JPH0353310A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuitInfo
- Publication number
- JPH0353310A JPH0353310A JP1189407A JP18940789A JPH0353310A JP H0353310 A JPH0353310 A JP H0353310A JP 1189407 A JP1189407 A JP 1189407A JP 18940789 A JP18940789 A JP 18940789A JP H0353310 A JPH0353310 A JP H0353310A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clock
- buffer
- low
- circuit
- clock driver
- 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.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 37
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to semiconductor integrated circuits.
小型の携帯型電子機器の普及・高機能化に伴い、マイク
ロコンピュータに代表,される半導体集積回路(以下、
LSIと略記)に乾電池で動作できる低電圧動作・低消
費電流が要求される一方で、システムに占めるソフトウ
ェア処理の比重が高まりプログラムステップ数が増大し
てきたことによる命令実行の高速化、及び装置のより一
層の小型化のための高集積化も要求されている。With the spread and increasing functionality of small portable electronic devices, semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as
At the same time, low-voltage operation and low current consumption are required for LSI (abbreviated as LSI), which can be operated on dry batteries.At the same time, the importance of software processing in the system has increased, and the number of program steps has increased, resulting in faster instruction execution and increased device efficiency. High integration is also required for further miniaturization.
CMOSLS Iに於いて、トランジスタのスイッチン
グスピードはゲート容量に対する充放電時間に大きく依
存するため、動作クロックが高速になるにつれて動作可
能最低電源電圧が上昇し、また、電源電流はアナログ回
路等を除くとゲート容量に対する充放電電流に大きく依
存するため動作クロックが高速になるにつれて消費電流
が増加する傾向がある.
高速動作と低電圧・低消費電流動作の相反する要求を実
現するために、(特にシングルチップマイコンで採用さ
れる方法である〉動作クロック周波数を必要に応じて切
り換える、すなわち、内部演算処理等で高速な処理が要
求されるときは高速クロックを用い、キー人力待ち状態
等の時は低速クロックを用いて低電圧・低消費電流動作
を可能として、システムのトータルの処理速度を落とさ
ずに低電圧・低消費電流動作を実現するという方法があ
る。In CMOSLSI, the switching speed of the transistor is largely dependent on the charging/discharging time for the gate capacitance, so as the operating clock becomes faster, the minimum operable power supply voltage increases, and the power supply current increases, excluding analog circuits, etc. Since the charging/discharging current is highly dependent on the gate capacitance, the current consumption tends to increase as the operating clock becomes faster. In order to achieve the contradictory demands of high-speed operation and low-voltage/low-current consumption operation, the operating clock frequency can be switched as necessary (a method especially adopted in single-chip microcontrollers), i.e., internal calculation processing, etc. A high-speed clock is used when high-speed processing is required, and a low-speed clock is used when the key is waiting for human power, enabling low voltage and low current consumption operation. - There is a method to achieve low current consumption operation.
しかし、LSIの高集積化に伴う回路素子の増加により
クロックを入力するゲートが増加し、またクロックライ
ンの配線長も長くなり、ゲート容量と配線容量の和であ
るクロックドライバの負荷容量が増加するので高速クロ
ック動作を可能とする為にはより多くの電流を出力でき
るクロックドライバが必要になる.
LSIの設計段階に於いてはクロックドライバの負荷容
量と動作スピードを考慮してクロックドライバを設計す
るため、高速クロック動作を満足するようにクロツクド
ライバの大きさを決定する。そのため、このクロック周
波数を切り換える方法では低速クロック動作に最適な大
きさのクロツクドライバを使用していないので、低速ク
ロック動作時にクロックドライバでかなりの貫通電流が
流れていた。However, as the number of circuit elements increases as LSIs become more highly integrated, the number of gates that input clocks increases, and the wiring length of clock lines also increases, resulting in an increase in the load capacity of the clock driver, which is the sum of gate capacitance and wiring capacitance. Therefore, in order to enable high-speed clock operation, a clock driver that can output more current is required. At the LSI design stage, the clock driver is designed taking into consideration the load capacity and operating speed of the clock driver, so the size of the clock driver is determined so as to satisfy high-speed clock operation. Therefore, this method of switching the clock frequency does not use a clock driver of an optimal size for low-speed clock operation, and a considerable amount of through current flows in the clock driver during low-speed clock operation.
前述したように、従来のクロックドライバを使用した半
導体集積回路では、高速・低速の2種類のクロックを切
り換えて使用するとき、クロックドライバは高速クロッ
クに合わせて設計されるので、低速クロック動作に最適
な大きさのクロックドライバを使用していない、よって
クロックドライバで消費する電流が無視できなくなって
しまい、低速クロック動作時でも動作電流が低減できな
いという問題点がある。As mentioned above, in a semiconductor integrated circuit using a conventional clock driver, when two types of clocks, high speed and low speed, are switched and used, the clock driver is designed to match the high speed clock, so it is optimal for low speed clock operation. Therefore, the current consumed by the clock driver cannot be ignored, and there is a problem that the operating current cannot be reduced even during low-speed clock operation.
本発明の半導体集積回路は、少なくとも論理回路と、前
記論理回路にシステムクロックを供給するクロックドラ
イバを持つ半導体集積回路に於て、前記クロックドライ
バを複数個のバッファと複数個の3ステートバッファの
並列接続して構或されている.
〔実施例〕
る.
バッファ1と3ステートバツファ2は並列に接続されク
ロックドライバ回路27を構成している.
信号線5はクロック信号を供給するクロツクラインであ
る。クロツクドライバ回路27は信号線5を介して論理
回路1と論理回路2にクロツクを供給する。入力単位1
1はLSI外部からのクロック入力端子、入力端子12
は3ステートバツファ2のオン・オフ制御信号入力端子
である。The semiconductor integrated circuit of the present invention has at least a logic circuit and a clock driver that supplies a system clock to the logic circuit, in which the clock driver is connected to a plurality of buffers and a plurality of three-state buffers in parallel. It is connected and constructed. [Example] Buffer 1 and 3-state buffer 2 are connected in parallel to form a clock driver circuit 27. Signal line 5 is a clock line that supplies a clock signal. Clock driver circuit 27 supplies a clock to logic circuit 1 and logic circuit 2 via signal line 5. Input unit 1
1 is a clock input terminal from outside the LSI, input terminal 12
is an on/off control signal input terminal of the 3-state buffer 2.
高速クロック動作の時は、端子12から“H”レベルを
入力し3ステートバツファ2をオン状態にする.端子1
1からクロツクを入力すると、バッファ1と3ステート
バツファ2の両方でクロックを出力し、論理回路1と論
理回路2にクロックを供給する.この時のクロツクドラ
イバ回路27のドライブ能力はバツファ1と3ステート
バッファ2のドライブ能力の和に相当する。During high-speed clock operation, an "H" level is input from the terminal 12 to turn on the 3-state buffer 2. terminal 1
When a clock is input from 1, the clock is output from both buffer 1 and 3-state buffer 2, and the clock is supplied to logic circuit 1 and logic circuit 2. The drive capability of the clock driver circuit 27 at this time corresponds to the sum of the drive capabilities of the buffer 1 and the 3-state buffer 2.
低速クロック動作の時は、端子■2から“l L I“
レベルを入力し3ステートバツファ2をオフ状態にする
.端子11からクロックを入力すると、バッファlのみ
がクロックを出力し、論理回路1と論理回路2にクロッ
クを供給する。この時のクロックドライバ回路27のド
ライバ能力はバッファ1のドライブ能力に等しい。During low-speed clock operation, “l L I” is input from terminal ■2.
Input the level and turn 3-state buffer 2 off. When a clock is input from the terminal 11, only the buffer l outputs the clock and supplies the clock to the logic circuit 1 and the logic circuit 2. The driving ability of the clock driver circuit 27 at this time is equal to the driving ability of the buffer 1.
第2図は本発明の第2の実施例のブロック図である.
バッファ1と3ステートバッファ2は並列に接続されク
ロックドライバ回路27を構戒している.
CPU25と周辺回路26はクロックドライバ回路27
が供給するクロックに同期して動作する.信号線5はク
ロック信号を供給するクロックラインである。発振回路
23は水晶発振回路である.端子21.22は外部に水
晶振動子を接続する端子である。信号線24はCPU2
5が動作停止状態になったときに゛L I1レベルにな
る信号である。FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. Buffer 1 and 3-state buffer 2 are connected in parallel and are connected to clock driver circuit 27. The CPU 25 and the peripheral circuit 26 are connected to a clock driver circuit 27
It operates in synchronization with the clock supplied by. The signal line 5 is a clock line that supplies a clock signal. The oscillation circuit 23 is a crystal oscillation circuit. Terminals 21 and 22 are terminals for connecting a crystal resonator to the outside. The signal line 24 is the CPU 2
This is a signal that becomes the ``LI1'' level when the 5 is in an operation stopped state.
CPtJ25及び周辺回路26が通常動作状態に於いて
は3ステートバッファ2はオン状態である。発振回路2
3のクロック出力をバッファ1と3ステートバッファ2
の両方でドライブしてCPU25と周辺回路26に供給
する。この時のクロックドライバ回路27のドライブ能
力はバッファ1と3ステートバッファ2のドライブ能力
の和に相当する。When the CPtJ 25 and the peripheral circuit 26 are in a normal operating state, the three-state buffer 2 is in an on state. Oscillation circuit 2
3 clock outputs to buffer 1 and 3-state buffer 2
The CPU 25 and the peripheral circuit 26 are supplied with the drive signal. The drive capability of the clock driver circuit 27 at this time corresponds to the sum of the drive capabilities of the buffer 1 and the 3-state buffer 2.
CPU25が動作停止状態になったとき、信号線24は
“I L I1レベルになり、3ステートバッファ2が
オフ状態になる.この時は、発振回路23のクロック出
力をバッファ1のみがドライブして、CPU25と周辺
回路26に供給する。この時のクロックドライバ回路2
7のドライブ能力はバッファ1のドライブ能力に等しい
。以上の説明では水晶発振回路を用いたが、他の発振回
路でも同様に適用できる。When the CPU 25 stops operating, the signal line 24 goes to the "I L I1" level, and the 3-state buffer 2 turns off. At this time, only the buffer 1 drives the clock output of the oscillation circuit 23. , is supplied to the CPU 25 and the peripheral circuit 26. At this time, the clock driver circuit 2
The drive capacity of buffer 7 is equal to the drive capacity of buffer 1. Although the above explanation uses a crystal oscillation circuit, other oscillation circuits can be applied in the same way.
以上説明したように、本実施例の半導体集積回路はCP
U25が動作停止状態になったときにクロックドライバ
回路27のドライブ能力を小さくして、クロックドライ
バ回路27での貫通電流を抑える効果がある。As explained above, the semiconductor integrated circuit of this example has a CP
This has the effect of suppressing the through current in the clock driver circuit 27 by reducing the drive capability of the clock driver circuit 27 when the U25 is in a non-operational state.
以上説明したように本発明によれば、高速クロックと低
速クロックを切り換える半導体集積回路に於て、高速ク
ロック動作と低速クロック動作の各々に最適なドライブ
能力を持つ夕ロックドライバを選択し、高速クロック動
作では十分に大きなクロックドライバを使用し、低速ク
ロツク動作では小さなクロックドライバを用いてクロッ
クドライバで消費する電流を低減できるので、高速動作
と低電圧・低消費電流動作という相反する機能を実現で
きるという効果がある。As explained above, according to the present invention, in a semiconductor integrated circuit that switches between a high-speed clock and a low-speed clock, the high-speed clock By using a sufficiently large clock driver for operation and using a small clock driver for low-speed clock operation, the current consumed by the clock driver can be reduced, making it possible to achieve the contradictory functions of high-speed operation and low-voltage/low-current consumption operation. effective.
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図は
本発明の第2の実施例のブロック図である.
1・・・バッファ、2・・・3ステートバッファ、3・
・・論理回路1、4・・・論理回路2、5・・・クロッ
ク供給ライン、11・・・クロック入力端子゜、12・
・・3ステートバッファ制御信号入力端子、21.22
・・・水晶振動子接続端子、23・・・水晶発振回路、
24・・・動作停止状態信号,25・・・CPU、26
・・・周辺回路、27・・・クロックドライバ回路。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. 1...Buffer, 2...3 state buffer, 3.
...Logic circuits 1, 4...Logic circuits 2, 5...Clock supply line, 11...Clock input terminal゜, 12...
・3-state buffer control signal input terminal, 21.22
...Crystal resonator connection terminal, 23...Crystal oscillation circuit,
24... Operation stop state signal, 25... CPU, 26
... Peripheral circuit, 27... Clock driver circuit.
Claims (1)
クを供給するクロックドライバを持つ半導体集積回路に
於て、前記クロックドライバを複数個のバッファと任意
の信号に基づいて制御される制御ゲートを有する複数個
の3ステートバッファの並列接続で構成することを特徴
とする半導体集積回路。In a semiconductor integrated circuit that has at least a logic circuit and a clock driver that supplies a system clock to the logic circuit, the clock driver is connected to a plurality of buffers and a plurality of control gates that are controlled based on arbitrary signals. A semiconductor integrated circuit comprising three state buffers connected in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1189407A JPH0353310A (en) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1189407A JPH0353310A (en) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | Semiconductor integrated circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0353310A true JPH0353310A (en) | 1991-03-07 |
Family
ID=16240760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1189407A Pending JPH0353310A (en) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0353310A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1185722A (en) * | 1997-09-04 | 1999-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | Microcomputer |
JP2017033062A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 京セラ株式会社 | Electronic device |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP1189407A patent/JPH0353310A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1185722A (en) * | 1997-09-04 | 1999-03-30 | Mitsubishi Electric Corp | Microcomputer |
JP2017033062A (en) * | 2015-07-29 | 2017-02-09 | 京セラ株式会社 | Electronic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7468627B2 (en) | Multiple circuit blocks with interblock control and power conservation | |
US5659763A (en) | Apparatus and method for reducing power consumption by peripheral devices by controlling the interconnection of power supplies | |
JPH03231320A (en) | Microcomputer system | |
JPH10149237A (en) | Semiconductor circuit | |
JPH0353310A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US6502196B1 (en) | Voltage converter for applying suspension voltage to a RAM when resume signal is low while suspension-to-RAM signal is high, and applying source voltage in a reverse condition | |
US7047430B2 (en) | Method for saving chipset power consumption | |
US6646473B1 (en) | Multiple supply voltage dynamic logic | |
JPH04245518A (en) | Information processor | |
EP0976055B1 (en) | Data-path architecture for speed | |
JPS6198426A (en) | Microcomputer containing clock frequency switching function | |
JPS6182455A (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JPH04167113A (en) | Information processor | |
JPH10124169A (en) | System controller and computer system | |
JPH10136565A (en) | Semiconductor device | |
JPH0529915A (en) | Output circuit | |
JP2002150787A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JPH01211013A (en) | Stand-by circuit for microprocessor | |
JPH03286216A (en) | Data processing circuit | |
JPH07226439A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JPS6281118A (en) | Input and output circuit | |
JPS58123161A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JPH01233649A (en) | Bus circuit | |
JPH0815378A (en) | Test circuit | |
JP2002280841A (en) | High frequency mixer ic |