JPH01241659A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH01241659A
JPH01241659A JP63070485A JP7048588A JPH01241659A JP H01241659 A JPH01241659 A JP H01241659A JP 63070485 A JP63070485 A JP 63070485A JP 7048588 A JP7048588 A JP 7048588A JP H01241659 A JPH01241659 A JP H01241659A
Authority
JP
Japan
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circuit
frequency
clock signal
signal
reference clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP63070485A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Komori
古森 和彦
Akira Ban
伴 明
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.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority to JP63070485A priority Critical patent/JPH01241659A/ja
Publication of JPH01241659A publication Critical patent/JPH01241659A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Landscapes

  • Microcomputers (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、紫外線消去型の読出し専用メモリ装置を内蔵
し、かつ電源電圧を昇圧した電圧を前記読出し専用メモ
リ装置のゲートに供給する昇圧回路を有するマイクロコ
ンピュータに関する。
〔従来の技術〕
現在、マスクROMを内蔵したマイコンは種々のシステ
ム制御等広範囲に渡って利用されているが、プログラム
開発時にはプログラムの書き換えが可能であることから
少量生産に通したPROM内蔵のマイコンが使用される
のが通例である。
初めにマイコンに内蔵されるマスクROMについて第3
図に示し説明する。ROM内には制御を実行するための
命令が2進数のデータとして格納されており、マスクR
OMについては閾値電圧Vtが約0.7±0.2[V]
であるセルトランジスタを形成するか否かでデータとし
ている。読出しを実行する場合は、ゲート電圧光に電源
電圧レベル(2,5〜6.0[V])を印加することで
、N型トランジスタ17が形成されていれば、ドレイン
電圧VDより接地電圧レベルへとオン電流16Nが流れ
、トランジスタ17が形成されていなければ、オン電流
IoNは流れない。オン電流1 ONをセンスアンプ回
路16で検知し、データとしてデータ出力線D out
へと出力する。マスクROMに関してはセルアレイを構
成するセルトランジスタの閾値電圧VTが非常に低く設
定されていることがら、マイコンの動作電源電圧が2.
5〜6.0(V]あってもオン電流I osはセンスア
ンプ回路16で十分検知可能な電流値に達する。
次に、マイコンに内蔵されるFROMについて第4図に
示し説明する。FROMに関しては書込み回路18より
フローティングゲートFGに電荷を蓄えるか否かによっ
てセルトランジスタ19のオン/オフを制御しており、
電荷が蓄えられていない時をオンビットセルを呼んでい
る。また、閾値電圧vTは約2.5〜3.0[V]”t
’あり、マスクROMのセルアレイを構成するセルトラ
ンジスタと比較すると非常に高い。書込む場合にはセン
スアンプ回路16は停止しており、書込み回路18から
高電圧(12,5(V])を印加する。さらに、第5図
に示すチャージポンプ回路4で昇圧された高電圧(約1
8[V])をゲート電圧先に印加することにより、フロ
ーティングゲートFGに負電荷が蓄えられ、閾値電圧V
Tは高い方ヘシフトし約9.0[V]となり、これをオ
フビットセルと呼んでいる。FROMでは、セルアレイ
を構成するセルトランジスタの閾値電圧VTの差を利用
しデータとしている。読出しの場合には、書込み回路1
8は停止しており、電源電圧レベルをゲート電圧Vaへ
印加する。この時、セルトランジスタI9をオンビット
セルとすると、ゲート電圧先はセルトランジスタ19を
導通状態にする電圧レベルでなければならず、この値が
動作電源電圧範囲の下限を決定する。また、セルトラン
ジスタ19がオフビットセルの場合、ゲート電圧先はセ
ルトランジスタ19を遮断状態とする電圧レベル以下に
抑えられていなければならず、この値が動作電源電圧範
囲の上限を決定する。この時、オン電流1osが流れ茶
か否かをセンスアンプ回路!6で検知し、データとして
出力線D outへ出力する。
以上のことより、FROMを内蔵するマイコンの動作電
源電圧範囲は約3.5〜5.5[V]と狭いものとなワ
ており、したがってマスクROM内蔵とPROM内蔵の
マイコンでは動作電源電圧範囲が異なる。そのため、ユ
ーザ側からはマスクROM内蔵とPROM内蔵のマイコ
ンにおける動作電源電圧範囲に互換性を持たせることが
強い要望となっている。
以上のことより、動作電源電圧が2.5〜6.0[V]
のFROMを内蔵するマイコンの一つとして、ゲート電
圧を昇圧する方法を用いたものを第4゜5.6.7図に
示し説明する。書込む場合は前述したPROM内蔵のマ
イコンと同様にチャージポンプ回路4で昇圧された高電
圧(約18 [V] )をゲート電圧先に印加する。
ここで、まずチャージポンプ回路4について第6図に示
し説明する。チャージポンプ回路とは、コンデンサの充
放電特性を利用したものである。
入力端子Vinに外部より高電圧(12,5[V])が
印加されるとトランジスタ20は導通状態となり、出力
端子V outは約10.0[V]の電圧レベルになる
この時、第7図に示すクロック信号CLに(ハイレベル
が12.5[V]、ロウレベルがO[V])が入力端子
23に入力されるとクロック信号CLにの立ち上がりで
コンデンサ22の点21の電圧レベルを押し上げ、次の
立ち上がりまで昇圧された電圧レベルを保持する。この
時、N型トランジスタ20は遮断状態。
N型トランジスタ24は導通状態となることがら、出力
端子V outは第7図のような波形となり高電圧(約
18 [V] )が得られる。なお、コンデンサ22は
必要な電圧レベルまで昇圧するため出力端子Vout以
後の負荷容量に対して十分な容量であることが要求され
る。更に確実な昇圧を行なうためクロック信号CLには
十分に波形整形されていなければならない。そのため第
5図に示すように外部から入力される基準クロック信号
は出力インピーダンスが低くドライブ能力を大きく設定
したクロックドライバー3を介しチャージポンプ回路4
へと人力され、更にチャージポンプ回路4で昇圧した電
圧を保持するため基準クロック信号の周波数は高いもの
(例えば1 [MHz1程度)が必要である。読出しの
場合には前述したPROM内蔵のマイコンと異なり、動
作電源電圧を2.5[V]から動作させるためゲート電
圧先にはオンビットセルを導通状態とするために必要な
電圧レベルを印加しなければならない。そのため、書込
み時と同様チャージポンプ回路4を用い電源電圧レベル
を約4.5[V]まで昇圧し、ゲート電圧vGに印加し
ている。なお、電源電圧が高く、昇圧した電圧がオフビ
ットセルを導通状態にしてしまう場合には、昇圧した電
圧を一定レベル以下にする回路を付加するなどの工夫が
なされている。
以上のことより、マスクROM内蔵とFROM内蔵のマ
イコンにおける動作電源電圧範囲に互換性を持たせるこ
とは可能である。
〔発明が解決しようとする課題〕
一方、CMO3回路で構成されるFROMを内蔵するマ
イコンでは、CMO3回路の特徴である低消費電力を生
かすためにスタンバイと呼ばれるモードによってCPU
部の動作を停止させ、マイコンの消費電力を非常に小さ
いものとすることができる。
しかし、前述した動作電源電圧範囲を2.5〜6.0[
V]としたFROMが内蔵されているマイコンのPRO
M部では、スタンバイモード解除後ただちに次の命令が
実行されるため、チャージポンプ回路は昇圧電圧を常に
発生させていなければならない。したがって、チャージ
ポンプ回路は、スタンバイモード時も常時動作を行なわ
なければならない。
一般にCMOSで構成される回路は、入力電圧レベルが
変化する際、P型トランジスタとN型トランジスタが同
時に導通状態となる期間が生じ、電源電圧レベルから接
地電圧レベルへ電流が流れる(以下「貫通電流」と称す
)。特にチャージポンプ回路にクロック信号CLにを供
給するクロックドライバーは、ドライブ能力を大きくす
るためトランジスタサイズを大きく設定しであるので貫
通電流も大きなものとなる。また、チャージポンプ回路
で昇圧した電圧レベルを保持するため周波数の高い基準
クロックが必要となり、このことも貫通電流を大きくす
る原因であり、消費電力も大きくなる。
以上のことより、PROM部ではCPU部のようにスタ
ンバイモードを生かすことができず、スタンノでイモー
ド時、マイコン全体の消費電力が大きくなるという欠点
がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のマイクロコンピュータは、昇圧回路に人力する
昇圧用のクロック信号を分周する分周回路と、通常動作
時には前記クロック信号を、スタンバイモード時には分
周回路で分周されたクロック信号を選択する切換回路を
有する。
(作用) したがって、スタンバイモード時の消費電力を小さくす
ることが可能となる。
(実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図は本発明のマイクロコンピュータの一実施例の要
部を示す構成図、第2図は第1図中の切換回路2の構成
図である。
第1図は基準クロックがチャージポンプ回路4へ入力さ
れる部分の回路を示しており、同図において従来例の第
5図と同一回路、同−信号等には同一番号を付しである
。第1図においては第5図と違って切換回路2が付加さ
れており、切換回路’2/は、スタンバイモード時か、
命令によりCPU等が動作している状態(通常動作時)
かによってクロックドライバー3に供給される基準クロ
ック信号の周波数を切換えるものである。スタンバイモ
ード時、切換えられた信号の周波数はスタンバイモード
解除後ただちに次の命令が誤動作なく実行可能な値であ
ればよい。ここで、切換回路2は、第2図に示すように
、入力された信号の周波数を172に分周する分周回路
6,7,8.9と、インバータ回路lOと、アンド回路
11.13と、オア回路14とで構成されている。
次に、切換回路2の動作について説明する。
今、同図において通常動作時であり、入力端子1には仮
に1 [MHzlの基準クロック信号5が供給されてい
るとする。スタンバイ信号はロウレベルであり、アンド
回路13の出力はロウレベルに固定される。アンド回路
11にはスタンバイ信号がインバータ回路IOを経てハ
イレベルが出力される。したがって、アンド回路11の
出力は基準クロック信号5がそのまま出方される。さら
に、オア回路14ニツいても一方の入力がロウレベルで
あるため基準クロック信号5がそのまま入力され、出力
端子15には1 [MHzlの信号が出力される。
また、スタンバイモードではスタンバイ信号はハイレベ
ルであり、アンド回路11にインバータ回路lOを経た
ロウレベルが人力されるためアンド回路11の出力はロ
ウレベルに固定される。したがって、アンド回路13の
出力には、基準クロック信号5が分周回路6.7.8.
9を経て1/16に分周された62.5[kH2]の信
号12が出力され、ざらにオア回路14にも出力される
ため出力端子15には62.5[kllz]の信号が出
力される。
以上より、スタンバイモード時仮に基準クロック信号5
の周波数が1 [MHzlであれば、チャージポンプ回
路4へはクロックドライバー3を経て62.5[kHz
]のクロック信号CLにが入力される。
(発明の効果) 以上説明したように本発明は、基準クロック信号を分周
する分周回路と通常動作状態にはチャージポンプ回路に
基準クロック信号を入力し、スタンバイモード時には基
準クロック信号をl/nに分周した信号を人力するよう
にした回路を付加することにより、チャージポンプ回路
にクロック信号を供給するクロックドライバーの入力信
号の周波数を従来の1/nに、したがって一定時間内に
貫通電流が流れる回数もl/nに、さらには消費電力も
1/nに減少させることができる効果がある。
なお、分周回路を追加することによってさらにチャージ
ポンプ回路に供給されるクロック信号の周波数を低下さ
せることも可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のマイクロコンピュータの一実施例の要
部を示す構成図、第2図は第1図中の切換回路2の構成
図、第3図はマスクROMのセルトランジスタ部分の構
成図、第4図はFROMのセルトランジスタ部分の構成
図、第5図は従来のチャージポンプ回路部の構成図、第
6図は第5図中のチャージポンプ回路4の構成図、第7
図はクロック信号および出力端子V outの波形であ
る。 1・・・−・・・・入力端子、 2−−−−−−−一切換回路、 3−−−−−−−クロックドライバー、4−−−−−−
−−−チャージポンプ回路、5−−−−−−−−−基準
クロック信号、6.7,8.9−−−−一分周回路、 10−−−−−−−軸インバータ回路、11、13−・
・アンド回路、 12−−−−−−−−−信号、 14−−−−−・・・・オア回路、 15−−−−−−−出力端子、 16 ・−−−−−−−センスアンプ回路、17−−−
−−−−−−マスクROMのセルトランジスタ、18−
−−−−−−−−書込み回路、 19−−−−−−−− P ROMのセルトランジスタ
、20、24−N型トランジスタ、 21−−−−−−−−−点、 22・軸φ・・軸やコンデンサ、 23−−−−−−入力端子、 Vin−一入力端子、 V out−出力端子、 一一一一ゲート電圧、 Vo = =−ドレイン電圧、 los・”−オン電流、 FG−−−軸−フローティングゲート、CLに・・や・
・・クロック信号。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、紫外線消去型の読出し専用メモリ装置を内蔵し、か
    つ電源電圧を昇圧した電圧を前記続出し専用メモリ装置
    のゲートに供給する昇圧回路を有するマイクロコンピュ
    ータにおいて、 前記昇圧回路に入力する昇圧用のクロック信号を分周す
    る分周回路と、通常動作時には前記クロック信号を、ス
    タンバイモード時には分周回路で分周されたクロック信
    号を選択する切換回路を有することを特徴とするマイク
    ロコンピュータ。
JP63070485A 1988-03-23 1988-03-23 マイクロコンピュータ Pending JPH01241659A (ja)

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JP63070485A JPH01241659A (ja) 1988-03-23 1988-03-23 マイクロコンピュータ

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JP63070485A JPH01241659A (ja) 1988-03-23 1988-03-23 マイクロコンピュータ

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ID=13432872

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JP63070485A Pending JPH01241659A (ja) 1988-03-23 1988-03-23 マイクロコンピュータ

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6249445B1 (en) 1999-02-15 2001-06-19 Nec Corporation Booster including charge pumping circuit with its electric power consumption reduced and method of operating the same
WO2006040819A1 (ja) * 2004-10-14 2006-04-20 Renesas Technology Corp. 半導体装置
JP2012079397A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Hynix Semiconductor Inc 内部電圧発生回路及び半導体装置
JP2012134697A (ja) * 2010-12-21 2012-07-12 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 高周波スイッチ回路および高周波スイッチ回路の制御方法

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