JP7241652B2 - 半導体装置、電子装置および電子システム - Google Patents

半導体装置、電子装置および電子システム Download PDF

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Description

本開示は、半導体装置に関し、特に、ストレス情報を通信可能な半導体装置に適用可能である。
本発明者らは、半導体装置の劣化を検出するため、たとえば、半導体装置の温度を所定の劣化モデル（たとえば、Arrhenius model）を用いて劣化ストレス強度に変換し、劣化ストレス強度を積分した累積劣化ストレス量によって半導体装置または半導体システムの予知保全を行うストレス検出回路の技術を提案している（特開２０１７－１１８４１４号公報、特開２０１８－９１８０４号公報、特開２０１９－９５２７１号公報を参照）。
特開２０１７－１１８４１４号公報の図２５には、累積劣化ストレス検出回路と通信回路とを有する半導体装置が開示されている。
特開２０１７－１１８４１４号公報 特開２０１８－９１８０４号公報 特開２０１９－９５２７１号公報
ＩｏＴ（Internet of Things）により、装置の様々な状態をセンシングしてネットワーク経由で収集し、予知保全に役立てることが検討されている。
本発明者らは、ストレス検出回路と同一の半導体チップ上、あるいは、半導体チップと同一のパッケージ内に無線機能を搭載させ、温度計のように既存の電子システムに装着して手軽に実装する半導体装置の形態を考察し、以下に示す新たな課題を見出した。
１）ストレス検出回路を含む半導体装置を電子システムに装着して、ストレス検出回路の測定した累積劣化ストレス量（熱ストレス量）を無線通信により送信しようとする場合、電子システムの動作中に発生する電磁波や熱がノイズとなり、無線通信が妨げられる場合がある。
２）また、電子システムの停止中に、ストレス検出回路が累積劣化ストレス量を無線送信する構成を実現するためには、電子システムが停止中であることをストレス検出回路が認識できるようにしておく必要がある。この場合、電子システムの制御系が発行する停止情報を半導体装置によって受信待機することも考えられるが、停止情報を受信待機する構成は半導体装置の消費電力を大きくしてしまう場合がある。
３）また、既存の電子システムの制御系に対して、システム停止情報のストレス検出回路への発行に関わる設計変更が必要となる場合もある。
本開示の課題は、消費電力を低減しつつ、累積熱ストレス情報を無線送信することが可能な技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
一実施の形態に係る半導体装置は、温度依存性が顕著な熱ストレス情報を所定期間ごとに計測するバッファと、バッファの前記熱ストレス情報を累積して、累積ストレスカウント値として保持する累積ストレスカウンタと、を含む保持回路と、動作判定しきい値を含む制御回路と、無線通信回路と、を有する。制御回路は、バッファから与えられる熱ストレス情報が動作判定しきい値より大きい第１状態から小さい第２状態へ遷移したことに基づいて、無線通信回路による累積ストレスカウント値から算出された累積熱ストレス情報の送信を開始させる。
一実施の形態に係る半導体装置によれば、消費電力を低減しつつ、累積熱ストレス情報を無線送信することが可能である。
図１は、実施の形態に係る半導体装置の構成例を示す図である。 図２は、実施の形態に係る電子装置および電子システムの構成例を説明する図である。 図３は、電子システムの熱ストレス情報の時間経過を模式的に示した図である。 図４は、図１の半導体装置または図２の電子装置の適用される電子システムの一例を説明する図である。 図５は、動作判定しきい値の変形例を説明する図である。 図６は、動作判定しきい値の設定例１を説明する図である。 図７は、動作判定しきい値の設定例２を説明する図である。 図８は、動作判定しきい値の設定例３を説明する図である。 図９は、図１のストレス検出回路の要部の構成例を説明する図である。 図１０は、図１の累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。 図１１は、変形例１に係る累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。 図１２は、変形例２に係る累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。 図１３は、実施の形態に係る半導体装置の動作手順を説明する図である。 図１４は、変形例１に係るストレス検出回路の構成例を説明する図である。 図１５は、図１の切替頻度情報保持回路の変形例を説明する図である。 図１６は、変形例における切替頻度情報保持回路の状態遷移図を説明する図である。 図１７は、変形例２に係るストレス検出回路を示す図である。 図１８は、電子装置に利用される小型の電池の寿命と相互関係指標とを説明する図である。
半導体装置は長年に渡って使用を続けると摩耗故障に至る。使用期間に継続的に劣化ストレスを受け、その累積量が一定値に達すると所定の確率で故障が発生する。故障に至るまでの寿命は電源電圧や環境温度に依存する。発明者らは摩耗故障現象を直接捉えるのではなく、半導体装置が受けた電源電圧や環境温度の劣化ストレス累積値に基づいて摩耗故障を予測することを検討している。
本開示は、上記検討を応用し、劣化ストレス累積値に基づいて、半導体装置が受けた環境温度や電源電圧を検出ないし予測するという技術思想である。本開示では、ストレス検出回路を有する半導体装置を既存の電子システムに装着して、ストレス検出回路を有する半導体装置を温度計のように利用する。つまり、劣化ストレス累積値に基づいて、電子システムの温度を検出する。あるいは、ストレス検出回路を有する半導体装置が小型の電池や環境発電装置から電源電圧を供給が供給される場合において、劣化ストレス累積値に基づいて、小型の電池の寿命や環境発電装置の出力電圧を予測する。
まず、ストレス量と半導体装置の寿命との関係を説明する。
参考文献に記載されるように、デバイスのゲート酸化物の時間依存誘電破壊（Time-Dependent Dielectric Breakdown、以下、gate－ＴＤＤＢという。）や負バイアス温度不安定性（Negative Bias Temperature Instability、以下、ＮＢＴＩという。）などの摩耗故障因子では、寿命が、例えば、電圧の－ｎ乗（Ｖ－ｎ）（power-law model）、または指数の逆数（exp（-Ｂ x Ｖ））（V model）に依存し、同時に温度の逆数の指数（exp（Ｅａ／ｋＴ））に依存する。エレクトロマイグレーションやストレスマイグレーションの摩耗故障因子では、寿命が温度の逆数の指数（exp（Ｅａ／ｋＴ））に依存し、電圧依存性は小さい。ここで、ｎ、Ｂ、Ｅａは摩耗故障因子特有の係数、ｋはボルツマン定数である。参考文献はその内容を参照することにより本出願に取り込む。
［参考文献］“Failure Mechanisms and Models for Semiconductor Devices” JEDEC publication No. 122E, http://web.cecs.pdx.edu/~cgshirl/Documents/jep122E.pdf
ストレス量は、下記式１、式２に示すように、寿命の逆数で表現できる。
gate－ＴＤＤＢ、ＮＢＴＩの場合：
１／τ（Ｔ,Ｖ）∝１／（Ｖ－ｎ ｘ exp（Ｅａ／ｋＴ））＝Ｖｎ ｘ exp（－Ｅａ／ｋＴ） （式１）
ここで、τ（Ｔ,Ｖ）は温度（Ｔ）,電圧（Ｖ）の関数で、ＴおよびＶに依存する摩耗故障寿命である。
エレクトロマイグレーション、ストレスマイグレーションの場合：
１／τ（Ｔ）∝１／（exp（Ｅａ／ｋＴ））＝exp（－Ｅａ／ｋＴ） （式２）
ここで、τ（Ｔ）は温度（Ｔ）の関数で、Ｔに依存する摩耗故障寿命である。
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。
（実施の形態）
（半導体装置の構成例）
図１は、実施の形態に係る半導体装置の構成例を示す図である。
半導体装置１は、たとえば、単結晶シリコンなどの半導体基板（半導体チップともいう）に、公知のＣＭＯＳトランジスタの製造方法を用いて形成された半導体集積回路装置である。半導体装置１は、温度計のように、電子システムを構成する電子機器や装置に装着され、温度の測定対象である電子機器や装置の温度を測定するために利用される。
半導体装置１は、ストレス検出回路１０と、無線通信回路２０と、第１クロック生成回路ＣＧＨと、第２クロック生成回路ＣＧＬと、クロック選択回路ＳＥＬ１と、を有する。無線通信回路２０には、アンテナＡＮＴが接続される。半導体装置１は、１つの半導体パケージの内部に設けられている。半導体装置１は、１つの半導体チップで形成される必要はない。ストレス検出回路１０と第１クロック生成回路ＣＧＨと第２クロック生成回路ＣＧＬとクロック選択回路ＳＥＬ１とは、１つの半導体チップで形成されるのが好ましい。無線通信回路２０は、ストレス検出回路１０と第１クロック生成回路ＣＧＨと第２クロック生成回路ＣＧＬとクロック選択回路ＳＥＬ１とが形成される１つの半導体チップ（第１の半導体チップ）とは、別の１つの半導体チップ（第２の半導体チップ）に形成されても良い。この場合、１つの半導体パケージの内部には、第１の半導体チップと第２の半導体チップとが設けられる。
ストレス検出回路１０は、半導体装置１が取り付けられた電子機器や装置の温度を所定の劣化モデル（たとえば、Arrhenius model）を用いて劣化ストレス強度に変換し、劣化ストレス強度を積分した累積劣化ストレス量等を算出する。ストレス検出回路１０は、リングオシレータＲＯと、累積劣化ストレス量を保持する回路（累積劣化ストレス量保持回路）ＳＴと、演算回路ＡＣと、制御回路ＣＮと、を含む。
リングオシレータＲＯは、その発振周波数が温度依存性を有する。リングオシレータＲＯの発振周波数は、劣化ストレス量に強く相関している。この意味で、リングオシレータＲＯの発振周波数は、熱ストレス情報ＨＳＩと見做すことができる。
累積劣化ストレス量保持回路ＳＴは、同期化バッファ（第１同期化バッファ）ＳＢと累積ストレスカウンタＳＣとを含む。同期化バッファＳＢは、単位カウント動作期間ごとに、リングオシレータＲＯの発振周波数（熱ストレス情報ＨＳＩ）を取得し、一時的に保持する。単位カウント動作期間は、温度がほぼ一定とみなせる一定周期のカウントサンプリング期間である。累積ストレスカウンタＳＣは、同期化バッファＳＢから出力されるリングオシレータＲＯの発振周波数（熱ストレス情報ＨＳＩ）を継続的に加算（累積）して累積ストレスカウント値ＣＵとして保持する。
累積劣化ストレス量保持回路ＳＴは、また、切替頻度情報ＣＳＩを保持する回路（切替頻度情報保持回路）ＣＳＴを含む。切替頻度情報ＣＳＩについては、後述する。
演算回路ＡＣは、累積ストレスカウンタＳＣの保持する累積ストレスカウント値ＣＵから熱ストレス量ＨＳＶを算出するための演算を行う。熱ストレス量ＨＳＶは、累積熱ストレス情報と言うこともできる。演算回路ＡＣは、ハードウエア回路によって構成しても良いし、半導体装置１に設けられた中央処理装置ＣＰＵが実行されるソフトウエアによって構成しても良い。
制御回路ＣＮは、複数の動作判定しきい値ＯＰ１、ＯＰ３を保持する。複数の動作判定しきい値ＯＰ１、ＯＰ３は、半導体装置１が取り付けられた電子機器や装置の動作状態を判定するための判定しきい値として利用される。制御回路ＣＮは、同期化バッファＳＢからの熱ストレス情報ＨＳＩと複数の動作判定しきい値ＯＰ１、ＯＰ３とを比較する動作を行う。制御回路ＣＮは、同期化バッファＳＢからの熱ストレス情報ＨＳＩと第１動作判定しきい値ＯＰ１の比較結果に基づき、第１制御信号ＣＣ１および第２制御信号ＣＣ２を生成する。第１制御信号ＣＣ１は、無線通信回路２０、切替頻度情報保持回路ＣＳＴへ出力され、第２制御信号ＣＣ２は、クロック選択回路ＳＥＬ１へ出力される。
制御回路ＣＮは、熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態から第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態へ遷移したことをトリガとして、一時的に活性化レベルになるような制御信号ＣＣ１を出力する。
制御回路ＣＮは、また、熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態の時、活性レベルとされる第２制御信号ＣＣ２を出力する。一方、制御回路ＣＮは、熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態の時、非活性レベルとされる第２制御信号ＣＣ２を出力する。第３動作判定しきい値ＯＰ３については、後述する。
熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態から、第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態へ遷移したことは、半導体装置１が取り付けられた電子機器や装置の温度が低下したことを示している。これは、半導体装置１が取り付けられた電子機器や装置が、動作状態から停止状態ないし非動作状態へ移行したことを示すものと考えられる。
無線通信回路２０は、第１制御信号ＣＣ１の活性化レベルに基づいて、熱ストレス量ＨＳＶをアンテナＡＮＴから無線送信する。第１制御信号ＣＣ１は、無線通信回路２０の送信トリガ信号として利用される。
切替頻度情報保持回路ＣＳＴは、制御信号ＣＣ１の活性化レベルに基づいて、切替頻度回数を１増やし、切替頻度情報ＣＳＩを更新する。切替頻度情報ＣＳＩは、熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態から第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態へ遷移した切替回数を示している。
第１クロック生成回路ＣＧＨは、半導体装置１の通常動作用の高速な周波数（第１周波数）ｆＨの第１動作クロック信号（第１クロック信号）を生成する。一方、第２クロック生成回路ＣＧＬは、高速な周波数ｆＨと比較して、低速な周波数（第２周波数）ｆＬの第２動作クロック信号（第２クロック信号）を生成する。周波数ｆＬは、一例では、（ｆＨ／１０００）の様な周波数である。
クロック選択回路ＳＥＬ１は、切替回路ＣＫへの第２制御信号ＣＣ２の入力に基づいて、第１クロック生成回路ＣＧＨの生成する高速な周波数ｆＨの第１動作クロック信号と第２クロック生成回路ＣＧＬの生成する低速な周波数ｆＬの第２動作クロック信号とを切り替えて、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫを出力する。熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１以上の時は、第１クロック生成回路ＣＧＨの生成する高速な周波数ｆＨの第１動作クロック信号がストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫとして与えられる。熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１以下の時には、第２クロック生成回路ＣＧＬの生成する低速な周波数ｆＬの第２動作クロック信号がストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫとして与えられる。つまり、クロック選択回路ＳＥＬ１は、第２制御信号ＣＣ２の活性化レベルに基づいて、高速な周波数ｆＨの第１動作クロック信号を動作クロックＣＬＫとして選択する。一方、クロック選択回路ＳＥＬ１は、第２制御信号ＣＣ２の非活性化レベルに基づいて、低速な周波数ｆＬの第２動作クロック信号を動作クロックＣＬＫとして選択する。
リングオシレータＲＯの発振周波数について説明する。
劣化ストレスへの温度影響として、Arrhenius modelに従う劣化因子の他、温度昇降に影響される劣化因子もあることが知られている。参考文献によれば、劣化ストレス強度は、式３、式４に示す様に表現される。
Arrhenius modelに従う劣化因子の劣化ストレス強度（＝寿命（τ（Ｔ））の逆数）：
劣化ストレス強度 ∝ exp（－Ｅａ／ｋＴ） （式３）
温度昇降に影響される劣化因子の劣化ストレス強度：
劣化ストレス強度 ∝ ΔＴn ｘ ｆm ｘ exp（－Ｅａ／ｋＴ） （式４）
ここで、ｎ、ｍは摩耗故障因子特有の係数、ΔＴは温度昇降幅、ｆは温度昇降頻度、Ｅａは活性化エネルギー（温度依存性係数）、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度(Ｋ)、である。切替頻度情報ＣＳＩは、（式４）のｆに関する情報となる。したがって、切替頻度情報ＣＳＩを加味した劣化ストレス強度を算出することができる。
リングオシレータＲＯの発振周波数は温度（Ｔ）の関数として表現できる。リングオシレータＲＯの発振周波数をＦ（Ｔ）とすると、Ｆ（Ｔ）は温度逆数の指数exp（－Ｅａ／ｋＴ）に比例する。よって、Ｆ（Ｔ）は、下記の（式５）の関係を満たし、Ｔに大きく依存する。
Ｆ（T）∝ exp（－Ｅａ／ｋＴ） （式５）
リングオシレータＲＯは、(式５)の特性を有する。つまり、リングオシレータＲＯの発振周波数を検出することにより、温度（Ｔ）が測定できる。
ストレス検出回路１０の測定している熱ストレス情報ＨＳＩが所定レベル(第１動作判定しきい値ＯＰ１)に下がったタイミングは、測定対象の電子システム（電子機器や装置）が動作を停止したタイミングであると考えられる。測定対象の電子システム（電子機器や装置）が動作を停止したタイミングでは、測定対象の電子システムが発生する電磁波や熱が比較的低い状態と考えられる。したがって、半導体装置１は、測定対象の電子システムが発生する電磁波や熱によって妨げられることなく、測定結果である熱ストレス量ＨＳＶを、第１制御信号ＣＣ１に基づいて、無線通信回路２０から半導体装置１の外部へ安定して無線送信することができる。
また、電子システムの制御系が発行する停止情報を半導体装置１によって受信待機する必要が無いので、半導体装置１の消費電力を低減できる。あるいは、既存の電子システムの制御系に対して、システム停止情報のストレス検出回路１０への発行に関わる設計変更を行う必要が無く、半導体装置１の測定対象の電子システムへ実装が容易である。
熱ストレス情報ＨＳＩのレベルから判断して、電子システムが停止したと考えられるタイミングで、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫを高速な周波数ｆＨから低速な周波数ｆＬに切り替えるので、次の動作開始の検知までの間、ストレス検出回路１０は低消費電力な状態にされている。
（電子システムおよび電子装置の構成例）
図２は、実施の形態に係る電子システムの構成例を説明する図である。図２に示す様に、電子装置ＥＤは、アンテナＡＮＴが設けられた半導体装置１と、半導体装置１に電源電位Ｖｄと接地地電位Ｖｓとを供給する小型の電池ＢＡＴと、半導体装置１と電池ＢＡＴとが実装された回路基板ＣＢとにより構成される。電池ＢＡＴは、一例では、コイン電池やボタン電池などを利用することができる。
電子装置ＥＤは、温度の測定対象である電子機器や装置に取り付けられる。図２では、例示的に、電子システムＳＹＳとして、モータ制御システムを示しており、モータ制御システムは、モータＭＴとモータ制御回路ＭＴＣと含む。モータＭＴが温度の測定対象である電子機器や装置に対応する。モータＭＴの外壁の表面に、電子装置ＥＤが取り付けられる。モータ制御回路ＭＴＣは、モータＭＴの回転動作の制御、モータＭＴの回転停止の制御、モータＭＴの回転数の制御などの制御動作を行う。
モータ制御回路ＭＴＣは、電子装置ＥＤのアンテナＡＮＴから無線により送信された熱ストレス量ＨＳＶを受信し、モータＭＴの動作の制御を行うことができる。アンテナＡＮＴから無線により送信された熱ストレス量ＨＳＶの受信側は、モータ制御回路ＭＴＣに限定されない。熱ストレス量ＨＳＶの受信側は、別のネットワーク装置（不図示）とされても良い。
半導体装置１は、図１に述べたように、電子システムＳＹＳが停止したと考えられる期間では、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫが低速な周波数ｆＬとされるので、半導体装置１の消費電力が低減されている。このため、半導体装置１に電源を供給する小型の電池ＢＡＴの寿命または使用時間を長くするができる。よって、小型の電池ＢＡＴの交換頻度を少なくすることができる。また、測定結果の無線による送信も、図１に述べたように、安定して行うことができる。さらには、既存の電子システムに、電子装置ＥＤを温度計のように簡単にアドオンできる効果が得られる。なお、半導体装置１への電源の供給は、小型の電池ＢＡＴに限定されない。小型の電池ＢＡＴの代わりに、光や振動で電圧を生成する環境発電装置を半導体装置１の電源としても良い。
（熱ストレス情報ＨＳＩ、第１動作判定しきい値ＯＰ１、第３動作判定しきい値ＯＰ３の説明）
図３は、電子システムの熱ストレス情報の時間経過を模式的に示した図である。縦軸は熱ストレス情報ＨＳＩを示し、横軸は時間ｔを示す。電子システムＳＹＳは、動作状態ＯＰと、動作状態ＯＰ以外の状態とを繰り返すものとする。図３では、動作状態ＯＰ以外の状態は、スタンバイ状態ＳＴＢとして示している。動作状態ＯＰでは、熱ストレス情報ＨＳＩが大きく、スタンバイ状態ＳＴＢでは、熱ストレス情報ＨＳＩが、動作状態ＯＰにおける熱ストレス情報ＨＳＩと比較して、小さい。
半導体装置１の制御回路ＣＮは、ポイントＡ、Ｂ、Ｃで示す熱ストレス情報ＨＳＩの遷移点を検出して制御信号ＣＣ１、ＣＣ２等を生成する。
ポイントＡは、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態から、第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態に遷移したタイミングである。制御信号ＣＣ１は、熱ストレス量ＨＳＶの無線送信の開始トリガとなり、さらには、切替頻度情報ＣＳＩの更新を誘起する。制御信号ＣＣ２は、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫのクロックの高速な周波数ｆＨから低速な周波数ｆＬへの切り替えを誘起する。
ポイントＢは、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態から、第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１の状態に遷移したタイミングである。制御信号ＣＣ２は、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫの低速な周波数ｆＬから高速な周波数ｆＨへの切り替えを誘起する。
ポイントＣは、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第３動作判定しきい値ＯＰ３を超えたタイミングである。第３動作判定しきい値ＯＰ３は、熱ストレス情報ＨＳＩの値が異常な状態となったことを判定するための異常熱ストレス判定しきい値として利用される。ポイントＣは電子システムＳＹＳの異常を示唆するので、熱ストレス量ＨＳＶを無線通信回路２０により無線送信するのが良い。あるいは、電子システムＳＹＳの異常発生情報を無線通信回路２０により無線送信するのが良い。これにより、電子システムＳＹＳの運用管理や保守を行う者が、熱ストレス量ＨＳＶや異常発生情報に基づいて、電子システムＳＹＳの稼働の停止や電子システムＳＹＳの構成部品や装置の交換などの保守を行うことができる。
したがって、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい第１状態は、電子システムの動作状態ＯＰの期間と見做すことができる。一方、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい第２状態は、電子システムのスタンバイ状態ＳＴＢの期間と見做すことができる。
（適用される電子システムの一例）
図４は、図１の半導体装置または図２の電子装置の適用される電子システムの一例を説明する図である。図４には、各電子システムと、各電子システムの動作状態ＯＰおよび動作状態ＯＰ以外の状態（スタンバイ状態ＳＴＢ）の対応関係が示される。
適用システムとしては、図２で示したモータ制御システムの他、ＬＥＤシステム、ＴＰＭＳシステム、電力線システムなどがある。
モータ制御システムは、モータの回転停止や回転動作を制御する。モータの回転停止がスタンバイ状態ＳＴＢに対応し、モータの回転動作が動作状態ＯＰに対応する。モータが回転動作を行うと、モータの温度は高くなる。モータが回転停止すると、モータの温度は低くなる。モータの外壁に電子装置ＥＤを装着し、モータの温度を計測する。
ＬＥＤシステムは、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したＬＥＤ照明の消灯や点灯を制御する。ＬＥＤ照明の消灯がスタンバイ状態ＳＴＢに対応し、ＬＥＤ照明の点灯が動作状態ＯＰに対応する。ＬＥＤ照明が点灯すると、発光ダイオードの温度は高くなる。ＬＥＤ照明が消灯すると、発光ダイオードの温度は低くなる。発光ダイオードが実装される回路基板に導体装置１または電子装置ＥＤを装着し、発光ダイオードが実装される回路基板の温度を計測する。
ＴＰＭＳ（タイヤ圧力検出システム：Ｔｉｒｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）は、自動車のタイヤの圧力を検出するシステムである。自動車の停止状態がスタンバイ状態ＳＴＢに対応し、自動車の走行状態が動作状態ＯＰに対応する。自動車が走行すると、タイヤに充填されている空気や窒素などの気体の温度は高くなる。自動車が停止すると、タイヤに充填されている気体の温度は低くなる。タイヤのバルブに装着される圧力検出装置に半導体装置１または電子装置ＥＤを装着し、タイヤに充填されている気体の温度を計測する。
電力線システムは、風力発電や太陽光発電等の再生可能エネルギー（renewable energy）における発電所から電力線に電力を送電する。電力線への電力の送電の停止状態がスタンバイ状態ＳＴＢに対応し、電力線への電力の送電状態が動作状態ＯＰに対応する。電力が電力線に送電されると、電力線の温度は高くなる。電力線への電力の送電が停止されると、電力線の温度は低くなる。電力線に電子装置ＥＤを装着し、電力線の温度を計測する。電力線は、一例では、銅線等の導電線を絶縁材料からなる絶縁カバーによって被覆した構成とされており、導電線の温度が想定以上に高くなると、絶縁カバーが焼けてしまうような場合も考えられる。絶縁カバーが焼けてしまうような事態を未然に防止する為、電力線の温度を計測するのが良い。
（第１動作判定しきい値の変形例）
図５は、第１動作判定しきい値の変形例を説明する図である。図５において、軸は熱ストレス情報ＨＳＩを示し、横軸は時間ｔを示す。図３では、第１動作判定しきい値ＯＰ１によって、ポイントＡとポイントＢとを検出していた。図５では、第１動作判定しきい値ＯＰ１の他に、新たに、第２動作判定しきい値ＯＰ２が設けられる。第２動作判定しきい値ＯＰ２は、一例では、第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい値とされる。したがって、制御回路ＣＮは、第１動作判定しきい値ＯＰ１、第２動作判定しきい値ＯＰ２、第３動作判定しきい値ＯＰ３の３つの動作判定しきい値を保持する様に構成される。第１動作判定しきい値ＯＰ１、第２動作判定しきい値ＯＰ２、第３動作判定しきい値ＯＰ３の３つの動作判定しきい値は、測定対象の電子システム（電子機器や装置）が動作状態を判定するための、動作判定しきい値として利用される。
第１動作判定しきい値ＯＰ１は、図３と同様に、ポイントＡを検出するために利用される。つまり、第１動作判定しきい値ＯＰ１は、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第１動作判定しきい値ＯＰ１より大きい状態から第１動作判定しきい値ＯＰ１より小さい状態へ下降する場合に利用される。
一方、第２動作判定しきい値ＯＰ２は、ポイントＢを検出するために利用される。つまり、第２動作判定しきい値ＯＰ２は、熱ストレス情報ＨＳＩの値が第２動作判定しきい値ＯＰ２より小さい状態から第２動作判定しきい値ＯＰ２より大きい状態へ上昇する場合に利用される。
動作判定しきい値に、第１動作判定しきい値ＯＰ１と第２動作判定しきい値ＯＰ２の様にヒステリシスを持たせることで、揺らぎやノイズの影響で、ポイントＡとポイントＢの判定を短期間に繰り返したり、誤判定したりする課題を解決できる。第１動作判定しきい値ＯＰ１と第２動作判定しきい値ＯＰ２とを設ける方法以外に、複数回の単位カウント動作による熱ストレス情報ＨＳＩが継続して下降または上昇していることを確認してから最終判定を行うなど、揺らぎやノイズの影響を排除できる判定方法を採用するのが良い。
（動作判定しきい値の設定例）
次に、動作判定しきい値の設定例をいくつか説明する。
（動作判定しきい値の設定例１）
図６は、動作判定しきい値の設定例１を説明する図である。図６に示す様に、制御回路ＣＮは、複数の動作判定しきい値（ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３）を保持するためのレジスタＲＥＧを有している。図１の半導体装置１には、フラッシュメモリの様な不揮発性メモリＮＶＭが設けられており、不揮発性メモリＮＶＭは、複数の動作判定しきい値（ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３）のディフォルト値ＯＰＤを記憶している。ディフォルト値ＯＰＤは、半導体装置１に、たとえば、電池などから電源が供され、半導体装置１がパワーオンリセットされた時に応じて、レジスタＲＥＧへ読み込まれるように、構成されている。ディフォルト値ＯＰＤにおいて、第１動作判定しきい値ＯＰ１のディフォルト値は、一例では、半導体装置１が取り付けられた電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰとスタンバイ状態ＳＴＢを区別するのに妥当な温度（たとえば、５０°Ｃ）相当の熱ストレス情報ＨＳＩの値にするのが良い。第２動作判定しきい値ＯＰ２のディフォルト値は、第１動作判定しきい値ＯＰ１のディフォルト値より少し高い値、たとえば、５５°Ｃ相当の熱ストレス情報ＨＳＩの値とするのが良い。第３動作判定しきい値ＯＰ３のディフォルト値は、対応する電子システムＳＹＳの故障や異常を判定することが可能な程度の熱ストレス情報ＨＳＩの値にされる。第３動作判定しきい値ＯＰ３のディフォルト値は、対応する電子システムＳＹＳに基づいて設定するのが良い。
（動作判定しきい値の設定例２）
図７は、動作判定しきい値の設定例２を説明する図である。図７が図６と異なる点は、図７において、レジスタＲＥＧの内容を書き替えるための書換回路ＲＷＣが設けられている点である。他の構成及び動作は、図６と同じであるので、重複する説明は省略する。電子システムＳＹＳの管理者やユーザは、書換回路ＲＷＣを利用して、電子システムＳＹＳの使用環境に最適な動作判定しきい値をレジスタＲＥＧに設定することができる。つまり、パワーオンリセットされた時に、レジスタＲＥＧに格納された複数の動作判定しきい値（ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３）のディフォルト値ＯＰＤが、書換回路ＲＷＣを利用して、電子システムＳＹＳの使用環境に最適な動作判定しきい値へ変更できる。これにより、電子システムＳＹＳの動作判定をより正確に行うことができる。
（動作判定しきい値の設定例３）
図８は、動作判定しきい値の設定例３を説明する図である。図８では、レジスタＲＥＧに格納された動作判定しきい値が、過去の熱ストレス履歴に基づいて、最適な動作判定しきい値へ自動的に調整ないし更新されるように構成されている。
ユーザは、経過時間当たりの切替頻度の期待値ＥＸＶの上限値ＵＰＬと下限値ＬＯＬとを不揮発性メモリＮＶＭに設定する。
レジスタ値自動補正回路ＲＡＣは、半導体装置１の使用中に、たとえば、動作判定しきい値ＯＰ１を自動的に調整していく。すなわち、経過時間ＥＴ当たりの実際の切替頻度ＣＳＲが切替頻度の期待値ＥＸＶの上限値ＵＰＬを超えていた場合（（ＣＳＲ／ＥＴ）＞ＵＰＬ））、レジスタ値自動補正回路ＲＡＣは、レジスタＲＥＧに格納された動作判定しきい値ＯＰ１の値を所定の値（Ｎ）だけ下げる（－Ｎｄｏｗｎ）。また、経過時間ＥＴ当たりの実際の切替頻度ＣＳＲが期待値ＥＸＶの下限値ＬＯＬを下回っていた場合（（ＣＳＲ／ＥＴ）＜ＬＯＬ））、レジスタ値自動補正回路ＲＡＣは、レジスタＲＥＧに格納された動作判定しきい値ＯＰ１の値を所定の値（Ｎ）だけ上げる（＋Ｎｕｐ）。切替頻度は動作状態ＯＰからスタンバイ状態ＳＴＢへ変化した頻度であり、切替頻度の更新の度にレジスタ値自動補正回路ＲＡＣが起動される。
これにより、制御回路ＣＮのレジスタＲＥＧに格納された第１動作判定しきい値ＯＰ１の値は、過去の熱ストレス履歴に基づいて、最適な動作判定しきい値へと自動的に調整することができるので、電子システムＳＹＳの動作判定をさらに正確に行うことができる。
（ストレス検出回路１０の構成例）
図９は、図１のストレス検出回路の要部の構成例を説明する図である。図９には、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫの切替の構成例が示されている。なお、図９では、図１で示した切替頻度情報保持回路ＣＳＴ、演算回路ＡＣの記載を省略されている。図１のストレス検出回路１０と異なる部分を主に説明する。
図９に示す様に、ストレス検出回路１０は、分周回路ＤＩＣと、選択回路ＳＥＬ２と、をさらに含む。また、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴは間欠動作制御回路ＩＯＣをさらに含み、制御回路ＣＮは、比較回路ＣＰＦをさらに含む。
分周回路ＤＩＣは、リングオシレータＲＯの発振出力Ｆｏｕｔを１／Ｎに分周する。選択回路ＳＥＬ２は、リングオシレータＲＯの発振出力Ｆｏｕｔと分周回路ＤＩＣの出力のいずれか一方を選択して同期化バッファＳＢへ入力する。選択回路ＳＥＬ２は、クロック選択回路ＳＥＬ１内の切替回路ＣＫの出力によりその選択動作が制御される。クロック選択回路ＳＥＬ１が高速な周波数ｆＨの第１動作クロック信号を動作クロックＣＬＫとして選択する場合、切替回路ＣＫの出力は１となり、選択回路ＳＥＬ２はリングオシレータＲＯの発振出力Ｆｏｕｔを選択し、同期化バッファＳＢへ入力する。一方、クロック選択回路ＳＥＬ１が低速な周波数ｆＬの第２動作クロック信号を動作クロックＣＬＫとして選択する場合、切替回路ＣＫの出力は０となり、選択回路ＳＥＬ２は分周回路ＤＩＣの出力を選択し、同期化バッファＳＢへ入力する。
間欠動作制御回路ＩＯＣは、動作クロックＣＬＫを受けて、同期化バッファＳＢおよび累積ストレスカウンタＳＣの間欠動作を制御する。比較回路ＣＰＦは、動作クロックＣＬＫの周波数を考慮して、熱ストレス情報ＨＳＩと動作判定しきい値との比較動作を行う。
ストレス検出回路１０は、先に述べたように、リングオシレータＲＯの発振出力Ｆｏｕｔを累積ストレスカウンタＳＣにて累積する。リングオシレータＲＯの発振周波数は、劣化ストレス量に強く相関している。つまり、リングオシレータＲＯの発振周波数は、（リングオシレータＲＯの発振周波数 ∝劣化ストレス量（熱ストレス） ∝ exp（－Ｅａ／ｋＴ））の関係である。
図９に示す同期化バッファＳＢがリングオシレータＲＯの非同期発振を正しく取り込むためには、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫの周波数はリングオシレータＲＯの非同期発振の周波数より速い必要がある。動作クロックＣＬＫの周波数がリングオシレータＲＯの非同期発振の周波数より遅いと、リングオシレータＲＯの非同期発振の一部を見逃し、累積ストレスカウンタＳＣの取得カウントが実際より少なくなってしまう。一方で、リングオシレータＲＯの発振周波数は、温度が下がると対数的に小さくなる。
ストレス検出回路１０では、リングオシレータＲＯの非同期発振を正しく取り込みつつ、電子システムＳＹＳの停止時（スタンバイ状態ＳＴＢ）に、動作クロックＣＬＫの周波数（低速な周波数ｆＬ）を、電子システムＳＹＳの動作時の動作クロックＣＬＫの周波数（高速な周波数ｆＨ）に比べて、対数的に遅くできる（ｆＬ＝ｆＨ／１０００）。その結果、電子システムＳＹＳの停止時に、ストレス検出回路１０は、電子システムＳＹＳの動作状態への次の遷移を低消費電力で検知できる効果がある。
なお、低速な周波数ｆＬをさらに遅くしても、リングオシレータＲＯの非同期発振が正しく取り込めるようにするため、図９に示す通り、低速な周波数ｆＬで動作する場合には、リングオシレータＲＯの発振出力Ｆｏｕｔを分周回路ＤＩＣによって１／Ｎの周波数に遅くした後に、同期化バッファＳＢで取り込む構成としてもよい。これにより、電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間において、半導体装置１の消費電力をさらに下げることができる。
図９の制御回路ＣＮは、動作クロックＣＬＫの周波数状態を考慮した比較回路ＣＰＦを有する。比較回路ＣＰＦは、ストレス検出回路１０の動作がクロックのカウント数を単位とすることを考慮した比較を行う。すなわち、動作クロックＣＬＫを高速は周波数ｆＨから低速な周波数ｆＬに切り替えた場合、カウント数が同一であっても、カウント実時間は、低速な動作クロック（ｆＬ）時が高速な動作クロック（ｆＨ）時より、（fＨ／fＬ）だけ長くなる。そこで、動作判定しきい値ＯＰ１が高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫ時の熱ストレスカウントで定義されている場合、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫ時には、動作判定しきい値（ＯＰ１）を（fＨ／fＬ）倍する。あるいは、熱ストレス情報ＨＳＩを、（１／（fＨ／fＬ））だけ減らして比較する。これにより、動作クロックの周波数が切り換えられても、動作判定しきい値と熱ストレス情報ＨＳＩとの比較動作を適切に行うことができる。
（累積劣化ストレス量保持回路の構成例および変形例）
累積劣化ストレス量保持回路ＳＴの要部の構成例および変形例をいくつか説明する。
図１０は、図１の累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。図１０に示す様に、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴは、累積ストレスカウンタＳＣが累積ストレスカウント値ＣＵを保持しており、切替頻度情報保持回路ＣＳＴが切替頻度情報ＣＳＩを保持している。累積ストレスカウント値ＣＵは、この例では、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値とを区別することなく累積したカウント値とされている。
図１１は、変形例１に係る累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。図１１に示す様に、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴａは、累積ストレスカウンタＳＣ１と、累積ストレスカウンタＳＣ１ａと、を含む。累積ストレスカウンタＳＣ１は、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値ＣＵ１を保持する。累積ストレスカウンタＳＣ１ａは、電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値ＣＵ２を保持する。つまり、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値ＣＵ１と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値ＣＵ２とが区別されて、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴａ内に保持されている。
図１１の累積劣化ストレス量保持回路ＳＴａは、図１０の累積劣化ストレス量保持回路ＳＴと比較して、情報量が増大するメリットがある。しかし、２つの累積ストレスカウンタＳＣ１、ＳＣ１ａが必要なため、半導体装置１が形成された半導体チップの面積および消費電力が増大してしまうことに注意が必要である。
図１２は、変形例２に係る累積劣化ストレス量保持回路の要部の構成例を示す図である。図１２の累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｂは、図１１の累積劣化ストレス量保持回路ＳＴａと異なる点は、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｂにおいて、累積ストレスカウンタＳＣ１ａが設けられておらず、累積ストレスカウンタＳＣ１のみが設けられている点である。累積ストレスカウンタＳＣ１は、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値ＣＵ１を保持する。
電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中は、電子システムＳＹＳは高温になっている。高温である動作状態ＯＰの期間での劣化ストレス量は、スタンバイ状態ＳＴＢの期間に比べ、同一時間なら、対数的に大きい。そのため、スタンバイ状態ＳＴＢの期間が動作状態ＯＰの期間に比べ対数的に長くない限りスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積劣化ストレス量は無視することができる。したがって、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｂは、図１０の累積劣化ストレス量保持回路ＳＴに比べ、スタンバイ状態ＳＴＢの期間中において、動作状態ＯＰの期間への次の遷移を検知するための熱ストレス強度の継続的なモニタ動作（検出動作）のみを行い、累積に関わるカウンタ動作を行わない。これにより、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｂのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の消費電力を低減することができる。
（半導体装置の動作手順）
図１３は、実施例に係る半導体装置の動作手順を説明する図である。
半導体装置１は、パワーオンリセット（Ｐｏｗｅｒ ｏｎ ｒｅｓｅｔ）が行われて始動する（ステップＳ１）。パワーオンリセット（ステップＳ１）の後、半導体装置１内のストレス検出回路１０は、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫで動作する（ステップＳ２）。
ストレス検出回路１０は、熱ストレス情報ＨＳＩがＯＰ動作判定しきい値（ＯＰ１）以上か否かを、所定の期間ごとに判定する（ステップＳ３）。熱ストレス情報ＨＳＩが、ＯＰ動作判定しきい値（ＯＰ１）以下なら（Ｎｏ）、ステップＳ３を繰り返す。熱ストレス情報ＨＳＩが、ＯＰ動作判定しきい値（ＯＰ１）以上になったら（Ｙｅｓ）、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫは、低速な周波数ｆＬの動作クロックから高速な周波数ｆＨの動作クロックへ切り替える（ステップＳ４）。
高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫに切り替えた後、ストレス検出回路１０は、熱ストレス情報ＨＳＩを累積するとともに、熱ストレス情報ＨＳＩがＯＰ動作判定しきい値（ＯＰ１）以下か否かを所定の期間ごとに判定する（ステップＳ５）。熱ストレス情報ＨＳＩが、第１動作判定しきい値ＯＰ１以下でないなら（Ｎｏ）、ステップＳ５を繰り返す。
熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１以下になったら（Ｙｅｓ）、まず、切替頻度情報ＣＳＩの更新を行う（ステップＳ６）。
次に、無線通信回路２０は、更新した切替頻度情報ＣＳＩの情報を含めて、累積熱ストレス情報（熱ストレス量ＨＳＶ）の送信を行う（ステップＳ７）。
その後、ストレス検出回路１０の動作クロックＣＬＫが、高速な周波数ｆＨの動作クロックから低速な周波数ｆＬの動作クロックへ切替えられる（ステップＳ８）。そして、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫにより、ストレス検出回路１０は熱ストレス情報ＨＳＩが第１動作判定しきい値ＯＰ１以上か否かの所定期間ごとの判定を継続する（ステップＳ３）。
半導体装置の動作手順によれば、電子システムＳＹＳの停止時（スタンバイ状態ＳＴＢ）において、ストレス検出回路１０は低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫで動作する。低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫは、熱ストレス情報ＨＳＩが所定レベル（第１動作判定しきい値ＯＰ１）以上に再度遷移したことを、ストレス検出回路１０が検知するためのみに使用される。このため、ストレス検出回路１０以外の半導体装置１内の論理回路等の動作クロックのタイミング設計は通常動作用の高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫに対して実施すれば良い。したがって、半導体装置１の設計が容易となる。
（ストレス検出回路の変形例１）
図１４は、変形例１に係るストレス検出回路の構成例を説明する図である。図１４に示すストレス検出回路１０ａは、タイマＴＭと、選択回路ＳＥＬ３と、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｃと、を有する。累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｃは、図９で示した累積劣化ストレス量保持回路ＳＴに、新たに、累積時間保持回路ＣＴが設けられている。
なお、図１４のストレス検出回路１０ａでは、リングオシレータＲＯ、分周回路ＤＩＣ，選択回路ＳＥＬ２，同期化バッファＳＢ、間欠動作制御回路ＩＯＣ、比較回路ＣＰＦの図示が省略されている。また、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｃの累積ストレスカウンタＳＣの累積ストレスカウント値ＣＵは、図１０で説明した様に、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値とを区別することなく累積したカウント値とされているものとする。
選択回路ＳＥＬ３は、高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫの使用時に、タイマＴＭの出力する制御信号ＣＴＭ１を選択して、累積時間保持回路ＣＴへ入力する。また、選択回路ＳＥＬ３は、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫの使用時に、タイマＴＭの出力する制御信号ＣＴＭ２を選択して、累積時間保持回路ＣＴへ入力する。累積時間保持回路ＣＴは、単位カウント動作の実施回数を累積時間情報として保持する回路である。
図９の比較回路ＣＰＦにおいて説明したように、ストレス検出回路１０ａの単位カウント動作は、動作クロックＣＬＫのクロック周期の所定倍の期間行われる。累積時間保持回路ＣＴは、単位カウント動作の実施回数を累積時間情報として保持する。したがって、ストレス検出回路１０ａの動作クロックＣＬＫを高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫから低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫに切り替えた場合、累積時間保持回路ＣＴに記録される単位カウント動作の実施回数が同一であっても、単位カウント動作の実時間は低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫ時が高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫの時より、(ｆＨ／ｆＬ)だけ長くなってしまう。
このような実時間としての差異は、一つの累積ストレスカウンタＳＣに、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値とを区別することなく累積する場合に問題が生じる。つまり、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値とを判別できないので、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫの時の劣化ストレスを、高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫの時に対して、相対的に(ｆＨ／ｆＬ)倍に誤って認識してしまうことになる。
図１４に示す様に、動作クロックＣＬＫのクロック周波数のカウント数を単位とするタイマＴＭからの制御信号ＣＴＭ１、ＣＴＭ２を、実時間の観点で一致するように変更する。すなわち、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫの時には、高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫの時に比べて、１／（ｆＨ／ｆＬ）のカウント数で、タイマＴＭが制御信号ＣＴＭ２を発生するように制御する。２進数表現では、ｌｏｇ２（ｆＨ／ｆＬ）だけ出力ビット桁を右シフトする。たとえば、fＨ＝３２ＭＨｚ、fＬ＝３２ＫＨｚの場合、ｌｏｇ２（ｆＨ／ｆＬ）～１０なので、高速な周波数ｆＨの動作クロックＣＬＫの使用時に、タイマカウント値２２０で発生する制御信号ＣＴＭ１は、低速な周波数ｆＬの動作クロックＣＬＫの使用時には、タイマカウント値２１０で制御信号ＣＴＭ２として発生させる。このようにして、絶対時間を合わせる。
ストレス検出回路１０ａによれば、ストレス検出回路１０ａのクロック周波数が切り替えられ、一つの累積ストレスカウンタＳＣに、電子システムＳＹＳの動作状態ＯＰの期間中の累積ストレスカウント値と電子システムＳＹＳのスタンバイ状態ＳＴＢの期間中の累積ストレスカウント値とを区別することなく累積する場合でも、ストレス検出回路１０ａを正しく動作させることができる。
（切替頻度情報保持回路の変形例）
図１５は、図１の切替頻度情報保持回路の変形例を説明する図である。図１６は、変形例における切替頻度情報保持回路の状態遷移図を説明する図である。図１５において、縦軸は熱ストレス情報ＨＳＩを示し、横軸は時間ｔを示す。
（式４）に示した温度昇降頻度に関わる劣化ストレスは、動作期間ＯＰとスタンバイ期間ＳＴＢの切替わり頻度だけではなく、動作期間ＯＰ中の熱ストレス昇降にも影響される可能性がある。動作期間ＯＰ中の熱ストレス変動は不規則であるため、「上昇Ｕｐ」や「下降Ｄｏｗｎ」の判断が難しい。
動作期間ＯＰ中の熱ストレス情報ＨＳＩの中央値ｍ、及び、標準偏差√＜（ｘ－ｍ）２＞を「上昇Ｕｐ」と「下降Ｄｏｗｎ」の判断のしきい値に用いることができる。ここで、中央値ｍは、累積カウント／カウント回数であり、＜ ＞は囲まれた値の平均を示す。切替頻度情報保持回路ＣＳＴにおいて、上昇Ｕｐのしきい値ｍ１は、ｍ１＝ｍ＋√＜（ｘ－ｍ）２＞とし、下降Ｄｏｗｎのしきい値ｍ２は、ｍ２＝ｍ－√＜（ｘ－ｍ）２＞とする。中央値ｍ及び標準偏差√＜（ｘ－ｍ）２＞はこれまでの履歴に基づくものである。たとえば、前回の動作状態ＯＰからスタンバイ状態ＳＴＢに遷移した時点までの動作期間ＯＰ中の熱ストレスの中央値及び標準偏差を利用することができる。
図１５および図１６に示す通り、熱ストレス情報ＨＳＩが中央値ｍより下に一度遷移した後、上昇Ｕｐのしきい値ｍ１より上に遷移した時、「上昇Ｕｐ」とカウントする。また、熱ストレス情報ＨＳＩが中央値ｍより上に一度遷移した後、下降Ｄｏｗｎのしきい値ｍ２より下に遷移した時、「下降Ｄｏｗｎ」とカウントする。図１５では、上昇Ｕｐは、Ｕｐ１～Ｕｐ５の５回として判断されている。図１５では、下降Ｄｏｗｎは、Ｄｏｗｎ１～Ｄｏｗｎ３の３回として判断されている。切替頻度情報保持回路ＣＳＴは、この場合、５回の上昇Ｕｐの回数と３回の下降Ｄｏｗｎの回数とを昇降頻度情報として、切替頻度情報ＣＳＩに保持することになる。
切替頻度情報保持回路の変形例によれば、動作期間ＯＰ中の熱ストレスの昇降回数を定義することで、熱ストレスの昇降回数を正確に取得できる。したがって、動作期間ＯＰおよびスタンバイ期間ＳＴＢの切替頻度情報ＣＳＩと合わせて、動作期間ＯＰ期間中の温度昇降に関わる劣化ストレスの状況を、より正確に把握することができる。
（ストレス検出回路の変形例２）
図１７は、変形例２に係るストレス検出回路を示す図である。図１７に示す様に、ストレス検出回路１０ｂは、第１リングオシレータＲＯと、第２リングオシレータＲＯ２と、累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｄと、を含む。累積劣化ストレス量保持回路ＳＴｄは、第１同期化バッファＳＢと、第２同期化バッファＳＢ２と、累積時間保持回路ＣＴと、第１累積ストレスカウンタＳＣと、第２累積ストレスカウンタＳＣ２と、切替頻度情報保持回路ＣＳＴと、を含む。
第１リングオシレータＲＯ、第１同期化バッファＳＢ、および、第１累積ストレスカウンタＳＣは、図１に示されるリングオシレータＲＯ、同期化バッファＳＢ、および、累積ストレスカウンタＳＣにそれぞれ対応する。また、累積時間保持回路ＣＴは、図１４で示した累積時間保持回路ＣＴに対応する。
ストレス検出回路１０ｂは、図１と図１４とを組み合わせた構成において、さらに、第２リングオシレータＲＯ２、第２同期化バッファＳＢ２、および、第２累積ストレスカウンタＳＣ２が設けられている。
図１で説明した様に、第１リングオシレータＲＯは、温度に依存して発振周波数が変更される発振回路である。
一方、第２リングオシレータＲＯ２は、発振周波数が温度依存性および電圧依存性の両方に依存する。第２リングオシレータＲＯ２の発振出力は、第２同期化バッファに取り込まれる。第２同期化バッファＳＢ２は、単位カウント動作期間ごとに、第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数を第２熱ストレス情報として取得し、一時的に保持する。単位カウント動作期間は、温度がほぼ一定とみなせる一定周期のカウントサンプリング期間である。第２累積ストレスカウンタＳＣ２は、第２同期化バッファＳＢ２から出力される第２熱ストレス情報を継続的に加算（累積）して、累積ストレスカウント値ＣＵＶＴとして保持する。
したがって、第１累積ストレスカウンタＳＣは、温度依存性のみ顕著な第１劣化ストレス量（熱ストレス情報ＨＳＩ）を累積して、累積ストレスカウント値（第１累積ストレスカウント値ともいう）ＣＵとして保持する。第２累積劣化ストレスカウンタＳＣ２は、温度依存性および電圧依存性の両方が顕著な第２劣化ストレス量（電圧・熱ストレス情報）を累積して、累積ストレスカウント値（第２累積ストレスカウント値ともいう）ＣＵＴＶとして保持する。
第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数は、温度（Ｔ）と電圧（Ｖ）の関数として表現できる。電圧（Ｖ）は、図２の小型の電池ＢＡＴから半導体装置１に供給される電源電位Ｖｄと接地電位Ｖｓと電位差（Ｖｄ－Ｖｓ）を表している。第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数をＦ（Ｔ，Ｖ）とすると、Ｆ（Ｔ，Ｖ）は、電圧依存性ｆ（Ｖ）と温度逆数の指数（exp（－Ｅａ２／ｋＴ）とに比例する。よって、Ｆ（Ｔ，Ｖ）は、下記の式６を満たし、Ｔ、Ｖに大きく依存する。Ｅａ２は活性化エネルギー（温度依存性係数）である。
Ｆ（Ｔ，Ｖ）∝ｆ(Ｖ) ｘ exp（－Ｅａ２／ｋＴ） （式６）
第２リングオシレータＲＯ２は、(式６)の特性を有する。
第１累積ストレスカウンタＳＣの累積ストレスカウント値ＣＵをカウント数Ｃｎｔ１とすると、第１累積ストレスカウンタＳＣは、温度Ｔがほぼ一定とみなせる所定期間のカウント数Ｃｎｔ１がexp（－Ｅａ１／ｋＴ）に比例するように構成される。カウント数Ｃｎｔ１は、Ｃｎｔ１＝Ｃ１ ｘ ｅｘｐ（－Ｅａ１/ｋＴ）で表される。ここで、Ｃ１はカウント数の温度依存性に係わる定数である。
第２累積ストレスカウンＳＣ２の累積ストレスカウント値ＣＵＴＶをカウント数Ｃｎｔ２とすると、第２累積ストレスカウンＳＣ２は、温度Ｔ、電圧Ｖがほぼ一定とみなせる所定期間のカウント数Ｃｎｔ２がｆ(Ｖ) ｘ ｅｘｐ（－Ｅａ２/ｋＴ）に比例するように構成される。カウント数Ｃｎｔ２は、Ｃｎｔ２＝ｆ(Ｖ) ｘ Ｃ２ ｘ ｅｘｐ（－Ｅａ２/ｋＴ）＝ｆ(Ｖ) ｘ Ｃ２ ｘ ｛ｅｘｐ（－Ｅａ１/ｋＴ）｝ｑ2で表される。ここで、Ｃ２はカウント数の温度依存性に係わる定数であり、ｑ２＝Ｅａ２／Ｅａ１である。
ここで、電圧依存性ｆ（Ｖ）の変動を考慮した相互関係指標Ｋｑ２の変動範囲を検討する。カウント数Ｃｎｔ１の累積値（以下、Ｃｎｔ１累積値と記す）とカウント数Ｃｎｔ２の累積値（Ｃｎｔ２累積値と記す）との相互関係指標Ｋｑ２は、以下の式７となる。
Ｋｑ２＝（Ｃｎｔ２累積値）／｛（Ｃｎｔ１累積値）ｑ２／Ｎｑ２－１｝
＝Ｂ（Ｖ） ｘ （｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）｝ｑ２累積値）／［｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）累積値｝ｑ２／Ｎｑ２－１］ (式７)
ｆ（Ｖｃｈｉｐｍｉｎ） ｘ （Ｃ２／Ｃ１ｑ２）≦Ｂ（Ｖ）≦ｆ（Ｖｃｈｉｐｍａｘ） ｘ （Ｃ２／Ｃ１ｑ２）
ここで、Ｃｎｔ２累積値、Ｃｎｔ１累積値は実測値であり、Ｎは単位カウント動作（温度がほぼ一定とみなせる所定周期の期間のカウント動作）の累積実施回数であって、累積時間保持回路ＣＴの実測値である。Ｂ（Ｖ）は累積期間中の電圧変動履歴に依存した、ある不明な値である。ＶｃｈｉｐｍｉｎおよびＶｃｈｉｐｍａｘは、半導体装置１の電源電位（Ｖｄ）の変動の最小値Ｖｃｈｉｐｍｉｎと最大値Ｖｃｈｉｐｍａｘとを示している。ｆ（Ｖｃｈｉｐｍｉｎ）は、電源電位（Ｖｄ）の最小値Ｖｃｈｉｐｍｉｎにおける第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数の電圧依存性を示し、ｆ（Ｖｃｈｉｐｍａｘ）は、電源電位（Ｖｄ）の最大値Ｖｃｈｉｐｍａｘにおける第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数の電圧依存性を示している。
したがって、相互関係指標Ｋｑ２は、累積時間保持回路ＣＴが保持する所定期間の平均的な電圧依存性ｆ（Ｖ）に相関することになる。
さらに、温度Ｔの変動分を考慮した相互関係指標Ｋｑ２の変動範囲を求める。ここで、(式７)中の（｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）｝ｑ２累積値)／［｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）累積値}ｑ２／Ｎｑ２－１]は、１以上Ａｑ２以下である。なお、Ａｑ２は温度Ｔの変動のワーストを考慮した場合の予め設定した既定値である。以上から、温度Ｔの変動分を考慮した相互関係指標Ｋｑ２の変動範囲は、以下となる。
ｆ（Ｖｃｈｉｐｍｉｎ） x （Ｃ２／Ｃ１ｑ２）≦ Ｋｑ２ ≦ ｆ（Ｖｃｈｉｐｍａｘ） ｘ Ａｑ２ x （Ｃ２／Ｃ１ｑ２)
Ｋｑ２／（Ｃ２／Ｃ１ｑ２）は、半導体装置１の電源電圧（Ｖｄ）の電圧状態に応じて、ｆ（Ｖｃｈｉｐｍｉｎ）～ｆ（Ｖｃｈｉｐｍａｘ） ｘ Ａｑ２の間で変動することになる。
次に、図１７のストレス検出回路１０ｂを用いて、図２の電子装置ＥＤに利用される小型の電池ＢＡＴの寿命を判定する方法について説明する。小型の電池ＢＡＴの寿命の判定は、相互関係指標Ｋｑ２を用いて行われる。
図１８は、電子装置に利用される小型の電池の寿命と相互関係指標とを説明する図である。図１８において、左縦軸は小型の電池ＢＡＴの実際に出力されている有効出力電圧（Ｖｅｆｆ）と規格電圧（Ｖｔｙｐｅ）との比（Ｖｅｆｆ／Ｖｔｙｐｅ）を示し、横軸は時間Ｔｉｍｅ［ｈ］を示し、右縦軸は規格化した相互関係指標Ｋｑ２の値を示している。
図１８において、線Ｌ１は、小型の電池ＢＡＴの有効出力電圧（Ｖｅｆｆ）と規格電圧（Ｖｔｙｐｅ）との比（Ｖｅｆｆ／Ｖｔｙｐｅ）を模式的に示しており、小型の電池ＢＡＴは使用時間の経過とともに出力電圧が低下し、小型の電池ＢＡＴの寿命間近では、小型の電池ＢＡＴの有効出力電圧の低下が顕著になる。
図１８において、電圧依存性ｆ（Ｖ）に相関する相互関係指標Ｋｑ２は、線Ｌ２に示す様に推移する。ここで、規格化した相互関係指標Ｋｑ２の計算において、(式７)中の温度変動にかかわる項（｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）｝ｑ２累積値)／［｛ｅｘｐ（－Ｅａ１／ｋＴ）累積値}ｑ２／Ｎｑ２－１]は、１とした。すなわち、Ａｑ２＝１とした。先に述べたように、劣化ストレス量の電圧依存性ｆ（Ｖ）は、Ｖｎやexp（Ｂ x Ｖ）で表現されるので、小型の電池ＢＡＴの出力電圧の低下とともに、規格化した相互関係指標Ｋｑ２は対数的に低下する。相互関係指標Ｋｑ２によって、小型の電池ＢＡＴの寿命を比較的簡単に予測することができる。
上記説明では、相互関係指標Ｋｑ２の時間推移に基づいて、小型の電池ＢＡＴの寿命を判定する方法を説明したが、相互関係指標Ｋｑ２の時間推移は、第２累積ストレスカウント値の時間推移と見做すことも可能である。したがって、第２累積ストレスカウント値の時間推移に基づいて、小型の電池ＢＡＴの寿命を判定することができる。
なお、第１リングオシレータＲＯの発振周波数の温度依存性と第２リングオシレータＲＯ２の発振周波数の温度依存性とが同じである場合、累積ストレスカウント値ＣＵＴＶから累積ストレスカウント値ＣＵを差し引き、電圧依存性ｆ（Ｖ）に関す変動値を算出し、この変動値の時間推移に基づいて、小型の電池ＢＡＴの寿命を判定しても良い。
図２の説明で述べたように、小型の電池ＢＡＴの代わりに、光や振動で電圧を生成する環境発電装置を半導体装置１の電源とする場合も、相互関係指標Ｋｑ２を電圧状態の検出に使用することができる。そして、相互関係指標Ｋｑ２を用いて、環境発電装置の電圧状態の健全性を判定することができる。つまり、第２累積ストレスカウント値の時間推移に基づいて、小型の電池ＢＡＴの寿命または環境発電装置の電圧状態の健全性を判定することができる。環境発電装置の出力電圧が所定電圧未満である場合、累積劣化ストレス量の無線通信回路２０からの無線送信を保留し、環境発電装置の出力電圧の電圧レベルが所定電圧以上に回復するのを待つようにするのが良い。
ストレス検出回路の変形例２によれば、小型の電池ＢＡＴの電源電圧を継続して検出またはモニタしなくとも、劣化ストレス量の値から小型の電池ＢＡＴや環境発電装置の出力電圧の状態を知ることができるので、継続した検出またはモニタで得られた多数のデータに関する記憶領域とその処理に要する半導体装置の消費電力を低減できる。小型の電池ＢＡＴや環境発電装置の出力電圧の検出またはモニタを比較的長い期間で一回実施する場合に比べ、この期間で積分した値である累積劣化ストレス量を用いるので、誤測定により誤った判定を行う危険性を低減できる。
相互関係指標Ｋｑ２を算出するための所定期間は、スタンバイ状態ＳＴＢから動作状態ＯＰへ遷移してから、その後、動作状態ＯＰからスタンバイ状態ＳＴＢへ遷移するまでの期間（つまり、スタンバイ状態ＳＴＢとスタンバイ状態ＳＴＢとの間の動作状態ＯＰの期間）とするのが良い。これにより、適切な頻度で小型の電池ＢＡＴの出力電圧（電源電位（Ｖｄ））の状態の検出を行うことができる。
相互関係指標Ｋｑ２と他のストレス情報とを合わせて、無線通信回路２０から無線で送信する。あるいは、受信側で、第１累積ストレスカウンＳＣ１の実測値であるＣｎｔ１累積値、第２累積ストレスカウンＳＣ２の実測値であるＣｎｔ２累積値、及び累積時間保持回路ＣＴの実測値Ｎから相互関係指標Ｋｑ２を算出することもできる。この場合、他のストレス情報と、第１累積ストレスカウンＳＣ１のＣｎｔ１累積値と、第２累積ストレスカウンＳＣ２のＣｎｔ２累積値と、累積時間保持回路ＣＴの実測値Ｎと、他のストレス情報とを合わせて、無線通信回路２０から無線で受信側へ送信する。これにより、小型の電池ＢＡＴが寿命に達する前の段階で、新しい小型の電池ＢＡＴに取り換えることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
１：半導体装置
１０，１０ａ：ストレス検出回路
２０：無線通信回路
ＡＮＴ：アンテナ
ＳＴ、ＳＴａ、ＳＴｂ、ＳＴｃ：累積劣化ストレス量保持回路
ＲＯ：リングオシレータ（第１リングオシレータ）
ＲＯ２：第２リングオシレータ
ＳＢ：同期化バッファ（第１同期化バッファ）
ＳＢ２：第２同期化バッファ
ＨＳＩ：熱ストレス情報
ＨＳＶ：熱ストレス量（累積熱ストレス情報）
ＳＣ：累積ストレスカウンタ（第１累積ストレスカウンタ）
ＳＣ２：第２累積ストレスカウンタ
ＣＳＴ：切替頻度情報保持回路
ＣＮ：制御回路
ＡＣ：演算回路
ＣＧＨ：第１クロック生成回路
ＣＧＬ：第２クロック生成回路
ＳＥＬ１：クロック選択回路
ＣＫ：切替回路
ＳＹＳ：電子システム
ＭＴ：モータ
ＥＤ：電子装置
ＢＡＴ：電池
ＣＢ：回路基板
ＲＥＧ：レジスタ
ＮＶＭ：不揮発性メモリ
ＲＷＣ：書換回路
ＲＡＣ：レジスタ値自動補正回路
ＤＩＣ：分周回路
ＩＯＣ：間欠動作制御回路
ＴＭ：タイマ
ＣＴ：累積時間保持回路

Claims (17)

  1. 温度依存性が顕著な熱ストレス情報を所定期間ごとに計測するバッファと、前記バッファの前記熱ストレス情報を累積して、累積ストレスカウント値として保持する累積ストレスカウンタと、を含む保持回路と、
    動作判定しきい値を含む制御回路と、
    無線通信回路と、を有し、
    前記制御回路は、前記バッファから与えられる前記熱ストレス情報が前記動作判定しきい値より大きい第１状態から小さい第２状態へ遷移したことに基づいて、前記無線通信回路による前記累積ストレスカウント値から算出された累積熱ストレス情報の送信を開始させ、
    前記第１状態と前記第２状態とで、前記保持回路へ供給する動作クロックの周波数を切り替えるクロック選択回路を有し、
    前記動作クロックの前記周波数は、前記第２状態の方が前記第１状態に比べ低速である、
    半導体装置。
  2. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記制御回路は、異常熱ストレス判定しきい値を含み、
    前記制御回路は、前記熱ストレス情報が前記異常熱ストレス判定しきい値を超えた場合、前記無線通信回路による前記累積熱ストレス情報の送信を開始させる、半導体装置。
  3. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記保持回路は、前記第１状態と前記第２状態との切替回数に関する切替頻度情報をさらに保持する、半導体装置。
  4. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記第２状態における前記動作クロックは、前記熱ストレス情報が前記動作判定しきい値以上となったことを検知する動作のために使用される、半導体装置。
  5. 請求項１に記載の半導体装置において、
    前記保持回路の動作は、前記動作クロックのクロック周波数のカウント数に基づいて制御され、異なるクロック周波数での前記カウント数は、クロック周波数が異なっていても、絶対時間ではほぼ一致するようにそれぞれのカウント数が設定される、半導体装置。
  6. 請求項３に記載の半導体装置において、
    前記切替頻度情報は、前記第１状態における前記熱ストレス情報の昇降頻度に関する昇降頻度情報をさらに含み、
    前記昇降頻度情報は、前記熱ストレス情報の変動履歴の中央値及び標準偏差に基づいて、前記熱ストレス情報の昇降を判定することにより生成される、半導体装置。
  7. 請求項１に記載の半導体装置と、
    前記無線通信回路に接続されたアンテナと、
    前記半導体装置に電源電位および接地電位を供給する電池または環境発電装置と、を含む電子装置。
  8. 請求項７に記載の電子装置と、
    前記電子装置が取り付けられた機器と、を含む、電子システム。
  9. 請求項７に記載の電子装置において、
    前記保持回路は、
    温度依存性及び電圧依存性の両方が顕著な第２熱ストレス情報を累積して、第２累積ストレスカウント値として保持する第２累積ストレスカウンタをさらに有し、
    前記第２累積ストレスカウント値の時間推移に基づいて、前記電池の寿命または前記環境発電装置の電圧状態の健全性を判定する、電子装置。
  10. 請求項９に記載の電子装置と、
    前記電子装置が取り付けられた機器と、を含む、電子システム。
  11. ストレス検出回路と、
    無線通信回路と、を含み、
    前記ストレス検出回路は、
    発振周波数が温度依存性を有する第１リングオシレータと、
    累積劣化ストレス量保持回路と、
    動作判定しきい値を含む制御回路と、を含み、
    前記累積劣化ストレス量保持回路は、
    単位カウント動作期間ごとに、前記第１リングオシレータの前記発振周波数を、熱ストレス情報として取得し、一時的に保持する第１同期化バッファと、
    前記第１同期化バッファから出力される前記熱ストレス情報を継続的に累積して、第１累積ストレスカウント値として保持する第１累積ストレスカウンタと、を含み、
    前記制御回路は、前記熱ストレス情報が前記動作判定しきい値より大きい第１状態から小さい第２状態へ遷移したことに基づいて、前記無線通信回路による前記第１累積ストレスカウント値から算出された累積熱ストレス情報の送信を開始させ、
    第１周波数の第１クロック信号を生成する第１クロック生成回路と、
    前記第１周波数と比較して、低速な第２周波数の第２クロック信号を生成する第２クロック生成回路と、
    前記制御回路により制御されるクロック選択回路と、を有し、
    前記クロック選択回路は、
    前記熱ストレス情報が前記第１状態の場合、前記第１クロック信号を動作クロックとして前記ストレス検出回路へ供給し、
    前記熱ストレス情報が前記第２状態の場合、前記第２クロック信号を前記動作クロックとして前記ストレス検出回路へ供給する、半導体装置。
  12. 請求項１１に記載の半導体装置において、
    前記ストレス検出回路は、
    前記第１リングオシレータの発振出力を分周する分周回路と、
    前記第１リングオシレータの発振出力と分周回路の出力のいずれか一方を選択して前記第１同期化バッファへ入力する選択回路と、を含む、半導体装置。
  13. 請求項１１に記載の半導体装置と、
    前記無線通信回路に接続されたアンテナと、
    前記半導体装置に電源電位および接地電位を供給する電池または環境発電装置と、を含む電子装置。
  14. 請求項１３に記載の電子装置と、
    前記電子装置が取り付けられた機器と、を含む、電子システム。
  15. 請求項１１に記載の半導体装置において、
    前記ストレス検出回路は、
    発振周波数が温度依存性及び電圧依存性を有する第２リングオシレータを含み、
    前記累積劣化ストレス量保持回路は、
    単位カウント動作期間ごとに、前記第２リングオシレータの前記発振周波数を、第２熱ストレス情報として取得し、一時的に保持する第２同期化バッファと、
    前記第２同期化バッファから出力される前記第２熱ストレス情報を継続的に累積して、第２累積ストレスカウント値として保持する第２累積ストレスカウンタと、を含む、半導体装置。
  16. 請求項１５に記載の半導体装置と、
    前記無線通信回路に接続されたアンテナと、
    前記半導体装置に電源電位および接地電位を供給する電池または環境発電装置と、を含み、
    前記半導体装置は、
    前記第２累積ストレスカウント値の時間推移に基づいて、前記電池の寿命または前記環境発電装置の電圧状態の健全性を判定する、電子装置。
  17. 請求項１６に記載の電子装置と、
    前記電子装置が取り付けられた機器と、を含む、電子システム。
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