JPH0375976A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPH0375976A
JPH0375976A JP1213459A JP21345989A JPH0375976A JP H0375976 A JPH0375976 A JP H0375976A JP 1213459 A JP1213459 A JP 1213459A JP 21345989 A JP21345989 A JP 21345989A JP H0375976 A JPH0375976 A JP H0375976A
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JP
Japan
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clock signal
processing section
analog processing
processing part
signal
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Takeshi Fuse
布施 武司
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/02Reversible analogue/digital converters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06JHYBRID COMPUTING ARRANGEMENTS
    • G06J1/00Hybrid computing arrangements
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/05Digital input using the sampling of an analogue quantity at regular intervals of time, input from a/d converter or output to d/a converter

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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、デジタルデータを処理するデジタルデータ処
理部およびアナログデータを処理するアナログ処理部を
同一チップ内に備えた半導体集積回路装置に係り、特に
高精度のアナログ/デジタルコンバータ(以下、A/D
コンバータと呼ぶ。)を内蔵するワンチップマイクロコ
ンピュータに関する。
近年、ワンチップマイクロコンピュータには高処理能力
が要求されており、精度の高いA/Dコンバータを内蔵
する傾向にある。それに伴い、ノイズに強いA/Dコン
バータの作成が望まれている。
〔従来の技術〕
ワンチップマイクロコンピュータには外部入力信号をデ
ジタル信号に変換して処理するために、A/Dコンバー
タを搭載したものがある。かかるワンチップマイクロコ
ンピュータではデジタル処理部とアナログ処理部とが同
一チップ内に混在することとなる。
このA/Dコンバータはデジタル処理部と同期して動作
させる必要があるため、当該チップ内に設けられたシス
テムクロック発生源からのシステムクロック信号を使用
する構成となっている。
一方、ワンチップマイクロコンピュータは益々高集積化
される傾向にあり、内部配線が複雑化しつつある。その
結果、場所によってはクロック信号線と電源線とが近接
する場合が生じてくることが多くなる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のように、クロック信号線と電源線とが近接すると
両配線間が容量結合された状態となり、この容量結合を
介してシステムクロック信号の変化(“H”レベルと“
L″レベル間レベル変化)が電源線に影響を与え電源電
圧にノイズが発生ずる問題がある。この電源ノイズはシ
ステムクロック信号に同期しており、かつ、A/Dコン
バータの少なくとも正側電源もしくは負側電源のどちら
か一方はこの同じ電流源から電源供給を受けるためA/
Dコンバータの動作に上記ノイズによる影響が出ること
となる。
例えば、第4図に示すように、時刻10においてシステ
ムクロック信号が立ち上がると、電源用配線を介して電
源ラインにノイズが発生する。この時、動作クロック信
号としてシステムクロック信号を使用しているアナログ
処理部は、その動作タイミングがノイズ発生時と重なる
ため誤動作する。このため、その変換特性が悪化すると
いう問題点があった。
そこで、本発明は、システムクロック信号同期に対応す
る電源ノイズによるアナログ処理部の誤動作を防止でき
る半導体集積回路装置を提供することを目的とする 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するため、本発明は、同一周期のクロッ
ク信号に基づいて動作するデジタル処理部(2)および
アナログ処理部(3)が同一チツブ内に設けられてなる
半導体集積回路装置において、前記デジタル処理部(2
)に与えられる第1のクロック信号(CK1)と、前記
アナログ処理部(3)に与えられる第2のクロック信号
(CK2)との位相を相対的にシフトするクロックシフ
ト回路(5)を含むように構成する。
〔作用〕
本発明によれば、クロックシフト回路(5)により、前
記デジタル処理部(2)に与えられる第↑のクロック信
号(CK1)と、前記アナログ処理部(3)に与えられ
る第2のクロック信号(CK、1)との位相が相対的に
シフトされる。したがって、クロック信号線と電源線と
の近接による容量結合が存在したとしてもアナログ処理
部(2)の動作に影響を与えない。
〔実施例〕
次に、第1図乃至第3図を参照して本発明の実施例を詳
細に説明する。
第王図に本発明に係るワンチップマイクロコンピュータ
の概要構成を示す。
第1図に示すようにワンチップマイクロコンピュータ1
は、大別して、CPU6、タイマ7等のデジタル処理回
路を含むデジタル処理部2と、A/Dコンバータ等のア
ナログ処理回路を含むアナログ処理部3とからなる。
デジタル処理部2とアナログ処理部3とは共に、システ
ムクロック信号発生部4からのシステムクロック信号C
Klに基づいて動作するが、システムクロック信号発生
部4とアナログ処理部3との間には遅延回路5が設けら
れている。
遅延回路5はシステムクロック信号CK ]を所定時間
だけ遅延させることにより位相差を持たせた第2クロツ
ク信号CK 2を出力するものである。
第2図に第1図の実施例のタイミングチャートは示す。
時刻10においてシステムクロック信号が立ち上がると
、電源ラインにノイズが発生する。ここで、遅延回路5
によりシステムクロック信号CK、の位相を時間τだけ
シフトさせて第2クロツク信号CK2を生成する。した
がって、アナログ処理部3の動作タイミングは時刻t1
から開始されることとなり、電源ライン上のノイズの発
生周期と第2クロツク信号CK2とのタイミングがずれ
るのでアナログ処理部3が誤動作することがなくなる。
第3図にアナログ処理部3としてチョッパ形コンパレー
タと呼ばれる逐次比較型A/Dコンバタに適用した場合
の具体例を示す。なお、以下においては、説明の簡略化
のため、逐次比較型A/Dコンバータのコンパレータ部
の動作についてのみ説明する。
コンパレータ部8は入力電圧■ および基準電圧V  
を制御信号により切換える切換スイッチe1 9と、入力電圧■、および基準電圧■  を比較+n 
               telする比較回路1
0と、比較結果を一時的に格納するラッチ回路11と、
バイアス信号の入力を遅らせることにより比較回路10
の動作タイミングを遅らせる第1遅延回路12と、ラッ
チ信号の入力を遅らせることによりラッチ回路11への
比較結果の取込タイミングを遅らせる第2遅延回路13
と、を備えて構成されている。
比較回路10は、バイアス信号によりスイッチング動作
を行う2個のN−MOSトランジスタと、2個のカップ
リングコンデンサと、第1インバータIV  および第
2インバーター■2の2個のインバータと、を備えて構
成されている。ここで、各2個ずつ備えているのは増幅
を行うためである。
第1遅延回路12および第2遅延回路■3は、それぞれ
2個のインバータと、2個のコンデンサとを備えて構成
されている。
入力電圧■、をサンプリングするときは、パイn アス信号をアクティブにし、第1遅延回路12により所
定時間遅らせて2個のN−MOSをオンにする。この時
の第1インバーターV、の入力電圧■、 はほぼこの第
1インバーターV1の論理しnv きい値電圧vTHに等しくなっており、次式が成り立っ
ている。
v、   =v、H nv この時のa点における電荷Q を求めると、Q  =C
(V、、−V、H) である。
次に、比較時には、スイッチを基準電圧■+ej側にし
て、バイアス信号をインアクティブにして2個のNMO
Sをオフにする。この時のa点における電荷Q、を求め
ると、電荷保存の原則より、Q、=C(V     −
V   ) a          rel      X=C(V
、、−V、H) となる。したがって、 v  −■ =■111−■TH rel   x 、’−V  =(V    V ’ ) + V TR
x     rel    +n となる。
以上により、比較時にはa点に入力電圧V と基準電圧
■  の差が出力され、ラッチ信号入力e1 時には比較結果かラッチ回路1.1に取り込まれること
となる。
逐次比較型A/Dコンバータは比較的電源ノイズに弱い
、すなわち、P S RR(PowerSupplyr
ejection ratio )が低い。したがって
、第1遅延回路12および第2遅延回路13を設けずに
動作させると、バイアス信号およびラッチ信号はシステ
ムクロック信号CK、に基づいて発生される制御信号で
あるため、その立ち上がり時または立ち下がり時に発生
する電源ラインのノイズにより、誤動作し変換特性が劣
化することになる。しかしながら、第1遅延回路12お
よび第2遅延回路13により逐次比較型A/Dコンバー
タの変換タイミングとバイアス信号およびラッチ信号の
立ち上がりタイミングまたは立ち下がりタイミングはず
れることとなり、誤動作を起こすことはない。
以上の実施例においては、バイアス信号およびラッチ信
号の遅延をアナログ的に(RC時定数)発生しているが
システムクロック信号より周期の短いクロック信号が同
一マイクロコンピュータチップ内に存在する場合は、バ
イアス信号およびラッチ信号を当該短周期のクロック信
号でラッチすることによりデジタル的に遅延させること
ができる。
また、遅延回路5をアナログ処理部3の前段(こ設けて
いたが、アナログ処理部3をシステムクロック信号CK
  により動作させ、デジタル処理部の前段に遅延回路
5を設けて第2クロ・ンク信号CK  により動作する
ように構成することも可能である。
さらに、アナログ処理部3として、A/Dコンバータを
例にしたが、出力段にデジタル/子づ一ログコンバータ
(D/Aコンバータ)を備える場合もあり、そのD/A
コンバータに対しても、本発明の適用かあることはいう
までもない。
〔発明の効果〕
本発明は、以上のように構成したので、同一チップ内に
デジタル処理部およびアナログ処理部が存在する場合で
あっても、デジタル処理用のクロック信号による電源ラ
インのノイズによりアナログ処理部か誤動作を起こすこ
とがないので、例えばD/Aコンバータのような場合に
は変換特性カベ」、1 劣化することはないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るワンチップマイクロコンピュータ
の概要構成図、 第2図は第1図の実施例のタイミングチャート、第3図
は逐次比較型A/Dコンバータのコンパレータ部のブロ
ック図、 第4図は従来例のタイミングチャートである。 1・・・ワンチップマイクロコンピュータ2・・・デジ
タル処理部 3・・・アナログ処理部 4・・・システムクロック信号発生部 5・・・遅延回路 6・・・CPU 7・・・タイマ 8・・・コンパレータ部 9・・・切換スイッチ 10・・・比較回路 11・・・ラッチ回路 2 12・・・第1遅延回路 工3・・・第2遅延回路 CK 、・・・システムクロック信号 CK 2・・・第2クロツク信号 ■V1・・・第1インバータ I V 2・・・第2インバータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  同一周期のクロック信号に基づいて動作するデジタル
    処理部(2)およびアナログ処理部(3)が同一チップ
    内に設けられてなる半導体集積回路装置において、 前記デジタル処理部(2)に与えられる第1のクロック
    信号(CK_1)と前記アナログ処理部(3)に与えら
    れる第2のクロック信号(CK_2)との位相を相対的
    にシフトするクロックシフト回路(5)を含むことを特
    徴とする半導体集積回路装置。
JP1213459A 1989-08-18 1989-08-18 半導体集積回路装置 Pending JPH0375976A (ja)

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