JPH03108022A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH03108022A
JPH03108022A JP1245098A JP24509889A JPH03108022A JP H03108022 A JPH03108022 A JP H03108022A JP 1245098 A JP1245098 A JP 1245098A JP 24509889 A JP24509889 A JP 24509889A JP H03108022 A JPH03108022 A JP H03108022A
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JP
Japan
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internal bus
bus
floating
circuit
data
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JP1245098A
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Inventor
Hiroshi Wada
浩史 和田
Kazuo Daimon
一夫 大門
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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〕 本発明は内部バスを備えた半導体集積回路に関し1例え
ばシステムオンチップのLSI(大規模集積回路)にお
ける内部バスのフローティング防止に適用して有効な技
術に関するものである。
〔従来技術〕
システムオンチップの時代となり、内部バスを備えたL
SIが増加している。このようなLSIにおいて、特に
内部バスが外部に開放されていないLSIにおいては、
内部バスのフローティング防止するための回路としてプ
ルアップ回路若しくはプルダウン回路が内蔵されている
。プルアップ若しくはプルダウンは、例えば内部バスを
形成する各ビットラインと電源正極側ライン若しくはゼ
ロボルトラインとの間に抵抗を接続することによって行
われる。第5図には従来のプルアップ回路が示されてい
る。同図に示されるプルアップ回路は、内部バスBUS
の上位乃至下位ビット(MSB−LSB)の各ビットラ
インと、電源正極側(Vdd)ラインとの間に、ダイオ
ード接続されたMO8FETQ工乃至Qn (nは正の
整数であり内部バスBUSのビット数に対応する)が配
置されて成る。このプルアップ回路により、内部バスB
USを利用したデータ転送が行われない場合の各ビット
ラインはハイレベルに強制され、内部バスのフローティ
ングが防止される。
尚、フローティング防止について記載された文献の例と
しては特開昭61−269515号がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第5図に示されるフローティング防止回
路においては、内部バスBUSのビットラインがロウレ
ベルにされた場合の消費電流を極力抑えるため、MOS
FETのチャネル長を大きくしてオン抵抗を大きくする
必要があり、そうすると必然的にFET領域が大きくな
り、LSIチップにおけるフローティング防止回路の占
有率が大きくなってしまう。また、フローティング防止
用のトランジスタは論理LSIにおけるテスティング時
の指標とされるが、故障検出率という点からは、検出不
可能な素子となってしまうために製品の信頼度的にも問
題があった。
本発明の目的は、プルアップ回路やプルダウン回路を用
いることなく内部バスのフローティングを防止でき、ま
たLSIチップにおける内部パスフローティング防止回
路の占有率5を減少でき、しかも該回路の故障検出の容
易な半導体集積回路を提供することにある。
本発明の前記並びにそのほかの目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面、から明らかになるであろう
〔課題を解決するための手段〕
本願において開示されている発明”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。
すなわち、内部バスに接続された情報保持手段に加えて
、上記内部バスを利用したデータ転送が行われない場合
を検知して上記情報保持手段の記憶内容を上記内部バス
に送出させる制御回路を設けてフローティング防止回路
を構成したものである。
また、外部からの選択信号によって選択及び非選択可能
な半導体集積回路において1選択状態であって内部バス
を利用したデータ転送が行われない場合、若しくは非選
択状態を検知して情報保持手段の記憶内容を上記内部バ
スに送出させる制御回路を設けてフローティング防止回
路を構成したものである。
更に、内部バスを利用したデータ転送が行われる場合に
該内部バスに正帰還をかけ、該内部バスを利用したデー
タ転送が行われない場合に該内部バスをプリチャージす
るバスコントロール回路を設けてフローティング防止回
路を構成したものである。
〔作 用〕
上記した手段によれば、内部バスを利用したデータ転送
が行われない場合若しくはLSIが非アクテイブ状態と
された場合に上記情報保持手段の記憶内容を内部バスに
送出させることで、あるいは内部バスをプリチャージす
ることで内部バスのフローティング防止を可能としてお
り、このことが、MOSFETのオン抵抗を大きくする
必要のあるプルアップ回路やプルダウン回路を不要とし
、LSIチップにおけるフローティング防止回路の占有
率を減少するように作用する。
〔実 施 例1〕 第1図には本発明の第1の実施例であるDSP(ディジ
タル・シグナル・プロセッシング・二二ット)が示され
る。同図に示されるDSPは、特に制限されないが、公
知の半導体集積回路製造技術によりシリコン基板のよう
な1個の半導体基板に形成されている。
前記DSP2の演算系は、ディジタル信号処理における
変数データ等を格納するためのデータRAM(以下単に
D −RAMとも記す)4a及びディジタル信号処理に
利用される係数データ等が格納される係数ROM (以
下単にC−ROMとも記す)4bを含むデータメモリ2
を持ち、複数化されたデータバス20〜22がデータメ
モリ2の所定のポートに接続されて並列的にデータ転送
可能にされ、さらに、乗算器(以下単にMULTとも記
す)6と算術論理演算器(以下単にALUとも記す)7
を個別的に備えることによって頻度の高い積和演算を並
列的に実現可能にされている。例えば、前記D−RAM
2aのライトポートはデータバス22に結合される。D
−RAM2aのり−ドボート及びC−ROM2bのリー
ドポートは夫々データバス21.20に接続されていて
、データバス21.20に読み出されるデータはMUL
T6及びALU7に並列的に供給可能になっている。こ
のALU7は、前記データメモリ2さらにはデータバス
22から選択的に与えられるデータに対して加減算など
を行う、ALU7の演算結果は一旦アキュムレータ(以
下単にACCとも記す)8.9に保持されてからデータ
バス22に戻されるようになっている。
前記データバス22にはそのほかにアドレスポインタレ
ジスタ(以下単にAPRとも記す)5ディジタル信号処
理のワーク領域のための汎用レジスタ(GR)3a〜3
d、更に、上位データバッファ(以下単にDBHとも記
す)13及び下位データバッファ(DBL)15を介し
て図示しないホストプロセッサなど外部との間でデータ
をパラレルに入出力するためのパラレルインプットレジ
スタ(以下単にIRとも記す)12及びパラレルアウト
プットレジスタ(以下単にORとも記す)14、そして
、図示しないアナログ回路部とデータをやりとりするた
めのシリアルインプットレジスタ(以下単にSIRとも
記す)10及びシリアルアウトプットレジスタ(以下単
にSORとも記す)11が結合されている。
DSPの命令制御系は、特に制限されないが、次に実行
すべき命令番地を保有するプログラムカウンタ(以下単
にPCとも記す)16、DSPの動作プログラムを例え
ば複数のマイクロ命令系列として保有すると共に前記P
C16の出力によってアドレシングされる命令ROM 
(以下単に工・ROMとも記す)17、l−ROM17
から出力される命令をフェッチする命令レジスタ(以下
単にlN5Rとも記す)18、そしてコントローラ(以
下単にC0NTとも記す)19を備える。
前記C0NT19は、特に制限されないが、外部制御信
号の指示に従った内部のファンクション制御もしくは内
部動作モードの制御を行うと共に、命令アドレスの制御
を行う。ファンクション制御や内部動作モードの制御に
利用される信号は、特に制限されないが、図示しないホ
ストプロセッサなどから与えられるリード・ライト信号
R/W、チップセレクト信号C8,4ビツトのファンク
ション信号F。〜F、などとされる。
第2図には第1図におけるデータバス21の周辺の詳細
が示される。
汎用レジスタ(OR)3aのデータ出力端子Qは、イン
バータ33及びクロックドインバータ34を介してデー
タバス21に接続され、汎用レジスタ3bのデータ出力
端子Qは、インバータ35及びクロックドインバータ3
6を介してデバイス21に接続され、汎用レジスタ3c
のデータ出力端子Qは、インバータ37及びクロックド
インバータ38を介してデータバス21に接続され、汎
用レジスタ3dのデータ出力端子Qは、インバータ39
及びクロックドインバータ4oを介してデータバス21
に接続される。尚、上記各レジスタ3a乃至3dの出力
端子Qはデータバス21のビロックドインバータもこれ
に対応して複数個設けられている。
上記各レジスタ3a乃至3dの記憶内容のデータバス2
1への送出は、上記各クロックドインバータ34,36
,38,40が低出力インピーダンス状態とされること
で可能となる。例えば、アウトプット制御信号GR,O
UTとバスクロック信号φBUSとの論理積を得るアン
ドゲート29の出力状態がハイレベルとされた場合にク
ロックドインバータ34が低出力インピーダンス状態と
され、これによって汎用レジスタ3aの記憶内容がデー
タバス21に送出される。同様に汎用レジスタ3bの記
憶内容はアンドゲート30の出力がハイレベルとされた
場合に、汎用レジスタ3cの記憶内容はアンドゲート3
1の出力がハイレベルとされた場合に、汎用レジスタ3
dの記憶内容はアンドゲート32の出力がハイレベルと
された場合に、それぞれデータバス21に送出される。
ここで、アンドゲート29,31,32の一方の入力端
子にはそれぞれアウトプット制御信号GR00UT、G
R,OUT、GR□OUTが直接入力されるが、アンド
ゲート3oにおいてはオアゲート41を介してアウトプ
ット制御信号GR1OUTが入力されるようになってい
る。
また、上記各レジスタ3a〜3dのコントロール端子C
にはそれぞれインプット制御信%G R。
IN−GR3OUTとコントロールクロック信号φCと
の論理積を得るアンドゲート25〜28の出力状態が伝
達されるようになっており、各アンドゲート25〜28
の出力状態がハイレベルとされた場合に各レジスタ3a
〜3dへのデータ取込みが可能となる。
コントローラ(CONT)19は、チップセレクト信号
C8がハイレベルとれた場合に活性化され、上記インス
トラクションレジスタ(INSR)18より送出された
インストラクションをデコードすることで、各種制御信
号RAMRW (RAMリードライト”)、RAMEN
 (RAMイネーブル)、 GRaI N−OR,I 
N、及びOR,○tJT−GR,OUT等を生成する。
このうち、RAMRW及びRAMENはデータRAM 
(D−RAM)2aに入力され、GR,I N−GR,
I Nはそれぞれアンドゲート25〜28に入力され、
GRooUT、GR,OUT、OR,OUTはそれぞレ
アントゲート29,31.32に入力され、GRlOU
Tはオアゲート41に入力される。ここで、上記RAM
ENによってデータRAM2aがイネーブル状態とされ
、上記RAMRWによってデータRA M 2 aのリ
ード・ライトが制御される。尚、このデータRAM2a
のリード・ライトは、図示しないクロックジェネレータ
によって生成されたクロック信号φの入力タイミングで
行われる。
更に1本実施例では、上記コントローラ19から出力さ
れる各種制御信号RAMRW、GR00UT−GR,O
UT、及び外部よりのチップセレクト信号C8との負論
理和を得る6人カッアゲート42が設けられており、こ
の負論理和出力が上記オアゲート41に伝送されるよう
になっている。
すなわち本実施例においては、チップセレクト信号C8
がハイレベルでコントローラ19が選択された状態であ
って上記各制御信号RAMRW、GR,0UT−GR,
OUTのいずれもがロウレベルでデータバス21を利用
したデータ転送が行われない場合、若しくはC8がロウ
レベルでコントローラ19が非選択状態の場合、換言す
れば、データバス21がフローティング状態となる場合
に、ノアゲート42の出力がハイレベルとなり、これに
よりクロックドインバータ36が低出力インピーダンス
状態とされて汎用レジスタ3bの記憶内容が強制的にデ
ータバス21上に載せられるようになっている。これに
よってデータバス21のフローティングが阻止される。
従って本実施例においてデータバス21のフローティン
グを防止するフローティング防止回路は、プルアップ回
路若しくはプルダウン回路ではなく、オアゲート41と
ノアゲート42とから成る論理回路44と、汎用レジス
タ3bなどから論理的に構成される。
ここで上記論理回路44が本発明における制御回路の一
例であり、上記汎用レジスタ3bが本発明における情報
記憶手段の一例である。
尚、上記ノアゲート42の出力がハイレベルとなること
で汎用レジスタ3bの記憶内容をデータバス21上に強
制的に載せるのは、データバス21のフローティングを
防止するためであるから、このときの汎用レジスタ3b
の記憶内容はいかなる値(又は状態)であってもよい。
上記実施例によれば以下の作用効果を得ることができる
(1)内部バス21を利用したデータ転送が行われない
場合、若しくはコントローラ19が非選択状態である場
合が論理回路44によって検知され、汎用レジスタ3b
の記憶内容がデータバス21上に載せられることにより
、該データバス21のフローティングが防止されるので
、従来のフローティング防止回路たるプルアップ回路や
プルダウン回路を不要とすることができる。このプルア
ップ回路やプルダウン回路では既述の如<MOSFET
のオン抵抗を大きくする必要があり、このためにLSI
チップにおけるフローティング防止回路の占有率が大き
くなってしまうのに対し、本実施例では、論理的フロー
ティング防止を実現するために特に追加されるのはオア
ゲート41とノアゲート42のみであり、汎用レジスタ
3b等はもともとこのLSI内に有するものを兼用する
にすぎず、しかもこの回路でMOSFETのオン抵抗を
大きくする必要など全くないから、LSIチップにおけ
る内部バスフローティング防止回路の占有率を大幅に減
少することができる。
(2)また、従来のプルアップ回路やプルダウン回路で
は該回路を構成する素子の故障検出が困難であるが、本
実施例においては所要個所の論理状態をロジックテスタ
等でチエツクすることにより、フローティング防止回路
構成素子の故障検出を容易に行うことができるという効
果がある。
〔実 施 例2〕 第3図には本発明の第2の実施例であるフローティング
防止回路が示される。同図に示されるフローティング防
止回路は、特に制限されないが、上記第1の実施例と同
様に、公知の半導体集積回路製造技術によりシリコン基
板のような1個の半導体基板に形成されたDSPに内蔵
されるものである。尚、第3図では内部バス50の1ビ
ツトについてのみ示されている。
第3図に示されるフローティング防止回路は、DSP内
部バス50を利用したデータ転送が行われる場合に該バ
ス50に正帰還をかけ、内部バス50を利用したデータ
転送が行われない場合に該バス50をプリチャージする
バスコントロール回路51を含んで成る。このバスコン
トロール回路51は、特に制限されないが、クロックド
インバータ52,54.インバータ53,55、及びス
イッチ56を有する。インバータ55と内部バス5oと
の間に介在されたスイッチ56は例えばディジタルスイ
ッチであり、バスクロック信号φBusがハイレベルの
場合にオンされる。電源正極側Vddとインバータ55
との間に介在されたクロックドインバータ54には、プ
リチャージ用クロック信号φPreが直接入力され、ま
た内部バス50とインバータ55との間に介在されたク
ロックドインバータ52には、インバータ53を介して
プリチャージ用クロック信号φPreが入力されるよう
になっているため、φPreがハイレベルの場合クロッ
クドインバータ54のみが低出力インピーダンス状態と
なり、φPreがロウレベルの場合クロックドインバー
タ52のみが低出力インピーダンス状態となる。
ここで上記内部バス50にはレジスタやRAM等各種の
素子が接続されるが、第3図では説明の便宜上レジスタ
60のみが示されている。このレジスタ60は、特に制
限されないが、8ビツト構成であり、これに対応してN
チャンネル型のMO8FET58.59の直列ゲート回
路が配列されている。そしてMO8FET58のゲート
にはレジスタアウトプット制御信号ROUTが入力され
るようになっており、このROUTがハイレベルの場合
にレジスタ60の記憶内容に応じて内部バス5oがディ
スチャージされるようになっている。
第4図には上記構成の動作タイミングが示される。
プリチャージ用クロック信号φPre及びパスクロック
信号φBusは図示しないクロックジェネレータより転
送され、またレジスタアウトプット制御信号ROUTは
、例えば第1図に示されるコントローラ19より転送さ
れる。
このレジスタアウトプット制御信号ROUTがハイレベ
ルとなりレジスタ60の記憶内容が内部バス50に送出
される期間において、プリチャージ用クロック信号φP
reはロウレベルであり、クロックドインバータ52の
みが低出力インピーダンスとされ、更にバスクロック信
号φBusがハイレベルとなってスイッチ56がオンさ
れた場合に、クロックドインバータ52.インバータ5
5、及びスイッチ56を介して内部バス50に正帰還が
かかり、これによって内部バス50のレジスタ出力状態
が速やかに確定される。
また、レジスタ60の記憶内容が内部バス50に送出さ
れない期間では、プリチャージ用クロック信号φPre
及びバスクロック信号φBusがハイレベルとなる期間
においてVddによって内部バス50がプリチャージさ
れる。従って内部バス5oを利用したデータ転送が行わ
れない場合でも、このプリチャージがφPre及びφB
usによって定期的に行われることによって、この内部
バスがVddレベルに強制され、そのフローティングが
阻止される。
上記実施例によれば以下の作用効果を得ることができる
(1)プリチャージ用クロック信号φPre及びバスク
ロック信号φBusのタイミングで内部バス5oが定期
的にプリチャージされるので、従来のフローティング防
止回路たるプルアップ回路やプルダウン回路を不要とす
ることができ、従って上記第1の実施例と同様に、LS
Iチップにおける内部バスフローティング防止回路の占
有率を従来に比べて減少することができる。
(2)また、フローティング防止回路が論理的に実現さ
れているので、上記第1の実施例と同様に、フローティ
ング防止回路の所要個所の論理状態をロジックテスタ等
でチエツクすることにより、フローティング防止回路構
成素子の故障検出を容易に行うことができる。
(3)更に、内部バス50を利用したデータ転送が行わ
れる場合に、バスコントロール回路51により該内部バ
ス50に正帰還がかかり、このバスコントロール回路5
1がバスドライバとして機能するので、この内部バス5
0に対して所定のデータを出力するようなレジスタ等に
おいてその出力段に配置される出力バッファを省略する
ことができるという効果もある。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づいて
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず
、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であ
る。
例えば上記第1の実施例では内部バス21のフローティ
ング防止において汎用レジスタ3bの記憶内容を内部バ
ス21に送出するようにしたが、他の汎用レジスタ3a
、3c、3dや、その他この内部バス21に接続され何
らかのロジック出力を可能とする既存の機能ブロックを
フローティング防止のために動作させ、その記憶内容を
内部データバス21に送出させるようにしてもよい。
また、上記第1の実施例では内部データバス21のフロ
ーティング防止について説明したが、DSP内のその他
のデータあるいはアドレスバスに対しても上記第1の実
施例と同様に論理的に内部バスフローティング防止を図
ることができ、プルアップあるいはプルダウン回路を不
要とすることでLSIチップ内における内部パスフロー
ティング防止回路の占有率を更に減少させることができ
る。
そして、上記第1の実施例では内部データバス21のフ
ローティング防止において外部からのチップセレクト信
号C8を考慮したが、このC8入力端子を有さないLS
Iにあっては、内部パスフローティング防止においてC
8を考慮する必要はない。
また、RAMRW、GR,0UT−GR3OUTの他に
、内部データバス21に何らかのデータを出力する論理
ブロックに対するデータアウトプット命令が存在する場
合には、該バス21のフローティング防止において当該
命令をも考慮する。
更に、上記第1.第2の実施例における内部バスフロー
ティング防止回路はその他種々変更可能である。
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるDSPに適用した場
合について説明したが、本発明はそれに限定されるもの
ではなく、内部バスを有するその他の半導体集積回路例
えばシングルチップマイクロコンピュータなどにも適用
することができる。本発明は、少なくともプルアップ回
路やプルダウン回路を用いることなく内部バスのフロー
ティングを防止でき、しかもLSIチップにおける内部
バスフローティング防止回路の占有率を減少できる条件
のものに適用することができる。
〔発明の効果〕
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
すなわち、内部バスを利用したデータ転送が行われない
場合若しくはLSIが非選択状態とされた場合に情報保
持手段の記憶内容を内部バスに送出させることで、ある
いは所定のタイミングで内部バスをプリチャージするこ
とで内部バスのフローティングを防止することができ、
これによりプルアップ回路やプルダウン回路を省略でき
るので、LSIチップにおけるフローティング防止回路
の占有率を減少できる。また、上記フローティング防止
回路の所要個所の論理状態をロジックテスタ等でチエツ
クすることにより、上記フローティング防止回路の故障
検出を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例ブロック図、第2図は第
1図における主要部の詳細な構成を示す回路図、 第3図は本発明の第2の実施例回路図、第4図は上記第
2の実施例の動作タイミング図、第5図は従来のフロー
ティング防止回路としてのプルアップ回路を示す回路図
である。 3b・・・レジスタ、21.50・・・バス、44・・
・コントローラ、51・・・バスコントロール回路。 第  1 図 第  5 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、内部バスと、この内部バスに接続させた情報保持手
    段と、この内部バスのフローティングを阻止するフロー
    ティング阻止回路とを有する半導体集積回路において、
    内部バスを利用したデータ転送が行われない場合を検知
    して上記情報保持手段の記憶内容を上記内部バスに送出
    させる制御回路を含んで上記フローティング防止回路を
    形成したことを特徴とする半導体集積回路。 2、内部バスと、この内部バスに接続された情報保持手
    段と、この内部バスのフローティングを防止するフロー
    ティング防止回路とを有し、外部からの選択信号によっ
    て選択及び非選択可能な半導体集積回路において、選択
    状態であって内部バスを利用したデータ転送が行われな
    い場合、若しくは非選択状態を検知して上記情報保持手
    段の記憶内容を上記内部バスに送出させる制御回路を含
    んで上記フローティング防止回路を構成したことを特徴
    とする半導体集積回路。 3、内部バスと、この内部バスのフローティングを防止
    するフローティング防止回路とを備えた半導体集積回路
    において、上記内部バスを利用したデータ転送が行われ
    る場合に上記内部バスに正帰還をかけ、上記内部バスを
    利用したデータ転送が行われない場合に上記内部バスを
    プリチヤージするバスコントロール回路を含んで上記フ
    ローティング防止回路を構成したことを特徴とする半導
    体集積回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528100A (ja) * 1991-07-23 1993-02-05 Fujitsu Ltd バス制御方式
JPH0528099A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp マルチプロセツサ

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JPH0528099A (ja) * 1991-07-19 1993-02-05 Mitsubishi Electric Corp マルチプロセツサ
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