction of the I / O, and an I / O storing a third value to be output to the electrode when the I / O circuit is in an output state A register and a control circuit that selects either the first value or the third value in accordance with the second value and outputs the selected value as the fourth value are included.

半導体装置はさらに、VDD電圧が遮断されたか否かを示す第5の値を出力する電源制御部を含む。   The semiconductor device further includes a power supply control unit that outputs a fifth value indicating whether or not the VDD voltage is cut off.

I/O回路は、第5の値がVDD電圧の遮断を示しているときに第2の値をマスクしてVCC電圧レベルに変換し、第5の値がVDD電圧の遮断を示していないときに第2の値をVCC電圧レベルに変換して出力する第1のレベル変換回路と、第5の値がVDD電圧の遮断を示しているときに第4の値をマスクしてVCC電圧レベルに変換し、第5の値がVDD電圧の遮断を示していないときに第4の値をVCC電圧レベルに変換して出力する第2のレベル変換回路と、第1のレベル変換回路から出力される値と第2のレベル変換回路から出力される値とに応じて、電極に接続される外部のデバイスを駆動するトライステートバッファとを含む。   The I / O circuit masks the second value and converts it to the VCC voltage level when the fifth value indicates the interruption of the VDD voltage, and when the fifth value does not indicate the interruption of the VDD voltage A first level conversion circuit that converts the second value into a VCC voltage level and outputs the same, and when the fifth value indicates the interruption of the VDD voltage, the fourth value is masked to the VCC voltage level. A second level conversion circuit that converts and outputs the fourth value to the VCC voltage level when the fifth value does not indicate the interruption of the VDD voltage, and is output from the first level conversion circuit. A tristate buffer for driving an external device connected to the electrode is included according to the value and the value output from the second level conversion circuit.

本発明の一実施例によれば、制御回路が、第2の値に応じて、第1の値と第3の値とのいずれかを選択し、第4の値として出力するので、レベル変換回路の数を削減することができ、半導体装置の小面積化、低コスト化を図ることが可能となる。   According to one embodiment of the present invention, the control circuit selects either the first value or the third value according to the second value, and outputs it as the fourth value. The number of circuits can be reduced, and the semiconductor device can be reduced in area and cost.

一般的なI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor device carrying a general I / O circuit. 図1に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. 1. 一般的なI/O回路を搭載した半導体装置の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the semiconductor device carrying a general I / O circuit. 図3に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. 3. 本発明の第1の実施の形態におけるI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor device carrying the I / O circuit in the 1st Embodiment of this invention. 図5に示す制御回路50の構成例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a control circuit 50 illustrated in FIG. 5. 図5に示す制御回路50の真理値表を示す図である。It is a figure which shows the truth table of the control circuit 50 shown in FIG. 図5に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. 5. 本発明の第2の実施の形態におけるI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the semiconductor device carrying the I / O circuit in the 2nd Embodiment of this invention. 図9に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating operation | movement of the power supply control part 20 shown in FIG. 第1および第2の実施の形態におけるI/O回路60の出力時の遅延を説明するためのタイミングチャートである。6 is a timing chart for explaining a delay at the time of output of the I / O circuit 60 in the first and second embodiments. 本発明の第3の実施の形態における半導体装置の内部回路の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the internal circuit of the semiconductor device in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態における半導体装置の内部回路の他の配置例を示す図である。It is a figure which shows the other example of arrangement | positioning of the internal circuit of the semiconductor device in the 3rd Embodiment of this invention.

図1は、一般的なI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。この半導体装置は、集積度の高いトランジスタで構成される低電位の回路(以下、VDD系回路と呼ぶ。)1と、3.3Vや5Vなどの外部インタフェースを行なうための低集積度のトランジスタで構成された回路(以下、VCC系回路と呼ぶ。)11と、電源制御部20とを含む。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device on which a general I / O circuit is mounted. This semiconductor device is a low-potential circuit (hereinafter referred to as a VDD circuit) 1 composed of highly integrated transistors and a low-integration transistor for external interface such as 3.3V or 5V. A configured circuit (hereinafter referred to as a VCC system circuit) 11 and a power supply control unit 20 are included.

VDD系回路1は、CPU2と、プルアップ許可レジスタ4と、I/O方向レジスタ5と、I/Oレジスタ6と、シリアルI/O7と、シリアルI/O端子選択レジスタ8と、セレクタ9および10と、AND回路12〜14およびバッファ15の一部とを含む。   The VDD system circuit 1 includes a CPU 2, a pull-up permission register 4, an I / O direction register 5, an I / O register 6, a serial I / O 7, a serial I / O terminal selection register 8, a selector 9 and 10 and AND circuits 12 to 14 and a part of the buffer 15.

また、VCC系回路11は、トライステートバッファ16と、NAND回路17と、PチャネルMOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと略す。)18と、AND回路12〜14およびバッファ15の一部とを含む。また、トライステートバッファ16は、NAND回路22と、NOR回路23と、PMOSトランジスタ24と、NチャネルMOSトランジスタ(以下、NMOSトランジスタと略す。)25とを含む。   VCC system circuit 11 includes a tristate buffer 16, a NAND circuit 17, a P-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as a PMOS transistor) 18, AND circuits 12 to 14, and a part of the buffer 15. The tri-state buffer 16 includes a NAND circuit 22, a NOR circuit 23, a PMOS transistor 24, and an N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as an NMOS transistor) 25.

なお、I/O回路60は、AND回路12〜14と、バッファ15と、トライステートバッファ16と、NAND回路17と、PMOSトランジスタ18とによって構成される。また、AND回路12〜14は、VDD信号をVCC信号に変換するレベル変換機能を有しており、バッファ15は、VCC信号をVDD信号に変換するレベル変換機能を有している。   The I / O circuit 60 includes AND circuits 12 to 14, a buffer 15, a tristate buffer 16, a NAND circuit 17, and a PMOS transistor 18. The AND circuits 12 to 14 have a level conversion function for converting a VDD signal into a VCC signal, and the buffer 15 has a level conversion function for converting a VCC signal into a VDD signal.

CPU2は、内部バス3を介して、プルアップ許可レジスタ4、I/O方向レジスタ5、I/Oレジスタ6、シリアルI/O7およびシリアルI/O端子選択レジスタ8に接続されており、これらのレジスタに値を書き込むことによって半導体装置全体の制御を行なう。   The CPU 2 is connected to the pull-up permission register 4, the I / O direction register 5, the I / O register 6, the serial I / O 7 and the serial I / O terminal selection register 8 via the internal bus 3. The entire semiconductor device is controlled by writing a value in the register.

プルアップ許可レジスタ4は、I/O回路60内のプルアップ抵抗の接続を許可するためのレジスタであり、“0”のときにプルアップ抵抗の接続が禁止され、“1”のときにプルアップ抵抗の接続が許可される。   The pull-up enable register 4 is a register for permitting connection of a pull-up resistor in the I / O circuit 60. When “0”, connection of the pull-up resistor is prohibited, and when “1”, the pull-up resistor is disabled. Connection of up resistor is allowed.

I/O方向レジスタ5は、I/O回路60の入出力の方向を設定するためのレジスタであり、“0”のときにI/O回路60が入力状態に設定され、“1”のときにI/O回路60が出力状態に設定される。   The I / O direction register 5 is a register for setting the input / output direction of the I / O circuit 60. When it is “0”, the I / O circuit 60 is set to the input state, and when it is “1”. The I / O circuit 60 is set to the output state.

I/Oレジスタ6は、I/O回路60が出力状態に設定されているときに、出力レベルを設定するためのレジスタであり、“0”のときに電極19にロウレベル(以下、Lレベルと略す。)を出力し、“1”のときに電極19にハイレベル(以下、Hレベルと略す。)を出力する。   The I / O register 6 is a register for setting the output level when the I / O circuit 60 is set to the output state. When the I / O register 60 is “0”, the I / O register 6 has a low level (hereinafter referred to as L level). Abbreviated), and when it is “1”, a high level (hereinafter abbreviated as H level) is output to the electrode 19.

シリアルI/O7は、CPU2から受けたパラレルデータをシリアルデータに変換して信号7bとして出力し、I/O回路60内のバッファ15から受けたシリアルデータをパラレルデータに変換してCPU2に出力する。また、シリアルI/O7は、シリアルデータの入力時に信号7aに“0”を出力し、シリアルデータの出力時に信号7aに“1”を出力する。   The serial I / O 7 converts the parallel data received from the CPU 2 into serial data and outputs it as a signal 7b, and converts the serial data received from the buffer 15 in the I / O circuit 60 into parallel data and outputs it to the CPU 2. . The serial I / O 7 outputs “0” to the signal 7a when serial data is input, and outputs “1” to the signal 7a when serial data is output.

シリアルI/O端子選択レジスタ8は、I/Oレジスタ6およびシリアルI/O7のいずれを選択するかを設定するためのレジスタであり、“0”のときにI/O方向レジスタ5およびI/Oレジスタ6の出力を選択し、“1”のときにシリアルI/O7の出力を選択する。   The serial I / O terminal selection register 8 is a register for setting which of the I / O register 6 and the serial I / O 7 is to be selected, and when it is “0”, the I / O direction register 5 and the I / O register The output of the O register 6 is selected. When “1”, the output of the serial I / O 7 is selected.

セレクタ9および10は、シリアルI/O端子選択レジスタ8から出力される信号8aが“0”のときにI/O方向レジスタ5から出力される信号5aおよびI/Oレジスタ6から出力される信号6aを選択して出力する。   The selectors 9 and 10 are a signal 5 a output from the I / O direction register 5 and a signal output from the I / O register 6 when the signal 8 a output from the serial I / O terminal selection register 8 is “0”. 6a is selected and output.

また、セレクタ9および10は、シリアルI/O端子選択レジスタ8から出力される信号8aが“1”のときにシリアルI/O7から出力される信号7aおよび7bを選択して出力する。   The selectors 9 and 10 select and output the signals 7a and 7b output from the serial I / O 7 when the signal 8a output from the serial I / O terminal selection register 8 is “1”.

電源制御部20は、VCC電圧およびVDD電圧を制御すると共に、レベルシフタの極性を一意に固定するための信号21をAND回路12〜14に出力する。電源制御部20が信号21に“0”を出力したときにAND回路12〜14の出力信号12a〜14aが“0”に固定され、半導体装置と外部のデバイスなどとを接続する電極19がハイインピーダンス状態となる。   The power supply control unit 20 controls the VCC voltage and the VDD voltage, and outputs a signal 21 for uniquely fixing the polarity of the level shifter to the AND circuits 12 to 14. When the power supply control unit 20 outputs “0” to the signal 21, the output signals 12 a to 14 a of the AND circuits 12 to 14 are fixed to “0”, and the electrode 19 that connects the semiconductor device and an external device is high. It becomes an impedance state.

また、電源制御部20が信号21に“1”を出力したときに、AND回路12〜14は、プルアップ許可レジスタ4、セレクタ9および10から出力されるプルアップ制御信号4a、出力許可信号9aおよび出力データ信号10aと同じ値を出力する。   When the power supply control unit 20 outputs “1” to the signal 21, the AND circuits 12 to 14 output the pull-up control signal 4 a and the output permission signal 9 a output from the pull-up permission register 4 and the selectors 9 and 10. And the same value as the output data signal 10a is output.

NAND回路17は、AND回路12から出力される信号12aが“1”であり、AND回路13から出力される信号13aが“0”の場合、すなわちプルアップ抵抗の接続が許可されていて、I/O回路60が入力状態の場合に、信号17aに“0”を出力してPMOSトランジスタ18をオンしてプルアップ抵抗を接続する。それ以外の場合、NAND回路17は、信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフしてプルアップ抵抗を切断する。   In the NAND circuit 17, when the signal 12a output from the AND circuit 12 is "1" and the signal 13a output from the AND circuit 13 is "0", that is, the connection of the pull-up resistor is permitted. When the / O circuit 60 is in the input state, “0” is output to the signal 17a to turn on the PMOS transistor 18 and connect the pull-up resistor. In other cases, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18 and disconnect the pull-up resistor.

NAND回路22は、AND回路13および14から出力される信号13aおよび14aがそれぞれ“1”の場合、すなわちI/Oレジスタ6またはシリアルI/O7から出力される値が“1”であり、I/O回路60が出力状態の場合に“0”を出力してPMOSトランジスタ24をオンする。その結果、電極19にHレベルが出力される。このとき、NOR回路23が“0”を出力するため、NMOSトランジスタ25はオフとなっている。   In the NAND circuit 22, when the signals 13a and 14a output from the AND circuits 13 and 14 are “1”, that is, the value output from the I / O register 6 or the serial I / O 7 is “1”. When the / O circuit 60 is in the output state, “0” is output to turn on the PMOS transistor 24. As a result, the H level is output to the electrode 19. At this time, since the NOR circuit 23 outputs “0”, the NMOS transistor 25 is off.

NOR回路23は、AND回路13から出力される信号13aが“1”であり、AND回路14から出力される信号14aが“0”の場合、すなわちI/Oレジスタ6またはシリアルI/O7から出力される値が“0”であり、I/O回路60が出力状態の場合に“1”を出力してNMOSトランジスタ25をオンする。その結果、電極19にLレベルが出力される。このとき、NAND回路22が“1”を出力するため、PMOSトランジスタ24はオフとなっている。   In the NOR circuit 23, when the signal 13a output from the AND circuit 13 is "1" and the signal 14a output from the AND circuit 14 is "0", that is, output from the I / O register 6 or the serial I / O7. When the value to be set is “0” and the I / O circuit 60 is in the output state, “1” is output and the NMOS transistor 25 is turned on. As a result, the L level is output to the electrode 19. At this time, since the NAND circuit 22 outputs “1”, the PMOS transistor 24 is off.

図2は、図1に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。T1において、電源制御部20は、VCC電圧の供給を開始し、さらにVDD電圧の供給を開始すると、T2において、電源制御部20は、信号21を“0”から“1”にする。これによって、電源投入時に、VCC電圧を降圧して生成されるVDD電位が安定するまでの間、意図しないI/O出力を禁止している。   FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. At T1, the power supply control unit 20 starts supplying the VCC voltage, and further starts supplying the VDD voltage. At T2, the power supply control unit 20 changes the signal 21 from “0” to “1”. Thus, when power is turned on, unintended I / O output is prohibited until the VDD potential generated by stepping down the VCC voltage is stabilized.

また、T3において、VDD電圧が遮断されて低消費電力モードに遷移し、T4において、VDD電圧の供給が再開されて通用モードに復帰している。このT3〜T4の間、電源制御部20は、信号21に“0”を出力して、VDD電圧不定によるレベル変換回路(AND回路)12〜14の貫通電流を防止している。   Further, at T3, the VDD voltage is cut off to shift to the low power consumption mode, and at T4, the supply of the VDD voltage is resumed to return to the normal mode. During the period from T3 to T4, the power supply control unit 20 outputs “0” to the signal 21 to prevent a through current of the level conversion circuits (AND circuits) 12 to 14 due to indefinite VDD voltage.

図3は、一般的なI/O回路を搭載した半導体装置の他の構成例を示す図である。図1に示す半導体装置の構成例と比較して、VCC系回路11にラッチ回路31〜33が追加されている点、および電源制御部20に機能が追加されている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。   FIG. 3 is a diagram illustrating another configuration example of a semiconductor device on which a general I / O circuit is mounted. Compared to the configuration example of the semiconductor device shown in FIG. 1, only the point that latch circuits 31 to 33 are added to the VCC circuit 11 and the function is added to the power supply control unit 20 are different. Therefore, detailed description of overlapping configurations and functions will not be repeated.

ラッチ回路31〜33は、電源制御部20から出力される信号30が“1”のときにAND回路12〜14から出力される信号12a、13aおよび14aをスルーし、信号30の立ち下がりでAND回路12〜14から出力される信号12a、13aおよび14aの値を保持する。   The latch circuits 31 to 33 pass through the signals 12 a, 13 a and 14 a output from the AND circuits 12 to 14 when the signal 30 output from the power supply control unit 20 is “1”, and AND at the falling edge of the signal 30. The values of the signals 12a, 13a and 14a output from the circuits 12 to 14 are held.

図4は、図3に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。T1において、電源制御部20は、VCC電圧の供給を開始し、さらにVDD電圧の供給を開始すると、T2において、信号21を“0”から“1”にする。   FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. In T1, the power supply control unit 20 starts supplying the VCC voltage, and further starts supplying the VDD voltage. In T2, the signal control unit 20 changes the signal 21 from “0” to “1”.

また、電源制御部20は、VDD電圧を遮断して低消費電力モードに遷移するときに、T3において、信号30を“0”にしてラッチ回路31〜33にAND回路12〜14から出力される信号12a、13aおよび14aの状態を保持させる。そして、T4において、VDD電圧の供給を遮断すると共に、信号21に“0”を出力する。   Further, when the power supply control unit 20 cuts off the VDD voltage and shifts to the low power consumption mode, the signal 30 is set to “0” and output from the AND circuits 12 to 13 to the latch circuits 31 to 33 at T3. The states of the signals 12a, 13a and 14a are maintained. At T4, the supply of the VDD voltage is interrupted and “0” is output to the signal 21.

また、T5において、電源制御部20は、VDD電圧の供給を再開して通常モードに復帰すると、T6において、信号30を“1”にしてラッチ回路31〜33にAND回路12〜14から出力される信号12a、13aおよび14aの値をスルーさせる。   Further, when the power supply control unit 20 resumes the supply of the VDD voltage and returns to the normal mode at T5, the signal 30 is set to “1” and is output from the AND circuits 12 to 14 to the latch circuits 31 to 33 at T6. The values of the signals 12a, 13a and 14a to be transmitted are passed.

(第1の実施の形態)
図5は、本発明の第1の実施の形態におけるI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。図1に示す半導体装置の構成例と比較して、VDD系回路1内に制御回路50が追加され、VCC系回路11内のAND回路12が削除され、NAND回路17の接続が変更されている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
(First embodiment)
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the semiconductor device on which the I / O circuit according to the first embodiment of the present invention is mounted. Compared to the configuration example of the semiconductor device shown in FIG. 1, a control circuit 50 is added in the VDD system circuit 1, the AND circuit 12 in the VCC system circuit 11 is deleted, and the connection of the NAND circuit 17 is changed. Only the point is different. Therefore, detailed description of overlapping configurations and functions will not be repeated.

図6は、図5に示す制御回路50の構成例を示す図である。制御回路50は、セレクタ53によって構成され、セレクタ9から出力される出力許可信号9aをそのまま信号50aとして出力する。セレクタ53は、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“0”のときにプルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aを選択し、信号50bとしてAND回路13に出力する。また、セレクタ53は、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”のときにセレクタ10から出力される出力データ信号10aを選択し、信号50bとしてAND回路14に出力する。   FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of the control circuit 50 shown in FIG. The control circuit 50 includes a selector 53, and outputs the output permission signal 9a output from the selector 9 as it is as the signal 50a. The selector 53 selects the pull-up control signal 4a output from the pull-up permission register 4 when the output permission signal 9a output from the selector 9 is “0”, and outputs it to the AND circuit 13 as a signal 50b. Further, the selector 53 selects the output data signal 10a output from the selector 10 when the output permission signal 9a output from the selector 9 is “1”, and outputs it to the AND circuit 14 as a signal 50b.

図7は、図5に示す制御回路50の真理値表を示す図である。プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“0”、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“0”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“0”または“1”の場合、制御回路50は、信号50aに“0”を出力し、信号50bに“0”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフし、NAND回路22が“1”を出力してPMOSトランジスタ24をオフし、NOR回路23が“0”を出力してNMOSトランジスタ25をオフする。その結果、電極19がハイインピーダンス状態となる。   FIG. 7 is a diagram showing a truth table of the control circuit 50 shown in FIG. The pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is “0”, the output enable signal 9a output from the selector 9 is “0”, and the output data signal 10a output from the selector 10 is “0” or “ In the case of “1”, the control circuit 50 outputs “0” to the signal 50a and “0” to the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “1” to turn off the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “0”. The NMOS transistor 25 is turned off by outputting. As a result, the electrode 19 enters a high impedance state.

プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“0”、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“0”の場合、制御回路50は、信号50aに“1”を出力し、信号50bに“0”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフし、NAND回路22が“1”を出力してPMOSトランジスタ24をオフし、NOR回路23が“1”を出力してNMOSトランジスタ25をオンする。その結果、電極19からLレベルが出力される。   When the pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is "0", the output enable signal 9a output from the selector 9 is "1", and the output data signal 10a output from the selector 10 is "0" The control circuit 50 outputs “1” as the signal 50a and “0” as the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “1” to turn off the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “1”. The NMOS transistor 25 is turned on by outputting. As a result, the L level is output from the electrode 19.

プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“0”、セレクタ9から出力される信号9aが“1”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“1”の場合、制御回路50は、信号50aに“1”を出力し、信号50bに“1”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフし、NAND回路22が“0”を出力してPMOSトランジスタ24をオンし、NOR回路23が“0”を出力してNMOSトランジスタ25をオフする。その結果、電極19からHレベルが出力される。   Control is performed when the pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is "0", the signal 9a output from the selector 9 is "1", and the output data signal 10a output from the selector 10 is "1". The circuit 50 outputs “1” to the signal 50a and outputs “1” to the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “0” to turn on the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “0”. The NMOS transistor 25 is turned off by outputting. As a result, the H level is output from the electrode 19.

プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“1”、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“0”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“0”または“1”の場合、制御回路50は、信号50aに“0”を出力し、信号50bに“1”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“0”を出力してPMOSトランジスタ18をオンし、NAND回路22が“1”を出力してPMOSトランジスタ24をオフし、NOR回路23が“0”を出力してNMOSトランジスタ25をオフする。その結果、電極19にプルアップ抵抗が接続された状態となる。   The pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is “1”, the output enable signal 9a output from the selector 9 is “0”, and the output data signal 10a output from the selector 10 is “0” or “ In the case of “1”, the control circuit 50 outputs “0” to the signal 50a and “1” to the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “0” to the signal 17 a to turn on the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “1” to turn off the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “0”. The NMOS transistor 25 is turned off by outputting. As a result, a pull-up resistor is connected to the electrode 19.

プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“1”、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“0”の場合、制御回路50は、信号50aに“1”を出力し、信号50bに“0”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフし、NAND回路22が“1”を出力してPMOSトランジスタ24をオフし、NOR回路23が“1”を出力してNMOSトランジスタ25をオンする。その結果、電極19からLレベルが出力される。   When the pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is "1", the output enable signal 9a output from the selector 9 is "1", and the output data signal 10a output from the selector 10 is "0" The control circuit 50 outputs “1” as the signal 50a and “0” as the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “1” to turn off the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “1”. The NMOS transistor 25 is turned on by outputting. As a result, the L level is output from the electrode 19.

プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“1”、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“1”の場合、制御回路50は、信号50aに“1”を出力し、信号50bに“1”を出力する。このとき、NAND回路17が信号17aに“1”を出力してPMOSトランジスタ18をオフし、NAND回路22が“0”を出力してPMOSトランジスタ24をオンし、NOR回路23が“0”を出力してNMOSトランジスタ25をオフする。その結果、電極19からHレベルが出力される。   When the pull-up control signal 4a output from the pull-up enable register 4 is "1", the output enable signal 9a output from the selector 9 is "1", and the output data signal 10a output from the selector 10 is "1" The control circuit 50 outputs “1” as the signal 50a and “1” as the signal 50b. At this time, the NAND circuit 17 outputs “1” to the signal 17a to turn off the PMOS transistor 18, the NAND circuit 22 outputs “0” to turn on the PMOS transistor 24, and the NOR circuit 23 sets “0”. The NMOS transistor 25 is turned off by outputting. As a result, the H level is output from the electrode 19.

図8は、図5に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。T1において、電源制御部20は、VCC電圧の供給を開始し、さらにVDD電圧の供給を開始すると、T2において、電源制御部20は、信号21を“0”から“1”にする。これによって、電源投入時に、VCC電圧を降圧して生成されるVDD電位が安定するまでの間、意図しないI/O出力を禁止している。   FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. At T1, the power supply control unit 20 starts supplying the VCC voltage, and further starts supplying the VDD voltage. At T2, the power supply control unit 20 changes the signal 21 from “0” to “1”. Thus, when power is turned on, unintended I / O output is prohibited until the VDD potential generated by stepping down the VCC voltage is stabilized.

また、T3において、VDD電圧が遮断されて低消費電力モードに遷移し、T4において、VDD電圧の供給が再開されて通用モードに復帰している。このT3〜T4の間、電源制御部20は、信号21に“0”を出力して、VDD電圧不定によるレベル変換回路(AND回路)13〜14の貫通電流を防止している。   Further, at T3, the VDD voltage is cut off to shift to the low power consumption mode, and at T4, the supply of the VDD voltage is resumed to return to the normal mode. During the period from T3 to T4, the power supply control unit 20 outputs “0” to the signal 21 to prevent a through current of the level conversion circuits (AND circuits) 13 to 14 due to indefinite VDD voltage.

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置によれば、制御回路50が、プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4a、セレクタ9から出力される出力許可信号9aおよびセレクタ10から出力される出力データ信号10aの3ビットの情報を2ビットの情報にエンコードするようにした。これによって、I/O回路60内の集積度が低いトランジスタで構成されるレベル変換回路の数を削減することができ、半導体装置の小面積化、低コスト化を図ることが可能となった。   As described above, according to the semiconductor device of the present embodiment, the control circuit 50 has the pull-up control signal 4a output from the pull-up permission register 4, the output permission signal 9a output from the selector 9, and the selector 10. The 3-bit information of the output data signal 10a output from is encoded into 2-bit information. As a result, the number of level conversion circuits composed of transistors with low integration in the I / O circuit 60 can be reduced, and the area of the semiconductor device can be reduced and the cost can be reduced.

(第2の実施の形態)
図9は、本発明の第2の実施の形態におけるI/O回路を搭載した半導体装置の構成例を示す図である。図5に示す第1の実施の形態における半導体装置の構成例と比較して、VCC系回路11にラッチ回路32〜33が追加されている点、および電源制御部20に機能が追加されている点のみが異なる。また、図3に示す半導体装置の構成例と比較して、VDD系回路1内に制御回路50が追加され、VCC系回路11内のAND回路12およびラッチ回路31が削除され、NAND回路17の接続が変更されている点のみが異なる。したがって、重複する構成および機能の詳細な説明は繰り返さない。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a semiconductor device on which an I / O circuit according to the second embodiment of the present invention is mounted. Compared to the configuration example of the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 5, latch circuits 32 to 33 are added to the VCC circuit 11 and a function is added to the power supply control unit 20. Only the point is different. Compared with the configuration example of the semiconductor device shown in FIG. 3, the control circuit 50 is added in the VDD system circuit 1, the AND circuit 12 and the latch circuit 31 in the VCC system circuit 11 are deleted, and the NAND circuit 17 The only difference is that the connection has changed. Therefore, detailed description of overlapping configurations and functions will not be repeated.

ラッチ回路32〜33は、電源制御部20から出力される信号30が“1”のときにAND回路13〜14から出力される信号13aおよび14aをスルーし、信号30の立ち下がりでAND回路13〜14から出力される信号13aおよび14aの値を保持する。   The latch circuits 32 to 33 pass through the signals 13 a and 14 a output from the AND circuits 13 to 14 when the signal 30 output from the power supply control unit 20 is “1”, and the AND circuit 13 at the falling edge of the signal 30. The values of the signals 13a and 14a output from -14 are held.

図10は、図9に示す電源制御部20の動作を説明するためのタイミングチャートである。T1において、電源制御部20は、VCC電圧の供給を開始し、さらにVDD電圧の供給を開始すると、T2において、信号21を“0”から“1”にする。   FIG. 10 is a timing chart for explaining the operation of the power supply control unit 20 shown in FIG. In T1, the power supply control unit 20 starts supplying the VCC voltage, and further starts supplying the VDD voltage. In T2, the signal control unit 20 changes the signal 21 from “0” to “1”.

また、電源制御部20は、VDD電圧を遮断して低消費電力モードに遷移するときに、T3において、信号30を“0”にしてラッチ回路32〜33にAND回路13〜14から出力される信号13aおよび14aの状態を保持させる。そして、T4において、VDD電圧の供給を遮断すると共に、信号21に“0”を出力する。   Further, when the power supply control unit 20 cuts off the VDD voltage and shifts to the low power consumption mode, the signal 30 is set to “0” and is output from the AND circuits 13 to 13 to the latch circuits 32 to 33 at T3. The states of the signals 13a and 14a are maintained. At T4, the supply of the VDD voltage is interrupted and “0” is output to the signal 21.

また、T5において、電源制御部20は、VDD電圧の供給を再開して通常モードに復帰すると、T6において、信号30を“1”にしてラッチ回路32〜33にAND回路13〜14から出力される信号13aおよび14aの値をスルーさせる。   Further, when the power supply control unit 20 resumes the supply of the VDD voltage and returns to the normal mode at T5, the signal 30 is set to “1” and is output from the AND circuits 13 to 14 to the latch circuits 32 to 33 at T6. The values of the signals 13a and 14a are passed through.

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置によれば、制御回路50が、プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4a、セレクタ9から出力される出力許可信号9aおよびセレクタ10から出力される出力データ信号10aの3ビットの情報を2ビットの情報にエンコードするようにした。これによって、I/O回路60内の集積度が低いトランジスタで構成されるレベル変換回路およびラッチ回路の数を削減することができ、半導体装置の小面積化、低コスト化を図ることが可能となった。   As described above, according to the semiconductor device of the present embodiment, the control circuit 50 has the pull-up control signal 4a output from the pull-up permission register 4, the output permission signal 9a output from the selector 9, and the selector 10. The 3-bit information of the output data signal 10a output from is encoded into 2-bit information. As a result, the number of level conversion circuits and latch circuits configured by transistors with low integration in the I / O circuit 60 can be reduced, and the semiconductor device can be reduced in area and cost. became.

(第3の実施の形態)
図11は、第1および第2の実施の形態におけるI/O回路60の出力時の遅延を説明するためのタイミングチャートである。T1において、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”になると、制御回路50は、信号50aに“1”を出力する。このとき、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“0”であるので、制御回路50が信号50bに“0”を出力する。その結果、トライステートバッファ16は、電極19にLレベルを出力する。
(Third embodiment)
FIG. 11 is a timing chart for explaining a delay at the time of output of the I / O circuit 60 in the first and second embodiments. When the output permission signal 9a output from the selector 9 becomes “1” at T1, the control circuit 50 outputs “1” to the signal 50a. At this time, since the output data signal 10a output from the selector 10 is “0”, the control circuit 50 outputs “0” to the signal 50b. As a result, the tristate buffer 16 outputs an L level to the electrode 19.

T2において、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“0”になると、制御回路50は、信号50aに“0”を出力する。このとき、プルアップ許可レジスタ4から出力されるプルアップ制御信号4aが“0”であるので、制御回路50が信号50bに“0”を出力する。その結果、トライステートバッファ16は、電極19をハイインピーダンスにする。   When the output permission signal 9a output from the selector 9 becomes “0” at T2, the control circuit 50 outputs “0” to the signal 50a. At this time, since the pull-up control signal 4a output from the pull-up permission register 4 is “0”, the control circuit 50 outputs “0” to the signal 50b. As a result, the tristate buffer 16 makes the electrode 19 high impedance.

T3において、セレクタ9から出力される出力許可信号9aが“1”になると、制御回路50は、信号50aに“1”を出力する。このとき、セレクタ10から出力される出力データ信号10aが“1”であるので、制御回路50が信号50bに“1”を出力する。通常、出力許可信号9aによって出力を許可する前に、出力データ信号10aを確定させるが、制御回路50によって2ビット信号にエンコードされるため、出力許可信号9aが確定してから、制御回路50から出力される信号50bが確定する。   When the output permission signal 9a output from the selector 9 becomes “1” at T3, the control circuit 50 outputs “1” to the signal 50a. At this time, since the output data signal 10a output from the selector 10 is “1”, the control circuit 50 outputs “1” to the signal 50b. Normally, the output data signal 10a is determined before the output is permitted by the output permission signal 9a. However, since it is encoded into a 2-bit signal by the control circuit 50, the output from the control circuit 50 is determined after the output permission signal 9a is confirmed. The output signal 50b is determined.

このとき、信号50bに遅延があるため、遅延時間に対応して電極19にLレベルが出力されることになる。制御回路50から電極19に至るまでの回路の位置関係によっては、この遅延時間が大きくなることが考えられる。   At this time, since the signal 50b has a delay, the L level is output to the electrode 19 corresponding to the delay time. Depending on the positional relationship of the circuit from the control circuit 50 to the electrode 19, this delay time may be increased.

本発明の第3の実施の形態においては、この遅延時間を短くすることによって、電極19に接続される外部デバイスの誤動作などを防止するものである。   In the third embodiment of the present invention, this delay time is shortened to prevent malfunction of an external device connected to the electrode 19.

図12は、本発明の第3の実施の形態における半導体装置の内部回路の配置例を示す図である。領域63は、制御回路50以外のVDD系回路1の構成要素が配置される領域であり、その周辺に制御回路50を含むI/O回路60が配置される。   FIG. 12 is a diagram showing an arrangement example of internal circuits of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The region 63 is a region where components of the VDD system circuit 1 other than the control circuit 50 are arranged, and an I / O circuit 60 including the control circuit 50 is arranged around the region 63.

制御回路50の電源ライン51およびグランドライン52が領域63を周回するように配置され、その外周にトライステートバッファ16の電源ライン61およびグランドライン62が配置される。これによって、制御回路50、レベル変換回路13および14からトライステートバッファ16までの距離が最短となるようにI/O回路60の構成要素を配置でき、遅延時間を短くすることができる。   The power supply line 51 and the ground line 52 of the control circuit 50 are arranged so as to go around the region 63, and the power supply line 61 and the ground line 62 of the tristate buffer 16 are arranged on the outer periphery thereof. As a result, the components of the I / O circuit 60 can be arranged so that the distance from the control circuit 50 and the level conversion circuits 13 and 14 to the tristate buffer 16 is minimized, and the delay time can be shortened.

図13は、本発明の第3の実施の形態における半導体装置の内部回路の他の配置例を示す図である。CPU2やメモリなどのIP(Intellectual Property)64と、I/O回路60との境界に、半導体装置を周回するように制御回路50の電源51およびグランド52が配置される。   FIG. 13 is a diagram showing another arrangement example of the internal circuit of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. A power supply 51 and a ground 52 of the control circuit 50 are arranged around the semiconductor device at the boundary between an IP (Intellectual Property) 64 such as the CPU 2 and memory and the I / O circuit 60.

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置によれば、制御回路50の電源ライン51およびグランドライン52の外周にトライステートバッファ16の電源ライン61およびグランドライン62を配置するようにしたので、制御回路50からトライステートバッファ16に至るまでの遅延時間を短くすることができ、電極19に接続される外部デバイスの誤動作などを防止することが可能となった。   As described above, according to the semiconductor device of the present embodiment, power supply line 61 and ground line 62 of tristate buffer 16 are arranged on the outer periphery of power supply line 51 and ground line 52 of control circuit 50. Thus, the delay time from the control circuit 50 to the tristate buffer 16 can be shortened, and malfunction of an external device connected to the electrode 19 can be prevented.

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.

1 VDD系回路、2 CPU、3 内部バス、4 プルアップ許可レジスタ、5 I/O方向レジスタ、6 I/Oレジスタ、7 シリアルI/O、8 シリアルI/O端子選択レジスタ、9,10 セレクタ、11 VCC系回路、12〜14 AND回路、15 バッファ、16 トライステートバッファ、17,22 NAND回路、18,24 PMOSトランジスタ、20 電源制御部、23 NOR回路、25 NMOSトランジスタ、31〜33 ラッチ回路、50 制御回路。   1 VDD system circuit, 2 CPU, 3 internal bus, 4 pull-up enable register, 5 I / O direction register, 6 I / O register, 7 serial I / O, 8 serial I / O terminal selection register, 9, 10 selector 11 VCC circuit, 12-14 AND circuit, 15 buffer, 16 tristate buffer, 17, 22 NAND circuit, 18, 24 PMOS transistor, 20 power control unit, 23 NOR circuit, 25 NMOS transistor, 31-33 latch circuit 50 Control circuit.

Claims (5)

第1の電圧で動作する回路群と、前記第1の電圧よりも高い第2の電圧で動作する入出力回路とを含んだ半導体装置であって、
前記回路群は、外部のデバイスが接続される電極に対してプルアップ抵抗の接続を許可するか否かを設定するための第1の値が格納される第1の格納手段と、
前記入出力回路の入出力の方向を設定するための第2の値が格納される第2の格納手段と、
前記入出力回路が出力状態の時に前記電極に出力すべき第3の値が格納される第3の格納手段と、
前記第2の値に応じて、前記第1の値と前記第3の値とのいずれかを選択し、第4の値として出力する選択手段とを含み、
前記半導体装置はさらに、前記第1の電圧が遮断されたか否かを示す第5の値を出力する電源制御手段を含み、
前記入出力回路は、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示しているときに前記第2の値をマスクして前記第2の電圧レベルに変換し、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示していないときに前記第2の値を前記第2の電圧レベルに変換して出力する第1の変換手段と、
前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示しているときに前記第4の値をマスクして前記第2の電圧レベルに変換し、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示していないときに前記第4の値を前記第2の電圧レベルに変換して出力する第2の変換手段と、
前記第1の変換手段から出力される値と前記第2の変換手段から出力される値とに応じて、前記電極に接続される前記外部のデバイスを駆動するバッファ手段とを含む、半導体装置。
A semiconductor device including a circuit group operating at a first voltage and an input / output circuit operating at a second voltage higher than the first voltage,
The circuit group includes a first storage unit that stores a first value for setting whether to permit connection of a pull-up resistor to an electrode to which an external device is connected;
Second storage means for storing a second value for setting the input / output direction of the input / output circuit;
Third storage means for storing a third value to be output to the electrode when the input / output circuit is in an output state;
Selecting means for selecting one of the first value and the third value according to the second value and outputting the selected value as a fourth value;
The semiconductor device further includes power control means for outputting a fifth value indicating whether or not the first voltage is cut off,
The input / output circuit masks the second value and converts it to the second voltage level when the fifth value indicates an interruption of the first voltage, and the fifth value is First conversion means for converting the second value into the second voltage level and outputting the second value when not indicating the interruption of the first voltage;
When the fifth value indicates an interruption of the first voltage, the fourth value is masked and converted to the second voltage level, and the fifth value is equal to the first voltage. Second conversion means for converting the fourth value to the second voltage level and outputting the second value when not indicating an interruption;
A semiconductor device comprising: buffer means for driving the external device connected to the electrode in accordance with a value output from the first conversion means and a value output from the second conversion means.
前記入出力回路はさらに、前記第1の変換手段から出力される値と前記第2の変換手段から出力される値とに応じて、前記プルアップ抵抗の接続および切断を切り替えるトランジスタを含む、請求項1記載の半導体装置。   The input / output circuit further includes a transistor that switches connection and disconnection of the pull-up resistor according to a value output from the first conversion unit and a value output from the second conversion unit. Item 14. A semiconductor device according to Item 1. 前記入出力回路は、前記回路群の周辺に複数配置され、前記選択手段の電源ラインが前記回路群を周回するように配置され、その外周に前記バッファ手段の電源ラインが配置される、請求項1または2記載の半導体装置。   A plurality of the input / output circuits are arranged around the circuit group, the power supply line of the selection unit is arranged to circulate around the circuit group, and the power supply line of the buffer unit is arranged on the outer periphery thereof. 3. The semiconductor device according to 1 or 2. 第1の電圧で動作する回路群と、前記第1の電圧よりも高い第2の電圧で動作する入出力回路とを含んだ半導体装置であって、
前記回路群は、外部のデバイスが接続される電極に対してプルアップ抵抗の接続を許可するか否かを設定するための第1の値が格納される第1の格納手段と、
前記入出力回路の入出力の方向を設定するための第2の値が格納される第2の格納手段と、
前記入出力回路が出力状態の時に前記電極に出力すべき第3の値が格納される第3の格納手段と、
前記第2の値に応じて、前記第1の値と前記第3の値とのいずれかを選択し、第4の値として出力する選択手段とを含み、
前記半導体装置はさらに、前記第1の電圧が遮断されたか否かを示す第5の値と、前記入出力回路が前記電極に出力している値を保持するか否かを示す第6の値とを出力する電源制御手段を含み、
前記入出力回路は、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示しているときに前記第2の値をマスクして前記第2の電圧レベルに変換し、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示していないときに前記第2の値を前記第2の電圧レベルに変換して出力する第1の変換手段と、
前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示しているときに前記第4の値をマスクして前記第2の電圧レベルに変換し、前記第5の値が前記第1の電圧の遮断を示していないときに前記第4の値を前記第2の電圧レベルに変換して出力する第2の変換手段と、
前記電源制御手段から出力される第6の値に応じて、前記第1の変換手段から出力される値を保持して出力する第1の保持手段と、
前記電源制御手段から出力される第6の値に応じて、前記第2の変換手段から出力される値を保持して出力する第2の保持手段と、
前記第1の保持手段から出力される値と前記第2の保持手段から出力される値とに応じて、前記電極に接続される前記外部のデバイスを駆動するバッファ手段とを含む、半導体装置。
A semiconductor device including a circuit group operating at a first voltage and an input / output circuit operating at a second voltage higher than the first voltage,
The circuit group includes a first storage unit that stores a first value for setting whether to permit connection of a pull-up resistor to an electrode to which an external device is connected;
Second storage means for storing a second value for setting the input / output direction of the input / output circuit;
Third storage means for storing a third value to be output to the electrode when the input / output circuit is in an output state;
Selecting means for selecting one of the first value and the third value according to the second value and outputting the selected value as a fourth value;
The semiconductor device further includes a fifth value indicating whether or not the first voltage is cut off, and a sixth value indicating whether or not the input / output circuit holds the value output to the electrode. Power supply control means for outputting
The input / output circuit masks the second value and converts it to the second voltage level when the fifth value indicates an interruption of the first voltage, and the fifth value is First conversion means for converting the second value into the second voltage level and outputting the second value when not indicating the interruption of the first voltage;
When the fifth value indicates an interruption of the first voltage, the fourth value is masked and converted to the second voltage level, and the fifth value is equal to the first voltage. Second conversion means for converting the fourth value to the second voltage level and outputting the second value when not indicating an interruption;
First holding means for holding and outputting the value output from the first conversion means according to the sixth value output from the power supply control means;
Second holding means for holding and outputting the value output from the second conversion means according to the sixth value output from the power supply control means;
A semiconductor device comprising: buffer means for driving the external device connected to the electrode according to a value output from the first holding means and a value output from the second holding means.
前記入出力回路はさらに、前記第1の保持手段から出力される値と前記第2の保持手段から出力される値とに応じて、前記プルアップ抵抗の接続および切断を切り替えるトランジスタを含む、請求項4記載の半導体装置。   The input / output circuit further includes a transistor that switches connection and disconnection of the pull-up resistor according to a value output from the first holding unit and a value output from the second holding unit. Item 5. The semiconductor device according to Item 4.
JP2011222989A 2011-10-07 2011-10-07 Semiconductor device Expired - Fee Related JP5695538B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011222989A JP5695538B2 (en) 2011-10-07 2011-10-07 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011222989A JP5695538B2 (en) 2011-10-07 2011-10-07 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013085082A JP2013085082A (en) 2013-05-09
JP5695538B2 true JP5695538B2 (en) 2015-04-08

Family

ID=48529850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011222989A Expired - Fee Related JP5695538B2 (en) 2011-10-07 2011-10-07 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5695538B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4384792B2 (en) * 2000-07-07 2009-12-16 Okiセミコンダクタ株式会社 I / O circuit
JP2008042719A (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Interface circuit
JP5172233B2 (en) * 2007-07-27 2013-03-27 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor integrated circuit device
JP2012222614A (en) * 2011-04-08 2012-11-12 Renesas Electronics Corp Semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013085082A (en) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7649393B2 (en) Semiconductor integrated circuit having active and sleep modes and non-retention flip-flop that is initialized when switching from sleep mode to active mode
JP5058503B2 (en) Electronic circuit provided with scan test circuit, integrated circuit, and power consumption reduction method used in integrated circuit
JP4832232B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and electronic device
JP6058714B2 (en) High signal level compatible input / output circuit
JP4494390B2 (en) Chips and systems
JP2008192106A (en) Interface circuit
JP5203791B2 (en) Level shift circuit
JP4882584B2 (en) I / O circuit
JP2006279273A (en) Interface circuit
JP2011530214A (en) High signal level compatible input / output circuit
US7545171B2 (en) Input/output device with fixed value during sleep mode or at a time of supplying initial voltage to system
JP2006295773A (en) Semiconductor integrated circuit
JP4137118B2 (en) Semiconductor device
US20060039206A1 (en) Semiconductor device including voltage level conversion output circuit
JP2008219388A (en) Open drain output circuit
JP5695538B2 (en) Semiconductor device
JP4364752B2 (en) Output circuit
JP2011107749A (en) Microcomputer
JP4213605B2 (en) Operation mode setting circuit
JP5266974B2 (en) I / O circuit
US7893716B1 (en) Hotsocket detection circuitry
JP4756701B2 (en) Power supply voltage detection circuit
JP2009017436A (en) Semiconductor device
JP2008205976A (en) Multi-value detection circuit
JP2016032223A (en) Semiconductor integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140805

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150120

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5695538

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees